التشتت بالموجات فوق الصوتية لعوامل التلميع (CMP)
- يتسبب حجم الجسيمات غير المنتظم وتوزيع حجم الجسيمات غير المتجانس في أضرار جسيمة للسطح المصقول أثناء عملية CMP.
- التشتت بالموجات فوق الصوتية هو تقنية متفوقة لتفريق وتكتل جزيئات تلميع نانو الحجم.
- يؤدي التشتت الموحد الذي يتم تحقيقه عن طريق الصوتنة إلى معالجة CMP فائقة للأسطح وتجنب الخدوش والعيوب بسبب الحبوب كبيرة الحجم.
تشتت بالموجات فوق الصوتية من جزيئات تلميع
تحتوي ملاط التلميع / الاستواء الكيميائي الميكانيكي (CMP) على جزيئات كاشطة (نانو) من أجل توفير خصائص التلميع المطلوبة. تشمل جزيئات النانو شائعة الاستخدام ذات الكشط ثاني أكسيد السيليكوم (السيليكا ، SiO2) ، أكسيد السيريوم (ceria ، CeO2) ، أكسيد الألومنيوم (الألومينا ، Al2O3) ، α- و y-Fe203، نانو الماس وغيرها. من أجل تجنب الأضرار على السطح المصقول ، يجب أن يكون للجزيئات الكاشطة شكل موحد وتوزيع ضيق لحجم الحبوب. يتراوح متوسط حجم الجسيمات بين 10 و 100 نانومتر ، اعتمادا على تركيبة CMP واستخدامها.
من المعروف أن التشتت بالموجات فوق الصوتية ينتج تشتتات موحدة ومستقرة على المدى الطويل. الموجات فوق الصوتيه التجويف وتقرن قوى القص الطاقة المطلوبة في التعليق بحيث يتم كسر التكتلات ، وتتغلب قوى Waals وتوزع الجسيمات النانوية الكاشطة بشكل موحد. مع صوتنة فمن الممكن للحد من حجم الجسيمات بالضبط إلى حجم الحبوب المستهدفة. من خلال المعالجة بالموجات فوق الصوتية الموحدة للملاط ، يمكن القضاء على الحبوب كبيرة الحجم والتوزيع غير المتكافئ للحجم – ضمان معدل إزالة CMP المطلوب مع تقليل حدوث الخدوش.
- حجم الجسيمات المستهدفة
- توحيد عالي
- تركيز صلب منخفض إلى مرتفع
- موثوقية عالية
- تحكم دقيق
- التكاثر الدقيق
- توسيع خطي وسلس
تستخدم المجانسات بالموجات فوق الصوتية لتفريق وطحن عوامل التلميع
التشتت بالموجات فوق الصوتية هو تقنية موثوقة وعالية الكفاءة لإنتاج جزيئات أكسيد السيريوم النانوية.
صياغة بالموجات فوق الصوتية من CMP
يستخدم الخلط والمزج بالموجات فوق الصوتية في العديد من الصناعات لإنتاج معلقات مستقرة ذات لزوجة منخفضة إلى عالية جدا. من أجل إنتاج ملاط CMP موحد ومستقر ، فإن المواد الكاشطة (مثل السيليكا ، الجسيمات النانوية ceria ، α- و y-Fe203 إلخ) ، يتم تشتيت المواد المضافة والمواد الكيميائية (مثل المواد القلوية ومثبطات الصدأ والمثبتات) في السائل الأساسي (مثل الماء النقي).
من حيث الجودة ، بالنسبة لملاط التلميع عالي الأداء ، من الضروري أن يظهر التعليق ثباتا طويل الأمد وتوزيعا موحدا للغاية للجسيمات.
يوفر التشتيت والصياغة بالموجات فوق الصوتية الطاقة المطلوبة لتفكيك وتوزيع عوامل التلميع الكاشطة. تعطي إمكانية التحكم الدقيقة في معلمات المعالجة بالموجات فوق الصوتية أفضل النتائج بكفاءة وموثوقية عالية.
مشتت بالموجات فوق الصوتية UP400St لإنتاج ملاط CMP في المختبر.
أنظمة التشتيت بالموجات فوق الصوتية
Hielscher الفوق صوتيات يوفر أنظمة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة لتشتت المواد نانو الحجم مثل السيليكا، سيريا، الألومينا والماس النانوي. توفر المعالجات بالموجات فوق الصوتية الموثوقة الطاقة المطلوبة ، وتخلق مفاعلات الموجات فوق الصوتية المتطورة ظروف عملية مثالية ويتمتع المشغل بتحكم دقيق في جميع المعلمات ، بحيث يمكن ضبط نتائج العملية بالموجات فوق الصوتية تماما على أهداف العملية المرغوبة (مثل حجم الحبوب وتوزيع الجسيمات وما إلى ذلك).
واحدة من أهم معلمات العملية هي السعة فوق الصوتية. هيلشرز أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن أن تقدم بشكل موثوق سعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. تضمن القدرة على تشغيل مثل هذه السعات العالية إمكانية تحقيق أهداف العملية الصعبة للغاية. يمكن ضبط جميع معالجاتنا بالموجات فوق الصوتية تماما وفقا لظروف العملية المطلوبة ومراقبتها بسهولة عبر البرنامج المدمج. وهذا يضمن أعلى موثوقية وجودة متسقة ونتائج قابلة للتكرار. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
MultiSonoReactor MSR-4 هو خالط مضمن صناعي مناسب للإنتاج الصناعي لطين الحفر. يستخدم Sonication لتشتت وطحن عوامل التلميع.
الأدب / المراجع
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
- Pohl M., Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. Partec, 2004.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
حقائق تستحق المعرفة
الاستواء الميكانيكي الكيميائي (CMP)
تستخدم ملاط التلميع / الاستواء الكيميائي الميكانيكي (CMP) لتنعيم الأسطح. يتكون ملاط CMP من مكونات كاشطة كيميائية وميكانيكية. وبالتالي ، يمكن وصف CMP بأنه طريقة مشتركة للحفر الكيميائي والتلميع الكاشطة.
تستخدم معلقات CMP على نطاق واسع لتلميع وتنعيم أكسيد السيليكون والبولي سيليكون والأسطح المعدنية. أثناء عملية CMP ، تتم إزالة التضاريس من سطح الرقاقة (مثل أشباه الموصلات والرقائق الشمسية ومكونات الأجهزة الإلكترونية).
السطحي
من أجل الحصول على تركيبة CMP مستقرة طويلة الأجل ، تتم إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي للحفاظ على الجسيمات النانوية في تعليق متجانس. يمكن أن تكون عوامل التشتيت شائعة الاستخدام كاتيونية أو أنيونية أو غير أيونية وتشمل كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) ، كلوريد سيتيل بيريدينيوم (CPC) ، ملح الصوديوم لحمض الكابريك ، ملح الصوديوم لحمض اللوريك ، كبريتات الصوديوم ديسيل ، كبريتات الصوديوم هيكساديسيل ، بروميد سداسي ديسيل ثلاثي ميثيل الأمونيوم (C16TAB) ، دوديسيل تريميثيل أمونيوم بروميد (C12TAB) ، Triton X-100 ، Tween 20 ، Tween 40 ، Tween 60 ، Tween 80 ، Symperonic A4 ، A7 ، A11 و A20.