SiO₂ Quarzwafer Quarzwaferen SiO₂ MEMS Temperatur 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Detailéiert Diagramm
Aféierung
Quarzwafer spille eng onverzichtbar Roll fir d'Entwécklung vun der Elektronik-, Hallefleeder- an Optikindustrie. Quarzwafere si wesentlech a Smartphones ze fannen, déi Äre GPS guidéieren, agebaut an Héichfrequenzbasisstatiounen, déi 5G-Netzwierker bedreiwen, an an Tools integréiert, déi Mikrochips vun der nächster Generatioun hierstellen. Dës héichreine Substrate erméiglechen Innovatiounen an allem, vu Quantecomputer bis zu fortgeschratt Photonik. Obwuel se aus engem vun de meescht verbreetene Mineralstoffer op der Äerd gewonnen sinn, gi Quarzwafer no aussergewéinleche Standarde vu Präzisioun a Leeschtung entwéckelt.
Wat sinn Quarzwaferen
Quarzwafere si dënn, kreesfërmeg Scheiwen, déi aus ultra-reine synthetesche Quarzkristaller hiergestallt ginn. Quarzwafere si mat Standardduerchmiesser vun 2 bis 12 Zoll verfügbar an hunn typescherweis eng Déckt vun 0,5 mm bis 6 mm. Am Géigesaz zu natierleche Quarz, deen onregelméisseg prismatesch Kristaller bildt, gëtt synthetesche Quarz ënner streng kontrolléierte Laborbedingungen ugebaut, wouduerch eenheetlech Kristallstrukture produzéiert ginn.
Déi inherent Kristallinitéit vu Quarzwafere bitt eng oniwwertraff chemesch Resistenz, optesch Transparenz a Stabilitéit bei héijen Temperaturen a mechaneschem Stress. Dës Eegeschafte maachen Quarzwafere zu engem Grondbestanddeel fir Präzisiounsapparater, déi an der Dateniwwerdroung, der Detektioun, der Berechnung an de laserbaséierten Technologien agesat ginn.
Spezifikatioune vu Quarzwafer
| Quarz Typ | 4 | 6 | 8 | 12 |
|---|---|---|---|---|
| Gréisst | ||||
| Duerchmiesser (Zoll) | 4 | 6 | 8 | 12 |
| Déckt (mm) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
| Duerchmiesser Toleranz (Zoll) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
| Déckt Toleranz (mm) | Personaliséierbar | Personaliséierbar | Personaliséierbar | Personaliséierbar |
| Optesch Eegeschaften | ||||
| Breechungsindex @365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
| Breechungsindex @546,1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
| Breechungsindex @1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
| Intern Transmittanz (1250–1650 nm) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
| Total Transmittanz (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
| Bearbechtungsqualitéit | ||||
| TTV (Gesamtdickenvariatioun, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
| Flaachheet (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
| Uewerflächenrauheet (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| Béi (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
| Physikalesch Eegeschaften | ||||
| Dicht (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
| Young säi Modul (GPa) | 74,20 | 74,20 | 74,20 | 74,20 |
| Mohs-Härkeet | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
| Schéiermodul (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
| Poisson-Verhältnis | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
| Kompressiounsstäerkt (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
| Zuchfestigkeit (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
| Dielektresch Konstant (1 MHz) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
| Thermesch Eegeschaften | ||||
| Dehnungspunkt (10¹⁴,5 Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
| Glühpunkt (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
| Erweichungspunkt (10⁷,⁶ Pa·s) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Uwendungen vu Quarzwaferen
Quarzwafere gi speziell entwéckelt fir usprochsvoll Uwendungen an allen Industrien gerecht ze ginn, dorënner:
Elektronik an HF-Geräter
- Quarzwafere sinn den zentrale Faktor fir Quarzkristallresonatoren an Oszillatoren, déi Auersignaler fir Smartphones, GPS-Geräter, Computeren a drahtlos Kommunikatiounsgeräter liwweren.
- Hir niddreg thermesch Expansioun an hiren héije Q-Faktor maachen Quarzwafere perfekt fir héichstabilitéits Timing-Schaltkreesser an HF-Filter.
Optoelektronik an Imaging
- Quarzwafere bidden eng exzellent UV- an IR-Transmittanz, wouduerch se ideal fir optesch Lënsen, Stralesplitter, Laserfënsteren an Detektoren sinn.
- Hir Resistenz géint Stralung erméiglecht d'Benotzung an Héichenergiephysik a Weltrauminstrumenter.
Halbleiter a MEMS
- Quarzwafere déngen als Substrate fir Héichfrequenz-Halbleiterschaltungen, besonnesch a GaN- an RF-Applikatiounen.
- A MEMS (Mikro-Elektromechanesch Systemer) konvertéiere Quarzwafer mechanesch Signaler iwwer de piezoelektreschen Effekt an elektresch Signaler, wouduerch Sensoren wéi Gyroskoper an Beschleunigungsmesser aktivéiert kënne ginn.
Fortgeschratt Produktioun & Labore
- Héichreine Quarzwafere gi wäit verbreet a chemeschen, biomedizineschen a photonesche Labore fir optesch Zellen, UV-Kuvetten an d'Handhabung vu Prouwe bei héijen Temperaturen agesat.
- Hir Kompatibilitéit mat extremen Ëmfeld mécht se gëeegent fir Plasmakammeren an Oflagerungsinstrumenter.
Wéi Quarzwafere gemaach ginn
Et ginn zwou Haaptproduktiounsweeër fir Quarzwaferen:
Schmelz Quarzwaferen
Schmelzte Quarzwafer ginn hiergestallt andeems natierlech Quarzgranulat an en amorpht Glas geschmolz gëtt, an duerno de massive Block a dënn Wafere geschnidden a poléiert gëtt. Dës Quarzwafer bidden:
- Aussergewéinlech UV-Transparenz
- Breet thermescht Betribsberäich (>1100°C)
- Excellent Widderstandsfäegkeet géint thermesch Schock
Si sinn ideal fir Lithographie-Ausrüstung, Héichtemperaturuewen an optesch Fënsteren, awer net gëeegent fir piezoelektresch Uwendungen wéinst dem Manktem u kristalliner Uerdnung.
Kultivéiert Quarzwaferen
Kultivéiert Quarzwafer gi synthetesch ugebaut fir defektfräi Kristaller mat enger präziser Gitterorientéierung ze produzéieren. Dës Wafere si fir Uwendungen entwéckelt, déi folgendes erfuerderen:
- Genau Schnëttwénkelen (X-, Y-, Z-, AT-Schnëtt, etc.)
- Héichfrequenzossillatoren a SAW-Filter
- Optesch Polarisatoren an fortgeschratt MEMS-Geräter
De Produktiounsprozess ëmfaasst d'Wuesstem vu Somen an Autoklaven, gefollegt vum Schnëtt, der Orientéierung, dem Glühen an dem Poléieren.
Féierend Quarzwafer Fournisseuren
Global Fournisseuren, déi sech op héichpräzis Quarzwafer spezialiséiert hunn, sinn ënner anerem:
- Heraeus(Däitschland) – geschmolzene a synthetesche Quarz
- Shin-Etsu Quartz(Japan) – héichreine Waferléisungen
- WaferPro(USA) – Quarzwaferen a Substrater mat groussem Duerchmiesser
- Korth Kristalle(Däitschland) – synthetesch Kristallwaferen
Déi evoluéierend Roll vu Quarzwaferen
Quarzwafere entwéckelen sech weider als essentiell Komponenten an opkomende Technologielandschaften:
- Miniaturiséierung– Quarzwafere gi mat méi enken Toleranzen fir kompakt Apparatintegratioun hiergestallt.
- Elektronik mat méi héijer Frequenz– Nei Quarzwafer-Designen drécken an d'mmWave- an THz-Beräicher fir 6G a Radar.
- Sensorik vun der nächster Generatioun– Vun autonomen Gefierer bis zum industriellen IoT ginn Sensoren op Basis vu Quarz ëmmer méi wichteg.
Dacks gestallte Froen iwwer Quarzwaferen
1. Wat ass e Quarzwafer?
E Quarzwafer ass eng dënn, flaach Scheif aus kristallineschem Siliziumdioxid (SiO₂), déi typescherweis a Standard-Hallefleedergréissten (z.B. 2", 3", 4", 6", 8" oder 12") hiergestallt gëtt. Bekannt fir seng héich Rengheet, thermesch Stabilitéit an optesch Transparenz, gëtt e Quarzwafer als Substrat oder Träger a verschiddenen héichpräzisen Uwendungen, wéi z.B. d'Hallefleederfabrikatioun, MEMS-Apparater, optesch Systemer a Vakuumprozesser, benotzt.
2. Wat ass den Ënnerscheed tëscht Quarz a Kieselgel?
Quarz ass eng kristallin fest Form vu Siliziumdioxid (SiO₂), während Kieselgel eng amorph a poréis Form vu SiO₂ ass, déi dacks als Dréchnungsmëttel benotzt gëtt fir Fiichtegkeet opzehuelen.
- Quarz ass haart, transparent a gëtt an elektroneschen, opteschen an industriellen Uwendungen benotzt.
- Kieselgel erschéngt a Form vu klenge Perlen oder Granulaten a gëtt haaptsächlech fir d'Kontroll vun der Fiichtegkeet an der Verpackung, an der Elektronik an a Lagerung benotzt.
3. Fir wat gi Quarzkristaller benotzt?
Quarzkristaller gi wäit an der Elektronik an der Optik benotzt wéinst hire piezoelektreschen Eegeschaften (si generéieren eng elektresch Ladung ënner mechanescher Belaaschtung). Zu de gängegen Uwendungen gehéieren:
- Oszillatoren a Frequenzkontroll(z.B. Quarzuhren, Aueren, Mikrocontroller)
- Optesch Komponenten(z.B. Lënsen, Wellenplacken, Fënsteren)
- Resonatoren a Filterenan RF- a Kommunikatiounsapparater
- Sensorenfir Drock, Beschleunigung oder Kraaft
- Fabrikatioun vu Hallefleiterals Substrater oder Prozessfënsteren
4. Firwat gëtt Quarz a Mikrochips benotzt?
Quarz gëtt a Mikrochip-bezunnen Uwendungen benotzt, well et folgendes ubitt:
- Thermesch Stabilitéitbei Héichtemperaturprozesser wéi Diffusioun an Glühung
- Elektresch Isolatiounwéinst senge dielektresche Eegeschaften
- Chemesch Resistenzop Säuren a Léisungsmëttel, déi an der Hallefleederfabrikatioun benotzt ginn
- Dimensiounspräzisiouna geréng thermesch Expansioun fir zouverlässeg Lithographie-Ausriichtung
- Obwuel Quarz selwer net als aktivt Hallefleitmaterial (wéi Silizium) benotzt gëtt, spillt et eng wichteg ënnerstëtzend Roll an der Fabrikatiounsëmfeld - besonnesch an Uewen, Kammeren a Photomaskesubstrater.
Iwwer eis
XKH spezialiséiert sech op High-Tech-Entwécklung, Produktioun a Verkaf vu speziellem optesche Glas a neie Kristallmaterialien. Eis Produkter si fir optesch Elektronik, Konsumentelektronik a fir d'Militär geduecht. Mir bidden optesch Komponenten fir Saphir, Lënsenofdeckungen fir Handyen, Keramik, LT, Siliziumcarbid SIC, Quarz a Hallefleederkristallwaferen. Mat qualifizéierter Expertise a moderner Ausrüstung exceléiere mir an der Veraarbechtung vu Produkter ouni Standard, mat dem Zil, e féierend High-Tech-Entreprise fir optoelektronesch Materialien ze sinn.
