Dispersión ultrasónica de agentes de pulido (CMP)

• El tamaño de partícula no uniforme y la distribución no homogénea del tamaño de partícula causan graves daños a la superficie pulida durante un proceso CMP.
• La dispersión ultrasónica es una técnica superior para dispersar y desaglomerar partículas de pulido de tamaño nanométrico.
• La dispersión uniforme conseguida por sonicación da como resultado un procesamiento CMP superior de las superficies evitando arañazos y defectos debidos a granos sobredimensionados.

Dispersión ultrasónica de partículas de pulido

Los lodos de pulido/planarización químico-mecánica (CMP) contienen (nano)partículas abrasivas para proporcionar las propiedades de pulido deseadas. Entre las nanopartículas abrasivas más utilizadas se encuentran el dióxido de silicio (sílice, SiO₂), óxido de cerio (ceria, CeO₂), óxido de aluminio (alúmina, Al₂O₃), α- e y-Fe₂0₃nanodiamantes, entre otros. Para evitar daños en la superficie pulida, las partículas abrasivas deben tener una forma uniforme y una distribución granulométrica estrecha. El tamaño medio de las partículas oscila entre 10 y 100 nanómetros, dependiendo de la formulación CMP y de su uso.
La dispersión ultrasónica es bien conocida por producir dispersiones uniformes y estables a largo plazo. Ultrasonidos cavitación y las fuerzas de cizallamiento acoplan la energía necesaria en la suspensión para que se rompan los aglomerados, se superen las fuerzas de Van the Waals y las nanopartículas abrasivas se distribuyan uniformemente. Con la sonicación es posible reducir el tamaño de las partículas exactamente al tamaño de grano deseado. Mediante el procesamiento uniforme de la suspensión por ultrasonidos, pueden eliminarse los granos de tamaño excesivo y la distribución desigual de tamaños. – garantizando una tasa de eliminación de CMP deseada a la vez que se minimiza la aparición de arañazos.

La dispersión ultrasónica es una tecnología fiable y muy eficaz para la producción de nanopartículas de óxido de cerio.

Formulación ultrasónica de CMP

La mezcla y el mezclado por ultrasonidos se utilizan en muchas industrias para producir suspensiones estables con viscosidades de bajas a muy altas. Para producir suspensiones CMP uniformes y estables, los materiales abrasivos (por ejemplo, sílice, nanopartículas de ceria, α- y y-Fe₂0₃ etc.), aditivos y productos químicos (por ejemplo, materiales alcalinos, inhibidores de óxido, estabilizadores) se dispersan en el líquido base (por ejemplo, agua purificada).
En términos de calidad, para los lodos de pulido de alto rendimiento es esencial que la suspensión muestre estabilidad a largo plazo y una distribución de partículas muy uniforme.
La dispersión y formulación por ultrasonidos proporciona la energía necesaria para desaglomerar y distribuir los agentes abrasivos de pulido. El control preciso de los parámetros de procesamiento por ultrasonidos proporciona los mejores resultados con gran eficacia y fiabilidad.

Sistemas de dispersión por ultrasonidos

Hielscher Ultrasonics suministra sistemas ultrasónicos de alta potencia para la dispersión de materiales nanométricos como sílice, ceria, alúmina y nanodiamantes. Los fiables procesadores ultrasónicos suministran la energía necesaria, los sofisticados reactores ultrasónicos crean unas condiciones de proceso óptimas y el operador dispone de un control preciso de todos los parámetros, de modo que los resultados del proceso ultrasónico pueden ajustarse exactamente a los objetivos de proceso deseados (como el tamaño de grano, la distribución de partículas, etc.).
Uno de los parámetros más importantes del proceso es la amplitud ultrasónica. Hielscher sistemas ultrasónicos industriales puede proporcionar amplitudes muy elevadas de forma fiable. Se pueden alcanzar amplitudes de hasta 200 µm de forma continua y sin problemas durante las 24 horas del día. La capacidad de trabajar con amplitudes tan elevadas permite alcanzar objetivos de proceso muy exigentes. Todos nuestros procesadores ultrasónicos pueden ajustarse exactamente a las condiciones de proceso requeridas y supervisarse fácilmente mediante el software incorporado. Esto garantiza la máxima fiabilidad, una calidad constante y resultados reproducibles. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en condiciones de trabajo duras y en entornos exigentes.