Как создается напряжение в полупроводниковых кварцевых изделиях?

Кварцявляется основным материалом в таких высокотехнологичных областях, как полупроводники и оптические приборы. Однако существование стресса похоже на «бомбу замедленного действия», которая может повредить физические и химические свойства кварца, влияя на эффект использования и срок службы его конечных продуктов. Поэтому тщательный анализ причин стресса имеет жизненно важное значение для производства высококачественной кварцевой продукции.

Основные факторы возникновения напряжений в кварце

1. Различия в кристаллической структуре

Кварц имеет множество кристаллических форм, наиболее распространенными из которых являются α-кварц, β-кварц и γ-кварц. При изменении внешних условий, таких как изменение температуры, кристаллическая форма кварца претерпевает обратимую трансформацию, сопровождающуюся перестройкой структуры его решетки. Эта структурная реконструкция изменяет расстояние и конфигурацию атомов, тем самым создавая внутреннее напряжение внутри кварца.

2. Кристаллические примеси и дефекты.

Присутствие атомов примесей, таких как Al и B, в кварце приведет к искажению решетки, поскольку их ионные радиусы отличаются от радиусов основных ионов Si и O. Они могут нарушить первоначальный баланс решетки и создать локальное напряжение. Кроме того, дефекты кристаллов внутри кварца также могут привести к локальному искажению решетки и впоследствии создать внутреннее напряжение.

3.Термический стресс, вызванный изменениями температуры.

Вариации скорости изменения температуры в разных частях кварцевых изделий приводят к соответствующим различиям в степени теплового расширения и сжатия. В результате взаимного сдерживания, вызванного такими различиями, возникает термический стресс. Например, при быстром охлаждении после высокотемпературной обработки поверхность продукта охлаждается и быстро сжимается при контакте с холодным воздухом или охлаждающей жидкостью, в то время как внутренняя часть дольше сохраняет тепло, оставаясь при более высокой температуре с минимальным сжатием. Сжатию поверхности препятствует внутренняя часть, создавая растягивающее напряжение на поверхности и сжимающее напряжение, оказываемое поверхностью на внутреннюю часть.

4. Механическое напряжение, возникающее при механической обработке.

При обработке кварцевых изделий необходимы такие процедуры механической обработки, как резка, шлифовка, полировка, а также лазерная резка и сверление. Взаимодействие режущего инструмента с поверхностью кварца в этом процессе вызовет пластическую и упругую деформацию поверхности материала, в результате чего на поверхности материала и внутри останутся остаточные напряжения. Кроме того, такие факторы, как вибрация во время обработки и неравномерная сила резания, также могут усилить возникновение напряжения.

Semicorex обеспечивает высокое качествокварцевые компоненты. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com