Testreszabott, magas hőállóságú, átlátszó kvarcüveg csatlakozódarab félvezetőhöz

Kvarcflanxok gyártási folyamata:

• Alapanyag-kiválasztás: A kiinduló anyagként nagyon tiszta természetes kvarckristályokat vagy szintetikus kovasavas homokot használnak. A szilícium-dioxid-tartalom általában meghaladja a 99,9%-ot, hogy kiváló tulajdonságokat biztosítson.
• Olvadás: Az alapanyagot vákuum vagy nemesgáz atmoszférájú kemencében (gyakran elektromos ellenállású vagy indukciós kemencében) rendkívül magas hőmérsékletre (1700 felett) °C) hevítik, hogy buborékmentes, viszkózus olvadt kvarccá olvasszák össze.
• Formázás: Az olvadt kvarcot ezután többféle módon is formázzák flanxokká:

• Öntés: Pontos grafittal vagy kerámia formákba öntve.
• Centrifugális öntés: A forma forgatásával hengeres üreges alakzatokat állítanak elő, melyeket később megmunkálnak.
• Forró sajtolás/befejezés: A melegített kvarcnyersdarab tömörítése nyomás alatt a sűrűsödés és közel végleges alakra hozás érdekében.

• Hőkezelés (annealing): A kialakított idomok szabályozott, lassú hűtési folyamaton esnek át hőkezelő kemencében. Ez csökkenti a belső hőfeszültséget, megelőzve a repedéseket és biztosítva a szerkezeti stabilitást.
• Pontossági megmunkálás: A hőkezelt nyersidomokat gyémántbevonatú szerszámokkal gondosan megmunkálják. Ez magában foglalja a köszörülést, vágást, fúrást és síkítást, hogy elérjék a végső méreteket, felületminőséget (gyakran optikai minőségű), síkosságot és pontos tömítőfelületeket (pl. Ra < 0,4 μ m).
• Tisztítás és minőségellenőrzés: Alapos tisztítás (pl. ultrahangos, savas tisztítás) eltávolítja a szennyeződéseket. Minden idomot ellenőriznek méretek, látható hibák (buborékok, idegen beágyazódások) és optikai tulajdonságok szempontjából. Haladó módszerek, mint a lézerinterferometria, ellenőrzik a síkosságot és a párhuzamosságot.

Kvarc idomok előnyei:

• Kiváló hőállóság: Rendkívül alacsony hőtágulási együttható (~5,5 x 10 ⁻⁷ /K) miatt kiválóan ellenállnak a hőterhelésnek. Képesek elviselni a gyors felmelegedést és lehűlést 1000 °°C-ból szobahőmérsékletre anélkül, hogy repednének.
• Magas hőmérséklet-állóság: Folyamatosan üzemeltethetők legfeljebb 1100 °°C-os hőmérsékleten, rövid ideig akár 1300 °°C-on is, megtartva szerkezeti integritásukat, ahol a fémek megpuhulnának vagy alakváltozást szenvednének.
• Kiváló kémiai tisztaság és ineritás: Magas tisztaságú SiO ₂ -ból készülnek, nem porózusak, és nagyon ellenállnak a legtöbb sav, halogén és agresszív kémiai anyag (kivéve hidrogén-fluorid és forró foszforsav) korróziójának. Ez megakadályozza a szennyeződést érzékeny folyamatok során.
• Kiváló optikai tulajdonságok: Nagy átlátszóság széles spektrumon, az UV-től a közeli infravörös tartományig. Ez lehetővé teszi a folyamatok vizuális ellenőrzését, az UV-sugárzás átvezetését, valamint lézeralkalmazásokban történő használatukat.
• Kiváló elektromos szigetelés: Magas dielektromos szilárdság és alacsony elektromos vezetőképesség még magasabb hőmérsékleten is, amely ideálissá teszi őket félvezető- és vákuumalkalmazásokhoz.
• Magas mechanikai szilárdság és merevség: Habár rideg, az olvasztott  kvarcnak magas a nyomószilárdsága, és alakját megőrzi terhelés hatására magas hőmérsékleten is, ellentétben számos polimerrrel.  terhelt állapotban magas hőmérsékleten, a sok polimerrel ellentétben.
• Ultra magas vákuum kompatibilitás: Rendkívül alacsony gázáteresztés és gázkibocsátás. Megfelelően kisütve hozzájárul az ultra magas vákuum (UHV) környezet eléréséhez és fenntartásához.
• Hosszú élettartam és méretstabilitás: Ellenáll az időjárásnak, nem bomlik vagy öregedik meg tipikus körülmények között, és idővel is pontos méreteit megtartja stabilitása miatt.
• Elsődleges  Alkalmazások: Félvezetőgyártás (maratás, diffúzió, CVD/LPCVD kamrák), optikai szálak, precíziós optika, lézerrendszerek, laboratóriumi és analitikai berendezések, magas hőmérsékletű kémlelőüvegek, valamint speciális világítás (nagy intenzitású kisülőlámpák).

A kvarcflansek elsődleges alkalmazási területei és felhasználása

A kvarcflansok kritikus alkatrészek a követelményes iparágakban, egyedülálló tulajdonságaik kombinációja miatt. Fő alkalmazásaik és specifikus felhasználásuk a következők:

• Félvezető- és mikroelektronikai gyártás

• Felhasználás: Nézőablakok, kameraliningek, gázbeömlők és diagnosztikai nyílások gyártóbérletekben.
• Kulcsberendezések: Plazmaetcherek, kémiai gőzlerakódásos (CVD) és alacsony nyomású CVD (LPCVD) reaktorok, diffúziós kemencék és ionimplantálók.
• Indok: Tisztaságuk megakadályozza a szilíciumlapkák szennyeződését, átlátszóságuk pedig lehetővé teszi a folyamat közbeni figyelést.

• Optikai és fotonikai iparágak

• Felhasználás: Végablakok, lézer csőházak és rögzítőalkatrészek.
• Kulcsalkalmazások: Nagyteljesítményű lézerrendszerek, UV- és IR-optikai rendszerek, spektrofotométer cellák és csillagászati távcsőtükör-alapanyagok (alacsony hőtágulású alapanyagokhoz).
• Indok: Kiváló áteresztőképesség az UV-től az IR-ig, valamint minimális hő okozta torzítás nagy intenzitású fény hatására.

• Nagyon tiszta/alacsony nyomású kémiai feldolgozás

• Használat: Reaktor bélelőként, látóüvegként maró hatású folyadékokhoz és csatlakozóalkatrészként kísérleti üzemekben.
• Fő folyamatok: Ultratiszta savak, halogéngázok és magas hőmérsékletű speciális vegyi anyagok kezelése.
• Ok: Kiváló kémiai inaktivitása biztosítja a termék tisztaságát, és ellenáll az összes savnak, kivéve a hidrogén-fluorid-ot és a forró foszforsavat.

• Haladó világítás

• Használat: Magas intenzitású kisülőlámpák burkolataként (külső izzó).
• Fő termékek: Higanygőzlámpák, xenon ívlámpák és UV sterilizáló lámpák.
• Ok: Képes elviselni rendkívül magas üzemi hőmérsékleteket (>1000 °C) és hatékonyan átereszti az UV-fényt.

• Tudományos kutatás és analitikai műszerek

• Használat: Vákuumkamrák ablakaiként, mint mintatartók kemencékben és tömegspektrométerek alkatrészei.
• Kulcskörnyezetek: Extrém vákuum (UHV) rendszerek, elektronmikroszkópok és űrszimulációs kamrák.
• Ok: Rendkívül alacsony gázkibocsátás és magas méretstabilitás vákuum és hőciklus hatására.

• Speciális ipari folyamatok

• Alkalmazás: Védőlencseként magas hőmérsékletű kemencékben (pl. kristálynövesztő kemencék, mint a Czochralski-húzóberendezések) és áramlási elemekként optikai szál előtestgyártásban.
• Ok: Megőrzi átlátszóságát és integritását folyamatos magas hőmérsékletű üzem közben, lehetővé téve a folyamat vizuális ellenőrzését.

  Műszaki specifikációk

  Tulajdonság tartalma	Tulajdonság index
  Sűrűség	2,2×103kg/cm³
  Erő	580KHN100
  Húzóerő	4.9×107Pa(N/ ㎡)
  Nyomásérzetlenség	>1,1×109Pa
  Hőmérsékleti tágulási együttható	5,5×10-7cm/cm℃
  Hővezetékonyság	1,4W/m℃
  Fajlagos hő	670J/kg℃
  Puhulási pont	1680℃
  Edzési pont	1215℃