ค้นหา
thเวเฟอร์บอโรซิลิเกตและเวเฟอร์แซฟไฟร์สามารถใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. และความหนา 1.0 มม. ร่วมกันได้ แต่อันหนึ่งมีราคาเพียงเล็กน้อยจากอีกอันและยังคงสภาพการทำงานที่แตกต่างกันมากได้ ช่องว่างนั้นเป็นจุดที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการซื้อเวเฟอร์ส่วนใหญ่ ในทางปฏิบัติ การเลือกแผ่นเวเฟอร์แสงที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับการตัดสินใจ 3 ประการตามลำดับนี้: เลือกวัสดุสำหรับการส่งผ่าน ความแข็ง และพฤติกรรมทางความร้อน กำหนดตัวเลขความเรียบและคุณภาพพื้นผิวที่กระบวนการปลายน้ำสามารถทนได้จริง และต้องมีข้อมูลการตรวจสอบที่พิสูจน์ได้ทั้งก่อนจัดส่ง ส่วนด้านล่างนี้จะพิจารณาการตัดสินใจแต่ละครั้งตามลำดับ
ออปติคอลเวเฟอร์คืออะไร?
แผ่นเวเฟอร์แบบใช้แสงเป็นแผ่นบางๆ ของวัสดุเกรดออพติคอล โดยทั่วไปจะเป็นแก้ว ควอตซ์ผสม หรือแซฟไฟร์ผลึกเดี่ยว ซึ่งผลิตขึ้นเพื่อให้มีความทนทานต่อความหนา ความเรียบ และคุณภาพพื้นผิวที่แน่นหนา แตกต่างจากหน้าต่างแสงสำเร็จรูปซึ่งติดตั้งโดยตรงในเส้นทางลำแสง โดยทั่วไปแล้วเวเฟอร์จะเป็นพื้นผิวเริ่มต้น: พื้นผิวเริ่มต้นที่จะถูกเคลือบ สร้างลวดลาย เชื่อมติด หรือหั่นสี่เหลี่ยมลูกเต๋าในระหว่างการประมวลผลขั้นปลายน้ำ
เส้นผ่านศูนย์กลางมาตรฐานเริ่มตั้งแต่ 25.4 มม. (1 นิ้ว) ถึง 300 มม. โดยมีความหนาโดยทั่วไประหว่าง 0.5 ถึง 1.1 มม. แม้ว่าขนาดที่กำหนดเองจะเป็นเรื่องปกติในเลนส์อุตสาหกรรมก็ตาม พารามิเตอร์ห้าตัวแยกเวเฟอร์ที่ใช้งานได้ออกจากพารามิเตอร์ที่ถูกปฏิเสธ:
- ความแปรผันของความหนารวม (TTV): ความแตกต่างระหว่างจุดที่หนาที่สุดและบางที่สุดบนพื้นผิวขัดเงา
- ส่วนโค้งและส่วนโค้ง: การเบี่ยงเบนของระนาบกลางแผ่นเวเฟอร์จากพื้นเรียบ มักเกิดจากความเค้นตกค้างที่เหลือจากการเจียรหรือการขัดถู
- คุณภาพพื้นผิว: เกรดสำหรับขุดรอยขีดข่วน เช่น 40-20 หรือ 20-10 ต่อ MIL-PRF-13830 ซึ่งจำกัดรอยขีดข่วนและการขุดที่อนุญาต
- ความหยาบของพื้นผิว: เวเฟอร์ขัดเงาโดยทั่วไปจะมีค่า Ra ต่ำกว่า 1 นาโนเมตร และสต็อกขัดเงาสองด้านต่ำกว่า 0.5 นาโนเมตร
- สภาพของคมตัด: รูปทรงการลบมุมและขีดจำกัดของเศษ ซึ่งผลักดันอัตราการแตกหักระหว่างการจัดการและการหั่น
แก้ว ควอตซ์ หรือแซฟไฟร์: การเลือกวัสดุเวเฟอร์
การเลือกใช้วัสดุมีอิทธิพลต่อต้นทุนและประสิทธิภาพมากกว่าการตัดสินใจเลือกเวเฟอร์อื่นๆ ตารางด้านล่างเปรียบเทียบช่วงคุณสมบัติที่ขับเคลื่อนการเลือก และหมายเหตุหลังจากนั้นจะอธิบายว่าวัสดุแต่ละชนิดมาแทนที่ที่ใด
| คุณสมบัติ | แก้วบอโรซิลิเกต | ควอตซ์ผสม | แซฟไฟร์ (ผลึกเดี่ยว) |
|---|---|---|---|
| ระยะการส่งข้อมูลที่ใช้งานได้ | ~350 นาโนเมตร ถึง 2.5 ไมโครเมตร | ~180 นาโนเมตรถึง 3.5 ไมโครเมตร พร้อมการส่งผ่านรังสียูวีที่แรง | ~150 นาโนเมตรถึง 5.5 ไมโครเมตร ครอบคลุมรังสียูวีผ่านอินฟราเรดช่วงกลาง |
| ความแข็ง (โมห์) | ~5.5 | ~5.5 ถึง 6.5 | 9 ซึ่งแข็งกว่าวัสดุออพติกทั่วไปยกเว้นเพชร |
| การขยายตัวทางความร้อน | ~3.3 ppm/K | ~0.5 ppm/K ต่ำมาก | ~5.3 ถึง 8 ppm/K ขึ้นอยู่กับทิศทาง |
| การนำความร้อน | ~1 วัตต์/เมตร·เค | ~1.4 วัตต์/เมตร·เค | ~25 ถึง 40 W/m·K กระจายความร้อนได้ดีเยี่ยม |
| ต้นทุนสัมพัทธ์ | ต่ำ | ปานกลาง | สูง |
| การใช้งานเวเฟอร์ทั่วไป | สารตั้งต้นพันธะ MEMS ตัวพา เลนส์จอภาพ | โฟโตมาสค์แบลงค์, เลนส์ยูวี, แผ่นกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ | GaN LED epitaxy, หน้าต่าง IR, เซ็นเซอร์สภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
เมื่อตัวเลือกแคบลงเหลือเพียงสองตัวเลือกที่มีการเปรียบเทียบบ่อยที่สุด การตัดสินใจมักจะเปิดการส่งผ่านรังสี UV และความเสถียรทางความร้อน แทนที่จะเป็นราคาเพียงอย่างเดียว เรากล่าวถึงรายละเอียดการจับคู่นั้นในการเปรียบเทียบของเรา ควอตซ์กับเวเฟอร์ออปติคัลแก้ว .
เวเฟอร์แก้ว: อุปกรณ์สำคัญสำหรับการยึดเหนี่ยวและตัวพา
แผ่นเวเฟอร์แก้ว ซึ่งมักจะเป็นแก้วบอโรซิลิเกตหรือกระจกที่คล้ายกัน เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าที่สุด โดยไม่จำเป็นต้องส่งผ่านหรือมีความแข็งมาก การขยายตัวทางความร้อนตั้งอยู่ใกล้กับซิลิคอนเพียงพอสำหรับการยึดเกาะขั้วบวก ซึ่งทำให้เป็นพื้นผิวมาตรฐานสำหรับเซ็นเซอร์ความดัน MEMS และอุปกรณ์ห่อหุ้ม นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นเวเฟอร์พาหะในระหว่างการจัดการอุปกรณ์แบบบางและเป็นพื้นผิวฐานสำหรับออปติกที่มีลวดลาย ขีดจำกัดนั้นมีอยู่จริง: การส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลตอ่อนกว่าควอตซ์หลอมละลาย ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่ำ และพื้นผิวที่ขีดข่วนได้ง่ายกว่าผ่านรอบการจัดการซ้ำๆ
เวเฟอร์แก้วสำหรับ MEMS เซนเซอร์ และพื้นผิวแบบออปติคอล เวเฟอร์แก้ว Borosilicate และแก้วที่คล้ายกันมีต้นทุนต่ำ ความโปร่งใส และการขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับซิลิคอนสำหรับการเชื่อมขั้วบวก สิ่งนี้ทำให้คุ้มค่าที่จะตรวจสอบซับสเตรตของเซ็นเซอร์ MEMS, เวเฟอร์พาหะ และออปติคที่มีลวดลาย โดยไม่จำเป็นต้องส่งผ่านรังสี UV หรือความแข็งสูง ดูผลิตภัณฑ์ → เวเฟอร์ควอตซ์: การขยายตัวต่ำและประสิทธิภาพรังสียูวีระดับลึก
เวเฟอร์ควอทซ์ผสมจับคู่การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำมาก ประมาณ 0.5 ppm/K ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญต่ำกว่ากระจกส่วนใหญ่ โดยมีการส่งผ่านที่แข็งแกร่งเข้าไปในรังสีอัลตราไวโอเลต การรวมกันดังกล่าวอธิบายถึงบทบาทของพวกเขาในฐานะโฟโตมาสก์แบลงค์ สารตั้งต้นแสงยูวี และเพลตกระบวนการภายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ กับดักการซื้ออย่างหนึ่งสมควรได้รับความสนใจ: "ควอตซ์" อาจหมายถึงควอตซ์หลอมรวมอสัณฐานหรือควอตซ์คริสตัลไลน์เพียโซอิเล็กทริก และทั้งสองมีความแตกต่างกันอย่างมากในเรื่องราคา ความสามารถในการแปรรูป และการใช้งาน ยืนยันว่ากระบวนการใดที่จำเป็นต้องใช้จริงก่อนที่จะขอใบเสนอราคา
ควอตซ์ผสม Wafers with Low Expansion and UV Transmission เวเฟอร์ควอตซ์ผสมรวมการขยายตัวทางความร้อนประมาณ 0.5 ppm/K พร้อมการส่งผ่านที่แข็งแกร่งเข้าไปในรังสีอัลตราไวโอเลต สิ่งเหล่านี้ควรค่าแก่การดูโฟโตมาสก์แบลงค์ เลนส์ UV และเพลตกระบวนการอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ โดยที่กระบวนการนั้นต้องการรูปร่างที่ไม่มีรูปร่างมากกว่าควอตซ์แบบผลึก ดูผลิตภัณฑ์ → เวเฟอร์แซฟไฟร์: ความแข็งและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
แซฟไฟร์ผลึกเดี่ยวมีราคาสูงกว่าต่อเวเฟอร์และเครื่องจักรช้ากว่าแก้วหรือควอตซ์มาก แต่ไม่มีสิ่งใดในการใช้งานด้านการมองเห็นทั่วไปที่รวมความแข็ง 9 โมห์ ความครอบคลุมสเปกตรัมตั้งแต่ประมาณ 150 นาโนเมตรถึง 5.5 ไมโครเมตร และค่าการนำความร้อนสูง เป็นสารตั้งต้นเริ่มต้นสำหรับ epitaxy LED แกลเลียมไนไตรด์ ซึ่งเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับหน้าต่างอินฟราเรดกลางและเซ็นเซอร์ที่สัมผัสกับการเสียดสีหรืออุณหภูมิสูง และพบเห็นได้ทั่วไปมากขึ้นในทัศนศาสตร์ของยานยนต์ เนื่องจากคุณสมบัติของแซฟไฟร์ขึ้นอยู่กับการวางแนวของผลึกศาสตร์ การตัด ไม่ว่าจะเป็นระนาบ C, ระนาบ R หรือระนาบอื่น จะต้องระบุไว้อย่างชัดเจนบนภาพวาด
เวเฟอร์แซฟไฟร์สำหรับ LED Epitaxy และการใช้งานทางแสงที่รุนแรง แซฟไฟร์ผลึกเดี่ยวมีความแข็ง 9 โมห์ ส่งผ่านจากประมาณ 150 นาโนเมตรถึง 5.5 ไมโครเมตร และมีการนำความร้อนสูง ผลิตภัณฑ์นี้คุ้มค่าที่จะพิจารณาสำหรับ GaN LED epitaxy, หน้าต่างอินฟราเรดกลาง และเซ็นเซอร์ที่เผชิญกับการเสียดสีหรืออุณหภูมิสูง โดยระบุระนาบคริสตัลไว้ ดูผลิตภัณฑ์ → ข้อมูลจำเพาะเพื่อล็อคก่อนที่จะขอใบเสนอราคา
การปฏิเสธเวเฟอร์ส่วนใหญ่จะย้อนกลับไปตามข้อกำหนดที่ไม่เคยระบุไว้ ไม่ใช่ความล้มเหลวในการผลิต ใส่หมายเลขในแต่ละรายการด้านล่างก่อนส่งคำขอใบเสนอราคา:
- เส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาพร้อมค่าความคลาดเคลื่อน เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. ±0.1 มม. และความหนา 1.0 มม. ±0.05 มม. แทนที่จะเป็น "100 มม. ที่ระบุ"
- ขีดจำกัดความเรียบที่ตรงกับการใช้งาน: วัสดุพิมพ์พิมพ์หินอาจต้องมีการเปลี่ยนแปลงความหนาทั้งหมดภายใต้ไม่กี่ไมครอนตลอดช่องรับแสงที่ชัดเจน ในขณะที่การใช้แสงโดยทั่วไปจะยอมรับค่าที่หลวมกว่า
- คุณภาพพื้นผิวแสดงเป็นแบบขูดขีด โดยทั่วไปคือ 40-20 สำหรับการใช้งานทั่วไป และ 20-10 เมื่อแสงกระจัดกระจายมีความสำคัญ
- รูปแบบการขัดเงา ด้านเดียวหรือสองด้าน เนื่องจากพื้นผิวทั้งสองมีความสำคัญเมื่อเวเฟอร์ป้อนเส้นทางแสงหรือการดำเนินการจับยึดที่แม่นยำ
- การวางแนวคริสตัลสำหรับแซฟไฟร์หรือแบบเจียระไนสำหรับคริสตัลไลน์ควอตซ์ แสดงบนภาพวาดแทนที่จะสันนิษฐาน
- ข้อกำหนดในการทำความสะอาด บรรจุภัณฑ์ และเอกสารประกอบ รวมถึงว่าแต่ละล็อตจำเป็นต้องมีแผนที่ความเรียบของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์และใบรับรองความสอดคล้องหรือไม่
วิธีบรรลุและตรวจสอบความเรียบในการผลิต
ความเรียบของแผ่นเวเฟอร์ถูกสร้างขึ้นตามลำดับคงที่ ได้แก่ การเลื่อยชิ้นงาน การเจียรจนเกือบถึงความหนาขั้นสุดท้าย การขัดเพื่อขจัดความเสียหายใต้ผิวดิน จากนั้นจึงขัดเงาด้านเดียวหรือสองด้าน เพื่อให้พื้นผิวเป็นไปตามข้อกำหนด แต่ละขั้นตอนจะต้องกำจัดความเสียหายที่ทิ้งไว้ก่อนหน้านั้น และการวิ่งขั้นตอนหนึ่งจะปรากฏเป็นรอยขีดข่วนหรือความเค้นตกค้างในการตรวจสอบขั้นสุดท้าย
การตรวจสอบมีความสำคัญพอๆ กับการประมวลผล โดยทั่วไปจะวัด TTV, ส่วนโค้ง และบิดงอด้วยการสแกนด้วยแสงแบบไม่สัมผัส ในขณะที่รูปร่างของพื้นผิวได้รับการยืนยันโดยอินเทอร์เฟอโรเมทรีที่ความยาวคลื่นที่ระบุ ค่าความเรียบที่ยกมาโดยไม่มีรูรับแสงและความยาวคลื่น เช่น "แล/10 แฟลต" โดยไม่มีเงื่อนไขใดๆ แนบมา ไม่สามารถเปรียบเทียบกับหมายเลขของซัพพลายเออร์รายอื่นได้ ดังนั้น ให้ใส่ทั้งสองอย่างไว้ในภาพวาด
ในกรณีที่ใช้เวเฟอร์แบบออปติคัล
เลนส์ที่ใช้เวเฟอร์ปรากฏอยู่ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากกว่าการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพียงอย่างเดียว:
- การผลิตเซมิคอนดักเตอร์: พื้นผิวโฟโตมาสก์ เลนส์สำหรับตรวจสอบ และเวเฟอร์ตัวพาสำหรับการจัดการอุปกรณ์ที่มีขนาดบาง
- เซ็นเซอร์ออปติคัลในระบบสร้างภาพ: การประมวลผลระดับเวเฟอร์จะสร้างหน้าต่างเซ็นเซอร์ ฟิลเตอร์ และซับสเตรตไมโครเลนส์เป็นชุดที่มีคุณภาพพื้นผิวสม่ำเสมอ
- อุปกรณ์ MEMS: แผ่นเวเฟอร์แก้วที่เชื่อมต่อแบบอโนไดซ์กับเซ็นเซอร์ความดันรูปแบบซิลิคอน ไมโครโฟน และเครื่องสะท้อนเสียง
- ระบบอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด: ควอตซ์หลอมทำหน้าที่พิมพ์หินและสเปกโทรสโกปีด้วยรังสียูวีลึก ในขณะที่แซฟไฟร์ครอบคลุมหน้าต่าง IR กลางและการตรวจจับอุณหภูมิสูง
- ยานยนต์และ LiDAR: พื้นผิวแข็งที่มีความเสถียรในมิติสำหรับออปติกตัวปล่อยและตัวรับที่ต้องทนต่อการสั่นสะเทือนและการแกว่งของอุณหภูมิ
ความเสี่ยงทั่วไปในการจัดซื้อจัดจ้างและวิธีหลีกเลี่ยง
สี่ประเด็นที่อธิบายถึงปัญหาส่วนใหญ่ในการจัดหาเวเฟอร์:
- คำบรรยายภาพความเรียบที่ไม่ชัดเจน รูปร่างที่เรียบทุกรูปต้องมีรูรับแสง ความยาวคลื่น และวิธีการวัดที่เขียนไว้บนภาพวาด
- การติดฉลากวัสดุผิด ยืนยันว่า "ควอตซ์" หมายถึงวัสดุอสัณฐานหลอมรวมหรือสต๊อกผลึก และเวเฟอร์ "แก้ว" นั้นเป็นบอโรซิลิเกต อลูมิโนซิลิเกต หรือองค์ประกอบอื่น เนื่องจากแต่ละส่วนมีความแตกต่างกันในด้านการขยายตัวและการส่งผ่าน
- การขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่ตรงกันในชุดประกอบที่ถูกผูกมัด ต้องเลือกแผ่นเวเฟอร์แก้วที่ยึดติดกับซิลิคอนเพื่อให้เข้ากันได้กับการขยายตัว มิฉะนั้นพันธะจะแตกระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน
- ไม่มีข้อมูลการตรวจสอบ หากไม่มีแผนที่อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์หรือใบรับรองความสอดคล้อง ปัญหาพื้นผิวจะปรากฏขึ้นหลังจากการประมวลผลดาวน์สตรีมเท่านั้น เมื่อเวเฟอร์ที่ถูกปฏิเสธมีค่าใช้จ่ายมากที่สุด
การทำงานร่วมกับผู้ผลิตแผ่นเวเฟอร์แบบออปติคัล
ผู้ซื้อที่ประเมินซัพพลายเออร์จำเป็นต้องมีรายการตรวจสอบสั้นๆ ได้แก่ การประมวลผลวัสดุเวเฟอร์ทั้งสามที่ผ่านการพิสูจน์แล้ว ความสามารถในการควบคุมความเรียบที่แสดงให้เห็น และระบบคุณภาพที่ได้รับการตรวจสอบตามมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับ Changzhou Haolilai Photo-Electricity Scientific and Technical Co., Ltd. (HLL) ได้ผลิตส่วนประกอบด้านแสงที่มีความแม่นยำมาตั้งแต่ปี 1998 จากโรงงานขนาด 35,000 ตารางเมตรในเขตเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งชาติของฉางโจว โดยมีพนักงานมากกว่า 300 คน และส่งออกไปยังกว่า 20 ประเทศ บริษัทได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 และ IATF 16949 ซึ่งการรับรองล่าสุดสนับสนุนงานห่วงโซ่อุปทานของยานยนต์ และดำเนินการศูนย์วิศวกรรมออปติกที่มีความแม่นยำระดับจังหวัดซึ่งสนับสนุนโครงการเวเฟอร์และซับสเตรตแบบกำหนดเอง
ข้อกำหนดของเวเฟอร์แตกต่างกันอย่างมากระหว่างการใช้งานด้านเซมิคอนดักเตอร์ ยานยนต์ และเลเซอร์ ดังนั้นเส้นทางที่เร็วที่สุดในการตั้งราคาที่แม่นยำคือภาพวาดที่มีข้อกำหนดจำเพาะที่ระบุไว้ข้างต้น ทีมวิศวกรของ HLL ตรวจสอบข้อกำหนดที่กำหนดเองและจัดหาโซลูชันด้านการมองเห็นที่ปรับให้เหมาะสม และสามารถส่งคำขอใบเสนอราคาหรือคำถามด้านเทคนิคได้ผ่านทาง หน้าการติดต่อ .
เวอร์ชันย่อ: เลือกวัสดุสำหรับคุณสมบัติทางแสงและความร้อน ระบุความเรียบและคุณภาพพื้นผิวด้วยตัวเลขและเงื่อนไขการวัด และข้อมูลการตรวจสอบความต้องการพร้อมการส่งมอบ ผู้ซื้อที่ทำตามลำดับดังกล่าวจะหลีกเลี่ยงโหมดความล้มเหลวที่แพงที่สุดในการจัดหาเวเฟอร์ และย้ายจากใบเสนอราคาไปยังชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรองในรอบการวนซ้ำที่น้อยลง
苏公网安备 32041102000130 号