Υπερήχων διασπορά των παραγόντων στίλβωσης (CMP)
- Το μη ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων και η ανομοιογενής κατανομή μεγέθους σωματιδίων προκαλεί σοβαρές ζημιές στην γυαλισμένη επιφάνεια κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας CMP.
- Υπερήχων διασπορά είναι μια ανώτερη τεχνική για να διασκορπίσει και να αποσυσσωματώσει νανο-μεγέθους σωματίδια στίλβωσης.
- Η ομοιόμορφη διασπορά που επιτυγχάνεται με υπερήχους έχει ως αποτέλεσμα την ανώτερη επεξεργασία CMP των επιφανειών, αποφεύγοντας γρατζουνιές και ελαττώματα λόγω υπερμεγεθών κόκκων.
Υπερήχων διασπορά σωματιδίων στίλβωσης
Οι χημικοί-μηχανικοί πολτοί στίλβωσης / επιπεδοποίησης (CMP) περιέχουν λειαντικά (νανο-)σωματίδια προκειμένου να παρέχουν τις επιθυμητές ιδιότητες στίλβωσης. Τα νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται συνήθως με λειαντικότητα περιλαμβάνουν διοξείδιο του πυριτίου (διοξείδιο του πυριτίου, SiO2), οξείδιο του δημητρίου (ceria, CeO2), οξείδιο του αργιλίου (αλουμίνα, Al2O3), α- και y-Fe203, μεταξύ άλλων, τα νανοδιαμάντια. Προκειμένου να αποφευχθούν ζημιές στην γυαλισμένη επιφάνεια, τα λειαντικά σωματίδια πρέπει να έχουν ομοιόμορφο σχήμα και στενή κατανομή μεγέθους κόκκων. Το μέσο μέγεθος σωματιδίων κυμαίνεται μεταξύ 10 και 100 νανόμετρων, ανάλογα με τη σύνθεση της ΔΕΑ και τη χρήση της.
Υπερήχων διασπορά είναι γνωστό ότι παράγουν ομοιόμορφη, μακροπρόθεσμη σταθερή διασπορές. Υπερήχων σπηλαίωση και οι δυνάμεις διάτμησης συνδέουν την απαιτούμενη ενέργεια στην ανάρτηση έτσι ώστε τα συσσωματώματα να σπάσουν, οι δυνάμεις van Waals να ξεπεραστούν και τα λειαντικά νανοσωματίδια να κατανεμηθούν ομοιόμορφα. Με υπερήχους είναι δυνατόν να μειωθεί το μέγεθος των σωματιδίων ακριβώς στο στοχευόμενο μέγεθος κόκκων. Με ομοιόμορφη υπερηχητική επεξεργασία του πολτού, μπορούν να εξαλειφθούν οι υπερμεγέθεις κόκκοι και η άνιση κατανομή μεγέθους – εξασφαλίζοντας έναν επιθυμητό ρυθμό απομάκρυνσης CMP ελαχιστοποιώντας παράλληλα την εμφάνιση γρατζουνιών.
- Στοχευόμενο μέγεθος σωματιδίων
- υψηλή ομοιομορφία
- χαμηλή έως υψηλή συγκέντρωση στερεών
- υψηλή αξιοπιστία
- ακριβής έλεγχος
- Ακριβής αναπαραγωγιμότητα
- γραμμική, απρόσκοπτη κλιμάκωση
Οι ομογενοποιητές υπερήχων χρησιμοποιούνται για τη διασπορά και τους παράγοντες στίλβωσης άλεσης
Η υπερηχητική διασπορά είναι μια αξιόπιστη και εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνολογία για την παραγωγή νανοσωματιδίων οξειδίου του δημητρίου.
Υπερήχων διατύπωση της CMP
Υπερήχων ανάμειξη και ανάμειξη χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες για την παραγωγή σταθερών εναιωρημάτων με χαμηλό έως πολύ υψηλό ιξώδες. Προκειμένου να παραχθούν ομοιόμορφοι και σταθεροί πολτοί CMP, τα λειαντικά υλικά (π.χ. διοξείδιο του πυριτίου, νανοσωματίδια ceria, α- και y-Fe203 κ.λπ.), πρόσθετα και χημικές ουσίες (π.χ. αλκαλικά υλικά, αναστολείς σκουριάς, σταθεροποιητές) διασκορπίζονται στο βασικό υγρό (π.χ. καθαρό νερό).
Όσον αφορά την ποιότητα, για τους πολτούς στίλβωσης υψηλής απόδοσης είναι σημαντικό η ανάρτηση να παρουσιάζει μακροπρόθεσμη σταθερότητα και εξαιρετικά ομοιόμορφη κατανομή σωματιδίων.
Υπερήχων διασπορά και διαμόρφωση παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για να αποσυσσωματώσει και να διανείμει τους λειαντικούς παράγοντες στίλβωσης. Η ακριβής δυνατότητα ελέγχου των παραμέτρων επεξεργασίας υπερήχων δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα σε υψηλή απόδοση και αξιοπιστία.
Υπερηχητικός διασκορπιστής UP400St για την παραγωγή υδαρούς κοπριάς CMP στο εργαστήριο.
Συστήματα διασποράς υπερήχων
Hielscher Υπέρηχοι προμήθειες υψηλής ισχύος υπερήχων συστήματα για τη διασπορά των νανο-μεγέθους υλικά όπως το διοξείδιο του πυριτίου, ceria, αλουμίνα και νανοδιαμάντια. Αξιόπιστοι επεξεργαστές υπερήχων παρέχουν την απαιτούμενη ενέργεια, εξελιγμένοι αντιδραστήρες υπερήχων δημιουργούν βέλτιστες συνθήκες διαδικασίας και ο χειριστής έχει ακριβή έλεγχο όλων των παραμέτρων, έτσι ώστε τα αποτελέσματα της διαδικασίας υπερήχων να μπορούν να συντονιστούν ακριβώς στους επιθυμητούς στόχους της διαδικασίας (όπως το μέγεθος των κόκκων, η κατανομή σωματιδίων κ.λπ.).
Μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους της διαδικασίας είναι το πλάτος υπερήχων. Hielscher του βιομηχανικά συστήματα υπερήχων μπορεί να παρέχει αξιόπιστα πολύ υψηλά πλάτη. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία. Η ικανότητα εκτέλεσης τόσο υψηλών πλάτους διασφαλίζει ότι μπορούν να επιτευχθούν ακόμη και πολύ απαιτητικοί στόχοι διαδικασίας. Όλοι οι επεξεργαστές υπερήχων μας μπορούν να προσαρμοστούν ακριβώς στις απαιτούμενες συνθήκες διαδικασίας και να παρακολουθούνται εύκολα μέσω του ενσωματωμένου λογισμικού. Αυτό εξασφαλίζει την υψηλότερη αξιοπιστία, σταθερή ποιότητα και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο πολυSonoReactor MSR-4 είναι ένας βιομηχανικός ενσωματωμένος ομογενοποιητής κατάλληλος για τη βιομηχανική παραγωγή λάσπης γεώτρησης. Κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται για τη διασπορά και άλεση των παραγόντων στίλβωσης.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Χημική μηχανική επιπεδοποίηση (CMP)
Οι χημικοί-μηχανικοί πολτοί στίλβωσης / επιπεδοποίησης (CMP) χρησιμοποιούνται για τη λείανση επιφανειών. Η υδαρής κοπριά CMP αποτελείται από χημικά και μηχανικά-λειαντικά συστατικά. Ως εκ τούτου, η ΔΕΑ μπορεί να περιγραφεί ως μια συνδυασμένη μέθοδος χημικής χάραξης και λειαντικής στίλβωσης.
Οι αναρτήσεις CMP χρησιμοποιούνται ευρέως για να γυαλίσουν και να εξομαλύνουν το οξείδιο του πυριτίου, το πολυπυρίτιο και τις μεταλλικές επιφάνειες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας CMP, η τοπογραφία αφαιρείται από την επιφάνεια της γκοφρέτας (π.χ. ημιαγωγοί, ηλιακά πλακίδια, εξαρτήματα ηλεκτρονικών συσκευών).
επιφανειοδραστικές ουσίες
Προκειμένου να ληφθεί μια μακροπρόθεσμη σταθερή σύνθεση CMP, προστίθενται επιφανειοδραστικές ουσίες για να διατηρηθούν τα νανοσωματίδια σε ομοιογενές εναιώρημα. Οι παράγοντες διασποράς που χρησιμοποιούνται συνήθως μπορεί να είναι κατιονικοί, ανιονικοί ή μη ιονικοί και περιλαμβάνουν δωδεκυλοθειικό νάτριο (SDS), χλωριούχο κετυλοπυριδίνιο (CPC), άλας νατρίου του καπρικού οξέος, άλας νατρίου του λαυρικού οξέος, θειικό νάτριο δεκυλεστέρα, θειικό εξαδεκυλοτριμεθυλαμμώνιο (C16TAB), βρωμιούχο δωδεκυλοτριμεθυλαμμώνιο (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 και A20.