對(duì)于那些在金相制備領(lǐng)域尚且涉足不深的人來(lái)說(shuō)，二氧化硅拋光液恐怕還是一個(gè)陌生的名字。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的金相拋光工藝中很少提及此種拋光液（尤其是在高校），但是對(duì)于CMP來(lái)說(shuō)它又是如此的常見(jiàn)。其實(shí)作為一種精密拋光液，它在金相制備的精拋和振動(dòng)拋光中也扮演了很重要的角色。

二氧化硅拋光液是以高純度硅粉為原料，經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度低金屬離子型拋光產(chǎn)品。廣泛用于多種材料納米級(jí)的高平坦化拋光。如：硅片、化合物晶體、精密光學(xué)器件、寶石等的拋光加工。此外也可應(yīng)用在如不銹鋼、鋁合金、銅合金等金屬材料的精細(xì)拋光。尤其是在制備包含陶瓷的金相試樣時(shí)更是不可或缺。二氧化硅膠體粒子呈球狀，粒度均勻，分散性好，不會(huì)對(duì)拋光面產(chǎn)生物理?yè)p傷，拋光速率快，可有效去除劃痕，降低拋光后的表面粗糙度。使用二氧化硅拋光后的表面潔凈無(wú)污、顏色鮮亮分明。

二氧化硅顆粒

根據(jù)不同的拋光需求可以使用不同粒度的二氧化硅拋光液。需要較高去除速率時(shí)可使用150nm拋光液，精密拋光時(shí)可使用50nm拋光液。

二氧化硅按照其pH范圍可分為堿性液（pH=8-11）、中性液（pH=6-8）和酸性液（pH=2-5）。不同pH 范圍的硅溶膠其儲(chǔ)存穩(wěn)定性有所不同，一般來(lái)說(shuō)堿性硅溶膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性最長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)年。中性硅溶膠屬于含有少量堿金屬離子或銨離子的硅溶膠，其中納米二氧化硅粒子表面的zate電位比堿性硅溶膠的要小，其儲(chǔ)存期比堿性硅溶膠要短一些。酸性硅溶膠的納米二氧化硅粒子表面為硅酸結(jié)構(gòu)，含有豐富的硅羥基，在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)逐漸發(fā)生羥基之間的縮合反應(yīng)，因而酸性硅溶膠會(huì)逐漸發(fā)生凝膠，表現(xiàn)為隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)其粘度會(huì)逐漸增大，最后凝膠為果凍狀。

在使用完結(jié)晶型的二氧化硅拋光液后必須將拋光布和上下轉(zhuǎn)盤(pán)清理干凈，否則在后續(xù)拋光時(shí)結(jié)晶的二氧化硅會(huì)劃傷試樣表面。

那么說(shuō)了這么多，二氧化硅拋光液在拋光時(shí)到低是怎樣起作用的呢？原來(lái)二氧化硅顆粒不僅有一定的硬度可以對(duì)試樣表面產(chǎn)生犁削作用，同時(shí)還會(huì)和試樣的表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)將試樣表面變軟或反應(yīng)去除。因此在進(jìn)行金相試樣的精細(xì)拋光時(shí)一般要控制其拋光的時(shí)間，不可太久。否則會(huì)在一些多金屬?gòu)?fù)合材料尤其是PCB中的焊點(diǎn)錫球上產(chǎn)生很大的浮凸，對(duì)金相的判讀造成干擾。

SiO2 顆粒與試樣表面反應(yīng)層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕進(jìn)行拋光

常見(jiàn)應(yīng)用參數(shù)

有時(shí)二氧化硅拋光液中會(huì)加入特定的化學(xué)物質(zhì)如雙氧水、氨水等來(lái)優(yōu)化特定金屬的拋光。例如在拋光鈦時(shí)可以加入10%~30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的雙氧水。這樣往往可以取得驚艷的效果。