Parlatma Maddelerinin Ultrasonik Dispersiyonu (CMP)
- Düzgün olmayan partikül boyutu ve homojen olmayan partikül boyutu dağılımı, bir CMP işlemi sırasında cilalı yüzeyde ciddi hasarlara neden olur.
- Ultrasonik dispersiyon, nano boyutlu parlatma parçacıklarını dağıtmak ve deagglomera etmek için üstün bir tekniktir.
- Sonikasyon ile elde edilen düzgün dağılım, yüzeylerin üstün CMP işlenmesiyle sonuçlanır ve büyük boyutlu tanecikler nedeniyle çizikleri ve kusurları önler.
Parlatma Parçacıklarının Ultrasonik Dispersiyonu
Kimyasal-mekanik parlatma / düzlemselleştirme (CMP) bulamaçları, istenen parlatma özelliklerini sağlamak için aşındırıcı (nano-) partiküller içerir. Aşındırıcılığa sahip yaygın olarak kullanılan nano parçacıklar arasında silisyum dioksit (silika, SiO2), seryum oksit (ceria, CeO2), alüminyum oksit (alümina, Al2O3), α- ve y-Fe203, diğerleri arasında nanoelmaslar. Cilalı yüzeyde hasarları önlemek için, aşındırıcı parçacıkların düzgün bir şekle ve dar tane boyutu dağılımına sahip olması gerekir. Ortalama partikül boyutu, CMP formülasyonuna ve kullanımına bağlı olarak 10 ila 100 nanometre arasında değişir.
Ultrasonik dispersiyon, düzgün, uzun vadeli kararlı dispersiyonlar üretmek için iyi bilinmektedir. Ultrasonik Kavitasyon ve kesme kuvvetleri, gerekli enerjiyi süspansiyona birleştirir, böylece aglomeralar kırılır, Waals kuvvetleri üstesinden gelir ve aşındırıcı nanopartiküller eşit olarak dağılır. Sonikasyon ile parçacık boyutunu tam olarak hedeflenen tane boyutuna düşürmek mümkündür. Bulamacın düzgün ultrasonik işlenmesiyle, büyük boyutlu taneler ve eşit olmayan boyut dağılımı ortadan kaldırılabilir – çizik oluşumunu en aza indirirken istenen CMP çıkarma oranını sağlamak.
- Hedeflenen partikül boyutu
- yüksek homojenlik
- düşük ila yüksek katı konsantrasyon
- Yüksek güvenilirlik
- Hassas kontrol
- Tam tekrarlanabilirlik
- Doğrusal, sorunsuz ölçek büyütme
CMP'nin Ultrasonik Formülasyonu
Ultrasonik karıştırma ve harmanlama, birçok endüstride düşük ila çok yüksek viskozitelere sahip kararlı süspansiyonlar üretmek için kullanılır. Düzgün ve stabil CMP bulamaçları üretmek için, aşındırıcı malzemeler (örneğin silika, ceria nanopartikülleri, α- ve y-Fe203 vb.), katkı maddeleri ve kimyasallar (örn. alkali malzemeler, pas önleyiciler, stabilizatörler) baz sıvıya (örn. arıtılmış su) dağıtılır.
Kalite açısından, yüksek performanslı parlatma bulamaçları için süspansiyonun uzun vadeli stabilite ve oldukça homojen bir partikül dağılımı göstermesi esastır.
Ultrasonik dispersiyon ve formülasyon, aşındırıcı parlatma maddelerini deagglomera etmek ve dağıtmak için gerekli enerjiyi sağlar. Ultrasonik işleme parametrelerinin hassas kontrol edilebilirliği, yüksek verimlilik ve güvenilirlikte en iyi sonuçları verir.
Ultrasonik Dispersiyon Sistemleri
Hielscher Ultrasonics, silika, ceria, alümina ve nanodiamonds gibi nano boyutlu malzemelerin dağılımı için yüksek güçlü ultrasonik sistemler sağlar. Güvenilir ultrasonik işlemciler gerekli enerjiyi sağlar, sofistike ultrasonik reaktörler optimum proses koşulları yaratır ve operatör tüm parametreler üzerinde hassas kontrole sahiptir, böylece ultrasonik proses sonuçları tam olarak istenen proses hedeflerine (tane boyutu, partikül dağılımı vb.) göre ayarlanabilir.
En önemli proses parametrelerinden biri ultrasonik genliktir. Hielscher'ın Endüstriyel Ultrasonik Sistemler çok yüksek genlikleri güvenilir bir şekilde sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Bu kadar yüksek genlikleri çalıştırma yeteneği, çok zorlu proses hedeflerine bile ulaşılabilmesini sağlar. Tüm ultrasonik işlemcilerimiz, gerekli işlem koşullarına tam olarak ayarlanabilir ve yerleşik yazılım aracılığıyla kolayca izlenebilir. Bu, en yüksek güvenilirliği, tutarlı kaliteyi ve tekrarlanabilir sonuçları sağlar. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Literatür / Referanslar
- 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.
Bilmeye Değer Gerçekler
Kimyasal Mekanik Düzlemselleştirme (CMP)
Yüzeyleri düzleştirmek için kimyasal-mekanik parlatma/düzlemselleştirme (CMP) bulamaçları kullanılır. CMP bulamacı, kimyasal ve mekanik-aşındırıcı bileşenlerden oluşur. Bu nedenle CMP, kimyasal aşındırma ve aşındırıcı parlatmanın birleşik bir yöntemi olarak tanımlanabilir.
CMP süspansiyonları, silikon oksit, poli silikon ve metal yüzeyleri parlatmak ve pürüzsüzleştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. CMP işlemi sırasında, topografya yonga plakası yüzeyinden çıkarılır (örn. yarı iletkenler, güneş yonga plakaları, elektronik cihazların bileşenleri).
yüzey aktif maddeler
Uzun vadeli kararlı bir CMP formülasyonu elde etmek için, nanopartikülleri homojen süspansiyon halinde tutmak için yüzey aktif maddeler eklenir. Yaygın olarak kullanılan dispersiyon ajanları katyonik, anyonik veya noniyonik olabilir ve sodyum dodesil sülfat (SDS), setil piridinyum klorür (CPC), kaprik asidin sodyum tuzu, laurik asidin sodyum tuzu, desil sodyum sülfat, heksadesil sodyum sülfat, hekzadesiltrimetilamonyum bromür (C16TAB), dodesiltrimetilamonyum bromür (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 ve A20.