رقاقة كوارتز SiO₂ رقائق كوارتز SiO₂ MEMS درجة الحرارة 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

وصف مختصر:

تلعب رقائق الكوارتز دورًا أساسيًا في تطوير صناعات الإلكترونيات وأشباه الموصلات والبصريات. تُستخدم رقائق الكوارتز في الهواتف الذكية التي تُوجه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وتُدمج في محطات القاعدة عالية التردد التي تُغذي شبكات الجيل الخامس (5G)، وتُدمج في أدوات تصنيع الرقائق الدقيقة من الجيل التالي. تُمكّن هذه الركائز عالية النقاء من الابتكار في كل شيء، من الحوسبة الكمومية إلى الفوتونيات المتقدمة. على الرغم من كونها مشتقة من أحد أكثر معادن الأرض وفرة، إلا أن رقائق الكوارتز مُصممة وفقًا لمعايير استثنائية من الدقة والأداء.

أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا

سمات

مخطط تفصيلي

رقاقة الكوارتز المندمجة 4 بوصة رقاقة السيليكا المندمجة

رقائق زجاج الكوارتز البصري والسيليكا المندمجة - 2

مقدمة

رقائق زجاج الكوارتز البصري والسيليكا المندمجة

ما هي رقائق الكوارتز

رقائق الكوارتز عبارة عن أقراص دائرية رقيقة مصنوعة من بلورات كوارتز اصطناعية فائقة النقاء. تتوفر بأقطار قياسية تتراوح من 2 إلى 12 بوصة، ويتراوح سمكها عادةً بين 0.5 مم و6 مم. بخلاف الكوارتز الطبيعي، الذي يُشكل بلورات منشورية غير منتظمة، يُزرع الكوارتز الاصطناعي في ظروف معملية مُحكمة المراقبة، مما يُنتج هياكل بلورية متجانسة.

تتميز رقائق الكوارتز ببلورتها المتأصلة، مما يوفر مقاومة كيميائية لا مثيل لها، وشفافية بصرية، وثباتًا في درجات الحرارة العالية والضغط الميكانيكي. هذه الميزات تجعل رقائق الكوارتز مكونًا أساسيًا للأجهزة الدقيقة المستخدمة في نقل البيانات، والاستشعار، والحوسبة، وتقنيات الليزر.

مواصفات رقاقة الكوارتز

نوع الكوارتز	4	6	8	12
مقاس
القطر (بوصة)	4	6	8	12
السمك (مم)	0.05–2	0.25–5	0.3–5	0.4–5
تسامح القطر (بوصة)	±0.1	±0.1	±0.1	±0.1
تسامح السُمك (مم)	قابلة للتخصيص	قابلة للتخصيص	قابلة للتخصيص	قابلة للتخصيص
الخصائص البصرية
معامل الانكسار عند 365 نانومتر	1.474698	1.474698	1.474698	1.474698
معامل الانكسار @ 546.1 نانومتر	1.460243	1.460243	1.460243	1.460243
معامل الانكسار @1014 نانومتر	1.450423	1.450423	1.450423	1.450423
النفاذية الداخلية (1250–1650 نانومتر)	>99.9%	>99.9%	>99.9%	>99.9%
النفاذية الكلية (1250–1650 نانومتر)	>92%	>92%	>92%	>92%
جودة التصنيع
TTV (التباين الكلي في السُمك، ميكرومتر)	<3	<3	<3	<3
التسطيح (ميكرومتر)	≤15	≤15	≤15	≤15
خشونة السطح (نانومتر)	≤1	≤1	≤1	≤1
القوس (ميكرومتر)	<5	<5	<5	<5
الخصائص الفيزيائية
الكثافة (جم/سم³)	2.20	2.20	2.20	2.20
معامل يونغ (GPa)	74.20	74.20	74.20	74.20
صلابة موس	6–7	6–7	6–7	6–7
معامل القص (جيجا باسكال)	31.22	31.22	31.22	31.22
نسبة بواسون	0.17	0.17	0.17	0.17
قوة الضغط (جيجا باسكال)	1.13	1.13	1.13	1.13
قوة الشد (ميجا باسكال)	49	49	49	49
ثابت العزل الكهربائي (1 ميجا هرتز)	3.75	3.75	3.75	3.75
الخصائص الحرارية
نقطة الانفعال (10¹⁴.⁵ باسكال ثانية)	1000 درجة مئوية	1000 درجة مئوية	1000 درجة مئوية	1000 درجة مئوية
نقطة التلدين (10¹³ باسكال·ثانية)	1160 درجة مئوية	1160 درجة مئوية	1160 درجة مئوية	1160 درجة مئوية
نقطة التليين (10⁷.⁶ باسكال ثانية)	1620 درجة مئوية	1620 درجة مئوية	1620 درجة مئوية	1620 درجة مئوية

تطبيقات رقائق الكوارتز

يتم تصميم رقائق الكوارتز خصيصًا لتلبية التطبيقات الصعبة في مختلف الصناعات بما في ذلك:

الأجهزة الإلكترونية وأجهزة التردد اللاسلكي

تشكل رقائق الكوارتز جوهر الرنانات والمذبذبات البلورية الكوارتزية التي توفر إشارات الساعة للهواتف الذكية وأجهزة تحديد المواقع العالمية وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاتصال اللاسلكية.
إن التمدد الحراري المنخفض وعامل الجودة العالي يجعل رقائق الكوارتز مثالية لدوائر التوقيت عالية الاستقرار ومرشحات التردد اللاسلكي.

الإلكترونيات البصرية والتصوير

توفر رقائق الكوارتز نفاذية ممتازة للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها مثالية للعدسات البصرية، ومقسمات الأشعة، ونوافذ الليزر، وأجهزة الكشف.
إن مقاومتها للإشعاع تمكنها من استخدامها في فيزياء الطاقة العالية والأجهزة الفضائية.

أشباه الموصلات والأنظمة الميكروميكانيكية الصغرى

تُستخدم رقائق الكوارتز كركائز لدوائر أشباه الموصلات عالية التردد، وخاصة في تطبيقات GaN وRF.
في أنظمة MEMS (الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة)، تقوم رقائق الكوارتز بتحويل الإشارات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية عبر التأثير الكهرضغطي، مما يتيح لأجهزة الاستشعار مثل الجيروسكوبات وأجهزة قياس التسارع.

التصنيع المتقدم والمختبرات

تُستخدم رقائق الكوارتز عالية النقاء على نطاق واسع في المختبرات الكيميائية والطبية الحيوية والفوتونية للخلايا البصرية وحاويات الأشعة فوق البنفسجية ومعالجة العينات ذات درجات الحرارة العالية.
توافقها مع البيئات القاسية يجعلها مناسبة لغرف البلازما وأدوات الترسيب.

كيف يتم تصنيع رقائق الكوارتز

هناك طريقتان رئيسيتان لتصنيع رقائق الكوارتز:

رقائق الكوارتز المندمجة

تُصنع رقائق الكوارتز المنصهرة عن طريق صهر حبيبات الكوارتز الطبيعية في زجاج غير متبلور، ثم تقطيع الكتلة الصلبة وتلميعها إلى رقائق رقيقة. توفر هذه الرقائق:

شفافية استثنائية للأشعة فوق البنفسجية
نطاق تشغيل حراري واسع (>1100 درجة مئوية)
مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية

إنها مثالية لمعدات الطباعة الحجرية، وأفران درجات الحرارة العالية، والنوافذ البصرية ولكنها غير مناسبة للتطبيقات الكهرضغطية بسبب عدم وجود ترتيب بلوري.

رقائق الكوارتز المزروعة

تُزرع رقائق الكوارتز المزروعة صناعيًا لإنتاج بلورات خالية من العيوب ذات توجيه شبكي دقيق. صُممت هذه الرقائق للتطبيقات التي تتطلب:

زوايا القطع الدقيقة (قطع X، Y، Z، AT، إلخ.)
مذبذبات التردد العالي ومرشحات SAW
المستقطبات البصرية وأجهزة MEMS المتقدمة

تتضمن عملية الإنتاج نمو البذور في أوتوكلاف، يليه التقطيع والتوجيه والتلدين والتلميع.

الموردون الرائدون لرقائق الكوارتز

تشمل قائمة الموردين العالميين المتخصصين في رقائق الكوارتز عالية الدقة ما يلي:

هيراوس(ألمانيا) - الكوارتز المنصهر والاصطناعي
كوارتز شين إيتسو(اليابان) - حلول رقائق عالية النقاء
ويفر برو(الولايات المتحدة الأمريكية) - رقائق الكوارتز ذات القطر العريض والركائز
كورث كريستال(ألمانيا) – رقائق بلورية اصطناعية

الدور المتطور لرقائق الكوارتز

تستمر رقائق الكوارتز في التطور كمكونات أساسية في المشهد التكنولوجي الناشئ:

التصغير– يتم تصنيع رقائق الكوارتز بتسامحات أكثر إحكامًا لتحقيق التكامل مع الأجهزة المدمجة.
إلكترونيات التردد العالي– تتجه تصميمات رقائق الكوارتز الجديدة إلى مجالات mmWave و THz لشبكات 6G والرادار.
الاستشعار من الجيل التالي– من المركبات ذاتية القيادة إلى إنترنت الأشياء الصناعي، أصبحت أجهزة الاستشعار القائمة على الكوارتز أكثر أهمية.

الأسئلة الشائعة حول رقائق الكوارتز

1. ما هي رقاقة الكوارتز؟

رقاقة الكوارتز هي قرص رقيق ومسطح مصنوع من ثاني أكسيد السيليكون البلوري (SiO₂)، ويُصنع عادةً بأحجام أشباه موصلات قياسية (مثل 2 بوصة، 3 بوصات، 4 بوصات، 6 بوصات، 8 بوصات، أو 12 بوصة). تشتهر رقاقة الكوارتز بنقائها العالي، واستقرارها الحراري، وشفافيتها البصرية، وتُستخدم كركيزة أو حامل في تطبيقات عالية الدقة متنوعة، مثل تصنيع أشباه الموصلات، وأجهزة MEMS، والأنظمة البصرية، وعمليات التفريغ.

2. ما هو الفرق بين الكوارتز وهلام السيليكا؟

الكوارتز هو شكل صلب بلوري من ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂)، في حين أن هلام السيليكا هو شكل غير متبلور ومسامي من SiO₂، ويستخدم عادة كمجفف لامتصاص الرطوبة.

الكوارتز مادة صلبة وشفافة، وتستخدم في التطبيقات الإلكترونية والبصرية والصناعية.
يظهر هلام السيليكا على شكل حبيبات أو حبات صغيرة ويستخدم في المقام الأول للتحكم في الرطوبة في التعبئة والتغليف والإلكترونيات والتخزين.

3. ما هي استخدامات بلورات الكوارتز؟

تُستخدم بلورات الكوارتز على نطاق واسع في الإلكترونيات والبصريات نظرًا لخواصها الكهرضغطية (إذ تُولّد شحنة كهربائية تحت تأثير إجهاد ميكانيكي). تشمل تطبيقاتها الشائعة ما يلي:

المذبذبات والتحكم في التردد(على سبيل المثال، ساعات الكوارتز، الساعات، المتحكمات الدقيقة)
المكونات البصرية(على سبيل المثال، العدسات، والألواح الموجية، والنوافذ)
الرنانات والمرشحاتفي أجهزة الترددات الراديوية والاتصالات
أجهزة الاستشعارللضغط أو التسارع أو القوة
تصنيع أشباه الموصلاتكركائز أو نوافذ عملية

4. لماذا يستخدم الكوارتز في الرقائق الدقيقة؟

يستخدم الكوارتز في التطبيقات المتعلقة بالرقائق الدقيقة لأنه يوفر:

الاستقرار الحراريأثناء العمليات ذات درجات الحرارة العالية مثل الانتشار والتلدين
العزل الكهربائيبسبب خصائصه العازلة
المقاومة الكيميائيةللأحماض والمذيبات المستخدمة في تصنيع أشباه الموصلات
دقة الأبعادوالتمدد الحراري المنخفض لمحاذاة الطباعة الحجرية الموثوقة
على الرغم من أن الكوارتز نفسه لا يستخدم كمادة شبه موصلة نشطة (مثل السيليكون)، إلا أنه يلعب دورًا داعمًا حيويًا في بيئة التصنيع - وخاصة في الأفران والغرف وركائز أقنعة الصور الضوئية.

معلومات عنا

تتخصص شركة XKH في تطوير وإنتاج وبيع الزجاج البصري الخاص ومواد الكريستال الجديدة عالية التقنية. تخدم منتجاتنا الإلكترونيات البصرية، والإلكترونيات الاستهلاكية، والقطاعات العسكرية. نقدم مكونات بصرية من الياقوت، وأغطية عدسات الهواتف المحمولة، والسيراميك، وLT، وSIC كربيد السيليكون، والكوارتز، ورقائق الكريستال شبه الموصل. بفضل خبرتنا الماهرة ومعداتنا المتطورة، نتميز في معالجة المنتجات غير القياسية، ونسعى لأن نكون شركة رائدة في مجال المواد البصرية الإلكترونية عالية التقنية.