Wafer di Quarzu SiO₂ Wafer di Quarzu Temperatura MEMS SiO₂ 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

Descrizzione corta:

I wafer di quarzu ghjocanu un rollu indispensabile in u prugressu di l'industrie elettroniche, di i semiconduttori è di l'ottica. Truvati in i smartphones chì guidanu u vostru GPS, integrati in stazioni base d'alta frequenza chì alimentanu e rete 5G, è integrati in strumenti chì fabricanu microchip di prossima generazione, i wafer di quarzu sò essenziali. Quessi substrati d'alta purezza permettenu innovazioni in tuttu, da l'informatica quantica à a fotonica avanzata. Malgradu esse derivati da unu di i minerali più abbundanti di a Terra, i wafer di quarzu sò cuncepiti secondu standard straordinarii di precisione è prestazioni.

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Funziunalità

Diagramma dettagliatu

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Cialde di silice fusa è vetru di quarzu otticu-2

Introduzione

Cialde di silice fusa è vetru di quarzu otticu

Chì sò i wafer di quarzu

I wafer di quarzu sò dischi fini è circulari creati da cristalli di quarzu sintetici ultra-puri. Disponibili in diametri standard chì varianu da 2 à 12 pollici, i wafer di quarzu varianu tipicamente in spessore da 0,5 mm à 6 mm. À u cuntrariu di u quarzu naturale, chì forma cristalli prismatici irregulari, u quarzu sinteticu hè cultivatu in cundizioni di laburatoriu strettamente cuntrullate, producendu strutture cristalline uniformi.

A cristallinità inerente di e lastre di quarzu furnisce una resistenza chimica senza paragone, una trasparenza ottica è una stabilità à alte temperature è à stress meccanicu. Queste caratteristiche rendenu e lastre di quarzu un cumpunente fundamentale per i dispositivi di precisione utilizati in a trasmissione di dati, u rilevamentu, u calculu è e tecnulugie basate nantu à u laser.

Specifiche di e cialde di quarzu

Tipu di quarzu	4	6	8	12
Dimensione
Diametru (pollice)	4	6	8	12
Spessore (mm)	0,05–2	0,25–5	0,3–5	0,4–5
Tolleranza di Diametru (inch)	±0,1	±0,1	±0,1	±0,1
Tolleranza di spessore (mm)	persunalizabile	persunalizabile	persunalizabile	persunalizabile
Proprietà Ottiche
Indice di rifrazione @365 nm	1.474698	1.474698	1.474698	1.474698
Indice di rifrazione @546.1 nm	1.460243	1.460243	1.460243	1.460243
Indice di rifrazione @1014 nm	1.450423	1.450423	1.450423	1.450423
Trasmittanza interna (1250–1650 nm)	>99,9%	>99,9%	>99,9%	>99,9%
Trasmittanza Totale (1250–1650 nm)	>92%	>92%	>92%	>92%
Qualità di machinazione
TTV (Variazione di Spessore Totale, µm)	<3	<3	<3	<3
Planarità (µm)	≤15	≤15	≤15	≤15
Rugosità di a superficia (nm)	≤1	≤1	≤1	≤1
Arcu (µm)	<5	<5	<5	<5
Proprietà fisiche
Densità (g/cm³)	2.20	2.20	2.20	2.20
Modulu di Young (GPa)	74.20	74.20	74.20	74.20
Durezza di Mohs	6–7	6–7	6–7	6–7
Modulu di taglio (GPa)	31.22	31.22	31.22	31.22
Rapportu di Poisson	0,17	0,17	0,17	0,17
Resistenza à a cumpressione (GPa)	1.13	1.13	1.13	1.13
Resistenza à a trazione (MPa)	49	49	49	49
Costante dielettrica (1 MHz)	3,75	3,75	3,75	3,75
Proprietà Termiche
Puntu di deformazione (10¹⁴.⁵ Pa·s)	1000°C	1000°C	1000°C	1000°C
Puntu di ricottura (10¹³ Pa·s)	1160°C	1160°C	1160°C	1160°C
Puntu di rammollimentu (10⁷.⁶ Pa·s)	1620°C	1620°C	1620°C	1620°C

Applicazioni di e cialde di quarzu

I wafer di quarzu sò cuncepiti apposta per risponde à l'applicazioni esigenti in tutti i settori, cumpresi:

Elettronica è Dispositivi RF

I wafer di quarzu sò u core di i risonatori è oscillatori di cristallu di quarzu chì furniscenu signali di clock per smartphones, unità GPS, computer è dispositivi di cumunicazione wireless.
A so bassa dilatazione termica è l'altu fattore Q rendenu i wafer di quarzu perfetti per i circuiti di temporizazione ad alta stabilità è i filtri RF.

Optoelettronica è Imaging

I wafer di quarzu offrenu una eccellente trasmittanza UV è IR, ciò chì li rende ideali per lenti ottiche, divisori di fasciu, finestre laser è rilevatori.
A so resistenza à a radiazione permette l'usu in strumenti di fisica d'alta energia è spaziali.

Semiconduttori è MEMS

I wafer di quarzu servenu cum'è substrati per i circuiti semiconduttori d'alta frequenza, in particulare in l'applicazioni GaN è RF.
In i MEMS (Sistemi Microelettromeccanichi), i wafer di quarzu cunvertenu i signali meccanichi in elettrichi per via di l'effettu piezoelettricu, attivendu sensori cum'è giroscopi è accelerometri.

Fabbricazione Avanzata è Laboratori

I wafer di quarzu di alta purezza sò largamente aduprati in laboratori chimichi, biomedicali è fotonici per cellule ottiche, cuvette UV è manipolazione di campioni ad alta temperatura.
A so cumpatibilità cù l'ambienti estremi li rende adatti per e camere à plasma è l'arnesi di deposizione.

Cumu si facenu e cialde di quarzu

Ci sò duie vie principali di fabricazione per i wafer di quarzu:

Cialde di quarzu fusu

I wafer di quarzu fusi sò fatti fundendu granuli di quarzu naturale in un vetru amorfu, poi tagliendu è lucidendu u bloccu solidu in wafer sottili. Quessi wafer di quarzu offrenu:

Trasparenza UV eccezziunale
Ampia gamma di funziunamentu termicu (> 1100 ° C)
Eccellente resistenza à i shock termichi

Sò ideali per l'attrezzatura di litografia, i forni à alta temperatura è e finestre ottiche, ma ùn sò micca adatti per l'applicazioni piezoelettriche per via di a mancanza d'ordine cristallinu.

Cialde di quarzu cultivate

I wafer di quarzu cultivati sò cultivati sinteticamente per pruduce cristalli senza difetti cù un orientamentu di reticolo precisu. Quessi wafer sò cuncepiti per applicazioni chì richiedenu:

Anguli di tagliu esatti (X, Y, Z, AT, ecc.)
Oscillatori d'alta frequenza è filtri SAW
Polarizatori ottici è dispositivi MEMS avanzati

U prucessu di pruduzzione implica a crescita di sementi in autoclave, seguita da tagliu, orientazione, ricottura è lucidatura.

I principali fornitori di wafer di quarzu

I fornitori mundiali specializati in wafer di quarzu d'alta precisione includenu:

Heraeus(Germania) – quarzu fusu è sinteticu
Quarzu Shin-Etsu(Giappone) - suluzioni di wafer di alta purezza
WaferPro(USA) – wafer è substrati di quarzu di grande diametru
Korth Kristalle(Germania) – cialde di cristallu sinteticu

U rolu in evoluzione di e cialde di quarzu

I wafer di quarzu cuntinueghjanu à evoluzione cum'è cumpunenti essenziali in i paisaghji tecnologichi emergenti:

Miniaturizazione– E cialde di quarzu sò fabbricate cù tolleranze più strette per l'integrazione di dispositivi compatti.
Elettronica di Frequenza Più Alta– I novi disinni di wafer di quarzu si stanu spinghjendu in i duminii mmWave è THz per a 6G è u radar.
Rilevamentu di prossima generazione– Da i veiculi autonomi à l'IoT industriale, i sensori à basa di quarzu stanu diventendu sempre più vitali.

Dumande frequenti nantu à e cialde di quarzu

1. Chì ghjè una cialda di quarzu ?

Una cialda di quarzu hè un discu finu è pianu fattu di diossidu di siliciu cristallinu (SiO₂), tipicamente fabbricatu in dimensioni standard di semiconduttori (per esempiu, 2", 3", 4", 6", 8", o 12"). Cunnisciuta per a so alta purezza, stabilità termica è trasparenza ottica, una cialda di quarzu hè aduprata cum'è substratu o supportu in varie applicazioni di alta precisione cum'è a fabricazione di semiconduttori, i dispositivi MEMS, i sistemi ottici è i prucessi di vuoto.

2. Chì ghjè a differenza trà u quarzu è u gel di silice ?

U quarzu hè una forma solida cristallina di diossidu di siliciu (SiO₂), mentre chì u gel di silice hè una forma amorfa è porosa di SiO₂, cumunemente usata cum'è dissecante per assorbe l'umidità.

U quarzu hè duru, trasparente, è hè adupratu in applicazioni elettroniche, ottiche è industriali.
U gel di silice si prisenta cum'è piccule perle o granuli è hè principalmente adupratu per u cuntrollu di l'umidità in l'imballaggi, l'elettronica è u almacenamentu.

3. À chì servenu i cristalli di quarzu ?

I cristalli di quarzu sò largamente usati in elettronica è ottica per via di e so proprietà piezoelettriche (generanu una carica elettrica sottu stress meccanicu). L'applicazioni cumuni includenu:

Oscillatori è cuntrollu di frequenza(per esempiu, orologi à quarzu, orologi, microcontrollori)
cumpunenti ottichi(per esempiu, lenti, lastre d'onda, finestre)
Risonatori è filtriin RF è dispositivi di cumunicazione
Sensoriper pressione, accelerazione o forza
Fabricazione di semiconduttoricum'è substrati o finestre di prucessu

4. Perchè si usa u quarzu in i microchip ?

U quarzu hè adupratu in applicazioni relative à i microchip perchè offre:

Stabilità termicadurante i prucessi à alta temperatura cum'è a diffusione è a ricottura
Isolamentu elettricuper via di e so proprietà dielettriche
Resistenza chimicaà l'acidi è i solventi utilizati in a fabricazione di semiconduttori
Precisione dimensionaleè bassa espansione termica per un allineamentu litugraficu affidabile
Mentre u quarzu stessu ùn hè micca adupratu cum'è materiale semiconduttore attivu (cum'è u siliciu), ghjoca un rolu vitale di supportu in l'ambiente di fabricazione, in particulare in forni, camere è substrati di fotomaschere.

Nantu à noi

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