Ultrazvukové Disperze Leštící prostředky (CMP)
- Nejednotné velikosti částic a nehomogenní distribuci velikosti částic způsobuje vážné škody na leštěným povrchem během procesu CMP.
- Ultrazvukové disperze je vynikající technika pro dispergování a deaglomeraci nejdrobnějších leštící částice.
- Jednotná disperze dosaženo výsledků sonikací ve vynikající CMP zpracování povrchů vyhnout poškrábání a nedostatky v důsledku příliš velkých zrn.
Ultrazvukový Rozptyl leštění částic
Chemicko-mechanické lešticí / planarizační (CMP) kaly obsahují abrazivní (nano-)částice, aby zajistily požadované lešticí vlastnosti. Mezi běžně používané nanočástice s abrazivností patří oxid křemičitý (oxid křemičitý, SiO2), Oxid ceru (oxid ceričitý, CeO2), Oxid hlinitý (alumina, Al2Ó3), Α- a y-Fe203, Nanodiamantů mimo jiné. Aby se zabránilo škodám na leštěným povrchem, brusné částice musí mít jednotný tvar a úzké rozdělení velikosti zrn. Průměrná velikost částic se pohybuje v rozmezí od 10 do 100 nanometrů, v závislosti na formulaci CMP a jeho použití.
Ultrazvukové dispergační je dobře známo, že produkují jednotný, dlouhodobě stabilní disperze. ultrazvukové kavitace a smykové síly pár potřebné energie do suspenze tak, že aglomeráty jsou porušeny, van se Waalsovy síly překonat a abrazivní nanočástice rovnoměrně. Pomocí ultrazvuku je možné snížit velikost částic přesně cílené velikosti zrna. Rovnoměrným ultrazvukové zpracování kaše, nadměrné zrna a nerovnoměrné rozložení velikosti mohou být odstraněny – zajištění požadované rychlosti odstraňování CMP a zároveň minimalizuje výskyt poškrábání.
- cílené velikost částic
- vysoká rovnoměrnost
- od nejnižší k nejvyšší koncentrace pevné látky
- vysoká spolehlivost
- přesná regulace
- přesná reprodukovatelnost
- lineární, bezešvé scale-up
Ultrazvukové homogenizátory se používají k dispergaci a mletí lešticích činidel
Ultrazvukové disperze vykazují rovnoměrnou distribuci velikosti částic s homogenně redukovanými částicemi. Křivky ukazují distribuci částic oxidu křemičitého před ultrazvukem (zelená křivka) a po ultrazvukové disperzi (červená křivka).
Ultrazvukový formulování CMP
Ultrazvukové míchání a směšování je používán v mnoha průmyslových odvětvích k výrobě stabilní suspenze s nízkým až velmi vysoké viskozitě. Za účelem vytvoření jednotné a stabilní CMP kaly, brusné materiály (například oxid křemičitý, oxid ceričitý nanočástice, α- a y-Fe203 atd.), přísady a chemikálie (například alkalických materiálů, inhibitory koroze, stabilizátory) jsou rozptýleny do základní kapaliny (např. Čištěná voda).
Co se týče kvality, pro vysoce výkonné leštící suspenze je nezbytné, aby se suspenze vykazuje dlouhodobou stabilitu a velmi rovnoměrné rozdělení částic.
Ultrazvukové dispergační a formulování dodává potřebnou energii k deaglomeraci a distribuovat abrasivní leštící látky. Přesná ovladatelnost ultrazvukových parametrů zpracování dávají nejlepší výsledky při vysoké účinnosti a spolehlivosti.
Ultrazvukový dispergátor UP400St pro výrobu CMP kalů v laboratoři.
Ultrazvukové dispergační systémy
Hielscher Ultrazvuk dodává vysoce výkonné ultrazvukové systémy pro disperzi nano-velkých materiálů, jako je oxid křemičitý, ceria, oxid hlinitý a nanodiamanty. Spolehlivé ultrazvukové procesory dodávají požadovanou energii, sofistikované ultrazvukové reaktory vytvářejí optimální procesní podmínky a operátor má přesnou kontrolu nad všemi parametry, takže výsledky ultrazvukového procesu mohou být přesně naladěny na požadované cíle procesu (jako je velikost zrna, distribuce částic atd.).
Jedním z nejdůležitějších parametrů procesu je amplituda ultrazvuku. Hielscher je průmyslové ultrazvukové systémy spolehlivě dodat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 um lze snadno průběžně probíhat 24/7 provoz. Schopnost provozovat takové vysoké amplitudy zjistili, zda je možné dosáhnout i velmi náročné cíle procesu. Všechny naše ultrazvukové procesory lze přesně nastavit podle požadovaných provozních podmínkách a snadno sledovat pomocí vestavěného softwaru. To zajišťuje maximální spolehlivost, konzistentní kvalitu a reprodukovatelné výsledky. Robustnost ultrazvuku Hielscher umožňuje na 24/7 provoz v těžkých a náročných prostředích.
MultiSonoReactor MSR-4 je průmyslový inline homogenizátor vhodný pro průmyslovou výrobu vrtných kalů. Sonikace se používá pro disperzi a mletí lešticích činidel.
Literatura / Reference
- 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.
Fakta Worth Knowing
Chemická mechanická planarizace (CMP)
Chemické-mechanické leštění / planarization (CMP), suspenze se používají k hladkým povrchům. CMP Suspenze se skládá z chemické a mechanické-abrazivních složek. Tím se CMP může být popsán jako kombinovaný způsobu chemické leptání a abrazivní leštění.
CMP suspenze se široce používají k leštění a vyhladí oxid křemíku, poly křemíku a kovové povrchy. Během procesu CMP, topografie se odstraní z povrchu destičky (např polovodiče, solárních panelů, komponenty elektronických zařízení).
povrchově aktivní látky
Za účelem získání dlouhodobě stabilní CMP formulace povrchově aktivní látky se přidávají, aby se nanočástice v homogenní suspenzi. Běžně používaná dispergační činidla mohou být kationtové, aniontové, nebo neiontové a zahrnují dodecylsulfát sodný (SDS), cetylpyridiniumchlorid (CPC), sodná sůl kyseliny kaprinové, sodná sůl kyseliny laurové, síran decyl sodný, síran hexadecyl sodný, hexadecyltrimethylamoniumbromidu (C16TAB), dodecyltrimethylammonium bromid (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 a A20.