Scheiben aus Hochborosilikatglas (3.3)
Wafer aus Hochborosilikatglas sind präzisionsgefertigte Substrate, die in Halbleiter-, MEMS- und optischen Anwendungen weit verbreitet sind. Bekannt für ihren niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (~3,3 × 10-⁶/K), ihre ausgezeichnete chemische Stabilität und ihre hohe Transparenz, bieten diese Wafer eine zuverlässige und kostengünstige Alternative zu Materialien wie Quarzglas und Quarz in Umgebungen mit mittleren Temperaturen.
Die im Floatglasverfahren hergestellten Borosilicatscheiben zeichnen sich durch gleichmäßige Dicke, hervorragende Ebenheit und geringe innere Spannungen aus und eignen sich daher ideal für hochpräzise Mikrofertigungs- und Klebeprozesse.
Wesentliche Materialzusammensetzung
Hochborosilikatglas besteht in der Regel aus:
- Siliziumdioxid (SiO₂): ~75-80%
- Bortrioxid (B₂O₃): ~12-15%
- Aluminiumoxid (Al₂O₃): geringer Anteil
- Niedrige Alkalimetalloxide (<5%)
Diese optimierte Zusammensetzung bietet im Vergleich zu herkömmlichem Kalknatronglas eine höhere thermische Stabilität und chemische Beständigkeit.
Die wichtigsten Vorteile
Borosilikatglas-Wafer bieten mehrere Leistungsvorteile:
- Geringe thermische Ausdehnung - ideal für Silizium-Bonding und MEMS-Strukturen
- Ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit - ΔT bis zu ~120-150°C (je nach Dicke)
- Hohe optische Transparenz - geeignet für optische und photonische Anwendungen
- Hohe chemische Beständigkeit - beständig gegen Säuren und die meisten Chemikalien
- Hohe Ebenheit und Oberflächenqualität - unterstützt die Herstellung im Mikro- und Nanomaßstab
- Kostengünstig - für viele Anwendungen wirtschaftlicher als Quarz oder Quarzglas
Herstellungsprozess
Borosilicat-Wafer werden im Floatglasverfahren hergestellt, bei dem geschmolzenes Glas über ein Zinnbad fließt und eine glatte, gleichmäßige Scheibe bildet. Das Material wird dann:
- Allmählich abgekühlt (geglüht), um innere Spannungen zu beseitigen
- Zuschnitt auf bestimmte Waferabmessungen
- Präzisionsgeschliffen und poliert (einseitig oder beidseitig)
Dieses Verfahren gewährleistet eine hervorragende Oberflächenqualität, eine genaue Kontrolle der Dicke und eine geringe Fehlerdichte.
Spezifikationen
| Parameter | Bereich / Optionen |
|---|---|
| Durchmesser | 2” - 12” |
| Dicke | 0,2 - 1,1 mm (kundenspezifisch erhältlich) |
| Oberfläche | SSP / DSP |
| Rauhigkeit | Ra < 1,5 nm |
| Ebenheit (TTV) | < 10 µm (typisch) |
| Form | Rund / Quadratisch / Individuell |
Typische Anwendungen
1. Halbleiter & MEMS
- Waferbonden mit Silizium (anodisches Bonden)
- MEMS-Geräte und Mikrosensoren
- IC-Verpackungssubstrate
2. Mikrofluidik und Biotechnologie
- Lab-on-chip-Geräte
- Mikrofluidische Kanäle
- Biomedizinische Analyseplattformen
3. Optische und photonische Systeme
- Optische Fenster und Substrate
- Linsen- und Prismenkomponenten
- Transparente Trägerplättchen
4. Industrielle und wissenschaftliche Ausrüstung
- Fenster zur Beobachtung bei hohen Temperaturen
- Laborausrüstung und Analysegeräte
Vergleich: Borosilikatglas vs. Kalk-Natron-Glas
| Eigentum | Borosilikatglas | Soda-Kalk-Glas |
|---|---|---|
| Thermische Ausdehnung | Niedrig (~3,3×10-⁶/K) | Hoch |
| Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks | Ausgezeichnet | Schlecht |
| Chemische Beständigkeit | Hoch | Mäßig |
| Kosten | Mittel | Niedrig |
| Anwendungen | MEMS, Optik, Labor | Flaschen, Fenster |
Warum sollten Sie sich für unsere Borosilikatglas-Wafer entscheiden?
- Stabile Versorgung durch führende Glashersteller
- Präzisionsbearbeitung und Poliermöglichkeiten
- Kundenspezifische Größen, Stärken und Oberflächenausführungen erhältlich
- Strenge Qualitätskontrolle und Reinraumverpackung (Klasse 100 / ISO 5)
- Schnelle Lieferung für Standardspezifikationen
FAQ
Q1: Was ist 3.3 Borosilikatglas?
A: Es handelt sich um Borosilikatglas mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von ca. 3,3 × 10-⁶/K, das für seine hervorragende thermische Stabilität bekannt ist.
F2: Können Wafer aus Borosilicatglas Quarzwafer ersetzen?
A: Sie können als kostengünstige Alternative für Anwendungen im mittleren Temperaturbereich dienen, aber Quarz wird immer noch für extreme Hochtemperaturumgebungen bevorzugt.
F3: Was ist der Unterschied zwischen Wafern aus Borosilikatglas und Quarzscheiben?
A: Wafer aus Borosilikatglas bieten eine kostengünstigere Lösung mit guter thermischer Stabilität und chemischer Beständigkeit, was sie ideal für MEMS und allgemeine Halbleiteranwendungen macht. Quarzwafer hingegen bieten eine hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit und UV-Durchlässigkeit und werden für extreme Umgebungen und fortschrittliche optische Systeme bevorzugt.
F4: Können Borosilikatglasscheiben für die anodische Bindung mit Silizium verwendet werden?
A: Ja, 3.3 Borosilikatglas-Wafer werden aufgrund ihres eng abgestimmten Wärmeausdehnungskoeffizienten häufig für die anodische Verbindung mit Silizium verwendet. Dies gewährleistet eine hohe Haftfestigkeit und minimiert die thermische Belastung bei der Herstellung von MEMS und mikrofluidischen Geräten.
F5: Welche Anpassungsmöglichkeiten gibt es für Borosilikatglas-Wafer?
A: Wir bieten eine breite Palette von Anpassungsmöglichkeiten, einschließlich Waferdurchmesser (2”-12”), Dicke, einseitiges oder beidseitiges Polieren (SSP/DSP), Oberflächenrauheit, Ebenheit (TTV) und kundenspezifische Formen wie quadratische oder rechteckige Substrate. Spezielle Anforderungen an die Beschichtung, Bohrung oder Strukturierung können auf Anfrage ebenfalls erfüllt werden.
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