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『膜厚計の基礎知識 膜厚測定の原理【金属系 薄膜】』

ホワイトペーパー

測定原理を知って、正しい膜厚計を選ぼう

蛍光X線式・電磁式・渦電流式編

フィッシャー社製の膜厚測定には、
蛍光X線式や電磁式・渦電流式など様々な測定対象の材料により、各種膜厚測定の原理を用いた
膜厚測定器がございます。
ここでは、主に金属薄膜の膜厚測定に適した
蛍光X線式など、原理や測定機器の
技術情報について分かりやすくご紹介します。

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このカタログについて

ドキュメント名 『膜厚計の基礎知識 膜厚測定の原理【金属系 薄膜】』
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
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このカタログの内容

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スライド番号 1

膜厚計の基礎知識 膜厚測定の原理 測定原理を知って、正しい膜厚計を選ぼう 蛍光X線式 ・ 電磁式・渦電流式 編 【金属系 薄膜】
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スライド番号 2

膜厚計測定原理について フィッシャー社製の膜厚測定には、 蛍光X線式や電磁式・渦電流式など様々な測定対象の 材料により、各種膜厚測定の原理を用いた 膜厚測定器がございます。 ここでは、主に金属薄膜の膜厚測定に適した 蛍光X線式など、原理や測定機器の 技術情報について分かりやすくご紹介します。 2
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スライド番号 3

蛍光X線式膜厚計・素材分析(蛍光X線スペクトル分析法) X線管から発生した一次X線を試料物質にあてると、 その原子核から電子をたたき出します。このとき内殻に できた空孔へ向かって、外殻から電子が落ちてきます。 このポジション変化の過程で原子は特定の元素に特有 の波長を持った二次X線(蛍光X線)を放出します。 複数の元素からの蛍光X線を半導体検出器などによっ て種類と強度をスペクトル分析します。 それぞれの波長から元素の種類を特定し、且つ強度か ら元素の量を確定します。つまり、同じ測定で定性分析 (素材分析)と定量分析(膜厚測定)が同時にでき ます。フィッシャー社のED-XRF装置(エネルギー分散 型蛍光X線分析器)では高度なソフトウエア処理など (例) により、最高24種類の元素の同時分析が可能になっ ています。XRF装置は、測定時間が短く、非破壊で膜 厚測定ができるのも特長の一つです。 測 定 対 象・用途 (例) > 極薄膜や多層膜の分析・膜厚測定 > 薄膜の厚さ測定(例)<0.1µmのAuやNi、Pb > 電子部品や半導体業界で使用される機能性めっき > プリント回路基板(PWB, PCB)電極パッド部 > リードフレーム、コネクタ、積層コンデンサ 微細部品や構造部分の膜厚測定 【測定の仕組み(概要)】 対 象 の 測 定 機 器 > FISCHERSCOPE® X-RAYシリーズ 3
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スライド番号 4

電磁式膜厚計(電磁誘導式膜厚計) 低周波交流電磁石の入ったプローブの先端に磁性体 を近づけると、磁石が磁性体をひきつけることに対する 反作用(電磁誘導)がおき、2者間の距離のわずか プローブ な変化に対応して、2次コイルの電圧が変化します。こ の変化を利用して皮膜の厚さを測るものです。電磁式 は、下地材が鉄など磁性金属の場合に使用できます。 非磁性皮膜 下地材 (注)下地が磁性体であることが条件となります。プ 鉄・鋼など磁性体の下地材 ローブから磁性金属の下地材までの距離を測っている 励起電流 測定信号 低周波磁界 ので、プローブの密着度・皮膜の表面粗さなどが測定 に影響します。 膜厚 測 定 対 象 磁性金属(鉄、鋼など)下地上の非磁性皮膜(メッキ、ペイント、樹脂膜など)の測定 対 象 の 測 定 機 器 > PERMASCOPE® MP0Rシリーズ > DUALSCOPE® MP0Rシリーズ(電磁・渦電流両用式) > DELTASCOPE® FMP10・FMP30 > DUALSCOPE® FMP20・FMP40(電磁・渦電流両用式) > DUALSCOPE® FMP100・FMP150(電磁・渦電流両用式) > PHASCOPE® PMP10 DUPLEX(電磁・渦電流・渦電流位相式の3方式) > FISCHERSCOPE® MMS® PC2(モジュール式マルチシステム) 4
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スライド番号 5

渦電流式膜厚計(渦電流振幅感応式) DIN EN ISO 2360、ASTM B244準拠の方式。 高周波電界によって非磁性金属表面に誘起され プローブの る渦電流の大きさと磁界・金属表面の距離(皮膜 フェライトコア の厚み)との電気的相関性を利用して、金属上の 絶縁性皮膜の厚さを測るものです。高周波交流 (2MHz~)により交流磁界を発生させるコイルの 絶縁皮膜 入ったプローブを導電性非磁性金属表面に近づけ 下地材 ると、高周波交流の電流により金属表面に渦状の 非磁性金属の下地材 電流が発生します。渦電流は磁界を打ち消す方 励起電流 測定信号 励起された 向に流れるので発信機からの電流は抵抗を受けま 渦電流 高周波 膜厚 す。その大きさは母材特性とプローブからの距離 磁界 (膜厚)と相関性があるので膜厚に変換します。 (注)下地が導電性・非磁性金属であり渦電流が起こせることが必要です。プローブから下地までの距離 を測っているので、プローブの密着度・皮膜の表面粗さなどが測定に影響します。 測 定 対 象 非磁性金属(アルミ、銅、オーステナイト系ステンレスなど)素地上の絶縁皮膜(塗装、樹 脂膜、アルマイトなど)の測定 対 象 の 測 定 機 器 > DUALSCOPE® MP0Rシリーズ(電磁・渦電流両用式) > ISOSCOPE® FMP10・FMP30 > DUALSCOPE® FMP20・FMP40(電磁・渦電流両用式) > DUALSCOPE® FMP100・FMP150(電磁・渦電流両用式) > PHASCOPE® PMP10 DUPLEX(電磁・渦電流・渦電流位相式の3方式) > FISCHERSCOPE® MMS® PC2(モジュール式マルチシステム) 5
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スライド番号 6

測定できる測定方式を知る(膜厚測定早見表) 使用する皮膜と下地の組み合わせを以下で確認してください。 お問い合わせ アンリツ株式会社 環境計測カンパニー 営業本部 パートナーソリューションチーム メールアドレス:contact-ps@anritsu.com 〒243-8555 神奈川県厚木市恩名5-1-1 Tel: 046-296-6661 URL:https://www.anritsu.com/ja-JP/partner-solutions 6 DOC.NO. MPS-1SG200046