在粉体材料的研发和应用过程中,粒径大小、分布状态、Zeta电位等指标往往决定了最终材料的性能。如何精准、快速、可靠地掌握这些关键参数,是粉体产业链上游研发与下游应用的共同课题。
大塚电子株式会社(Otsuka Electronics),作为大塚集团旗下的重要科技企业,自1970年成立以来,始终以“用光学技术解决世界问题”为使命,走在光学测量与分析技术的前沿,形成了独特而领先的技术体系,为医疗健康、生命科学、新材料、半导体等领域提供多种创新方案。
在10月13-18日出发的“日本粉体工业深度考察之旅”中,我们将走进大塚电子日本总部,近距离了解其最新一代检测技术,观摩仪器如何实现从稀溶液到高浓度体系、从纳米颗粒到固体表面电位的精准测量。以下是产品亮点介绍:
一“光”出发,拓展粉体检测的边界
大塚电子的核心竞争力在于其光学测量平台。通过散射光、光谱分析、膜厚测量等技术的不断创新与融合,公司将“看不见的世界”以数据的方式清晰呈现出来。在粉体领域,这一能力尤为突出。核心产品包括:
1、ZETA电位与粒径分析仪(ELSZneo / ELSZ-2000ZS)
l 可实现Zeta电位、平均粒径、粒径分布、分子量、固体表面电位等多维度测量。
l 支持稀溶液到高浓度溶液 的广泛样品范围,甚至完全不透光样品也可直接测量。
l 具备高盐度条件下的电位测量能力,更贴近真实应用环境(如复杂分散体系)。
l 搭载高功率半导体激光与高感度探测器,多角度散射设计,显著提升粒径分辨率。
2、多样品nano粒子径测量系统(nanoSAQLA)
l 基于DLS动态光散射原理,搭配自动进样机支持一次最多 50个样品的自动化测量。
l 采用独特设计避免样品交叉污染,保证检测结果的准确性与可重复性。
l 测量范围覆盖稀薄到高浓度溶液,适合研发与品控的高通量需求。
除了常规的粒径、电位与分子量测量,大塚电子的检测仪器还可深入到粉体体系稳定性的层面,如粒子浓度、凝胶网络结构、微流变学黏弹性等。此外,大塚电子的此外,其光学技术在膜厚仪、分光光谱仪、光电材料评价等领域也保持领先,广泛应用于半导体、显示材料及光电功能材料。
二、典型应用:半导体CMP制程的关键检测
为直观展示大塚电子检测平台的应用价值,我们以半导体CMP制程为例。CMP(化学机械研磨)通过研磨液与机械力,将晶圆表面抛光平坦,确保后续层叠制程的良率与可靠性。随着晶圆制程向更小线宽与复杂3D结构发展,研磨液中磨料粒径与分布、界面电位、膜厚控制等参数愈发关键。大塚电子的检测平台,正好覆盖了CMP工艺中的核心监控需求:
1、研磨液粒径与电位监控(ELSZ系列)
CMP研磨液中粒径分布与Zeta电位直接决定了抛光均匀度与表面缺陷控制。ELSZ 系列具备 高浓度、复杂盐度环境下的粒径与电位分析能力,能精准评估研磨液稳定性,避免因“粒径偏差”导致的晶圆表面缺陷。
2、晶圆/Pad表面电位测量(固体表面电位量测)
大塚独家技术可直接测量晶圆或研磨垫表面的电位,并模拟不同清洁液、研磨液条件下的交互作用。这对于理解“晶圆↔研磨液”、“晶圆↔清洁剂”的界面行为极为重要,有助于提升制程控制精度。
3、CMP实时膜厚监控(SF-3 光学膜厚仪)
CMP过程中,如何在μs 级别时间内实时掌握去除量,是业界难题。大塚的SF-3光学膜厚单元,可直接集成在CMP设备内部,实时监控厚度变化,甚至适用于Si、GaAs、GaN、SiC 等多种基材。这使得研磨过程不仅“看得见”,而且“控得住”。
4、研磨后膜厚分布评估(OPTM 分光膜厚显微仪)
在CMP完成后,OPTM 系统能在0.1 nm 精度下对膜厚分布进行检测,支持从紫外到近红外的宽波段分析,并结合自动定位系统,确保产线快速、准确的质量管控。
总之,大塚电子不仅提供单台检测仪器,更能为CMP制程提供从研磨液到晶圆表面、从实时监控到最终验证的全链路光学检测解决方案。
三、应用领域与行业价值
凭借高精度与高可靠性的光学测量技术,大塚电子设备已深入应用于:
l 新材料研发:如功能陶瓷、复合材料、电子浆料等领域,支撑材料性能优化;
l 半导体与显示:为行业提供膜厚、光学性能及颗粒污染控制等表征手段;
l 生物与制药:粒径、电位与分子量数据成为药物递送系统、纳米制剂的重要评价依据;
l 粉体产业链:从基础研究到生产监控,大塚电子的检测方案帮助企业掌握粉体表征的核心参数。
四、为什么值得去现场参观?
书面资料和产品参数可以让我们理解大塚电子仪器的大致用途,但只有去到现场,才能能更直观的体验,如:
l 与技术人员面对面交流,了解不同仪器在实际应用中的差异与检测手法的优化思路;
l 将自己企业的研发与生产需求,与大塚电子的解决方案进行对接,奠定合作基础。
因此,对于深耕粉体产业的企业而言,这绝对是一次把握前沿检测技术、链接实际应用需求的绝佳机会。欢迎加入我们,一起开启这趟十月日本粉体工业深度考察之旅!
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