คุณสมบัติของผงซิลิกาซิลิคอนไดออกไซด์สีเขียวสำหรับการขัดผิวเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์

คุณสมบัติของผงซิลิกาซิลิคอนไดออกไซด์สีเขียวสำหรับการขัดผิวเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์

แผ่นเซรามิก AlN (อะลูมิเนียมไนไตรด์) สำหรับทำแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นวัสดุพื้นผิวอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นแกนกลางในการเป็นฉนวนและระบายความร้อน ร่วมกับชั้นนำไฟฟ้าโลหะ (โดยทั่วไปคือทองแดง) เพื่อสร้างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงและความถี่สูง ผง SiC สีเขียวสำหรับขัดพื้นผิวเซรามิก AlN สามารถทำให้ได้ความเหนียวของพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม เลือกใช้เพราะมีคุณสมบัติที่ตอบโจทย์ข้อดีสี่ประการที่สารขัดถูเชิงพาณิชย์อื่น ๆ ไม่สามารถเทียบได้:

1. ความแข็ง/ความอ่อนของหน้าต่าง
Knoop 2,600–2,800 kg mm-2 (แข็งกว่า AlN ประมาณ 30% 12,000 MPa) เพียงพอต่อการเจียรไนไตรด์ได้อย่างรวดเร็ว แต่ความแข็งยังคงน้อยกว่าเพชร จึงไม่ก่อให้เกิดรอยแตกใต้พื้นผิวที่ลึกซึ่งจะทำให้ค่าการนำความร้อนของ AlN ที่ 170–200 W m-1 K ลดลง

2. แผ่น α-SiC
ที่คมกริบ อนุภาคทรงเหลี่ยมและคมทำให้เกิดการบดละเอียดระดับไมโครแทนการไถพรวน อัตราการกำจัดวัสดุสูงกว่า Al2O3 สีขาวหลายเท่าตัวที่ความดันเท่ากัน พร้อมการบดที่มีประสิทธิภาพ

3. ขอบเคมีที่จำกัดตัวเอง
ชั้น SiO2 บางๆ ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ (≈ 3 นาโนเมตร) ในสารละลายแขวนลอยในน้ำมีฤทธิ์เป็นกรดเล็กน้อย (pH 4–5) มันจะสร้างสารเชิงซ้อนกับฟิล์ม Al2O3 ที่เกิดจากการเสียดสีบน AlN ทำให้เกิดเจล Al-O-Si ที่อ่อนนุ่มซึ่งช่วยหล่อลื่นบริเวณสัมผัส ป้องกันการ “หลุดลอก” ของเม็ด AlN ซึ่งโดยปกติจะทำให้เกิดหลุมที่มีลักษณะคล้ายรูพรุน

• ข้อกำหนดทั่วไปที่ซื้อจริงสำหรับขั้นตอนการขัดเงาเบื้องต้นของ AlN CMP
  คือ: ขนาดเม็ด ทราย: GC F360 (D50 26-30 µm) → GC F500 (D50 15-17 µm) → F800 (D50 7-8 µm) → F1000 (D50 4-5 µm) 
  ความหนาแน่นรวม: 1.42 g cm-3 (แบบไม่เป็นผง)
  พื้นผิวจำเพาะ: 0.9 m2 g-1 (BET)
  ศักย์ซีตา: –45 mV ที่ pH 9 (สารละลายข้น 30 wt% ที่เสถียร)
  ชนิดผลึก: 6H α-SiC ≥ 98 %