2 " 3 " 4 " 6 " 8 " 12 " SiO2 Quartz Wafer Quartz Wafers SiO2 MEMS Temperatura

Introducción

Las obleas de cuarzo juegan un papel indispensable en el avance de las industrias electrónica, semiconductor y óptica.integrados en estaciones base de alta frecuencia que alimentan redes 5GEstos sustratos de alta pureza permiten innovaciones en todo, desde computación cuántica hasta fotónica avanzada.A pesar de ser derivado de uno de los minerales más abundantes de la Tierra, las obleas de cuarzo están diseñadas con extraordinarios estándares de precisión y rendimiento.

¿Qué son las obleas de cuarzo?

Las obleas de cuarzo son discos delgados y circulares creados a partir de cristal de cuarzo sintético ultrapuro..A diferencia del cuarzo natural, que forma cristales prismáticos irregulares, el cuarzo sintético se cultiva en condiciones de laboratorio estrictamente controladas, produciendo estructuras cristalinas uniformes.

La cristalinidad inherente de las obleas de cuarzo proporciona una resistencia química incomparable, transparencia óptica y estabilidad bajo altas temperaturas y tensión mecánica.Estas características hacen de las obleas de cuarzo un componente fundamental para los dispositivos de precisión utilizados en la transmisión de datos, sensores, computación y tecnologías basadas en láser.

Especificaciones de las obleas de cuarzo

Aplicaciones de las obleas de cuarzo

Las obleas de cuarzo están diseñadas a medida para satisfacer aplicaciones exigentes en todas las industrias, incluyendo:

Dispositivos electrónicos y RF

• Las obleas de cuarzo son el núcleo de los resonadores y osciladores de cristal de cuarzo que proporcionan señales de reloj para teléfonos inteligentes, unidades GPS, computadoras y dispositivos de comunicación inalámbrica.
• Su baja expansión térmica y su alto factor Q hacen que las obleas de cuarzo sean perfectas para circuitos de tiempo de alta estabilidad y filtros de RF.

Optoelectrónica e imágenes

• Las obleas de cuarzo ofrecen una excelente transmitancia UV e IR, lo que las hace ideales para lentes ópticas, divisores de rayos, ventanas láser y detectores.
• Su resistencia a la radiación permite su uso en la física de alta energía e instrumentos espaciales.

Semiconductores y MEMS

• Las obleas de cuarzo sirven como sustratos para circuitos de semiconductores de alta frecuencia, especialmente en aplicaciones GaN y RF.
• En MEMS (Sistemas Micro-Electro-Mecánicos), las obleas de cuarzo convierten señales mecánicas en eléctricas a través del efecto piezoeléctrico, lo que permite sensores como giroscopios y acelerómetros.

Fabricación y laboratorios avanzados

• Las obleas de cuarzo de alta pureza se utilizan ampliamente en laboratorios químicos, biomédicos y fotónicos para células ópticas, cubetas UV y manejo de muestras a alta temperatura.
• Su compatibilidad con ambientes extremos los hace adecuados para cámaras de plasma y herramientas de deposición.

Cómo se hacen las obleas de cuarzo

Hay dos rutas de fabricación primarias para las obleas de cuarzo:

Otros productos de la partida 85

Las obleas de cuarzo fundido se fabrican derritiendo gránulos de cuarzo natural en un vidrio amorfo, luego cortando y puliendo el bloque sólido en obleas delgadas.

• Transparencia UV excepcional
• Amplio rango de funcionamiento térmico (> 1100°C)
• Excelente resistencia al choque térmico

Son ideales para equipos de litografía, hornos de alta temperatura y ventanas ópticas, pero no son adecuados para aplicaciones piezoeléctricas debido a la falta de orden cristalino.

Ofras de cuarzo cultivadas

Las obleas de cuarzo cultivadas se cultivan sintéticamente para producir cristales libres de defectos con una orientación de red precisa.

• Ángulos de corte exactos (X, Y, Z, AT, etc.)
• Osciladores de alta frecuencia y filtros SAW
• Polarizadores ópticos y dispositivos MEMS avanzados

El proceso de producción implica el crecimiento de semillas en autoclaves, seguido de corte, orientación, recocido y pulido.

Los principales proveedores de obleas de cuarzo

Entre los proveedores globales especializados en obleas de cuarzo de alta precisión se incluyen:

• - ¿ Qué?(Alemania) Quarzo fundido y sintético

• El cuarzo Shin-Etsu(Japón) Soluciones de obleas de alta pureza

• WaferPro(EE.UU.) ️ plaquetas y sustratos de cuarzo de diámetro ancho

• Korth Kristalle fue el primero.(Alemania) ️ placas de cristal sintético

La evolución de las obleas de cuarzo

Las obleas de cuarzo continúan evolucionando como componentes esenciales en el panorama tecnológico emergente:

• MiniaturizaciónLas obleas de cuarzo se fabrican con tolerancias más estrictas para la integración de dispositivos compactos.

• Electrónica de alta frecuenciaLos nuevos diseños de obleas de cuarzo están avanzando en los dominios de mmWave y THz para 6G y radar.

• La nueva generación de sensoresDesde vehículos autónomos hasta IoT industrial, los sensores basados en cuarzo son cada vez más vitales.

Preguntas frecuentes sobre las obleas de cuarzo

1¿Qué es una oblea de cuarzo?

Una oblea de cuarzo es un disco delgado y plano hecho de dióxido de silicio cristalino (SiO2), generalmente fabricado en tamaños de semiconductores estándar (por ejemplo, 2", 3", 4", 6", 8" o 12").Estabilidad térmica, y transparencia óptica, una oblea de cuarzo se utiliza como sustrato o portador en varias aplicaciones de alta precisión, como la fabricación de semiconductores, dispositivos MEMS, sistemas ópticos,y procesos de vacío.

2¿Cuál es la diferencia entre el cuarzo y el gel de sílice?

El cuarzo es una forma sólida cristalina de dióxido de silicio (SiO2), mientras que el gel de sílice es una forma amorfa y porosa de SiO2, comúnmente utilizado como desecante para absorber la humedad.

• El cuarzo es duro, transparente y se utiliza en aplicaciones electrónicas, ópticas e industriales.
• El gel de sílice aparece como pequeñas cuentas o gránulos y se utiliza principalmente para controlar la humedad en el embalaje, la electrónica y el almacenamiento.

3¿Para qué se usan los cristales de cuarzo?

Los cristales de cuarzo se utilizan ampliamente en electrónica y óptica debido a sus propiedades piezoeléctricas (generan una carga eléctrica bajo tensión mecánica).

• Osciladores y regulación de frecuencia(por ejemplo, relojes de cuarzo, relojes, microcontroladores)
• Componentes ópticos(por ejemplo, lentes, placas de onda, ventanas)
• Resonadores y filtrosen dispositivos de RF y comunicaciones
• Sensorespara presión, aceleración o fuerza
• Fabricación de semiconductorescomo sustratos o ventanas de proceso

4¿Por qué se usa el cuarzo en los microchips?

El cuarzo se utiliza en aplicaciones relacionadas con microchips porque ofrece:

• Estabilidad térmicadurante los procesos de alta temperatura como la difusión y el recocido
• Aislamiento eléctricodebido a sus propiedades dieléctricas
• Resistencia químicapara ácidos y disolventes utilizados en la fabricación de semiconductores
• Precisión dimensionaly baja expansión térmica para una alineación confiable de la litografía
• Si bien el cuarzo en sí no se utiliza como material semiconductor activo (como el silicio), desempeña un papel de apoyo vital en el entorno de fabricación, especialmente en hornos, cámaras,y sustratos de las máscaras fotográficas.

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