Płytka kwarcowa SiO₂ Płytki kwarcowe SiO₂ MEMS Temperatura 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

Krótki opis:

Płytki kwarcowe odgrywają niezastąpioną rolę w rozwoju branży elektronicznej, półprzewodnikowej i optycznej. Znajdują się w smartfonach sterujących GPS, w stacjach bazowych wysokiej częstotliwości zasilających sieci 5G oraz w narzędziach do produkcji mikroprocesorów nowej generacji – są one niezbędne. Te podłoża o wysokiej czystości umożliwiają innowacje w wielu dziedzinach, od komputerów kwantowych po zaawansowaną fotonikę. Pomimo tego, że pochodzą z jednego z najbogatszych minerałów na Ziemi, płytki kwarcowe są projektowane z zachowaniem wyjątkowych standardów precyzji i wydajności.

Wyślij do nas e-mail

Cechy

Szczegółowy diagram

topionego_płytka_kwarcowa_4_calowa_topiona_płytka_krzemionkowa_

Płytki z topionej krzemionki i szkła kwarcowego optycznego – 2

Wstęp

Płytki z topionej krzemionki i szkła kwarcowego optycznego

Czym są płytki kwarcowe

Płytki kwarcowe to cienkie, okrągłe dyski wykonane z ultraczystego syntetycznego kryształu kwarcu. Dostępne w standardowych średnicach od 5 do 30 cm, płytki kwarcowe mają zazwyczaj grubość od 0,5 mm do 6 mm. W przeciwieństwie do kwarcu naturalnego, który tworzy nieregularne, pryzmatyczne kryształy, kwarc syntetyczny jest hodowany w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, co pozwala na uzyskanie jednorodnych struktur krystalicznych.

Naturalna krystaliczność płytek kwarcowych zapewnia niezrównaną odporność chemiczną, przejrzystość optyczną oraz stabilność w wysokich temperaturach i przy naprężeniach mechanicznych. Te cechy sprawiają, że płytki kwarcowe stanowią podstawowy element precyzyjnych urządzeń wykorzystywanych w transmisji danych, czujnikach, obliczeniach i technologiach laserowych.

Specyfikacje płytek kwarcowych

Typ kwarcu	4	6	8	12
Rozmiar
Średnica (cale)	4	6	8	12
Grubość (mm)	0,05–2	0,25–5	0,3–5	0,4–5
Tolerancja średnicy (cale)	±0,1	±0,1	±0,1	±0,1
Tolerancja grubości (mm)	Możliwość dostosowania	Możliwość dostosowania	Możliwość dostosowania	Możliwość dostosowania
Właściwości optyczne
Współczynnik załamania światła @365 nm	1,474698	1,474698	1,474698	1,474698
Współczynnik załamania światła @546,1 nm	1.460243	1.460243	1.460243	1.460243
Współczynnik załamania światła @1014 nm	1.450423	1.450423	1.450423	1.450423
Przepuszczalność wewnętrzna (1250–1650 nm)	>99,9%	>99,9%	>99,9%	>99,9%
Całkowita transmitancja (1250–1650 nm)	>92%	>92%	>92%	>92%
Jakość obróbki
TTV (Całkowita zmienność grubości, µm)	<3	<3	<3	<3
Płaskość (µm)	≤15	≤15	≤15	≤15
Chropowatość powierzchni (nm)	≤1	≤1	≤1	≤1
Łuk (µm)	<5	<5	<5	<5
Właściwości fizyczne
Gęstość (g/cm³)	2.20	2.20	2.20	2.20
Moduł Younga (GPa)	74.20	74.20	74.20	74.20
Twardość w skali Mohsa	6–7	6–7	6–7	6–7
Moduł ścinania (GPa)	31.22	31.22	31.22	31.22
Współczynnik Poissona	0,17	0,17	0,17	0,17
Wytrzymałość na ściskanie (GPa)	1.13	1.13	1.13	1.13
Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	49	49	49	49
Stała dielektryczna (1 MHz)	3,75	3,75	3,75	3,75
Właściwości termiczne
Punkt odkształcenia (10¹⁴.⁵ Pa·s)	1000°C	1000°C	1000°C	1000°C
Temperatura wyżarzania (10¹³ Pa·s)	1160°C	1160°C	1160°C	1160°C
Temperatura mięknienia (10⁷.⁶ Pa·s)	1620°C	1620°C	1620°C	1620°C

Zastosowania płytek kwarcowych

Płytki kwarcowe są projektowane na zamówienie, aby sprostać wymagającym zastosowaniom w różnych gałęziach przemysłu, w tym:

Elektronika i urządzenia RF

Płytki kwarcowe stanowią podstawę rezonatorów i oscylatorów kwarcowych, które przesyłają sygnały zegarowe do smartfonów, odbiorników GPS, komputerów i urządzeń komunikacji bezprzewodowej.
Niska rozszerzalność cieplna i wysoki współczynnik Q sprawiają, że płytki kwarcowe doskonale nadają się do układów czasowych o wysokiej stabilności i filtrów RF.

Optoelektronika i obrazowanie

Płytki kwarcowe charakteryzują się doskonałą przepuszczalnością promieniowania ultrafioletowego i podczerwonego, dzięki czemu idealnie nadają się do soczewek optycznych, dzielników wiązki, okien laserowych i detektorów.
Ich odporność na promieniowanie pozwala na stosowanie ich w fizyce wysokich energii i przyrządach do badań kosmicznych.

Półprzewodniki i MEMS

Płytki kwarcowe służą jako podłoża w obwodach półprzewodnikowych o wysokiej częstotliwości, w szczególności w zastosowaniach GaN i RF.
W układach MEMS (mikroelektromechanicznych) płytki kwarcowe zamieniają sygnały mechaniczne na elektryczne za pośrednictwem efektu piezoelektrycznego, umożliwiając działanie czujników, takich jak żyroskopy i akcelerometry.

Zaawansowana produkcja i laboratoria

Wysokiej czystości płytki kwarcowe są powszechnie stosowane w laboratoriach chemicznych, biomedycznych i fotonicznych do ogniw optycznych, kuwet UV oraz do obsługi próbek wysokotemperaturowych.
Ich zgodność z ekstremalnymi środowiskami sprawia, że nadają się do komór plazmowych i narzędzi osadniczych.

Jak powstają płytki kwarcowe

Istnieją dwie główne metody produkcji płytek kwarcowych:

Wafle kwarcowe topione

Wafle kwarcowe topionego pochodzenia powstają poprzez stopienie naturalnych granulek kwarcu w amorficzne szkło, a następnie pocięcie i polerowanie litego bloku na cienkie wafle. Te wafle kwarcowe oferują:

Wyjątkowa przejrzystość UV
Szeroki zakres temperatur pracy (>1100°C)
Doskonała odporność na szok termiczny

Doskonale nadają się do urządzeń litograficznych, pieców wysokotemperaturowych i okien optycznych, ale ze względu na brak uporządkowania struktury krystalicznej nie nadają się do zastosowań piezoelektrycznych.

Wafle z kwarcu hodowanego

Wafle kwarcowe hodowane metodą syntetyczną wytwarzają kryształy bez defektów o precyzyjnej orientacji sieci. Te wafle są projektowane do zastosowań wymagających:

Dokładne kąty cięcia (cięcie X, Y, Z, AT itd.)
Oscylatory wysokiej częstotliwości i filtry SAW
Polaryzatory optyczne i zaawansowane urządzenia MEMS

Proces produkcyjny obejmuje hodowlę zaszczepianą w autoklawach, a następnie krojenie, orientację, wyżarzanie i polerowanie.

Wiodący dostawcy płytek kwarcowych

Globalni dostawcy specjalizujący się w precyzyjnych płytkach kwarcowych to m.in.:

Heraeus(Niemcy) – kwarc topiony i syntetyczny
Kwarc Shin-Etsu(Japonia) – roztwory płytek o wysokiej czystości
WaferPro(USA) – płytki kwarcowe o dużej średnicy i podłoża
Korth Kristalle(Niemcy) – syntetyczne płytki kryształowe

Ewoluująca rola płytek kwarcowych

Płytki kwarcowe nadal ewoluują jako niezbędne elementy w powstających krajobrazach technologicznych:

Miniaturyzacja– Płytki kwarcowe są produkowane z mniejszymi tolerancjami, co umożliwia integrację kompaktowych urządzeń.
Elektronika o wyższej częstotliwości– Nowe projekty płytek kwarcowych są wdrażane w obszarze fal milimetrowych i THz dla sieci 6G i radarów.
Czujniki nowej generacji– Od pojazdów autonomicznych po przemysłowy IoT, czujniki oparte na kwarcu stają się coraz ważniejsze.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące płytek kwarcowych

1. Czym jest płytka kwarcowa?

Płytka kwarcowa to cienki, płaski dysk wykonany z krystalicznego dwutlenku krzemu (SiO₂), zazwyczaj produkowany w standardowych rozmiarach półprzewodników (np. 2", 3", 4", 6", 8" lub 12"). Znana ze swojej wysokiej czystości, stabilności termicznej i przejrzystości optycznej, płytka kwarcowa jest wykorzystywana jako podłoże lub nośnik w różnych zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji, takich jak produkcja półprzewodników, urządzenia MEMS, systemy optyczne i procesy próżniowe.

2. Jaka jest różnica między kwarcem a żelem krzemionkowym?

Kwarc jest krystaliczną stałą formą dwutlenku krzemu (SiO₂), natomiast żel krzemionkowy jest amorficzną i porowatą formą SiO₂, powszechnie stosowaną jako środek pochłaniający wilgoć.

Kwarc jest twardy, przezroczysty i wykorzystywany w zastosowaniach elektronicznych, optycznych i przemysłowych.
Żel krzemionkowy występuje w postaci małych kulek lub granulek i jest stosowany głównie do kontroli wilgotności w opakowaniach, urządzeniach elektronicznych i magazynach.

3. Do czego służą kryształy kwarcu?

Kryształy kwarcu są szeroko stosowane w elektronice i optyce ze względu na swoje właściwości piezoelektryczne (generują ładunek elektryczny pod wpływem naprężeń mechanicznych). Typowe zastosowania obejmują:

Oscylatory i kontrola częstotliwości(np. zegarki kwarcowe, zegary, mikrokontrolery)
Elementy optyczne(np. soczewki, płytki falowe, okna)
Rezonatory i filtryw urządzeniach RF i komunikacyjnych
Czujnikidla ciśnienia, przyspieszenia lub siły
Produkcja półprzewodnikówjako podłoża lub okna procesowe

4. Dlaczego w mikroprocesorach stosuje się kwarc?

Kwarc jest stosowany w aplikacjach związanych z mikroprocesorami, ponieważ oferuje:

Stabilność termicznapodczas procesów wysokotemperaturowych, takich jak dyfuzja i wyżarzanie
Izolacja elektrycznaze względu na swoje właściwości dielektryczne
Odporność chemicznado kwasów i rozpuszczalników stosowanych w produkcji półprzewodników
Precyzja wymiarowai niska rozszerzalność cieplna dla niezawodnego wyrównania litografii
Chociaż kwarc sam w sobie nie jest stosowany jako aktywny materiał półprzewodnikowy (jak krzem), odgrywa on istotną rolę pomocniczą w środowisku produkcyjnym, zwłaszcza w piecach, komorach i podłożach fotomasek.

O nas

Firma XKH specjalizuje się w rozwoju, produkcji i sprzedaży zaawansowanych technologicznie specjalistycznych szkieł optycznych i nowych materiałów kryształowych. Nasze produkty znajdują zastosowanie w elektronice optycznej, elektronice użytkowej oraz w wojsku. Oferujemy szafirowe komponenty optyczne, obudowy soczewek do telefonów komórkowych, ceramikę, płytki LT, węglik krzemu SIC, kwarc oraz kryształy półprzewodnikowe. Dzięki specjalistycznej wiedzy i najnowocześniejszemu sprzętowi, specjalizujemy się w przetwarzaniu produktów niestandardowych, dążąc do bycia wiodącym przedsiębiorstwem high-tech w branży materiałów optoelektronicznych.