پراکندگی التراسونیک از عوامل پرداخت (CMP)
- اندازه ذرات غیر یکنواخت و توزیع ناهمگن اندازه ذرات باعث آسیب های شدید به سطح صیقلی شده در طی فرآیند CMP می شود.
- پراکندگی اولتراسونیک یک تکنیک برتر برای پراکنده کردن و deagglomerate ذرات پرداخت نانو اندازه است.
- پراکندگی یکنواخت به دست آمده توسط نتایج فراصوت در پردازش CMP برتر از سطوح اجتناب از خراش و نقص ناشی از دانه های بزرگ.
پراکندگی التراسونیک ذرات پرداخت
دوغاب های پولیش / مسطح سازی شیمیایی-مکانیکی (CMP) حاوی ذرات ساینده (نانو) هستند تا خواص پرداخت مورد نظر را ارائه دهند. نانوذرات پرکاربرد با سایندگی شامل دی اکسید سیلیکوم (سیلیس، SiOH2S)، اکسید سریم (سریا، CeOH2S)، اکسید آلومینیوم (آلومینا، AlH2SO3)، α- و y-FeH2S03، نانوالماس در میان دیگران. به منظور جلوگیری از آسیب به سطح صیقلی ، ذرات ساینده باید شکل یکنواخت و توزیع اندازه دانه باریک داشته باشند. میانگین اندازه ذرات بسته به فرمول CMP و کاربرد آن بین 10 تا 100 نانومتر است.
پراکندگی اولتراسونیک به خوبی شناخته شده است برای تولید یکنواخت، پراکندگی پایدار طولانی مدت. التراسونیک کاویتاسیون و نیروهای برشی انرژی مورد نیاز را به سیستم تعلیق جفت می کنند تا آگلومراها شکسته شوند، نیروهای وال بر ون غلبه کنند و نانوذرات ساینده به طور یکنواخت توزیع شوند. با فراصوت می توان اندازه ذرات را دقیقا به اندازه دانه هدف کاهش داد. با پردازش اولتراسونیک یکنواخت دوغاب، دانه های بزرگ و توزیع اندازه ناهموار را می توان از بین برد – اطمینان از میزان حذف CMP مطلوب و در عین حال به حداقل رساندن وقوع خراش.
- اندازه ذرات هدفمند
- یکنواختی بالا
- غلظت جامد کم تا زیاد
- قابلیت اطمینان بالا
- کنترل دقیق
- تکرارپذیری دقیق
- مقیاس خطی و بدون درز
هموژنایزرهای اولتراسونیک برای پراکنده کردن و آسیاب کردن عوامل پرداخت استفاده می شود
پراکندگی اولتراسونیک یک فناوری قابل اعتماد و بسیار کارآمد برای تولید نانوذرات اکسید سریم است.
فرمولاسیون التراسونیک CMP
مخلوط کردن و ترکیب اولتراسونیک در بسیاری از صنایع برای تولید سوسپانسیون پایدار با ویسکوزیته کم تا بسیار بالا استفاده می شود. به منظور تولید دوغاب های CMP یکنواخت و پایدار، مواد ساینده (مانند سیلیس، نانوذرات سریا، α- و y-FeH2S03 و غیره)، مواد افزودنی و مواد شیمیایی (به عنوان مثال مواد قلیایی، بازدارنده های زنگ زدگی، تثبیت کننده ها) در مایع پایه (به عنوان مثال آب تصفیه شده) پراکنده می شوند.
از نظر کیفیت، برای دوغاب های پولیش با کارایی بالا، ضروری است که سوسپانسیون پایداری طولانی مدت و توزیع ذرات بسیار یکنواخت را نشان دهد.
پراکندگی و فرمولاسیون اولتراسونیک انرژی مورد نیاز را برای deagglomerate و توزیع عوامل پرداخت ساینده ارائه می دهد. کنترل دقیق پارامترهای پردازش اولتراسونیک بهترین نتایج را در راندمان و قابلیت اطمینان بالا می دهد.
پراکنده کننده التراسونیک UP400St برای تولید دوغاب CMP در آزمایشگاه.
سیستم های پراکندگی اولتراسونیک
Hielscher مافوق صوت تامین سیستم های مافوق صوت با قدرت بالا برای پراکندگی مواد نانو اندازه مانند سیلیس, سریا, آلومینا و nanodiamonds. پردازنده های اولتراسونیک قابل اعتماد انرژی مورد نیاز را ارائه می دهند، راکتورهای اولتراسونیک پیچیده شرایط فرآیند بهینه را ایجاد می کنند و اپراتور کنترل دقیقی بر تمام پارامترها دارد، به طوری که نتایج فرآیند اولتراسونیک را می توان دقیقا به اهداف فرآیند مورد نظر (مانند اندازه دانه، توزیع ذرات و غیره) تنظیم کرد.
یکی از مهم ترین پارامترهای فرآیند، دامنه اولتراسونیک است. هیلشر سیستم های اولتراسونیک صنعتی می تواند به طور قابل اعتماد دامنه های بسیار بالایی را ارائه دهد. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد. قابلیت اجرای چنین دامنه های بالایی تضمین می کند که حتی اهداف فرآیندی بسیار سخت نیز می توانند به دست آیند. تمام پردازنده های اولتراسونیک ما را می توان دقیقا با شرایط فرآیند مورد نیاز تنظیم کرد و به راحتی از طریق نرم افزار داخلی نظارت کرد. این بالاترین قابلیت اطمینان، کیفیت ثابت و نتایج قابل تکرار را تضمین می کند. استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
MultiSonoReactor MSR-4 یک هموژنایزر درون خطی صنعتی مناسب برای تولید صنعتی گل های حفاری است. فراصوت برای پراکندگی و فرز کردن عوامل پرداخت استفاده می شود.
ادبیات / منابع
- 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.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
مسطح سازی مکانیکی شیمیایی (CMP)
دوغاب های پولیش/مسطح سازی شیمیایی-مکانیکی (CMP) برای صاف کردن سطوح استفاده می شود. دوغاب CMP از اجزای شیمیایی و مکانیکی-ساینده تشکیل شده است. بدین ترتیب، CMP را می توان به عنوان یک روش ترکیبی از اچ شیمیایی و پرداخت ساینده توصیف کرد.
سیستم تعلیق CMP به طور گسترده ای برای صیقل دادن و صاف کردن اکسید سیلیکون، پلی سیلیکون و سطوح فلزی استفاده می شود. در طول فرآیند CMP، توپوگرافی از سطح ویفر (به عنوان مثال نیمه هادی ها، ویفرهای خورشیدی، اجزای دستگاه های الکترونیکی) حذف می شود.
سورفکتانت ها
به منظور به دست آوردن فرمولاسیون CMP پایدار طولانی مدت، سورفکتانت ها اضافه می شوند تا نانوذرات را در سوسپانسیون همگن نگه دارند. عوامل پراکنده کننده متداول می توانند کاتیونی، آنیونی یا غیر یونی باشند و شامل سدیم دودسیل سولفات (SDS)، ستیل پیریدینیوم کلراید (CPC)، نمک سدیم اسید کاپریک، نمک سدیم اسید لوریک، دسیل سولفات سدیم، هگزادسیل سولفات سدیم، هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید (C16TAB)، دودسیل تری متیل آمونیوم بروماید (C12TAB) ، Triton X-100 ، Tween 20 ، Tween 40 ، Tween 60 ، Tween 80 ، Symperonic A4 ، A7 ، A11 و A20.