Ултразвучна дисперзија средстава за полирање (ЦМП)
- Неуједначена величина честица и нехомогена дистрибуција величине честица изазивају озбиљна оштећења полиране површине током ЦМП процеса.
- Ултразвучна дисперзија је супериорна техника за распршивање и деагломерацију полираних честица нано величине.
- Уједначена дисперзија постигнута ултразвуком резултира супериорном ЦМП обрадом површина избегавајући огреботине и недостатке због превеликих зрна.
Ултразвучна дисперзија честица за полирање
Талог за хемијско-механичко полирање/планаризацију (ЦМП) садржи абразивне (нано-)честице да би се обезбедила жељена својства полирања. Обично коришћене наночестице са абразивношћу укључују силицијум диоксид (силицијум диоксид, СиО2), церијум оксид (церијум, ЦеО2), алуминијум оксид (глиница, Ал2О3), α- и и-Фе203, нанодијаманти између осталих. Да би се избегла оштећења на полираној површини, абразивне честице морају имати уједначен облик и уску дистрибуцију зрна. Просечна величина честица се креће између 10 и 100 нанометара, у зависности од формулације ЦМП-а и његове употребе.
Познато је да ултразвучно распршивање производи уједначене, дуготрајно стабилне дисперзије. Ултрасониц кавитација и силе смицања спајају потребну енергију у суспензију тако да се агломерати разбијају, ван Валсове силе превазилазе и абразивне наночестице су равномерно распоређене. Са соникацијом могуће је смањити величину честица тачно на циљану величину зрна. Уједначеном ултразвучном обрадом каше могу се елиминисати превелика зрна и неједнака дистрибуција величине – обезбеђујући жељену стопу уклањања ЦМП-а уз минимизирање појаве огреботина.
- циљана величина честица
- висока униформност
- ниске до високе концентрације чврсте материје
- висока поузданост
- прецизна контрола
- тачна поновљивост
- линеарно, бешавно повећање
Ултразвучно формулисање ЦМП-а
Ултразвучно мешање и мешање се користи у многим индустријама за производњу стабилних суспензија са ниским до веома високим вискозитетима. Да би се произвеле уједначене и стабилне ЦМП суспензије, абразивни материјали (нпр. силицијум диоксид, наночестице церије, α- и и-Фе203 итд.), адитиви и хемикалије (нпр. алкални материјали, инхибитори рђе, стабилизатори) се распршују у базну течност (нпр. пречишћену воду).
Што се тиче квалитета, за високоефикасну суспензију за полирање неопходно је да суспензија покаже дугорочну стабилност и веома уједначену дистрибуцију честица.
Ултразвучно дисперговање и формулисање даје потребну енергију за деагломерацију и дистрибуцију абразивних средстава за полирање. Прецизна контрола параметара ултразвучне обраде даје најбоље резултате уз високу ефикасност и поузданост.
Ултразвучни системи за распршивање
Хиелсцхер Ултрасоницс испоручује ултразвучне системе велике снаге за дисперзију нано материјала као што су силицијум, церије, глиница и нанодијаманти. Поуздани ултразвучни процесори дају потребну енергију, софистицирани ултразвучни реактори стварају оптималне услове процеса и оператер има прецизну контролу над свим параметрима, тако да резултати ултразвучног процеса могу бити подешени тачно на жељене циљеве процеса (као што су величина зрна, дистрибуција честица итд. ).
Један од најважнијих параметара процеса је ултразвучна амплитуда. Хиелсцхер'с индустријски ултразвучни системи може поуздано да испоручи веома високе амплитуде. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. Способност покретања тако великих амплитуда осигурава да се чак и веома захтевни процесни циљеви могу постићи. Сви наши ултразвучни процесори могу се тачно прилагодити захтеваним процесним условима и лако пратити преко уграђеног софтвера. Ово обезбеђује највећу поузданост, доследан квалитет и поновљиве резултате. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима.
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Хемијско-механичка планаризација (ЦМП)
Хемијско-механичко полирање/планаризација (ЦМП) суспензија се користи за заглађивање површина. ЦМП суспензија се састоји од хемијских и механичко-абразивних компоненти. Стога се ЦМП може описати као комбинована метода хемијског јеткања и абразивног полирања.
ЦМП суспензије се широко користе за полирање и глачање површина од силицијум оксида, поли силикона и метала. Током ЦМП процеса, топографија се уклања са површине плочице (нпр. полупроводници, соларне плочице, компоненте електронских уређаја).
сурфактанти
Да би се добила дугорочна стабилна формулација ЦМП-а, додају се сурфактанти да би наночестице биле у хомогеној суспензији. Обично коришћени диспергујући агенси могу бити катјонски, ањонски или нејонски и укључују натријум додецил сулфат (СДС), цетил пиридинијум хлорид (ЦПЦ), натријумову со капринске киселине, натријумову со лауринске киселине, децил натријум сулфат, хексадецил натријум сулфат, хексадецил натријум сулфат, хексадецил натријум бромитриметилмонијум броми (Ц16ТАБ), додецилтриметиламонијум бромид (Ц12ТАБ), Тритон Кс-100, Твеен 20, Твеен 40, Твеен 60, Твеен 80, Симперониц А4, А7, А11 и А20.