石英晶体制造工艺

来源：CEOB2B晶振平台浏览：- 发布日期：2017-07-20 10:07:40【大中小】

石英晶体是一种现代电子工业不可缺少成分。在1880年居里兄弟发现了石英的压电效应后，他们被广泛的应用在通讯领域的频率管理和控制。晶体加工成元件石英晶振之后他们提供了大多数的钟、表、电脑和微处理器的同步元件。

石英大部分的光学应用都是使用熔融态，象石英玻璃。相关的一些人造石英晶体在一些特殊的方面。石英晶体通常也被用在偏振光栅、布鲁斯特窗口、棱镜和折光器上。

后来，在紫外线下生物分子的交互作用是生物化学领域经常使用的分析方法，象石英这样的紫外透过材料经常被要求用在生物技术上。这些透明材料对于流动的或者粒子处理系统也很重要，透过这些材料可以很方便观察内部的状况。

石英晶体的物理性能参数：

Transmission Range	0.150--4.0µm and 50--1000 µm
Refractive Index	no=1.5350, ne=1.5438 @ 1 µm
Reflective Loss	8.2% @ 2µm
Density	2.65 g/cm3
Melting Point	1710°C, 1657°C
Molecular Weight	60.06
Thermal_Conductivity	\|\|C:11.7 W/(m·K) 20°C; ^C: 6.5
Specific Heat	744 J/(kg·K)
Thermal Expansion	\|\| C: 7.97 x 10-6 /°C ; ^C: 13.37 x 10-6 /°C @0°--80°C
Hardness (Mohs)	740 (Indenter load 500g)
Young`s Modulus	\|\| C: 97; ^C: 76.5 GPa @ 25°C
Shear Modulus	44 GPa
Bulk Modulus	98 GPa
Rupture Modulus	41 MPa
Elastic Coefficient	C11 = 86.6; C12 = 6.7; C13 = 12.4; C14 = 17.8; C33= 106.4; C44 = 58 GPa
Dielectric Constant	\|\| C: 4.27 @ 30 MHz @ 25°C; ^C: 4.34
Solubility in Water	insoluble
Type of Material	Single crystal, synthetic
Crystal Structure	trigonal, point group 32, a = 4.9138 ?, c = 5.4052 ?
Common Diameter	Plates (blank) 120 mm (y) x 90 mm (x) x 27 mm (z)
Application	polarizing optics, piezoelectric components, VUV filter, FIR windows
Remarks	dextrorotatory Quartz is common, max. temperature for application > 1200°C, chemical constant, will be damaged by contact with HF and hot concentrated alkalines，32.768K

压电石英晶体的出现，给我们的生活和到数码、电子等产品带来多大的改变呢？

规格：

我们是中国领先的大尺寸低包裹体石英单晶制造商，产品技术指标为：

尺寸: Z: 135mm, X: 150mm, Y: 240-280mm

包裹体：IEC I级

Q值: >2.40 million.

光学均匀性：1*10-5

相关技术

石英晶体化学分子式是SiO2，它是由硅和氧两种元素组成。它的无定型态主要在石头和沙子里。SiO2的晶态广泛存在自然界中，但是工业用高纯的晶体却不多。

那么压电石英晶体除了可以制作成电子元件，石英晶体谐振器，表晶，石英晶体振荡器系列，还有可以制作那些电子产品呢？下面我们先了解一下人工石英晶体的种植。

简介：

人造石英单晶是用水热法在高压釜中生长的，具有左旋和右旋形态。石英晶体的应力双折射低且折射率均匀性高，透光范围为0.15-4μm。由于其压电特性、低热膨胀系数、优良的力学和光学特性，石英晶体被用于电子、精密光学和激光技术、光通信、X-射线光学和压力传感器等方面。

光学石英晶体（大尺寸）

折射率：

λ	193.6	340.4	410.2	467.8	546.1	627.8	706.5	766.5	844.7	1529.6	2058.2
No	1.65999	1.56747	1.556502	1.551027	1.546174	1.542819	1.540488	1.539071	1.537525	1.528	1.51998
Ne	1.67343	1.577385	1.566031	1.560368	1.55535	1.55188	1.549472	1.548005	1.5464	1.53646	1.52814

石英晶体的生长设备是高压釜，如下图：

培养石英晶体的生产基本集中在中国，日本，俄罗斯和美国的几个公司中。在比利时，巴西，保加利亚，法国，德国，南非和英国有少量生产。

高品质的天然石英晶体数量有限，而且价格很高，这就促使了合成石英制造业的发展。合成石英晶体在垂直的高压釜里生产，高压釜以水热法的原理工作，温度大约为400℃，压力为1000个大气压左右。籽晶放在高压釜上部，天然石英原料被放在下部。升温加压的时候，高压釜内的溶液呈碱性。高压釜的加热装置，在容器内部制造出上部比下部温度低的环境。这个温度梯度造成溶解了底部天然石英的碱性溶液的对流，而且使天然石英沉积在顶部的籽晶片上。就是用这种方法生产，它可以在几星期内长好几百克。如果在温度达到573℃的时候，α石英将相变成β石英（失去压电特性）。