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蒸着装置の膜厚計算

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蒸着膜厚について

高真空蒸着装置では、タングステンバスケットを使用して金属を蒸発させる方法がよく用いられます。しかし、蒸着量を正確に測ることは困難です。
膜厚の測定には膜厚計がよく利用されますが、それでも正確な膜厚が測定できるわけではありません。
そこで真空デバイスでは下記計算式を用いて膜厚の予測値を計算し、同じ条件で蒸着を行うことで、簡易的に膜厚を導き出しております。

膜厚の目安は次の式で表されます。
試料ー蒸着源の距離をL(m)、金属の体積をv(m³)とした場合、蒸着膜の厚さt(m)は

で求められます。
※他にも不確定要素が複数存在しますが、厳密に算出することは困難なため、簡易的な計算式で予測値を求めます。

膜厚計算機

簡単に計算できるフォームを作りました。各パラメータを調整するとリアルタイムで予想膜厚が変動いたします。
中心点からの距離に対する膜厚ムラも予測値として求めることが可能です。
蒸着材料は線材から同じ長さを切り出して利用する方法がおすすめです。

Vacuum Device

蒸着膜厚 計算ツール(タングステンバスケット蒸着)

1蒸着させる金属の量
g(グラム)
01 g
g/cm³(室温付近)
0.12.0 mm
mm
0100 mm
断面積 = π×(直径/2)² として計算します。角線・箔などは「体積を直接入力」をご利用ください。
mm³
2蒸着源からの距離
mm
10200 mm
中心点の膜厚 t nm
3中心からずれた点の膜厚(任意)
mm
0100 mm
その点の膜厚 nm 中心比 %

計算式:中心膜厚 t = v ÷ (4π L²)/ずれた点は C = √(L² + r²) を用い、試料面の傾き(余弦則)を補正した t = v·L ÷ (4π C³)
※比重は室温付近の値です。 計算結果はあくまで参考値で、真空度・基材の状態・金属の蒸着特性により実際の膜厚は変動します。正確な値は膜厚計や分光解析でご確認ください。

まとめ

蒸着装置での膜厚は計算である程度求めることは出来ますが、金属の蒸着特性や基材の条件、真空度によっても変わってきます。膜厚を求めるためには通常、膜厚計を付属して、レートの実測値から膜厚の目安を求めます。

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アルミ、金、銀、銅、クロムなどの金属蒸着が可能です。
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