Le substrat en céramique d’alumine est une céramique électronique dure et fragile. En ajustant la granulométrie et la qualité de la poudre d’alumine fondue blanche, le procédé se divise en deux étapes : le meulage et l’amincissement (meulage grossier, moyen et fin) et le polissage miroir final. Principaux équipements : rectifieuse double face, rectifieuse de surface, machine de polissage chimico-mécanique (CMP).
1. Procédé de meulage et d’amincissement (enlèvement de matière et planarisation, finition non miroir) :
Poudre d’alumine fondue blanche hydroclassée WA, également connue sous le nom de corindon/alumine.
Spécifications techniques de la poudre d’alumine fondue blanche pour le polissage du substrat en céramique d’alumine :
Al₂O₃ ≥ 99,5 %, Fe₂O₃ ≤ 0,03 %, Na₂O ≤ 0,18 %.
Le tri par hydrosédimentation est obligatoire, avec un contrôle granulométrique strict, afin d’éviter l’écaillage des bords, les microfissures et les rayures.
Granulométries courantes de poudre d’alumine fondue blanche pour le polissage de substrats en céramique d’alumine :
Grossissement : 320#, 360# — élimination des marques d’outils CNC et amincissement des pièces de grande épaisseur
; Moyennement grossier : 400#, 500# ;
Semi-fin : 600#, 700#, 800# — obtention d’une surface mate fine, Ra 0,2–0,8 µm.
2. Polissage miroir final (finition miroir à faible rugosité Ra après rectification)
: Pâte de polissage diamantée / poudre de diamant : solution haut de gamme courante. Granulométrie séquentielle : 1-3 µm → 0,5 µm → 0,1 µm. Permet d’obtenir une rugosité Ra de 0,01 à 0,05 µm avec une efficacité d’enlèvement de matière élevée, mais à un coût plus élevé.
Poudre d’alumine fondue blanche ultrafine 2000#-8000# : finition miroir d’entrée à milieu de gamme, option économique pour les surfaces semi-miroir, mates à brillantes.
Pâte de polissage chimico-mécanique à base de sol de silice (silice colloïdale) : polissage chimico-mécanique pour des surfaces ultra-lisses à l’échelle nanométrique destinées aux substrats semi-conducteurs haut de gamme. Dommages mécaniques quasi inexistants, mais faible taux d’enlèvement de matière.
Poudre de polissage à l’oxyde de cérium : dureté relativement faible et faible pouvoir de coupe sur les substrats en alumine. Rarement utilisée pour le polissage des substrats en céramique d’alumine ; principalement employée pour le verre et les lentilles optiques.
Processus de polissage des substrats en céramique d’alumine
: Découpe → Ébauche à l’alumine fondue blanche grain 320 → Ébauche moyenne à fine (grains 400 à 600) → Ébauche fine (grain 800) → Polissage miroir au sol diamant/silice → Nettoyage et inspection