O substrato cerâmico de alumina é uma cerâmica eletrónica dura e quebradiça. Ajustando a granulometria e o tamanho das partículas do pó de alumina fundida branca, o processo é dividido em duas etapas: moagem e desbaste (moagem grossa, média e fina) e polimento final espelhado. Equipamentos principais: retificadora de dupla face, retificadora plana, máquina de CMP (Planarização Químico-Mecânica).
1. Processo de Moagem e Desbaste (remoção de material e planarização, acabamento não espelhado)
Pó de α-Al₂O₃ hidroclassificado, também conhecido por coríndon/alumina.
Especificações técnicas do pó de alumina fundida branca para polimento do substrato cerâmico de alumina:
Al₂O₃ ≥99,5%, Fe₂O₃ ≤0,03%, Na₂O ≤0,18%.
A classificação por hidrossedimentação é obrigatória, com um controlo rigoroso do tamanho das partículas para evitar lascas nas arestas, microfissuras e riscos.
Granulometrias comuns de pó de alumina fundida branca para polimento de substrato cerâmico de alumina:
Granulometria grossa: 320#, 360# — remove as marcas de ferramentas CNC e permite o desbaste de grandes quantidades de material.
Granulometria média: 400#, 500#.
Granulometria semifina: 600#, 700#, 800# — obtém-se uma superfície fosca fina, Ra 0,2–0,8 μm.
2. Polimento Espelhado Final (acabamento espelhado de baixa rugosidade Ra após retificação)
Pasta de polimento diamantada/pó de diamante: solução convencional de alta qualidade. Tamanhos de grão sequenciais: 1–3 μm → 0,5 μm → 0,1 μm. Atinge Ra 0,01–0,05 μm com elevada eficiência de remoção de material, mas com um custo mais elevado.
Pó de alumina fundida branca ultrafino 2000#–8000#: acabamento espelhado de qualidade média a baixa, opção de baixo custo para superfícies semi-espelhadas, mate a brilhantes.
Pasta de polimento químico-mecânico (CMP) com sol de sílica (sílica coloidal): polimento químico-mecânico para superfícies ultralisas à escala nano para substratos semicondutores de alta qualidade. Quase sem danos mecânicos, no entanto com baixa taxa de remoção.
Pó de polimento de óxido de cério: dureza relativamente baixa e fraca força de corte em substratos de alumina. Raramente utilizado para polimento de substratos cerâmicos de alumina; aplicado principalmente em vidros e lentes ópticas.
Fluxograma do processo de polimento de substrato cerâmico de alumina:
Corte → Desbaste grosso com alumina fundida branca 320# → Desbaste médio-fino (400# → 600#) → Desbaste fino (800#) → Polimento espelhado com diamante/sol de sílica → Limpeza e inspeção