Wafers de quartzo fundido de alta pureza para aplicações ópticas de semicondutores e fotônicas 2″4″6″8″12″

Descrição curta:

Quartzo fundido—também conhecido comoSílica fundida— é a forma não cristalina (amorfa) do dióxido de silício (SiO₂). Ao contrário do borossilicato ou de outros vidros industriais, o quartzo fundido não contém dopantes ou aditivos, oferecendo uma composição quimicamente pura de SiO₂. É conhecido por sua excepcional transmissão óptica nos espectros ultravioleta (UV) e infravermelho (IR), superando os materiais de vidro tradicionais.

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Características

Diagrama Detalhado

Wafers de sílica fundida e vidro de quartzo óptico-2

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Visão geral do vidro de quartzo

Os wafers de quartzo formam a espinha dorsal de inúmeros dispositivos modernos que impulsionam o mundo digital atual. Da navegação em seu smartphone à espinha dorsal das estações rádio-base 5G, o quartzo oferece discretamente a estabilidade, a pureza e a precisão necessárias em eletrônica e fotônica de alto desempenho. Seja suportando circuitos flexíveis, habilitando sensores MEMS ou formando a base para a computação quântica, as características únicas do quartzo o tornam indispensável em todos os setores.

"Sílica Fundida" ou "Quartzo Fundido", que é a fase amorfa do quartzo (SiO2). Em contraste com o vidro borossilicato, a sílica fundida não possui aditivos; portanto, existe em sua forma pura, SiO2. A sílica fundida tem uma transmissão maior no espectro infravermelho e ultravioleta quando comparada ao vidro comum. A sílica fundida é produzida pela fusão e re-solidificação de SiO2 ultrapuro. A sílica fundida sintética, por outro lado, é feita de precursores químicos ricos em silício, como SiCl4, que são gaseificados e então oxidados em uma atmosfera de H2 + O2. O pó de SiO2 formado neste caso é fundido à sílica em um substrato. Os blocos de sílica fundida são cortados em wafers, após os quais estes são finalmente polidos.

Wafers de sílica fundida e vidro de quartzo óptico

Principais características e benefícios do wafer de vidro de quartzo

Pureza ultra-alta (≥99,99% SiO2)
Ideal para processos ultralimpos de semicondutores e fotônica, onde a contaminação do material deve ser minimizada.
Ampla faixa de operação térmica
Mantém a integridade estrutural em temperaturas criogênicas de até 1100°C sem deformar ou degradar.
Excelente transmissão UV e IR
Oferece excelente clareza óptica do ultravioleta profundo (DUV) ao infravermelho próximo (NIR), suportando aplicações ópticas de precisão.
Baixo coeficiente de expansão térmica
Melhora a estabilidade dimensional sob flutuações de temperatura, reduzindo o estresse e melhorando a confiabilidade do processo.
Resistência química superior
Inerte à maioria dos ácidos, álcalis e solventes, o que o torna adequado para ambientes quimicamente agressivos.
Flexibilidade de acabamento de superfície
Disponível com acabamentos polidos ultra-suaves, de um lado ou dos dois lados, compatíveis com requisitos de fotônica e MEMS.

Processo de fabricação de wafer de vidro de quartzo

As pastilhas de quartzo fundido são produzidas por meio de uma série de etapas controladas e precisas:

Seleção de matéria-prima
Seleção de fontes de quartzo natural de alta pureza ou SiO₂ sintético.
Fusão e fusão
O quartzo é derretido a ~2000°C em fornos elétricos sob atmosfera controlada para eliminar inclusões e bolhas.
Formação de blocos
A sílica derretida é resfriada em blocos sólidos ou lingotes.
Fatiamento de wafer
Serras de diamante ou de arame de precisão são usadas para cortar os lingotes em blocos de wafer.
Lapidação e polimento
Ambas as superfícies são achatadas e polidas para atender às especificações ópticas, de espessura e rugosidade exatas.
Limpeza e Inspeção
Os wafers são limpos em salas limpas ISO Classe 100/1000 e submetidos a rigorosa inspeção para detectar defeitos e conformidade dimensional.

Propriedades da pastilha de vidro de quartzo

especificação	unidade	4"	6"	8"	10"	12"
Diâmetro / tamanho (ou quadrado)	mm	100	150	200	250	300
Tolerância (±)	mm	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Grossura	mm	0,10 ou mais	0,30 ou mais	0,40 ou mais	0,50 ou mais	0,50 ou mais
Plano de referência primário	mm	32,5	57,5	Semi-entalhe	Semi-entalhe	Semi-entalhe
LTV (5 mm × 5 mm)	μm	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
TTV	μm	< 2	< 3	< 3	< 5	< 5
Arco	μm	±20	±30	±40	±40	±40
Urdidura	μm	≤ 30	≤ 40	≤ 50	≤ 50	≤ 50
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm	%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%
Arredondamento de arestas	mm	Em conformidade com o padrão SEMI M1.2 / consulte IEC62276
Tipo de superfície		Polido de um lado / Polido de dois lados
Lado polido Ra	nm	≤1	≤1	≤1	≤1	≤1
Critérios do verso	μm	geral 0,2-0,7 ou personalizado

Quartzo vs. Outros Materiais Transparentes

Propriedade	Vidro de quartzo	Vidro de borosilicato	Safira	Vidro Padrão
Temperatura máxima de operação	~1100°C	~500°C	~2000°C	~200°C
Transmissão UV	Excelente (JGS1)	Pobre	Bom	Muito pobre
Resistência química	Excelente	Moderado	Excelente	Pobre
Pureza	Extremamente alto	Baixo a moderado	Alto	Baixo
Expansão Térmica	Muito baixo	Moderado	Baixo	Alto
Custo	Moderado a alto	Baixo	Alto	Muito baixo

Perguntas frequentes sobre wafers de vidro de quartzo

P1: Qual é a diferença entre quartzo fundido e sílica fundida?
Embora ambos sejam formas amorfas de SiO₂, o quartzo fundido normalmente se origina de fontes naturais de quartzo, enquanto a sílica fundida é produzida sinteticamente. Funcionalmente, eles oferecem desempenho semelhante, mas a sílica fundida pode ter pureza e homogeneidade ligeiramente maiores.

P2: Wafers de quartzo fundido podem ser usados em ambientes de alto vácuo?
Sim. Devido às suas baixas propriedades de desgaseificação e alta resistência térmica, as pastilhas de quartzo fundido são excelentes para sistemas de vácuo e aplicações aeroespaciais.

Q3: Esses wafers são adequados para aplicações de laser UV profundo?
Com certeza. O quartzo fundido possui alta transmitância de até ~185 nm, tornando-o ideal para ópticas DUV, máscaras litográficas e sistemas de laser excimer.

Q4: Vocês oferecem suporte à fabricação personalizada de wafers?
Sim. Oferecemos personalização completa, incluindo diâmetro, espessura, qualidade da superfície, planos/entalhes e padrões a laser, com base nos requisitos específicos da sua aplicação.

Sobre nós

A XKH é especializada no desenvolvimento, produção e vendas de alta tecnologia de vidros ópticos especiais e novos materiais de cristal. Nossos produtos atendem aos setores de eletrônica óptica, eletrônica de consumo e militar. Oferecemos componentes ópticos de safira, capas para lentes de celulares, cerâmicas, LT, SIC de carboneto de silício, quartzo e wafers de cristal semicondutor. Com expertise especializada e equipamentos de última geração, nos destacamos no processamento de produtos não padronizados, visando ser uma empresa líder em alta tecnologia em materiais optoeletrônicos.

Substrato de safira bruto de alta pureza para processamento de wafer de safira 5