Kvarčeva rezina SiO₂ Kvarčeve rezine SiO₂ MEMS Temperatura 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

Kratek opis:

Kvarčne rezine igrajo nepogrešljivo vlogo pri razvoju elektronske, polprevodniške in optične industrije. Najdemo jih v pametnih telefonih, ki vodijo vaš GPS, vgrajene so v visokofrekvenčne bazne postaje, ki napajajo omrežja 5G, in integrirane v orodja za proizvodnjo mikročipov naslednje generacije, zato so kvarčne rezine bistvenega pomena. Ti visoko čisti substrati omogočajo inovacije na področju vsega, od kvantnega računalništva do napredne fotonike. Kljub temu, da so pridobljene iz enega najpogostejših mineralov na Zemlji, so kvarčne rezine zasnovane po izjemnih standardih natančnosti in zmogljivosti.

Pošljite nam e-pošto

Značilnosti

Podroben diagram

Steklene ploščice iz taljenega silicijevega dioksida in optičnega kremenčevega stekla-2

Uvod

Rezine iz taljenega silicijevega dioksida in optičnega kremenčevega stekla

Kaj so kremenčeve rezine

Kremenčeve rezine so tanke, okrogle plošče, izdelane iz ultra čistega sintetičnega kremenčevega kristala. Na voljo so v standardnih premerih od 2 do 12 palcev, kremenčeve rezine pa so običajno debele od 0,5 mm do 6 mm. Za razliko od naravnega kremena, ki tvori nepravilne prizmatične kristale, se sintetični kremen goji v strogo nadzorovanih laboratorijskih pogojih, kar ustvarja enotne kristalne strukture.

Zaradi svoje inherentne kristaliničnosti so kremenčeve rezine neprekosljivo kemično odporne, optično prosojne in stabilne pri visokih temperaturah in mehanskih obremenitvah. Zaradi teh lastnosti so kremenčeve rezine temeljna komponenta za precizne naprave, ki se uporabljajo pri prenosu podatkov, zaznavanju, računanju in laserskih tehnologijah.

Specifikacije kremenčevih rezin

Vrsta kremena	4	6	8	12
Velikost
Premer (palci)	4	6	8	12
Debelina (mm)	0,05–2	0,25–5	0,3–5	0,4–5
Toleranca premera (palci)	±0,1	±0,1	±0,1	±0,1
Toleranca debeline (mm)	Prilagodljivo	Prilagodljivo	Prilagodljivo	Prilagodljivo
Optične lastnosti
Lomni količnik pri 365 nm	1,474698	1,474698	1,474698	1,474698
Refrakcijski količnik pri 546,1 nm	1,460243	1,460243	1,460243	1,460243
Lomni količnik pri 1014 nm	1,450423	1,450423	1,450423	1,450423
Notranja prepustnost (1250–1650 nm)	>99,9 %	>99,9 %	>99,9 %	>99,9 %
Skupna prepustnost (1250–1650 nm)	>92 %	>92 %	>92 %	>92 %
Kakovost obdelave
TTV (skupna sprememba debeline, µm)	<3	<3	<3	<3
Ploskost (µm)	≤15	≤15	≤15	≤15
Hrapavost površine (nm)	≤1	≤1	≤1	≤1
Lok (µm)	<5	<5	<5	<5
Fizikalne lastnosti
Gostota (g/cm³)	2.20	2.20	2.20	2.20
Youngov modul (GPa)	74,20	74,20	74,20	74,20
Mohsova trdota	6–7	6–7	6–7	6–7
Strižni modul (GPa)	31,22	31,22	31,22	31,22
Poissonovo razmerje	0,17	0,17	0,17	0,17
Tlačna trdnost (GPa)	1.13	1.13	1.13	1.13
Natezna trdnost (MPa)	49	49	49	49
Dielektrična konstanta (1 MHz)	3,75	3,75	3,75	3,75
Toplotne lastnosti
Točka deformacije (10¹⁴.⁵ Pa·s)	1000 °C	1000 °C	1000 °C	1000 °C
Točka žarjenja (10¹³ Pa·s)	1160 °C	1160 °C	1160 °C	1160 °C
Zmehčišče (10⁷.⁶ Pa·s)	1620 °C	1620 °C	1620 °C	1620 °C

Uporaba kremenčevih rezin

Kvarčne rezine so izdelane po meri za zahtevne aplikacije v različnih panogah, vključno z:

Elektronika in RF naprave

Kvarčne rezine so jedro kvarčnih kristalnih resonatorjev in oscilatorjev, ki zagotavljajo taktne signale za pametne telefone, GPS naprave, računalnike in brezžične komunikacijske naprave.
Zaradi nizke toplotne razteznosti in visokega Q-faktorja so kremenčeve rezine idealne za visoko stabilna časovna vezja in RF filtre.

Optoelektronika in slikanje

Kvarčne rezine ponujajo odlično prepustnost UV in IR žarkov, zaradi česar so idealne za optične leče, delilnike žarkov, laserska okna in detektorje.
Njihova odpornost proti sevanju omogoča uporabo v fiziki visokih energij in vesoljskih instrumentih.

Polprevodniki in MEMS

Kvarčne rezine služijo kot substrati za visokofrekvenčna polprevodniška vezja, zlasti v GaN in RF aplikacijah.
V MEMS (mikroelektromehanskih sistemih) kremenčeve rezine pretvarjajo mehanske signale v električne s pomočjo piezoelektričnega učinka, kar omogoča delovanje senzorjev, kot so žiroskopi in merilniki pospeška.

Napredna proizvodnja in laboratoriji

Visoko čiste kremenčeve rezine se pogosto uporabljajo v kemijskih, biomedicinskih in fotonskih laboratorijih za optične celice, UV-kivete in ravnanje z vzorci pri visokih temperaturah.
Zaradi svoje združljivosti z ekstremnimi okolji so primerni za plazemske komore in orodja za nanašanje.

Kako so izdelane kremenčeve rezine

Obstajata dve glavni proizvodni poti za kremenčeve rezine:

Taljene kvarčne rezine

Taljene kremenčeve rezine so izdelane s taljenjem naravnih kremenčevih granul v amorfno steklo, nato pa z rezanjem in poliranjem trdnega bloka na tanke rezine. Te kremenčeve rezine ponujajo:

Izjemna UV-prosojnost
Široko temperaturno območje delovanja (>1100 °C)
Odlična odpornost na toplotne udarce

Idealni so za litografsko opremo, visokotemperaturne peči in optična okna, vendar zaradi pomanjkanja kristalne urejenosti niso primerni za piezoelektrične aplikacije.

Kultivirane kremenčeve rezine

Gojene kremenčeve rezine so sintetično vzgojene za proizvodnjo kristalov brez napak z natančno orientacijo mreže. Te rezine so zasnovane za aplikacije, ki zahtevajo:

Natančni koti reza (X-, Y-, Z-, AT-rez itd.)
Visokofrekvenčni oscilatorji in SAW filtri
Optični polarizatorji in napredne MEMS naprave

Proizvodni proces vključuje rast semen v avtoklavih, ki ji sledi rezanje, orientacija, žarjenje in poliranje.

Vodilni dobavitelji kremenčevih rezin

Med svetovne dobavitelje, specializirane za visoko natančne kremenčeve rezine, spadajo:

Heraeus(Nemčija) – taljeni in sintetični kremen
Kvarc Shin-Etsu(Japonska) – rešitve z visoko čistimi rezinami
WaferPro(ZDA) – kremenčeve rezine in substrati širokega premera
Korth Kristalle(Nemčija) – sintetične kristalne rezine

Razvoj vloge kremenčevih rezin

Kvarčne rezine se še naprej razvijajo kot bistvene komponente v nastajajočih tehnoloških okoljih:

Miniaturizacija– Kvarčne rezine se izdelujejo z strožjimi tolerancami za kompaktno integracijo naprav.
Visokofrekvenčna elektronika– Nove zasnove kremenčevih rezin se prodirajo v domeno mmWave in THz za 6G in radar.
Zaznavanje naslednje generacije– Od avtonomnih vozil do industrijskega interneta stvari postajajo senzorji na osnovi kvarca vse bolj pomembni.

Pogosto zastavljena vprašanja o kremenčevih rezinah

1. Kaj je kremenčeva rezina?

Kremenčeva rezina je tanek, raven disk iz kristalnega silicijevega dioksida (SiO₂), običajno izdelan v standardnih polprevodniških velikostih (npr. 2", 3", 4", 6", 8" ali 12"). Kremenčeva rezina, znana po svoji visoki čistosti, toplotni stabilnosti in optični prosojnosti, se uporablja kot substrat ali nosilec v različnih visoko natančnih aplikacijah, kot so izdelava polprevodnikov, naprave MEMS, optični sistemi in vakuumski procesi.

2. Kakšna je razlika med kremenom in silikagelom?

Kremen je kristalna trdna oblika silicijevega dioksida (SiO₂), medtem ko je silikagel amorfna in porozna oblika SiO₂, ki se pogosto uporablja kot sušilno sredstvo za absorpcijo vlage.

Kremen je trd, prozoren in se uporablja v elektronskih, optičnih in industrijskih aplikacijah.
Silikagel se pojavlja v obliki majhnih kroglic ali granul in se uporablja predvsem za nadzor vlažnosti v embalaži, elektroniki in skladiščenju.

3. Za kaj se uporabljajo kremenčevi kristali?

Kvarčni kristali se zaradi svojih piezoelektričnih lastnosti (pod mehanskim stresom ustvarjajo električni naboj) pogosto uporabljajo v elektroniki in optiki. Pogoste uporabe vključujejo:

Oscilatorji in frekvenčni nadzor(npr. kvarčne ure, stenske ure, mikrokrmilniki)
Optične komponente(npr. leče, valovne plošče, okna)
Resonatorji in filtriv RF in komunikacijskih napravah
Senzorjiza tlak, pospešek ali silo
Izdelava polprevodnikovkot substrati ali procesna okna

4. Zakaj se kremen uporablja v mikročipih?

Kvarc se uporablja v aplikacijah, povezanih z mikročipi, ker ponuja:

Termična stabilnostmed visokotemperaturnimi procesi, kot sta difuzija in žarjenje
Električna izolacijazaradi svojih dielektričnih lastnosti
Kemična odpornostkislin in topil, ki se uporabljajo pri izdelavi polprevodnikov
Dimenzijska natančnostin nizek toplotni raztezek za zanesljivo poravnavo litografije
Čeprav se kremen sam ne uporablja kot aktivni polprevodniški material (kot silicij), ima ključno podporno vlogo v proizvodnem okolju – zlasti v pečeh, komorah in fotomasknih substratih.

O nas

XKH je specializirano za visokotehnološki razvoj, proizvodnjo in prodajo posebnega optičnega stekla in novih kristalnih materialov. Naši izdelki so namenjeni optični elektroniki, potrošniški elektroniki in vojski. Ponujamo safirne optične komponente, pokrove za leče mobilnih telefonov, keramiko, LT, silicijev karbid SIC, kremen in polprevodniške kristalne rezine. Z strokovnim znanjem in najsodobnejšo opremo se odlikujemo v obdelavi nestandardnih izdelkov in si prizadevamo postati vodilno visokotehnološko podjetje na področju optoelektronskih materialov.