SiO₂ kvarsskífa Kvarsskífur SiO₂ MEMS Hitastig 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Ítarlegt skýringarmynd
Inngangur
Kvarsskífur gegna ómissandi hlutverki í framþróun rafeinda-, hálfleiðara- og ljósfræðiiðnaðarins. Kvarsskífur eru nauðsynlegar, þær finnast í snjallsímum sem stýra GPS-tækinu þínu, eru innbyggðar í hátíðnistöðvum sem knýja 5G net og eru samþættar í verkfæri sem framleiða næstu kynslóð örflögur. Þessir mjög hreinu undirlagar gera nýjungar mögulegar í öllu frá skammtafræði til háþróaðrar ljósfræði. Þrátt fyrir að vera unnar úr einu algengasta steinefni jarðar eru kvarsskífur hannaðar með óvenjulegum stöðlum um nákvæmni og afköst.
Hvað eru kvarsskífur
Kvarsflögur eru þunnar, hringlaga diskar búnar til úr afar hreinum tilbúnum kvarskristöllum. Kvarsflögur eru fáanlegar í stöðluðum þvermálum frá 2 til 12 tommur og eru yfirleitt á bilinu 0,5 mm til 6 mm að þykkt. Ólíkt náttúrulegum kvarsi, sem myndar óreglulega prismakristalla, er tilbúið kvars ræktað við strangt stýrðar rannsóknarstofuaðstæður, sem framleiða einsleita kristallabyggingu.
Meðfædd kristöllun kvarsskífa veitir óviðjafnanlega efnaþol, ljósfræðilegt gegnsæi og stöðugleika við háan hita og vélrænt álag. Þessir eiginleikar gera kvarsskífur að undirstöðuþætti fyrir nákvæm tæki sem notuð eru í gagnaflutningi, skynjun, útreikningum og leysitækni.
Upplýsingar um kvarsskífu
| Tegund kvars | 4 | 6 | 8 | 12 |
|---|---|---|---|---|
| Stærð | ||||
| Þvermál (tommur) | 4 | 6 | 8 | 12 |
| Þykkt (mm) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
| Þvermálsþol (tommur) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
| Þykktarþol (mm) | Sérsniðin | Sérsniðin | Sérsniðin | Sérsniðin |
| Sjónrænir eiginleikar | ||||
| Ljósbrotstuðull @365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
| Ljósbrotstuðull @546,1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
| Ljósbrotstuðull @1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
| Innri gegndræpi (1250–1650 nm) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
| Heildargegndræpi (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
| Vélræn gæði | ||||
| TTV (heildarþykktarbreyting, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
| Flatleiki (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
| Yfirborðsgrófleiki (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| Bogi (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
| Eðlisfræðilegir eiginleikar | ||||
| Þéttleiki (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
| Youngs stuðull (GPa) | 74,20 | 74,20 | 74,20 | 74,20 |
| Mohs hörku | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
| Skerstyrkur (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
| Poisson-hlutfallið | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
| Þjöppunarstyrkur (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
| Togstyrkur (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
| Rafstuðull (1 MHz) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
| Varmaeiginleikar | ||||
| Álagspunktur (10¹⁴,5 Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
| Glæðingarpunktur (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
| Mýkingarmark (10⁷,⁶ Pa·s) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Notkun kvarsskífa
Kvarsskífur eru sérsmíðaðar til að mæta krefjandi notkun í atvinnugreinum, þar á meðal:
Rafmagns- og útvarpstæki
- Kvarsskífur eru kjarninn í kvarskristallómtækjum og sveiflum sem veita klukkumerki fyrir snjallsíma, GPS-tæki, tölvur og þráðlaus samskiptatæki.
- Lítil hitaþensla þeirra og hár Q-stuðull gera kvarsskífur fullkomnar fyrir tímasetningarrásir með mikilli stöðugleika og RF-síur.
Ljóstækni og myndgreining
- Kvarsskífur bjóða upp á framúrskarandi útfjólubláa og innrauða geislun, sem gerir þær tilvaldar fyrir ljósleiðara, geislaskiptira, leysigeisla og skynjara.
- Geislunarþol þeirra gerir þeim kleift að nota þau í háorku eðlisfræði og geimtækjum.
Hálfleiðarar og MEMS
- Kvarsskífur þjóna sem undirlag fyrir hátíðni hálfleiðararásir, sérstaklega í GaN og RF forritum.
- Í MEMS (ör-raf-vélrænum kerfum) breyta kvarsskífum vélrænum merkjum í rafmagnsmerki með piezoelectric áhrifum, sem gerir kleift að nota skynjara eins og snúningsmæla og hröðunarmæla.
Háþróuð framleiðsla og rannsóknarstofur
- Háhreinar kvarsskífur eru mikið notaðar í efna-, lífeðlisfræðilegum og ljósfræðilegum rannsóknarstofum fyrir ljósleiðara, útfjólubláa kúvettur og meðhöndlun sýna við háan hita.
- Samhæfni þeirra við öfgafullt umhverfi gerir þau hentug fyrir plasmaklefa og útfellingartól.
Hvernig kvarsskífur eru gerðar
Það eru tvær helstu framleiðsluleiðir fyrir kvarsskífur:
Samrunaðar kvarsskífur
Samræddar kvarsflísar eru gerðar með því að bræða náttúruleg kvarsagnir í ókristallað gler, síðan skera og pússa fasta blokkina í þunnar flísar. Þessar kvarsflísar bjóða upp á:
- Framúrskarandi UV gegnsæi
- Breitt hitastillingarsvið (>1100°C)
- Frábær hitaáfallsþol
Þau eru tilvalin fyrir litografíubúnað, háhitaofna og ljósleiðara en henta ekki fyrir piezoelectric forrit vegna skorts á kristallaðri röð.
Ræktaðar kvarsskífur
Ræktaðar kvarsskífur eru ræktaðar tilbúnar til að framleiða gallalausa kristalla með nákvæmri grindarstefnu. Þessar skífur eru hannaðar fyrir notkun sem krefst:
- Nákvæm skurðhorn (X-, Y-, Z-, AT-skurður o.s.frv.)
- Hátíðnisveiflur og SAW-síur
- Sjónskautunartæki og háþróuð MEMS tæki
Framleiðsluferlið felur í sér frævöxt í sjálfstýrðum kerfum, og síðan sneiðingu, stefnumörkun, glæðingu og pússun.
Leiðandi birgjar kvarsskífa
Alþjóðlegir birgjar sem sérhæfa sig í nákvæmum kvarsplötum eru meðal annars:
- Heraeus(Þýskaland) – sambræddur og tilbúin kvars
- Shin-Etsu kvars(Japan) – lausnir fyrir hágæða skífur
- WaferPro(Bandaríkin) – kvarsplötur og undirlag með breiðum þvermáli
- Korth Kristalle(Þýskaland) – tilbúnir kristalskífur
Þróun hlutverks kvarsskífa
Kvarsskífur halda áfram að þróast sem nauðsynlegir íhlutir í vaxandi tækniumhverfi:
- Smæð– Kvarsskífur eru framleiddar með þrengri vikmörkum fyrir samþjöppun tækja.
- Rafmagnstæki með hærri tíðni– Nýjar hönnunir á kvarsskífum eru að ryðja sér til rúms í millibylgju- og THz-sviðunum fyrir 6G og ratsjá.
- Næsta kynslóð skynjunar– Frá sjálfkeyrandi ökutækjum til iðnaðar-IoT, eru kvars-byggðir skynjarar að verða sífellt mikilvægari.
Algengar spurningar um kvarsplötur
1. Hvað er kvarsskífa?
Kvarsplata er þunn, flat diskur úr kristölluðu kísildíoxíði (SiO₂), venjulega framleiddur í stöðluðum hálfleiðarastærðum (t.d. 2", 3", 4", 6", 8" eða 12"). Kvarsplata er þekkt fyrir mikla hreinleika, hitastöðugleika og sjónrænt gegnsæi og er notuð sem undirlag eða burðarefni í ýmsum nákvæmum forritum eins og hálfleiðaraframleiðslu, MEMS tækjum, sjónkerfum og lofttæmisferlum.
2. Hver er munurinn á kvars og kísilgeli?
Kvars er kristallað fast form af kísildíoxíði (SiO₂), en kísilgel er ókristallað og gegndræpt form af SiO₂, almennt notað sem þurrkefni til að draga í sig raka.
- Kvars er hart, gegnsætt og notað í rafeindatækni, sjóntækni og iðnaði.
- Kísilgel birtist sem litlar perlur eða korn og er aðallega notað til að stjórna rakastigi í umbúðum, rafeindatækni og geymslu.
3. Til hvers eru kvarskristallar notaðir?
Kvarskristallar eru mikið notaðir í rafeindatækni og ljósfræði vegna piezoelectric eiginleika sinna (þeir mynda rafhleðslu við vélrænt álag). Algeng notkunarsvið eru meðal annars:
- Sveiflur og tíðnistýring(t.d. kvartsúr, klukkur, örstýringar)
- Sjónrænir íhlutir(t.d. linsur, bylgjuplötur, gluggar)
- Ómtæki og síurí RF og samskiptatækjum
- Skynjararfyrir þrýsting, hröðun eða kraft
- Hálfleiðaraframleiðslasem undirlag eða ferlisgluggar
4. Hvers vegna er kvars notað í örflögur?
Kvars er notað í örflögutengdum forritum vegna þess að það býður upp á:
- Hitastöðugleikivið háhitaferli eins og dreifingu og glæðingu
- Rafmagnseinangrunvegna rafsvörunareiginleika þess
- Efnaþolvið sýrur og leysiefni sem notuð eru í framleiðslu hálfleiðara
- Víddar nákvæmniog lítil hitauppþensla fyrir áreiðanlega litografíustillingu
- Þó að kvars sjálft sé ekki notað sem virkt hálfleiðaraefni (eins og kísill), gegnir það mikilvægu hlutverki í framleiðsluumhverfinu - sérstaklega í ofnum, hólfum og ljósgrímuundirlögum.
Um okkur
XKH sérhæfir sig í hátækniþróun, framleiðslu og sölu á sérstökum ljósleiðaraefnum og nýjum kristalefnum. Vörur okkar þjóna ljósleiðaraiðnaði, neytendarafeindatækni og hernum. Við bjóðum upp á safír-ljósleiðaraíhluti, linsulok fyrir farsíma, keramik, LT, kísilkarbíð SIC, kvars og hálfleiðarakristallskífur. Með hæfni og nýjustu búnaði skarum við fram úr í óstöðluðum vöruvinnslum og stefnum að því að vera leiðandi hátæknifyrirtæki í ljósleiðaraefnum.
