천공된 특수 형상 부품: 정밀 광학용 맞춤형 석영 유리 부품

천공된 특수 형상 부품이란 무엇입니까?

천공된 특수 모양 부품은 비표준 형상(삼각형, 사다리꼴, 불규칙한 다각형 또는 맞춤형 윤곽)을 하나 이상의 정밀하게 배치된 관통 구멍과 결합한 정밀 가공된 석영 유리 부품입니다. 천공은 장식용이 아닙니다. 중앙 조리개가 필요한 센서 하우징, 가스 흐름 포트가 필요한 진공 챔버 또는 기판 자체를 통해 빔 경로를 정렬해야 하는 광학 마운트 등 다운스트림 어셈블리에서 요구하기 때문에 존재합니다.

기본 재료는 일반적으로 실리카 순도가 99.99% 이상인 합성 용융 석영 유리입니다. 이는 이후의 모든 항목에 대한 성능 상한선을 설정합니다. 그런 다음 구멍 위치를 엄격한 위치 공차로 유지하면서 도면에 맞게 형상을 절단, 연삭 및 연마합니다.

성능을 향상시키는 주요 재료 특성

천공 부품용으로 석영 유리를 선택하는 것은 기본 사항이 아닙니다. 이는 측정 가능한 5가지 특성에 따라 신중하게 엔지니어링 결정을 내리는 것입니다.

• 광범위한 스펙트럼 광 전송: 합성 석영은 심자외선(~185nm)에서 근적외선(~2500nm)까지 투과하여 85% 이상의 표면 투과율을 달성합니다. 이를 통해 단일 재료 계열의 UV 리소그래피, 가시광선 이미징 및 IR 감지 전반에 걸쳐 사용할 수 있습니다.
• 낮은 열팽창 계수: 대략 0.55 × 10⁻⁶/°C에서 석영은 넓은 온도 변화에 걸쳐 치수 안정성을 유지합니다. 이는 열 순환 중에 구멍 위치가 미크론 수준의 허용 오차에 등록된 상태를 유지해야 하는 경우 중요합니다.
• 열충격 저항: 낮은 팽창과 높은 열 전도성의 결합으로 석영 부품은 표준 붕규산 유리를 깨뜨릴 수 있는 급격한 온도 변화에도 견딜 수 있습니다.
• 화학적 불활성: 석영은 반도체 습식 벤치 및 화학 기상 증착 환경에서 발생하는 대부분의 산, 알칼리 및 공정 가스에 저항합니다.
• 전기 절연: 높은 저항률 덕분에 석영은 전도성 물질이 간섭을 일으킬 수 있는 정전기 또는 플라즈마 기반 장비 내부의 구성 요소에 적합합니다.

이러한 특성은 단일 매개변수에 대한 타협을 용납할 수 없는 산업 전반에 걸쳐 천공된 석영 부품이 나타나는 이유를 설명합니다.

천공된 특수 형상 부품이 사용되는 경우

반도체 제조가 주요 수요 동인입니다. 확산로, 이온 주입 챔버 및 UV 노출 시스템은 모두 가스 분배, 기판 지지 또는 빔 통과를 위해 정확하게 위치한 구멍이 있는 석영 구성 요소를 사용합니다. 부품은 치수 변화 없이 반복적인 열 주기를 견뎌야 합니다. 이는 대부분의 대체 재료를 제거하는 요구 사항입니다.

레이저 광학에서 천공된 기판은 조리개 정의 요소 또는 빔 형성 창 역할을 합니다. 355nm 또는 266nm에서 작동하는 레이저 시스템에는 에너지를 흡수하거나 열 렌즈를 생성하지 않고 해당 파장에서 투과하는 기판이 필요합니다. 합성 석영은 두 가지를 모두 제공합니다. 보다 복잡한 빔 전달 어셈블리의 경우 이러한 부품이 함께 작동합니다. 높은 투과율 응용 분야를 위한 광학 창 동일한 광학 경로 내에서.

의료 기기 제조에서는 UV 멸균 모듈, 광선치료 장비 및 진단 장비에 천공된 석영 부품을 사용합니다. 비반응성 표면과 UV 투명성은 이러한 규제 환경에서 타협할 수 없는 요구 사항입니다.

가전제품 및 자동차 센서 시스템에서는 표준 카탈로그 부품이 설계 범위에 맞지 않는 맞춤형 석영 모양을 점점 더 많이 지정하고 있습니다. 고해상도 카메라, LiDAR 창 및 HUD 광학 어셈블리는 모두 반도체 제조공장에서 요구하는 것과 동일한 치수 정밀도의 이점을 얻습니다. 이러한 애플리케이션은 또한 반도체용 정밀 석영 및 유리 웨이퍼 동일한 생산 라인 내에서 기판 기초로 사용됩니다.

맞춤형 처리 기능 및 사양

천공된 특수 형상 부품은 도면에 의해 완전히 정의됩니다. 표준 카탈로그 치수는 거의 적용되지 않습니다. 아래 처리 범위는 현대 다이아몬드 연삭, 초음파 드릴링 및 석영 기판의 CNC 윤곽 가공을 통해 달성할 수 있는 작업을 반영합니다.

완전히 임의적인 윤곽과 함께 삼각형 및 사다리꼴 프로파일이 고객 도면에 맞게 생성됩니다. 구멍 위치, 직경 및 가장자리 조건(예리함, 모따기 또는 반경 파단)은 도면 단계에서 지정됩니다. 관통 구멍이 아닌 슬롯형 기능이 필요한 부품은 다음과 같이 생산할 수 있습니다. 구조화된 광학 어셈블리용 평면 슬롯 부품 , 이는 동일한 석영 기판 및 공차 프레임워크를 따릅니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 부품 선택

사양을 결정하는 세 가지 질문: 부품이 전송해야 하는 파장 범위는 무엇입니까? 어떤 온도 환경을 보게 될까요? 그리고 외부 프로파일에 비해 구멍 패턴에 필요한 위치 공차는 얼마입니까?

250 nm 미만의 UV 응용 분야의 경우 합성 석영(JGS1 등가)이 올바른 선택입니다. 천연 용융 석영은 이 범위에서 흡수됩니다. UV 투과가 필요하지 않은 가시광선 및 근적외선 사용의 경우 낮은 등급의 석영은 치수 성능을 저하시키지 않고 비용을 절감합니다. 900°C 이상의 고온 환경에서는 유리 대신 석영이 필요합니다. 해당 임계값 미만인 경우 예산 제약에 따라 붕규산염을 평가할 수 있습니다.

구멍 위치 공차는 처리 방법을 결정합니다. 표준 초음파 드릴링을 사용하면 ±0.1mm 이상의 공차를 달성할 수 있습니다. 특히 1mm 미만의 얇은 기판에 대한 요구 사항이 엄격해지기 때문에 부서지기 쉬운 재료에 미세 균열을 생성하는 기계적 접촉력을 제거하는 레이저 천공이 필요합니다. 방법 선택은 리드타임과 단가에 영향을 미치며 도면 검토 단계에서 제조업체와 논의해야 합니다.

문의 단계에서 구멍 직경, 위치 콜아웃, 모서리 처리, 표면 품질 등급 및 코팅 요구 사항을 포함한 완전한 2D 도면을 제공하는 것은 견적에서 납품까지의 주기를 단축하는 가장 효과적인 단일 방법입니다.