Introduction du wafer de verre BF33

Le wafer de verre BF33—communément appelé BOROFLOAT 33 ou BF 33—est un wafer de verre flotté borosilicaté de qualité supérieure fabriqué par SCHOTT, reconnu pour ses propriétés thermiques, optiques, chimiques et mécaniques exceptionnelles. Le « 33 » dans son nom fait référence à son coefficient de dilatation thermique (CTE) d'environ 3,3 ppm/°C, une caractéristique qui correspond étroitement au silicium, ce qui en fait un choix privilégié pour les applications des semi-conducteurs et de la microélectronique.

BOROFLOAT 33 est créé à l'aide du procédé microfloat pionnier de SCHOTT, qui donne un matériau homogène avec une qualité de surface miroir, une grande planéité, une microrugosité minimale et une clarté optique globale exceptionnelle.

Composition du matériau et intégrité structurelledu wafer de verre BF33

La composition du verre BF33 est approximativement :

• SiO₂

• B₂O₃

• Na₂O/K₂O

• Al₂O₃

Cette formulation offre des avantages clés :

• Faible densité, plus léger que le verre sodocalcique typique, permettant des structures stratifiées légères (par exemple, le verre pare-balles).

• Faible teneur en alcalis, ce qui réduit la lixiviation dans les dispositifs analytiques ou biomédicaux, minimisant les interférences lors des mesures.

Propriétés thermiques et mécaniques du wafer de verre BF33

Performance thermique

• Coefficient de dilatation thermique (CTE): ≈ 3,25 ppm/°C—correspondant étroitement au silicium—assure un stress minimal lors des changements de température et est essentiel pour des procédés comme la liaison anodique.

• Résistance à la température: Jusqu'à 450 °C pour une utilisation à long terme et 500 °C pour les opérations à court terme (<10 h).

• Résistance aux chocs thermiques: Son faible CTE et son intégrité structurelle offrent une excellente résistance aux fluctuations rapides de température, empêchant la fissuration ou la déformation.

Résistance mécanique

• Dureté: Dureté Knoop élevée (≈ 480 HK) et résistance robuste à l'abrasion, surpassant considérablement le verre sodocalcique ordinaire.

• Module d'élasticité: Environ 64 kN/mm² avec un coefficient de Poisson d'environ 0,2.

• Ces caractéristiques rendent le BF33 très résistant à la pénétration, aux rayures et à l'usure mécanique.

Propriétés optiques et chimiquesdu wafer de verre BF33

Caractéristiques optiques

• Haute transparence sur les longueurs d'onde UV, visible et proche infrarouge, avec une très faible autofluorescence—idéale pour les systèmes optiques et analytiques de haute précision.

• Transmission UV: À une épaisseur de 0,5 mm, la transmittance > 90 % à 308 nm et toujours > 35 % à 248 nm—surpassant considérablement les autres matériaux en verre mince.

Durabilité chimique

• Excellente résistance à l'eau, aux acides forts, aux alcalis et aux solvants organiques—rendant le BF33 particulièrement adapté aux environnements chimiques agressifs tels que la gravure humide, le CMP ou les instruments analytiques.

• La résistance hydrolytique et corrosive est classée 1 selon les normes ISO/DIN.

Qualité de surface et fabricationdu wafer de verre BF33

De nombreux fournisseurs proposent des wafers BF33 polis double face (DSP), souvent avec une rugosité de surface sub-nanométrique (< 1 nm Ra), un TTV serré (<10 µm) et des finitions à faibles défauts (par exemple, rayures/trous 60/40), adaptées aux exigences exigeantes de la microfabrication.

De telles spécifications garantissent une planéité et une compatibilité de liaison superbes, en particulier pour la liaison anodique, le décollage laser et l' assemblage optique où la qualité de surface est essentielle.

Applications typiquesdu wafer de verre BF33

Les propriétés exceptionnelles du BF33 en font un matériau de choix dans divers domaines :

• Semi-conducteurs et microélectronique: Wafers porteurs, liaison anodique avec le silicium, amincissement des wafers, microfluidique, MEMS, capteurs optiques et dispositifs lab-on-chip.

• Optique et photonique: Optique laser, filtres, miroirs, lames de microscope et optique dans des environnements thermiques exigeants.

• Analytique et biomédical: Biochips, plaques de titrage, systèmes microfluidiques, outils de diagnostic—grâce à une faible autofluorescence et à une pureté chimique.

• Applications industrielles: Optique haute température, fenêtres de four, couvercles de projecteurs, hublots pour réacteurs chimiques.

• Énergie et technologie environnementale: Substrats pour systèmes photovoltaïques, capteurs environnementaux et dispositifs de surveillance environnementale microfluidique.

• Aérospatiale et défense: Composants durables et thermiquement stables comme les panneaux d'instrumentation, les fenêtres de capteurs et l'optique spatiale.

Résumé et avantagesdu wafer de verre BF33

En résumé, le wafer de verre BF33 / BOROFLOAT 33 offre une combinaison inégalée de propriétés :

Ces attributs en font un substrat polyvalent et performant pour les applications où la fiabilité, la précision et la durabilité sont indispensables.

Conclusion du wafer de verre BF33

Le wafer de verre BF33/BOROFLOAT 33 se distingue comme un substrat en verre borosilicaté de premier ordre, conçu grâce au procédé microfloat de SCHOTT. Sa synergie de faible dilatation thermique, de résistance aux chocs thermiques, de haute qualité optique, d'inertie chimique, de robustesse mécanique et d'excellence de surface le rend indispensable à toutes les échelles—de l'emballage de semi-conducteurs de pointe aux systèmes optiques de pointe, à l'instrumentation biomédicale et aux technologies aérospatiales.

Foire aux questions (FAQ) du wafer de verre BF33

Qu'est-ce que le verre BF33 ?

Le BF33, également connu sous le nom de BOROFLOAT 33, est un verre flotté borosilicaté de haute qualité fabriqué à l'aide du procédé microfloat exclusif de SCHOTT. Il présente une faible dilatation thermique (~3,3 × 10⁻⁶ K⁻¹), une résistance élevée aux chocs thermiques, une excellente durabilité chimique et une clarté optique exceptionnelle. Il est souvent fourni sous forme de wafer pour les applications de semi-conducteurs, microfluidiques et optiques.

Quelle est la différence entre le BF33 et le verre ordinaire ?

Contrairement au verre sodocalcique, le BF33 contient plus de 80 % de silice et d'oxyde de bore significatif, ce qui :

• Réduit la dilatation thermique, empêchant la fissuration lors des cycles de température.

• Augmente la résistance chimique aux acides, aux bases et aux solvants.

• Améliore la transmission UV et infrarouge.

• Améliore la résistance mécanique et aux rayures.

Pourquoi le verre BF33 est-il largement utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs et de MEMS ?

Son coefficient de dilatation thermique correspond à celui du silicium, ce qui permet une liaison anodique sans contrainte. De plus, sa durabilité chimique lui permet de résister à la gravure humide, au CMP et à d'autres procédés en salle blanche sans dégradation.

Les wafers de verre BF33 peuvent-ils être polis ?

Oui. Les wafers BF33 sont souvent fournis en DSP (Double-Side Polished) ou SSP (Single-Side Polished) avec une rugosité de surface < 1 nm Ra et une faible variation d'épaisseur totale (TTV), ce qui est essentiel pour la photolithographie et la liaison des wafers.