Wprowadzenie do wafli szklanych BF33

Wafle szklane BF33—powszechnie znane jako BOROFLOAT 33 lub BF 33—to wysokiej jakości borokrzemianowe wafle ze szkła float produkowane przez SCHOTT, znane ze swoich wyjątkowych właściwości termicznych, optycznych, chemicznych i mechanicznych. „33” w nazwie odnosi się do współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) wynoszącego około 3,3 ppm/°C, co jest cechą, która ściśle odpowiada krzemowi, co czyni go preferowanym wyborem w zastosowaniach półprzewodnikowych i mikroelektronicznych.

BOROFLOAT 33 jest tworzony przy użyciu pionierskiego procesu mikrofloat SCHOTT, który daje jednorodny materiał o lustrzanej jakości powierzchni, wysokiej płaskości, minimalnej mikroszorstkości i ogólnej, wyjątkowej przejrzystości optycznej.

Skład materiału i integralność strukturalna wafli szklanych BF33

Skład szkła BF33 wynosi w przybliżeniu:

•  SiO₂

•  B₂O₃

•  Na₂O/K₂O

•  Al₂O₃ 

Ta formuła daje kluczowe korzyści:

• Niska gęstość, lżejszy niż typowe szkło sodowo-wapniowe, umożliwiając lekkie konstrukcje laminowane (np. szkło kuloodporne).

• Niska zawartość alkaliów, co zmniejsza ługowanie w urządzeniach analitycznych lub biomedycznych, minimalizując zakłócenia podczas pomiarów.

Właściwości termiczne i mechaniczne wafli szklanych BF33

Wydajność termiczna

• Współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE): ≈ 3,25 ppm/°C—ściśle dopasowany do krzemu—zapewnia minimalne naprężenia podczas zmian temperatury i jest niezbędny w procesach takich jak wiązanie anodowe.

• Odporność na temperaturę: Do 450 °C do długotrwałego użytkowania i 500 °C do krótkotrwałych (<10 h) operacji.

• Odporność na szok termiczny: Niska CTE i integralność strukturalna zapewniają doskonałą odporność na szybkie wahania temperatury, zapobiegając pękaniu lub wypaczaniu.

Wytrzymałość mechaniczna

• Twardość: Wysoka twardość w skali Knoopa (≈ 480 HK) i duża odporność na ścieranie, znacznie przewyższająca zwykłe szkło sodowo-wapniowe.

• Moduł sprężystości: Około 64 KN/mm² ze współczynnikiem Poissona około 0,2.

• Te cechy sprawiają, że BF33 jest wysoce odporny na penetrację, zarysowania i zużycie mechaniczne.

Właściwości optyczne i chemiczne wafli szklanych BF33

Charakterystyka optyczna

• Wysoka przezroczystość w zakresie długości fal UV, widzialnych i bliskiej podczerwieni, z bardzo niską autofluorescencją—idealna do precyzyjnych systemów optycznych i analitycznych.

• Transmisja UV: Przy grubości 0,5 mm, przepuszczalność > 90% przy 308 nm i nadal > 35% przy 248 nm—znacznie przewyższająca inne cienkie materiały szklane.

Trwałość chemiczna

• Doskonała odporność na wodę, mocne kwasy, zasady i rozpuszczalniki organiczne—dzięki czemu BF33 jest szczególnie odpowiedni do trudnych środowisk chemicznych, takich jak trawienie na mokro, CMP lub instrumenty analityczne.

• Odporność na hydrolizę i korozję jest oceniana jako klasa 1 zgodnie z normami ISO/DIN.

Jakość powierzchni i produkcja wafli szklanych BF33

Wielu dostawców oferuje polerowane dwustronnie (DSP) wafle BF33, często z chropowatością powierzchni sub-nanometrową (< 1 nm Ra), ścisłym TTV (<10 µm) i wykończeniami o niskiej wadliwości (np. zarysowania/wżery 60/40), odpowiednimi dla wymagających wymagań mikroprodukcji.

Takie specyfikacje zapewniają doskonałą płaskość i kompatybilność wiązania, szczególnie w przypadku wiązania anodowego, laserowego rozłączania i montażu optycznego gdzie jakość powierzchni ma kluczowe znaczenie.

Typowe zastosowania wafli szklanych BF33

Wyjątkowe właściwości BF33 sprawiają, że jest to materiał stosowany w różnych dziedzinach:

• Półprzewodniki i mikroelektronika: Wafle nośne, wiązanie anodowe z krzemem, ścieńczanie wafli, mikroprzepływy, MEMS, czujniki optyczne i urządzenia lab-on-chip.

• Optyka i fotonika: Optyka laserowa, filtry, lustra, szkiełka mikroskopowe i optyka w wymagających środowiskach termicznych.

• Analityka i biomedycyna: Biochipy, płytki do miareczkowania, systemy mikroprzepływowe, narzędzia diagnostyczne—dzięki niskiej autofluorescencji i czystości chemicznej.

• Zastosowania przemysłowe: Optyka wysokotemperaturowa, okna pieców, osłony reflektorów, wzierniki do reaktorów chemicznych.

• Technologia energetyczna i środowiskowa: Podłoża dla systemów fotowoltaicznych, czujniki środowiskowe i mikroprzepływowe urządzenia do monitoringu środowiska.

• Lotnictwo i obrona: Trwałe, stabilne termicznie komponenty, takie jak panele oprzyrządowania, okna czujników i optyka kosmiczna.

Podsumowanie i zalety wafli szklanych BF33

Podsumowując, wafle szklane BF33 / BOROFLOAT 33 oferują niezrównane połączenie właściwości:

Te atrybuty sprawiają, że jest to wszechstronne i wysokowydajne podłoże do zastosowań, w których niezawodność, precyzja i trwałość są niezbędne.

Podsumowanie wafli szklanych BF33

Wafle szklane BF33/BOROFLOAT 33 wyróżniają się jako najwyższej klasy podłoże ze szkła borokrzemianowego, zaprojektowane w procesie mikrofloat SCHOTT. Jego synergia niskiej rozszerzalności cieplnej, odporności na szok termiczny, wysokiej jakości optycznej, obojętności chemicznej, wytrzymałości mechanicznej i doskonałości powierzchni sprawia, że jest niezbędny w różnych skalach—od zaawansowanych opakowań półprzewodników po najnowocześniejsze systemy optyczne, oprzyrządowanie biomedyczne i technologie lotnicze.

Często zadawane pytania (FAQ) wafli szklanych BF33

Co to jest szkło BF33?

BF33, znany również jako BOROFLOAT 33, to wysokiej jakości borokrzemianowe szkło float produkowane przy użyciu zastrzeżonego procesu mikrofloat SCHOTT. Charakteryzuje się niską rozszerzalnością cieplną (~3,3 × 10⁻⁶ K⁻¹), wysoką odpornością na szok termiczny, doskonałą trwałością chemiczną i wyjątkową przejrzystością optyczną. Jest często dostarczany w postaci wafli do zastosowań półprzewodnikowych, mikroprzepływowych i optycznych.

Jaka jest różnica między BF33 a zwykłym szkłem?

W przeciwieństwie do szkła sodowo-wapniowego, BF33 zawiera ponad 80% krzemionki i znaczną ilość tlenku boru, co:

• Zmniejsza rozszerzalność cieplną, zapobiegając pękaniu podczas cykli temperaturowych.

• Zwiększa odporność chemiczną na kwasy, zasady i rozpuszczalniki.

• Poprawia transmisję UV i podczerwieni.

• Zwiększa wytrzymałość mechaniczną i odporność na zarysowania.

Dlaczego szkło BF33 jest szeroko stosowane w produkcji półprzewodników i MEMS?

Jego rozszerzalność cieplna odpowiada rozszerzalności krzemu, umożliwiając bezstresowe wiązanie anodowe. Dodatkowo, jego trwałość chemiczna pozwala mu wytrzymać trawienie na mokro, CMP i inne procesy w czystych pomieszczeniach bez degradacji.

Czy wafle szklane BF33 można polerować?

Tak. Wafle BF33 są często dostarczane jako DSP (Double-Side Polished) lub SSP (Single-Side Polished) z chropowatością powierzchni < 1 nm Ra i małą zmiennością całkowitej grubości (TTV), co ma kluczowe znaczenie dla fotolitografii i łączenia wafli.

O nas

ZMSH specjalizuje się w zaawansowanym technologicznie rozwoju, produkcji i sprzedaży specjalnego szkła optycznego i nowych materiałów krystalicznych. Nasze produkty służą elektronice optycznej, elektronice użytkowej i wojsku. Oferujemy komponenty optyczne ze szafiru, osłony obiektywów telefonów komórkowych, ceramikę, LT, węglik krzemu SIC, kwarc i wafle kryształowe półprzewodników. Dzięki wykwalifikowanej wiedzy i najnowocześniejszemu sprzętowi wyróżniamy się w przetwarzaniu niestandardowych produktów, dążąc do bycia wiodącym przedsiębiorstwem high-tech w zakresie materiałów optoelektronicznych.