SiO₂-kvartsikiekko Kvartsikiekot SiO₂ MEMS Lämpötila 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

Lyhyt kuvaus:

Kvartsikiekoilla on korvaamaton rooli elektroniikka-, puolijohde- ja optiikkateollisuuden kehittämisessä. Kvartsikiekkoja löytyy GPS-paikannusta ohjaavista älypuhelimista, niitä on upotettu 5G-verkkoja virtaa antaviin korkeataajuisiin tukiasemiin ja ne ovat integroitu seuraavan sukupolven mikrosirujen valmistustyökaluihin – ne ovat välttämättömiä. Nämä erittäin puhtaat substraatit mahdollistavat innovaatioita kaikessa kvanttilaskennasta edistyneeseen fotoniikkaan. Vaikka kvartsikiekot on saatu yhdestä maapallon runsaimmista mineraaleista, ne on valmistettu poikkeuksellisen tarkkojen ja suorituskykyisten menetelmien mukaisesti.

Lähetä meille sähköpostia

Ominaisuudet

Yksityiskohtainen kaavio

sulatettu_kvartsi_kiekko_4_tuumainen_sulatettu_piidioksidi_kiekko

Sulatettu piidioksidi ja optiset kvartsilasikiekot-2

Johdanto

Sulatettu piidioksidi ja optiset kvartsilasikiekot

Mitä ovat kvartsilevyt

Kvartsikiekot ovat ohuita, pyöreitä kiekkoja, jotka on valmistettu erittäin puhtaasta synteettisestä kvartsikiteestä. Kvartsikiekkoja on saatavana 2–12 tuuman vakiohalkaisijoilla, ja niiden paksuus vaihtelee tyypillisesti 0,5–6 mm:stä. Toisin kuin luonnonkvartsi, joka muodostaa epäsäännöllisiä prismaisia kiteitä, synteettistä kvartsia kasvatetaan tarkasti kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa, jolloin syntyy yhtenäisiä kiderakenteita.

Kvartsikiekkojen luontainen kiteisyys tarjoaa vertaansa vailla olevan kemiallisen kestävyyden, optisen läpinäkyvyyden ja vakauden korkeissa lämpötiloissa ja mekaanisessa rasituksessa. Nämä ominaisuudet tekevät kvartsikiekoista perustavanlaatuisen komponentin tarkkuuslaitteissa, joita käytetään tiedonsiirrossa, sensoritekniikassa, laskennassa ja laserpohjaisissa teknologioissa.

Kvartsikiekkojen tekniset tiedot

Kvartsityyppi	4	6	8	12
Koko
Halkaisija (tuumaa)	4	6	8	12
Paksuus (mm)	0,05–2	0,25–5	0,3–5	0,4–5
Halkaisijan toleranssi (tuumaa)	±0,1	±0,1	±0,1	±0,1
Paksuustoleranssi (mm)	Mukautettava	Mukautettava	Mukautettava	Mukautettava
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin @ 365 nm	1.474698	1.474698	1.474698	1.474698
Taitekerroin @ 546,1 nm	1,460243	1,460243	1,460243	1,460243
Taitekerroin @ 1014 nm	1.450423	1.450423	1.450423	1.450423
Sisäinen läpäisykyky (1250–1650 nm)	>99,9 %	>99,9 %	>99,9 %	>99,9 %
Kokonaisläpäisykyky (1250–1650 nm)	>92 %	>92 %	>92 %	>92 %
Koneistuksen laatu
TTV (kokonaispaksuuden vaihtelu, µm)	<3	<3	<3	<3
Tasaisuus (µm)	≤15	≤15	≤15	≤15
Pinnan karheus (nm)	≤1	≤1	≤1	≤1
Kaarre (µm)	<5	<5	<5	<5
Fysikaaliset ominaisuudet
Tiheys (g/cm³)	2.20	2.20	2.20	2.20
Youngin moduuli (GPa)	74.20	74.20	74.20	74.20
Mohsin kovuus	6–7	6–7	6–7	6–7
Leikkausmoduuli (GPa)	31.22	31.22	31.22	31.22
Poissonin suhde	0,17	0,17	0,17	0,17
Puristuslujuus (GPa)	1.13	1.13	1.13	1.13
Vetolujuus (MPa)	49	49	49	49
Dielektrisyysvakio (1 MHz)	3.75	3.75	3.75	3.75
Lämpöominaisuudet
Venymäpiste (10¹⁴.⁵ Pa·s)	1000 °C	1000 °C	1000 °C	1000 °C
Hehkutuspiste (10¹³ Pa·s)	1160°C	1160°C	1160°C	1160°C
Pehmenemispiste (10⁷.⁶ Pa·s)	1620°C	1620°C	1620°C	1620°C

Kvartsikiekkojen sovellukset

Kvartsikiekot suunnitellaan mittatilaustyönä vastaamaan vaativia sovelluksia eri toimialoilla, mukaan lukien:

Elektroniikka ja RF-laitteet

Kvartsikiekot ovat kvartsikideresonaattoreiden ja oskillaattorien ytimiä, jotka tarjoavat kellosignaaleja älypuhelimille, GPS-laitteille, tietokoneille ja langattomille viestintälaitteille.
Niiden alhainen lämpölaajeneminen ja korkea Q-arvo tekevät kvartsilevyistä täydellisiä erittäin stabiileille ajoituspiireille ja RF-suodattimille.

Optoelektroniikka ja kuvantaminen

Kvartsikiekot tarjoavat erinomaisen UV- ja IR-läpäisykyvyn, mikä tekee niistä ihanteellisia optisille linsseille, säteenjakajille, laserikkunoille ja ilmaisimille.
Niiden säteilynkestävyys mahdollistaa käytön korkeaenergisessä fysiikassa ja avaruuslaitteissa.

Puolijohteet ja MEMS

Kvartsikiekot toimivat substraatteina korkeataajuisille puolijohdepiireille, erityisesti GaN- ja RF-sovelluksissa.
MEMS-järjestelmissä (mikroelektromekaaniset järjestelmät) kvartsilevyt muuntavat mekaaniset signaalit sähköisiksi pietsosähköisen ilmiön avulla, mikä mahdollistaa anturien, kuten gyroskooppien ja kiihtyvyysantureiden, toiminnan.

Edistynyt valmistus ja laboratoriot

Korkean puhtauden kvartsilevyjä käytetään laajalti kemian, biolääketieteen ja fotoniikan laboratorioissa optisissa kennoissa, UV-kyvetissä ja korkean lämpötilan näytteiden käsittelyssä.
Niiden yhteensopivuus äärimmäisten olosuhteiden kanssa tekee niistä sopivia plasmakammioihin ja laskeumatyökaluihin.

Miten kvartsikiekkoja valmistetaan

Kvartsikiekkojen valmistusmenetelmiä on kaksi:

Sulatetut kvartsilevyt

Sulatetut kvartsilevyt valmistetaan sulattamalla luonnon kvartsirakeita amorfiseksi lasiksi ja leikkaamalla ja kiillottamalla kiinteä lohko ohuiksi kiekoiksi. Nämä kvartsilevyt tarjoavat:

Poikkeuksellinen UV-läpinäkyvyys
Laaja lämpötilan käyttöalue (>1100 °C)
Erinomainen lämpöshokin kestävyys

Ne sopivat ihanteellisesti litografialaitteisiin, korkean lämpötilan uuneihin ja optisiin ikkunoihin, mutta eivät sovellu pietsosähköisiin sovelluksiin kiteisen järjestyksen puutteen vuoksi.

Viljellyt kvartsilevyt

Viljellyt kvartsilevyt kasvatetaan synteettisesti virheettömien kiteiden tuottamiseksi, joilla on tarkka hilaorientaatio. Nämä kiekot on suunniteltu sovelluksiin, jotka vaativat:

Tarkat leikkauskulmat (X-, Y-, Z-, AT-leikkaus jne.)
Korkeataajuusoskillaattorit ja SAW-suodattimet
Optiset polarisaattorit ja edistyneet MEMS-laitteet

Tuotantoprosessiin kuuluu siemenkasvatus autoklaaveissa, jota seuraa viipalointi, suuntaaminen, hehkutus ja kiillotus.

Johtavat kvartsikiekkojen toimittajat

Maailmanlaajuisia toimittajia, jotka ovat erikoistuneet korkean tarkkuuden kvartsilevyihin, ovat:

Heraios(Saksa) – sulatettu ja synteettinen kvartsi
Shin-Etsu-kvartsi(Japani) – erittäin puhtaat kiekkoliuokset
WaferPro(USA) – leveäläpimittaiset kvartsilevyt ja -substraatit
Korth Kristalle(Saksa) – synteettiset kristallikiekot

Kvartsikiekkojen kehittyvä rooli

Kvartsikiekot kehittyvät edelleen olennaisina komponentteina kehittyvissä teknologiaympäristöissä:

Miniatyrisointi– Kvartsikiekkoja valmistetaan tiukemmilla toleransseilla kompaktin laiteintegraation mahdollistamiseksi.
Korkeamman taajuuden elektroniikka– Uudet kvartsikiekkojen mallit etenevät millimetriaalto- ja terahertsiaaltoalueille 6G:tä ja tutkaa varten.
Seuraavan sukupolven anturitekniikka– Kvartsipohjaisista antureista on tulossa yhä tärkeämpiä autonomisista ajoneuvoista teolliseen IoT:hen.

Usein kysyttyjä kysymyksiä kvartsilevyistä

1. Mikä on kvartsilevy?

Kvartsikiekko on ohut, litteä kiekko, joka on valmistettu kiteisestä piidioksidista (SiO₂), ja sitä valmistetaan tyypillisesti vakiokokoisina puolijohdemateriaaleina (esim. 2", 3", 4", 6", 8" tai 12"). Kvartsikiekko tunnetaan korkeasta puhtaudestaan, lämpöstabiilisuudestaan ja optisesta läpinäkyvyydestään, ja sitä käytetään substraattina tai kantajana erilaisissa tarkkuussovelluksissa, kuten puolijohteiden valmistuksessa, MEMS-laitteissa, optisissa järjestelmissä ja tyhjiöprosesseissa.

2. Mitä eroa on kvartsilla ja silikageelillä?

Kvartsi on piidioksidin (SiO₂) kiteinen kiinteä muoto, kun taas silikageeli on amorfinen ja huokoinen SiO₂:n muoto, jota käytetään yleisesti kuivausaineena kosteuden imeyttämiseen.

Kvartsi on kovaa, läpinäkyvää ja sitä käytetään elektroniikka-, optiikka- ja teollisuussovelluksissa.
Silikageeli esiintyy pieninä helminä tai rakeina, ja sitä käytetään pääasiassa kosteuden säätelyyn pakkauksissa, elektroniikassa ja varastoinnissa.

3. Mihin kvartsikiteitä käytetään?

Kvartsikiteitä käytetään laajalti elektroniikassa ja optiikassa niiden pietsosähköisten ominaisuuksien vuoksi (ne tuottavat sähkövarauksen mekaanisen rasituksen alaisena). Yleisiä sovelluksia ovat:

Oskillaattorit ja taajuuden säätö(esim. kvartsikellot, kellot, mikrokontrollerit)
Optiset komponentit(esim. linssit, aaltolevyt, ikkunat)
Resonaattorit ja suodattimetRF- ja tietoliikennelaitteissa
Anturitpaineen, kiihtyvyyden tai voiman osalta
Puolijohteiden valmistusalustoina tai prosessi-ikkunoina

4. Miksi kvartsia käytetään mikrosiruissa?

Kvartsia käytetään mikrosiruihin liittyvissä sovelluksissa, koska se tarjoaa:

Lämpöstabiiliuskorkean lämpötilan prosessien, kuten diffuusion ja hehkutuksen, aikana
Sähköeristyssen dielektristen ominaisuuksien ansiosta
Kemiallinen kestävyyspuolijohteiden valmistuksessa käytettäville hapoille ja liuottimille
Mittatarkkuusja alhainen lämpölaajeneminen luotettavaa litografian kohdistusta varten
Vaikka kvartsia itsessään ei käytetä aktiivisena puolijohdemateriaalina (kuten piitä), sillä on tärkeä tukirooli valmistusympäristössä – erityisesti uuneissa, kammioissa ja fotomaskialustoissa.

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.