Caractéristiques de la poudre de SiC verte pour le polissage de la surface céramique AlN
Le substrat de circuit imprimé en céramique AlN (nitrure d’aluminium) est un matériau de haute performance pour les applications électroniques. Il utilise la céramique de nitrure d’aluminium comme noyau isolant et dissipateur thermique, associé à des couches conductrices métalliques (généralement du cuivre), pour former un circuit imprimé destiné aux dispositifs électroniques haute puissance et haute fréquence. La poudre de SiC verte, utilisée pour le polissage de la surface en céramique AlN, permet d’obtenir une excellente ténacité. Elle est privilégiée car elle présente simultanément quatre avantages qu’aucun autre abrasif commercial ne peut égaler :
1. Avec une dureté/souplesse suffisante
(Knoop 2 600–2 800 kg mm⁻², soit environ 30 % plus dur que l’AlN, 12 000 MPa), ce matériau permet un meulage rapide du nitrure. Sa dureté restant toutefois inférieure à celle du diamant, il ne génère pas de fissures profondes sous la surface, susceptibles de compromettre la conductivité thermique de l’AlN (170–200 W m⁻¹ K).
2. Plaquettes pointues en α-SiC.
Les particules anguleuses et pointues produisent une action de micro-écaillage au lieu d’un labourage ; le taux d’enlèvement de matière est plusieurs fois supérieur à celui de l’Al2O3 blanc à pression égale avec un broyage efficace.
3. Bordure chimique auto-limitante
La fine couche native de SiO2 (≈ 3 nm) qui se forme dans la suspension aqueuse est légèrement acide (pH 4–5). Elle se complexe avec le tribofilm d’Al2O3 sur AlN, produisant un gel Al-O-Si souple qui lubrifie le contact, empêchant l’arrachement des grains d’AlN qui provoque normalement des piqûres d’apparence poreuse.
- Spécifications typiques des matériaux utilisés pour l’étape de pré-polissage CMP de l’AlN
: Granulométrie : GC F360 (D50 26-30 µm) → GC F500 (D50 15-17 µm) → F800 (D50 7-8 µm) → F1000 (D50 4-5 µm) ;
Masse volumique apparente : 1,42 g cm⁻³ (à l’état libre) ;
Surface spécifique : 0,9 m² g⁻¹ (BET) ;
Potentiel zêta : –45 mV à pH 9 (suspension stable à 30 % en poids) ;
Type de cristal : 6H α-SiC ≥ 98 %
