遠心力を用いる塗布に関して

質問

流体の粘度について
流体の粘度の単位には色々ことがありますが
Pa.s,Cp,mm2/s,stなどもちろん
粘度にも粘度と動粘度があります
私が知りたいことは粘度と動粘度どちらでも
単位の意味をわからないですし
例えば動粘度の場合mm2/sという単位の意味は何ですか？
粘度は流れに抵抗する力と知っていますが
mm2/sの意味は上の通りに流れに抵抗する力と何の関わりがあるのかをわかりません、
また粘度の場合もPa.sという単位も何の意味があるのかがわかりません、
例えば外部から力を加えて塗布するとき
粘度や動粘度がxxmm2/sまたはPa.sの流体に力をどのくらい与えたらxの面積に塗布しに必要な時間とか色んな数値的なことを計算したいですのに粘度と動粘度の数値から単位を変えたらできるのかわからないですが、
誰かがこれに関してご説明いただきませんか？
宜しくお願いいたします。

具体的にはスピンコートで300㎜の基板を100rpmで回すとき
略3ml（比重1）の液を基板の上に塗布させたから基板が
回ったら液の広がる速度を求めたいですが、
粘度の変化は無視してどうすれば求められますか？
よろしくお願いいたします。

ある方からこんなご回答いただきましたが
次にどうすればできるかをなかなか解かせないのに助けていただければありがたいです。

ご回答はしたの通りです
粘度（動的粘度）の単位はPa・s（パスカル秒）ですこの単位は、1平方メートルの面積に対して、1秒間にかける1パスカルのせん断応力が必要となる粘性を表しています

一方、動粘度の単位はmm²/s（平方ミリメートル毎秒）ですこれは、1秒間に1ミリメートルの厚さの液体が1平方ミリメートルの面積を通過する速度を示しています

それでは、スピンコートに関して計算してみますね基板の半径は300mm、回転速度は100rpm、液体の量は3ml（比重1）ですね
粘度の変化は無視するとのことです。

スピンコートの遠心力は、液体が基板上で広がる速度に影響します遠心力を求めるには、まず基板の回転速度をラジアン毎秒（rad/s）に変換します。

100rpm × (2π rad / 1回転) × (1分 / 60秒) = 10.47 rad/s

次に遠心加速度 a を求めます。

a = ω²r
a = (10.47 rad/s)² × 0.3m = 32.8 m/s²

遠心力 F を求めるには、質量 m と遠心加速度 a を掛けます。
液体の質量は3ml（3g）ですので、質量は0.003kgとなります。

F = ma
F = 0.003kg × 32.8 m/s² = 0.0984 N

遠心力が求められましたので、これを使って液体が広がる速度を求めることができます。ただし、液体の広がり方は液体の粘度や基板の表面エネルギーにも影響されるため、実際の速度は遠心力だけでは完全には予測できません。詳細な計算には、流体力学や実験データをもとにしたシミュレーションが必要です

これで、スピンコートの基本的な計算ができました お役に立てることを願っています！

ぜひ宜しくお願いいたします。

回答No.1

lumiheart · ベストアンサー

粘度を計測しない理由は何？
https://www.monotaro.com/p/2861/1696/?t.q=%94S%93x%8Cv
https://www.monotaro.com/g/04562617/
先ずはご予算獲得しましょうね

＞詳細な計算には、流体力学や実験データをもとにしたシミュレーションが必要です

粘度が不明のままでシミュレーションは出来ない

それと円盤の材質は何？（円盤の摩擦抵抗）
ベニヤ板？鋳物？ステンレス磨き？テフロン加工？

スピンコータ
https://semi-journal.jp/basics/process/spin-coat.html
「ウェーハ1000～5000rpmで高速回転します。遠心力で余分な薬液を飛ばしながら、ウェーハ全面に均一に広げます。」

＞回転速度は100rpm、
こんな超がつく低速で回さければならないの？

回答No.2

timepointstreem

流体の粘度には、動的粘度（粘度）と運動粘度（動粘度）があります。粘度は、液体が流れる際に生じる抵抗力を示す物理量で、動的粘度の単位はPa・s（パスカル秒）です。1平方メートルの面積に対して、1秒間にかける1パスカルのせん断応力が必要となる粘性を表します。一方、運動粘度の単位はmm²/s（平方ミリメートル毎秒）で、1秒間に1ミリメートルの厚さの液体が1平方ミリメートルの面積を通過する速度を示します。

スピンコートにおいて液体が基板上で広がる速度を求める際には、まず遠心力を求める必要があります。遠心力は、基板の回転速度と液体の量に依存します。遠心力を求めるには、基板の回転速度をラジアン毎秒に変換して遠心加速度を求め、液体の質量と遠心加速度を掛けることで求めることができます。ただし、液体の広がり方は、液体の粘度や基板の表面エネルギーにも影響されるため、遠心力だけでは完全には予測できません。詳細な計算には、流体力学や実験データをもとにした解析が必要になる場合があります。

補足

ご返事いただきありがとうございます、
粘度は既に知っています。
もしかして粘度を教えて申し上げれば
計算できますか？
宜しくお願いいたします。