SiO₂ क्वार्ट्ज वेफर क्वार्ट्ज वेफर्स SiO₂ MEMS तापमान २″ ३″ ४″ ६″ ८″ १२″
तपशीलवार आकृती


परिचय

इलेक्ट्रॉनिक्स, सेमीकंडक्टर आणि ऑप्टिक्स उद्योगांना पुढे नेण्यात क्वार्ट्ज वेफर्सची भूमिका अपरिहार्य आहे. तुमच्या GPS ला मार्गदर्शन करणाऱ्या स्मार्टफोनमध्ये आढळणारे, 5G नेटवर्कला पॉवर देणाऱ्या उच्च-फ्रिक्वेन्सी बेस स्टेशनमध्ये एम्बेड केलेले आणि पुढील पिढीतील मायक्रोचिप्स तयार करणाऱ्या साधनांमध्ये एकत्रित केलेले, क्वार्ट्ज वेफर्स आवश्यक आहेत. हे उच्च-शुद्धता सब्सट्रेट्स क्वांटम संगणनापासून ते प्रगत फोटोनिक्सपर्यंत प्रत्येक गोष्टीत नवकल्पना सक्षम करतात. पृथ्वीवरील सर्वात मुबलक खनिजांपैकी एकापासून मिळवलेले असूनही, क्वार्ट्ज वेफर्स अचूकता आणि कामगिरीच्या असाधारण मानकांनुसार तयार केले जातात.
क्वार्ट्ज वेफर्स म्हणजे काय?
क्वार्ट्ज वेफर्स हे पातळ, गोलाकार डिस्क असतात जे अल्ट्रा-प्युअर सिंथेटिक क्वार्ट्ज क्रिस्टलपासून बनवले जातात. २ ते १२ इंचांच्या मानक व्यासांमध्ये उपलब्ध असलेले, क्वार्ट्ज वेफर्स सामान्यतः ०.५ मिमी ते ६ मिमी पर्यंत जाडीचे असतात. नैसर्गिक क्वार्ट्जच्या विपरीत, जे अनियमित प्रिझमॅटिक क्रिस्टल्स बनवते, सिंथेटिक क्वार्ट्ज कडक नियंत्रित प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत वाढवले जातात, ज्यामुळे एकसमान क्रिस्टल संरचना तयार होतात.
क्वार्ट्ज वेफर्सची अंतर्निहित स्फटिकता उच्च तापमान आणि यांत्रिक ताणाखाली अतुलनीय रासायनिक प्रतिकार, ऑप्टिकल पारदर्शकता आणि स्थिरता प्रदान करते. ही वैशिष्ट्ये क्वार्ट्ज वेफर्सना डेटा ट्रान्समिशन, सेन्सिंग, गणना आणि लेसर-आधारित तंत्रज्ञानामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अचूक उपकरणांसाठी एक मूलभूत घटक बनवतात.
क्वार्ट्ज वेफर स्पेसिफिकेशन्स
क्वार्ट्ज प्रकार | 4 | 6 | 8 | 12 |
---|---|---|---|---|
आकार | ||||
व्यास (इंच) | 4 | 6 | 8 | 12 |
जाडी (मिमी) | ०.०५–२ | ०.२५–५ | ०.३–५ | ०.४–५ |
व्यास सहनशीलता (इंच) | ±०.१ | ±०.१ | ±०.१ | ±०.१ |
जाडी सहनशीलता (मिमी) | सानुकूल करण्यायोग्य | सानुकूल करण्यायोग्य | सानुकूल करण्यायोग्य | सानुकूल करण्यायोग्य |
ऑप्टिकल गुणधर्म | ||||
अपवर्तनांक @३६५ एनएम | १.४७४६९८ | १.४७४६९८ | १.४७४६९८ | १.४७४६९८ |
अपवर्तन निर्देशांक @५४६.१ एनएम | १.४६०२४३ | १.४६०२४३ | १.४६०२४३ | १.४६०२४३ |
अपवर्तनांक @१०१४ एनएम | १.४५०४२३ | १.४५०४२३ | १.४५०४२३ | १.४५०४२३ |
अंतर्गत प्रेषण (१२५०–१६५० नॅनोमीटर) | >९९.९% | >९९.९% | >९९.९% | >९९.९% |
एकूण ट्रान्समिटन्स (१२५०–१६५० नॅनोमीटर) | >९२% | >९२% | >९२% | >९२% |
मशीनिंग गुणवत्ता | ||||
टीटीव्ही (एकूण जाडीचा फरक, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
सपाटपणा (µm) | ≤१५ | ≤१५ | ≤१५ | ≤१५ |
पृष्ठभागाची खडबडीतपणा (nm) | ≤१ | ≤१ | ≤१ | ≤१ |
धनुष्य (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
भौतिक गुणधर्म | ||||
घनता (ग्रॅम/सेमी³) | २.२० | २.२० | २.२० | २.२० |
यंगचे मापांक (GPa) | ७४.२० | ७४.२० | ७४.२० | ७४.२० |
मोहस कडकपणा | ६-७ | ६-७ | ६-७ | ६-७ |
शिअर मॉड्यूलस (GPa) | ३१.२२ | ३१.२२ | ३१.२२ | ३१.२२ |
पॉयसनचे गुणोत्तर | ०.१७ | ०.१७ | ०.१७ | ०.१७ |
संकुचित शक्ती (GPa) | १.१३ | १.१३ | १.१३ | १.१३ |
तन्यता शक्ती (एमपीए) | 49 | 49 | 49 | 49 |
डायलेक्ट्रिक कॉन्स्टंट (१ मेगाहर्ट्झ) | ३.७५ | ३.७५ | ३.७५ | ३.७५ |
औष्णिक गुणधर्म | ||||
स्ट्रेन पॉइंट (१०¹⁴.⁵ Pa·s) | १०००°C | १०००°C | १०००°C | १०००°C |
अॅनिलिंग पॉइंट (१०¹³ Pa·s) | ११६०°C | ११६०°C | ११६०°C | ११६०°C |
मृदुता बिंदू (१०⁷.⁶ Pa·s) | १६२०°C | १६२०°C | १६२०°C | १६२०°C |
क्वार्ट्ज वेफर्सचे अनुप्रयोग
क्वार्ट्ज वेफर्स हे उद्योगांमधील मागणी असलेल्या अनुप्रयोगांची पूर्तता करण्यासाठी कस्टम-इंजिनिअर केलेले आहेत ज्यात समाविष्ट आहे:
इलेक्ट्रॉनिक्स आणि आरएफ उपकरणे
- क्वार्ट्ज वेफर्स हे क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेझोनेटर आणि ऑसिलेटरचे मुख्य भाग आहेत जे स्मार्टफोन, जीपीएस युनिट्स, संगणक आणि वायरलेस कम्युनिकेशन उपकरणांसाठी घड्याळ सिग्नल प्रदान करतात.
- त्यांचे कमी थर्मल एक्सपेंशन आणि उच्च क्यू-फॅक्टर क्वार्ट्ज वेफर्स उच्च-स्थिरता टायमिंग सर्किट्स आणि आरएफ फिल्टर्ससाठी परिपूर्ण बनवतात.
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि इमेजिंग
- क्वार्ट्ज वेफर्स उत्कृष्ट यूव्ही आणि आयआर ट्रान्समिटन्स देतात, ज्यामुळे ते ऑप्टिकल लेन्स, बीम स्प्लिटर, लेसर विंडो आणि डिटेक्टरसाठी आदर्श बनतात.
- त्यांच्या किरणोत्सर्गाच्या प्रतिकारामुळे उच्च-ऊर्जा भौतिकशास्त्र आणि अवकाश उपकरणांमध्ये वापर शक्य होतो.
सेमीकंडक्टर आणि एमईएमएस
- क्वार्ट्ज वेफर्स उच्च-फ्रिक्वेन्सी सेमीकंडक्टर सर्किट्ससाठी सब्सट्रेट्स म्हणून काम करतात, विशेषतः GaN आणि RF अनुप्रयोगांमध्ये.
- एमईएमएस (मायक्रो-इलेक्ट्रो-मेकॅनिकल सिस्टीम्स) मध्ये, क्वार्ट्ज वेफर्स पायझोइलेक्ट्रिक इफेक्टद्वारे यांत्रिक सिग्नलचे इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतर करतात, ज्यामुळे जायरोस्कोप आणि एक्सेलेरोमीटर सारखे सेन्सर सक्षम होतात.
प्रगत उत्पादन आणि प्रयोगशाळा
- उच्च-शुद्धता असलेले क्वार्ट्ज वेफर्स रासायनिक, बायोमेडिकल आणि फोटोनिक प्रयोगशाळांमध्ये ऑप्टिकल पेशी, यूव्ही क्युवेट्स आणि उच्च-तापमान नमुना हाताळणीसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
- अत्यंत वातावरणाशी त्यांची सुसंगतता त्यांना प्लाझ्मा चेंबर्स आणि डिपॉझिशन टूल्ससाठी योग्य बनवते.
क्वार्ट्ज वेफर्स कसे बनवले जातात
क्वार्ट्ज वेफर्ससाठी दोन प्राथमिक उत्पादन मार्ग आहेत:
फ्यूज्ड क्वार्ट्ज वेफर्स
फ्यूज्ड क्वार्ट्ज वेफर्स हे नैसर्गिक क्वार्ट्ज ग्रॅन्यूल वितळवून एका आकारहीन काचेमध्ये बनवले जातात, नंतर घन ब्लॉकचे तुकडे करून आणि पातळ वेफर्समध्ये पॉलिश करून बनवले जातात. हे क्वार्ट्ज वेफर्स खालील गोष्टी देतात:
- अपवादात्मक यूव्ही पारदर्शकता
- विस्तृत थर्मल ऑपरेटिंग रेंज (>११००°C)
- उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोधकता
ते लिथोग्राफी उपकरणे, उच्च-तापमानाच्या भट्टी आणि ऑप्टिकल खिडक्यांसाठी आदर्श आहेत परंतु क्रिस्टलीय क्रमाच्या अभावामुळे ते पायझोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोगांसाठी योग्य नाहीत.
कल्चर्ड क्वार्ट्ज वेफर्स
कल्चर्ड क्वार्ट्ज वेफर्स कृत्रिमरित्या वाढवले जातात जेणेकरून अचूक जाळीच्या दिशेने दोषमुक्त क्रिस्टल्स तयार होतील. हे वेफर्स अशा अनुप्रयोगांसाठी डिझाइन केलेले आहेत ज्यांची आवश्यकता असते:
- अचूक कट कोन (X-, Y-, Z-, AT-कट, इ.)
- उच्च-फ्रिक्वेन्सी ऑसिलेटर आणि SAW फिल्टर्स
- ऑप्टिकल पोलरायझर्स आणि प्रगत MEMS उपकरणे
उत्पादन प्रक्रियेमध्ये ऑटोक्लेव्हमध्ये बीजनिर्मिती केली जाते, त्यानंतर कापणी, दिशानिर्देश, अॅनिलिंग आणि पॉलिशिंग केले जाते.
आघाडीचे क्वार्ट्ज वेफर पुरवठादार
उच्च-परिशुद्धता क्वार्ट्ज वेफर्समध्ये विशेषज्ञता असलेल्या जागतिक पुरवठादारांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
- हेरियस(जर्मनी) - एकत्रित आणि कृत्रिम क्वार्ट्ज
- शिन-एत्सु क्वार्ट्ज(जपान) - उच्च-शुद्धता असलेले वेफर द्रावण
- वेफरप्रो(यूएसए) - रुंद व्यासाचे क्वार्ट्ज वेफर्स आणि सब्सट्रेट्स
- कोर्थ क्रिस्टल(जर्मनी) - सिंथेटिक क्रिस्टल वेफर्स
क्वार्ट्ज वेफर्सची विकसित होत असलेली भूमिका
उदयोन्मुख तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात क्वार्ट्ज वेफर्स हे आवश्यक घटक म्हणून विकसित होत आहेत:
- लघुकरण– कॉम्पॅक्ट डिव्हाइस इंटिग्रेशनसाठी कडक सहनशीलतेसह क्वार्ट्ज वेफर्स तयार केले जात आहेत.
- उच्च वारंवारता इलेक्ट्रॉनिक्स– ६जी आणि रडारसाठी एमएमवेव्ह आणि टीएचझेड डोमेनमध्ये नवीन क्वार्ट्ज वेफर डिझाइन्सचा वापर केला जात आहे.
- नेक्स्ट-जनरेशन सेन्सिंग- स्वायत्त वाहनांपासून ते औद्योगिक आयओटीपर्यंत, क्वार्ट्ज-आधारित सेन्सर्स अधिक महत्त्वाचे होत आहेत.
क्वार्ट्ज वेफर्सबद्दल वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
१. क्वार्ट्ज वेफर म्हणजे काय?
क्वार्ट्ज वेफर ही क्रिस्टलीय सिलिकॉन डायऑक्साइड (SiO₂) पासून बनलेली एक पातळ, सपाट डिस्क असते, जी सामान्यत: मानक अर्धवाहक आकारात (उदा., 2", 3", 4", 6", 8", किंवा 12") तयार केली जाते. उच्च शुद्धता, थर्मल स्थिरता आणि ऑप्टिकल पारदर्शकतेसाठी ओळखले जाणारे, क्वार्ट्ज वेफर अर्धवाहक निर्मिती, MEMS उपकरणे, ऑप्टिकल सिस्टम आणि व्हॅक्यूम प्रक्रिया यासारख्या विविध उच्च-परिशुद्धता अनुप्रयोगांमध्ये सब्सट्रेट किंवा वाहक म्हणून वापरले जाते.
२. क्वार्ट्ज आणि सिलिका जेलमध्ये काय फरक आहे?
क्वार्ट्ज हे सिलिकॉन डायऑक्साइड (SiO₂) चे एक स्फटिकासारखे घन रूप आहे, तर सिलिका जेल हे SiO₂ चे एक आकारहीन आणि सच्छिद्र रूप आहे, जे सामान्यतः ओलावा शोषण्यासाठी डेसिकेंट म्हणून वापरले जाते.
- क्वार्ट्ज कठीण, पारदर्शक आहे आणि इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टिकल आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरला जातो.
- सिलिका जेल लहान मणी किंवा कणांच्या स्वरूपात दिसते आणि ते प्रामुख्याने पॅकेजिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि स्टोरेजमध्ये आर्द्रता नियंत्रणासाठी वापरले जाते.
३. क्वार्ट्ज क्रिस्टल्स कशासाठी वापरले जातात?
क्वार्ट्ज क्रिस्टल्स त्यांच्या पायझोइलेक्ट्रिक गुणधर्मांमुळे (यांत्रिक ताणाखाली ते विद्युत चार्ज निर्माण करतात) इलेक्ट्रॉनिक्स आणि ऑप्टिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
- ऑसिलेटर आणि वारंवारता नियंत्रण(उदा., क्वार्ट्ज घड्याळे, घड्याळे, मायक्रोकंट्रोलर)
- ऑप्टिकल घटक(उदा., लेन्स, वेव्हप्लेट्स, खिडक्या)
- रेझोनेटर आणि फिल्टरआरएफ आणि संप्रेषण उपकरणांमध्ये
- सेन्सर्सदाब, प्रवेग किंवा बल यासाठी
- सेमीकंडक्टर फॅब्रिकेशनसब्सट्रेट्स किंवा प्रक्रिया खिडक्या म्हणून
४. मायक्रोचिप्समध्ये क्वार्ट्ज का वापरला जातो?
मायक्रोचिपशी संबंधित अनुप्रयोगांमध्ये क्वार्ट्जचा वापर केला जातो कारण तो देतो:
- थर्मल स्थिरताप्रसार आणि अॅनिलिंग सारख्या उच्च-तापमान प्रक्रियांदरम्यान
- विद्युत इन्सुलेशनत्याच्या डायलेक्ट्रिक गुणधर्मांमुळे
- रासायनिक प्रतिकारअर्धवाहक निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या आम्ल आणि सॉल्व्हेंट्सना
- मितीय अचूकताआणि विश्वसनीय लिथोग्राफी संरेखनासाठी कमी थर्मल विस्तार
- जरी क्वार्ट्ज स्वतः सक्रिय अर्धवाहक पदार्थ (सिलिकॉनसारखे) म्हणून वापरले जात नसले तरी, ते फॅब्रिकेशन वातावरणात - विशेषतः भट्टी, चेंबर्स आणि फोटोमास्क सब्सट्रेट्समध्ये - एक महत्त्वाची सहाय्यक भूमिका बजावते.
आमच्याबद्दल
XKH विशेष ऑप्टिकल ग्लास आणि नवीन क्रिस्टल मटेरियलच्या उच्च-तंत्रज्ञान विकास, उत्पादन आणि विक्रीमध्ये विशेषज्ञ आहे. आमची उत्पादने ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉनिक्स, ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स आणि सैन्यासाठी सेवा देतात. आम्ही नीलमणी ऑप्टिकल घटक, मोबाइल फोन लेन्स कव्हर, सिरॅमिक्स, LT, सिलिकॉन कार्बाइड SIC, क्वार्ट्ज आणि सेमीकंडक्टर क्रिस्टल वेफर्स ऑफर करतो. कुशल कौशल्य आणि अत्याधुनिक उपकरणांसह, आम्ही मानक नसलेल्या उत्पादन प्रक्रियेत उत्कृष्ट कामगिरी करतो, एक आघाडीचा ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक मटेरियल हाय-टेक एंटरप्राइझ बनण्याचे उद्दिष्ट ठेवतो.
