Wafer Kuarza SiO₂ Wafer Kuarza Suhu MEMS SiO₂ 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
Gambarajah Terperinci
Pengenalan
Wafer kuarza memainkan peranan penting dalam memajukan industri elektronik, semikonduktor dan optik. Wafer kuarza yang terdapat dalam telefon pintar yang membimbing GPS anda, terbenam dalam stesen pangkalan frekuensi tinggi yang menguasakan rangkaian 5G dan disepadukan ke dalam alat pembuatan mikrocip generasi seterusnya adalah penting. Substrat berketulenan tinggi ini membolehkan inovasi dalam segala-galanya daripada pengkomputeran kuantum hingga fotonik termaju. Walaupun berasal daripada salah satu mineral Bumi yang paling banyak, wafer kuarza direkayasa mengikut piawaian ketepatan dan prestasi yang luar biasa.
Apakah Wafer Kuarza?
Wafer kuarza ialah cakera bulat nipis yang dihasilkan daripada kristal kuarza sintetik ultra tulen. Terdapat dalam diameter standard antara 2 hingga 12 inci, wafer kuarza biasanya mempunyai ketebalan antara 0.5 mm hingga 6 mm. Tidak seperti kuarza semula jadi, yang membentuk kristal prisma yang tidak sekata, kuarza sintetik ditanam di bawah keadaan makmal yang dikawal ketat, menghasilkan struktur kristal yang seragam.
Kehabluran wafer kuarza yang sedia ada memberikan rintangan kimia, ketelusan optik dan kestabilan yang tiada tandingan di bawah suhu tinggi dan tekanan mekanikal. Ciri-ciri ini menjadikan wafer kuarza komponen asas untuk peranti ketepatan yang digunakan dalam penghantaran data, pengesanan, pengiraan dan teknologi berasaskan laser.
Spesifikasi Wafer Kuarza
| Jenis Kuarza | 4 | 6 | 8 | 12 |
|---|---|---|---|---|
| Saiz | ||||
| Diameter (inci) | 4 | 6 | 8 | 12 |
| Ketebalan (mm) | 0.05–2 | 0.25–5 | 0.3–5 | 0.4–5 |
| Toleransi Diameter (inci) | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 |
| Toleransi Ketebalan (mm) | Boleh disesuaikan | Boleh disesuaikan | Boleh disesuaikan | Boleh disesuaikan |
| Sifat Optik | ||||
| Indeks Biasan @365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
| Indeks Biasan @546.1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
| Indeks Biasan @1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
| Kehantaran Dalaman (1250–1650 nm) | >99.9% | >99.9% | >99.9% | >99.9% |
| Jumlah Kehantaran (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
| Kualiti Pemesinan | ||||
| TTV (Variasi Ketebalan Keseluruhan, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
| Kerataan (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
| Kekasaran Permukaan (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| Busur (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
| Sifat Fizikal | ||||
| Ketumpatan (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
| Modulus Young (GPa) | 74.20 | 74.20 | 74.20 | 74.20 |
| Kekerasan Mohs | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
| Modulus Ricih (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
| Nisbah Poisson | 0.17 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
| Kekuatan Mampatan (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
| Kekuatan Tegangan (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
| Pemalar Dielektrik (1 MHz) | 3.75 | 3.75 | 3.75 | 3.75 |
| Sifat Termal | ||||
| Takat Terikan (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
| Titik Penyepuhlindapan (10¹³ Pa·s) | 1160°C | 1160°C | 1160°C | 1160°C |
| Takat Pelembutan (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620°C | 1620°C | 1620°C | 1620°C |
Aplikasi Wafer Kuarza
Wafer kuarza direka khas untuk memenuhi aplikasi yang mencabar merentasi industri termasuk:
Elektronik dan Peranti RF
- Wafer kuarza adalah teras kepada resonator dan pengayun kristal kuarza yang memberikan isyarat jam untuk telefon pintar, unit GPS, komputer dan peranti komunikasi tanpa wayar.
- Pengembangan haba yang rendah dan faktor Q yang tinggi menjadikan wafer kuarza sesuai untuk litar pemasaan kestabilan tinggi dan penapis RF.
Optoelektronik dan Pengimejan
- Wafer kuarza menawarkan transmisi UV dan IR yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk kanta optik, pembahagi pancaran, tingkap laser dan pengesan.
- Ketahanan mereka terhadap radiasi membolehkan penggunaan dalam fizik bertenaga tinggi dan instrumen angkasa lepas.
Semikonduktor dan MEMS
- Wafer kuarza berfungsi sebagai substrat untuk litar semikonduktor frekuensi tinggi, terutamanya dalam aplikasi GaN dan RF.
- Dalam MEMS (Sistem Mikro-Elektro-Mekanikal), wafer kuarza menukar isyarat mekanikal kepada isyarat elektrik melalui kesan piezoelektrik, membolehkan sensor seperti giroskop dan pecutan.
Pembuatan & Makmal Termaju
- Wafer kuarza berketulenan tinggi digunakan secara meluas dalam makmal kimia, bioperubatan dan fotonik untuk sel optik, kuvet UV dan pengendalian sampel suhu tinggi.
- Keserasiannya dengan persekitaran yang ekstrem menjadikannya sesuai untuk ruang plasma dan alat pemendapan.
Bagaimana Wafer Kuarza Dibuat
Terdapat dua laluan pembuatan utama untuk wafer kuarza:
Wafer Kuarza Bercantum
Wafer kuarza yang telah dicantumkan dibuat dengan mencairkan granul kuarza semula jadi ke dalam kaca amorfus, kemudian menghiris dan menggilap blok pepejal tersebut menjadi wafer nipis. Wafer kuarza ini menawarkan:
- Ketelusan UV yang luar biasa
- Julat operasi terma yang luas (>1100°C)
- Rintangan kejutan haba yang sangat baik
Ia sesuai untuk peralatan litografi, relau suhu tinggi dan tingkap optik tetapi tidak sesuai untuk aplikasi piezoelektrik kerana kekurangan susunan kristal.
Wafer Kuarza Berkultur
Wafer kuarza yang dikultur ditanam secara sintetik untuk menghasilkan kristal bebas kecacatan dengan orientasi kekisi yang tepat. Wafer ini direkayasa untuk aplikasi yang memerlukan:
- Sudut potongan tepat (X-, Y-, Z-, AT-cut, dll.)
- Pengayun frekuensi tinggi dan penapis SAW
- Polarizer optik dan peranti MEMS canggih
Proses pengeluaran melibatkan pertumbuhan benih dalam autoklaf, diikuti dengan penghirisan, orientasi, penyepuhlindapan dan penggilapan.
Pembekal Wafer Kuarza Terkemuka
Pembekal global yang pakar dalam wafer kuarza berketepatan tinggi termasuk:
- Heraeus(Jerman) – kuarza terlakur dan sintetik
- Kuarza Shin-Etsu(Jepun) – penyelesaian wafer berketulenan tinggi
- WaferPro(AS) – wafer dan substrat kuarza berdiameter lebar
- Korth Kristalle(Jerman) – wafer kristal sintetik
Peranan Wafer Kuarza yang Berkembang
Wafer kuarza terus berkembang sebagai komponen penting dalam landskap teknologi yang baru muncul:
- Pengecilan– Wafer kuarza sedang difabrikasi dengan toleransi yang lebih ketat untuk penyepaduan peranti padat.
- Elektronik Frekuensi Tinggi– Reka bentuk wafer kuarza baharu sedang diterapkan ke dalam domain mmWave dan THz untuk 6G dan radar.
- Pengesanan Generasi Akan Datang– Daripada kenderaan autonomi kepada IoT perindustrian, sensor berasaskan kuarza menjadi lebih penting.
Soalan lazim tentang wafer kuarza
1. Apakah wafer kuarza?
Wafer kuarza ialah cakera nipis dan rata yang diperbuat daripada silikon dioksida kristal (SiO₂), biasanya dihasilkan dalam saiz semikonduktor standard (contohnya, 2", 3", 4", 6", 8", atau 12"). Dikenali dengan ketulenan tinggi, kestabilan terma dan ketelusan optik, wafer kuarza digunakan sebagai substrat atau pembawa dalam pelbagai aplikasi ketepatan tinggi seperti fabrikasi semikonduktor, peranti MEMS, sistem optik dan proses vakum.
2. Apakah perbezaan antara kuarza dan gel silika?
Kuarza ialah bentuk pepejal kristal silikon dioksida (SiO₂), manakala silika gel ialah bentuk amorfus dan berliang SiO₂, yang biasanya digunakan sebagai bahan pengering untuk menyerap kelembapan.
- Kuarza bersifat keras, lutsinar, dan digunakan dalam aplikasi elektronik, optik dan perindustrian.
- Gel silika kelihatan sebagai manik atau granul kecil dan digunakan terutamanya untuk kawalan kelembapan dalam pembungkusan, elektronik dan penyimpanan.
3. Apakah kegunaan hablur kuarza?
Kristal kuarza digunakan secara meluas dalam elektronik dan optik kerana sifat piezoelektriknya (ia menghasilkan cas elektrik di bawah tekanan mekanikal). Aplikasi biasa termasuk:
- Pengayun dan kawalan frekuensi(cth., jam tangan kuarza, jam tangan, mikropengawal)
- Komponen optik(cth., kanta, plat gelombang, tingkap)
- Resonator dan penapisdalam peranti RF dan komunikasi
- Sensoruntuk tekanan, pecutan atau daya
- Fabrikasi semikonduktorsebagai substrat atau tingkap proses
4. Mengapakah kuarza digunakan dalam mikrocip?
Kuarza digunakan dalam aplikasi berkaitan mikrocip kerana ia menawarkan:
- Kestabilan termasemasa proses suhu tinggi seperti resapan dan penyepuhlindapan
- Penebat elektrikdisebabkan oleh sifat dielektriknya
- Rintangan kimiakepada asid dan pelarut yang digunakan dalam fabrikasi semikonduktor
- Ketepatan dimensidan pengembangan haba yang rendah untuk penjajaran litografi yang andal
- Walaupun kuarza itu sendiri tidak digunakan sebagai bahan semikonduktor aktif (seperti silikon), ia memainkan peranan sokongan penting dalam persekitaran fabrikasi—terutamanya dalam relau, ruang dan substrat fotomask.
Tentang Kami
XKH pakar dalam pembangunan, pengeluaran dan penjualan kaca optik khas dan bahan kristal baharu yang berteknologi tinggi. Produk kami menawarkan elektronik optik, elektronik pengguna dan ketenteraan. Kami menawarkan komponen optik nilam, penutup kanta telefon bimbit, Seramik, LT, Silikon Karbida SIC, Kuarza dan wafer kristal semikonduktor. Dengan kepakaran mahir dan peralatan canggih, kami cemerlang dalam pemprosesan produk bukan standard, bertujuan untuk menjadi perusahaan berteknologi tinggi bahan optoelektronik yang terkemuka.










