(57)【要約】【課題】粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性について充分な性能を得え、高精度なブラスト加工やパウダエッチング加工等を行えるようにすること。【解決手段】圧縮気体供給源より圧縮気体を供給され、圧縮気体を貯容する均圧タンク１１と、均圧タンク１１より圧縮気体を粉体との混合部に導く均圧通路１２を設ける。圧縮気体と粉体との混合部の流路を絞り部材３５で絞る、粉体拡散室４３を設ける。【選択図】　　　図１
2004025108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、
圧縮気体供給源より圧縮気体を供給され、圧縮気体を貯容する均圧タンクと、
前記均圧タンクより圧縮気体を粉体との混合部に導く均圧通路と、
を有していることを特徴とする粉体噴射装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルは横幅を有するスロット状の噴出口を有し、前記均圧タンクと前記均圧通路および前記混合部より前記噴出口に至る圧縮気体・粉体供給通路の全てが前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅を有していることを特徴とする請求項１記載の粉体噴射装置。
【請求項３】
前記均圧タンクの横幅方向の両側に圧縮気体導入口が設けられていることを特徴とする請求項２記載の粉体噴射装置。
【請求項４】
前記均圧タンク内を横幅方向に延在する圧縮気体導入パイプが設けられ、当該圧縮気体導入パイプに当該圧縮気体導入パイプの延在方向に沿って複数個の圧縮気体供給口が設けられていることを特徴とする請求項２記載の粉体噴射装置。
【請求項５】
前記均圧タンク内に隔壁が設けられ、前記隔壁と前記均圧タンクの外壁との間に前記均圧通路の延長部が画定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【請求項６】
粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、
前記噴射ノズルに至る圧縮気体通路の途中に粉体供給ローラが回転自在に設けられ、
前記粉体供給ローラは、外周面を粉体搬送面とされ、周面の周方向の一部にて粉体貯容部に露呈し、他の一部にて前記圧縮気体通路に露呈し、回転により外周面を粉体担持搬送面として粉体を前記粉体貯容部より前記圧縮気体通路へ搬送し、
前記粉体供給ローラの前記圧縮気体通路に対する露呈部には、前記粉体供給ローラの外周面に対向して当該露呈部における前記圧縮気体通路の通路断面積を減少する絞り部材が設けられていることを特徴とする粉体噴射装置。
【請求項７】
前記噴射ノズルに至る圧縮気体通路の途中に粉体供給ローラが回転自在に設けられ、
前記粉体供給ローラは、外周面を粉体搬送面とされ、周面の周方向の一部にて粉体貯容部に露呈し、他の一部にて前記圧縮気体通路に露呈し、回転により外周面を粉体担持搬送面として前記粉体貯容部より前記圧縮気体通路へ搬送し、
前記粉体供給ローラの前記圧縮気体通路に対する露呈部には、前記粉体供給ローラの外周面に対向して当該露呈部における前記圧縮気体通路の通路断面積を減少する絞り部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【請求項８】
前記噴射ノズルは横幅を有するスロット状の噴出口を有し、前記圧縮気体通路、前記粉体供給ローラ、前記絞り部材の全てが前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅を有していることを特徴とする請求項６または７記載の記載の粉体噴射装置。
【請求項９】
前記絞り部材の上流側面が前記圧縮気体通路を流れる圧縮気体の流れを前記粉体供給ローラの外周面に向ける傾斜面になっていることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【請求項１０】
粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、
圧縮気体と粉体との混合部より噴射ノズルの噴出口へ至る圧縮気体・粉体供給通路の途中に粉体拡散室を有していることを特徴とする粉体噴射装置。
【請求項１１】
圧縮気体と粉体との混合部より噴射ノズルの噴出口へ至る圧縮気体・粉体供給通路の途中に粉体拡散室を有していることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【請求項１２】
前記粉体拡散室は、前記圧縮気体・粉体供給通路の横断面積を急激に増大し、当該急激増大部分より前記噴射ノズルの噴出口に向かうに従って横断面積を徐々に減少するＶ字形の縦断面形状を有していることを特徴とする請求項１０または１１記載の粉体噴射装置。
【請求項１３】
前記噴射ノズルは横幅を有するスロット状の噴出口を有し、前記圧縮気体・粉体通路、前記粉体拡散室の全てが前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅を有していることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【請求項１４】
前記噴射ノズルの噴出口は所定角度による傾斜面をもって拡開していることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項記載の粉体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造関係、窯業、一般加工業等における高精度ブラスト加工やパウダエッチング加工に使用されるノズル一体型の粉体噴射装置に係り、特に、平板状のガラス、シリコン、セラミック等の脆性材料を加工するのに適したノズル一体型の粉体噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ノズル一体型の粉体噴射装置は、粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出するものであって、粉体と圧縮気体との混合部と噴射ノズルとが一体になっている。ノズル一体型の粉体噴射装置では、ワークの加工幅に相当する横幅を有するスロット状の横長の噴出口を備えた噴射ノズルを用いることにより、噴射ノズルをワークの加工幅方向（左右方向）に移動させることなく、ワークを噴射ノズルに対して縦方向（前後方向）に移動させるたけで、効率のよいブラスト加工等を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高精度ブラスト加工やパウダエッチング加工を行うためには、粉体噴射装置の噴射ノズルより噴出される粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性が要求される。
【０００４】
特に、スロット状の横長の噴出口を備えた噴射ノズルを用いたノズル一体型の粉体噴射装置では、経時的以外に、噴出口の横幅方向についても、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布の均一性が要求される。
【０００５】
このことに対して、従来のノズル一体型の粉体噴射装置、特に、スロット状の横長の噴出口を備えた噴射ノズルを用いたノズル一体型の粉体噴射装置では、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性が充分でなく、高い加工精度を得ることが難しい。
【０００６】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、圧縮気体供給部、粉体混合部、粉体拡散部、ノズル部の各部に改良を加え、スロット状の横長の噴出口を備えた噴射ノズルを用いたものにおいても、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性について充分な性能を得ることができ、高精度なブラスト加工やパウダエッチング加工等を行うことができるノズル一体型の粉体噴射装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（圧縮気体供給部の改良）
上述の目的を達成するために、この発明による粉体噴射装置は、粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、圧縮気体供給源より圧縮気体を供給され、圧縮気体を貯容する均圧タンクと、前記均圧タンクより圧縮気体を粉体との混合部に導く均圧通路とを有している。
【０００８】
この発明による粉体噴射装置によれば、均圧タンクが設けられていることにより、圧縮気体供給源よりの圧縮気体の脈動等による圧力変動が解消されると共に、圧力分布が均一になり、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量の均一性、安定性が向上する。
【０００９】
横幅を有するスロット状の噴出口を有する噴射ノズルを使用する粉体噴射装置では、前記均圧タンクと前記均圧通路および前記混合部より前記噴出口に至る圧縮気体・粉体供給通路の全てを前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅にすることが好ましく、噴出口の横幅方向についても、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量の均一性が向上する。
【００１０】
また、好ましくは、前記均圧タンクの横幅方向の両側に圧縮気体導入口が設けられているか、あるいは前記均圧タンク内を横幅方向に延在する圧縮気体導入パイプが設けられ、当該圧縮気体導入パイプに当該圧縮気体導入パイプの延在方向に沿って複数個の圧縮気体供給口が設けられている。
【００１１】
これにより、均圧タンクに供給する圧縮気体の流量の均圧タンクの横幅方向についての均一性が改善され、スロット状の噴出口の横幅方向について、粉体と圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量の均一性が向上する。
【００１２】
均圧タンクより圧縮気体を粉体との混合部に導く均圧通路は、均一通路断面的で、通路長が長いことが、圧縮気体圧力の均一化に関して好ましい。このため、この発明による粉体噴射装置では、好ましい実施形態として、前記均圧タンク内に隔壁が設けられ、前記隔壁と前記均圧タンクの外壁との間に前記均圧通路の延長部が画定されている。
【００１３】
（粉体混合部の改良）
上述の目的を達成するために、この発明による粉体噴射装置は、粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、前記噴射ノズルに至る圧縮気体通路の途中に粉体供給ローラが回転自在に設けられ、前記粉体供給ローラは、外周面を粉体搬送面とされ、周面の周方向の一部にて粉体貯容部に露呈し、他の一部にて前記圧縮気体通路に露呈し、回転により外周面を粉体担持搬送面として粉体を前記粉体貯容部より前記圧縮気体通路へ搬送し、前記粉体供給ローラの前記圧縮気体通路に対する露呈部には、前記粉体供給ローラの外周面に対向して当該露呈部における前記圧縮気体通路の通路断面積を減少する絞り部材が設けられている。
【００１４】
この発明による粉体噴射装置によれば、粉体供給ローラの圧縮気体通路に対する露呈部の通路断面積が絞り部材によって減少していることにより、この部分における圧縮気体の流速が速まり、ローラ外周面より粉体を完全に取り去ることができ、圧縮気体中の粉体量（粉体供給量）の均一性、安定性が向上する。
【００１５】
横幅を有するスロット状の噴出口を有する噴射ノズルを使用する粉体噴射装置では、前記圧縮気体通路、前記粉体供給ローラ、前記絞り部材の全てが前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅を有していることが好ましく、噴出口の横幅方向についての粉体供給量の均一性が向上する。
【００１６】
また、好ましくは、前記絞り部材の上流側面が前記圧縮気体通路を流れる圧縮気体の流れを前記粉体供給ローラの外周面に向ける傾斜面になっている。これにより、ローラ外周面より粉体をより一層確実に取り去ることができる。
【００１７】
（粉体拡散部の改良）
上述の目的を達成するために、この発明による粉体噴射装置は粉体を圧縮気体と共に噴射ノズルより噴出する粉体噴射装置において、圧縮気体と粉体との混合部より噴射ノズルの噴出口へ至る圧縮気体・粉体供給通路の途中に粉体拡散室を有しており、粉体拡散室は、前記圧縮気体・粉体供給通路の横断面積を急激に増大し、当該急激増大部分より前記噴射ノズルの噴出口に向かうに従って横断面積を徐々に減少するＶ字形の縦断面形状を有している。
【００１８】
この発明による粉体噴射装置によれば、圧縮気体と粉体との混合流が圧縮気体・粉体供給通路より一気に横断面積が広い拡散室に入ることにより、混合流に乱流が生じ、粉体が圧縮気体中に均一に分散し、その後、混合流の流路が徐々に狭くすることにより、高速流中に粉体が均一に分散し、圧縮気体中の粉体分布、分散の均一性、安定性が向上する。
【００１９】
横幅を有するスロット状の噴出口を有する噴射ノズルを使用する粉体噴射装置では、前記噴射ノズルは横幅を有するスロット状の噴出口を有し、前記圧縮気体・粉体通路、前記粉体拡散室の全てが前記噴出口の横幅とほぼ等しい横幅を有していることが好ましく、噴出口の横幅方向についての圧縮気体中の粉体分布、分散の均一性、安定性が向上する。
【００２０】
（噴射ノズルの改良）
この発明による粉体噴射装置によれば、更に、前記噴射ノズルの噴出口が所定角度による傾斜面をもって拡開している。これにより、噴出口より高速噴出された圧縮気体と粉体との混合流の流れが安定し、周囲の空気を巻き込むカルマン渦の発生が抑制され、噴出方向、噴出圧力が変動しない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による粉体噴射装置の一つの実施形態を示している。
【００２２】
粉体噴射装置１は、圧縮気体供給部１０と、粉体タンク部２０と、粉体混合部３０と、粉体拡散部を含む噴射ノズル４０とを有している。
【００２３】
圧縮気体供給部１０は、均圧タンク１１と、圧縮気体通路の一部をなす均圧通路１２とを有している。均圧タンク１１は、タンク内に供給された圧縮気体の均圧化を行うのに充分なタンク内容積を有しており、横幅を有するスロット状の噴出口４１を有する噴射ノズル４０の使用において、噴出口４１の横幅と同等の横幅（左右幅）を有している。
【００２４】
図２に示されている実施形態では、均圧タンク１１の左右両側の端壁面に各々圧縮気体導入口１３が開口しており、この左右の圧縮気体導入口１３に二股状の圧縮気体供給パイプ１４が連通接続されている。
【００２５】
この実施形態では、圧縮気体ボンベ等の図示されていない圧縮気体供給源より圧縮気体は、圧縮気体供給パイプ１４を通って左右両側の圧縮気体導入口１３より均圧タンク１１内に均等に供給される。
【００２６】
図３に示されている他の実施形態では、均圧タンク１１内を横幅方向に延在する圧縮気体導入パイプ１５が設けられている。圧縮気体導入パイプ１５には当該圧縮気体導入パイプの延在方向に沿って複数個の圧縮気体供給口１６が均等に開口形成されている。圧縮気体導入パイプ１５の左右の開口端には二股状の圧縮気体供給パイプ１４が連通接続されている。
【００２７】
この実施形態では、圧縮気体ボンベ等の図示されていない圧縮気体供給源より圧縮気体は、圧縮気体供給パイプ１４を通って均圧タンク１１内の圧縮気体導入パイプ１５の各圧縮気体供給口１６より均圧タンク１１内に均等に供給される。
【００２８】
各実施形態において、均圧通路１２は、横幅を有するスロット状の噴出口４１を有する噴射ノズル４０の使用において、噴出口４１の横幅と同等の横幅（左右幅）を有し、しかも、全体に亘って一様な通路断面積を有している。均圧通路１２は、粉体混合部３０の本体３１に形成された均圧通路１２と同様の圧縮気体通路３２に連通しており、均圧タンク１１より圧縮気体を粉体Ｐとの混合部に導く。
【００２９】
均圧通路１２は、図４（ａ）に示されているように、立方体形状の均圧タンク１１の背面部に沿って設けられる。均圧通路１２は、均一通路断面的で、通路長が長いことが、圧縮気体圧力の均一化に関して好ましいから、必要に応じて、図４（ｂ）に示されているように、均圧タンク１１の外壁に対向して均圧通路１２を構成する内壁１８と平行するように均圧タンク１１内に隔壁１７を設け、隔壁１７と内壁１８との間に均圧通路１２の延長部１２Ａをラビリンス状あるいはメアンダ状に画定することができる。
【００３０】
また、図５（ａ）に示されているような円筒形状の均圧タンク１１において、均圧通路１２の延長部１２Ａを設ける場合には、均圧タンク１１の内周面に沿って隔壁１７を設け、隔壁１７によって均圧タンク１１の内周面に沿った円弧状の延長部１２Ａを画定することができる。
【００３１】
図１に示されているように、粉体タンク部２０は、研磨剤等の粉体Ｐを貯容する粉体ホッパ２１と、粉体ホッパ２１に振動を与える電動式のバイブレータ２２とを含んでいる。
【００３２】
粉体ホッパ２１は、上部に粉体投入口２３を、下底部に粉体出口２４を有している。粉体出口２４は粉体混合部３０の本体３１に形成された粉体貯容部３３に連通している。
【００３３】
粉体混合部３０の本体３１は粉体供給ローラ３４を自身の中心軸線周りに回転自在に支持している。粉体供給ローラ３４は、横幅を有するスロット状の噴出口４１を有する噴射ノズル４０の使用において、圧縮気体通路３２、粉体貯容部３３と同様に、噴出口４１の横幅と同等の横幅（軸長）を有している。
【００３４】
粉体供給ローラ３４は、図示されてない電動機によって図１で見て時計廻り方向に所定の回転速度で回転駆動され、外周面３４Ａに複数個の周溝（図示省略）を軸長方向に等間隔に有していて当該外周面３４Ａを粉体搬送面とされている。
【００３５】
粉体供給ローラ３４は、外周面の周方向の一部（図１にて右半分の領域）にて粉体貯容部３３に露呈し、他の一部（図１にて左側の領域）にて圧縮気体通路３２に露呈し、回転により外周面３４Ａを粉体担持搬送面として粉体貯容部３３より粉体Ｐを圧縮気体通路３２へ連続的に定量搬送する。
【００３６】
粉体供給ローラ３４の圧縮気体通路３２に対する露呈部には、粉体供給ローラ３４の外周面３４Ａに対向して絞り部材３５が設けられている。絞り部材３５は、粉体供給ローラ３４の圧縮気体通路３２に対する露呈部における圧縮気体通路３２の通路断面積を減少し、粉体供給ローラ３４の外周面３４Ａとの間に絞り通路３６を画定している。
【００３７】
絞り部材３５も噴出口４１の横幅と同等の横幅を有し、圧縮気体通路３２の横幅方向の全体に設けられている。絞り部材３５の上流側面３５Ａは、圧縮気体通路３２を流れる圧縮気体の流れを粉体供給ローラ３４の外周面３４Ａに向ける傾斜面になっている。
【００３８】
噴射ノズル４０は粉体混合部３０の本体３１の下底面部に固定装着されている。噴射ノズル４０は、ワークＷの加工幅に相当する横幅を有するスロット状の噴出口４１を有している。噴出口４１は、図６に示されているように、両側を所定角度による傾斜面４２をもって上下反転Ｖ字形に拡開している。この拡開角θは、噴出口付近のカルマン渦発生対策として、４５度〜１２０度程度が好適である。
【００３９】
図１に示されているように、噴射ノズル４０は粉体混合部３０の本体３１との接続端側に粉体拡散室４３を画定している。粉体拡散室４３は、圧縮気体と粉体Ｐとの混合部より噴射ノズル４０の噴出口４１へ至る圧縮気体・粉体供給通路の途中にあり、噴出口４１の横幅と同等の横幅を有している。
【００４０】
粉体拡散室４３は、Ｖ字形の縦断面形状をなし、Ｖ字上端部４３Ａにて圧縮気体・粉体混合部より下流側の圧縮気体通路３２による圧縮気体・粉体供給通路の横断面積を急激に増大し、この急激増大部分より噴射ノズル４０の噴出口４１に向かうに従って両側の傾斜面４３Ｂによって横断面積を徐々に減少している。
【００４１】
つぎに、上述の構成による粉体噴射装置の動作について説明する。
圧縮気体供給源より圧縮気体は、圧縮気体供給パイプ１４を通って均圧タンク１１内に入り、一旦、均圧タンク１１内に貯容されることにより脈動等による圧力変動が解消され、均圧タンク１１内の圧縮気体の圧力分布が均一になる。このことは、均圧タンク１１の横幅が噴射ノズル４０の噴出口４１の横幅とほぼ等しいものにおいては、均圧タンク１１の横幅方向の全域に亘って圧縮気体の圧力分布が均一になる。
【００４２】
また、均圧タンク１１の横幅方向の両側に設けられた圧縮気体導入口１３から圧縮気体が均圧タンク１１に供給されるか、均圧タンク１１内を横幅方向に延在する圧縮気体導入パイプ１５の複数個の圧縮気体供給口１６より圧縮気体が均圧タンク１１に供給されることにより、均圧タンク１１に供給する圧縮気体の流量のタンク横幅方向についての均一性が改善される。ついては、均圧タンク１１内の圧縮気体の圧力分布の均一性が改善される。
【００４３】
均圧タンク１１内の圧縮気体は、均圧通路１２、圧縮気体通路３２を通って粉体混合部３０の圧縮気体・粉体混合部に送られる。均圧通路１２、圧縮気体通路３２は、均一通路断面的で、通路長が長いことにより、均圧タンク１１より圧縮気体・粉体混合部に向かう圧縮気体の圧力の均一性が維持、更には均一性が更に改善される。このことは、均圧通路１２の延長部１２Ａが設けられることにより、より顕著なものになる。
【００４４】
粉体タンク部２０の粉体ホッパ２１はバイブレータ２２によって加振され、粉体ホッパ２１に貯容された粉体Ｐは、粉体出口２４より粉体混合部３０の粉体貯容部３３に落下供給される。
【００４５】
粉体供給ローラ３４の回転によって粉体貯容部３３の粉体Ｐが、粉体供給ローラ３４の圧縮気体通路３２に対する露呈部に搬送され、圧縮気体通路３２を流れる圧縮気体の流れによりローラ外周面より取り除かれ、圧縮気体と共に下流側に流れる。
【００４６】
粉体供給ローラ３４が圧縮気体通路３２に対して露呈する部分の圧縮気体通路３２の通路断面積が絞り部材３５によって減少し、絞り通路３５となっているから、この部分における圧縮気体の流速が速まり、ローラ外周面より粉体Ｐを全て確実に取り去ることができる。
【００４７】
さらには、絞り部材３５の上流側面３５Ａが傾斜面になっていることにより、圧縮気体通路３２を流れる圧縮気体の流れが粉体供給ローラ３４の外周面の側に向き、このことによっても、ローラ外周面の粉体Ｐがローラ外周面より全て確実に取り去られるようになる。これらのことにより、圧縮気体通路３２を流れる圧縮気体中の粉体量（粉体供給量）が変動せず、粉体供給量の均一性、安定性が向上する。
【００４８】
なお、圧縮気体通路３２、粉体供給ローラ３４、絞り部材３５、粉体貯容部３３の全てが噴射ノズル４０の噴出口４１の横幅と同等の横幅を有しているから、噴出口４１の横幅方向についての粉体供給量の均一性も向上する。
【００４９】
圧縮気体と粉体Ｐとの混合流は圧縮気体通路３２より噴射ノズル４０の拡散室４３に流れる。これにより、混合流は圧縮気体通路３２より一気に横断面積が広い拡散室４３のＶ字上端部４３Ａに入り、このＶ字上端部４３Ａによる圧縮気体・粉体供給通路の横断面積の急激増大部分において乱流を生じる。この乱流によって粉体が粉体拡散室４３内において圧縮気体中に均一に分散し、その後、混合流の流路が粉体拡散室４３の傾斜面４３Ｂに徐々に狭くすることにより、高速流中に粉体が均一に分散する。
【００５０】
これにより、圧縮気体中の粉体分布、分散の均一性、安定性が改善された状態で、圧縮気体と粉体Ｐとの混合流が噴射ノズル４０の噴出口４１よりワークＷへ向けて一様に噴出される。
【００５１】
噴射ノズル４０の噴出口４１は、所定角度による傾斜面４２をもって拡開しているから、噴出口４１より高速噴出された圧縮気体と粉体との混合流の流れが安定し、周囲の空気を巻き込むカルマン渦の発生が抑制される。これにより、噴出口４１よりの噴出方向、噴出圧力に変動が生じない。
【００５２】
以上の動作により、スロット状の横長の噴出口４１を備えた噴射ノズル４０を用いたものにおいても、粉体Ｐと圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性について充分な性能を得ることができ、高精度なブラスト加工やパウダエッチング加工等を行うことが可能になる。
【００５３】
図７、図８は上述の実施形態による粉体噴射装置をシリコンウエハーの表面加工装置に適用した実施例を示している。シリコンウエハーの表面加工を行う装置は、ウエハー全面に亘って高い加工精度による表面加工を行うことを求められる。
【００５４】
シリコンウエハー用表面加工装置は、粉体噴射装置１、ウエハー加工台５１、ウエアーカセット５２、吸引ブラシ５３、粉体供給用のサイクロン５４、リピートタンク５５、粉体回収ホッパ５６、粉体再循環ダクト５７、異物除去器５８、集塵機５９、エアージェット６０等を有している。なお、以下の説明において、粉体噴射装置１の詳細は図１を参照されたい。
【００５５】
図示されていないコンブレッサによって加圧された空気は、一定圧力に減圧された後、均圧タンク１１内に均等供給される。均圧タンク１１から出た圧縮空気は、一定幅のスリットな均圧通路１２（図１参照）を通り、均一な流れとなって粉体混合部３０へに供給される。
【００５６】
粉体混合部３０に供給された圧縮空気は、粉体供給ローラ３４（図１参照）の配置において絞り部材３５（図１参照）によって流路を狭められて流速が増す。粉体貯容部３３の粉体（研磨材）は、粉体供給ローラ３４に接しており、この部分で粉体供給ローラ３４の溝に粉体が入る。粉体供給ローラ３４の回転により高速の気体流路中に粉体が供給される。粉体拡散室４３（図１参照）にて気体中に粉体が均一に分散し、気体の流速を上げてノズル先端の噴出口４２より噴射する。
【００５７】
シリコンウエハーは、ウエハーカセット５２から自動的に取り出され、ウエハー加工台５１に固定され、粉体Ｐと圧縮気体との混合流を噴射している噴射ノズル４０の下方を一定速度で通過する。加工量によっては、数回繰り返して噴射している噴射ノズル４０の下方を一定速度で通過させる。
【００５８】
加工に使用した粉体及びシリコンウエハーの加工層廃棄物は、集塵機５９による負圧の空気の流れによって回収される。この時、大きな加工層廃棄物は、異物除去器５８によって捕捉分離される。小さな加工層廃棄物や加工中に壊れた粉体はサイクロン５４によって集塵機５９に回収される。
【００５９】
再使用可能な粉体は、リピートタンク５５に回収され、再度加工に使用される。加工が終了したシリコンウエハーは、表面に付着した粉体をエアージェット６０や吸引ブラシ５３によってクリーニングされた後、元のカセットケースに戻される。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による粉体噴射装置によれば、スロット状の横長の噴出口を備えた噴射ノズルを用いたものにおいても、粉体Ｐと圧縮気体との混合流の噴出圧力、噴出量、圧縮気体中の粉体量、粉体分布、分散の均一性、安定性について充分な性能を得ることができ、高精度なブラスト加工やパウダエッチング加工等を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による粉体噴射装置の一つの実施形態を示す全体断面図である。
【図２】この発明による粉体噴射装置の圧縮気体供給部の一つの実施形態を示す斜視図である。
【図３】この発明による粉体噴射装置の圧縮気体供給部の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々この発明による粉体噴射装置の圧縮気体供給部の実施形態を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々この発明による粉体噴射装置の圧縮気体供給部の実施形態を示す断面図である。
【図６】この発明による粉体噴射装置の噴射ノズルの噴出口部分の拡大断面図である。
【図７】この発明による粉体噴射装置をシリコンウエハーの表面加工装置に適用した実施例を示す側面図である。
【図８】この発明による粉体噴射装置をシリコンウエハーの表面加工装置に適用した実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
１　粉体噴射装置
１０　圧縮気体供給部
１１　均圧タンク
１２　均圧通路
１２Ａ　均圧通路の延長部
１３　圧縮気体導入口
１４　圧縮気体供給パイプ
１５　圧縮気体導入パイプ
１６　圧縮気体供給口
１７　隔壁
２０　粉体タンク部
２１　粉体ホッパ
２２　バイブレータ
３０　粉体混合部
３２　圧縮気体通路
３４　粉体供給ローラ
４０　噴射ノズル
４１　噴出口
４３　粉体拡散室
５１　ウエハー加工台
５２　ウエアーカセット
５３　吸引ブラシ
５４　サイクロン
５５　リピートタンク
５６　粉体回収ホッパ
５７　粉体再循環ダクト
５８　異物除去器
５９　集塵機
６０　エアージェット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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