SiO₂ Кварцты вафли кварцты пластиналар SiO₂ MEMS Температура 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Егжей-тегжейлі диаграмма


Кіріспе

Кварц пластиналары электроника, жартылай өткізгіштер және оптика салаларын дамытуда таптырмас рөл атқарады. GPS-ті басқаратын смартфондарда табылған, 5G желілерін қуаттандыратын жоғары жиілікті базалық станцияларға енгізілген және келесі буын микрочиптерін шығаратын құралдарға біріктірілген, кварц пластиналары өте маңызды. Бұл жоғары таза субстраттар кванттық есептеулерден бастап жетілдірілген фотоникаға дейінгі барлық салаларда инновацияларға мүмкіндік береді. Жердегі ең мол минералдардың бірінен алынғанына қарамастан, кварц пластиналары дәлдік пен өнімділіктің ерекше стандарттарына сай жасалған.
Кварц вафлилері дегеніміз не
Кварц пластиналары – өте таза синтетикалық кварц кристалынан жасалған жұқа, дөңгелек дискілер. 2-ден 12 дюймге дейінгі стандартты диаметрлерде қол жетімді, кварц пластиналары әдетте қалыңдығы 0,5 мм-ден 6 мм-ге дейін ауытқиды. Тұрақты емес призмалық кристалдарды құрайтын табиғи кварцтан айырмашылығы, синтетикалық кварц қатаң бақыланатын зертханалық жағдайларда біркелкі кристалдық құрылымдарды өндіреді.
Кварц пластинкаларына тән кристалдылық теңдесі жоқ химиялық төзімділікті, оптикалық мөлдірлікті және жоғары температура мен механикалық кернеу кезінде тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Бұл мүмкіндіктер кварц пластинкаларын деректерді беру, зондтау, есептеу және лазер негізіндегі технологияларда қолданылатын дәлдік құрылғыларының негізгі құрамдас бөлігі етеді.
Кварц пластинасының техникалық сипаттамалары
Кварц түрі | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Өлшем | ||||
Диаметрі (дюйм) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Қалыңдығы (мм) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
Диаметрге төзімділік (дюйм) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
Қалыңдыққа төзімділік (мм) | Реттелетін | Реттелетін | Реттелетін | Реттелетін |
Оптикалық қасиеттер | ||||
Сыну көрсеткіші @365 нм | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
Сыну көрсеткіші @546,1 нм | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Сыну көрсеткіші @1014 нм | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Ішкі өткізгіштік (1250–1650 нм) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
Жалпы өткізгіштік (1250–1650 нм) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Өңдеу сапасы | ||||
TTV (жалпы қалыңдықтың өзгеруі, мкм) | <3 | <3 | <3 | <3 |
Жазық (мкм) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
Беттің кедір-бұдырлығы (нм) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Садақ (мкм) | <5 | <5 | <5 | <5 |
Физикалық қасиеттер | ||||
Тығыздығы (г/см³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Жас модулі (GPa) | 74.20 | 74.20 | 74.20 | 74.20 |
Mohs қаттылығы | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
Кесу модулі (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
Пуассон қатынасы | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
Қысу күші (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Созылу күші (МПа) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Диэлектрлік тұрақты (1 МГц) | 3.75 | 3.75 | 3.75 | 3.75 |
Жылу қасиеттері | ||||
Кернеу нүктесі (10¹⁴.⁵ Пас) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
Күйдіру нүктесі (10¹³ Пас) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Жұмсару нүктесі (10⁷.⁶ Па·с) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Кварц пластинкаларының қолданылуы
Кварц пластиналары әртүрлі салалардағы сұранысқа ие қосымшаларды қанағаттандыру үшін арнайы әзірленген, соның ішінде:
Электроника және радиожиілік құрылғылар
- Кварц пластиналары смартфондар, GPS қондырғылары, компьютерлер және сымсыз байланыс құрылғылары үшін сағат сигналдарын қамтамасыз ететін кварц кристалды резонаторлары мен осцилляторларының негізі болып табылады.
- Олардың төмен термиялық кеңеюі және жоғары Q-факторы кварц пластинкаларын тұрақтылығы жоғары уақыт схемалары мен РЖ сүзгілері үшін тамаша етеді.
Оптоэлектроника және бейнелеу
- Кварц пластиналары тамаша ультракүлгін және ИК-өткізгіштігін ұсынады, бұл оларды оптикалық линзалар, сәуле бөлгіштер, лазерлік терезелер және детекторлар үшін өте қолайлы етеді.
- Олардың радиацияға төзімділігі жоғары энергиялы физикада және ғарыштық аспаптарда қолдануға мүмкіндік береді.
Жартылай өткізгіш және MEMS
- Кварц пластиналары жоғары жиілікті жартылай өткізгіш тізбектер үшін субстраттар ретінде қызмет етеді, әсіресе GaN және RF қолданбаларында.
- MEMS (микро-электро-механикалық жүйелер) жүйесінде кварц пластиналары гироскоптар мен акселерометрлер сияқты сенсорларды қосуға мүмкіндік беретін пьезоэлектрлік эффект арқылы механикалық сигналдарды электрлік сигналдарға түрлендіреді.
Жетілдірілген өндіріс және зертханалар
- Жоғары таза кварц пластиналары химиялық, биомедициналық және фотоникалық зертханаларда оптикалық жасушалар, ультракүлгін кюветалар және жоғары температурадағы үлгілерді өңдеу үшін кеңінен қолданылады.
- Олардың экстремалды орталармен үйлесімділігі оларды плазмалық камералар мен тұндыру құралдары үшін қолайлы етеді.
Кварц вафлилері қалай жасалады
Кварц пластинкаларын өндірудің екі негізгі жолы бар:
Балқытылған кварц вафлилері
Балқытылған кварц пластиналары табиғи кварц түйіршіктерін аморфты шыныға балқыту, содан кейін қатты блокты жұқа пластинкаларға кесу және жылтырату арқылы жасалады. Бұл кварц пластиналары мыналарды ұсынады:
- Ерекше ультракүлгін мөлдірлігі
- Кең термиялық жұмыс диапазоны (>1100°C)
- Тамаша термиялық соққыға төзімділік
Олар литографиялық жабдық, жоғары температуралы пештер және оптикалық терезелер үшін өте қолайлы, бірақ кристалдық тәртіптің болмауына байланысты пьезоэлектрлік қолданбалар үшін жарамсыз.
Мәдени кварц вафлилері
Өсірілген кварц пластиналары дәл тор бағыты бар ақаусыз кристалдар алу үшін синтетикалық жолмен өсіріледі. Бұл пластиналар мыналарды қажет ететін қолданбалар үшін әзірленген:
- Нақты кесу бұрыштары (X-, Y-, Z-, AT-кесу және т.б.)
- Жоғары жиілікті осцилляторлар және SAW сүзгілері
- Оптикалық поляризаторлар және жетілдірілген MEMS құрылғылары
Өндіріс процесі автоклавтарда тұқым өсіруді қамтиды, содан кейін кесу, бағдарлау, күйдіру және жылтырату.
Жетекші кварцты вафельді жеткізушілер
Жоғары дәлдіктегі кварц пластинасына маманданған жаһандық жеткізушілер мыналарды қамтиды:
- Герей(Германия) – балқытылған және синтетикалық кварц
- Шин-Эцу кварцы(Жапония) – тазалығы жоғары вафельді ерітінділер
- WaferPro(АҚШ) – кең диаметрлі кварц пластиналары мен астарлары
- Корт Кристалле(Германия) – синтетикалық кристалды пластиналар
Кварц пластинкасының дамушы рөлі
Кварц пластиналары дамып келе жатқан технологиялық ландшафттардың маңызды құрамдас бөлігі ретінде дамуын жалғастыруда:
- Миниатюризация– Кварц пластиналары ықшам құрылғыларды біріктіру үшін қатаң рұқсаттармен дайындалуда.
- Жоғары жиілікті электроника– Жаңа кварц пластинасы конструкциялары 6G және радар үшін mmWave және THz домендеріне енуде.
- Келесі ұрпақты сезу– Автономды көліктерден өнеркәсіптік IoT-ге дейін кварц негізіндегі сенсорлар маңыздырақ болып келеді.
Кварц пластиналары туралы жиі қойылатын сұрақтар
1. Кварц пластинасы дегеніміз не?
Кварц пластинасы – әдетте стандартты жартылай өткізгіш өлшемдерде (мысалы, 2, 3, 4, 6, 8 немесе 12 дюйм) жасалған кристалды кремний диоксидінен (SiO₂) жасалған жұқа, жалпақ диск. Жоғары тазалығымен, термиялық тұрақтылығымен және оптикалық мөлдірлігімен белгілі, кварц пластинасы жартылай өткізгішті жасау, MEMS құрылғылары, оптикалық жүйелер және вакуумдық процестер сияқты әртүрлі жоғары дәлдіктегі қолданбаларда субстрат немесе тасымалдаушы ретінде пайдаланылады.
2. Кварц пен силикагельдің айырмашылығы неде?
Кварц кремний диоксидінің (SiO₂) кристалды қатты түрі, ал кремний гелі SiO₂ аморфты және кеуекті түрі, әдетте ылғалды сіңіру үшін кептіргіш ретінде пайдаланылады.
- Кварц қатты, мөлдір және электронды, оптикалық және өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады.
- Силикагель ұсақ түйіршіктер немесе түйіршіктер түрінде көрінеді және негізінен қаптамада, электроникада және сақтауда ылғалдылықты бақылау үшін қолданылады.
3. Кварц кристалдары не үшін қолданылады?
Кварц кристалдары пьезоэлектрлік қасиеттеріне байланысты электроника мен оптикада кеңінен қолданылады (механикалық кернеу кезінде электр зарядын тудырады). Жалпы қолданбаларға мыналар жатады:
- Осцилляторлар және жиілікті басқару(мысалы, кварц сағаттары, сағаттар, микроконтроллерлер)
- Оптикалық компоненттер(мысалы, линзалар, толқын тақталары, терезелер)
- Резонаторлар мен сүзгілерRF және байланыс құрылғыларында
- Сенсорларқысым, үдеу немесе күш үшін
- Жартылай өткізгішті жасаусубстраттар немесе өңдеу терезелері ретінде
4. Неліктен кварц микрочиптерде қолданылады?
Кварц микрочипке қатысты қолданбаларда пайдаланылады, себебі ол мыналарды ұсынады:
- Термиялық тұрақтылықдиффузия және күйдіру сияқты жоғары температуралық процестер кезінде
- Электрлік оқшаулаудиэлектрлік қасиеттеріне байланысты
- Химиялық төзімділікжартылай өткізгіштерді өндіруде қолданылатын қышқылдар мен еріткіштерге
- Өлшемдік дәлдікжәне сенімді литографиялық туралау үшін төмен термиялық кеңею
- Кварцтың өзі белсенді жартылай өткізгіш материал ретінде (кремний сияқты) пайдаланылмаса да, ол өндіріс ортасында, әсіресе пештерде, камераларда және фотомаска субстраттарында маңызды көмекші рөл атқарады.
Біз туралы
XKH арнайы оптикалық шыны мен жаңа кристалды материалдарды жоғары технологиялық әзірлеуге, өндіруге және сатуға маманданған. Біздің өнімдер оптикалық электроникаға, тұрмыстық электроникаға және әскерге қызмет етеді. Біз Sapphire оптикалық компоненттерін, ұялы телефон линзаларының қақпақтарын, Ceramics, LT, Silicon Carbide SIC, кварц және жартылай өткізгіш кристалды пластиналарды ұсынамыз. Білікті тәжірибе мен озық жабдықтармен біз стандартты емес өнімді өңдеуде озық боламыз, оптоэлектрондық материалдардың жоғары технологиялық жетекші кәсіпорны болуға ұмтыламыз.
