Optické destičky: Průvodce výběrem skla, křemene a safíru pro kupující

Optická destička je tenká deska ze skla, taveného křemene nebo safíru s rovnoběžnými stranami, která byla lapována a leštěna, dokud obě strany nesplňují tolerancí tloušťky, rovinnosti a kvality povrchu na úrovni mikronů. Je umístěn v přední části sestavy pro obrazové snímače, sady filtrů, vlnovody a optická pole na úrovni destiček, kde několik mikronů změny celkové tloušťky může posunout ohnisko, deformovat vlnoplochu nebo vytlačit vrstvu povlaku ze specifikace.

Většina projektů dosahuje této kategorie se třemi připojenými otázkami: který materiál, které tolerance a který dodavatel může dodržet tyto tolerance v rámci výrobní série namísto na jednom leštěném vzorku. Následující sekce se řídí tímto pořadím.

Co přesně se počítá jako optická destička

V nákupních podmínkách je optický plátek holý nebo potažený optický substrát dodávaný v kulatém, čtvercovém nebo vlastní obrysovém formátu, s rozměrovými a povrchovými požadavky napsanými na výkresu spíše než implikovanými názvem materiálu.

Toto rozlišení mění citace. Optické okno je obvykle tlustší, často se montuje do rámu a prodává se jako hotový díl. Oplatka je tenčí, manipuluje se s ní v kazetách nebo gelových obalech a často prochází následujícími kroky, jako je potahování, lepení, kostičky nebo litografie. Dodavatelé, kteří dobře opracovávají okna, nedodržují automaticky tolerance destiček, protože tenké díly se pod tlakem leštění prohýbají a rychle ztrácejí rovinnost.

• Kulaté oplatky. Průměry 25 mm, 50 mm, 100 mm, 150 mm a 200 mm, odpovídající formátům nosičů používaných v senzorových a fotonických procesních linkách.
• Čtvercové a obdélníkové panely. Až zhruba 300 mm na straně, běžné při práci s displejem, osvětlením a tvarováním optiky na úrovni plátků.
• Vlastní kontury. Štěrbiny, díry, stupňovité hrany a nekruhové obrysy, které zajišťují mechanickou registraci nebo dráhy tekutiny uvnitř sestavy.

Porovnání optických destiček ze skla, křemene a safíru

Vyberte materiál nejprve podle pásma vlnové délky, poté podle tepelného a mechanického prostředí a poté podle ceny.

Sapphire získává svou cenu v infračerveném a abrazivním prostředí, nikoli ve viditelném pásmu. Pokud systém pracuje mezi 400 nm a 1000 nm, nikdy nezaznamená tepelný cyklus nad 150 C a není vystaven agresivní chemii v čistých prostorách, sklo nebo křemen obvykle odvedou stejnou optickou práci za mnohem méně peněz. Safír se stává levnější variantou ve chvíli, kdy poškrábané nebo naleptané okno zastaví výrobní linku.

Vlastní safírové destičky pro náročné optické a substrátové použití Tam, kde je vystavení infračervenému záření, abrazivnímu záření nebo vysokým teplotám sklo nebo křemen nedostačující, poskytují tyto vlastní safírové destičky tvrdost, chemickou odolnost a elektrickou izolaci. Zobrazit produkt →

Specifikace k uzamčení před objednáním

O tom, zda se bude wafer ve vašem systému chovat, rozhoduje pět čísel: tloušťka, tolerance tloušťky, kolísání celkové tloušťky, rovinnost a drsnost povrchu, těsně za nimi bude rýhování.

1. Tloušťka a tolerance. Komerční práce běží na /- 0,05 mm, přesnost na /- 0,025 mm a malé díly mohou být drženy na /- 0,01 mm.
2. Celková změna tloušťky. Mezera mezi nejtlustším a nejtenčím místem. Řídí chybu čela vlny, stejnoměrnost povlaku a posun zaměření napříč polem na úrovni waferů.
3. Plochost. Uvádí se ve vlnách při 633 nm, kde čtvrtinová vlna odpovídá odchylce zhruba 158 nm. Vždy uvádějte clonu pro měření, protože hodnota převzatá přes 80 procent průměru je slabší tvrzení než celoclonové číslo.
4. Drsnost povrchu. Ra nastavuje práh rozptylu a laserového poškození. Standardní leštění přistane blízko 0,5 nm; superleštěné povrchy dosahují 0,2 nm a méně při delších cyklech.
5. Scratch-dig. Popisky jako 60/40, 40/20 nebo 10/5 definují povolené škrábance a důlky. Utahování z 40/20 na 10/5 často stojí více než tolerance tloušťky utažení.
6. Rovnoběžnost, hrana a povlak. Klín je důležitý pro etalony a děliče paprsků, hranové třísky jsou důležité pro manipulaci s kazetou a přilnavost povlaku je důležitá pro vše, co se opakovaně čistí.

Jak se vyrábějí optické destičky

Každý plátek prochází přípravou materiálu, tvarováním, lapováním, leštěním, čištěním a metrologií a každý krok může předvídatelnou rychlostí odstranit pouze to, co předchozí krok zanechal.

1. Příprava materiálu. Skleněné tabule, křemenné ingoty nebo safírové krystaly jsou řezány nebo vyřezávány do hrubých polotovarů. Stav žíhání a vnitřní napětí jsou potvrzeny před obráběním, protože uvolněné napětí se později projeví jako prohnutí.
2. Tvarování. Jádrové vrtání, CNC konturování nebo řezání laserem vytvoří obrys a ponechá materiál pro lapování. V této fázi jsou vyříznuty otvory a drážky.
3. Lapování a jemné broušení. Odstraňuje poškození pilou a vytváří rovnoběžnost. Úběr materiálu na jednu stranu závisí na velikosti součásti a může přesáhnout 100 mikronů.
4. Leštění. Roztečné nebo padové leštění, jednostranné nebo oboustranné, nastavuje rovinnost a drsnost. Dávka může běžet hodiny a na designu přípravku často záleží více než na kaši.
5. Čištění. Ultrazvukové a čisticí stupně, deionizované oplachování a řízené sušení zabraňují vzniku vodoznaků a zbytků, které se později stanou vadou povlaku.
6. Metrologie. Interferometrie pro rovinnost, bílé světlo nebo dotekové nástroje pro drsnost, spektrofotometrie pro přenos a mikroskopie pro rýhování a hranové třísky.
7. Obal. Pytlování v čistých prostorách, nosiče plátků a ochrana hran rozhodují o tom, zda dobrý plátek dorazí v použitelném stavu.

Zakázkové vysoce přesné křemenné destičky pro optické a polovodičové aplikace Tyto křemenné destičky kombinují nízkou tepelnou roztažnost a vysokou propustnost pro PLC, MEMS, fotoniku a polovodičové práce, kde záleží na lapování, leštění a plochosti. Zobrazit produkt →

Kde se používají optické destičky

Optické wafery se objevují všude tam, kde zařízení potřebuje plochou, stabilní, průhlednou základní vrstvu: obrazové senzory, LiDAR cesty, polovodičové procesní nástroje, infračervená okna a zobrazovací nebo osvětlovací systémy.

Skleněné destičky mají nejširší rozsah objemových aplikací, od kamerových modulů a dotykového snímání až po světelné difuzory a mikrofluidní nosiče, protože materiál je levný a proces leštění je dobře zaveden.

Zakázkové skleněné destičky pro optiku, MEMS a balení polovodičů Pro kamerové moduly, senzory a vzorovaná optická pole nabízejí tyto zakázkové skleněné wafery průhlednost, nízkou fluorescenci a stabilní substráty ve velikostech 4 až 12 palců. Zobrazit produkt →

Zvažování zdrojů, kvality a doručení

Kvalifikujte proces spíše než brožuru: požádejte o údaje o schopnostech přesného materiálu, formátu a kombinace tolerancí, které kupujete, a považujte certifikáty spíše za základ než za důkaz.

Pokud jde o dokumentaci, ISO 9001 a ISO 14001 jsou obvyklou základní linií a IATF 16949 se stává relevantní, když plátek napájí automobilový program. Kupující lékařů a polovodičů obvykle přidávají prohlášení RoHS a REACH plus prohlášení o čistotě. Dodací lhůta se také řídí tolerancí: standardní kulaté oplatky ze skla a křemene se běžně expedují do dvou až tří týdnů, zatímco vlastní obrysy se štěrbinami nebo otvory a schválením prvního výrobku obvykle trvá pět až osm týdnů.

Pokud je výkres stále otevřený, zašlete materiál, formát a cílové tolerance technickému týmu a před zadáním objednávky požádejte o prohlášení o způsobilosti ke každému řádku.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi optickým plátkem a optickým oknem?

Destička je tenká, obvykle pod 3 mm, manipuluje se s ní v kazetách a používá se jako základní vrstva pro další zpracování zařízení. Okno je tlustší, běžně se montuje do rámu nebo krytu a prodává se jako hotová transmisní nebo ochranná část. Oba mohou používat stejné materiály a podobné povrchové úpravy.

Jaké velikosti a tloušťky jsou reálné?

Kulaté plátky mají průměr od 25 mm do 200 mm a čtvercové panely dosahují zhruba 300 mm na straně. Tloušťka závisí na materiálu: sklo a safír jsou obvykle 0,3 mm až 3 mm, zatímco křemen může být pro konstrukční použití silnější. Pod 0,3 mm se spíše než leštění stávají omezující faktory oblouk, vylamování hran a manipulace.

Jak si mohu vybrat mezi sklem, křemenem a safírem?

Začněte s pásmem vlnových délek, poté přidejte tepelné a mechanické prostředí a poté použijte náklady. Sklo ekonomicky pokrývá viditelnou oblast, tavený křemen zasahuje do ultrafialového záření a udržuje tvar díky tepelnému cyklování a safír pokrývá infračervené plus abrazivní nebo chemicky agresivní nastavení.

Jakou rovinnost může dodavatel dodržet v sériové výrobě?

U dílů o průměru 50 mm až 100 mm ze skla nebo křemene je čtvrtvlna při 633 nm rutinním cílem pro zkušeného leštiče a u vybraných dílů je dosažitelná desetinová vlna za cenu delších cyklů a nižší výtěžnosti. Požádejte o distribuci v celé dávce namísto nejlepšího jednotlivého výsledku.