معلومات

صناعة الكريستال الكوارتز

صناعة الكريستال الكوارتز

تم تطوير عملية تصنيع مرنان الكوارتز البلوري على مدار سنوات عديدة وتمكن من تصنيع بلورات محددة للغاية للعديد من التطبيقات.

يتم تصنيع مرنانات الكوارتز الكريستالية لتلبية مجموعة متنوعة من الطلبات بدءًا من التطبيقات منخفضة التكلفة ذات الحجم الكبير جدًا ، إلى تلك العناصر التي تحتاج إلى تلبية المواصفات الصعبة للغاية.

عملية تصنيع بلورات الكوارتز هي نفسها بشكل أساسي ، ولكنها مصممة لتناسب احتياجات السوق التي يتم توفيرها.

عملية تصنيع بلورات الكوارتز

هناك عدة مراحل لتصنيع بلورات الكوارتز. بالنسبة للأجهزة الأساسية كبيرة الحجم ، قد يتم تقليل أو استبعاد المراحل المطلوبة لإنتاج عناصر عالية الدقة.

يبدأ تصنيع بلورات الكوارتز بشكل أساسي بإنتاج البلورات الخام. تمر هذه البلورات الكاملة عبر مراحل لإنتاج الفراغات الأساسية ، والتي تتم معالجتها بشكل أكبر لإنشاء البلورات التي تعمل على التردد الصحيح. أخيرًا يتم تغليفها ثم اختبارها للتأكد من أنها تعمل على النحو المطلوب.

تبدأ عملية التصنيع الأساسية بإدخال السيليكون الخام ، ثم تتقدم من تلك النقطة بطريقة منطقية.

التصنيع: زراعة البلور

على الرغم من أن الكوارتز يحدث في شكله البلوري بشكل طبيعي ، إلا أن البلورات ليست بالجودة المطلوبة لمرنان الكوارتز البلوري. وفقًا لذلك ، يجب أن تنمو البلورات بشكل مصطنع في ظل ظروف شديدة التحكم. تتم زراعة البلورة الاصطناعية باستخدام بلورة بذرة عند حوالي 350 درجة مئوية وتحت ضغط عالٍ للغاية: حوالي 1000 جو. يتم ذلك في فرن بلوري مصنع خصيصًا ويستغرق حوالي 45 إلى 90 يومًا.

بمجرد أن تتم زراعة البلورة ، تتم إزالتها من الفرن ويتم طحن الوجوه بدقة لتمكين المحاور X و Y و Z من التحديد الدقيق والسماح بالاحتفاظ بالكريستال بدقة. نظرًا لأن خصائص القطع الكريستالية المختلفة يتم تحديدها بواسطة الزوايا ، يجب الحفاظ عليها بدقة لضمان أن البلورة النهائية لها الخصائص الصحيحة.

التصنيع: قطع الكريستال واللف

بمجرد تشكيل البلورة ثم وضع محاورها على الأرض ، تتضمن المراحل التالية صنع الفراغات البلورية.

لإنشاء الفراغات ، فإن المرحلة الأولى هي قطع بلورة الكوارتز إلى "ألواح" مسطحة صغيرة ذات أبعاد صحيحة. يجب القيام بذلك باستخدام قواطع عالية الدقة قادرة على القطع بالزوايا الصحيحة المطلوبة بالضبط. يجب أن تكون هذه الشرائح من خلال البلورة أكثر سمكًا قليلاً من تلك المطلوبة لقيامه بإنهاء الكريستال.

بمجرد إجراء التخفيضات الأولى ، يمكن بعد ذلك تقطيع هذه البقع الكبيرة إلى فراغات أصغر. ثم يتم تداخلها لتقريبها من السماكة المطلوبة.

أيضًا نظرًا لأنه يتم تقريب الفراغ من سمكه النهائي ، لذلك يجب أن يصبح اللف أكثر دقة ويتم استخدام معجون اللف الدقيق.

نظرًا لأن عملية اللف هي مادة كاشطة ، فإنها تتلف الشبكة البلورية على سطح البلورة. هذا لا يسمح فقط بدخول جزيئات الغاز والشوائب الأخرى في وقت لاحق مما يؤدي إلى الشيخوخة ، ولكنه يتسبب أيضًا في حدوث تغييرات مباشرة مع مرور الوقت.

الأبعاد النهائية والحفر

بمجرد إجراء عمليات اللف ، يتم حفر أسطح البلورة كيميائيًا. يوفر هذا تشطيبًا أدق جدًا للكريستال ويوفر فرصة أقل لدخول المواد الكيميائية لاحقًا. ومع ذلك ، يجب غسل سطح الكريستال بعناية فائقة بعد النقش الكيميائي لإزالة جميع آثار المواد الكيميائية الخارجية.

يؤدي الحفر الكيميائي أيضًا إلى تقليل الأبعاد قليلاً ، مما يجعل أفعاله هي المرحلة الأخيرة من تقليل الفراغ إلى أبعاده المطلوبة.

أقطاب كهربائية

بمجرد تصنيع الفراغ البلوري بالتفاوتات المطلوبة والانتهاء ، تتم إضافة قاعدة القطب.

يتم وضع الفراغ النهائي في قناع التبخر ويترسب بخار الفضة أو الذهب في سطح البلورة - وتشكل هذه الأقطاب الكهربائية للبلورة. يتم ذلك في غرفة ترسيب عالية الفراغ.

الفراغ البلوري بعد ذلك يكون له خيوط متصلة بالأقطاب الكهربائية المترسبة. ثم يتم تركيبه على حامله.

التعديل النهائي والختم

مع توصيل الأقطاب الكهربائية ، يتم إجراء الضبط النهائي للبلور. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إضافة مادة قطب كهربائي إضافية.

المرحلة الأخيرة من صناعة الكريستال هي إغلاق الكريستال في حاملها. عادة ما يتم تفريغها أو ملؤها بالنيتروجين. مع كون النيتروجين خاملًا ، فإنه يمنع دخول المواد التفاعلية التي قد تسبب شيخوخة البلورة. يمكن أيضًا استخدام فراغ بالمثل.

الفحص النهائي

تتمثل إحدى المراحل النهائية في عملية تصنيع البلورات في إجراء الفحص النهائي. يمكن القيام بذلك للتأكد من أن عملية الكريستال وخصائصه تفي بالمواصفات المطلوبة. من الواضح أن مستوى الفحص سيتحدد بالتكلفة وحدود المواصفات النهائية. قد يتم إجراؤها على أساس دفعي ، أو بالنسبة لعناصر عالية الدقة أكثر دقة ، فمن المرجح أن يتم إجراؤها على أساس فردي.

في بعض الحالات ، يمكن تشغيل البلورة عند درجة حرارة مرتفعة لإزالة الآثار الأولى للشيخوخة. نظرًا لأن التقادم يحدث بأسرع معدل له فورًا بعد التصنيع ، فغالبًا ما يكون عمر الوحدات البلورية عالية الدقة أو الأفران البلورية حوالي 40 أو 90 يومًا قبل إرسالها.

تطورت صناعة الكريستال الكوارتز على مدى سنوات عديدة. صُنعت الرنانات البلورية المبكرة عن طريق أخذ الكوارتز الطبيعي ثم طحن الفراغات ولفها بالحجم. الآن هذه العملية أقرب إلى شكل من أشكال تصنيع أشباه الموصلات باستخدام بلورات الكوارتز الاصطناعية المتنامية ثم استخدام النقش الكيميائي وبعض تقنيات الترسيب. الآن هي عملية تصنيع متقدمة للغاية ودقيقة.


شاهد الفيديو: كيف تسوي كريستال!! DIY (قد 2021).