SiO₂ kvarcna pločica kvarcne pločice SiO₂ MEMS temperatura 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Detaljan dijagram


Uvod

Kvarcne pločice igraju nezamjenjivu ulogu u unapređenju industrije elektronike, poluprovodnika i optike. Nalaze se u pametnim telefonima koji vode vaš GPS, ugrađene su u visokofrekventne bazne stanice koje napajaju 5G mreže i integrirane u alate za proizvodnju mikročipova sljedeće generacije, kvarcne pločice su neophodne. Ovi visokočisti supstrati omogućavaju inovacije u svemu, od kvantnog računarstva do napredne fotonike. Uprkos tome što su izvedene iz jednog od najzastupljenijih minerala na Zemlji, kvarcne pločice su konstruirane prema izvanrednim standardima preciznosti i performansi.
Šta su kvarcne pločice
Kvarcne pločice su tanki, kružni diskovi napravljeni od ultra čistog sintetičkog kvarcnog kristala. Dostupne u standardnim promjerima od 2 do 12 inča, kvarcne pločice obično imaju debljinu od 0,5 mm do 6 mm. Za razliku od prirodnog kvarca, koji formira nepravilne prizmatične kristale, sintetički kvarc se uzgaja pod strogo kontroliranim laboratorijskim uvjetima, proizvodeći ujednačene kristalne strukture.
Inherentna kristalnost kvarcnih pločica pruža neusporedivu hemijsku otpornost, optičku transparentnost i stabilnost pri visokim temperaturama i mehaničkim naprezanjima. Ove karakteristike čine kvarcne pločice osnovnom komponentom za precizne uređaje koji se koriste u prijenosu podataka, senzorima, računarstvu i tehnologijama zasnovanim na laserima.
Specifikacije kvarcnih pločica
Tip kvarca | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Veličina | ||||
Prečnik (inči) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Debljina (mm) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
Tolerancija prečnika (inči) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
Tolerancija debljine (mm) | Prilagodljivo | Prilagodljivo | Prilagodljivo | Prilagodljivo |
Optička svojstva | ||||
Indeks prelamanja @365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
Indeks prelamanja @546,1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Indeks prelamanja @1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Unutrašnja propusnost (1250–1650 nm) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
Ukupna propusnost (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Kvalitet obrade | ||||
TTV (Ukupna varijacija debljine, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
Ravnost (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
Hrapavost površine (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Luk (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
Fizička svojstva | ||||
Gustoća (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Youngov modul (GPa) | 74,20 | 74,20 | 74,20 | 74,20 |
Mohsova tvrdoća | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
Modul smicanja (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
Poissonov koeficijent | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
Tlačna čvrstoća (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Zatezna čvrstoća (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Dielektrična konstanta (1 MHz) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
Termička svojstva | ||||
Tačka naprezanja (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
Tačka žarenja (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Tačka omekšavanja (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Primjena kvarcnih pločica
Kvarcne pločice su posebno konstruirane kako bi zadovoljile zahtjevne primjene u različitim industrijama, uključujući:
Elektronika i RF uređaji
- Kvarcne pločice su jezgro kvarcnih kristalnih rezonatora i oscilatora koji pružaju taktne signale za pametne telefone, GPS uređaje, računare i bežične komunikacijske uređaje.
- Njihova niska termička ekspanzija i visoki Q-faktor čine kvarcne pločice savršenim za visokostabilna vremenska kola i RF filtere.
Optoelektronika i snimanje
- Kvarcne pločice nude odličnu UV i IR propusnost, što ih čini idealnim za optička sočiva, razdjelnike snopa, laserske prozore i detektore.
- Njihova otpornost na zračenje omogućava upotrebu u fizici visokih energija i svemirskim instrumentima.
Poluprovodnici i MEMS
- Kvarcne pločice služe kao podloge za visokofrekventna poluprovodnička kola, posebno u GaN i RF primjenama.
- U MEMS-u (mikro-elektromehaničkim sistemima), kvarcne pločice pretvaraju mehaničke signale u električne putem piezoelektričnog efekta, omogućavajući senzore poput žiroskopa i akcelerometara.
Napredna proizvodnja i laboratorije
- Visokočiste kvarcne pločice se široko koriste u hemijskim, biomedicinskim i fotonskim laboratorijama za optičke ćelije, UV kivete i rukovanje uzorcima na visokim temperaturama.
- Njihova kompatibilnost s ekstremnim okruženjima čini ih pogodnim za plazma komore i alate za taloženje.
Kako se prave kvarcne pločice
Postoje dva glavna načina proizvodnje kvarcnih pločica:
Ploča od taljenog kvarca
Pločice od taljenog kvarca izrađuju se topljenjem prirodnih kvarcnih granula u amorfno staklo, a zatim rezanjem i poliranjem čvrstog bloka u tanke pločice. Ove kvarcne pločice nude:
- Izuzetna UV transparentnost
- Širok termički radni opseg (>1100°C)
- Odlična otpornost na termalne udare
Idealni su za litografsku opremu, visokotemperaturne peći i optičke prozore, ali nisu pogodni za piezoelektrične primjene zbog nedostatka kristalnog uređenja.
Kultivirane kvarcne pločice
Kultivisane kvarcne pločice se uzgajaju sintetički kako bi se dobili kristali bez defekata sa preciznom orijentacijom rešetke. Ove pločice su projektovane za primjene koje zahtijevaju:
- Tačni uglovi rezanja (X-, Y-, Z-, AT-rez, itd.)
- Visokofrekventni oscilatori i SAW filteri
- Optički polarizatori i napredni MEMS uređaji
Proizvodni proces uključuje rast sjemena u autoklavima, nakon čega slijedi rezanje, orijentacija, žarenje i poliranje.
Vodeći dobavljači kvarcnih pločica
Globalni dobavljači specijalizirani za visokoprecizne kvarcne pločice uključuju:
- Heraeus(Njemačka) – taljeni i sintetički kvarc
- Shin-Etsu kvarc(Japan) – rješenja za visokočiste pločice
- WaferPro(SAD) – kvarcne pločice i podloge širokog promjera
- Korth Kristalle(Njemačka) – sintetičke kristalne pločice
Razvojna uloga kvarcnih pločica
Kvarcne pločice nastavljaju da se razvijaju kao esencijalne komponente u novim tehnološkim pejzažima:
- Miniaturizacija– Kvarcne pločice se izrađuju sa strožim tolerancijama za kompaktnu integraciju uređaja.
- Elektronika više frekvencije– Novi dizajni kvarcnih pločica probijaju se u mmWave i THz domene za 6G i radar.
- Senzori sljedeće generacije– Od autonomnih vozila do industrijskog interneta stvari, senzori bazirani na kvarcu postaju sve važniji.
Često postavljana pitanja o kvarcnim pločicama
1. Šta je kvarcna pločica?
Kvarcna pločica je tanki, ravni disk napravljen od kristalnog silicijum dioksida (SiO₂), obično proizveden u standardnim veličinama poluprovodnika (npr. 2", 3", 4", 6", 8" ili 12"). Poznata po svojoj visokoj čistoći, termičkoj stabilnosti i optičkoj transparentnosti, kvarcna pločica se koristi kao podloga ili nosač u raznim visokopreciznim primjenama kao što su izrada poluprovodnika, MEMS uređaji, optički sistemi i vakuumski procesi.
2. Koja je razlika između kvarca i silika gela?
Kvarc je kristalni čvrsti oblik silicijum dioksida (SiO₂), dok je silika gel amorfni i porozni oblik SiO₂, koji se obično koristi kao sredstvo za sušenje za apsorpciju vlage.
- Kvarc je tvrd, proziran i koristi se u elektroničkim, optičkim i industrijskim primjenama.
- Silika gel se pojavljuje u obliku malih kuglica ili granula i prvenstveno se koristi za kontrolu vlažnosti u pakovanju, elektronici i skladištenju.
3. Za šta se koriste kvarcni kristali?
Kristali kvarca se široko koriste u elektronici i optici zbog svojih piezoelektričnih svojstava (generiraju električni naboj pod mehaničkim naprezanjem). Uobičajene primjene uključuju:
- Oscilatori i kontrola frekvencije(npr. kvarcni satovi, ručni satovi, mikrokontroleri)
- Optičke komponente(npr. sočiva, talasne ploče, prozori)
- Rezonatori i filteriu RF i komunikacijskim uređajima
- Senzoriza pritisak, ubrzanje ili silu
- Izrada poluprovodnikakao podloge ili procesni prozori
4. Zašto se kvarc koristi u mikročipovima?
Kvarc se koristi u primjenama vezanim za mikročipove jer nudi:
- Termička stabilnosttokom procesa na visokim temperaturama poput difuzije i žarenja
- Električna izolacijazbog svojih dielektričnih svojstava
- Hemijska otpornostna kiseline i rastvarače koji se koriste u proizvodnji poluprovodnika
- Dimenzionalna preciznosti nisko termičko širenje za pouzdano poravnanje litografije
- Iako se sam kvarc ne koristi kao aktivni poluprovodnički materijal (poput silicija), on igra vitalnu prateću ulogu u proizvodnom okruženju - posebno u pećima, komorama i podlogama za fotomaske.
O nama
XKH se specijalizirao za visokotehnološki razvoj, proizvodnju i prodaju specijalnog optičkog stakla i novih kristalnih materijala. Naši proizvodi služe optičkoj elektronici, potrošačkoj elektronici i vojsci. Nudimo safirne optičke komponente, poklopce za sočiva mobilnih telefona, keramiku, LT, silicijum karbidne SIC, kvarcne i poluprovodničke kristalne pločice. Sa stručnim znanjem i najsavremenijom opremom, ističemo se u obradi nestandardnih proizvoda, s ciljem da postanemo vodeće visokotehnološko preduzeće u oblasti optoelektronskih materijala.
