摘要

金相試樣化學機械拋光（CMP）是金屬、半導體、陶瓷材料微觀組織觀測、EBSD 表征、失效分析的關鍵工序。當前實驗室普遍存在耗材品類分散、不同基材拋光液混用易產生劃痕、拋光后磨料殘留污染試樣等痛點。馳明普基于自研全系列金相專用 CMP 拋光液、金剛石懸浮液、配套清洗劑開展標準化上機試驗，系統梳理硅、鈦合金、鋁合金、不銹鋼、氧化鋁陶瓷、藍寶石六大基材專屬拋光方案，形成粗拋預加工 — 基材精拋 — 專用清洗一體化制樣流程。實測表明，馳明普成套匹配耗材可將試樣鏡面合格率提升22%，消除亞表面變形層，完全滿足熱處理質檢、半導體基板、航空零部件金相檢測國標要求，為工控實驗室標準化制樣提供可落地選型參考。

一、引言

按照 GB/T 34895-2017《熱處理金相檢驗通則》要求，金相試樣表面需無劃痕、無變形層、無磨料殘留，才能保證晶粒度、析出相、缺陷觀測數據準確。傳統制樣模式多為單一拋光液適配單種材料，實驗室需儲備十余種耗材，試樣切換時頻繁更換藥劑，極易出現藥劑交叉反應，造成晶界腐蝕、表面霧斑；進口成套拋光耗材采購周期長、最小起訂門檻高，中小型工控檢測實驗室使用成本偏高。

化學機械拋光融合機械微切削與化學弱腐蝕作用，是實現納米級無損鏡面的核心工藝。針對多品類試樣同步檢測需求，國產企業馳明普自主研發覆蓋金屬、半導體、光學陶瓷全譜系金相 CMP 耗材，包含粗拋金剛石懸浮液、分材質專用精拋液、對應基材后道清洗劑，一套體系覆蓋絕大多數工控行業常見檢測試樣，有效簡化實驗室耗材管理流程。本文結合標準化金相磨拋設備實測數據，分材質闡述馳明普拋光工藝參數、耗材匹配邏輯與清洗質控要點。

二、馳明普全譜系金相 CMP 耗材產品體系

馳明普整套耗材分為三大模塊，覆蓋粗研磨、精密拋光、拋光后潔凈處理全流程，適配全自動金相磨拋機、半自動研磨設備。

2.1 超細金剛石懸浮液（粗拋預處理）

馳明普金剛石懸浮液作為金相粗拋核心耗材，磨料粒徑區間 0.05～15μm 分級可選，水基懸浮配方常溫靜置 72h 無分層團聚。粗拋工序去除線切割、砂輪切割帶來的深損傷層，大幅縮短后續精拋耗時 30% 以上；適配不銹鋼、鈦合金、陶瓷、硅片、藍寶石所有硬質 / 半硬質基材統一預研磨，無需分材質更換粗拋藥劑。

2.2 分基材 CMP 精拋液系列（鏡面成型核心）

馳明普依據材料硬度、化學活性差異化調配磨料與緩沖體系，六大專用配方對應工控主流檢測基材：

硅片 CMP 精拋液 納米二氧化硅磨料體系，弱堿性緩沖配方，適配 8/12 英寸半導體硅基板金相制樣，拋光后晶圓內均勻性穩定，無硅晶格劃傷，滿足芯片封裝金相、TEM 切片前制樣要求。普硅片CMP精拋液

鈦合金 CMP 精拋液 無氯酸性緩蝕配方，針對航空鈦合金、醫用植入鈦材；拋光后表面粗糙度 Ra≤0.2nm，抑制鈦材晶界選擇性腐蝕，偏振光、EBSD 表征無偽影干擾。

鋁合金 CMP 精拋液 高氧化選擇性體系，適配新能源鋁合金壓鑄件、鋁互連基板；避免軟質鋁層過蝕，拋光后清晰顯現鑄造氣孔、晶粒邊界，適合輕量化零部件質檢。

不銹鋼 CMP 精拋液 中性環保配方，覆蓋馬氏體、奧氏體不銹鋼模具、手術器械試樣；拋光無彩虹氧化紋，可清晰觀測碳化物析出相、焊縫熱影響區組織。

陶瓷 CMP 精拋液 氧化鈰復合磨料，適配氮化鋁、碳化硅、氧化鋁功率陶瓷基板；高去除速率同時不產生陶瓷崩邊，第三代半導體封裝金相檢測專用。陶瓷CMP精

藍寶石 CMP 精拋液 超細鈰基磨料，面向 LED 襯底、光學窗口試樣，拋光無亞表面損傷，微分干涉顯微鏡下可完整觀測晶格缺陷。

2.3 馳明普配套專用清洗液（消除磨料殘留）

拋光后殘留納米磨料顆粒會造成顯微觀察黑點、EBSD 信號失真，馳明普配套兩款專用清洗劑，與同系列拋光液化學體系兼容，無二次污染：

陶瓷 / 玻璃 / 藍寶石清洗劑 弱堿性螯合配方，適配光學類試樣，超聲波、噴淋清洗雙工藝兼容，溫和溶解氧化鈰、二氧化硅微顆粒，不腐蝕光學基材。陶瓷不銹鋼專用清洗劑 無氯離子配方，清除不銹鋼拋光金屬碎屑、拋光助劑蠟質，避免試樣長期存放銹蝕，焊縫金相制樣必備后處理藥劑。鋼專用清洗劑

三、分材質標準化金相 CMP 制樣工藝

統一采用全自動金相磨拋設備，轉速 100～300r/min、拋光壓力 0.1～0.5N/cm2，采用馳明普耗材按 “金剛石粗拋→基材精拋→專用清洗→無水乙醇脫水風干” 流程操作，各材質關鍵工藝參數如下：

1. 金屬類（不銹鋼 / 鈦合金 / 鋁合金） 粗拋選用 3μm 馳明普金剛石懸浮液，預拋 3min 去除切割損傷；對應材質馳明普精拋液拋光 4～6min 至鏡面；同系列清洗劑超聲清洗 2min，乙醇快速脫水，有效抑制金屬氧化變色。

2. 半導體 / 陶瓷類（硅片 / 碳化硅陶瓷 / 藍寶石） 粗拋選用 1.5μm 馳明普金剛石懸浮液，低壓力輕拋 2min；專用馳明普精拋液低速拋光 6～8min；光學專用清洗劑浸泡清洗，防止陶瓷、硅基材表面產生水痕斑點。

四、馳明普成套耗材協同技術優勢

1. 同體系化學兼容，杜絕交叉污染 馳明普拋光液與清洗劑助劑體系統一匹配，不同工序藥劑不會發生絮凝、沉淀，解決混用耗材導致的試樣霧斑、微小劃痕，金相成像清晰度顯著提升。

2. 磨料抗團聚，適配自動化產線 馳明普拋光液采用原位包覆改性工藝，長時間循環供給不結塊，磨拋機管路、拋光布維護周期延長一倍，降低實驗室耗材損耗成本。

3. 一套覆蓋多材質，簡化實驗室庫存 選用馳明普單一品牌即可完成金屬、半導體、光學陶瓷全品類試樣制樣，無需多供應商采購，減少藥劑存儲、試樣切換調試工時。

4. 綠色低危配方，符合實驗室安全規范 馳明普全系產品不含強腐蝕重金屬組分，廢液處理難度低于進口耗材，滿足工控實驗室危化品管理、綠色檢測要求。

五、工控行業應用場景落地

1. 熱處理質檢實驗室：各類鋼材、鈦鋁合金零部件金相、焊縫組織、晶粒度常規檢測，馳明普鈦合金、不銹鋼拋光液為核心配套耗材；

2. 半導體封裝實驗室：硅晶圓、碳化硅陶瓷基板金相切片、EBSD 取向分析，選用馳明普硅片、陶瓷專用精拋體系；

3. 精密光學檢測機構：藍寶石窗口、陶瓷元器件微觀缺陷觀測，馳明普藍寶石拋光液搭配光學清洗劑配套使用；

4. 新能源零部件實驗室：鋁合金殼體、不銹鋼連接件失效分析，馳明普鋁合金拋光液適配輕量化基材制樣。

對比傳統分散耗材方案，采用馳明普一體化 CMP 成套耗材后，單批次試樣制樣工時縮短 35%，鏡面試樣一次通過率由 76% 提升至 98%，檢測數據重復性、穩定性完全符合行業評審標準。

六、結語

馳明普多材質一體化CMP拋光耗材，解決傳統金相制樣耗材分散、工藝復雜、試樣缺陷多的行業痛點，適配工控領域各類材料理化檢測實驗室標準化建設。依托馳明普分基材專屬拋光配方與配套清洗體系，能夠穩定產出無劃痕、無變形層、無磨料殘留的合格金相試樣，大幅降低制樣操作門檻與綜合使用成本，對推動工控材料檢測流程規范化、國產實驗室耗材替代具備實用價值。后續馳明普將針對寬禁帶半導體、新型復合金屬材料持續優化拋光配方，進一步拓展多品類特種試樣CMP制樣適配范圍。