Barcaça de vidro de sílica fundida quartzo transparente personalizada para energia solar

Introdução ao Barco de Quartzo

Um Barco de Quartzo, conhecido especificamente na indústria de semicondutores como Barco para Wafer ou Barco de Processo, é um componente de alta precisão fabricado em quartzo fundido de alta pureza. É projetado para segurar e transportar wafers de silício durante diversos processos de fabricação em altas temperaturas.

Sua função principal é atuar como suporte ou grade, garantindo que múltiplos wafers sejam mantidos firmemente em posição vertical e com espaçamento preciso enquanto são processados dentro de fornos e câmaras de reação.

Características essenciais

1). Resistência Excepcional a Altas Temperaturas:
O quartzo fundido pode suportar temperaturas superiores a 1100°C sem amolecer ou deformar, o que é essencial para processos como difusão e oxidação.

2). Ultra-Alta Pureza:
É feito de quartzo sintético de alta pureza, que é praticamente isento de impurezas metálicas. Isso evita a contaminação dos sensíveis wafers de silício, o que é essencial para alcançar altos rendimentos e desempenho do produto.

3). Estabilidade Térmica Superior:
O quartzo possui um coeficiente de expansão térmica muito baixo, o que significa que pode suportar ciclos rápidos de aquecimento e resfriamento (choque térmico) sem rachar.

4). Excelente Inércia Química:
É altamente resistente à corrosão causada pela maioria dos ácidos, halogênios e outros gases agressivos utilizados na fabricação de semicondutores.

5). Engenharia de Precisão:
O barco possui ranhuras ou fendas cuidadosamente projetadas que seguram os wafers firmemente sem causar tensão ou geração de partículas, garantindo exposição uniforme aos gases e ao calor do processo.

6) Alta Resistência Mecânica e Estabilidade
Mantém a integridade estrutural e a estabilidade dimensional sob cargas pesadas em altas temperaturas, evitando deformações nos wafers.
O barco de quartzo é essencial para a fabricação de semicondutores devido à sua excepcional resistência a altas temperaturas e pureza ultraelevada, que evitam contaminação. Sua superior resistência ao choque térmico e excelente inertidade química permitem um desempenho confiável em ambientes de processo severos. Além disso, sua engenharia de precisão garante que as pastilhas sejam processadas uniformemente e sem danos.

Vantagens do barco de quartzo

1) Alta Resistência Térmica:
A temperatura de amolecimento do vidro de quartzo é de aproximadamente 1730 °C, podendo ser utilizado por longos períodos a 1200 °C. A temperatura de uso temporário pode atingir 1450 °C.

2) Boa Estabilidade Térmica: O coeficiente de expansão térmica do vidro de quartzo é pequeno, suportando mudanças bruscas de temperatura; o vidro de quartzo aquecido a cerca de 1200 °C não se rompe ao ser colocado em água à temperatura ambiente.

3) Resistência à Corrosão: Exceto pelo ácido fluorídrico, o vidro de quartzo praticamente não reage quimicamente com outros ácidos, e sua resistência a ácidos é 30 vezes maior que a da cerâmica e 150 vezes maior que a do aço inoxidável.

4) Alta Isolação: O valor da resistência do vidro de quartzo equivale a 10.000 vezes o do vidro comum, sendo um excelente material isolante elétrico e apresentando bom desempenho de isolamento à temperatura ambiente.

5) Boa Transmitância Luminosa: Em todo o espectro de comprimentos de onda do ultravioleta ao infravermelho, possui boa transmissão luminosa; a taxa de transmissão da luz visível é de 93% ou mais na região ultravioleta, e a taxa de transmissão é de 80 ou mais.

Aplicações comuns

Portador de Wafer para Processos em Alta Temperatura: A função principal é segurar e transportar wafers de silício em fornos e câmaras de reação.
Essencial para Dopagem e Difusão: Permite a introdução de impurezas nos wafers de silício para criar transistores e circuitos.
Essencial para Oxidação Térmica: Utilizado para crescer camadas isolantes de óxido em pastilhas.
Suporte na Deposição de Filmes Finos (CVD): Mantém as pastilhas durante os processos de revestimento.
Base na Produção de Células Solares: Utilizado na fabricação da junção p-n em células fotovoltaicas.

Em essência, sempre que for necessário o processamento ultra-limpo e em altas temperaturas de pastilhas de silício ou substratos semelhantes, a embarcação de quartzo é uma ferramenta indispensável.
1). Fabricação de Semicondutores (Aplicação Principal)
Oxidação Térmica: Utilizada para transportar pastilhas de silício em fornos de alta temperatura, com o objetivo de crescer uma camada fina e uniforme de dióxido de silício (SiO₂) na superfície da pastilha.
Difusão: Empregada em processos de dopagem, nos quais as pastilhas são expostas a gases dopantes em altas temperaturas, alterando as propriedades elétricas do silício.
Deposição Química em Fase Vapor (CVD): Atua como suporte para as pastilhas durante processos de deposição de filmes finos de diversos materiais.
Recozimento: Utilizado em fornos para recozer pastilhas (aquecer e arrefecer lentamente) a fim de reparar danos no cristal ou ativar dopantes.

2). Indústria Fotovoltaica (PV)
Utilizado no processo de difusão para criar a junção p-n, que é o coração fundamental de uma célula solar.
Também empregado em outros passos de processamento em alta temperatura para pastilhas solares de silício.

3). Fabricação de LED e MEMS
Essencial para os passos de processamento em alta temperatura envolvidos na fabricação de Diodos Emissores de Luz (LEDs) e Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos (MEMS).
Os tubos de ensaio de quartzo são componentes laboratoriais e industriais de alto desempenho indispensáveis, fabricados em sílica fundida de alta pureza, normalmente com um teor de sílica de 99,9% ou superior, com variantes premium atingindo pureza de 99,99% de SiO₂. O processo de fabricação envolve a fusão de cristais naturais de quartzo a uma temperatura ultraelevada de cerca de 2000 °C, seguida de técnicas de processamento de precisão, como estiramento e moldagem, para garantir espessura uniforme das paredes e integridade estrutural. Esses tubos destacam-se dos vidros comuns e alternativas de borossilicato devido à sua combinação excepcional de propriedades térmicas, químicas, óticas e mecânicas, tornando-os insubstituíveis em inúmeras situações de alto desempenho.

  
Parâmetros Técnicos