SiO₂ kvarco plokštelės kvarco plokštelės SiO₂ MEMS Temperatūra 2 coliai 3 coliai 4 coliai 6 coliai 8 coliai 12 colių
Detali schema


Įvadas

Kvarco plokštelės atlieka nepakeičiamą vaidmenį elektronikos, puslaidininkių ir optikos pramonės plėtrai. Kvarco plokštelės, randamos išmaniuosiuose telefonuose, valdančiuose GPS, įmontuotos į aukšto dažnio bazines stotis, maitinančias 5G tinklus, ir integruotos į įrankius, gaminančius naujos kartos mikroschemas, yra būtinos. Šie didelio grynumo pagrindai leidžia diegti inovacijas visose srityse – nuo kvantinių skaičiavimų iki pažangios fotonikos. Nepaisant to, kad kvarco plokštelės yra pagamintos iš vieno gausiausių Žemės mineralų, jos yra sukurtos laikantis išskirtinių tikslumo ir našumo standartų.
Kas yra kvarco plokštelės
Kvarco plokštelės yra ploni, apskriti diskai, pagaminti iš itin gryno sintetinio kvarco kristalo. Kvarco plokštelės, kurių standartinis skersmuo yra nuo 2 iki 12 colių, paprastai būna nuo 0,5 mm iki 6 mm storio. Skirtingai nuo natūralaus kvarco, kuris sudaro netaisyklingus prizminius kristalus, sintetinis kvarcas auginamas griežtai kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis, gaunant vienodas kristalų struktūras.
Kvarcinių plokštelių būdingas kristališkumas užtikrina neprilygstamą cheminį atsparumą, optinį skaidrumą ir stabilumą esant aukštai temperatūrai ir mechaniniam įtempimui. Šios savybės kvarcines plokšteles daro pagrindiniu komponentu tiksliuosiuose įrenginiuose, naudojamuose duomenų perdavimo, jutimo, skaičiavimo ir lazerinėse technologijose.
Kvarco plokštelių specifikacijos
Kvarco tipas | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Dydis | ||||
Skersmuo (coliais) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Storis (mm) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
Skersmens tolerancija (coliai) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
Storio tolerancija (mm) | Pritaikoma | Pritaikoma | Pritaikoma | Pritaikoma |
Optinės savybės | ||||
Lūžio rodiklis esant 365 nm spinduliui | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
Lūžio rodiklis @ 546,1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Lūžio rodiklis esant 1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Vidinis pralaidumas (1250–1650 nm) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
Bendras pralaidumas (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Apdirbimo kokybė | ||||
TTV (bendro storio pokytis, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
Plokštumas (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
Paviršiaus šiurkštumas (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Išlinkis (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
Fizinės savybės | ||||
Tankis (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Youngo modulis (GPa) | 74,20 | 74,20 | 74,20 | 74,20 |
Moso kietumas | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
Šlyties modulis (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
Puasono santykis | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
Gniuždymo stipris (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Tempimo stipris (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Dielektrinė konstanta (1 MHz) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
Šiluminės savybės | ||||
Deformacijos taškas (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000 °C | 1000 °C | 1000 °C | 1000 °C |
Atkaitinimo temperatūra (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Minkštėjimo temperatūra (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620 °C | 1620 °C | 1620 °C | 1620 °C |
Kvarco plokštelių panaudojimas
Kvarco plokštelės yra specialiai sukurtos, kad atitiktų reiklius pritaikymus įvairiose pramonės šakose, įskaitant:
Elektronika ir radijo dažnių įrenginiai
- Kvarcinės plokštelės yra kvarco kristalų rezonatorių ir osciliatorių šerdis, teikianti laikrodžio signalus išmaniesiems telefonams, GPS įrenginiams, kompiuteriams ir belaidžio ryšio įrenginiams.
- Dėl mažo šiluminio plėtimosi ir didelio Q koeficiento kvarco plokštelės puikiai tinka didelio stabilumo laiko grandinėms ir RF filtrams.
Optoelektronika ir vaizdavimas
- Kvarco plokštelės pasižymi puikiu UV ir IR spindulių pralaidumu, todėl idealiai tinka optiniams lęšiams, spindulių dalikliams, lazeriniams langams ir detektoriams.
- Jų atsparumas spinduliuotei leidžia juos naudoti didelės energijos fizikoje ir kosminiuose prietaisuose.
Puslaidininkiai ir MEMS
- Kvarco plokštelės tarnauja kaip aukšto dažnio puslaidininkinių grandinių, ypač GaN ir RF, pagrindai.
- MEMS (mikroelektromechaninėse sistemose) kvarco plokštelės mechaninius signalus paverčia elektriniais per pjezoelektrinį efektą, taip įgalindamos tokius jutiklius kaip giroskopai ir akselerometrai.
Pažangi gamyba ir laboratorijos
- Didelio grynumo kvarco plokštelės plačiai naudojamos chemijos, biomedicinos ir fotonikos laboratorijose optinėms ląstelėms, UV kiuvetėms ir aukštos temperatūros mėginių tvarkymui.
- Dėl suderinamumo su ekstremaliomis sąlygomis jie tinka plazmos kameroms ir nusodinimo įrankiams.
Kaip gaminami kvarco vafliai
Yra du pagrindiniai kvarco plokštelių gamybos būdai:
Lydytos kvarco plokštelės
Lydyto kvarco plokštelės gaminamos išlydant natūralius kvarco granules į amorfinį stiklą, o tada pjaustant ir poliruojant kietą bloką į plonas plokšteles. Šios kvarco plokštelės pasižymi:
- Išskirtinis UV skaidrumas
- Platus terminis veikimo diapazonas (>1100 °C)
- Puikus atsparumas terminiam smūgiui
Jie idealiai tinka litografijos įrangai, aukštos temperatūros krosnims ir optiniams langams, tačiau netinka pjezoelektrinėms reikmėms dėl kristalinės tvarkos stokos.
Kultūrinės kvarco plokštelės
Kultūrinės kvarco plokštelės auginamos sintetiniu būdu, siekiant gauti defektų neturinčius kristalus su tikslia gardelės orientacija. Šios plokštelės sukurtos pritaikymams, kuriems reikalingos:
- Tikslūs pjovimo kampai (X, Y, Z, AT ir kt.)
- Aukšto dažnio osciliatoriai ir SAW filtrai
- Optiniai poliarizatoriai ir pažangūs MEMS įtaisai
Gamybos procesas apima sėklų auginimą autoklavuose, po kurio seka pjaustymas, orientavimas, atkaitinimas ir poliravimas.
Pirmaujantys kvarco plokštelių tiekėjai
Pasauliniai tiekėjai, kurie specializuojasi didelio tikslumo kvarco plokštelių gamyboje, yra šie:
- Herėjas(Vokietija) – lydytas ir sintetinis kvarcas
- Šin-Etsu kvarcas(Japonija) – didelio grynumo plokštelių tirpalai
- WaferPro(JAV) – didelio skersmens kvarco plokštelės ir pagrindai
- Korth Kristalle(Vokietija) – sintetinio kristalo plokštelės
Besivystantis kvarco plokštelių vaidmuo
Kvarco plokštelės toliau vystosi kaip esminiai komponentai besiformuojančiuose technologijų kraštovaizdžiuose:
- Miniatiūrizacija– Kvarco plokštelės gaminamos su griežtesniais tolerancijos nuokrypiais, kad būtų galima kompaktiškai integruoti įrenginius.
- Aukštesnio dažnio elektronika– Nauji kvarcinių plokštelių dizainai skinasi kelią į mmWangų ir THz sritis 6G ir radarų reikmėms.
- Naujos kartos jutikliai– Nuo autonominių transporto priemonių iki pramoninio daiktų interneto, kvarciniai jutikliai tampa vis svarbesni.
Dažnai užduodami klausimai apie kvarco plokšteles
1. Kas yra kvarco plokštelė?
Kvarcinė plokštelė yra plonas, plokščias diskas, pagamintas iš kristalinio silicio dioksido (SiO₂), paprastai gaminamas standartinių puslaidininkių dydžių (pvz., 2, 3, 4, 6, 8 arba 12 colių). Žinoma dėl savo didelio grynumo, terminio stabilumo ir optinio skaidrumo, kvarcinė plokštelė naudojama kaip substratas arba nešiklis įvairiose didelio tikslumo srityse, tokiose kaip puslaidininkių gamyba, MEMS įtaisai, optinės sistemos ir vakuuminiai procesai.
2. Kuo skiriasi kvarcas ir silikagelis?
Kvarcas yra kristalinė kieta silicio dioksido (SiO₂) forma, o silikagelis yra amorfinė ir porėta SiO₂ forma, dažniausiai naudojama kaip sausiklis drėgmei sugerti.
- Kvarcas yra kietas, skaidrus ir naudojamas elektronikos, optikos ir pramonės srityse.
- Silikagelis atrodo kaip maži rutuliukai arba granulės ir daugiausia naudojamas drėgmės kontrolei pakuotėse, elektronikoje ir sandėliavimo metu.
3. Kam naudojami kvarco kristalai?
Kvarco kristalai plačiai naudojami elektronikoje ir optikoje dėl savo pjezoelektrinių savybių (jie generuoja elektros krūvį veikiant mechaniniam poveikiui). Įprastos taikymo sritys:
- Osciliatoriai ir dažnio valdymas(pvz., kvarciniai laikrodžiai, laikrodžiai, mikrovaldikliai)
- Optiniai komponentai(pvz., lęšiai, banguotos plokštės, langai)
- Rezonatoriai ir filtraiRF ir ryšio įrenginiuose
- Jutikliaidėl slėgio, pagreičio ar jėgos
- Puslaidininkių gamybakaip substratai arba procesų langai
4. Kodėl kvarcas naudojamas mikroschemose?
Kvarcas naudojamas su mikroschemomis susijusiose srityse, nes jis siūlo:
- Terminis stabilumasaukštos temperatūros procesų, tokių kaip difuzija ir atkaitinimas, metu
- Elektros izoliacijadėl savo dielektrinių savybių
- Cheminis atsparumasrūgštims ir tirpikliams, naudojamiems puslaidininkių gamyboje
- Matmenų tikslumasir mažas šiluminis plėtimasis patikimam litografijos suderinimui
- Nors pats kvarcas nėra naudojamas kaip aktyvi puslaidininkinė medžiaga (kaip silicis), jis atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį gamybos aplinkoje, ypač krosnyse, kamerose ir fotokaukių substratuose.
Apie mus
„XKH“ specializuojasi aukštųjų technologijų kūrime, gamyboje ir pardavime, susijusiame su specialiu optiniu stiklu ir naujomis kristalinėmis medžiagomis. Mūsų produktai skirti optinei elektronikai, plataus vartojimo elektronikai ir kariuomenei. Siūlome safyro optinius komponentus, mobiliųjų telefonų lęšių dangtelius, keramiką, lengvą stiklo pluoštą, silicio karbido SIC, kvarco ir puslaidininkinių kristalų plokšteles. Turėdami kvalifikuotų specialistų patirtį ir pažangiausią įrangą, mes puikiai atliekame nestandartinių gaminių apdorojimą ir siekiame tapti pirmaujančia optoelektroninių medžiagų aukštųjų technologijų įmone.
