Korkean puhtauden sulatetut kvartsilevyt puolijohteisiin, fotoniikan optisiin sovelluksiin 2″4″6″8″12″
Yksityiskohtainen kaavio


Yleiskatsaus kvartsilasista

Kvartsikiekot muodostavat lukemattomien nykyaikaisten laitteiden selkärangan, jotka ohjaavat nykypäivän digitaalista maailmaa. Älypuhelimen navigoinnista 5G-tukiasemien runkoon kvartsi tarjoaa huomaamattomasti vakautta, puhtautta ja tarkkuutta, jota vaaditaan korkean suorituskyvyn elektroniikassa ja fotoniikassa. Olipa kyse sitten joustavien piirien tukemisesta, MEMS-antureiden mahdollistamisesta tai kvanttilaskennan perustasta, kvartsin ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman eri toimialoilla.
”Sulatettu piidioksidi” tai ”sulatettu kvartsi”, joka on kvartsin (SiO2) amorfinen faasi. Borosilikaattilasista poiketen sulatetussa piidioksidissa ei ole lisäaineita; siksi se esiintyy puhtaassa muodossaan, SiO2:na. Sulatetulla piidioksidilla on suurempi läpäisykyky infrapuna- ja ultraviolettispektrissä verrattuna tavalliseen lasiin. Sulatettua piidioksidia valmistetaan sulattamalla ja uudelleenjähmetämällä ultrapuhdasta SiO2:ta. Synteettinen sulatettu piidioksidi puolestaan valmistetaan piipitoisista kemiallisista esiasteista, kuten SiCl4:stä, jotka kaasutetaan ja sitten hapetetaan H2 + O2 -atmosfäärissä. Tässä tapauksessa muodostunut SiO2-pöly sulatetaan piidioksidiin alustalla. Sulatetut piidioksidilohkot leikataan kiekoiksi, minkä jälkeen kiekot lopuksi kiillotetaan.
Kvartsilasikiekon tärkeimmät ominaisuudet ja edut
-
Erittäin korkea puhtaus (≥99,99 % SiO2)
Ihanteellinen erittäin puhtaisiin puolijohde- ja fotoniikkaprosesseihin, joissa materiaalikontaminaatio on minimoitava. -
Laaja lämpötilan toiminta-alue
Säilyttää rakenteellisen eheyden kryogeenisistä lämpötiloista yli 1100 °C:een asti vääntymättä tai hajoamatta. -
Erinomainen UV- ja IR-läpäisy
Tarjoaa erinomaisen optisen kirkkauden syvästä ultravioletista (DUV) lähi-infrapunaan (NIR), mikä tukee tarkkuusoptisia sovelluksia. -
Alhainen lämpölaajenemiskerroin
Parantaa mittapysyvyyttä lämpötilanvaihteluissa, vähentää jännitystä ja parantaa prosessin luotettavuutta. -
Erinomainen kemikaalienkestävyys
Inertti useimmille hapoille, emäksille ja liuottimille – joten se sopii hyvin kemiallisesti aggressiivisiin ympäristöihin. -
Pinnan viimeistelyn joustavuus
Saatavilla erittäin sileillä, yksipuolisilla tai molemmin puolin kiillotetuilla pinnoilla, yhteensopiva fotoniikan ja MEMS-vaatimusten kanssa.
Kvartsilasikiekon valmistusprosessi
Sulatetut kvartsilevyt valmistetaan useiden kontrolloitujen ja tarkkojen vaiheiden avulla:
-
Raaka-aineiden valinta
Valikoima erittäin puhtaita luonnonkvartsi- tai synteettisiä SiO₂-lähteitä. -
Sulaminen ja fuusio
Kvartsi sulatetaan noin 2000 °C:ssa sähköuuneissa kontrolloidussa ilmakehässä sulkeumien ja kuplien poistamiseksi. -
Lohkojen muodostaminen
Sula piidioksidi jäähdytetään kiinteiksi lohkoiksi tai harkoiksi. -
Vohvelin viipalointi
Tarkkuus timantti- tai lankasahoja käytetään harkkojen leikkaamiseen kiekkoaihioiksi. -
Hionta ja kiillotus
Molemmat pinnat on tasoitettu ja kiillotettu vastaamaan tarkkoja optisia, paksuus- ja karheusvaatimuksia. -
Puhdistus ja tarkastus
Kiekot puhdistetaan ISO-luokan 100/1000 puhdastiloissa ja niille tehdään perusteelliset tarkastukset virheiden ja mittasuhteiden yhdenmukaisuuden varalta.
Kvartsilasikiekon ominaisuudet
tekniset tiedot | yksikkö | 4" | 6" | 8" | 10" | 12" |
---|---|---|---|---|---|---|
Halkaisija / koko (tai neliö) | mm | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
Toleranssi (±) | mm | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
Paksuus | mm | 0,10 tai enemmän | 0,30 tai enemmän | 0,40 tai enemmän | 0,50 tai enemmän | 0,50 tai enemmän |
Ensisijainen referenssitaso | mm | 32,5 | 57,5 | Puolilovinen | Puolilovinen | Puolilovinen |
LTV (5 mm × 5 mm) | μm | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 |
TTV | μm | < 2 | < 3 | < 3 | < 5 | < 5 |
Keula | μm | ±20 | ±30 | ±40 | ±40 | ±40 |
Loimi | μm | ≤ 30 | ≤ 40 | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 |
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm | % | ≥95 % | ≥95 % | ≥95 % | ≥95 % | ≥95 % |
Reunan pyöristys | mm | SEMI M1.2 -standardin mukainen / katso IEC62276 | ||||
Pinnan tyyppi | Yksipuolinen kiillotus / Kaksipuolinen kiillotus | |||||
Kiillotettu puoli Ra | nm | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Takapuolen kriteerit | μm | yleinen 0,2–0,7 tai räätälöity |
Kvartsi vs. muut läpinäkyvät materiaalit
Kiinteistö | Kvartsilasi | Borosilikaattilasi | Safiiri | Standardilasi |
---|---|---|---|---|
Maksimi käyttölämpötila | ~1100°C | ~500°C | ~2000 °C | ~200°C |
UV-läpäisy | Erinomainen (JGS1) | Huono | Hyvä | Erittäin huono |
Kemiallinen kestävyys | Erinomainen | Kohtalainen | Erinomainen | Huono |
Puhtaus | Erittäin korkea | Matala tai kohtalainen | Korkea | Matala |
Lämpölaajeneminen | Hyvin matala | Kohtalainen | Matala | Korkea |
Maksaa | Kohtalainen tai korkea | Matala | Korkea | Hyvin matala |
Usein kysytyt kysymykset kvartsilasikiekosta
K1: Mitä eroa on sulatetulla kvartsilla ja sulatetulla piidioksidilla?
Vaikka molemmat ovat SiO₂:n amorfisia muotoja, sulatettu kvartsi on tyypillisesti peräisin luonnon kvartsilähteistä, kun taas sulatettu piidioksidi on synteettisesti tuotettu. Toiminnallisesti ne tarjoavat samanlaisen suorituskyvyn, mutta sulatetulla piidioksidilla voi olla hieman korkeampi puhtaus ja homogeenisuus.
K2: Voidaanko sulatettuja kvartsilevyjä käyttää korkeatyhjiöympäristöissä?
Kyllä. Alhaisten kaasunmuodostusominaisuuksiensa ja korkean lämmönkestävyytensä ansiosta sulatetut kvartsilevyt sopivat erinomaisesti tyhjiöjärjestelmiin ja ilmailu- ja avaruussovelluksiin.
K3: Sopivatko nämä kiekot syvä-UV-lasersovelluksiin?
Ehdottomasti. Sulatetun kvartsin läpäisykyky on korkea, jopa ~185 nm, mikä tekee siitä ihanteellisen DUV-optiikalle, litografiamaskeille ja eksimeerilaserjärjestelmille.
K4: Tuetteko mittatilaustyönä tehtyjen kiekkojen valmistusta?
Kyllä. Tarjoamme täyden räätälöinnin, mukaan lukien halkaisijan, paksuuden, pinnanlaadun, tasohiontaa/lovia ja laserkuviointia, erityisten sovellusvaatimustesi mukaisesti.
Tietoa meistä
XKH on erikoistunut erikoisoptisten lasien ja uusien kristallimateriaalien korkean teknologian kehittämiseen, tuotantoon ja myyntiin. Tuotteemme palvelevat optista elektroniikkaa, kulutuselektroniikkaa ja sotilaskäyttöön. Tarjoamme safiirioptisia komponentteja, matkapuhelinten linssinsuojuksia, keraamia, LT-, piikarbidi-SIC-, kvartsi- ja puolijohdekidekiekkoja. Ammattitaitoisen asiantuntemuksen ja huippuluokan laitteiden avulla olemme erinomaisia epästandardien tuotteiden prosessoinnissa ja tavoitteenamme on olla johtava optoelektronisten materiaalien korkean teknologian yritys.