TW200950886A - Composite structure forming method, prepared particles, and composite structure forming system - Google Patents

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200950886 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使用氣懸體沉積法之複合構造物形成方 法、該方法所使用之調製粒子以及複合構造物形成系統。 該氣懸體沉積法，是將氣懸體（讓脆性材料的微粒子分散 "在氣體中而構成）噴吹在基材上，以在基材上形成微粒子 的構成材料所組成的構造物。 【先前技術】 作爲在基材表面形成脆性材料構成的構造物的方法， 已知有「氣懸體沉積法」（例如參照專利文獻1 (日本特 許第3348154號公報）、專利文獻2(日本特開200 6-200013號公報）、專利文獻3 (日本特開2006-2 33334號 公報））。該方法，是從吐出口朝基材噴射氣懸體（讓含 有脆性材料的微粒子分散在氣體中而構成），讓微粒子衝 © 撞金屬、玻璃、陶瓷或塑膠等的基材，利用該衝撞的衝擊 使脆性材料微粒子產生變形或碎解後互相接合，而在基材 上直接形成微粒子的構成材料構成的膜狀構造物。依據此 方法，不須使用加熱手段等，在常溫即可形成膜狀的構造 物，可獲得和燒成體具有同等級以上的機械強度之膜狀構 造物。另外，藉由控制讓微粒子衝撞的條件、微粒子的形 狀、組成等，可使構造物的密度、機械強度、電氣特性等 產生各式各樣的變化。 在藉由該氣懸體沉積法來形成大面積的膜狀構造物的 -5- 200950886 情況’必須持續既定時間供應微粒子。特別是在要求高膜 厚精度的情況，期望微粒子的供應量始終是穩定的。 然而，如專利文獻1 (日本特許第3348154號公報） 所示，若在收容著原料微粒子的收容機構內進行氣懸體化 ，收容在收容機構內的微粒子在收容機構內可能隨著時間 經過而發生狀態改變，並無法達成氣懸體的穩定供應。另 外，爲了獲得氣懸體化所需的容積，收容機構的容積必須 比微粒子的體積大很多，因此可能會成爲大規模的裝置。 於是，將用來收容微粒子的收容機構和氣懸體化機構 (使微粒子和氣體混合而進行氣懸體化）予以分離，而從 收容機構逐次將必要量的微粒子供應給氣懸體化機構的技 術已被提出（參照專利文獻2(日本特開200 6-20001 3號 公報））。 然而，在使用次微米以下的粒子作爲一次粒子的情況 ，由於其黏性和附著性強，在收容機構內部或從收容機構 供應給氣懸體化機構的過程，容易發生附著或堆積在壁面 的問題，難以實現出確實的供應。例如，隨著收容機構內 部之微粒子的攪拌或移動，微粒子容易凝集而使其流動性 改變。最後會在收容機構內部產生堆積，若產生該堆積， 粉體朝氣懸體化機構的移動會受到阻礙，而使供應量的定 量性變差。另外，若在收容機構內部產生附著，將無法達 成原定計劃的粉體使用量。 因此，設置從收容機構朝氣懸體化機構供應微粒子的 分割供應機構，藉由分割供應機構將收容在收容機構的微 -6- 200950886 粒子分割成複數群來供應的技術已被提出（參照專利文獻 3 (日本特開2006-233334號公報））。 然而，將收容在收容機構的一群脆性材料微粒子粉體 藉由分割供應機構分割成複數群而進行供應的情況，可能 發生以下的問題。亦即，由於原先收容在收容機構的脆性 材料微粒子粉體的密度未受控制且流動性不均一，在從收 容機構供應時，分割成既定大小或形狀的微粒子集團的形 φ 狀、密度可能變得不均一。在某些情況，在收容機構內會 發生脆性材料微粒子粉體的堆積。在這種情況，即使是使 用具有既定的碎解能力的氣懸體化機構，要始終獲得穩定 微粒子濃度的氣懸體是有困難的。另外，在供應過程，在 分割成既定大小或形狀的微粒子集團的形狀、密度發生改 變的情況，要正確地控制氣懸體微粒子的濃度是困難的。 另外，在密度低的情況，在供應中途可能發生形狀崩壞， 使微粒子附著於裝置內壁而影響定量性。 Φ 專利文獻1:日本特許第3348154號公報 專利文獻2:日本特開2006-2 00013號公報 專利文獻3:日本特開2006-233334號公報 【發明內容】 本發明是爲了提供：能使氣懸體中的微粒子濃度更穩 定且能長時間維持穩定狀態之複合構造物形成方法、調製 粒子以及複合構造物形成系統。 依據本發明的一態樣，是提供一種複合構造物形成方 200950886 法，是使用氣懸體沉積法之複合構造物形成方法，該氣懸 體沉積法，是將氣懸體（讓脆性材料的微粒子分散在氣體 中而構成）朝基材噴射，以在基材上形成前述脆性材料微 粒子的構成材料所組成的構造物；其特徵在於： 將複數個調製粒子（由包含前述脆性材料微粒子的複 數個粒子固結成的集合體）收容在收容機構，從前述收容 機構將前述調製粒子供應給氣懸體化機構，在前述氣懸體 化機構將前述供應的前述調製粒子予以碎解而形成氣懸體 ，將前述氣懸體朝基材噴射以形成前述構造物和前述基材 的複合構造物。 另外，依據本發明的其他態樣，是提供一種調製粒子 ，是適用於氣懸體沉積法的調製粒子，該氣懸體沉積法， 是將氣懸體（讓脆性材料的微粒子分散在氣體中而構成） 朝基材噴射，以在基材上形成前述脆性材料微粒子的構成 材料所組成的構造物；其特徵在於： 前述調製粒子，是包含平均一次粒徑〇.1μιη~5μιη之 前述脆性材料微粒子的複數個粒子所固結成的集合體。 另外，依據本發明的其他態樣，是提供一種複合構造 物形成系統，是適用於氣懸體沉積法之複合構造物形成系 統，該氣懸體沉積法，是讓氣懸體（讓脆性材料的微粒子 分散在氣體中而構成）衝撞基材，以形成前述脆性材料微 粒子的構成材料所組成的構造物和前述基材的複合構造物 ;其特徵在於：係具備： 用來收容上述調製粒子的收容機構、從前述收容機構 -8- 200950886 供應前述調製粒子的供應機構、朝前述供應的調製粒子導 入氣體之氣體供應機構、對於混有前述氣體的前述調製粒 子施加衝擊予以碎解而形成氣懸體的氣懸體化機構、用來 將前述氣懸體噴射在基板上的吐出口。 【實施方式】 在說明本發明的實施形態之前，首先說明本說明書所 〇 使用的用語。 本說明書的「微粒子」，是指脆性材料的結晶經由化 學結合所形成的粒子，氣懸體沉積法所使用的微粒子，例 如如專利文獻1 (日本特許第3348 1 54號公報）所記載， 是指平均一次粒徑Ο.ίμιη ~5μιη的粒子。另外，關於平均 一次粒徑的鑑定，可採用以電子顯微鏡觀察而從複數個（ 以50個以上爲標準）脆性材料微粒子的影像算出圓等效 直徑的方法。 © 另外，「一次粒子」是指微粒子的最小單位（一粒） 〇 此外，「調製粒子」，是指包含平均一次粒徑Ο.ίμηι ~5μπι的脆性材料微粒子之複數個粒子所固結成的集合體 。亦即，調製粒子是經由人爲固結步驟而形成的。 在調製粒子，粒子是以物理引力（靜電、凡得瓦力、 水的交聯引力）作爲結合主體而處於保持一定形狀的狀態 ，其結合強度、形狀當中至少一者是受到刻意控制的。或 是，是以投入水中後照射超音波時會崩壞的程度的引力作 -9- 200950886 爲結合主體而處於保持一定形狀的狀態，其結合強度、形 狀當中至少一者是受到刻意控制的。 調製粒子的結合強度，是以其壓壞強度（壓縮破壞強 度）爲指標。 另外，調製粒子的形狀是以真圓度爲指標。 另外，宜刻意對調製粒子的直徑予以控制。調製粒子 的直徑，是以其平均圓等效直徑爲指標。 另外，宜刻意對調製粒子的粒徑分布予以控制。調製 0 粒子的粒徑分布，是以D10或粒度分布偏差比例爲指標 〇 調製粒子較佳爲，不致使所含的脆性材料微粒子彼此 經由化學結合而接合固化成比一次粒子的直徑大非常多。 脆性材料微粒子彼此進行化學結合，是指微粒子受到熱處 理等的影響而使微粒子表面彼此熔合而發生頸部形成，而 成爲類似多孔質的一次粒子的狀態。可藉由電子顯微鏡的 觀察來鑑定，例如可將複數個微粒子的集合體投入水或醇 © 類溶劑中，只要脆性材料微粒子不發生分散、或不容易崩 壞即可判斷有化學結合的存在。另外，在一次粒子是由複 數個單位接合固化而成的情況，該微粒子的直徑對於氣懸 * 體沉積法的構造物形成而言是可容許的，因此即使實質上 ^ 含有這種狀態的粒子也不致造成太大的問題。這種狀態也 是，藉由電子顯微鏡來觀察經充分分散後固定在觀察台上 的脆性材料微粒子即可明白。 另外，「凝集粒子」，是指複數個微粒子的集合體， -10- 200950886 是自然發生所形成之微粒子互相結合的狀態，是指其結合 強度和形狀未受控制的狀態。 另外，「碎解」是指，對於調製粒子（以脆性材料微 粒子爲主體的粒子藉由物理引力而固結在一起），藉由賦 予衝擊、摩擦、振動、電荷等的外力而分離成各個脆性材 料微粒子所進行的行爲。並不需要將所有的一次粒子都分 離成單分散狀態，如後述般，只要藉由碎解來確保一定的 0 分離狀能，亦即能以工業上可利用的程度來進行構造物的 形成即可。 爲了判別調製粒子從收容容器供應時尙未進行碎解， 可測定調製粒子供應量的經時穩定性，或是藉由將收容容 器中和氣懸體化前的調製粒子的形狀進行比較。 在此情況，若調製粒子從收容容器供應時發生碎解， 從調製粒子脫落的脆性材料微粒子，會附著在收容容器和 氣懸體化機構之接觸調製粒子的部位而產生堵塞。結果， ® 調製粒子的移動受到阻礙，供應量會隨著時間經過而發生 變化。 另外，爲了判別在氣懸體化機構中調製粒子被施以碎 解，係藉由觀察氣懸體化前的調製粒子和氣懸體化後的調 製粒子的形狀和狀態而進行比較。 在此情況，只要確認出調製粒子的數目明顯減少、調 製粒子中存在多量一次粒子等的狀態變化產生，即可判別 已進行碎解。例如，相對於碎解行爲前的一定調製粒子重 量中的調製粒子個數，若碎解行爲後的相同重量中的調製 -11 - 200950886 粒子個數爲1/5以下，較佳爲1/10以下，更佳爲1/1〇〇以 下即判別已進行碎解。其等可利用光學顯微鏡的觀察等來 確認。 另外，「氣懸體」是指讓微粒子分散在氦、氮、氣、 氧、乾燥空氣、含有其等的混合氣體等的氣體中而構成的 固氣混相體，雖包含一部分是凝集粒子的情況，但實質上 是指大多數的微粒子呈大致單獨分散的狀態。氣懸體的氣 體壓力和溫度是任意的，在換算成氣壓爲1氣壓、溫度爲 2〇°C的情況，若氣體中的微粒子濃度在從吐出口噴射的時 點在0.0003mL/L〜10mL/L範圍內，可良好地進行膜狀構 造物的形成。 另外，「固氣混相流」，是指控制成既定的結合強度 或形狀的調製粒子隨著氣流移動的狀態。在固氣混相流， 調製粒子實質上是單獨地存在於氣流中。 另外，「固相」是指調製粒子以大致不受氣流影響的 方式來存在的狀態， 此外，「堆積」是指：在容器內或供粒子通過的通路 等，因粒子附著或粒子本身的凝集而妨礙粒子移動的現象 或這種狀態。堆積，是在供粒子通過的通路的截面形狀小 的場所容易發生，例如在後述之收容機構的出口 '供應機 構的入口、供應通路等容易發生。 接著參照圖式來說明本發明的實施形態。 第1圖係本發明的第1實施形態的複合構造物形成系 統的基本構造例的示意圖。亦即，第1(a)圖係顯示複 -12- 200950886 合構造物形成系統（氣懸體沉積裝置）的基本構造例的方 塊圖。第1 ( b)圖係示意顯示從調製粒子的收容至氣懸 體化的流程。第1(c)圖係顯示從調製粒子的收容至氣 懸體化的期間之狀態變化。另外，是以對應於第1 ( a ) 圖所示的各構成要素的方式來製作第1(b)圖和第 )圖。 如第1(a)圖所示，本實施形態的複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）100係具備：收容機構丨、定量 供應機構2、氣體供應機構3、氣懸體化機構4以及吐出 □ 5。 在收容機構1的後段設置定量供應機構2»在定量供 應機構2的後段設置氣懸體化機構4。在氣懸體化機構4 的後段設置吐出口 5。氣體供應機構3是連接在定量供應 機構2的出口附近。 在收容機構1收容著預先形成的調製粒子31。定量 ® 供應機構2,是將收容在收容機構1的調製粒子31以不 破壞調製粒子31的形狀和狀態且以既定量供應給後段的 氣懸體化機構4。另外，定量供應機構2，也能藉由後述 的回饋控制而隨著時間經過使供應量穩定化或改變。另外 ，隨後會詳細說明調製粒子3 1。 由定量供應機構2供應的調製粒子31是和由氣體供 應機構3供應的氣體G —起形成固氣混相流33，通過供 應通路1 6而供應給氣懸體化機構4。所供應的調製粒子 31，在氣懸體化機構4內進行碎解，讓微粒子3 0P分散在 -13- 200950886 氣體G中而形成氣懸體32»從吐出口 5將該氣懸體32朝 未圖示的基材噴射而在基材上形成膜狀構造物（參照第 16 圖）。 另外，亦可如後述般，將調製粒子31供應給氣懸體 化機構4，將所供應的調製粒子31在氣懸體化機構4內 施以碎解，使用從氣體供應機構3供應給氣懸體化機構4 的氣體G，讓微粒子3 0P分散在氣體G中而形成氣懸體 32 (參照第15圖）。 _ 然而，在形成固氣混相流33的情況，不僅能供應調 製粒子31，且能朝氣懸體化機構4將調製粒子31加速， 藉由機械衝擊（利用加速後的調製粒子31的動能）而進 行碎解，因此能順利地進行氣懸體化。 另外，氣體供應機構3，爲了確實地對氣懸體化機構 4供應調製粒子31能與收容機構1或定量供應機構2連 接，又爲了調節氣懸體中的微粒子濃度能與氣懸體化機構 4或氣懸體化機構4和吐出口 5之間的供應通路等連接。 ^ 另外，氣體供應機構3的連接對象和連接的組合可做適當 的改變。 在此說明氣懸體沉積法的原理。 _ 氣懸體沉積法所利用的微粒子，是以脆性材料爲主體 ，可將相同材質的微粒子單獨使用或混合粒徑不同的微粒 子來使用。 作爲微粒子的材料，例如包括：以脆性材料氧化鋁、 氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鐵、氧化鍩、氧化釔、氧 -14- 200950886 化鉻、氧化給、氧化鈹、氧化鎂、氧化矽、氧化鈣、氧化 鑭、氧化緦、氧化钽'氧化鋇、氧化鈷、氧化銅、氧化釓 、氧化銦、氧化鋰、氧化鉬、氧化錳、氧化鈮、氧化鎳、 氧化餓、氧化鉛、氧化鈀、氧化鐯、氧化釕、氧化銻、氧 化钪、氧化铽、氧化釩、氧化鎢、氧化鏡等爲主成分之氧 化物或其等的複合氧化物；鑽石、碳化硼、碳化矽、碳化 鈦、碳化锆、碳化釩、碳化鈮、碳化鉻、碳化鎢、碳化鉬 ^ 、碳化鎢等的碳化物；氮化硼、氮化欽、氮化銘、氮化砂 、氮化鈮、氮化鎢等的氮化物；硼、硼化鋁、硼化矽、硼 化鈦、硼化銷、硼化釩、硼化鈮、硼化鎢、硼化鉻、硼化 鉬、硼化鎢等的硼化物；或是其等的混合物或多元系的固 溶體或化合物；鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鋰、鈦酸緦、鈦酸 鋁、PZT、PLZT等的複合氧化物系的壓電性焦電性的陶 瓷；Sialon陶瓷、金屬陶瓷等的高韌性陶瓷；水磷灰石、 磷酸鈣等的活體適合性陶瓷；矽、鍺、或在其等中添加磷 © 等的各種摻質的半導體物質；砷化鎵、砷化銦、硫化鎘、 硫化鋅等的化合物；以該等材料爲主成分而和金屬或樹脂 形成的複合材料。 另外，也能將不同種類的脆性材料微粒子予以混合或 複合來使用。另外，也能將金屬材料或有機材料等的微粒 子和脆性材料微粒子混合或是被覆在脆性材料微粒子的表 面來使用。然而，在此情況也是，形成膜狀構造物時是以 脆性材料爲主體。 另外，作爲氣體G，例如除了空氣、氫氣、氮氣、氧 -15- 200950886 氣、氬、氦等的非活性氣體以外，也能使用甲院氣體、乙 院氣體、乙稀氣體、乙炔氣體等的有機氣體，或是氟氣等 的腐蝕性氣體。另外，按照需要’也能使用其等的混合氣 體。 氣懸體沉積法的程序’通常是在常溫下實施，其一大 特徵在於：能在比微粒子材料的熔點低相當多的溫度，亦 即在100°c以下形成膜狀構造物。 使用結晶性的脆性材料微粒子來作爲原料的情況，在 藉由氣懸體沉積法所形成的複合構造物當中的膜狀構造物 的部分，是成爲其結晶粒子尺寸比原料微粒子的結晶粒子 更小的多結晶體，其結晶大部分的情況是實質上沒有結晶 配向性。另外，在脆性材料結晶彼此的界面，實質上並不 存在玻璃層所構成的晶界層。又在大多數的情況，在膜狀 構造物的部分，會形成咬入基材表面的「錨固層」。由於 膜狀構造物形成有該錨固層，會以極高的強度強固地附著 在基材上" 藉由氣懸體沉積法所形成的膜狀構造物，是與所謂「 壓粉體」（微粒子彼此藉由壓力迫緊而利用物理附著來保 持形態的狀態）明顯不同，而具有充分的強度。 在此情況，在氣懸體沉積法，爲了確認飛來的脆性材 料微粒子在基材上發生破碎變形，可利用X射線繞射法 等來測定原料用的脆性材料微粒子和所形成的脆性材料構 造物的晶格（lattice)尺寸。 氣懸體沉積法所形成的膜狀構造物的晶格尺寸’是比 -16- 200950886 原料微粒子的晶格尺寸更小。又在微粒子因破碎或變形而 形成的「剪斷面」、「破斷面」上，會因原先存在於微粒 子內部而和別的原子結合在一起的原子成爲露出狀態而形 成「新生面」。而且，表面能量高而具有活性的該新生面 ，會和鄰接的脆性材料微粒子的表面或是鄰接的脆性材料 的新生面或是基材表面接合，藉此來形成膜狀構造物。 另外，在氣懸體中的微粒子表面存在適當的羥基的情 〇 況，藉由微粒子衝撞時在微粒子彼此和微粒子與構造物之 間產生的局部剪切應力等，會發生機械化學的酸鹼脫水反 應，而使彼此接合在一起。從外部連續施加的機械衝擊力 ，會讓該等現象持續發生，使微粒子的變形、破碎等反覆 發生而使接合、緻密化持續進展，如此進行脆性材料構成 的膜狀構造物的成長。 作爲在氣懸體化機構4中將調製粒子31予以碎解的 手法，利用機械衝擊力（讓調製粒子31衝撞壁、突起、 © 旋轉體等所產生）是有效的。特別是，若將調製粒子31 在與氣體G混合的固氣混相流33的狀態下進行加速，利 用慣性力讓具有質量之調製粒子31衝撞壁等是容易的。 這時，碎解能量雖是依調製粒子31的質量和速度來決定 ，但爲了獲得碎解所需的速度，必須在氣懸體化機構4的 前後（入口側和出口側）形成壓力差。 另外，依據本發明人的認知，作爲氣體的種類例如是 使用空氣、氮氣、氧氣當中的任一者或是以前述氣體爲主 成分之混合氣體，在換算成1氣壓25°C的情況，相對於 -17- 200950886 供應通路的最小截面積，若將氣體供應量控制成〇.〇5L/( 分· mm2)〜5 0.0L/ (分.mm2)的體積流量，則能高效率 地將固氣混相流中的調製粒子31予以加速，而能確實且 容易實施氣懸體化。 在此’在氣懸體沉積法，爲了使所獲得的膜狀構造物 在大面積形成均質且具有均一的厚度，必須讓噴吹的氣懸 體中的微粒子濃度始終維持穩定。亦即，爲了使膜的品質 、性質穩定’如何形成微粒子濃度穩定的氣懸體是本手法 的重要技術特徵。 在此情況，依據專利文獻1 (日本特許第3348 1 54號 公報）揭示的技術，由於收容在收容機構的微粒子狀態會 隨著時間經過而發生變化等，要產生微粒子濃度穩定的氣 懸體會有困難。 另外，依據專利文獻2 (日本特開2006-200013號公 報）所揭示的技術也是，在使用次微米以下的微粒子作爲 一次粒子的情況，由於黏性和附著性強，在收容機構內部 或從收容機構供應給氣懸體化機構的過程，容易發生附著 或堆積在壁面的問題，要產生微粒子濃度穩定的氣懸體是 困難的。 再者，可形成微粒子濃度最穩定的氣懸體之專利文獻 3 (日本特開2006-233334號公報）所揭示的技術，在從 收容機構供應時，或是在對氣懸體化機構供應的過程，微 粒子或是分割成既定大小形狀的微粒子集團的形狀、密度 會發生不均一，而在瞬間可能造成要形成微粒子濃度穩定 200950886 的氣懸體會有困難。例如，在從收容機構供應時，或是在 對氣懸體化機構供應的過程，微粒子集團的一部分會碎解 而附著在壁面，如此在瞬間可能造成要形成微粒子濃度穩 定的氣懸體會有困難。 經本發明人深入探討的結果得知，若預先製作出調製 粒子（包含平均一次粒徑Ο.ίμιη〜5μπι的脆性材料微粒子 之複數個粒子所固結成的集合體），並將其從收容機構供 e ㈣$ 懸體化機構，即可謀求供應的均一化和穩定化。另 外，藉由刻意地控制調製粒子的結合強度及形狀當中的至 少一者，即可提昇定量供應性。 如前述般，粒徑Ο.ίμιη ~5μιη的脆性材料微粒子，凝 集性強’在保持該狀態下處理性非常差。又往往會形成凝 集粒子。這種脆性材料微粒子，即使是利用機械手段來供 應，要確保其定量性非常困難。因此，在藉由氣懸體沉積 法形成氣懸體的情況，要確保氣懸體濃度隨著時間經過的 © 均一性、穩定性會有困難。 於是，若預先製作出調製粒子（包含平均一次粒徑 Ο.ίμιη〜5μπι的脆性材料微粒子之複數個粒子所固結成的 集合體），藉此來供應黏性、附著性強的微粒子，即可抑 制供應過程中的碎解以及伴隨其而發生的附著、堆積等， 因此能提昇定量供應性。另外，在從收容機構1供應給定 量供應機構2時也是，實質上可抑制碎解，而能提昇定量 供應性。 另外，藉由刻意地控制調製粒子的結合強度及形狀當 -19- 200950886 中的至少任一者，可進一步提昇定量供應性。 因此，在設置於後段的氣懸體化機構4，即使從短期 看來，也能抑制微粒子濃度的大幅變動，而能形成長期間 維持均一且穩定的微粒子濃度的氣懸體。結果，可正確地 控制從吐出口噴射的氣懸體中的微粒子量，而能高精度地 控制形成在基材上的膜狀構造物的膜厚和膜品質。 接著說明本發明人針對調製粒子31的認知。 爲了提昇定量供應性以及氣懸體濃度的均一性等，能 q 以調製粒子31的平均壓壞強度作爲指標。 例如，若平均壓壞強度過低，在從收容機構1供應時 ，或是在對氣懸體化機構4供應的過程，調製粒子31可 能會碎解而附著在壁面，因此會降低定量供應性以及氣懸 體濃度的均一性等。另外，若平均壓壞強度過高，雖可確 保定量供應性，但會妨礙氣懸體化機構4所進行的碎解’ 可能造成氣懸體濃度的均一性等降低。因此，宜將調製粒 子31的平均壓壞強度控制在既定範圍內。 © 亦即，調製粒子31在從收容機構1供應時’必須具 有實質上不致發生碎解的平均壓壞強度。另外，調製粒子 31在對氣懸體化機構4供應的途中，必須具有實質上不 致發生碎解的平均壓壞強度，且必須具有在氣懸體化機構 4中實質上會發生碎解的平均壓壞強度。 再者，平均壓壞強度（平均壓縮破壞強度）’是任意 選複數個（例如1 〇個以上）的調製粒子3 1 ’測定其等的 壓壞強度而算出其平均値 -20- 200950886 在此說明：本發明人所進行的壓壞強度（壓縮破壞強 度）的測定，平均壓壞強度（平均壓縮破壞強度）和複合 構造物的形成的關係。 首先說明壓壞強度（壓縮破壞強度）的測定。 準備圓等效直徑爲100~400μηι範圍內的調製粒子（ 包含平均一次粒徑〇.3μηι左右的脆性材料微粒子），測定 該等調製粒子的壓壞強度。另外，隨後會說明圓等效直徑 ❹ 壓壞強度的測定，是使用島津製作所製的島津微小壓 縮試驗機MCT-W201。測定用的壓縮用壓子爲FLAT5 00。 物鏡的倍率爲1 0倍，測定模式爲單體，以參考強度計算 壓縮率10%爲初期條件。另外，試驗模式爲壓縮試驗，試 驗力爲1 96. lmN，負荷速度爲〇.9mN/sec，對於任意選擇 的10個調製粒子31進行壓壞強度的測定。 壓壞強度，是用壓縮用壓子來按壓調製粒子，根據破 壞時的試驗力和粒徑而依下式進行計算。

St = 2.8P/ ( π xdxd) 在此，St代表壓壞強度（Pa ) ，P代表壓壞時的試驗 力（N) ，d代表調製粒子粒徑（mm)。 第2圖係顯示壓壞強度的測定例的圖表。橫軸代表移 位’縱軸代表試驗力。 在該壓壞強度的測定，將第2圖中的試驗力的變化大 -21 - 200950886 致一定而僅移位增加的點定爲壓壞時的試驗力 子粒徑d是使用壓縮試驗機所具備的光學機器 〇 接著說明平均壓壞強度（平均壓縮破壞強 構造物的形成的關係。 準備好圓等效直徑在 1〇〇~400μιη的範圍 種壓壞強度的調製粒子，使用該等調製粒子依 積法來形成複合構造物。氣懸體沉積法所使用 爲定量供應裝置是使用振動型供應裝置，作爲 構是採用讓固氣混相流衝撞陶瓷板的方式，作 用氮氣。 另外，作爲吐出口之噴嘴開口爲lOmmxO, 口噴出的氣懸體的氣流量爲5L/min。用來形 物的基材是使用SUS3 04不鏽鋼板。基材進行 行程爲 l〇mm，在 lOmmxlOmm的面上形成複 時間（氣懸體噴射時間）爲10分鐘。 第3圖係顯示平均壓壞強度和複合構造物 係例的圖表。橫軸代表平均壓壞強度，縱軸代 物的膜厚。 從第3圖可看出，若平均壓壞強度超過〇 能形成薄膜而在生產性方面會有問題。此乃基 製粒子的壓壞強度過高，會對氣懸體化機構所 粒子的碎解造成阻礙。依據本發明人的認知， 壞強度在〇.47MPa以下，基於生產性的觀點可 P。調製粒 來進行測定 度）和複合 內而具有各 據氣懸體沉 的裝置，作 氣懸體化機 爲氣體是使 .4mm，從開 成複合構造 往復運動的 合構造物的 的形成的關 表膜狀構造 • 47MPa，只 於，由於調 進行的調製 只要平均壓 良好地進行 200950886 複合構造物的形成。另外，只要平均壓壞強度在〇.34MPa 以下，基於生產性的觀點可更加良好地進行複合構造物的 形成。 以上是平均壓壞強度的上限値的情況。在此，從第3 圖可知，若平均壓壞強度越低，可在越短的時間形成厚膜 ，因此基於生產性的觀點並無法決定其下限値。 如前述般平均壓壞強度的下限値主要是基於定量供應 〇 性的觀點來決定。亦即，若平均壓壞強度過低，在從收容 機構供應時，或是在對氣懸體化機構4供應的過程，即使 是在緩慢運送的操作條件下，受到調製粒子彼此的摩擦、 互相的接觸應力、與側壁的摩擦等在粒子移動時產生的各 種力，調製粒子可能發生碎解，或是構成調製粒子的脆性 材料微粒子的一部分可能從表面脫落。而且，若因碎解或 脫落所產生的脆性材料微粒子附著於壁面，會阻礙調製粒 子的移動而影響定量供應性。因此，平均壓壞強度宜爲既 © 定値以上。 本發明人針對定量供應機構2的方式（例如：振動篩 方式、使用旋轉盤的供應方式、利用超音波振動或電磁振 動的供應方式、螺旋進給機、靜電供應方式等）以及供應 通路16等的供應條件等進行詳細探討的結果得知，基於 定量供應性的觀點，平均壓壞強度宜爲〇.〇1 5 MPa以上。 因此’平均壓壞強度宜爲0.46MPa以下，更佳爲〇.34MPa 以下，又平均壓壞強度宜爲0.015MPa以上。 另外，爲了提昇定量供應性、氣懸體濃度的均一性等 -23- 200950886 ，能以調製粒子31的平均圓等效直徑作爲指標。 例如，若平均圓等效直徑過小，容易發生凝集，因此 可能會使定量供應性、氣懸體濃度的均一性等惡化。另外 ，若平均圓等效直徑過大，在供應通路16等可能發生堵 塞且在氣懸體化機構4可能發生碎解不良。因此調製粒子 31的平均圓等效直徑宜控制在既定的範圍內。

另外，平均圓等效直徑，是指具有與調製粒子31進 行影像解析所獲得的面積相同面積之等效圓的直徑。圓等 Q 效直徑，使用市售的形狀解析軟體來解析調製粒子31的 光學顯微鏡相片等，即可算出。相關產品，例如爲內建於 偏光光學顯微鏡（尼康製LV-IMA)的解析軟體（mitani corporation 製，Win Roof) ° 另外，平均圓等效直徑，是任意選複數個調製粒子， 測定其等的圓等效直徑並算出其平均値。在算出時，首先 準備好用來展開調製粒子的基材（像矽晶圓等的具有鏡面 且不具備會構成雜訊的傷痕）。接著，將構成相片判定畫 0 面上的測定對象之調製粒子分散在其上方。接著，儘量除 去：不具備調製粒子的性格之凝集粒子和一次粒子、或是 複數個一次粒子重疊在一起的狀態之粒子群等。特別是在 中心粒徑附近的微粒子，必須確保是形成不互相重疊在一 起的分散狀態。另外，在進行相片判定時，是排除所測定 的平均圓等效直徑爲5μιη以下的資料群（定量供應性差 ，本來就不足以作爲調製粒子）。另外，在相片判定影像 中，與影像的外緣部邊界接觸、亦即未完全攝入影像內的 -24- 200950886 粒子資料也被刪除，以確保所得數値的可靠性。 再者，在此例如像第4圖所示，針對所觀察到的平均 圓等效直徑5μιη以上的調製粒子的分布，將最小徑與最 大徑之間均等區分成10~20個資料區而作成直方圖。在此 情況，具有100 μηι以上的峰値，且具有30 μιη以下的其他 峰値的情況，即使該30μιη以下的粒子個數佔80%左右， 對於供應量標準偏差不會有任何的影響。其原因在於，體 φ 積上佔大比例之較大的調製粒子可支配定量供應性。 在如此般微小的粒子中，也包含從調製粒子脫落所形 成的碎片、或不足以形成調製粒子者。如此般，在能明快 的判斷粒子分布同時具有：符合算出目的之大粒徑的調製 粒子峰値、不符合算出目的之微小粒子的峰値的情況，在 判定平均圓等效直徑時，是將構成微小粒子峰値的粒子群 除去而算出平均圓等效直徑。 較佳爲，進行如此般慎重的調製粒子的選擇操作，選 Φ 擇150〜2 00個要計算的調製粒子，根據其等的數値來求出 平均圓等效直徑。 在例如使用前述解析軟體（mit an i corporation製， Win Roof)來進行相片判定的情況，以能充分確保基材和 觀察對象的粒子之對比的方式照射光線。在獲得充分的對 比且聚焦後，進行相片的拍攝。所拍攝的相片，是予以單 色影像化，並實施二値化處理。 在二値化處理時，若不設定適當的臨限値可能會得到 錯誤的數値，因此必須特別注意。特別是對於真圓等效直 -25- 200950886 徑20μηι左右以下的粒子的測定之取捨選擇會造成很大的 影響，這是造成平均圓等效直徑、後述D10値、粒度分 布偏差比例値等發生大幅變動的主要原因。 因此，在進行二値化處理時，宜選擇單色影像的基材 側（一般爲白色側）的峰和粒子側（一般爲黑色側）的峰 之中間附近作爲臨限値。

即使是如此般進行臨限値的選擇，往往會在前述平均 圓等效直徑的算出値產生複數個峰。因此必須對前述粒子 Q 群的計算進行選擇操作。 在進行定量供應性的評價時，首先準備出前述平均壓 壞強度範圍內的調製粒子（含有平均一次粒徑0.3 μιη左右 的脆性材料微粒子），並將其等分類成不同平均圓等效直 徑的調製粒子。接著，按照以下的方法來評價各種平均圓 等效直徑的調製粒子的定量供應性。

定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲5g/min，供應時間爲30分鐘，用電子秤來測定從振動 Q 型供應裝置供應的調製粒子的重量。電子秤的計量解析能 力爲O.Olg，每隔5秒測定隨著時間經過的供應量，使用 從2分鐘後至30分鐘後的供應量資料來求出供應量及供 應量的標準偏差。這時，根據詳細觀察供應樣子等的結果 ，將供應量標準偏差爲〇·〇1以下的情況判斷爲定量供應 性良好。因此，以供應量標準偏差〇.〇1作爲是否良好的 判斷基準。 第5圖係顯示平均圓等效直徑和供應量標準偏差的關 -26- 200950886 係例的圖表。其中，橫軸代表平均圓等效直徑’縱軸代表 供應量標準偏差。 從第5圖可看出，在平均圓等效直徑爲20μιη以上的 情況，供應量標準偏差爲〇.〇 1以下’因此定量供應性良 好。另一方面，在平均圓等效直徑爲未達20μιη的情況’ 供應量隨著時間經過而變得不穩定’因此定量供應性不佳 〇 ❹ 以上是平均圓等效直徑的下限値的情況。從第5圖可 知，即使平均圓等效直徑變大也不會使定量供應性變差， 因此在使用振動型供應裝置進行評價時’並無法決定其上 限値。 如前述般，平均圓等效直徑的上限値，主要可基於供 應通路16等的發生堵塞和氣懸體化機構4的發生碎解不 良等的觀點來決定。亦即，若平均圓等效直徑過大，在從 收容機構供應時或在對氣懸體化機構4供應的過程，會發 Φ 生堵塞等而使定量供應性變差。另外，在氣懸體化機構4 的碎解也是，會產生無法碎解成一次粒子的碎片。這種碎 片對膜狀構造物的形成沒有幫助，結果會使氣懸體濃度的 均一性變差。 本發明人針對供應通路1 6等的供應條件和氣懸體化 機構4的碎解條件等進行深入探討的結果得知，平均圓等 效直徑宜爲500μιη以下。 因此，平均圓等效直徑宜爲20μιη~500μιη。 另外，爲了提昇定量供應性和氣懸體濃度的均一性等 -27- 200950886 ，能以調製粒子31的平均真圓度爲指標。 例如，若平均真圓度過小，會變得不容易滾動而造成 難以順利供應。結果，可能使定量供應性和氣懸體濃度的 均一性等變差。因此，調製粒子31的平均真圓度宜爲既 定値以上。 另外，真圓度是根據下式求出的値，使用市售的形狀 解析軟體來解析調製粒子31的光學顯微鏡相片，即可算 出。相關產品，例如爲內建於偏光光學顯微鏡（尼康製 LV-IMA)的解析軟體（mitani corporation 製，Win Roof 真圓度=4 7ΓΧ (影像中調製粒子的面積）/ (影像中調製粒 子的周長）2 在此，真圓的真圓度是1。亦即，真圓度的最大値爲 1 0 另外，平均真圓度，是任意選複數個調製粒子，測定 其等的真圓度而算出其平均値。在進行算出時是排除：不 具備調製粒子的性格之凝集粒子和一次粒子、或是複數個 一次粒子重疊在一起的狀態之粒子群等。具體而言，在進 行相片判定時，是刪除所測定的平均圓等效直徑爲5 μπι 以下的資料群。另外’在相片判定影像中，與影像的外緣 部邊界接觸、亦即未完全攝入影像內的粒子資料也被刪除 ，以確保所得數値的可靠性。 -28- 200950886 在此情況，用於算出的調製粒子個數可爲15 0-200個 。在粒徑分布中，粒徑3 Ομιη以下的頻度較多的情況，較 佳爲進行和前述算出平均圓等效直徑的情況同樣的處理。 另外，在使用解析軟體（mitani corporation製，Win Roof )的情況，可同時收集平均圓等效直徑和真圓度的資 料。 在進行定量供應性的評價時，首先準備出前述平均壓 Φ 壞強度範圍內的調製粒子（含有平均一次粒徑0.3 μιη左右 的脆性材料微粒子），並將其等分類成不同平均真圓度的 調製粒子。接著，按照以下的方法來評價各種平均真圓度 的調製粒子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲5 g/min，供應時間爲30分鐘，用電子秤來測定從振動 型供應裝置供應的調製粒子的重量。電子秤的計量解析能 力爲0.0 lg，每隔5秒測定隨著時間經過的供應量，使用 e 從2分鐘後至30分鐘後的供應量資料來求出供應量及供 應量的標準偏差。這時，根據詳細觀察供應樣子等的結果 ，將供應量標準偏差爲0 · 0 1以下的情況判斷爲定量供應 性良好。因此，以供應量標準偏差〇.〇1作爲是否良好的 判斷基準。 第6圖係顯示平均真圓度和供應量標準偏差的關係之 圖表。其中，橫軸代表平均真圓度’縱軸代表供應量標準 偏差。 從第6圖可看出，在平均真圓度爲0.79以上的情況 -29- 200950886 ，供應量標準偏差成爲0.01以下，因此定量供應性良好 。另一方面，在平均真圓度未達0.79的情況，供應量會 隨著時間經過而變得不穩定，因此定量供應性可能會變差 0 以上是平均真圓度的下限値的情況。在此，從第6圖 可知，即使平均真圓度變大，定量供應性也不會變差。因 此平均真圓度的上限値可定爲1(真圓）。 如此，平均真圓度宜爲0.79以上。 ❹ 接著說明，對於更短時間內的定量供應性的評價。 在此情況的定量供應性的評價，首先準備出複數個調 製粒子（包含平均一次粒徑爲次微米的脆性材料微粒子） ，測定其真圓度，並按照以下方法來評價各真圓度的調製 粒子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲 0.5g/min及 5g/min，供應時間爲最大 3分鐘，在 0.5 g/min的情況，是每0.1秒根據從振動型供應裝置供應 ◎ 的調製粒子在前後〇.1秒間的重量變化來測定流量；在 5 g/min的情況，是每1秒根據從振動型供應裝置供應的 調製粒子在前後〇 · 1秒間的重量變化來測定流量。算出該 流量的平均値，並求出其標準偏差。 第7圖係顯示供應速度〇.5g/min的情況之平均真圓 度和供應量標準偏差的關係例之圖表。 第8圖係顯示供應速度5 g/mi η的情況之平均真圓度 和供應量標準偏差的關係例之圖表。 -30- 200950886 在第7圖和第8圖中，橫軸代表平均真圓度，縱軸代 表供應量標準偏差。 在此情況，在第7圖，當供應量標準偏差爲0.122以 下時，或在第8圖當供應量標準偏差爲0.178以下時，可 判斷其定量供應性特別優異。 因此從第7、8圖可知，在平均真圓度爲0.65以上的 情況，供應量是穩定的。另一方面，在平均真圓度爲0.5 9 Φ 以下的情況，供應量會隨著時間經過而變得不穩定’因此 定量供應性變差。另外，在供應速度超過5g/min的情況 也是，供應量的穩定性會有同樣的傾向。 另外，爲了提昇定量供應性和氣懸體濃度的均一性等 ，能以調製粒子31的D10値爲指標。 例如，若D 1 0値過小（在調製粒子的粒度分布中，從 最小粒子算起位於1 〇%的位置之粒子的粒徑過小），由於 容易發生附著，變得難以進行順利地供應。結果，可能使 φ 定量供應性和氣懸體濃度的均一性等變差。因此，調製粒 子31的D10値宜爲既定値以上。 另外，D10値是指：在調製粒子的粒度分布中，從最 小粒子算起位於1 〇% (從下算起1 〇% )的位置之粒子的粒 徑。D10値，是任意選複數個調製粒子，將各粒子的圓等 效直徑從小到大依序排列，而由從最小粒子算起位於最接 近10%的位置之粒子粒徑來決定。用於算出之調製粒子個 數可爲150〜200個。在此情況，脆性材料微粒子的一次粒 徑爲Ο.ίμιη ~5μπι，按照脆性材料的一次粒徑而排除：不 -31 - 200950886 具備調製粒子的性格之凝集粒子和一次粒子、或是複數個 一次粒子重疊在一起的狀態之粒子群等。具體而言，在進 行相片判定時，是刪除所測定的平均圓等效直徑爲5μιη 以下的資料群。另外，在相片判定影像中，與影像的外緣 部邊界接觸、亦即未完全攝入影像內的粒子資料也被刪除 ，以確保所得數値的可靠性。 另外，在粒徑分布中，粒徑30μηι以下的頻度較多的 情況，較佳爲進行和前述算出平均圓等效直徑的情況同樣 Λ ❹ 的處理。另外，在使用解析軟體（mitani corporation製 ，Win Roof)的情況，可同時收集平均圓等效直徑和D10 的資料。 另外，D10値，使用市售的形狀解析軟體來解析調製 粒子31的光學顯微鏡相片等，即可算出。相關產品，例 如爲內建於偏光光學顯微鏡（尼康製LV-IMA)的解析軟 體（m i t ani c 〇 rp 〇 r at i ο η 製，W i n Ro 〇 f )。 在進行定量供應性的評價時，首先準備出前述平均壓 © 壞強度範圍內的調製粒子（含有平均一次粒徑0.3 μιη左右 的脆性材料微粒子），並將其等分類成不同D10値的調 製粒子。接著，按照以下的方法來評價各種D10値的調 製粒子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲5g/min，供應時間爲30分鐘，用電子秤來測定從振動 型供應裝置供應的調製粒子的重量。電子秤的計量解析能 力爲O.Olg，每隔5秒測定隨著時間經過的供應量，使用 -32- 200950886 從2分鐘後至30分鐘後的供應量資料來求出供應量及供 應量的標準偏差。這時，根據詳細觀察供應樣子等的結果 ，將供應量標準偏差爲〇.〇1以下的情況判斷爲定量供應 性良好。因此，以供應量標準偏差0.01作爲是否良好的 判斷基準。 第9圖係顯示平均圓等效直徑和供應量標準偏差的關 係例的圖表。其中，橫軸代表D 1 0値’縱軸代表供應量 φ 標準偏差。 從第9圖可知，在D10値爲6.6μιη以上的情況，供應 量標準偏差成爲〇.〇1以下，因此定量供應性良好。另一 方面，在D10値未達6.6μιη的情況，供應量會隨著時間 經過而變得不穩定，因此定量供應性變差。 以上是D10値的下限値的情況。從第9圖可知，即使 D10値變大，定量供應性也不會變差。因此’ D10値的上 限並沒有特別的限定，但實質上是調製粒子的平均圓等效 © 直徑以下，因此是500μιη以下。 因此，D10値宜爲6.6μιη以上。 另外，爲了提昇定量供應性和氣懸體濃度的均一性等 ，能以調製粒子31的粒度分布偏差比例爲指標。 例如，若粒度分布偏差比例過大，亦即粒度分布過廣 ，會變得難以順利地供應。結果’定量供應性和氣懸體濃 度的均一性等可能會變差。因此，調製粒子31的粒度分 布偏差比例宜爲既定値以下。 粒度分布偏差比例，是根據（圓等效直徑的標準偏差 -33- 200950886 σ) / (平均圓等效直徑）所算出的値。粒度分布偏差比例 ，是任意選複數個調製粒子，測定其圓等效直徑，求出圓 等效直徑的平均値和標準偏差σ，再計算（圓等效直徑的 標準偏差σ) / (平均圓等效直徑）而求出。用於算出的調 製粒子個數可爲150〜200個。粒度分布偏差比例的値爲 0〜1的範圍，越接近〇粒度分布越窄，可說是粒徑一致的 調製粒子。 另外，粒度分布偏差比例，使用市售的形狀解析軟體 @ 來解析調製粒子31的光學顯微鏡相片等，即可算出。相 關產品，例如爲內建於偏光光學顯微鏡（尼康製LV-IMA )的解析軟體（mitani corporation 製，Win Roof)。在

算出時是排除：不具備調製粒子的性格之凝集粒子和一次 粒子、或是複數個一次粒子重疊在一起的狀態之粒子群等 。具體而言，在進行相片判定時，是刪除所測定的平均圓 等效直徑爲5 μιη以下的資料群。另外，在相片判定影像 中，與影像的外緣部邊界接觸、亦即未完全攝入影像內的 Q 粒子資料也被刪除，以確保所得數値的可靠性。 另外，在粒徑分布中，粒徑3 Ομιη以下的頻度較多的 情況，較佳爲進行和前述算出平均圓等效直徑的情況同樣 的處理。 在進行定量供應性的評價時，首先準備出前述平均壓 壞強度範圍內的調製粒子（含有平均一次粒徑0.3 μιη左右 的脆性材料微粒子），並將其等分類成不同粒度分布偏差 比例的調製粒子。接著，按照以下的方法來評價各種粒度 -34- 200950886 分布偏差比例的調製粒子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲5g/miii，供應時間爲30分鐘，用電子秤來測定從振動 型供應裝置供應的調製粒子的重量。電子秤的計量解析能 力爲0.0 1 g，每隔5秒測定隨著時間經過的供應量，使用 從2分鐘後至30分鐘後的供應量資料來求出供應量及供 應量的標準偏差。這時，根據詳細觀察供應樣子等的結果 Φ ，將供應量標準偏差爲0.01以下的情況判斷爲定量供應 性良好。因此，以供應量標準偏差0.0 1作爲是否良好的 判斷基準。 第10圖係顯示粒度分布偏差比例和供應量標準偏差 的關係例的圖表。其中，橫軸代表粒度分布偏差比例，縱 軸代表供應量標準偏差。 從第10圖可知，在粒度分布偏差比例爲0.59以下的 情況，供應量標準偏差成爲〇 · 01以下，因此定量供應性 φ 良好。另一方面，在粒度分布偏差比例超過0.59的情況 ，供應量會隨著時間經過而變得不穩定，因此定量供應性 變差。 以上是粒度分布偏差比例的上限値的情況。從第10 圖可知，即使粒度分布偏差比例變小，定量供應性也不會 變差。因此，粒度分布偏差比例的下限値並沒有特別的限 定。 因此，粒度分布偏差比例宜爲〇 . 5 9以下。 另外，爲了提昇定量供應性和氣懸體濃度的均—性等 -35- 200950886 ，能以調製粒子3 1的安息角爲指標。 例如，若安息角過大，會變得不容易流動而難以進行 順利的供應。結果，定量供應性和氣懸體濃度的均一性等 會變差。因此，調製粒子31的安息角宜爲既定値以下。 安息角是按照以下的手法來求出。首先，對準直徑 30mm的圓盤的中心，讓調製粒子以5g/min的速度少量少 量地落下，堆積到調製粒子開始從圓盤溢出爲止。例如， 從側面進行相片拍攝，利用影像解析來測定調製粒子所堆 積成的三角錐的左右斜面和底邊間的角度，計算其平均値 而求出安息角。 在進行定量供應性的評價時，首先準備出前述平均壓 壞強度範圍內的調製粒子（含有平均一次粒徑〇·3 μιη左右 的脆性材料微粒子），並將其等分類成不同安息角的調製 粒子。接著，按照以下的方法來評價各種安息角的調製粒 子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲5g/min，供應時間爲30分鐘，用電子秤來測定從振動 型供應裝置供應的調製粒子的重量。電子秤的計量解析能 力爲0.0 1 g，每隔5秒測定隨著時間經過的供應量，使用 從2分鐘後至30分鐘後的供應量資料來求出供應量及供 應量的標準偏差。這時，根據詳細觀察供應樣子等的結果 ，將供應量標準偏差爲〇.〇1以下的情況判斷爲定量供應 性良好。因此，以供應量標準偏差〇.〇1作爲是否良好的 判斷基準。 -36- 200950886 第11圖係顯示安息角和供應量標準偏差的關係例的 圖表。其中，橫軸代表安息角，縱軸代表供應量標準偏差 〇 從第11圖可知，在安息角爲42.5度以下的情況，供 • 應量標準偏差成爲0.01以下，因此定量供應性良好。另 一方面，在安息角超過42.5度的情況，供應量會隨著時 間經過而變得不穩定，因此定量供應性變差。 Φ 以上是安息角的上限値的情況。另外，從第1 1圖可 知，即使安息角變小，定量供應性也不會變差。因此，安 息角的下限値並沒有特別的限定。亦即，安息角只要超過 0度即可。 因此，安息角宜爲42.5度以下。 接著說明，對於更短時間內的定量供應性的評價。 在此情況的定量供應性的評價，首先準備出複數個調 製粒子（包含平均一次粒徑爲次微米的脆性材料微粒子） 0 ，測定其安息角，並按照以下方法來評價各安息角的調製 粒子的定量供應性。 定量供應性的評價是使用振動型供應裝置。供應速度 爲 0.5g/min及 5g/min，供應時間爲最大 3分鐘，在 0.5 g/min的情況，是每0.1秒根據從振動型供應裝置供應 的調製粒子在前後0.1秒間的重量變化來測定流量；在 5g/min的情況，是每1秒根據從振動型供應裝置供應的 調製粒子在前後〇 . 1秒間的重量變化來測定流量。算出該 流量的平均値，並求出其標準偏差。 -37- 200950886 第12圖係顯示供應速度0.5g/min的情況之安息角和 供應量標準偏差的關係例之圖表。 第13圖係顯示供應速度5g/min的情況之安息角和供 應量標準偏差的關係例之圖表。 在第12圖和第13圖中，橫軸代表安息角，縱軸代表 供應量標準偏差。 在此情況，在第12圖，當供應量標準偏差爲0.192 以下時，或在第13圖當供應量標準偏差爲1.0 18以下時 ，可判斷其定量供應性優異。又在第12圖當供應量標準 偏差爲0.122以下時，或在第13圖當供應量標準偏差爲 0.178以下時，可判斷其定量供應性特別優異。 因此從第12、13圖可知，在安息角爲4 8°以下的情況 ，定量供應性佳；又在安息角44°以下的情況，由於供應 量標準偏差變得特別小，故定量供應性更優異。另一方面 ，在安息角爲超過48°的情況，供應量會隨著時間經過而 變得不穩定，因此定量供應性變差。另外’在供應速度超 過5 g/min的情況也是，供應量的穩定性會有同樣的傾向 〇 另外，在使用安息角爲48°以下的調製粒子的情況， 可謀求來自噴嘴之脆性材料微粒子的噴射量的穩定化。 因此，安息角48°以下的調製粒子，是適用於較不要 求所形成的構造物的厚度精度之形成大面積的膜狀構造物 的情況。另外，也適用於形成在後製程進行硏磨處理之膜 狀構造物的情況。另外也適用於，藉由反覆進行噴嘴和基 -38- 200950886 板的相對移動而進行往復運動以獲得構造物的厚度’藉此 來謀求厚度平均化的情況。 再者，安息角44。以下的調製粒子，來自噴嘴之脆性 材料微粒子的噴射量的穩定性非常儍異。 因此，即使是在形成要求高厚度精度的構造物的情況 、或是在形成構造物厚度爲數μιη以下的薄形的膜狀構造 物的情況等，也能發揮良好的製造能力。而且’若將安息 角44°以下的調製粒子運用在這種用途，可形成更佳的構 造物。 另外，爲了良好地進行複合構造物的形成’宜考慮調 製粒子的水含量。依據本發明人的認知，若調製粒子31 的水含量爲0.45重量％以下，可良好地進行複合構造物的 形成。水含量的鑑定，是藉由測定當調製粒子31加熱到 3 00°C左右時的重量減少程度等來進行。 另外，基於抑制雜質混入所形成的複合構造物的觀點 ® ，調製粒子31的碳含量宜爲1重量％以下。在生成調製 粒子31時，可能會使用樹脂黏合劑。使用在常溫進行成 膜之氣懸體沉積法來形成複合構造物的情況，若在調製粒 _ 子31中混入樹脂黏合劑，會成爲阻礙氣懸體化的原因， 或可能發生在複合構造物中混入樹脂的問題。因此，必須 將含有樹脂黏合劑的調製粒子實施數百度的熱處理，以除 去樹脂黏合劑。在此情況，若熱處理不完全，在調製粒子 中會殘存碳，而使雜質（碳）混入所形成的複合構造物中 。因此較佳爲，按照樹脂黏合劑的種類等來適當地設定熱 -39- 200950886 處理溫度，以儘量減少殘留碳量。依據本發明人的認知’ 若碳含量爲1重量％以下’可良好地進行複合構造物的形 成，即使在雜質混入複合構造物的情況’也能抑制其影響 〇 以上所說明的調製粒子31’例如可使用噴霧乾燥機 、盤型造粒機、筒型造粒機等來進行製造。在此情況’如 前述般，在製造調製粒子31時可加入樹脂黏合劑或加入 水等。另外，關於噴霧乾燥機、盤型造粒機、筒型造粒機 ❹ 等，由於是使用已知的技術故省略其說明。爲了改變調製 粒子的形狀、大小、硬度，可適當地設定前述方法的各種 控制因子：例如噴霧乾燥機的噴霧量、噴霧狀態、溫度等 ，造粒機的轉數、旋轉時間等的通常因子’造粒機的構造 、大小，所加入的水量等。 第14圖係顯示本發明的第2實施形態的複合構造物 形成系統的基本構造例的示意圖。第14(a)圖係顯示複 合構造物形成系統（氣懸體沉積裝置）的基本構造例的方 © 塊圖。第14(b)圖係顯示從調製粒子的收納至氣懸體化 的流程之示意圖。第14(c)圖係顯示從調製粒子的收納 至氣懸體化之間的狀態變化。另外，是以對應於第14(a )圖所示的各構成要素的方式來製作第14(b)圖、第14 (c )圖。 如第14(a)圖所示，本實施形態之複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）100a，是和第1 ( a )圖所例示 的複合構造物形成系統100同樣的’具備收容機構1、定 -40- 200950886 量供應機構2、氣體供應機構3、氣懸體化機構4、吐出 □ 5。 在本實施形態，在定量供應機構2和氣懸體化機構4 之間進一步設有固氣混相流形成機構6。 固氣混相流形成機構6’是用來讓從定量供應機構2 供應的調製粒子3 1和從氣體供應機構3供應的氣體G形 成固氣混相流3 3。固氣混相流形成機構6所形成的固氣 Φ 混相流3 3 ’是通過供應通路1 6而供應給氣懸體化機構4 〇 藉由設置固氣混相流形成機構6，可形成均質且穩定 的固氣混相流3 3。藉由形成固氣混相流3 3，不僅能供應 調製粒子31，且能朝氣懸體化機構4將調製粒子31加速 ，藉由機械衝擊（利用加速後的調製粒子31的動能）而 進行碎解，因此能順利地進行氣懸體化。 另外，關於其他的構造和作用，是和第1圖所說明的 Φ 情況相同，故省略其說明。 第15圖係顯示本發明的第3實施形態的複合構造物 形成系統的基本構造例的示意圖。第15(a)圖係顯示複 合構造物形成系統（氣懸體沉積裝置）的基本構造例的方 塊圖。第15(b)圖係顯示從調製粒子的收納至氣懸體化 的流程之示意圖。第15(c)圖係顯示從調製粒子的收納 至氣懸體化之間的狀態變化。另外，是以對應於第1 5 ( a )圖所示的各構成要素的方式來製作第15(b)圖、第15 (c )圖。 -41 - 200950886 如第15 (a)圖所示，本實施形態之複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）l〇〇b，是具備收容機構1、定量 供應機構2、氣體供應機構3、氣懸體化機構4、吐出口 5 〇 在本實施形態，並未形成前述固氣混相流33，而是 將調製粒子31從定量供應機構2供應給氣懸體化機構4 。另外，從氣體供應機構3將氣體G供應給氣懸體化機 構4。而且，在氣懸體化機構4中將所供應的調製粒子31 ^ 碎解，使微粒子3 0P分散在氣體G中而形成氣懸體32。 調製粒子3 1的碎解，例如是在氣懸體化機構4設置 未圖示的「磨碎機構」，將所供應的調製粒子31磨碎而 進行碎解。 另外，也能將所供應的調製粒子31利用靜電引力或 重力來加速，藉由機械衝擊（利用加速後的調製粒子31 的動能）來進行碎解。 另外’關於其他的構造和作用是和第1圖所說明的情 ❹ 況相同，故省略其說明。 第16圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）的第1具體例的示意圖。 另外’和第1圖所說明的構造同樣的部分，是賦予相 同符號而省略其說明。 在本具體例，設有構造物形成室8，並在構造物形成 室8中配置：吐出口 5的至少前端部分以及用來支承基材 7的支承掃描機構1〇。搬入構造物形成室8中的基材7， -42- 200950886 是藉由配置在支承掃描機構10內的例如靜電夾頭等所支 承。 構造物形成室8的內部空間，可藉由排氣機構9來維 持減壓狀態。作爲排氣機構9，例如可使用旋轉泵等，以 將構造物形成室8的內部維持在比大氣壓更低的減低氣氛 下。 在氣懸體化機構4生成的氣懸體，是從吐出口 5朝基 〇 材7噴射，而在基材7上形成原料微粒子構成的膜狀構造 物26。這時，由於構造物形成室8內處於減壓環境，氣 懸體會因壓力差而加速並衝撞基材7。結果，如前述般可 在基材7上形成強固的膜狀構造物。 另外，藉由將構造物形成室8維持減壓狀態，氣懸體 衝撞基材7所形成的「新生面」能以更長的時間來維持活 性狀態，如此可提昇膜狀構造物的緻密性和強度。 另外，基材7是被支承掃描機構10支承，以一邊讓 Ο 其位置朝XYZ 0方向之至少任一方向適當地移動一邊進 行膜狀構造物26的形成。亦即，藉由支承掃描機構10來 一邊適當地移動基材7 —邊噴吹氣懸體，可在面積比從吐 出口 5噴射的氣懸體束的尺寸更大的基材7表面形成膜狀 構造物26。 依據本具體例，將前述調製粒子31收納在收容機構 1內，並將該調製粒子31藉由定量供應機構2確實地供 應，因此容易謀求供應量的定量化。另外，如前述般，由 於可抑制在對氣懸體化機構4的供應過程中發生碎解（以 -43- 200950886 及伴隨碎解所產生之附著、堆積等），而能大幅提昇定量 供應性。因此，能使氣懸體中的微粒子濃度成爲一定。結 果，在藉由讓吐出口 5和基材7進行相對掃描來在大面積 的基材7表面形成膜狀構造物26的情況，能將氣懸體中 的微粒子濃度維持一定，而能在大面積上形成均一的膜厚 及膜質。 第17圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）的第2具體例的示意圖。 另外，和第14圖、第16圖所說明的構造相同的部分 ，是賦予栢同符號而省略其說明。 在本具體例，收容在收容機構1的內部之調製粒子 31是由定量供應機構2供應給固氣混相流形成機構6。而 且，在固氣混相流形成機構6，是讓從定量供應機構2供 應的調製粒子31和從氣體供應機構3供應的氣體G形成 固氣混相流33，所形成的固氣混相流33是通過供應通路 16而供應給氣懸體化機構4。 在本具體例，係具備附設加速手段及整流手段之吐出 口 11，且將支承掃描機構12連接於吐出口 11。在氣懸體 化機構4生成的氣懸體，是透過配管13而從吐出口 π朝 基材7a噴射。利用在吐出口 1 1設置加速手段、或使流路 口徑大小不同而獲得之噴射氣流、壓縮效果等，即可將氣 懸體加速。 在本具體例，吐出口 11是被支承掃描機構12支承， 而能朝ΧΥΖ0之至少任一方向移動。在基材7a具有立體 200950886 形狀、或是要形成膜狀構造物26a的場所分散存在的情況 等’能在維持吐出口 11和基材7a表面的直線距離的狀態 下，一邊使吐出口 11移動一邊噴射氣懸體，而在基材7a 上形成大面積且均一的膜狀構造物26a。在此情況，只要 設置具有可撓性的配管13，即可吸收吐出口 11之移動所 產生的移位。作爲具有可撓性的配管13，例如可使用橡 膠等的彈性材料構成的配管、伸縮軟管（bellows )等的 〇 配管。另外，只要讓吐出口 1 1和基材7a能進行相對移動 即可，亦可使支承掃描機構10朝ΧΥΖ0方向的至少任一 方向移動。 在本具體例也是，將前述調製粒子31收納在收容機 構1內，並將該調製粒子31藉由定量供應機構2確實地 供應，因此容易謀求供應量的定量化。另外，如前述般， 由於可抑制在對氣懸體化機構4的供應過程中發生碎解（ 以及伴隨碎解所產生之附著、堆積等），而能大幅提昇定 © 量供應性。因此，能使氣懸體中的微粒子濃度成爲一定。 結果，藉由讓吐出口 5和基材7a進行相對掃描，即使在 具有立體形狀、或是要形成膜狀構造物26a的場所分散存 在的基材7a表面形成膜狀構造物26的情況，仍能將氣懸 體中的微粒子濃度維持一定，而能在大面積上形成均一的 膜厚及膜質。 第18圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 系統（氣懸體沉積裝置）的第3具體例的示意圖。 另外，和第1圖、第16圖等所說明的構造相同的部 -45- 200950886 分，是賦予相同符號而省略其說明。 在本具體例，是在吐出口 5和基材7之間設置用來測 量氣懸體中的微粒子濃度之計量機構14。計量機構14是 和控制機構15電氣連接。控制機構15，爲了進行後述的 回饋控制，也和定量供應機構2、氣體供應機構3、排氣 機構9電氣連接。另外，用來進行後述的回饋控制的連接 中，只要至少是和定量供應機構2電氣連接即可。 另外，計量機構14可設置在能測量氣懸體所含的微 @ 粒子濃度的場所。在此情況’例如第18圖所示’計量機 構14可設置在構造物形成室8的外側或內側，或是設置 在構造物形成室8的內外。另外，所設置的個數也可以適 當地改變。

在本具體例，從吐出口 5噴射的氣懸體所含的微粒子 濃度是由計量機構1 4測量，測量所得的資訊是從計量機 構14送往控制機構15。控制機構15，是根據送來的資訊 ，對定量供應機構2、氣體供應機構3、排氣機構9進行 Q 回饋控制。另外，回饋控制只要至少對定量供應機構2進 行即可。

第19圖至第21圖係可用於本實施形態的計量機構例 I 的示意圖。 如第1 9圖所示，計量機構14可具備：例如雷射等的 投光手段1402、用來監測該光的受光手段1404等。在此 情況，是用來自投光手段1 402的雷射照射氣懸體，藉由 監測其透過量，以測量氣懸體所含的微粒子濃度。 -46 - 200950886 另外，如第20圖所例示，從雷射等的投光手段1402 對氣懸體照射雷射，藉由CCD (電荷耦合元件）感測器 等的受光手段1 404a來監測其反射光亦可。 另外，如第21圖所示，可在定量供應機構2設置測 力計，藉由測量定量供應機構2的重量變化，來測量供應 ' 量。而且，只要按照重量變化來改變振子的振幅等’即可 始終供應一定重量的調製粒子31。在此情況’爲了容易 0 讀取重量變化’可設置多段式的定量供應機構’以進行更 高精度的供應量測量和其控制。 在本具體例也是，將前述調製粒子31收納在收容機 構1內，並將該調製粒子31藉由定量供應機構2確實地 供應，因此容易謀求供應量的定量化。另外’如前述般， 由於可抑制在對氣懸體化機構4的供應過程中發生碎解（ 以及伴隨碎解所產生之附著、堆積等）’而能大幅提昇定 量供應性。因此，能使氣懸體中的微粒子濃度成爲一定。 Φ 另外，藉由設置計量機構14，並藉由控制機構15而 至少對定量供應機構2進行回饋控制’即使吐出後的氣懸 體所含的微粒子濃度發生起伏或經時變化的情況，仍能精 密地控制氣懸體所含的微粒子濃度。結果可將氣懸體中的 微粒子濃度維持一定，而能在大面積上形成均一的膜厚及 膜質。 由於使用供應性優異、成爲容易進行定量供應的狀態 之調製粒子，前述回饋控制的正確性高且良好。 接著說明定量供應機構2的具體例。 -47- 200950886 第22圖係顯示定量供應機構2的第1具體例的示意 圖。 亦即，第22圖係定量供應機構2的主要部分的示意 立體圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31的收容機構 1的鉛垂下方設置開口，以堵住該開口的方式設置滾筒 210。滾筒210，在表面設有複數個凹部212，並朝箭頭A 方向或其相反方向旋轉。凹部212具有比調製粒子31大 q 非常多的容積。收容機構1的內部側壁和滾筒210表面之 間的間隙（爲了避免妨礙滾筒210的旋轉）非常狹窄’而 能防止調製粒子31從該間隙跑出。另外’在收容機構1 的內部側壁或開口端設置具有彈性的密封件（橡膠等）來 和滾筒210的表面接觸亦可。 在收容機構1中，調製粒子31會利用其本身重量而 充塡於滾筒210的凹部212，隨著滾筒210的旋轉’而供 應到收容機構1的外側（下側）’當凹部21 2朝向鉛垂下 @ 方時，調製粒子31會利用其本身重量而落下。藉由在其 落下路徑上設置固氣混相流形成機構6或氣懸體化機構4 ，可形成微粒子濃度一定的氣懸體。 在本具體例，充塡於凹部212之既定量的調製粒子 31是隨著滾筒210的旋轉’而從收容機構1供應並朝固 氣混相流形成機構6或氣懸體化機構4落下。亦即，可持 續供應既定量的調製粒子31。 另外，在收容機構1中，由於調製粒子31是利用其 -48- 200950886 本身重量來充塡在滾筒210的凹部212，故不致發生過度 擠壓。亦即’由於能以不崩壞的方式來供應調製粒子31 ，故能防止從定量供應機構2供應性狀發生變化的調製粒 子31。 再者，由於調製粒子31在凹部212中不致被過度擠 壓，隨著滾筒210的旋轉而使凹部212朝向鉛垂下方時， 其中的調製粒子31可利用本身重量而順利地落下。亦即 〇 ，可避免發生調製粒子31不容易從凹部212中落下的問 題，而能穩定地供應調製粒子31。因此，可順利地供應 調整成前述平均壓壞強度、真圓度、安息角等的性狀之調 製粒子31’而能達成不發生堆積之原定目標的穩定供應 〇 第23圖係顯示定量供應機構2的第2具體例的示意 圖。 在本具體例也是，在用來收容調製粒子31的收容機 β 構1的鉛垂下方設置開口，以堵住該開口的方式設置滾筒 222。滾筒222，在表面設有複數個凸部224，並朝箭頭A 方向或其相反方向旋轉。 在本具體例，由於在滾筒222表面設有凸部224，在 滾筒222表面和收容機構1的內部側壁之間會產生對應於 凸部224高度的間隙。但是，藉由將凸部224在滾筒222 表面設置成具有一定程度的密度，或藉由適當地調整凸部 . 224的形狀和排列，即可防止調製粒子31從收容機構1 下端的開口和滾筒222表面之間隙連續跑出。 -49- 200950886 而且’隨著滾筒222的旋轉，收容在收容機構1中的 調製粒子31會被凸部2以推出而利用本身重量落下，藉 此供應給固氣混相流形成機構6或氣懸體化機構4。收容 在收容機構1中的調製粒子31，由於是以被各個凸部224 向外部刮出的方式進行取出，藉由調整凸部224的形狀、 數量、轉數即可控制調製粒子31的數量。 在本具體例，在收容機構1中，由於調製粒子31是 利用其本身重量來和滾筒22 2的表面接觸而被凸部224往 外部推出，故不致被過度擠壓。亦即，由於能以不崩壞的 方式來供應調製粒子31，故能防止從定量供應機構2供 應性狀發生變化的調製粒子31。因此，可順利地供應調 整成前述平均壓壞強度、真圓度、安息角等的性狀之調製 粒子31，而能達成不發生堆積之原定目標的穩定供應。 第24圖係顯示定量供應機構2的第3具體例的示意 圖。 在本具體例，在用來收容調製粒子31之收容機構1 的鉛垂下方設置大致呈圓形的開口。且在該開口設置網孔 230。網孔230是以和收容機構1的底面接觸的狀態朝箭 頭A方向或其相反方向旋轉。 在本具體例，藉由使網孔230旋轉，而使調製粒子 31通過網孔230的開口而落下。調製粒子31的落下量’ 是按照網孔230的開口尺寸和旋轉速度等而改變。這時’ 若網孔的開口大小爲調製粒子31的平均粒徑的2倍〜7倍 的範圍，在網孔230靜止時能使調製粒子31彼此橋接’ -50- 200950886 而抑制不必要的落下。結果，藉由網孔230的旋轉之調製 粒子3 1供應量的控制變容易。 在本具體例，在收容機構1中，由於調製粒子31是 利用其本身重量來和網孔23 0的表面接觸而通過開口往外 部落下，故不致被過度擠壓。亦即，由於能以不崩壞的方 式來供應調製粒子31，故能防止從定量供應機構2供應 性狀發生變化的調製粒子3 1。因此，可順利地供應調整 〇 成前述平均壓壞強度、真圓度、安息角等的性狀之調製粒 子31，而能達成不發生堆積之原定目標的穩定供應。 再者，可透過網孔23 0的複數個開口將複數個調製粒 子31大致同時且連續地供應。亦即，在固氣混相流形成 機構6或氣懸體化機構4，始終有多數個調製粒子31被 連續地供應，調製粒子31的供應量從時間來看可達成平 均化。因此，始終有一定量的調製粒子31被穩定地供應 ，而能穩定地產生一定微粒子濃度的氣懸體。 © 第25圖係顯示定量供應機構2的第4具體例的示意 圖。 在本具體例也是，和關於第3具體例的前述說明同樣 的，在用來收容調製粒子31之收容機構1的鉛垂下方設 置大致呈圓形的開口。且在該開口設置網孔230。在網孔 230上設置刷子232，使其在接觸網孔230的狀態下朝箭 頭A方向或其相反方向旋轉。再者，在收容機構1附設 振子234。振子234的作用’是讓收容機構1的壁面等振 動’而使收容在收容機構1的調製粒子31能順利地朝刷 -51 - 200950886 子232及網孔230落下而進行供應。另外，藉由對收容機 構1中的調製粒子31賦予振動，也能獲得提昇流動性的 效果。 另外，藉由在第1〜第3具體例中設置振子234 ’也能 獲得相同的作用效果。 在本具體例，隨著刷子232的旋轉，調製粒子31會 通過網孔230的開口而落下。調製粒子31的落下量，會 按照網孔230的開口尺寸、刷子232的刷毛密度及旋轉速 度等而改變。這時，若網孔的開口大小爲調製粒子31的 平均粒徑的2倍~7倍的範圍，在網孔230靜止時能使調 製粒子31彼此橋接，而抑制不必要的落下。結果，藉由 網孔230的旋轉之調製粒子31供應量的控制變容易。 而且，對應於刷子232的各個刷毛的前端通過網孔 230的開口的動作，會將調製粒子3 1從開口推出。亦即 ，微視上，是將調製粒子31輕輕地從網孔推出，使其落 下而朝固氣混相流形成機構6或氣懸體化機構4供應。亦 即，由於能以不崩壞的方式來供應調製粒子31，故能防 止從定量供應機構2供應性狀發生變化的調製粒子31。 因此，可順利地供應調整成前述平均壓壞強度、真圓度、 安息角等的性狀之調製粒子31，而能達成不發生堆積之 原定目標的穩定供應。 再者，可透過網孔230的複數個開口將複數個調製粒 子31大致同時且連續地供應。亦即，在氣懸體化機構4 ，始終有多數個調製粒子31被連續地供應，調製粒子31 -52- 200950886 的供應量從時間來看可達成平均化。因此，始終有一定量 的調製粒子31被穩定地供應’而能穩定地產生一定微粒 子濃度的氣懸體。 第26圖係顯示定量供應機構2的第5具體例的示意 圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31之收容機構 1的下部設置供應通路235，在該供應通路235設置振子 0 234。收容於收容機構1的調製粒子31，是通過未圖示的 孔口（orifice)而以既定量供應給供應通路235。供應至 供應通路235的調製粒子31，是藉由振子234的振動而 從供應通路235供應。 在本具體例，在收容機構1中，由於調製粒子31是 利用其本身重量而通過未圖示的孔口往外部（供應通路 23 5)落下，故不致被過度擠壓。再者，供應至供應通路 235的調製粒子31是藉由振子234的振動而往外部落下 〇 ，因此調製粒子31的性狀不會發生變化。亦即，能從定 量供應機構2將性狀不發生變化的調製粒子31供應給外 部。因此，可順利地供應調整成前述平均壓壞強度、真圓 度、安息角等的性狀之調製粒子31，而能達成不發生堆 積之原定目標的穩定供應。 再者，可將複數個調製粒子31大致同時且連續地供 應。亦即，在氣懸體化機構4始終有多數個調製粒子31 被連續地供應，調製粒子31的供應量從時間來看可達成 平均化。因此’始終有一定量的調製粒子31被穩定地供 -53- 200950886 應，而能穩定地產生一定微粒子濃度的氣懸體。 第27圖係顯示定量供應機構2的第6具體例的示意 圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31的收容機構 1的下部配置形成有溝槽的旋轉盤，在旋轉盤的旋轉方向 的前方配置刮刀。 - 導入旋轉盤的溝槽之調製粒子31，是隨著旋轉盤的 旋轉而從收容機構1供應。而且，導入溝槽的調製粒子 ^ Ο 3 1，是被刮刀刮出。 在本具體例，在收容機構1中，調製粒子31是利用 本身的重量來和旋轉盤的表面接觸，被導入溝槽後藉由刮 刀刮出，因此不會發生過度的擠壓。亦即，由於能以不崩 壞的方式來供應調製粒子31，故能防止從定量供應機構2 供應性狀發生變化的調製粒子31。因此，可順利地供應 調整成前述平均壓壞強度、真圓度、安息角等的性狀之調

製粒子31，而能達成不發生堆積之原定目標的穩定供應 U 〇 再者，可透過旋轉盤的複數個溝槽來將複數個調製粒 子31大致同時且連續地供應。亦即，在氣懸體化機構4 始終有多數個調製粒子31被連續地供應，調製粒子31的 供應量從時間來看可達成平均化。因此，在氣懸體化機構 4，始終有一定量的調製粒子31被穩定地供應，而能穩定 地產生一定微粒子濃度的氣懸體。 第28圖係顯示定量供應機構2的第7具體例的示意 -54- 200950886 圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31的收容機構 1的下部設置螺桿，在螺桿端部具備用來讓螺桿旋轉的馬 達（未圖示）。另外，爲了使螺桿順利地旋轉，在螺桿設 有一定長度的外壁，且外壁的兩端是呈開放的。導入螺桿 的溝槽內的調製粒子31，是藉由螺桿的旋轉而由收容機 構1進行供應。這時，調製粒子31在其和外壁的間隙以 φ 一定量摩擦而移動，並從外壁的端部以一定速度落下。 在本具體例，在收容機構1中，調製粒子31是利用 其本身重量來和螺桿的表面接觸，因此不會被過度地擠壓 。亦即，由於能以不崩壞的方式來供應調製粒子31 ’故 能防止從定量供應機構2供應性狀發生變化的調製粒子 31。因此，可順利地供應調整成前述平均壓壞強度、真圓 度、安息角等的性狀之調製粒子31 ’而能達成不發生堆 積之原定目標的穩定供應。 φ 再者，藉由螺桿可大致同時且連纘地供應調製粒子 3 1。亦即，在氣懸體化機構4，始終有多數個調製粒子3 1 被連續地供應’調製粒子31的供應量從時間來看可達成 平均化。因此，在氣懸體化機構4 ’始終有一定量的調製 粒子31被穩定地供應，而能穩定地產生一定微粒子濃度 的氣懸體。 第29圖係顯示定量供應機構2的第8具體例的示意 圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31之收容機構 -55- 200950886 1的下部設置孔口 237，並在其下方以與地軸大致水平的 方式配置輸送機236。 和孔口 237摩擦後的調製粒子31，是送到輸送機236 的上部而進行供應。由於輸送機236是以一定速度進行運 轉，調製粒子31移動既定的長度後，會從輸送機23 6的 端部以一定速度落下。 在本具體例，在收容機構1中，調製粒子31是利用 其本身重量通過孔口 237而落到輸送機236上，因此不致 發生過度擠壓。亦即，由於能以不崩壞的方式來供應調製 粒子31，故能防止從定量供應機構2供應性狀發生變化 的調製粒子31。因此，可順利地供應調整成前述平均壓 壞強度、真圓度、安息角等的性狀之調製粒子3 1 ’而能 達成不發生堆積之原定目標的穩定供應。 再者，透過輸送機236可大致同時且連續地供應調製 粒子3 1。亦即，在氣懸體化機構4 ’始終有多數個調製粒 子3 1被連續地供應，調製粒子3 1的供應量從時間來看可 達成平均化。因此，在氣懸體化機構4，始終有一定量的 調製粒子31被穩定地供應，而能穩定地產生一定微粒子 濃度的氣懸體。 第30圖係顯示定量供應機構2的第9具體例的示意 圖。 在本具體例，是在用來收容調製粒子31之收容機構 1的下部設置孔口 238’且進一步設有用來進行該孔口 238的開閉之開閉器239。孔口 238的開口形狀可按照調 -56- 200950886 製粒子31的大小來適當地決定，藉由將開閉器239施以 開閉，以進行調製粒子3 1的供應或停止供應。 在本具體例，在收容機構1中，調製粒子31是利用 其本身重量通過孔口 23 8而往外部落下，因此不致發生過 度擠壓。亦即，由於能以不崩壞的方式來供應調製粒子 31，故能防止從定量供應機構2供應性狀發生變化的調製 粒子31。因此，可順利地供應調整成前述平均壓壞強度 〇 、真圓度、安息角等的性狀之調製粒子31，而能達成不 發生堆積之原定目標的穩定供應。 再者，透過孔口 238可大致同時且連續地供應調製粒 子31。亦即，在氣懸體化機構4，始終有多數個調製粒子 31被連續地供應，調製粒子31的供應量從時間來看可達 成平均化。因此，在氣懸體化機構4，始終有一定量的調 製粒子31被穩定地供應，而能穩定地產生一定微粒子濃 度的氣懸體。 © 即使將具有一定値以上的結合強度及既定形狀的調製 粒子應用於前述定量供應機構，由於在供應途中不致發生 破壞和碎解，是相當理想的。 接著說明氣懸體化機構4的具體例。 第31圖係顯示氣懸體化機構的第1具體例的示意圖 〇 在氣懸體化機構4a配置··用來將調製粒子31和氣體 一起噴出的供應口 1 502、設置在其前方而作爲機械障壁 的衝擊板1504、以及排出口 1505。 -57- 200950886 從供應口 15 02噴出的調製粒子31，在衝撞衝擊板 15 04時受到衝擊力。利用該衝擊力將該調製粒子31碎解 成包含一次粒子30P或數個一次粒子30P凝集成的凝集粒 3 0Q的狀態’使其分散在氣體中而成爲氣懸體32。氣懸 體32隨著氣流從排出口 1505排出。 另外，只要讓衝擊板1504旋轉，使調製粒子31的衝 撞點的運動向量與氣懸體32的噴射的運動向量大致相對 置，即可增加對調製粒子31的衝擊力。結果，可進一步 謀求氣懸體2中的微粒子濃度的均質化。 作爲衝擊板1504的材質宜爲硬質的，例如包括氧化 鋁、碳化矽、氮化矽、氮化鋁等的陶瓷。衝撞衝擊板 1504的速度’只要是能將調製粒子31充分碎解的程度即 可，較佳爲比衝撞衝擊板1504表面來形成構造物的程度 更慢。 若藉由該機械衝擊能將調製粒子31完全碎解成有助 於依據氣懸體沉積法來形成構造物之一次粒子30P是最理 想的，這時構成物形成效率最高。然而，只要實質上能進 行碎解而維持工業上可利用的構造物形成效率即可。該效 率可根據單位時間可形成的膜厚而得知。 第32圖係顯示氣懸體化機構的第2具體例的示意圖 〇 在氣懸體化機構4b配置：用來供應調製粒子31的供 應口 1 502、設置在其前方而作爲機械障壁的衝撞板i5〇4a 、以及排出口 1 5 05。氣體供應口 1 5 07是設置成與衝撞板 -58- 200950886 1 504a大致平行’在氣體供應口 1 507的前方設置排出口 1 505 » 調製粒子31是隨著氣流而供應’藉由衝撞衝撞板 1504a而碎解成一次粒子30P、或數個一次粒子30P所凝 集成的凝集粒30Q。藉由從氣體供應口 1 507朝衝撞地點 噴射氣體，可將附著在衝撞板1504a的壓粉體吹掉，而產 生均一的氣懸體。 0 第33圖係顯示氣懸體化機構的第3具體例的示意圖 〇 在氣懸體化機構4c配置：用來供應調製粒子31的供 應口 1 502、設置在其前方而作爲機械障壁的衝撞板1 507a 、以及排出口 1 505。氣體供應口 1 507a是配置成與設有 排出口 1505的管路大致同軸。 調製粒子31隨著氣流而供應，並衝撞藉由氣體供應 口 1 507a所形成的壓力障壁。這時，剪切力會作用於調製 〇 粒子31，而將調製粒子31碎解成一次粒子3 0P、或數個 一次粒子3 0P所凝集成的凝集粒3 0Q。而且，藉由從氣體 供應口 1 507噴射出的氣體而形成均一的氣懸體。 第34圖係顯示氣懸體化機構的第4具體例的示意圖 〇 在氣懸體化機構4d，沿著供氣懸體流過的流路，交 互地設置流路口徑大的部位1 5 06和口徑小的部位1 50 8。 如此’在流路口徑小的部位1 5 0 8將氣體壓縮，在流路口 徑大的部位1 5 06使氣體膨脹。如此般反覆進行壓縮和膨 -59- 200950886 脹，會使剪切力作用於氣懸體中所含的調製粒子31。利 用該剪切力，將調製粒子31碎解成一次粒子30P、或是 數個一次粒子3 0P所凝集成的凝集粒30Q。 另外，流路口徑大的部位1 506和口徑小的部位1508 的數目，並不限於所例示者，可按照所供應的調製粒子 31的大小和強度等來適當地改變。 第35圖係顯示氣懸體化機構的第5具體例的示意圖 ❹ 在氣懸體化機構4e設置第1氣體供應口 1 507b和第 2氣體供應口 1507c。第1氣體供應口 1507b的軸線和第 2氣體供應口 1507c的軸線互相交叉。

因此，能使分別從第1氣體供應口 1 5 07b、第2氣體 供應口 1 5 07c供應的調製粒子31互相衝撞。利用該衝撞 ’將調製粒子31碎解成一次粒子30P、或是數個一次粒 子3 0P所凝集成的凝集粒3 0Q。依據本實施形態，可避免 調製粒子31衝撞壁面，而有不容易混入雜質的好處。 U 藉由將具有一定値以下的結合強度及既定形狀的調製 粒子應用於前述氣懸體化機構，容易進行調製粒子的碎解 ，而容易形成富含一次粒子的氣懸體。因此對於複合構造 物的形成是理想的。 依據本發明的態樣可提供出，能使氣懸體中的微粒子 濃度更穩定且能長時間維持穩定狀態之複合構造物形成方 法、調製粒子以及複合構造物形成系統。 -60- 200950886 【圖式簡單說明】 第1(a) (b) (c)圖係顯示本發明的第1實施形態 的複合構造物形成系統的基本構造的示意圖° 第2圖係顯示壓壞強度的測定的圖表。 ' 第3圖係顯示平均壓壞強度和複合構造物的形成的關 係之圖表。 第4圖係顯示調製粒子的分布之直方圖的圖表。 φ 第5圖係顯示平均圓等效直徑和供應量標準偏差的關 係之圖表。 第6圖係顯示平均真圓度和供應量標準偏差的關係之 圖表。 第7圖係顯示供應速度0.5 g/min的情況之平均真圓 度和供應量標準偏差的關係之圖表。 第8圖係顯示供應速度5g/min的情況之平均真圓度 和供應量標準偏差的關係之圖表。 Φ 第9圖係顯示D10値和供應量標準偏差的關係之圖表 〇 第10圖係顯示粒度分布偏差比例和供應量標準偏差 的關係之圖表。 第11圖係顯示安息角和供應量標準偏差的關係之圖 表。 第12圖係顯示供應速度0.5 g/min的情況之安息角和 供應量標準偏差的關係之圖表。 第1 3圖係顯示供應速度5 g/mi η的情況之安息角和供 -61 - 200950886 應量標準偏差的關係之圖表。 第14(a) (b) (〇圖係顯示本發明的第2實施形 態的複合構造物形成系統的基本構造的示意圖° 第15(a) (b) (〇圖係顯示本發明的第3 ®施形 態的複合構造物形成系統的基本構造的示意圖。 第16圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 系統的第1具體例的示意圖。 第17圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 · 系統的第2具體例的示意圖。 第18圖係顯示本發明的實施形態的複合構造物形成 系統的第3具體例的示意圖。 第19圖係顯示適用於本實施形態之計量機構的示意 圖。 第20圖係顯示適用於本實施形態之計量機構的示意 圖。 第21圖係顯示適用於本實施形態之計量機構的示意 © 圖。 第22圖係顯示定量供應機構的第1具體例的示意圖 〇 第23圖係顯示定量供應機構的第2具體例的示意圖 〇 第24圖係顯示定量供應機構的第3具體例的示意圖 〇 第25圖係顯示定量供應機構的第4具體例的示意圖 -62- 200950886 第 26圖係顯示定量供應機構的第5具體例的示意圖 第 27圖係顯示定量供應機構的第6具體例的示意圖 .第 28圖係顯示定量供應機構的第7具體例的示意圖 〇 第 29圖係顯示定量供應機構的第8具體例的示意圖 第 30圖係顯示定量供應機構的第9具體例的示意圖 第 31圖係顯示氣懸體化機構的第1具體例的示意圖 第 3 2圖係顯示氣懸體化機構的第2具體例的示意圖 ⑩ 第 33圖係顯示氣懸體化機構的第3具體例的示意圖 第 34圖係顯示氣懸體化機構的第4具體例的示意圖 第 35圖係顯示氣懸體化機構的第5具體例的示意圖 【主要元件符號說明】 :收容機構 -63- 200950886 2 :定量供應機構 3 :氣體供應機構 4 :氣懸體化機構 5 :吐出口 6 :固氣混相流形成機構 30P :微粒子 3 1 :調製粒子 3 2 :氣懸體 3 3 :固氣混相流 1〇〇:複合構造物形成系統（氣懸體沉積裝置） -64 -

Claims (1)

1. 200950886 七、申請專利範圍： 1. 一種複合構造物形成方法，是使用氣懸體沉積法之 複合構造物形成方法，該氣懸體沉積法，是將氣懸體（讓 脆性材料的微粒子分散在氣體中而構成）朝基材噴射，以 在基材上形成前述脆性材料微粒子的構成材料所組成的構 造物；其特徵在於： 將複數個調製粒子（由包含前述脆性材料微粒子的複 φ 數個粒子固結成的集合體）收容在收容機構， 從前述收容機構將前述調製粒子供應給氣懸體化機構 » 在前述氣懸體化機構將前述供應的前述調製粒子予以 碎解而形成氣懸體， 將前述氣懸體朝基材噴射以形成前述構造物和前述基 材的複合構造物。 2. 如申請專利範圍第1項記載的複合構造物形成方法 〇 ，其中，是將前述調製粒子和從氣體供應機構導入的氣體 混合成固氣混相流*並將目U述固氣混相流供應給目lj述氣懸 體化機構。 3. 如申請專利範圍第1或2項記載的複合構造物形成 方法，其中，前述調製粒子具有必要的平均壓壞強度，以 在從前述收容機構供應時實質上不發生碎解。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子具有必要的平均壓壞 強度，以在朝前述氣懸體化機構供應的途中實質上不發生 -65- 200950886 碎解’且在氣懸體化機構中實質上會進行碎解。 5 _如申請專利範圍第1至4項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子，是在前述氣懸體化 機構中被施加機械衝擊而進行碎解。 6.如申請專利範圍第1至5項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子的平均壓壞強度爲 0.47MPa 以下。 7·如申請專利範圍第1至6項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子的平均壓壞強度爲 0.34MPa 以下。 8·如申請專利範圍第1至7項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子的平均壓壞強度爲 0 · 0 1 5 MPa 以上。 9. 如申請專利範圍第i至8項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子的平均真圓度爲0.65 以上。 10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項記載的複合構 造物形成方法，其中，前述調製粒子所含之前述脆性材料 微粒子彼此並未進行化學結合。 1 1 ·如申請專利範圍第1至1 〇項中任一項記載的複合 構造物形成方法，其中，前述調製粒子的平均圓等效直徑 爲 20μηι 〜500μιη。 1 2 ·如申請專利範圍第1至1 1項中任一項記載的複合 構造物形成方法，其中，前述調製粒子的D10爲6.6 μπι以 -66- 200950886 上。 13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項記載的複合 構造物形成方法，其中，前述調製粒子的粒度分布偏差比 例爲0.5 9以下。 14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項記載的複合 構造物形成方法，其中，前述調製粒子的安息角爲48度 以下。 ❹ 15.—種調製粒子，是適用於氣懸體沉積法的調製粒子 ，該氣懸體沉積法，是將氣懸體（讓脆性材料的微粒子分 散在氣體中而構成）朝基材噴射，以在基材上形成前述脆 性材料微粒子的構成材料所組成的構造物；其特徵在於： 是包含平均一次粒徑Ο.ίμιη〜5μπι之前述脆性材料微 粒子的複數個粒子所固結成的集合體。 16.如申請專利範圍第15項記載的調製粒子，其具有 必要的平均壓壞強度，以在從收容機構供應時實質上不發 © 生碎解。 1 7.如申請專利範圍第1 5或1 6項記載的調製粒子，其 具有必要的平均壓壞強度’以在朝氣懸體化機構供應的途 中實質上不發生碎解，且在氣懸體化機構中實質上會進行 碎解。 18.如申請專利範圍第15至17項中任—項記載的調製 粒子，其平均壓壞強度爲〇.47MPa以下。 .如申請專利範圍第15至18項中任—項記載的調製 粒子，其平均壓壞強度爲〇.34MPa以下。 -67- 200950886 20. 如申請專利範圍第15至19項中任一項記載的調製 粒子，其平均壓壞強度爲〇.〇15MPa以上。 21. 如申請專利範圍第15至20項中任一項記載的調製 粒子，其平均真圓度爲0· 65以上。 22. 如申請專利範圍第15至21項中任一項記載的調製 粒子，其所含之前述脆性材料微粒子彼此並未進行化學結 合。 23. 如申請專利範圍第15至22項中任一項記載的調製 ❹ 粒子，其平均圓等效直徑爲20μιη~5 00μιη。 24. 如申請專利範圍第15至23項中任一項記載的調製 粒子，其D10爲6.6μηι以上。 2 5.如申請專利範圍第15至24項中任一項記載的調製 粒子，其粒度分布偏差比例爲0.59以下。 2 6.如申請專利範圍第15至25項中任一項記載的調製 粒子，其安息角爲4 8度以下。 27.—種複合構造物形成系統，是適用於氣懸體沉積法 © 之複合構造物形成系統，該氣懸體沉積法，是讓氣懸體（ 讓脆性材料的微粒子分散在氣體中而構成）衝撞基材，以 形成前述脆性材料微粒子的構成材料所組成的構造物和前 述基材的複合構造物；其特徵在於：係具備： 用來收容申請專利範圍第15至26項中任一項記載的 調製粒子之收容機構、 從前述收容機構供應前述調製粒子的供應機構、 朝前述供應的調製粒子導入氣體之氣體供應機構、 -68- 200950886 對於混有前述氣體的前述調製粒子施加衝撃予以碎解 而形成氣懸體的氣懸體化機構、以及 用來將前述氣懸體噴射在基板上的吐出口。 28.如申請專利範圍第27項記載的複合構造物形成系 統，其中具備：將前述供應的前述調製粒子和從前述氣體 供應機構導入的氣體混合以形成固氣混相流之固氣混相流 形成機構。 〇

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