SiO₂ քվարցե վաֆլի Քվարցե վաֆլի SiO₂ MEMS ջերմաստիճան 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Մանրամասն դիագրամ


Ներածություն

Քվարցե վաֆլիները անփոխարինելի դեր են խաղում էլեկտրոնիկայի, կիսահաղորդիչների և օպտիկայի արդյունաբերությունների զարգացման գործում: Գտնվելով ձեր GPS-ը կառավարող սմարթֆոններում, ներդրված 5G ցանցերը սնուցող բարձր հաճախականության բազային կայաններում և ինտեգրված նոր սերնդի միկրոչիպեր արտադրող գործիքներում, քվարցե վաֆլիները կարևոր են: Այս բարձր մաքրության հիմքերը հնարավորություն են տալիս նորարարություններ իրականացնել ամեն ինչում՝ քվանտային հաշվարկներից մինչև առաջադեմ ֆոտոնիկա: Չնայած Երկրի ամենաշատ հանքանյութերից մեկից ստացվելուն, քվարցե վաֆլիները նախագծված են ճշգրտության և կատարողականության արտակարգ չափանիշներով:
Ի՞նչ են քվարցե վաֆլիները
Քվարցե վաֆլիները բարակ, շրջանաձև սկավառակներ են, որոնք ստեղծվել են գերմաքուր սինթետիկ քվարցե բյուրեղից: Հասանելի լինելով 2-ից 12 դյույմ ստանդարտ տրամագծով, քվարցե վաֆլիները սովորաբար ունեն 0.5 մմ-ից մինչև 6 մմ հաստություն: Ի տարբերություն բնական քվարցի, որը ձևավորում է անկանոն պրիզմայաձև բյուրեղներ, սինթետիկ քվարցը աճեցվում է խիստ վերահսկվող լաբորատոր պայմաններում՝ առաջացնելով միատարր բյուրեղային կառուցվածքներ:
Քվարցե թիթեղների բնորոշ բյուրեղայնությունը ապահովում է անգերազանցելի քիմիական դիմադրություն, օպտիկական թափանցիկություն և կայունություն բարձր ջերմաստիճանի և մեխանիկական լարվածության պայմաններում: Այս առանձնահատկությունները քվարցե թիթեղները դարձնում են տվյալների փոխանցման, զգայունության, հաշվարկների և լազերային տեխնոլոգիաների մեջ օգտագործվող ճշգրիտ սարքերի հիմնարար բաղադրիչ:
Քվարցե վաֆլիի տեխնիկական բնութագրերը
Քվարցի տեսակը | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Չափս | ||||
Տրամագիծ (դյույմ) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Հաստություն (մմ) | 0.05–2 | 0.25–5 | 0.3–5 | 0.4–5 |
Տրամագծի հանդուրժողականություն (դյույմ) | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 |
Հաստության հանդուրժողականություն (մմ) | Կարգավորելի | Կարգավորելի | Կարգավորելի | Կարգավորելի |
Օպտիկական հատկություններ | ||||
Բեկման ինդեքս @365 նմ | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
Բեկման ինդեքս @546.1 նմ | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Բեկման ինդեքս @1014 նմ | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Ներքին թափանցելիություն (1250–1650 նմ) | >99.9% | >99.9% | >99.9% | >99.9% |
Ընդհանուր թափանցելիություն (1250–1650 նմ) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Մեքենաշինության որակը | ||||
TTV (Ընդհանուր հաստության տատանում, մկմ) | <3 | <3 | <3 | <3 |
Հարթություն (մկմ) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
Մակերեսի կոպտություն (նմ) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
Աղեղ (մկմ) | <5 | <5 | <5 | <5 |
Ֆիզիկական հատկություններ | ||||
Խտություն (գ/սմ³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Յանգի մոդուլ (GPa) | 74.20 | 74.20 | 74.20 | 74.20 |
Մոհսի կարծրություն | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
Սղման մոդուլ (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
Պուասոնի հարաբերակցությունը | 0.17 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
Սեղմման ամրություն (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Ձգման ամրություն (ՄՊա) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Դիէլեկտրիկ հաստատուն (1 ՄՀց) | 3.75 | 3.75 | 3.75 | 3.75 |
Ջերմային հատկություններ | ||||
Լարվածության կետ (10¹⁴.5 Պա·վ) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
Հալման կետ (10¹³ Պա·վ) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Փափկացման կետ (10⁷.⁶ Պա·վ) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Քվարցե վաֆլիների կիրառությունները
Քվարցե վեֆլիները նախագծվում են հատուկ պահանջարկ ունեցող ոլորտներին համապատասխան, ներառյալ՝
Էլեկտրոնիկա և ռադիոհաճախականության սարքեր
- Քվարցե վեֆլիները քվարցե բյուրեղային ռեզոնատորների և օսցիլյատորների միջուկն են, որոնք ժամացույցի ազդանշաններ են տրամադրում սմարթֆոնների, GPS սարքերի, համակարգիչների և անլար կապի սարքերի համար։
- Դրանց ցածր ջերմային ընդարձակման և բարձր Q-գործակցի շնորհիվ քվարցե վեֆլիները կատարյալ են դառնում բարձր կայունության ժամանակային սխեմաների և ռադիոհաճախականության ֆիլտրերի համար։
Օպտոէլեկտրոնիկա և պատկերագրություն
- Քվարցե թիթեղները ապահովում են ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթների գերազանց թափանցելիություն, ինչը դրանք իդեալական է դարձնում օպտիկական ոսպնյակների, ճառագայթի բաժանիչների, լազերային պատուհանների և դետեկտորների համար։
- Դրանց ճառագայթման դիմադրությունը հնարավորություն է տալիս օգտագործել բարձր էներգիայի ֆիզիկայի և տիեզերական գործիքներում։
Կիսահաղորդչային և MEMS
- Քվարցե թիթեղները ծառայում են որպես հիմք բարձր հաճախականության կիսահաղորդչային սխեմաների համար, հատկապես GaN և RF կիրառություններում։
- MEMS-ում (միկրոէլեկտրամեխանիկական համակարգեր) քվարցե թիթեղները մեխանիկական ազդանշանները վերածում են էլեկտրականների՝ պիեզոէլեկտրական էֆեկտի միջոցով, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել գիրոսկոպների և աքսելերոմետրերի նման սենսորներ։
Առաջադեմ արտադրություն և լաբորատորիաներ
- Բարձր մաքրության քվարցե թիթեղները լայնորեն կիրառվում են քիմիական, կենսաբժշկական և ֆոտոնային լաբորատորիաներում՝ օպտիկական բջիջների, ուլտրամանուշակագույն կյուվետների և բարձր ջերմաստիճանի նմուշների մշակման համար։
- Նրանց համատեղելիությունը ծայրահեղ միջավայրերի հետ դրանք հարմար է դարձնում պլազմային խցիկների և նստեցման գործիքների համար։
Ինչպես են պատրաստվում քվարցե վաֆլիները
Քվարցային վաֆլիների արտադրության երկու հիմնական ուղի կա.
Հալված քվարցե վաֆլիներ
Հալված քվարցե վաֆլիները պատրաստվում են բնական քվարցե հատիկները ամորֆ ապակու մեջ հալեցնելով, այնուհետև պինդ բլոկը կտրատելով և հղկելով բարակ վաֆլիների: Այս քվարցե վաֆլիները առաջարկում են.
- Բացառիկ ուլտրամանուշակագույն թափանցիկություն
- Լայն ջերմային աշխատանքային տիրույթ (>1100°C)
- Գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրություն
Դրանք իդեալական են լիտոգրաֆիկ սարքավորումների, բարձր ջերմաստիճանի վառարանների և օպտիկական պատուհանների համար, բայց հարմար չեն պիեզոէլեկտրական կիրառությունների համար՝ բյուրեղային կարգուկանոնի բացակայության պատճառով։
Մշակված քվարցե վաֆլիներ
Մշակված քվարցե վաֆլիները սինթետիկորեն աճեցվում են՝ ճշգրիտ ցանցային կողմնորոշմամբ արատներից զերծ բյուրեղներ ստանալու համար: Այս վաֆլիները նախագծված են հետևյալ կիրառությունների համար.
- Ճշգրիտ կտրման անկյուններ (X-, Y-, Z-, AT-կտրվածք և այլն)
- Բարձր հաճախականության օսցիլյատորներ և SAW ֆիլտրեր
- Օպտիկական բևեռացնող սարքեր և առաջադեմ MEMS սարքեր
Արտադրական գործընթացը ներառում է ավտոկլավներում սերմերի աճեցում, որին հաջորդում են կտրատումը, կողմնորոշումը, թրծումը և հղկումը։
Առաջատար քվարցե վաֆլի մատակարարներ
Բարձր ճշգրտության քվարցային վաֆլիների մեջ մասնագիտացած համաշխարհային մատակարարների թվում են՝
- Հերեուս(Գերմանիա) – հալված և սինթետիկ քվարց
- Շին-Էցու քվարց(Ճապոնիա) – բարձր մաքրության վաֆլի լուծույթներ
- WaferPro(ԱՄՆ) – լայն տրամագծով քվարցե թիթեղներ և հիմքեր
- Կորթ Քրիստալե(Գերմանիա) – սինթետիկ բյուրեղային վաֆլիներ
Քվարցե վաֆլիների զարգացող դերը
Քվարցե վեֆլիները շարունակում են զարգանալ որպես զարգացող տեխնոլոգիական լանդշաֆտների էական բաղադրիչներ.
- Մանրադիտացում– Քվարցե վեֆլիները պատրաստվում են ավելի խիստ թույլատրելի շեղումներով՝ կոմպակտ սարքերի ինտեգրման համար։
- Բարձր հաճախականության էլեկտրոնիկա– Նոր քվարցե վեֆերի դիզայնները ներխուժում են mmWave և THz տիրույթներ 6G-ի և ռադարների համար։
- Հաջորդ սերնդի զգայունություն– Ինքնավար տրանսպորտային միջոցներից մինչև արդյունաբերական IoT, քվարցային սենսորները դառնում են ավելի կարևոր։
Հաճախակի տրվող հարցեր քվարցային վաֆլիների վերաբերյալ
1. Ի՞նչ է քվարցե վաֆլին։
Քվարցե վաֆլին բյուրեղային սիլիցիումի երկօքսիդից (SiO₂) պատրաստված բարակ, հարթ սկավառակ է, որը սովորաբար արտադրվում է կիսահաղորդչային ստանդարտ չափսերով (օրինակ՝ 2", 3", 4", 6", 8" կամ 12"): Հայտնի է իր բարձր մաքրությամբ, ջերմային կայունությամբ և օպտիկական թափանցիկությամբ, քվարցե վաֆլին օգտագործվում է որպես հիմք կամ կրիչ տարբեր բարձր ճշգրտության կիրառություններում, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային արտադրությունը, MEMS սարքերը, օպտիկական համակարգերը և վակուումային գործընթացները:
2. Ի՞նչ տարբերություն կա քվարցի և սիլիկատային գելի միջև։
Քվարցը սիլիցիումի երկօքսիդի (SiO₂) բյուրեղային պինդ ձև է, մինչդեռ սիլիցիումային գելը SiO₂-ի ամորֆ և ծակոտկեն ձև է, որը սովորաբար օգտագործվում է որպես չորացնող միջոց՝ խոնավությունը կլանելու համար։
- Քվարցը կարծր է, թափանցիկ և օգտագործվում է էլեկտրոնային, օպտիկական և արդյունաբերական կիրառություններում։
- Սիլիկա գելը հանդես է գալիս որպես փոքր գնդիկներ կամ հատիկներ և հիմնականում օգտագործվում է խոնավության վերահսկման համար փաթեթավորման, էլեկտրոնիկայի և պահեստավորման մեջ:
3. Ինչի՞ համար են օգտագործվում քվարցի բյուրեղները։
Քվարցի բյուրեղները լայնորեն կիրառվում են էլեկտրոնիկայում և օպտիկայում՝ իրենց պիեզոէլեկտրական հատկությունների շնորհիվ (մեխանիկական լարվածության տակ էլեկտրական լիցք են առաջացնում): Ընդհանուր կիրառությունները ներառում են՝
- Օսցիլյատորներ և հաճախականության կառավարում(օրինակ՝ քվարցային ժամացույցներ, ժամացույցներ, միկրոկառավարիչներ)
- Օպտիկական բաղադրիչներ(օրինակ՝ ոսպնյակներ, ալիքաձև թիթեղներ, պատուհաններ)
- Ռեզոնատորներ և ֆիլտրերՌադիոհաճախականության և կապի սարքերում
- Սենսորներճնշման, արագացման կամ ուժի համար
- Կիսահաղորդիչների արտադրությունորպես հիմքեր կամ գործընթացային պատուհաններ
4. Ինչո՞ւ է քվարցը օգտագործվում միկրոչիպերում։
Քվարցը օգտագործվում է միկրոչիպերի հետ կապված կիրառություններում, քանի որ այն առաջարկում է.
- Ջերմային կայունությունբարձր ջերմաստիճանային պրոցեսների ժամանակ, ինչպիսիք են դիֆուզիան և թրծումը
- Էլեկտրական մեկուսացումիր դիէլեկտրիկ հատկությունների շնորհիվ
- Քիմիական դիմադրությունկիսահաղորդչային արտադրության մեջ օգտագործվող թթուների և լուծիչների նկատմամբ
- Չափերի ճշգրտությունև ցածր ջերմային ընդարձակում՝ հուսալի լիտոգրաֆիկ հավասարեցման համար
- Չնայած քվարցն ինքնին չի օգտագործվում որպես ակտիվ կիսահաղորդչային նյութ (ինչպես սիլիցիումը), այն կարևոր օժանդակ դեր է խաղում արտադրական միջավայրում, հատկապես վառարաններում, խցիկներում և լուսանկարչական դիմակների հիմքերում։
Մեր մասին
XKH-ը մասնագիտանում է հատուկ օպտիկական ապակու և նոր բյուրեղային նյութերի բարձր տեխնոլոգիական մշակման, արտադրության և վաճառքի մեջ: Մեր արտադրանքը նախատեսված է օպտիկական էլեկտրոնիկայի, սպառողական էլեկտրոնիկայի և ռազմական նպատակների համար: Մենք առաջարկում ենք սափրային օպտիկական բաղադրիչներ, բջջային հեռախոսների ոսպնյակների պատյաններ, կերամիկա, LT, սիլիցիումի կարբիդային SIC, քվարց և կիսահաղորդչային բյուրեղային վաֆլիներ: Որակավորված փորձագիտությամբ և առաջատար սարքավորումներով մենք գերազանցում ենք ոչ ստանդարտ արտադրանքի մշակման ոլորտում՝ նպատակ ունենալով դառնալ առաջատար օպտոէլեկտրոնային նյութերի բարձր տեխնոլոգիական ձեռնարկություն:
