CN106412167A - 一种蓝宝石手机贴膜及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝宝石手机贴膜,其厚度为0.175‑0.18 mm,由依序层叠设置的蓝宝石基板、亚克力光学胶和硅胶层组成。加工这种蓝宝石手机贴膜的工艺为:选晶锭‑定向‑开料‑去头尾‑平面磨‑切片‑粗磨‑外形加工‑清洗‑退火‑双面精磨‑清洗‑双面抛光‑清洗‑涂胶。所述的定向是用晶向仪准确定位A面;切片是将多线切割机切割程序设置为先减速后加速;外形加工中在用精雕机加工听孔、功能键孔前先用激光切割出大致轮廓;清洗中依次使用界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水,并配合专用甩干机进行甩干。所述工艺可以获得无表面缺陷、耐磨、高透光率、高强度的蓝宝石手机贴膜,提高了产品良率,使成本降低促进大规模稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石材料制成的手机贴膜及其加工工艺,属于蓝宝石应用技术领域。
背景技术
蓝宝石的成分是Al2O3,俗称刚玉,莫氏硬度9,仅次于金刚石,同时耐磨损、耐腐蚀、光透过性和热稳定性好,国内蓝宝石生长技术已经比较成熟,可以生长出大尺寸高品质的蓝宝石单晶材料。随着人民生活水平的提高,电子产品的使用快速增长,目前中国智能手机用户已逾6.24亿。智能手机面板多是采用有机玻璃,表面容易产生划痕,手机掉落容易摔碎,使用前通常在面板表面贴上保护膜,该保护膜需要定期更换,并且会降低屏幕显示效果。蓝宝石面板虽然已经应用于几款智能机型,但由于生产成本较高并没有获得大规模的推广,蓝宝石贴膜可以大幅降低智能手机的使用成本,同时使屏幕耐划伤、强度提高、优化显示效果。
蓝宝石贴膜对蓝宝石的机械加工提出了较高的要求,如何在控制成本的情况下提高蓝宝石贴膜的成品率是大量推广蓝宝石贴膜需要解决的重要问题。
发明内容
本发明采用的蓝宝石加工工艺可以得到高品质的手机贴膜。
本发明采取的技术方案的步骤如下。
(1)选晶锭、定向、开料。选取无色均一、透明度高、没有气泡、晶界等瑕疵的晶锭,用晶向仪准确定位A面(18°55′),金刚线摇摆切割机切出A面矩形方料,并通过去头尾、平面磨提高方料的平整度。
(2)切片、粗磨、外形加工。多线切割机槽轮上的槽距可调节,工作台下降速度和线供给程序设置成先减小再增加,可得到厚度为0.2-0.45 mm的蓝宝石切片,粗磨可以去除表面的线痕,使工件表面平整。利用精雕机加工出手机的外形并对边缘进行倒角加工,虽然精雕机的磨头是金刚石材质,由于加工听孔、功能键孔的磨头尺寸较小,为了减少磨头的磨损,先用激光切割出如图1中所示的位置听孔1、功能键孔2的大致轮廓。
(3)退火、精磨、双面抛光。退火的目的是降低由于切割和外形加工的外力造成的表面应力富集,减少表面缺陷的产生。用钻石液进行双面精磨达到去厚和提高平坦度的要求,用二氧化硅乳胶液进行双面抛光使表面达到纳米级精度,显著提高透明度。
(4)清洗、甩干、涂胶。退火前、精磨后、抛光后都要经过界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水进行清洗,并用专用甩干机甩干。在真空的无尘条件下,对蓝宝石基板的一个表面贴合光学透明亚克力胶,再涂覆硅胶层,得到的蓝宝石贴膜厚度为0.175-0.19 mm。对蓝宝石贴膜进行表面硬度、防指纹测试、透光率、弯曲强度和抗冲击等的试验,测试结果如下表所示:
本发明与现有技术相比,具有的有益效果是:本发明采用蓝宝石材料制成手机贴膜,解决了有机玻璃手机面板及普通贴膜不耐磨、易划伤、易摔碎、指纹印较多等缺点,与蓝宝石手机面板相比大幅度降低了生产成本并能基本达到同等耐磨与强度要求,更具灵活性,能满足用户不同需求,兼具经济效益和环境效益。本发明对蓝宝石贴膜的生产工艺进行了改进,使得最终的蓝宝石贴膜厚度能小于0.2 mm,同时减少工序中出现的质量问题实现稳定地大规模生产。
附图说明
图1为蓝宝石手机膜的结构示意图。
图2为蓝宝石手机膜的四点弯曲试验示意图。
具体实施方式
实施例1
选取无色均一、透明度高、没有气泡、晶界等瑕疵的晶锭,用晶向仪准确定位A面(18°55′),金刚线摇摆切割机切出A面矩形方料,并通过去头尾、平面磨提高方料的平整度(≤0.2 mm)。将矩形方料用胶粘在树脂条上固定在切割机的工作台,调节好多线切割机的槽距,设置其工作台下降速度和线供给程序为先减速后加速,晶片浸泡去除胶水经检测合格后粗磨去除表面的线痕,提高工件表面的平坦度。利用精雕机加工出手机膜的外形并对边缘进行倒角加工,激光切割出听孔、功能键孔的大致轮廓后再用精雕机的小磨头精确加工听孔和功能键孔,加工过程中利用真空固定。经界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水四道清洗甩干后,放置于退火炉中升温6 h,达到1550℃后保温6 h,最后12 h降温以减少手机膜片的应力富集。精磨过程采用粒径为3 μm的钻石研磨液,磨盘转速为45 rpm,研磨温度为30 ℃。抛光过程采用粒径为80 nm的二氧化硅乳胶液,磨盘转速为45 rpm,研磨温度为30 ℃。对于清洗后无表面缺陷,满足弯曲度(-6 μm≤ BOW ≤0 μm)、翘曲度(SORI ≤10 μm)等要求的蓝宝石手机膜基板在真空的无尘环境中,对一个表面贴合光学透明亚克力胶,再涂覆硅胶层,得到的蓝宝石贴膜厚度为0.175-0.19 mm。相比于传统的C面(20°50′)切割的方料,在后序的加工中可以减少崩边等瑕疵,在切片的工序中就可使蓝宝石片的良率从93%提高到97%(200片的统计结果)。通过如图2所示的四点弯曲试验,分别对10片C面和A面蓝宝石贴膜进行弯曲强度测试:四点弯曲装置包括两个上压辊棒和两个支撑辊棒7,将蓝宝石贴膜6放置于测试夹具的两根下辊棒中间,跨距设置为20mm/ 40mm,试验机横梁的速率为10mm/ min,C面蓝宝石贴膜的平均弯曲强度均为305 MPa,而A面蓝宝石贴膜的平均弯曲强度均为345MPa。通过将32 g的钢球距离蓝宝石贴膜的中心点60 mm垂直下落的落球试验发现,蓝宝石贴膜均完好无损。由此可见:A面蓝宝石可以提高蓝宝石生产的良率,保证生产质量降低成本,并且A面蓝宝石贴膜的弯曲强度比C面蓝宝石贴膜高。
实施例2
选取无色均一、透明度高、没有气泡、晶界等瑕疵的晶锭,用晶向仪准确定位A面,金刚线摇摆切割机切出A面矩形方料,并通过去头尾、平面磨提高方料的平整度(≤0.2 mm)。将矩形方料用胶粘在树脂条上固定在切割机的工作台,调节好多线切割机的槽距,设置其工作台下降速度在10-30 mm/h的范围内、线供给在5-20 m/min的范围内先减速后加速。晶片浸泡去除胶水经检测合格后粗磨去除表面的线痕,提高工件表面的平坦度。利用精雕机加工出手机膜的外形并对边缘进行倒角加工,激光切割出听孔、功能键孔的大致轮廓后再用精雕机的小磨头精确加工听孔和功能键孔,加工过程中利用真空固定。经界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水四道清洗甩干后,放置于退火炉中升温6 h,达到1550 ℃后保温6 h,最后12 h降温以减少手机膜片的应力富集。精磨过程采用粒径为3 μm的钻石研磨液,磨盘转速为45 rpm,研磨温度为30 ℃。抛光过程采用粒径为80 nm的二氧化硅乳胶液,磨盘转速为45rpm,研磨温度为30 ℃。对于清洗后无表面缺陷,满足弯曲度(-6 μm≤ BOW ≤0 μm)、翘曲度(SORI ≤10 μm)等要求的蓝宝石手机膜基板在真空的无尘环境中,对一个表面贴合光学透明亚克力胶,再涂覆硅胶层,得到的蓝宝石贴膜厚度为0.175-0.19 mm。相比于现有的总切割时间相同工作台下降速度和线供给程序设置为匀速的工艺,工作台下降速度在10-30mm/h的范围内、线供给在5-20 m/min的范围内先减速后加速的工艺,使切割蓝宝石片后回收的金刚线磨损程度减小,可再利用于正常切割2英寸圆片,而匀速切割工艺的回收金刚线用于切割2英寸圆片时会出现断线情况。
实施例3
选取无色均一、透明度高、没有气泡、晶界等瑕疵的晶锭,用晶向仪准确定位A面,金刚线摇摆切割机切出A面矩形方料,并通过去头尾、平面磨提高方料的平整度(≤0.2 mm)。将矩形方料用胶粘在树脂条上固定在切割机的工作台,调节好多线切割机的槽距,设置其工作台下降速度和线供给程序为先减速后加速,晶片浸泡去除胶水经检测合格后粗磨去除表面的线痕,提高工件表面的平坦度。利用精雕机加工出手机膜的外形并对边缘进行倒角加工,激光切割出听孔、功能键孔的大致轮廓后再用精雕机的小磨头精确加工听孔和功能键孔,加工过程中利用真空固定。经界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水四道清洗甩干后,放置于退火炉中升温6 h,达到1550℃后保温6 h,最后12 h降温以减少手机膜片的应力富集。精磨过程采用粒径为3 μm的钻石研磨液,磨盘转速为45 rpm,研磨温度为30 ℃。抛光过程采用粒径为80 nm的二氧化硅乳胶液,磨盘转速为45 rpm,研磨温度为30 ℃。对于清洗后无表面缺陷,满足弯曲度(-6 μm≤ BOW ≤0 μm)、翘曲度(SORI ≤10 μm)等要求的蓝宝石手机膜基板在真空的无尘环境中,对一个表面贴合光学透明亚克力胶,再涂覆硅胶层,得到的蓝宝石贴膜厚度为0.175-0.19 mm。相比于传统的直接用精雕机进行听孔、功能键孔的加工,利用激光先切割出听孔、功能键孔的大致轮廓,可以减少一个钻孔磨头的使用,而磨头直接加工可能会出现蓝宝石片的碎裂,激光切割可以保证蓝宝石手机膜的良率在99.9%。
以上所述是本发明优选的对比实施方式,应当指出,对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明改进的工艺的前提下,还可以作出润饰,这些润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种蓝宝石手机贴膜,其特征在于,所述贴膜的厚度为0.175-0.18 mm;所述贴膜四边有圆弧形倒角;所述贴膜在手机的对应位置加工有听孔1和功能键孔2;所述贴膜由依序层叠设置的蓝宝石基板3、亚克力光学胶4和硅胶层5组成。
2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石手机贴膜的加工工艺,其特征在于,所述的加工工艺的步骤为选晶锭--定向--开料--去头尾--平面磨--切片--粗磨--外形加工--清洗--退火--双面精磨--清洗--双面抛光--清洗--涂胶。
3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石手机贴膜的加工工艺,其特征在于,所述的定向是用晶向仪准确定位A面(18°55′)。
4.根据权利要求2所述的一种蓝宝石手机贴膜的加工工艺,其特征在于,所述的切片使用多线切割机,设置其工作台下降速度在10-30 mm/h的范围内、线供给在5-20 m/min的范围内先减速后加速。
5.根据权利要求2所述的一种蓝宝石手机贴膜的加工工艺,其特征在于,所述的外形加工在用精雕机加工听孔、功能键孔前先用激光切割出大致轮廓。
6.根据权利要求2所述的一种蓝宝石手机贴膜的加工工艺,其特征在于,所述的清洗依次使用界面活性剂、水、盐酸加双氧水、水,并配合专用甩干机进行甩干。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170215 |