Кварцавая пласціна SiO₂ Кварцавыя пласціны SiO₂ МЭМС Тэмпература 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Падрабязная дыяграма


Уводзіны

Кварцавыя пласціны адыгрываюць незаменную ролю ў развіцці электроннай, паўправадніковай і аптычнай прамысловасці. Яны ўбудаваны ў смартфоны, якія кіруюць вашым GPS, убудаваныя ў высокачастотныя базавыя станцыі, якія забяспечваюць сетку 5G, і інтэграваныя ў інструменты для вытворчасці мікрачыпаў наступнага пакалення. Гэтыя высакаякасныя падкладкі дазваляюць укараняць інавацыі ва ўсім, ад квантавых вылічэнняў да перадавой фатонікі. Нягледзячы на тое, што кварцавыя пласціны атрыманы з аднаго з самых распаўсюджаных мінералаў Зямлі, яны распрацаваны з незвычайнымі стандартамі дакладнасці і прадукцыйнасці.
Што такое кварцавыя пласціны
Кварцавыя пласціны — гэта тонкія круглыя дыскі, створаныя з ультрачыстага сінтэтычнага крышталя кварца. Даступныя ў стандартным дыяметры ад 2 да 12 цаляў, таўшчыня кварца звычайна складае ад 0,5 мм да 6 мм. У адрозненне ад натуральнага кварца, які ўтварае няправільныя прызматычныя крышталі, сінтэтычны кварц вырошчваецца ў строга кантраляваных лабараторных умовах, што дазваляе атрымаць аднастайныя крышталічныя структуры.
Уласцівая кварцавым пласцінам крышталічнасць забяспечвае непераўзыдзеную хімічную ўстойлівасць, аптычную празрыстасць і стабільнасць пры высокіх тэмпературах і механічных нагрузках. Гэтыя асаблівасці робяць кварцавыя пласціны асноўным кампанентам для дакладных прылад, якія выкарыстоўваюцца ў перадачы дадзеных, датчыках, вылічэннях і лазерных тэхналогіях.
Тэхнічныя характарыстыкі кварцавых пласцін
Тып кварца | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Памер | ||||
Дыяметр (цаля) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Таўшчыня (мм) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
Дапушчальнае дыяметра (цалі) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
Дапушчальная таўшчыня (мм) | Наладжвальны | Наладжвальны | Наладжвальны | Наладжвальны |
Аптычныя ўласцівасці | ||||
Паказчык праламлення пры 365 нм | 1,474698 | 1,474698 | 1,474698 | 1,474698 |
Паказчык праламлення пры 546,1 нм | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Паказчык праламлення пры 1014 нм | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Унутраная прапускальнасць (1250–1650 нм) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
Агульны каэфіцыент прапускання (1250–1650 нм) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Якасць апрацоўкі | ||||
TTV (Агульная варыяцыя таўшчыні, мкм) | <3 | <3 | <3 | <3 |
Плоскасць (мкм) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
Шурпатасць паверхні (нм) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Дуга (мкм) | <5 | <5 | <5 | <5 |
Фізічныя ўласцівасці | ||||
Шчыльнасць (г/см³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Модуль Юнга (ГПа) | 74,20 | 74,20 | 74,20 | 74,20 |
цвёрдасць па шкале Мооса | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
Модуль зруху (ГПа) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
Каэфіцыент Пуасона | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
Трываласць на сціск (ГПа) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Трываласць на расцяжэнне (МПа) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Дыэлектрычная пранікальнасць (1 МГц) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
Цеплавыя ўласцівасці | ||||
Кропка дэфармацыі (10¹⁴.⁵ Па·с) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
Тэмпература адпалу (10¹³ Па·с) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Тэмпература размякчэння (10⁷.⁶ Па·с) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Прымяненне кварцавых пласцін
Кварцавыя пласціны распрацоўваюцца па індывідуальным заказе для задавальнення патрабаванняў розных галін прамысловасці, у тым ліку:
Электроніка і радыёчастотныя прылады
- Кварцавыя пласціны з'яўляюцца асновай кварцавых рэзанатараў і генератараў, якія забяспечваюць тактавыя сігналы для смартфонаў, GPS-прылад, кампутараў і прылад бесправадной сувязі.
- Іх нізкае цеплавое пашырэнне і высокі Q-фактар робяць кварцавыя пласціны ідэальнымі для высокастабільных схем сінхранізацыі і радыёчастотных фільтраў.
Оптаэлектроніка і візуалізацыя
- Кварцавыя пласціны выдатна прапускаюць ультрафіялетавае і інфрачырвонае выпраменьванне, што робіць іх ідэальнымі для аптычных лінзаў, дзельнікаў прамяня, лазерных вокнаў і дэтэктараў.
- Іх устойлівасць да радыяцыі дазваляе выкарыстоўваць іх у фізіцы высокіх энергій і касмічных прыборах.
Паўправадніковыя і MEMS-прылады
- Кварцавыя пласціны служаць падкладкамі для высокачастотных паўправадніковых схем, асабліва ў GaN і радыёчастотных прымяненнях.
- У MEMS (мікраэлектрамеханічныя сістэмы) кварцавыя пласціны пераўтвараюць механічныя сігналы ў электрычныя з дапамогай п'езаэлектрычнага эфекту, што дазваляе выкарыстоўваць такія датчыкі, як гіраскопы і акселерометры.
Пашыраная вытворчасць і лабараторыі
- Высокачыстыя кварцавыя пласціны шырока выкарыстоўваюцца ў хімічных, біямедыцынскіх і фатонных лабараторыях для аптычных ячэек, УФ-кювет і апрацоўкі ўзораў пры высокіх тэмпературах.
- Іх сумяшчальнасць з экстрэмальнымі ўмовамі робіць іх прыдатнымі для плазменных камер і інструментаў для нанясення пластоў.
Як вырабляюцца кварцавыя пласціны
Існуе два асноўныя спосабы вытворчасці кварцавых пласцін:
Пласціны з плаўленага кварцу
Пласціны з плаўленага кварца вырабляюцца шляхам плаўлення натуральных кварцавых гранул у аморфнае шкло, а затым наразання і паліроўкі цвёрдага блока на тонкія пласціны. Гэтыя кварцавыя пласціны прапануюць:
- Выключная празрыстасць ультрафіялетавага выпраменьвання
- Шырокі дыяпазон тэмпературных эксплуатацыйных умоў (>1100°C)
- Выдатная ўстойлівасць да цеплавых удараў
Яны ідэальна падыходзяць для літаграфічнага абсталявання, высокатэмпературных печаў і аптычных вокнаў, але не падыходзяць для п'езаэлектрычных прымяненняў з-за адсутнасці крышталічнага парадку.
Культываваныя кварцавыя пласціны
Культываваныя кварцавыя пласціны вырошчваюцца сінтэтычным шляхам для атрымання крышталяў без дэфектаў з дакладнай арыентацыяй рашоткі. Гэтыя пласціны распрацаваны для прымянення, якія патрабуюць:
- Дакладныя вуглы рэзкі (X-, Y-, Z-, AT-рэз і г.д.)
- Высокачастотныя генератары і фільтры SAW
- Аптычныя палярызатары і перадавыя прылады MEMS
Вытворчы працэс уключае вырошчванне насення ў аўтаклавах, а затым нарэзку, арыентацыю, адпал і паліроўку.
Вядучыя пастаўшчыкі кварцавых пласцін
Сярод сусветных пастаўшчыкоў, якія спецыялізуюцца на высокадакладных кварцавых пласцінах:
- Гераэус(Германія) – плаўлены і сінтэтычны кварц
- Кварц Шын-Эцу(Японія) – рашэнні для вырабу высакаякасных пласцін
- WaferPro(ЗША) – кварцавыя пласціны і падкладкі шырокага дыяметра
- Корт Крыштале(Германія) – сінтэтычныя крышталічныя пласціны
Эвалюцыя ролі кварцавых пласцін
Кварцавыя пласціны працягваюць развівацца як важныя кампаненты ў новых тэхналагічных ландшафтах:
- Мініяцюрызацыя– Кварцавыя пласціны вырабляюцца з больш жорсткімі допускамі для кампактнай інтэграцыі прылад.
- Высокачастотная электроніка– Новыя канструкцыі кварцавых пласцін прасоўваюцца ў міліметровы і тэрагерцавы дыяпазоны для 6G і радараў.
- Датчыкі наступнага пакалення– Ад аўтаномных транспартных сродкаў да прамысловага Інтэрнэту рэчаў, кварцавыя датчыкі становяцца ўсё больш важнымі.
Часта задаваныя пытанні аб кварцавых пласцінах
1. Што такое кварцавая пласціна?
Кварцавая пласціна — гэта тонкі плоскі дыск з крышталічнага дыяксіду крэмнію (SiO₂), які звычайна вырабляецца ў стандартных паўправадніковых памерах (напрыклад, 2, 3, 4, 6, 8 цаляў або 12 цаляў). Вядомая сваёй высокай чысцінёй, тэрмічнай стабільнасцю і аптычнай празрыстасцю, кварцавая пласціна выкарыстоўваецца ў якасці падкладкі або носьбіта ў розных высокадакладных прымяненнях, такіх як выраб паўправаднікоў, прылады MEMS, аптычныя сістэмы і вакуумныя працэсы.
2. У чым розніца паміж кварцам і сілікагелем?
Кварц — гэта крышталічная цвёрдая форма дыяксіду крэмнію (SiO₂), а сілікагель — гэта аморфная і сітаватая форма SiO₂, якая звычайна выкарыстоўваецца ў якасці асушальніка для паглынання вільгаці.
- Кварц цвёрды, празрысты і выкарыстоўваецца ў электронных, аптычных і прамысловых прыладах.
- Сілікавы гель выглядае ў выглядзе дробных шарыкаў або гранул і ў асноўным выкарыстоўваецца для кантролю вільготнасці ў ўпакоўцы, электроніцы і захоўванні.
3. Для чаго выкарыстоўваюцца крышталі кварца?
Крышталі кварца шырока выкарыстоўваюцца ў электроніцы і оптыцы дзякуючы сваім п'езаэлектрычным уласцівасцям (яны генеруюць электрычны зарад пад механічным уздзеяннем). Распаўсюджаныя сферы прымянення ўключаюць:
- Асцылятары і кіраванне частатой(напрыклад, кварцавыя гадзіннікі, настольныя гадзіннікі, мікракантролеры)
- Аптычныя кампаненты(напрыклад, лінзы, хвалевыя пласціны, вокны)
- Рэзанатары і фільтрыу радыёчастотных і камунікацыйных прыладах
- Датчыкідля ціску, паскарэння або сілы
- Вытворчасць паўправаднікоўу якасці падкладак або вокнаў працэсу
4. Чаму ў мікрачыпах выкарыстоўваецца кварц?
Кварц выкарыстоўваецца ў прыладах, звязаных з мікрачыпамі, таму што ён прапануе:
- Тэрмічная стабільнасцьпадчас высокатэмпературных працэсаў, такіх як дыфузія і адпал
- Электрычная ізаляцыядзякуючы сваім дыэлектрычным уласцівасцям
- Хімічная ўстойлівасцькіслот і растваральнікаў, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці паўправаднікоў
- Дакладнасць памераўі нізкае цеплавое пашырэнне для надзейнага выраўноўвання літаграфіі
- Хоць сам кварц не выкарыстоўваецца ў якасці актыўнага паўправадніковага матэрыялу (як крэмній), ён адыгрывае жыццёва важную дапаможную ролю ў вытворчым асяроддзі, асабліва ў печах, камерах і падкладках для фоташаблонаў.
Пра нас
Кампанія XKH спецыялізуецца на высокатэхналагічнай распрацоўцы, вытворчасці і продажы спецыяльнага аптычнага шкла і новых крышталічных матэрыялаў. Наша прадукцыя падыходзіць для аптычнай электронікі, бытавой электронікі і ваеннай прамысловасці. Мы прапануем аптычныя кампаненты з сапфіра, вечкі для лінзаў мабільных тэлефонаў, кераміку, LT, карбід крэмнію SIC, кварц і паўправадніковыя крышталічныя пласціны. Валодаючы кваліфікаванымі ведамі і сучасным абсталяваннем, мы дасягаем поспехаў у апрацоўцы нестандартнай прадукцыі, імкнучыся стаць вядучым высокатэхналагічным прадпрыемствам у галіне оптаэлектронных матэрыялаў.
