Polírozószerek ultrahangos diszperziója (CMP)
- A nem egyenletes szemcseméret és az inhomogén szemcseméret-eloszlás súlyos károkat okoz a polírozott felületen a CMP-eljárás során.
- Az ultrahangos diszperzió kiváló technika a nanoméretű polírozó részecskék diszpergálására és deagglomerálására.
- A szonikálással elért egyenletes diszperzió a felületek kiváló CMP-feldolgozását eredményezi, elkerülve a karcolásokat és hibákat a túlméretezett szemek miatt.
Polírozó részecskék ultrahangos diszperziója
A kémiai-mechanikai polírozási/planarizációs (CMP) szuszpenziók csiszoló (nano)részecskéket tartalmaznak a kívánt polírozási tulajdonságok biztosítása érdekében. A gyakran használt csiszoló képességű nanorészecskék közé tartozik a szilícium-dioxid (szilícium-dioxid, SiO2), cérium-oxid (ceria, CeO2), alumínium-oxid (alumínium-oxid, Al2O3), α- és y-Fe203, többek között nanogyémántok. A polírozott felület károsodásának elkerülése érdekében a csiszolószemcséknek egyenletes alakúnak és keskeny szemcseméret-eloszlásúnak kell lenniük. Az átlagos részecskeméret 10 és 100 nanométer között mozog, a CMP formulától és annak felhasználásától függően.
Az ultrahangos diszpergálás jól ismert, hogy egyenletes, hosszú távú stabil diszperziókat eredményez. Ultrahangos Kavitáció és a nyíróerők összekapcsolják a szükséges energiát a felfüggesztéssel, így az agglomerátumok megszakadnak, a Waals-erők legyőzik és a csiszoló nanorészecskék egyenletesen oszlanak el. Szonikálással lehetőség van a részecskeméret pontos csökkentésére a megcélzott szemcseméretre. A hígtrágya egyenletes ultrahangos feldolgozásával kiküszöbölhetők a túlméretes szemek és az egyenetlen méreteloszlás – biztosítja a kívánt CMP eltávolítási sebességet, miközben minimalizálja a karcolások előfordulását.
- Célzott szemcseméret
- nagy egységesség
- alacsony és magas szilárd koncentráció
- nagy megbízhatóság
- Precíz vezérlés
- pontos reprodukálhatóság
- lineáris, zökkenőmentes skálázás
Az ultrahangos homogenizátorokat polírozószerek diszpergálására és őrlésére használják
Az ultrahangos diszperzió megbízható és rendkívül hatékony technológia cérium-oxid nanorészecskék előállítására.
CMP ultrahangos formulázása
Az ultrahangos keverést és keverést számos iparágban használják stabil szuszpenziók előállítására, alacsony vagy nagyon magas viszkozitással. Az egyenletes és stabil CMP-iszapok előállítása érdekében a csiszolóanyagok (pl. szilícium-dioxid, ceria nanorészecskék, α- és y-Fe203 stb.), adalékanyagok és vegyszerek (pl. lúgos anyagok, rozsdagátlók, stabilizátorok) diszpergálódnak az alapfolyadékba (pl. tisztított víz).
Ami a minőséget illeti, a nagy teljesítményű polírozó szuszpenziókhoz elengedhetetlen, hogy a szuszpenzió hosszú távú stabilitást és rendkívül egyenletes részecskeeloszlást mutasson.
Az ultrahangos diszpergálás és formulázás biztosítja a szükséges energiát a csiszoló polírozószerek deagglomerálásához és elosztásához. Az ultrahangos feldolgozási paraméterek pontos szabályozhatósága a legjobb eredményeket nyújtja nagy hatékonyság és megbízhatóság mellett.
Ultrahangos diszpergáló UP400St CMP-iszapok laboratóriumi előállításához.
Ultrahangos diszpergáló rendszerek
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos rendszereket szállít nanoméretű anyagok, például szilícium-dioxid, ceria, alumínium-oxid és nanogyémántok diszperziójához. A megbízható ultrahangos processzorok biztosítják a szükséges energiát, a kifinomult ultrahangos reaktorok optimális folyamatfeltételeket teremtenek, és az üzemeltető pontosan ellenőrzi az összes paramétert, így az ultrahangos folyamat eredményei pontosan a kívánt folyamatcélokhoz hangolhatók (például szemcseméret, részecskeeloszlás stb.).
Az egyik legfontosabb folyamatparaméter az ultrahangos amplitúdó. Hielscher-féle ipari ultrahangos rendszerek megbízhatóan képes nagyon nagy amplitúdókat biztosítani. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Az ilyen nagy amplitúdók futtatásának képessége biztosítja, hogy még a nagyon igényes folyamatcélok is elérhetők legyenek. Minden ultrahangos processzorunk pontosan beállítható a szükséges folyamatfeltételekhez, és könnyen felügyelhető a beépített szoftveren keresztül. Ez biztosítja a legnagyobb megbízhatóságot, állandó minőséget és reprodukálható eredményeket. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben.
A MultiSonoReactor MSR-4 egy ipari inline homogenizátor, amely alkalmas fúróiszapok ipari előállítására. A szonikálást polírozószerek diszperziójára és őrlésére használják.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Kémiai mechanikai síkosítás (CMP)
A kémiai-mechanikai polírozási/planarizációs (CMP) szuszpenziókat a felületek simítására használják. A CMP szuszpenzió kémiai és mechanikai-csiszoló komponensekből áll. Ezáltal a CMP a kémiai maratás és a csiszolópolírozás kombinált módszereként írható le.
A CMP szuszpenziókat széles körben használják a szilícium-oxid, poliszilícium és fémfelületek polírozására és simítására. A CMP-eljárás során a topográfiát eltávolítják az ostya felületéről (pl. félvezetők, napelemes lemezek, elektronikus eszközök alkatrészei).
felületaktív anyagok
A hosszú távú stabil CMP-összetétel elérése érdekében felületaktív anyagokat adnak hozzá, hogy a nanorészecskéket homogén szuszpenzióban tartsák. Az általánosan használt diszpergálószerek lehetnek kationosak, anionosak vagy nem ionosak, és magukban foglalják a nátrium-dodecil-szulfátot (SDS), a cetil-piridinium-kloridot (CPC), a kaprinsav nátriumsóját, a laurinsav nátriumsóját, a decil-nátrium-szulfátot, a hexadecil-nátrium-szulfátot, a hexadecil-trimetil-ammónium-bromidot (C16TAB), dodecil-trimetil-ammónium-bromid (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 és A20.