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極微小領域熱分析装置(Nano-Thermal Analysis System)
極微小領域(100nm〜)の熱特性を正確に分析
極微小領域熱分析装置外観
 
ナノサーマルアナリシスシステムは、試料表面の局所における熱特性を測定する熱分析法です。
昇温における試料の熱に対する変化を検出し、温度を関数としたサーモグラム及び等温における試料表面熱伝導特性像や表面変化像を測定することができます。
システムにはSPM(プローブ顕微鏡)コンビネーションシステムと、光学顕微鏡方式のスタンドアロンシステムの2種類あり、SPM/nano-TAでナノスケール、光学顕微鏡でミクロスケールの測定箇所を特定することが可能です。
ナノサーマルアナリシスシステムは、新時代の熱分析ニーズにお応えできる熱分析システムです。
 
用途
・ブレンドポリマーの分布と各部の分析
・多層フィルムの各層分析
・nm厚さフィルムの特性
・フィッシュアイ分析
・基板上薄膜分析
・熱硬化状態評価
・プリント材料分析
・複合材料評価
・医薬品分析
・表面熱伝導性
・表面温度マッピング
 
光学顕微鏡方式ナノサーマルアナリシスシステム
 
光学顕微鏡で試料表面の観察を行い、その視野にある特定の場所におけるピンポイント(局所)熱分析を可能にします。
ディスプレイに映し出されている試料表面像(任意の位置)をクリックするだけで測定位置が決まり、測定開始でサーマルプローブは自動的に試料に接触し、測定を行い、終了するとプローブは元の位置に戻ります。
走査型プローブ顕微鏡(SPM)装置とのコンビネーションシステムに比べ、操作が容易(自動)で迅速に測定データを得る事ができ、またSPMでの面倒な表面スキャンの必要性もないため、研究開発から品質管理部門に至るまで、幅広い分野で使用されています。
 
アプリケーション
 
・硬化及び未硬化フォトレジスト硬化及び未硬化フォトレジスト
0.5ミクロン厚さのフォトレジストの薄膜測定で硬化、未硬化の状況が明瞭に検出されています。
・多層フィルム多層フィルム
・ポリマー粘着剤
ポリマー粘着剤
ポリマー粘着剤を引っ張り延ばした状態と延ばす前の状態を測定した結果です。転移温度が上がっている理由は粘着剤の分子配列の方向が変わった事によるものと考えられています。下写真は延ばす前の状態観察です。
・フィッシュアイ
フィッシュアイ
・PC/PMMAブレンド
PC/PMMAブレンド
・PC/PMMA
PC/PMMA
PC部、PMMA部そしてPMMA上に薄く載っているPC部が明瞭に検出されています。
 
走査型プローブ顕微鏡(SPM)/ナノサーマルアナリシスコンビネーションシステム
AFM概要図
AFM概要図
 
走査型プローブ顕微鏡(SPM)装置にナノサーマルアナリシスを接続して原子間力顕微鏡(AFM)モードでピンポイント熱分析を可能にします。
はじめにAFMモード(コンタクトまたは共振モード)で試料表面をスキャンして、表面の凹凸像(トポグラフ)や位相像を観察します。次に得られた表面像の中の熱分析を行いたい部分にサーマルプローブを接触させ、その状態でサーマルプローブが加熱されます。
プローブの加熱に伴い、試料も加熱され、その部分で熱膨張、収縮、軟化等の現象が生じサーマルプローブのZ方向に変化が生じます。
その変化が測定対象物の転移を表します。100nm領域に置けるガラス転移や軟化温度、そして融解温度を高速かつ高感度で測定する事が可能です。
 
特長
ナノメーターオーダーの薄膜をダイレクト測定
ブレンドポリマーの分布や各部の熱的特性測定
多層フィルムの各部の熱的特性測定
微小領域のガラス転移、結晶性、融解温度や硬化度測定
医薬品の成分分析
従来のDSCより100倍以上の感度で物質の転移を測定可能
 
サーマルプローブの種類

ナノサーマルプローブ
ナノサーマルプローブでは一般的AFMプローブと同等な形状をしているので多種の測定モードに対応します。
温度範囲:室温〜350℃または室温〜500℃

SThMプローブ
・熱伝導性像
マトリクスとドメイン等の試料表面の熱伝導特性差から表面像を観察します。

・表面温度マッピング
電子デバイス等のアクティブな状態に置ける温度分布を測定します。

 
測定モード
・コンタクトAFMモード
・共振AFMモード
・高温AFMモード
・フォーカスカーブモード
・LFMモード
・SThMモード
 
アプリケーション
 
・食品ラップ用多層フィルムの断面分析

食品ラップ用多層フィルムの断面分析
(断層トポグラフ)
 
各層の熱分析結果
各層の熱分析結果。
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、接着剤等各種層の熱特性が検出されています。
・プリントトナー1粒断面分析

プリントトナー1粒断面分析
(断面トポグラフ)
 
各部の熱分析結果
各部の熱分析結果。
ワックスと樹脂等の状態を評価できます。
・ファイバー/エポキシコンポジットガラス転移評価

ファイバー/エポキシコンポジットガラス転移評価
(断面熱伝導性像)
 
ファイバー/エポキシコンポジットガラス転移評価グラフ
ファイバーから遠くなるに従って熱転移温度が低温側にシフトしています。
これは硬化度の差を表しています。
・医薬品のアモルファス/結晶評価

医薬品のアモルファス/結晶評価
(医薬品のトポグラフ)
 
医薬品のアモルファス/結晶評価グラフ
ミクロサイズのインドメタシンの結晶とアモルファス/結晶のデータ
販売元:(株)日本サーマル・コンサルティング 
 
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