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


Uvod

Kvarcne pločice igraju neizostavnu ulogu u napretku elektroničke, poluvodičke i optičke industrije. 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 ključne. Ove visokočistoće podloge omogućuju inovacije u svemu, od kvantnog računarstva do napredne fotonike. Unatoč tome što su dobivene iz jednog od najzastupljenijih minerala na Zemlji, kvarcne pločice su konstruirane prema izvanrednim standardima preciznosti i performansi.
Što su kvarcne pločice
Kvarcne pločice su tanki, kružni diskovi izrađeni od ultračistog sintetičkog kvarcnog kristala. Dostupne u standardnim promjerima od 5 do 30 cm, kvarcne pločice obično su debljine od 0,5 mm do 6 mm. Za razliku od prirodnog kvarca, koji tvori nepravilne prizmatične kristale, sintetički kvarc uzgaja se u strogo kontroliranim laboratorijskim uvjetima, stvarajući ujednačene kristalne strukture.
Inherentna kristalnost kvarcnih pločica pruža neusporedivu kemijsku otpornost, optičku prozirnost i stabilnost pri visokim temperaturama i mehaničkim naprezanjima. Ove značajke čine kvarcne pločice temeljnom komponentom za precizne uređaje koji se koriste u prijenosu podataka, senzorima, računanju i laserskim tehnologijama.
Specifikacije kvarcnih pločica
Vrsta kvarca | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
Veličina | ||||
Promjer (inči) | 4 | 6 | 8 | 12 |
Debljina (mm) | 0,05–2 | 0,25–5 | 0,3–5 | 0,4–5 |
Tolerancija promjera (inči) | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
Tolerancija debljine (mm) | Prilagodljivo | Prilagodljivo | Prilagodljivo | Prilagodljivo |
Optička svojstva | ||||
Indeks loma pri 365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
Indeks loma @546,1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
Indeks loma pri 1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
Unutarnja propusnost (1250–1650 nm) | >99,9% | >99,9% | >99,9% | >99,9% |
Ukupna propusnost (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
Kvaliteta 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 omjer | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
Tlačna čvrstoća (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
Vlačna čvrstoća (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
Dielektrična konstanta (1 MHz) | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
Toplinska svojstva | ||||
Točka naprezanja (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
Točka žarenja (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
Točka omekšavanja (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Primjena kvarcnih pločica
Kvarcne pločice su posebno projektirane kako bi zadovoljile zahtjevne primjene u različitim industrijama, uključujući:
Elektronika i RF uređaji
- Kvarcne pločice su jezgra kvarcnih kristalnih rezonatora i oscilatora koji daju taktne signale za pametne telefone, GPS uređaje, računala i bežične komunikacijske uređaje.
- Njihovo nisko toplinsko širenje i visoki Q-faktor čine kvarcne pločice savršenim za visokostabilne vremenske sklopove i RF filtere.
Optoelektronika i snimanje
- Kvarcne pločice nude izvrsnu UV i IR propusnost, što ih čini idealnim za optičke leće, razdjelnike snopa, laserske prozore i detektore.
- Njihova otpornost na zračenje omogućuje upotrebu u fizici visokih energija i svemirskim instrumentima.
Poluvodiči i MEMS
- Kvarcne pločice služe kao podloge za visokofrekventne poluvodičke krugove, posebno u GaN i RF primjenama.
- U MEMS-u (mikroelektromehaničkim sustavima), kvarcne pločice pretvaraju mehaničke signale u električne putem piezoelektričnog efekta, omogućujući senzore poput žiroskopa i akcelerometara.
Napredna proizvodnja i laboratoriji
- Visokočistoće kvarcne pločice široko se koriste u kemijskim, biomedicinskim i fotonskim laboratorijima za optičke ćelije, UV kivete i rukovanje uzorcima na visokim temperaturama.
- Njihova kompatibilnost s ekstremnim okruženjima čini ih prikladnim za plazma komore i alate za taloženje.
Kako se izrađuju kvarcne pločice
Postoje dva glavna načina proizvodnje kvarcnih pločica:
Ploča od taljenog kvarca
Pločice od taljenog kvarca izrađuju se taljenjem prirodnih kvarcnih granula u amorfno staklo, a zatim rezanjem i poliranjem čvrstog bloka u tanke pločice. Ove kvarcne pločice nude:
- Iznimna UV transparentnost
- Široki toplinski radni raspon (>1100°C)
- Izvrsna otpornost na toplinske udare
Idealni su za litografsku opremu, visokotemperaturne peći i optičke prozore, ali nisu prikladni za piezoelektrične primjene zbog nedostatka kristalnog reda.
Kultivirane kvarcne pločice
Kultivirane kvarcne pločice sintetički se uzgajaju kako bi se dobili kristali bez defekata s preciznom orijentacijom rešetke. Ove pločice su konstruirane za primjene koje zahtijevaju:
- Točni kutovi rezanja (X-, Y-, Z-, AT-rez, itd.)
- Visokofrekventni oscilatori i SAW filtri
- 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 se razvijati kao bitne komponente u novim tehnološkim krajolicima:
- Miniaturizacija– Kvarcne pločice se izrađuju s užim 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 temeljeni na kvarcu postaju sve važniji.
Često postavljana pitanja o kvarcnim pločicama
1. Što je kvarcna pločica?
Kvarcna pločica je tanki, ravni disk izrađen od kristalnog silicijevog dioksida (SiO₂), obično proizveden u standardnim poluvodičkim veličinama (npr. 2", 3", 4", 6", 8" ili 12"). Poznata po svojoj visokoj čistoći, toplinskoj stabilnosti i optičkoj transparentnosti, kvarcna pločica se koristi kao podloga ili nosač u raznim visokopreciznim primjenama kao što su izrada poluvodiča, MEMS uređaji, optički sustavi i vakuumski procesi.
2. Koja je razlika između kvarca i silikagela?
Kvarc je kristalni čvrsti oblik silicijevog dioksida (SiO₂), dok je silikagel 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.
- Silikagel se pojavljuje u obliku malih kuglica ili granula i prvenstveno se koristi za kontrolu vlažnosti u pakiranju, elektronici i skladištenju.
3. Za što se koriste kristali kvarca?
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. leće, valne ploče, prozori)
- Rezonatori i filteriu RF i komunikacijskim uređajima
- Senzoriza tlak, ubrzanje ili silu
- Izrada poluvodičakao podloge ili procesni prozori
4. Zašto se kvarc koristi u mikročipovima?
Kvarc se koristi u primjenama vezanim za mikročipove jer nudi:
- Termička stabilnosttijekom visokotemperaturnih procesa poput difuzije i žarenja
- Električna izolacijazbog svojih dielektričnih svojstava
- Kemijska otpornostkiseline i otapala koja se koriste u proizvodnji poluvodiča
- Dimenzijska preciznosti nisko toplinsko širenje za pouzdano poravnavanje litografije
- Iako se sam kvarc ne koristi kao aktivni poluvodički materijal (poput silicija), igra vitalnu potpornu ulogu u proizvodnom okruženju - posebno u pećima, komorama i podlogama za fotomaske.
O nama
XKH se specijalizirao za visokotehnološki razvoj, proizvodnju i prodaju posebnog optičkog stakla i novih kristalnih materijala. Naši proizvodi služe optičkoj elektronici, potrošačkoj elektronici i vojsci. Nudimo safirne optičke komponente, poklopce za leće mobilnih telefona, keramiku, LT, silicijev karbid SIC, kvarc i poluvodičke kristalne pločice. S vještim znanjem i najsuvremenijom opremom, ističemo se u obradi nestandardnih proizvoda, s ciljem da postanemo vodeće visokotehnološko poduzeće u području optoelektroničkih materijala.
