¿qué es el vidrio UTG y en qué se diferencia del vidrio fino normal?

UTG « Vidrio ultrafino « se refiere específicamente al vidrio reforzado químicamente por debajo de 100 μm (0,1 mm) de espesor, diseñado para pantallas plegables de teléfonos inteligentes. Se diferencia del vidrio delgado estándar en tres aspectos: debe flexionarse hasta un radio de curvatura inferior a 3 mm sin agrietarse, debe sobrevivir a ciclos de flexión repetidos (normalmente más de 200.000) y debe resistir el impacto de objetos lo suficientemente afilados como para dañar una cubierta de polímero. El vidrio delgado normal del mismo espesor, sin refuerzo químico y la formulación de aluminosilicato que permite un intercambio iónico más profundo, no puede cumplir con estos requisitos. Las series Samsung Galaxy Z Fold y Z Flip utilizan UTG de proveedores como Schott y Corning; Según se informa, los dispositivos plegables planificados por Apple han asegurado el suministro de Lens Technology.

Tipos y materiales de vidrio ultrafino: guía de selección [2026]

Q: ¿cuál es la lámina de vidrio más delgada disponible comercialmente?

Schott D 263® T eco a 0,03 mm (30 μm) es la lámina de vidrio más delgada disponible comercialmente. Para el vidrio flexible en forma de rollo, Corning Willow® alcanza los 100 μm. Ambos requieren manipulación al vacío «los accesorios estándar diseñados para vidrio de más de 0,5 mm los agrietarán.

Q: ¿se puede templar o reforzar químicamente el vidrio ultrafino?

El vidrio ultrafino no se puede templar térmicamente. El templado térmico requiere un rápido enfriamiento por aire para establecer una tensión superficial de compresión, pero el vidrio por debajo de aproximadamente 2 mm se enfría demasiado rápida y uniformemente durante el enfriamiento para establecer el diferencial de tensión requerido. El resultado es un vidrio sin refuerzo significativo ni deformación potencial. El fortalecimiento químico (intercambio iónico) es el método aplicable para el vidrio ultrafino. El sustrato se sumerge en un baño de sal de nitrato de potasio fundido a aproximadamente 400-450°C. Los iones de potasio del baño desplazan los iones de sodio más pequeños en la superficie del vidrio, creando una capa de tensión de compresión. Las formulaciones de aluminosilicato logran una tensión de compresión más alta y una profundidad de caja más profunda que el borosilicato a través de este proceso, razón por la cual se prefiere el aluminosilicato para aplicaciones que requieren máxima resistencia al impacto.

Q: ¿qué rango de espesor califica como vidrio ultrafino?

La clasificación de la industria es la siguiente: el vidrio por debajo de 1,1 mm se considera 'vidrio delgado' como una categoría amplia. En este caso, el vidrio de 0,5 mm a 0,1 mm se clasifica como 'vidrio ultrafino'. El vidrio por debajo de 0,1 mm (100 µm) se clasifica como 'microsámina' y, cuando se refuerza químicamente para aplicaciones de visualización flexible, específicamente como UTG (vidrio ultrafino). Estos límites no están estandarizados por un solo organismo internacional y los diferentes fabricantes pueden utilizar límites ligeramente diferentes, pero los límites de 0,5 mm y 0,1 mm reflejan el consenso general de la industria en las cadenas de suministro de vidrio óptico, semiconductor y de visualización.

Q: ¿el vidrio ultrafino es respetuoso con el medio ambiente?

Sí, de varias maneras significativas. El vidrio ultrafino reduce el consumo total de material por dispositivo en comparación con el vidrio estándar: un sustrato de 0,1 mm utiliza aproximadamente una décima parte de la materia prima de un sustrato de 1,0 mm para la misma zona. El vidrio es totalmente reciclable y no se degrada durante ciclos de reciclaje repetidos. Más recientemente, los fabricantes han reformulado sus composiciones de vidrio para eliminar las preocupaciones ambientales: el D 263® T eco de Schott elimina el arsénico y el antimonio de los agentes clarificantes utilizados en la fusión del vidrio, reemplazándolos con alternativas basadas en óxido de estaño. Estas formulaciones libres de metales pesados cumplen con los requisitos de RoHS sin comprometer el rendimiento.

Q: ¿Cómo se corta el vidrio ultrafino sin romperlo?

Para vidrio de menos de 0,3 mm, los métodos preferidos son el trazado láser y el corte por láser de CO2. Los láseres de pulso ultracorto (sistemas de picosegundos o femtosegundos) pueden cortar vidrio desde 0,03 mm hacia arriba con una zona mínima afectada por el calor y sin microfractura en el borde cortado. El corte por láser de CO2 utiliza un mecanismo diferente: fractura por tensión térmica controlada y es eficaz para vidrio desde aproximadamente 0,1 mm hacia arriba. La puntuación mecánica con rueda de carburo o diamante es el método estándar para vidrio de 0,5 mm o más, pero por debajo de 0,3 mm, la puntuación mecánica casi siempre introduce microfracturas subterráneas a lo largo de la línea de corte que son invisibles a simple vista pero se propagan bajo carga térmica o mecánica posterior. Durante cualquier operación de corte, los sustratos de menos de 0,3 mm se mantienen en mandriles de vacío « la manipulación sin contacto en la zona de corte evita que el sustrato se desvíe o vibre, lo que provoca fracturas en este rango de espesor.

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Elegir el material de vidrio ultrafino incorrecto puede detener una línea, arruinar el rendimiento óptico de una pantalla o dañar la deformación del sustrato en el procesamiento de semiconductores. Esta guía explica los cuatro tipos y materiales principales de vidrio ultrafino (borosilicato, aluminosilicato, flotador de cal sodada y sílice fundida) con valores reales de CTE, datos de espesor, contexto de fabricación y una matriz sencilla para hacer coincidir el material con el uso. Ya sea definiendo vidrio para una pantalla plegable, un biosensor o una ventana óptica, esta guía le ayuda a identificar la especificación correcta desde el principio.

Tabla de contenidos

¿qué es el vidrio ultrafino y por qué importa el espesor?
Comparación de los principales tipos de materiales de vidrio ultrafinos
Propiedades que afectan el rendimiento del vidrio ultrafino
Cómo se fabrica el vidrio ultrafino
Aplicaciones de vidrio ultrafino en todas las industrias
Seleccionando el cristal ultrafino adecuado para tu proyecto
Preguntas frecuentes

¿qué es el vidrio ultrafino y por qué es importante el espesor?

Definición

Vidrio ultrafino se refiere a sustratos de vidrio con espesor inferior a 1,1 mm. La categoría ultrafina es de 0,1 a 0,5 mm, el vidrio de microlámina mide menos de 0,1 mm (100 µm) y el Schott D 263® T eco de grado comercial más delgado mide 0,03 mm (30 µm). A 30 µm, es decir, más fino que un cabello humano.

El espesor es una especificación funcional. Controla cómo reacciona el vidrio bajo ciclos térmicos, su grado de movimiento bajo carga, qué proceso de fabricación puede producirlo y qué demanda aguas abajo del sistema de manipulación de procesos. Un sustrato especificado a 0,7 mm reacciona de manera completamente diferente a uno a 0,2 mm, incluso cuando ambos se cortan de la misma formulación de borosilicato.

Clasificación de espesor de la industria

0,5-1,1 mm

Vidrio delgado estándar

0,1-0,5 mm

Vidrio ultrafino

<0,1 mm

Microsheet/utg

0,03 mm

Grado comercial más delgado (30 µm)

Al utilizar sustratos de vidrio ultrafinos, hemos visto que la especificación de espesor se define comúnmente primero -ñon y con demasiada frecuencia se malinterpreta. “El vidrio más delgado posible” especificado sin comprender el presupuesto térmico, el método de manejo del proceso o el rango de tolerancia a menudo necesitará volver a especificar esa especificación a medida que avanza la planificación de la producción. El espesor determina el límite para cada decisión posterior: procesabilidad de la familia de materiales, control de tolerancia del método de dibujo y viabilidad de operaciones secundarias.

Las familias de sustratos de vidrio también se superponen con los estándares de la industria de la visualización (establecidos por organismos como IEC 62899 para electrónica flexible) que definen los rangos de tolerancia de espesor y los grados de calidad de la superficie. Ubicar su aplicación óptica dentro de esas categorías ayuda a guiar la selección de borosilicato o vidrio en consecuencia.

Comparación de los principales tipos de materiales de vidrio ultrafinos

Cuatro familias materiales equivalen a la mayoría de los de alto nivel sustrato de vidrio ultrafino aplicaciones. Cada familia equilibra CTE, transmisión óptica, resistencia química, espesor disponible y costo de manera diferente. Lo más apropiado está determinado por el entorno de su proceso, no por las necesidades ópticas o mecánicas de su producto final.

Vidrio de borosilicato

Las marcas de vidrio de borosilicato incluyen Schott BOROFLOAT® 33 y D 263® T eco. Tiene un CTE de 3,25 × 10 -6/K y está disponible en los formatos comerciales más delgados. Su combinación de baja expansión térmica, alta transmisión óptica (más de 90% en visible, más de 50% en casi UV) y fuerte resistencia química lo convierten en el material predeterminado para ópticas, sensores y sustratos MEMS.

D 263 T eco alcanza un espesor de 0,03 mm y se suministra hasta 300 mm en forma de lámina. BOROFLOAT 33, procesado por flotador, puede proporcionar un rango de espesor más amplio y formatos de panel más grandes. Ambos proporcionan una alta resistencia química a ácidos y bases, lo que los hace adecuados para su uso con químicas agresivas de limpieza húmeda empleadas en la fabricación de semiconductores.

Vidrio de aluminosilicato

vidrio aluminosilicato el uso generalizado actual lo demuestran eagle xg® y Willow de Corning, diseñados para su uso en la fabricación de pantallas, donde la contaminación alcalina de capas de transistores de película delgada (TFT) es inaceptable. Eagle XG, libre de álcalis, tiene un CTE de ~3,17 × 10-6/K, en espesores de 0,25 a 0,5 mm, y se produce en los formatos de vidrio de visualización estándar. Willow Glass amplía esto aún más, proporcionando un espesor de 100-200 μm en forma de rollo que permite recoger y colocar el procesamiento de carrete a carrete para electrónica flexible.

Para aplicaciones que requieren fortalecimiento químico '-, como vidrio de cubierta para electrónica de consumo ', las formulaciones de aluminosilicato responden mejor al proceso de intercambio iónico que el borosilicato. El mayor contenido de alúmina crea una capa superficial más densa después del intercambio iónico de potasio, lo que produce una profundidad de tensión de compresión aún más profunda y valores de tensión de compresión superficial más altos. Es por esta razón que se especifica el vidrio de aluminosilicato reforzado químicamente para su uso en cubiertas de pantallas plegables UTG.

Vidrio flotante de cal sodada

El vidrio flotado de cal sodada, procesado por flotador en un baño de estaño fundido, es el volumétricamente más alto de los más baratos. El grado UFF (Flotador ultraplano) de NSG lleva el proceso de flotación a formatos de vidrio delgado de 0,33 mm o más. Un rango de CTE de 8,5 a 9,0 × 10 -6/K ñona mucho más alto que el borosilicato o el aluminosilicato y, por lo tanto, inadecuado para aplicaciones donde se requiere una adaptación térmica precisa.

Para aplicaciones sensibles a los costos con historiales de procesamiento establecidos, la cal sodada cobra importancia. El vidrio flotado fino de cal sodada ha sido un pilar de la industria automotriz durante más de 40 años. Las pantallas donde la contaminación por TFT no es crítica y donde la falta de coincidencia de CTE con una capa adyacente es aceptable, también favorecen la cal sodada en términos de costo del material. Su alto contenido de álcali lo hace inadecuado para muchos entornos de procesamiento de semiconductores sin un revestimiento de barrera.

Sílice fundida/cuarzo

La sílice fundida tiene las propiedades que ningún otro tipo de vidrio puede ofrecer: CTE ≤ 0,5 × 10-6/K; Transmisión UV de c.80% a 200 nm; servicio continuo térmico a 1000C. Estas propiedades lo convierten en un material ideal para fotomáscaras de litografía UV profunda, ventanas ópticas UV y ópticas láser de alta potencia donde la cal sodada o el borosilicato se verían comprometidos por el choque térmico o la absorción UV.

El inconveniente es el coste y la facilidad de procesamiento. La sílice fundida es un material mucho más costoso de producir que el borosilicato, más difícil de moler y pulir, y el formato de lámina ultrafina está menos disponible comercialmente. Para sustratos de fotomáscaras semiconductoras y óptica UV de precisión, dichos costos son aceptables, pero para aplicaciones generales de visualización o sensores rara vez se especifica.

⚠¦ Error de especificación común

A menudo vemos: borosilicato especificado cuando la aplicación realmente requiere aluminosilicato, debido a su procesabilidad libre de álcalis. En un proceso con deposición de TFT a más de 400 °C, el contenido de sodio del borosilicato se difunde en la capa del dispositivo, lo que reduce significativamente el rendimiento. Siempre verifique si su proceso es sensible a los álcalis antes de especificar una familia de vidrios.

Tabla comparativa de materiales

Material	CTE (×10-6/K)	Espesor mínimo	Transmisión UV/Vis	Uso clave
Borosilicato (BOROFLOAT® 33 / D 263® T eco)	3.25	0,03 mm (30 μm)	>90% (visible), >50% (cerca de UV)	Óptica, MEMS, sensores, fotomáscaras
Aluminosilicato (Eagle XG® / Willow®)	3.17	0,10 mm (100 μm)	>90% (visible)	Display TFT, cubreobjetos plegable, UTG
Flotador de cal sodada (UFF® de NSG)	8,5-9,0	0,33 mm	>88% (visible)	Automoción, pantalla general, sensible a los costes
Sílice fundida/cuarzo	≤0,5	0,10 mm (personalizado)	>80% a 200 nm (UV)	Litografía UV, óptica láser, alta temperatura

Nuestra cadena de suministro funciona con las cuatro familias de materiales. Nuestra pregunta más común de los nuevos clientes es ¿necesito aluminosilicato o borosilicato? En la mayoría de los casos, la respuesta se reduce a una pregunta: ¿tiene algún proceso que se deposite o difunda a temperaturas donde la migración de álcalis es relevante? En caso afirmativo, aluminosilicato. De lo contrario, el borosilicato será generalmente más rentable para un rendimiento equivalente.

Propiedades clave que afectan el rendimiento del vidrio ultrafino

Más allá de la familia de materiales, seis propiedades centrales determinan si a materiales de vidrio fino la selección será confiable en la aplicación. Cada una de las seis propiedades para una selección de material determinada está vinculada a un modo de falla (descongele cualquier propiedad y la falla es posible tanto durante el ensamblaje como en el campo).

Propiedad	Por qué es importante	Borosilicato	Aluminosilicato	Cal sodada	Sílice fundida
CTE (×10-6/K)	El desajuste térmico provoca deformación y delaminación	3.25	3.17	8,5-9,0	≤0,5
Transmisión óptica	Brillo de la pantalla, señal del sensor, eficiencia del proceso UV	Alto (vis + casi UV)	Alto (vis)	Bueno (solo vis)	Excelente (UV a IR)
Calidad/planitud de la superficie	Alineación de litografía, uniformidad de película delgada	<1 nm rms (dibujo descendente)	<1 nm rms (fusión)	Rms de 3-5 nm (flotante)	<1 nm rms (pulido)
Resistencia química	Compatibilidad con procesos húmedos, tolerancia a disolventes de limpieza	Alto	Alto	Moderado	Excelente
Flexibilidad (por debajo de 0,1 mm)	Procesamiento rollo a rollo, diseño de dispositivo plegable	Limitado (>50 μm)	Sí (Willow® 100μm)	No disponible <0,33 mm	No disponible delgado
Estabilidad térmica	Deposición a alta temperatura, reflujo, procesamiento láser	Hasta ~500°C	Hasta ~600°C	Hasta ~450°C	Hasta ~1.000°C

⚠¦ Advertencia de discrepancia de CTE

Cuando se utiliza vidrio ultrafino para unir una estructura metálica, un soporte cerámico o un sustrato de unión, se debe considerar el coeficiente de expansión térmica (CTE) del vidrio en relación con el coeficiente de expansión térmica del soporte a lo largo de todo el rango de temperatura de operación. Una diferencia superior a 3 × 10 -6/K entre el vidrio sodocálcico (CTE ¦ 9) y un soporte a base de silicio (¦ 2.6) creará suficiente tensión para agrietar o deslaminar el sistema de vidrio durante el ciclo térmico; esta falla está bien documentada dentro de la industria automotriz. Comunidades de envasado HUD y MEMS.

Nuestra lista de verificación de evaluación de propiedades

Antes de seleccionar cualquier sustrato de vidrio consideramos lo siguiente:

Coincidencia CTE del vidrio versus sustrato de unión durante todo el ciclo térmico
Transmisión óptica en las longitudes de onda relevantes (UV, visible, IR)
Requisito de rugosidad de la superficie versus capacidad del método de estiramiento
Compatibilidad química con los disolventes de procesamiento y fluidos de limpieza asociados
Especificación de planitud versus espesor ñego el vidrio más delgado se flexiona más por su propio peso
Parámetros de durabilidad -¿la pieza se manejará individualmente-manualmente o exclusivamente con recogida y colocación al vacío?

Se debe prestar especial atención a la calidad de la superficie y la planitud del vidrio para una aplicación precisa. Un proceso de extracción descendente o de extracción por fusión produce un estado superficial pulido al fuego que requiere que el pulido esté ausente o sea mínimo en la fabricación inicial. El vidrio de proceso flotante requiere pasos de pulido adicionales para igualar la calidad de la superficie del proceso de extracción descendente o de extracción por fusión, lo que agrega costo y riesgo de contaminación residual del material de pulido.

Cómo se fabrica el vidrio ultrafino

Hay tres procesos de dibujo principales que representan toda la fabricación comercial de vidrio ultrafino existente. Cada uno produce un sustrato con diferente perfil de espesor, calidad de superficie y formato dimensional. El conocimiento de su proceso permite una evaluación informada sobre si la especificación enviada es alcanzable.

Fusion Draw (Dibujo descendente de desbordamiento) «Desarrollado por Corning, este proceso hace fluir vidrio fundido a ambos lados de una artesa en forma de V (la isopipa), donde las dos corrientes se fusionan en el fondo y se dibujan hacia abajo. Debido a que ninguna superficie entra en contacto con un refractario durante el conformado, el resultado es una superficie dibujada que no requiere pulido. La rugosidad de la superficie por debajo de 0,5 nm rms se puede lograr directamente a partir del estiramiento. Eagle XG® y Willow® se producen mediante este método, lo que permite los formatos de vidrio ultrafinos y flexibles utilizados en la fabricación de pantallas.
Dibujo descendente (sorteo de ranura) «El método principal de Schott para obtener vidrio fino de precisión. El vidrio fundido fluye a través de una ranura mecanizada con precisión y se dibuja hacia abajo, produciendo un acabado pulido al fuego con una rugosidad superficial inferior a 1 nm rms. Este es el proceso detrás de D 263® T eco a 0,03 mm. La tracción descendente es capaz de tolerancias de espesor muy estrictas (±0,005 mm a 0,1 mm nominal) y produce sustratos con excelente planitud sin pulido posterior a la tracción.
Flotador/microflotador «El vidrio fundido flota sobre un baño de estaño fundido, extendiéndose hasta un espesor uniforme por gravedad y tensión superficial. El vidrio flotado representa aproximadamente 50,68% de producción de vidrio fino en 2025 en volumen (Mordor Intelligence). Si bien el proceso sobresale en producción de gran formato y rentabilidad, la superficie de contacto con el estaño se diferencia de la superficie de contacto con el aire en términos de rugosidad y química. Microfloat refina este proceso para calibres más delgados, pero la física del baño de estaño fundido limita el espesor mínimo a aproximadamente 0,33 mm para formulaciones de cal sodada.

Procesos de fabricación secundaria

Fortalecimiento químico « La inmersión en un baño de sal de nitrato de potasio fundido reemplaza los iones de sodio más pequeños en la superficie del vidrio con iones de potasio más grandes, creando una capa de tensión de compresión. Estándar para vidrio de cubierta de aluminosilicato; El borosilicato responde al intercambio iónico pero logra una tensión de compresión más baja y una profundidad de caja menos profunda.
Recubrimiento antirreflectante “Los recubrimientos dieléctricos multicapa de película delgada depositados mediante pulverización catódica o sol-gel reducen el reflejo superficial desde aproximadamente 4% por superficie hasta menos de 0,5% por superficie. Requerido para vidrio de cubierta de pantalla y ventanas ópticas.
Pulido de precisión « El uso principal es mejorar el acabado superficial del vidrio procesado por flotador, así como alcanzar niveles de especificación de planitud por debajo de 1 µm de variación de espesor total (TTV).
Corte y trazado por láser: Un sistema láser de CO2 o de pulso ultracorto produce una calidad de borde limpia por debajo de 0,3 mm de espesor sin daños mecánicos en el borde.

💡 Del Piso de Fabricación

En nuestras instalaciones de fabricación, los sustratos por debajo de 0,3 mm requieren superar los límites de manipulación al vacío para cada paso del proceso, desde la inspección entrante y el embalaje hasta el embalaje final. Los accesorios mecánicos de contacto con el borde que se sabe que funcionan con sustratos de 0,7 mm permitirían la fractura de sustratos de 0,3 mm en el punto de contacto con cargas de manipulación promedio.

La puntuación mecánica del vidrio por debajo de 0,3 mm conduce de manera confiable a que se desarrollen microfracturas a lo largo de los bordes cortados, sin importar cuán cuidadoso sea el proceso. A pesar de los bordes de puntuación y rotura cosméticamente perfectos, las inspecciones SEM posteriores muestran una red de grietas existente dentro del vidrio, que se origina en el borde. Para sustratos en este rango de espesor, el trazado láser elimina todo riesgo de fractura mecanotérmica.

Aplicaciones de vidrio ultrafino en todas las industrias

El mercado de productos de láminas de vidrio ultrafinos está creciendo rápidamente en múltiples segmentos de la industria electrónica, a medida que los tamaños de los dispositivos se reducen y los materiales poliméricos alcanzan los límites de su rendimiento de resistencia óptica, térmica y química.

Tamaño y crecimiento del mercado

$15.71B

Tamaño del mercado global, 2026

~11%

CAGR (Inteligencia de Mordor)

Verticales de la industria primaria

Industria	Tipo de vidrio	Aplicación específica	Requisito clave
Electrónica y pantallas de consumo	Aluminosilicato (UTG)	Vidrio de cubierta de pantalla plegable (Samsung Galaxy Z Fold/Flip, Apple plegable)	Radio de flexión <3 mm, resistencia al impacto, <100 μm
Paneles LCD/OLED	Aluminosilicato (Eagle XG®)	sustrato TFT, soporte de vidrio para pantalla	Sin álcalis, planitud <0,2 mm/m
Semiconductores	Aluminosilicato, Borosilicato	Envases a nivel de oblea, intercaladores de vidrio, sustratos portadores	Coincidencia de CTE con silicio, capacidad de perforación vía
Sensores y diagnóstico	Borosilicato	Biosensores, chips de diagnóstico médico, sustratos MEMS	Inercia química, transparencia óptica, enlace anódico
Óptica y Fotónica	Sílice fundida, borosilicato	Ventanas ópticas, espejos, filtros, revestimientos antirreflectantes	Baja CTE, transmisión UV, figura superficial
Automotor	Cal sodada, aluminosilicato	Sustrato de pantalla HUD, sustratos de espejo retrovisor	Ciclos de temperatura, calidad óptica, resistencia a las vibraciones

La denominación UTG “vidrio ultrafino utilizado en pantallas plegables para teléfonos inteligentes “ merece una atención especial dado el ritmo de adopción comercial. Se trajo aluminosilicato químicamente reforzado en los dispositivos Galaxy Z Fold y Z Flip vidrio ultrafino por debajo de 100 µm en producción en masa, reemplazando las cubiertas de polímero anteriores. En 2025, Apple supuestamente obtuvo el suministro de UTG de Lens Technology, lo que se espera que acelere aún más la demanda de componentes UTG en aplicaciones electrónicas de consumo hasta 2027.

Nuestros clientes de semiconductores suelen especificar sustratos libres de álcalis para envases a nivel de oblea: incluso los trazas de sodio que migran durante el procesamiento desde sustratos de cal sodada o borosilicato estándar provocan cambios de voltaje umbral y fallas del dispositivo cuando los componentes portadores operan a 500°C. Las especificaciones para sustratos libres de álcalis requieren aluminosilicato con contenido alcalino probado por debajo de los umbrales detectables.

Cómo elegir el vidrio ultrafino adecuado para su proyecto

El mayor riesgo al seleccionar cualquier material de vidrio entre las pocas opciones disponibles “el de elegir basándose en una sola propiedad ignorando una restricción” se puede evitar siguiendo un proceso de selección lógico que incluya estos cinco pasos. Combinando nuestro propio enfoque vidrio ultrafino selección con la experiencia y expectativas de nuestros socios en aplicaciones BSI, hemos destacado los cinco pasos a continuación:

Paso 1: Defina su rango de temperatura de funcionamiento

UTILICE el entorno térmico al que está expuesto su conjunto, tanto durante la fabricación como en el campo, para definir el requisito final de CTE. Si su interfaz de vidrio se pega a un sustrato de silicio y se cicla de 25 °C a 300 °C, eso se acerca al CTE del silicio de 2,6 × 10 -6/K, y la búsqueda se reduce inmediatamente a borosilicato (3,25) o aluminosilicato (3,17). Se descarta por completo el vidrio sodocálcico inaceptable.

Mapee el ciclo térmico completo, no solo la temperatura de servicio
Incluya la temperatura del paso de unión/ensamblaje en su cálculo de CTE
Realice un ensamblaje completo de todos los componentes para determinar el CTE combinado de todo el sistema

Paso 2 « Identifique sus requisitos ópticos

Proporcione el rango de longitud de onda que necesita para transmitir a través del vidrio, incluido el porcentaje de transmisión. Las aplicaciones en el rango UV pueden requerir sílice fundida, mientras que en la ventana de longitud de onda visible, cualquier familia de materiales funcionará. El infrarrojo cercano y el infrarrojo medio pueden necesitar un vidrio especial o sustratos de cristal fuera de los cuatro grupos familiares.

Defina la transmisión mínima en sus longitudes de onda de trabajo
Elegir el grado de calidad de la superficie (excavación por rayado de detalles, rugosidad rms) de las superficies ópticas de su vía de proceso
Verifique si se requiere un recubrimiento antirreflectante (y si funcionará con sus procedimientos de limpieza)

Paso 3 « Establezca el espesor y la tolerancia al espesor

Su objetivo de espesor selecciona los procesos de fabricación disponibles, lo que limita las familias de materiales que se pueden fabricar. Sólo el estirado por fusión (aluminosilicato) tiene precios comerciales inferiores a 0,1 mm, el estirado descendente (borosilicato) tiene precios comerciales inferiores a este nivel. La tolerancia al espesor aumenta considerablemente el costo ya que las tolerancias requieren controles del proceso y reducen el rendimiento, así que determine cuáles son los requisitos reales de su aplicación en lugar de elegir la especificación más estricta disponible.

Especificar espesor nominal y ± tolerancia
Confirme el requisito de TTV (variación total del espesor) en el área del sustrato
Verifique para asegurarse de que su equipo de manipulación de departamento/servicio pueda manejar el espesor especificado.

Paso 4 « Comprobar la compatibilidad química

Enumerar cada producto químico con el que su sustrato de vidrio podría entrar en contacto: adhesivos, disolventes de limpieza, agentes de grabado, fotorresistentes y decapantes. Grabados de vidrio de cal sodada en HF en concentraciones toleradas por el borosilicato. Los vidrios que contienen álcali no pueden soportar el régimen de limpieza cáustico convencional que se aplica fácilmente a la sílice fundida.

Los datos de resistencia química se pueden encontrar en las hojas de datos del fabricante para cada familia de vidrio.

Compile una lista completa de productos químicos para todos los pasos del proceso.
Referencia cruzada con datos de resistencia química para cada familia de vidrios
Marque cualquier paso de limpieza que involucre HF, bases fuertes o pH alto para una evaluación especial.

Paso 5 « Confirmar especificaciones dimensionales

El diámetro (o vidrio redondo en formato de oblea), las dimensiones del panel, el tipo de acabado del borde (con costuras, pulido, biselado), las características especiales (a través de orificios, recortes) se tendrán en cuenta en la elección del material y el costo unitario. Los tamaños personalizados para soportes semiconductores generalmente siguen los formatos de oblea estándar SEMI (100 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm de diámetro) con los requisitos de calificación asociados. Identifique qué formato estándar SEMI se aplica antes de finalizar las especificaciones dimensionales.

Especifique las dimensiones exteriores (o diámetro) y el acabado del borde
Tenga en cuenta cualquier requisito para vías de vidrio pasante (TGV) o orificios perforados con láser.
Indique sí/no por requerir calificación en formato de oblea estándar SEMI.

⚠¦ Advertencia de selección crítica

Nunca identifique vidrio sin el espesor. La falta de coincidencia de CTE con los sustratos de unión da como resultado la deformación en 1 de los 4 conjuntos que examinamos durante la inspección entrante. La tendencia es la misma: el ingeniero de diseño identificó el espesor y las propiedades ópticas correctos sin confirmar el CTE frente a los sustratos de unión.

El conjunto se deforma en el primer ciclo térmico, poniendo en riesgo todo el lote de producción. Una prueba de ajuste CTE de 30 minutos durante el diseño evita por completo este modo de falla.

La especificación del vidrio, que cubre los 5 pasos desde el inicio del proyecto, reduce los ciclos de revisión, mejora el rendimiento y evita fallas de campo que cuestan las costosas acciones correctivas posteriores. Nuestro objetivo es definir el vidrio adecuado (ni el más avanzado técnicamente/extravagante ni el más barato), satisfaciendo sólo la necesidad obvia...

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Saiwei Glass suministra sustratos de borosilicato, aluminosilicato, cal sodada y sílice fundida de 0,03 mm a 1,1 mm.

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Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la lámina de vidrio más delgada disponible comercialmente?

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Schott D 263® T eco a 0,03 mm (30 μm) es la lámina de vidrio más delgada disponible comercialmente. Para el vidrio flexible en forma de rollo, Corning Willow® alcanza los 100 μm. Ambos requieren manipulación al vacío «los accesorios estándar diseñados para vidrio de más de 0,5 mm los agrietarán.

P: ¿Qué es el vidrio UTG y en qué se diferencia del vidrio delgado normal?

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UTG «vidrio ultrafino” es un tipo de vidrio reforzado químicamente Tiene un espesor inferior a 100 μm (0,1 mm) y, al igual que las pantallas LCD plegables descritas anteriormente, ha sido desarrollado para servir de base para pantallas de teléfonos inteligentes plegables. A diferencia del vidrio delgado habitual, tiene tres requisitos clave: debe estar diseñado para flexionarse y alcanzar un radio de curvatura inferior a 3 mm sin daños, debe flexionarse constantemente por encima y más allá de los requisitos de vida útil de una pantalla de teléfono inteligente (generalmente 200, 000 plus) e incluso sujeto a objetos capaces de dañar una cubierta de polímero, pero debe resistir impactos capaces de dañar. El vidrio delgado estándar de espesor similar, sin refuerzo químico y sin una formulación única de aluminosilicato que permita un intercambio iónico más profundo no puede superar los requisitos de borde.

UTG suministrado a las series Samsung Galaxy Z Fold y Galaxy Z Flip, por ejemplo, proviene de Schott y Corning; Aparentemente, Apple ha asegurado el suministro para sus próximos productos plegables a través de Lens Technology.

P: ¿Se puede templar o reforzar químicamente el vidrio ultrafino?

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El vidrio ultrafino no se puede templar térmicamente. El templado térmico se logra mejor mediante un enfriamiento rápido con aire para proporcionar una tensión superficial de compresión, pero el vidrio por debajo de alrededor de 2 mm de espesor se enfría demasiado rápida y uniformemente durante el enfriamiento para presentar el diferencial de tensión. El resultado es un vidrio con un refuerzo insignificante y potencialmente deformado. El refuerzo químico (intercambio iónico) es el método elegido para el vidrio ultrafino.

El sustrato se enfría en un baño de sal de nitrato de potasio fundida a aproximadamente 400-450°C. Los iones de potasio en el baño desplazan los iones de Na más pequeños en la superficie del vidrio, lo que genera tensión de compresión. Los vidrios de aluminosilicato alcanzan niveles más altos de tensión de compresión y una profundidad de caja óptima que el borosilicato, a través de este proceso, lo que explica la elección del aluminosilicato para aplicaciones de rendimiento de máximo impacto.

P: ¿Qué rango de espesor califica como vidrio ultrafino?

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El vidrio por debajo de 1,1 mm es ‘vidrio delgado’ en la industria como categoría amplia. Dentro de eso, el vidrio de 0,5 mm a 0,1 mm (es decir, de 0,5 mm a 0,1 mm) cae como ‘vidrio ultrafino’. y por debajo de 0,1 mm (100um) es: microhoja « y cuando se refuerza químicamente para una aplicación final de visualización lateralmente flexible: UTG (vidrio ultrafino). Estos límites establecidos por la industria no están estandarizados globalmente por un único organismo de normalización internacional y los diferentes proveedores de fabricación pueden tener límites ligeramente diferentes, pero los límites de 0,5 mm y 0,1 mm reflejan un consenso general de la industria en las cadenas de suministro de pantallas, semiconductores y vidrio óptico.

P: ¿El vidrio ultrafino es respetuoso con el medio ambiente?

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Ciertamente, en numerosos aspectos valiosos. El vidrio ultrafino utiliza menos material para producir cada dispositivo que el vidrio completo: 0,1 mm es relativamente 1/10 de la materia prima de 1,0 mm en la misma superficie; el vidrio se puede reciclar completamente y no pierde calidad ni durabilidad en sucesivas rondas de reciclaje; A partir del vidrio más tecnológico, están apareciendo formulaciones que eliminan sustancias tóxicas potenciales de la producción: el D 263 T eco de Schott elimina tanto el arsénico como el antimonio de los agentes clarificantes utilizados en las fases de fusión de su producción de vidrio, alcanzando los requisitos de RoHS sin distorsión de la propiedad. Sin embargo, el paso de fortalecimiento químico y la fase de extracción son importantes gastos de energía en las cadenas de suministro de vidrio ultrafino.

P: ¿Cómo se corta el vidrio ultrafino sin romperlo?

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Las técnicas utilizadas son el trazado láser y el corte por láser de CO por debajo de 0,3 mm. Para espesores de corte > 0,03 mm de pulso ultracorto (sistemas de picosegundos o femtosegundos), los láseres cortarán con la zona mínima afectada por el calor y sin formación de microfracturas a lo largo del borde de corte. Con el corte por láser de CO, se emplea un mecanismo diferente (fractura por tensión térmica controlada), pero el corte se puede realizar desde aproximadamente 0,1 mm de espesor hacia arriba. La puntuación mecánica con una rueda de carburo o diamante es estándar para 0,5 mm y mayor espesor, pero un espesor inferior a 0,3 mm casi siempre da como resultado microfracturas en el subsuelo a lo largo de la línea de corte que no son visibles a simple vista pero se propagan bajo carga térmica o mecánica posterior. Durante cualquier operación de corte, los sustratos por debajo de 0,3 mm de rango se mantienen en mandriles de vacío (la manipulación sin contacto en la zona de corte evita que el sustrato se desvíe o vibre, lo que provoca fracturas en este espesor ultrafino.

Acerca de esta guía

Esta guía de selección de materiales se basa en la experiencia directa de Saiwei Glass en el suministro de sustratos de vidrio ultrafinos a fabricantes de equipos electrónicos, semiconductores y ópticos. Los datos de propiedades y las comparaciones de CTE se compilan a partir de hojas de datos de fabricantes y literatura técnica publicada. Nuestro objetivo es permitir a los ingenieros de diseño y gerentes de adquisiciones encontrar el tipo de vidrio adecuado sin especificar demasiado -ñona, lo que aumenta el costo -ñona o especificar poco -ñona, lo que causa fallas de campo.