Avec plus de 120 ans d’expertise, Baikowski® est un fournisseur innovant qui proposent des matériaux à la pointe de la technologie. A ses début, la société produisait des saphirs synthétiques avant de se recentrer sur les poudres, et notamment les solutions de polissage pour les besoins de l’horlogerie, l’optique, l’électronique ou encore les semi-conducteurs.
Grâce à notre expérience, nos solutions d’alumine et de silice colloïdale sur-mesure, dont la morphologie, la distribution granulométrique (PSD) et la composition sont optimisées, satisfont des applications nécessitant une grande qualité de finition et une efficacité accrue.
Dans l’électronique et l’optique notamment, où la qualité du polissage du saphir est cruciale pour obtenir des dispositifs de haute performance, l’utilisation des suspensions Baikowski® offrent des finitions de surface exemptes de défauts, garantissant notamment une transmission de la lumière et une clarté de l’image maximum.
Les Défis du Polissage du Saphir
Le polissage du saphir, l’un des matériaux les plus durs après le diamant, exige un traitement méticuleux et de haute précision pour obtenir un surface impeccable. Les principaux défis sont les défauts de surface, les micro-rayures ou encore l’élimination incomplète des marques de meulage, qui affectent la clarté optique et la finition de surface.
Trois étapes sont nécessaires pour un résultat optimum : un meulage grossier du matériau initial, un polissage intermédiaire qui affine les irrégularités de surface et un polissage final pour une « surface miroir ». Chaque étape nécessite un maîtrise parfaite afin d’éviter d’introduire de nouvelles imperfections.
Axe C et Axe A : L’impact de l’orientation cristalline
L’orientation cristalline du saphir et la difficulté de polissage sont étroitement liées. L’axe C (plan 0001) est l’orientation la plus difficile à polir, présentant jusqu’à 20 % de résistance supplémentaire et nécessitant des suspensions spécialement formulées pour obtenir une finition impeccable.
L’axe A (plan 11-20) est en principe plus facile à polir, même si ce travail reste rigoureux. Dans tous les cas, les suspensions doivent offrir une distribution granulométrique des particules abrasives appropriée, un pH adapté aux variations de dureté, et l’obtention de résultats uniformes sur ces orientations.
Les Suspensions SPH à base de silice et d’alumine : Une Productivité Optimisée du Polissage Saphir
Baikowski® a développé une série CMP spécifique pour les substrats aussi durs que le saphir, dans laquelle la chimie joue un rôle majeur dans l’obtention de surfaces impeccablement lisses avec des niveaux de précision très élevés. Cette gamme unique de suspensions brevetées à base d’alumine ou de silice SPH permet d’améliorer la productivité, en particulier sur les plans cristallins difficiles comme l’axe C.
Elle offre en effet des taux d’élimination des matériaux 3 à 4 fois plus rapides que les suspensions traditionnelles de silice colloïdale. De plus, elle permet une élimination uniforme des matériaux grâce à :
- La morphologie contrôlée et la PSD étroite de ce produit de polissage broyé de Baikowski®. De telles suspensions minimisent le risque d’introduire de nouvelles rayures tout en obtenant une élimination efficace de la matière, en particulier lors des étapes de polissage intermédiaire et final.
- La stabilité de la suspension. Elle assure une élimination uniforme et maintient une bonne dispersion des particules tout au long du processus de polissage. La viscosité et le pH sont soigneusement équilibrés pour permettre une meilleure activité chimique de la suspension sur la surface du saphir et un processus de polissage plus rapide, faisant de la série SPH une gamme idéale pour les applications où la facilité d’utilisation et la haute précision sont indispensables.
La série SPH est disponible à la fois en solutions abrasives de silice et d’alumine.
- SPH-51 est une solution de silice, dont les spécifications du D50 sont 100 nm et le pH de 10-11. Elle obtient des taux d’élimination élevés sur les plans C et A du saphir, avec des finitions de surface quasi parfaites, en particulier lorsqu’elle est combinée avec le pad polyuréthane de Baikowski®.
Performance de la solution de silice SPH-51 (Plan A)
Conditions de polissage
| Machine | φ 610 mm single side |
| Rotation de la plaque (tr/min) | 50 |
| Force d’appui (g/cm²) | 280 |
| Débit de suspension (ml/min) | 100 |
| Pièces | Saphir Plan A |
Il en résulte une surface impeccable, prête à recevoir des couches épitaxiales, ce qui garantira un rendement lumineux et une efficacité énergétique optimum dans les applications LED par exemple.
- SPH-53 est également une solution optimisée à base de silice avec un taux d’élimination intermédiaire et des performances prouvées par rapport à la silice traditionnelle. Ses spécifications du D50 sont de 70 nm et son pH est compris entre 8 et 9.
Comparaison des solutions de silice SPH-51 et SPH-53 (Plan C 4″)
Mêmes conditions de polissage que décrites ci-dessus
| Produits | Silice traditionnelle | SPH-51 | SPH-53 |
| Temperature (°C) | 36 | 47 | 35 |
| Couples (%) | 100 | 139 | 94 |
- SPH-9D est une suspension à base d’alumine dont le taux d’élimination est très élevé, idéal pour l’axe C. Elle élimine efficacement les irrégularités de surface et offre un produit final de qualité supérieure. Ses spécifications pour D50 sont de 0,30 µm et elle a un pH compris ente 12,5 et 13,5. Cette suspension peut également être utilisée dans des opérations de polissage double face.
COMPARAISON DES SUSPENSIONS À BASE D’ALUMINE
Rugosité de surface 0,2 nm – 0,35 nm
L’obtention de résultats de polissage optimaux nécessite une bonne combinaison entre la vitesse de polissage, la pression exercée, la qualité du pad et la formulation de la suspension. Une pression plus élevées augmentent le taux d’élimination du matériel mais peut produire des rayures, tandis que des vitesses plus lentes réduisent en principe la formation de rayures mais prolongent le temps de traitement.
En savoir plus sur les suspensions SPH
En résumé, nos suspensions SPH à base de silice et d’alumine offrent une alternative supérieure en fournissant de meilleurs taux d’élimination, une réduction des défauts, une meilleure finition de surface et un contrôle accru du processus par rapport aux produits traditionnels à base de silice. Cette gamme, combinée aux pad de Baikowski®, est idéale pour les applications de haute précision dans les industries de l’optique, de l’électronique et des semi-conducteurs où la qualité de surface et la productivité sont toutes deux cruciales.
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