Optiset kiekot: Lasin, kvartsin ja safiirin valintaopas ostajille

Optinen kiekko on ohut, yhdensuuntainen lasi-, sulatettu kvarts- tai safiirilevy, jota on hiottu ja kiillotettu, kunnes molemmat pinnat täyttävät mikronitason paksuuden, tasaisuuden ja pinnan laadun toleranssit. Se sijaitsee rakennuksen etuosassa kuvaantureita, suodatinpinoja, aaltojohtoja ja kiekkotason optisia ryhmiä varten, joissa muutaman mikronin kokonaispaksuuden vaihtelu voi siirtää tarkennusta, vääristää aaltorintamaa tai työntää pinnoitteen, joka ei ole määritellyt.

Useimmat projektit pääsevät tähän luokkaan kolmella kysymyksellä: mikä materiaali, mitkä toleranssit ja mikä toimittaja voi pitää nämä toleranssit koko tuotantojaksossa yhden kiillotetun näytteen sijaan. Alla olevat osiot noudattavat tätä järjestystä.

Mikä tarkalleen lasketaan optiseksi kiekoksi

Ostoehdoin optinen kiekko on paljas tai päällystetty optinen substraatti, joka toimitetaan pyöreässä, neliömäisessä tai mukautetussa ääriviivamuodossa ja jonka mitta- ja pintavaatimukset on kirjoitettu piirustukseen materiaalin nimen sijaan.

Tämä ero muuttaa lainauksia. Optinen ikkuna on yleensä paksumpi, usein asennettu runkoon ja myydään valmiina osana. Kiekko on ohuempi, sitä käsitellään kaseteissa tai geelipakkauksissa, ja se liikkuu usein myöhempien vaiheiden, kuten päällystyksen, liimauksen, kuutioimisen tai litografian, läpi. Ikkunoita hyvin koneistavat toimittajat eivät automaattisesti pidä kiinni kiekkojen toleransseista, koska ohuet osat taipuvat kiillotuspaineen vaikutuksesta ja menettävät tasaisuutensa nopeasti.

• Pyöreät kiekot. 25 mm, 50 mm, 100 mm, 150 mm ja 200 mm halkaisijat, jotka vastaavat anturi- ja fotoniprosessilinjoissa käytettyjä kantoaaltomuotoja.
• Neliön ja suorakaiteen muotoiset paneelit. Jopa noin 300 mm sivulla, yleinen näyttö-, valaistus- ja kiekkotason optisissa muovaustöissä.
• Mukautetut ääriviivat. Raot, reiät, porrastetut reunat ja ei-pyöreät ääriviivat, jotka tarjoavat mekaanisen kohdistuksen tai nestereittejä kokoonpanon sisällä.

Lasi-, kvartsi- ja safiirikiekot verrattuna

Valitse materiaali ensin aallonpituuskaistan, sitten lämpö- ja mekaanisen ympäristön ja sitten kustannusten mukaan.

Sapphire ansaitsee hintansa infrapuna- ja hankaavissa ympäristöissä, ei näkyvällä kaistalla. Jos järjestelmä toimii 400 nm:n ja 1000 nm:n välillä, se ei koskaan näe lämpökiertoa yli 150 C:ssa eikä se ole alttiina aggressiiviselle puhdastilakemialle, lasi tai kvartsi yleensä tekee saman optisen työn paljon halvemmalla. Sapphire tulee halvemmaksi vaihtoehdoksi heti, kun naarmuuntunut tai syövytetty ikkuna pysäyttää tuotantolinjan.

Mukautetut safiirikiekot vaativiin optisiin ja substraattikäyttöihin Jos infrapuna-, hankaus- tai korkean lämpötilan altistuminen tekee lasista tai kvartsista riittämättömäksi, nämä mukautetut safiirikiekot tarjoavat kovuuden, kemiallisen kestävyyden ja sähköeristyksen. Näytä tuote →

Lukittavat tekniset tiedot ennen tilaamista

Viisi numeroa määrää, käyttäytyykö kiekko järjestelmässäsi: paksuus, paksuustoleranssi, kokonaispaksuuden vaihtelu, tasaisuus ja pinnan karheus, raaputus-kaivaminen lähellä.

1. Paksuus ja toleranssi. Kaupalliset työt kulkevat /- 0,05 mm, tarkkuus /- 0,025 mm ja pienet osat kestävät /- 0,01 mm.
2. Kokonaispaksuuden vaihtelu. Rako paksuimman ja ohuimman kohdan välillä. Se ohjaa aaltorintavirheitä, pinnoitteen tasaisuutta ja tarkennuksen siirtymää kiekkotason joukossa.
3. Tasaisuus. Raportoitu aaltoina 633 nm:ssä, jossa neljännesaalto vastaa noin 158 nm:n poikkeamaa. Ilmoita aina mittausaukko, koska yli 80 prosenttia halkaisijasta otettu arvo on heikompi väite kuin täyden aukon luku.
4. Pinnan karheus. Ra asettaa sironta- ja laservauriokynnyksen. Standardikiillotusalueet lähellä 0,5 nm; superkiillotetut pinnat saavuttavat 0,2 nm ja alle pidemmillä jaksoilla.
5. Raaputtaa-kaivaa. Huomiotekstit, kuten 60/40, 40/20 tai 10/5, määrittelevät sallitut naarmut ja kuopat. Kiristäminen 40/20:sta 10/5:een maksaa usein enemmän kuin paksuustoleranssin kiristäminen.
6. Yhdensuuntaisuus, reuna ja pinnoite. Kiilat ovat tärkeitä etaloneissa ja palkinjakajissa, reunalastut kasettien käsittelyssä ja pinnoitteen tarttuvuus toistuvasti puhdistettaessa.

Kuinka optisia kiekkoja valmistetaan

Jokainen kiekko kulkee materiaalin valmistelun, muotoilun, läppäyksen, kiillotuksen, puhdistuksen ja metrologian läpi, ja jokainen vaihe voi poistaa vain sen, mitä edellinen vaihe jätti jälkeensä ennustettavalla nopeudella.

1. Materiaalin valmistelu. Lasilevyt, kvartsiharkot tai safiirikiteet leikataan tai täytetään karkeiksi aihioiksi. Hehkutustila ja sisäinen jännitys varmistetaan ennen koneistusta, koska myöhemmin vapautuva jännitys näkyy keulana.
2. Muotoilu. Sydänporaus, CNC-muotoilu tai laserleikkaus muodostavat ääriviivat ja jättävät massaa läppäystä varten. Tässä vaiheessa leikataan reiät ja raot.
3. Hionta ja hienohionta. Poistaa sahavauriot ja muodostaa yhdensuuntaisuuden. Massanpoisto per puoli riippuu osan koosta ja voi ylittää 100 mikronia.
4. Kiillotus. Piki- tai tyynykiillotus, yksi- tai kaksipuolinen, asettaa tasaisuuden ja karheuden. Erä voi toimia tuntikausia, ja kalustesuunnittelu on usein tärkeämpää kuin liete.
5. Puhdistus. Ultraääni- ja pesuainevaiheet, deionisoitu huuhtelu ja kontrolloitu kuivaus estävät vesileimauksen ja jäännökset, joista tulee myöhemmin pinnoitevirhe.
6. Metrologia. Interferometria tasaisuuden mittaamiseen, valkovalo- tai stylus-instrumentit karheutta varten, spektrofotometria siirtoon ja mikroskopia naarmuuntumiseen ja reunalastuihin.
7. Pakkaus. Puhdastilapussit, kiekkotelineet ja reunasuojaus ratkaisevat sen, tuleeko hyvä kiekko käyttökunnossa.

Mukautetut korkean tarkkuuden kvartsikiekot optisiin ja puolijohdesovelluksiin Näissä kvartsikiekoissa yhdistyy alhainen lämpölaajeneminen ja korkea läpäisy PLC-, MEMS-, fotoniikka- ja puolijohdetöissä, joissa läppäyksellä, kiillotuksella ja tasaisuuden säätelyllä on merkitystä. Näytä tuote →

Missä optisia kiekkoja käytetään

Optiset kiekot näkyvät kaikkialla, missä laite tarvitsee tasaisen, vakaan, läpinäkyvän pohjakerroksen: kuvaanturit, LiDAR-reitit, puolijohdeprosessityökalut, infrapunaikkunat ja näyttö- tai valaistusjärjestelmät.

Lasikiekot tarjoavat laajimman valikoiman tilavuussovelluksia kameramoduuleista ja kosketustunnistuksesta valaistushajottimiin ja mikrofluidialustaan, koska materiaali on edullinen ja kiillotusprosessi on vakiintunut.

Mukautetut lasikiekot optiikka-, MEMS- ja puolijohdepakkauksiin Kameramoduuleille, antureille ja kuviollisille optisille ryhmille nämä mukautetut lasikiekot tarjoavat läpinäkyvyyden, alhaisen fluoresenssin ja vakaat alustat 4–12 tuuman koossa. Näytä tuote →

Hankinta-, laatu- ja toimitusnäkökohdat

Hyväksy prosessi esitteen sijaan: pyydä kykytietoja tarkasta ostamastasi materiaalista, muodosta ja toleranssiyhdistelmästä ja pidä sertifikaatteja lähtökohtana eikä todisteena.

Asiakirjoissa ISO 9001 ja ISO 14001 ovat tavallinen lähtökohta, ja IATF 16949 tulee merkitykselliseksi, kun kiekko syöttää autoteollisuuden ohjelmaa. Lääketieteen ja puolijohteiden ostajat lisäävät yleensä RoHS- ja REACH-ilmoitukset sekä puhtauslausunnon. Myös läpimenoaika seuraa toleranssia: tavalliset pyöreät lasi- ja kvartsikiekot toimitetaan yleensä kahdessa tai kolmessa viikossa, kun taas mukautetut ääriviivat, joissa on uria tai reikiä ja ensimmäisen tuotteen hyväksyntä, kestävät yleensä viidestä kahdeksaan viikkoa.

Jos piirustus on vielä auki, lähetä materiaali, muoto ja tavoitetoleranssit suunnittelutiimille ja pyydä kykylausunto jokaiselle riville ennen tilauksen tekemistä.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on optisella kiekolla ja optisella ikkunalla?

Kiekko on ohut, yleensä alle 3 mm, käsitelty kaseteissa ja sitä käytetään pohjakerroksena jatkokäsittelyssä. Ikkuna on paksumpi, tavallisesti asennettuna runkoon tai koteloon ja myydään valmiina läpäisevänä tai suojaavana osana. Molemmissa voidaan käyttää samoja materiaaleja ja samanlaisia ​​pintakäsittelyjä.

Mitkä koot ja paksuudet ovat realistisia?

Pyöreät kiekot ovat halkaisijaltaan 25 mm - 200 mm, ja neliömäiset paneelit ovat noin 300 mm sivulla. Paksuus riippuu materiaalista: lasi ja safiiri ovat tyypillisesti 0,3 mm ja 3 mm välillä, kun taas kvartsi voi mennä paksummaksi rakennekäyttöön. Alle 0,3 mm:n keula, reunahalkeus ja käsittely ovat rajoittavia tekijöitä kiillotuksen sijaan.

Kuinka valitsen lasin, kvartsin ja safiirin välillä?

Aloita aallonpituuskaistalla, lisää sitten lämpö ja mekaaninen ympäristö ja käytä sitten kustannuksia. Lasi kattaa näkyvän alueen taloudellisesti, sulatettu kvartsi ulottuu ultraviolettisäteilyyn ja pitää muotonsa lämpökierron kautta, ja safiiri kattaa infrapuna- ja hankaavat tai kemiallisesti aggressiiviset asetukset.

Mitä tasaisuutta toimittaja voi pitää volyymituotannossa?

Lasista tai kvartsista 50–100 mm:n osissa neljännesaalto 633 nm:ssä on rutiinikohde kokeneelle kiillottajalle, ja yksi kymmenesosa on saavutettavissa valituissa osissa pidempien jaksojen ja pienemmän tuoton kustannuksella. Pyydä jakamista erälle parhaan yksittäisen tuloksen sijaan.