石英玻璃(Fused Quartz)被譽為玻璃材料中的「皇冠」,以純二氧化矽(SiO₂)組成,沒有傳統玻璃中的添加成分。這種純淨組成帶來了石英玻璃獨一無二的卓越性能:包括超強的機械強度、耐高溫性、光學透光率和電絕緣性。與一般玻璃相比,石英玻璃在各方面都有天壤之別。正因如此,石英玻璃如今成為半導體、光電、雷射、生醫等高科技產業中不可或缺的關鍵材料。我們宸軒科技深耕石英玻璃應用超過15年,藉由精密加工及自動化整合技術,持續為全球客戶提供最新的石英玻璃解決方案,滿足日新月異的產業需求。
圖:展示高純度石英玻璃材料,其在光學和熱性能方面具有極佳表現。
石英玻璃的獨特特性與優勢
石英玻璃能在極為嚴苛的環境中穩定運作,這源於其材料本身所具備的多項獨特特性:
- 極高耐熱,抗熱衝擊:石英玻璃的軟化點高達約1665℃,平均熱膨脹係數僅5.4×10^-7/℃,約為一般玻璃的1/10~1/20。即使將燒紅的石英玻璃投入冷水也不會碎裂,可見其出色的抗熱震能力。
- 卓越的化學穩定性:石英玻璃在化學性質上極為惰性,耐酸鹼腐蝕能力一流。除氫氟酸和高溫濃磷酸外,幾乎所有酸類都無法在石英玻璃上產生腐蝕作用。這使它在各種高溫化學反應裝置、耐酸容器中表現優異,使用壽命遠勝一般材料。
- 優異的光學透過率:石英玻璃對從深紫外到近紅外的全波段光均有極高的透光率,可見光透過率超過93%,在真空紫外光區的最大透過率可達80%以上kaohsiung.freepage.com.tw。這是一般光學玻璃無法匹敵的性能,使石英玻璃成為製作高精度光學元件的首選材料。無論是紫外線光學、紅外線感測,抑或高功率雷射窗口,石英玻璃都能提供清澈且穩定的透光表現。
- 電絕緣性與抗輻射:石英玻璃也是極佳的電絕緣體,其室溫電阻率高達10^16 Ω·m,約為普通玻璃的100倍。即使在高溫高頻環境下仍能保持絕緣性能,非常適合用於製造高頻、高壓的耐熱絕緣元件。此外,石英玻璃對輻射有很高的抗性,在太陽能、航太等需抗輻射的應用中表現出色。
石英玻璃的全球最新應用領域
憑藉上述優異性能,石英玻璃廣泛運用於現代高科技的各個角落。以下介紹其在半導體、光學/雷射、自動化機械視覺等領域的最新應用技術:▲半導體產業應用
▲光學與雷射領域應用石英玻璃憑藉卓越的光學性能,在傳統光學與先進雷射領域均有廣泛應用。由於石英材料能透過深紫外(UV)到紅外(IR)的廣泛光譜且幾乎不產生雙折射kaohsiung.freepage.com.tw,特別適合製作各種高精度光學元件。例如,在精密光學儀器中,石英玻璃常被用來製作透鏡、稜鏡等關鍵元件,確保不同波長光線的高透過與成像品質。對於雷射設備而言,石英玻璃更是理想材料:像雷射聚焦透鏡、雷射保護窗、光學反射鏡座乃至光纖光學元件都常以石英玻璃製成。石英玻璃能承受強大的雷射能量而不易受損,並具備抗UV光老化特性,因此在深紫外雷射(如準分子雷射)鏡頭製造上佔有一席之地。此外,利用石英玻璃抗熱震且對光高度透射的優點,許多高強度光源燈管也以石英材質製作,例如紫外燈、紅外燈、汞燈、氙燈和鹵素燈等,這些燈具的石英玻璃外殼可在高溫高輻射環境下長時間工作而不失透明度。從尖端光學儀器到工業雷射設備,石英玻璃已成為實現高光學品質與高耐久性的關鍵基石材料。
▲自動化與機械視覺(AOI)應用在智慧自動化設備和機械視覺(AOI)系統中,石英玻璃也扮演著舉足輕重的角色。由於AOI檢測對光學元件的透光率穩定與環境耐受性要求極高,許多自動化檢測設備會採用石英玻璃製作光學介面與保護元件。例如,AOI機台的高亮度光源罩和鏡頭保護視窗常以石英玻璃製成,以確保長時間照明後仍能維持清晰透光且不變形。石英材料的高潔淨度也避免了光學檢測中因材料釋出微粒而造成的污染,符合無塵室等級的嚴格要求。除此之外,在一些自動化機械手臂或精密設備中,石英玻璃可用作定位基板或光學平台,利用其絕佳的平整度和尺寸穩定性來提高設備的重複精度。總之,石英玻璃以其獨有的透明、穩定且潔淨的特性,滿足了先進自動化及機械視覺設備對光學品質與環境適應性的苛刻需求,為工業4.0時代的智慧製造保駕護航。
宸軒科技的石英玻璃加工核心能力
圖:使用高精度CNC設備加工石英玻璃零件,確保複雜結構亦能滿足嚴格公差要求。
憑藉超過15年的豐富經驗與先進設備,宸軒科技在石英玻璃加工領域建立了多項核心競爭力。我們結合精密機械加工與自動化整合技術,為客戶提供高品質的客製化解決方案與服務。專業團隊從設計開發階段即投入協助,確保產品在每個環節都符合最高標準。透過下列關鍵能力,我們成功滿足各種嚴苛需求,並贏得全球逾百家半導體及光電大廠的長期信賴:
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- 深厚經驗與國際信賴:我們擁有超過15年以上的石英加工經驗與專業團隊,累積了上百家海內外大廠合作經驗。服務對象涵蓋半導體、光電、雷射、生醫、檢測(AOI)等高精密產業。豐富的跨領域實績使我們更懂得各產業的技術要求,能為客戶提供最適切的石英玻璃解決方案。
- 精密加工與自動化整合:宸軒科技引進世界級的CNC五軸精密加工設備,石英零件加工公差可控制在±0.01 mm以內。我們具備精密切割、研磨、鑽孔以及雷射加工等全方位能力,能加工各種複雜異形結構(如槽孔、倒角等)。同時,我們擁有機電模組整合專長,能將石英玻璃元件與金屬、陶瓷等其他材料精密接合,開發出客製化的複合模組,滿足客戶自動化設備整合的需求。
- 客製彈性與快速交付:我們提供高彈性的客製化服務,能因應客戶各種特殊設計需求製造石英零件。即使少量多樣的訂單也能快速交貨,不設最低訂購量門檻。憑藉內部高度自動化的生產流程與豐富經驗,我們大幅縮短開發周期。工程團隊可依據客戶提供的3D/2D圖面在短時間內完成打樣,並提供專業的設計優化建議,確保產品設計兼具可製造性與耐用度。快速開模與試產能力讓客戶的新產品能更快推向市場。
- 嚴格品質管控與無塵製程:品質是宸軒科技的立業之本。我們建立了完善的品質保證體系,所有石英玻璃產品均在無塵環境下製造和檢測。每件產品出廠前都經過100%全尺寸及外觀檢驗,包含高精度三次元測量、顯微鏡檢查等;並針對厚度均勻度、平整度及光學透過率進行專項測試,確保滿足圖紙規範。我們採用離子水超音波清洗等潔淨程序處理石英零件,並在Class 100無塵室中包裝。嚴苛的潔淨控管讓我們的產品可直接在半導體等無塵環境使用,品質穩定可靠。
- 一站式全流程服務:我們不僅是製造商,更是客戶的技術夥伴。從前期的材料選型、圖面設計支援,到中期的精密加工、表面處理(如防反射鍍膜)與異材質組件整合,再到最終的品質檢測與包裝出貨,我們提供端到端的一條龍服務。客戶只需提出需求,其餘的技術細節交給宸軒科技團隊全權處理。我們以縮短開發時程、降低成本為目標,讓客戶專注於產品應用本身,同時獲得最完善的石英玻璃解決方案。
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