Aluminiumoxid-Keramiksubstrate sind harte, spröde Elektronikkeramiken. Durch die Anpassung von Korngröße und Partikelqualität des weißen, geschmolzenen Aluminiumoxidpulvers wird der Prozess in zwei Stufen unterteilt: Schleifen und Ausdünnen (Grob-, Mittel- und Feinschleifen) und abschließendes Hochglanzpolieren. Hauptausrüstung: Doppelseitenschleifmaschine, Flächenschleifmaschine, CMP-Anlage (Chemical Mechanical Planarization).
1. Schleif- und Ausdünnungsprozess (Materialabtrag und Planarisierung, nicht spiegelglatt):
Hydroklassiertes WA α-Al₂O₃, auch bekannt als Korund-/Aluminiumoxidpulver.
Technische Spezifikationen des weißen, geschmolzenen Aluminiumoxidpulvers für das Polieren von Aluminiumoxid-Keramiksubstraten:
Al₂O₃ ≥ 99,5 %, Fe₂O₃ ≤ 0,03 %, Na₂O ≤ 0,18 %.
Die Hydrosedimentationsklassierung mit strenger Partikelgrößenkontrolle ist unerlässlich, um Kantenausbrüche, Mikrorisse und Kratzer zu vermeiden.
Gängige Körnungen von weißem, geschmolzenem Aluminiumoxidpulver für das Polieren von Aluminiumoxid-Keramiksubstraten:
Grobschleifen: 320#, 360# – zum Entfernen von CNC-Werkzeugspuren und für die Erzielung großer Materialausdünnungen;
Mittelschleifen: 400#, 500#;
Halbfeinschleifen: 600#, 700#, 800# – für eine feine, matte Oberfläche (Ra 0,2–0,8 μm).
2. Abschließendes Spiegelpolieren (Spiegelfinish mit niedrigem Ra-Wert nach dem Schleifen)
: Diamantpoliersuspension/Diamantpulver: gängige High-End-Lösung. Sequenzielle Korngrößen: 1–3 μm → 0,5 μm → 0,1 μm. Erreicht einen Ra-Wert von 0,01–0,05 μm mit hoher Materialabtragsleistung, jedoch höheren Kosten.
Ultrafeines weißes Aluminiumoxidpulver 2000#–8000#: Spiegelfinish im mittleren bis unteren Preissegment, kostengünstige Option für halbspiegelnde, matte bis hochglänzende Oberflächen.
Kieselsol (kolloidales Siliciumdioxid) CMP-Suspension: chemisch-mechanisches Polieren für ultra-glatte Oberflächen im Nanobereich für High-End-Halbleitersubstrate. Kaum mechanische Beschädigung, jedoch geringe Abtragsrate.
Ceroxid-Polierpulver: relativ geringe Härte und schwache Schneidkraft auf Aluminiumoxid-Substraten. Wird selten zum Polieren von Aluminiumoxid-Keramiksubstraten verwendet; hauptsächlich für Glas und optische Linsen.
Prozessablauf für das Polieren von Aluminiumoxid-Keramiksubstraten:
Schneiden → Grobschleifen mit weißem 320#-Kernschmelz-Aluminiumoxid → Mittelfeinschleifen (400# → 600#) → Feinschleifen (800#) → Hochglanzpolieren mit Diamant/Kieselsol → Reinigung und Inspektion