SiO₂ Kvartswafer Kvartswafere SiO₂ MEMS Temperatur 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

Kort beskrivelse:

Kvartswafere spiller en uundværlig rolle i udviklingen af elektronik-, halvleder- og optikindustrien. Kvartswafere findes i smartphones, der styrer din GPS, indlejret i højfrekvente basestationer, der driver 5G-netværk, og integreret i værktøjer, der fremstiller næste generations mikrochips. Disse substrater med høj renhed muliggør innovationer i alt fra kvanteberegning til avanceret fotonik. Selvom de er udvundet af et af Jordens mest udbredte mineraler, er kvartswafere konstrueret til ekstraordinære standarder for præcision og ydeevne.

Send e-mail til os

Funktioner

Detaljeret diagram

smeltet_kvarts_wafer_4_tommer_smeltet_silica_wafer_

Smeltet silica og optiske kvartsglasskiver-2

Indledning

Smeltet silica og optiske kvartsglasskiver

Hvad er kvartsskiver

Kvartswafere er tynde, cirkulære skiver lavet af ultra-ren syntetisk kvartskrystal. Kvartswafere fås i standarddiametre fra 2 til 12 tommer og har typisk en tykkelse fra 0,5 mm til 6 mm. I modsætning til naturlig kvarts, der danner uregelmæssige prismatiske krystaller, dyrkes syntetisk kvarts under nøje kontrollerede laboratorieforhold, hvilket producerer ensartede krystalstrukturer.

Den iboende krystallinitet i kvartswafere giver uovertruffen kemisk resistens, optisk transparens og stabilitet under høj temperatur og mekanisk belastning. Disse egenskaber gør kvartswafere til en grundlæggende komponent i præcisionsenheder, der anvendes i datatransmission, sensorer, beregninger og laserbaserede teknologier.

Specifikationer for kvartswafer

Kvartstype	4	6	8	12
Størrelse
Diameter (tommer)	4	6	8	12
Tykkelse (mm)	0,05–2	0,25–5	0,3–5	0,4–5
Diametertolerance (tommer)	±0,1	±0,1	±0,1	±0,1
Tykkelsestolerance (mm)	Kan tilpasses	Kan tilpasses	Kan tilpasses	Kan tilpasses
Optiske egenskaber
Brydningsindeks @365 nm	1,474698	1,474698	1,474698	1,474698
Brydningsindeks @546,1 nm	1,460243	1,460243	1,460243	1,460243
Brydningsindeks @1014 nm	1,450423	1,450423	1,450423	1,450423
Intern transmittans (1250–1650 nm)	>99,9%	>99,9%	>99,9%	>99,9%
Total transmittans (1250–1650 nm)	>92%	>92%	>92%	>92%
Bearbejdningskvalitet
TTV (Total tykkelsesvariation, µm)	<3	<3	<3	<3
Fladhed (µm)	≤15	≤15	≤15	≤15
Overfladeruhed (nm)	≤1	≤1	≤1	≤1
Bøjning (µm)	<5	<5	<5	<5
Fysiske egenskaber
Densitet (g/cm³)	2,20	2,20	2,20	2,20
Youngs modul (GPa)	74,20	74,20	74,20	74,20
Mohs hårdhed	6–7	6–7	6–7	6–7
Forskydningsmodul (GPa)	31.22	31.22	31.22	31.22
Poissons forhold	0,17	0,17	0,17	0,17
Trykstyrke (GPa)	1.13	1.13	1.13	1.13
Trækstyrke (MPa)	49	49	49	49
Dielektrisk konstant (1 MHz)	3,75	3,75	3,75	3,75
Termiske egenskaber
Deformationspunkt (10¹⁴,5 Pa·s)	1000°C	1000°C	1000°C	1000°C
Udglødningspunkt (10¹³ Pa·s)	1160°C	1160°C	1160°C	1160°C
Blødgøringspunkt (10⁷,⁶ Pa·s)	1620°C	1620°C	1620°C	1620°C

Anvendelser af kvartsskiver

Kvartswafere er specialfremstillede til at imødekomme krævende applikationer på tværs af brancher, herunder:

Elektronik og RF-enheder

Kvartswafere er kernen i kvartskrystalresonatorer og oscillatorer, der leverer ursignaler til smartphones, GPS-enheder, computere og trådløse kommunikationsenheder.
Deres lave termiske udvidelse og høje Q-faktor gør kvartswafere perfekte til højstabilitets timingkredsløb og RF-filtre.

Optoelektronik og billeddannelse

Kvartswafere tilbyder fremragende UV- og IR-transmission, hvilket gør dem ideelle til optiske linser, stråledelere, laservinduer og detektorer.
Deres modstandsdygtighed over for stråling muliggør brug i højenergifysik og ruminstrumenter.

Halvleder og MEMS

Kvartswafere fungerer som substrater til højfrekvente halvlederkredsløb, især i GaN- og RF-applikationer.
I MEMS (mikroelektromekaniske systemer) konverterer kvartswafere mekaniske signaler til elektriske via den piezoelektriske effekt, hvilket muliggør sensorer som gyroskoper og accelerometre.

Avanceret produktion og laboratorier

Højrenhedskvartswafere anvendes i vid udstrækning i kemiske, biomedicinske og fotoniske laboratorier til optiske celler, UV-kuvetter og håndtering af prøver ved høje temperaturer.
Deres kompatibilitet med ekstreme miljøer gør dem velegnede til plasmakamre og aflejringsværktøjer.

Hvordan kvartsskiver fremstilles

Der er to primære produktionsruter for kvartswafere:

Smeltede kvartsskiver

Smeltede kvartswafere fremstilles ved at smelte naturlige kvartsgranuler ind i et amorft glas, og derefter skære og polere den faste blok til tynde wafere. Disse kvartswafere tilbyder:

Enestående UV-gennemsigtighed
Bredt termisk driftsområde (>1100°C)
Fremragende modstandsdygtighed over for termisk stød

De er ideelle til litografiudstyr, højtemperaturovne og optiske vinduer, men er ikke egnede til piezoelektriske anvendelser på grund af manglen på krystallinsk orden.

Dyrkede kvartsvafler

Dyrkede kvartswafere dyrkes syntetisk for at producere defektfri krystaller med præcis gitterorientering. Disse wafere er konstrueret til anvendelser, der kræver:

Præcise snitvinkler (X-, Y-, Z-, AT-snit osv.)
Højfrekvente oscillatorer og SAW-filtre
Optiske polarisatorer og avancerede MEMS-enheder

Produktionsprocessen involverer såning i autoklaver, efterfulgt af opskæring, orientering, udglødning og polering.

Førende leverandører af kvartswafere

Globale leverandører, der specialiserer sig i højpræcisionskvartswafere, inkluderer:

Heraeus(Tyskland) – smeltet og syntetisk kvarts
Shin-Etsu Quartz(Japan) – waferløsninger med høj renhed
WaferPro(USA) – kvartswafere og substrater med bred diameter
Korth Kristalle(Tyskland) – syntetiske krystalvafler

Den udviklende rolle af kvartswafere

Kvartswafere fortsætter med at udvikle sig som essentielle komponenter i nye teknologilandskaber:

Miniaturisering– Kvartswafere fremstilles med snævrere tolerancer for integration med kompakte enheder.
Højfrekvent elektronik– Nye designs af kvartswafere skubber ind i mmWave- og THz-domænerne til 6G og radar.
Næste generations sensorer– Fra autonome køretøjer til industriel IoT bliver kvartsbaserede sensorer mere og mere afgørende.

Ofte stillede spørgsmål om kvartswafere

1. Hvad er en kvartswafer?

En kvartswafer er en tynd, flad skive lavet af krystallinsk siliciumdioxid (SiO₂), typisk fremstillet i standard halvlederstørrelser (f.eks. 2", 3", 4", 6", 8" eller 12"). Kendt for sin høje renhed, termiske stabilitet og optiske gennemsigtighed, bruges en kvartswafer som substrat eller bærer i forskellige højpræcisionsapplikationer såsom halvlederfremstilling, MEMS-enheder, optiske systemer og vakuumprocesser.

2. Hvad er forskellen mellem kvarts og silicagel?

Kvarts er en krystallinsk fast form af siliciumdioxid (SiO₂), mens silicagel er en amorf og porøs form af SiO₂, der almindeligvis anvendes som et tørremiddel til at absorbere fugt.

Kvarts er hårdt, transparent og bruges i elektroniske, optiske og industrielle applikationer.
Silicagel fremstår som små perler eller granuler og bruges primært til fugtighedskontrol i emballage, elektronik og opbevaring.

3. Hvad bruges kvartskrystaller til?

Kvartskrystaller anvendes i vid udstrækning i elektronik og optik på grund af deres piezoelektriske egenskaber (de genererer en elektrisk ladning under mekanisk belastning). Almindelige anvendelser omfatter:

Oscillatorer og frekvensstyring(f.eks. kvartsure, ure, mikrocontrollere)
Optiske komponenter(f.eks. linser, bølgeplader, vinduer)
Resonatorer og filtrei RF- og kommunikationsenheder
Sensorerfor tryk, acceleration eller kraft
Halvlederfremstillingsom substrater eller procesvinduer

4. Hvorfor bruges kvarts i mikrochips?

Kvarts bruges i mikrochip-relaterede applikationer, fordi det tilbyder:

Termisk stabilitetunder højtemperaturprocesser som diffusion og udglødning
Elektrisk isoleringpå grund af dens dielektriske egenskaber
Kemisk resistenstil syrer og opløsningsmidler, der anvendes i fremstilling af halvledere
Dimensionspræcisionog lav termisk udvidelse for pålidelig litografisk justering
Selvom kvarts i sig selv ikke bruges som det aktive halvledermateriale (som silicium), spiller det en afgørende støttende rolle i fremstillingsmiljøet – især i ovne, kamre og fotomaskesubstrater.

Om os

XKH specialiserer sig i højteknologisk udvikling, produktion og salg af specielt optisk glas og nye krystalmaterialer. Vores produkter anvendes til optisk elektronik, forbrugerelektronik og militæret. Vi tilbyder optiske safirkomponenter, mobiltelefonlinsedæksler, keramik, LT, siliciumcarbid SIC, kvarts og halvlederkrystalwafere. Med dygtig ekspertise og avanceret udstyr udmærker vi os inden for ikke-standard produktforarbejdning og sigter mod at være en førende højteknologisk virksomhed inden for optoelektroniske materialer.