ما هي عمليات التصنيع الثلاثة للوحة الغطاء الزجاجي؟

تعتبر ألواح الغطاء الزجاجي مكونات وقائية وزخرفية لا غنى عنها للإلكترونيات الاستهلاكية، وشاشات عرض السيارات، والأجهزة المنزلية الذكية، وشاشات اللمس الصناعية. تعمل بمثابة الواجهة الخارجية بين الأجهزة الإلكترونية والمستخدمين، فهي تقوم بالوظائف الأساسية مثل مقاومة الخدش، ومقاومة السقوط، ونقل الضوء، والعرض الجمالي. يتم تحديد الأداء ومتانة المظهر وسيناريوهات التطبيق لألواح الغطاء الزجاجي بالكامل من خلال عمليات التصنيع الخاصة بها.

في صناعة التصنيع الدقيقة الحديثة، يعتمد إنتاج ألواح الغطاء الزجاجي عالية الجودة بشكل أساسي على ثلاث عمليات ناضجة وسائدة: عملية الزجاج المصقول، عملية السحب الفائض، ومعالجة التقوية الكيميائية. تتمتع كل عملية بمبادئ تقنية فريدة ومزايا إنتاجية وخصائص أداء ومجالات تطبيق مستهدفة. يعد فهم هذه العمليات الأساسية الثلاث أمرًا ضروريًا لمصنعي الإلكترونيات ومهندسي المشتريات وممارسي الصناعة لاختيار مواد لوحة الغطاء الزجاجي المناسبة وتحسين جودة المنتج.

طلاء مضاد للانعكاس (AR)

يعكس الزجاج غير المعالج حوالي 8% من الضوء المرئي – 4% من كل واجهة من الهواء إلى الزجاج. بالنسبة لشاشات العرض، يؤدي هذا الانعكاس إلى إزالة التباين ويجبر المستخدمين على زيادة السطوع، مما يؤدي إلى استنزاف البطارية. يقلل طلاء AR من الانعكاس إلى أقل من 1% لكل سطح.

يستخدم طلاء AR تداخل الأغشية الرقيقة. يتم ترسيب طبقات من المواد ذات معاملات انكسار متناوبة - عادةً ثاني أكسيد السيليكون وخامس أكسيد النيوبيوم - على الزجاج. تبلغ سماكة كل طبقة بالضبط ربع الطول الموجي للضوء المرئي. يتداخل الضوء المنعكس من أعلى وأسفل كل طبقة بشكل مدمر، مما يؤدي إلى إلغاء الانعكاس.

طريقة الترسيب هي تبخر شعاع الإلكترون أو الاخرق داخل غرفة مفرغة. يتم تحميل الأغطية الزجاجية على القباب الدوارة أو التركيبات الكوكبية. ينتقل البخار في خطوط مستقيمة ويتكثف على الزجاج البارد.

تحتوي حزمة الواقع المعزز النموذجية على 4 إلى 7 طبقات. توفر المزيد من الطبقات عرض نطاق ترددي أوسع (يغطي الطيف المرئي بأكمله) ولكنها تزيد من التكلفة ووقت الدورة. يقيس فحص الجودة الانعكاس باستخدام مقياس الطيف الضوئي. تظهر طلاءات AR الجيدة أقل من 0.5% متوسط ​​انعكاس من 450 نانومتر إلى 650 نانومتر.

طلاء مضاد لبصمات الأصابع (AF)

بصمات الأصابع الزيتية هي عدو أي شاشة تعمل باللمس. طلاء AF يجعل الزجاج طاردًا للزيت وطاردًا للماء. تُمسح بصمات الأصابع بسهولة، وتكون اللطخات أقل وضوحًا.

الطلاء عبارة عن بوليمر فلوري - عادةً ما يكون مشتقًا من البيرفلورو بولي إيثر (PFPE). تختلف طرق التطبيق. يعد التبخر الفراغي أمرًا شائعًا في الإنتاج بكميات كبيرة. يتم تسخين بوتقة صغيرة تحتوي على PFPE الصلبة داخل حجرة مفرغة. تتبخر المادة وترتبط كيميائيًا بسطح الزجاج، لتشكل طبقة أحادية يبلغ سمكها حوالي 2 إلى 5 نانومتر. يعمل الرش الرطب والمعالجة الحرارية بكميات أقل. يتم رش محلول التركيز البؤري التلقائي السائل أو لفه على الزجاج، ثم خبزه عند درجة حرارة 120 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. والنتيجة متشابهة ولكنها أقل متانة قليلاً من التركيز البؤري التلقائي المودع بالفراغ.

يتم قياس المتانة عن طريق اختبار تآكل الصوف الفولاذي. يتم تدليك وزن 1 كجم مع وسادة من الصوف الفولاذي ذهابًا وإيابًا عبر السطح المطلي. تتحمل طبقات التركيز البؤري التلقائي الجيدة ما بين 3000 إلى 5000 دورة مع الحفاظ على زاوية تلامس الماء أعلى من 100 درجة. الزجاج غير المعالج لديه زاوية اتصال تبلغ حوالي 30 درجة - وينتشر الماء.

طلاء مضاد للوهج (AG)

يأتي الوهج من الانعكاس المرآوي، أي الأسطح الملساء التي تعكس الضوء مثل المرآة. يخلق طلاء AG نسيجًا مجهريًا ينشر الضوء المنعكس. والنتيجة هي لمسة نهائية غير لامعة تبقى قابلة للقراءة تحت ضوء الشمس الساطع أو الإضاءة العلوية.

توجد طريقتان. الأول هو النقش الكيميائي. يتم غمس الزجاج في حمام يحتوي على حمض الهيدروفلوريك أو ثنائي فلوريد الأمونيوم. يقوم الحمض بمهاجمة السطح الزجاجي بشكل انتقائي، مما يؤدي إلى ظهور قمم وأودية عشوائية. يتم التحكم في الخشونة عن طريق تركيز الحمض ودرجة الحرارة ووقت المكوث. بعد النقش، يكون للزجاج مظهر بلوري. الطريقة الثانية هي رش جزيئات السيليكا النانوية. يتم رش معلق من الجسيمات النانوية على الزجاج ويتم خبزه. تتجمع الجزيئات ذاتيًا في طبقة خشنة. توفر هذه الطريقة تجانسًا أفضل ولكنها مقاومة أقل للتآكل مقارنة بـ AG المحفور. يقلل AG من الوضوح قليلاً لأن الضوء ينتشر أثناء النقل وكذلك الانعكاس. بالنسبة لشاشات العرض عالية الدقة، يعد حل وسط AG ذو خشونة معتدلة (Ra 0.1 إلى 0.3 ميكرومتر) أمرًا شائعًا.

خاتمة

تشكل عملية الزجاج المصقول، وعملية الفائض والسحب، وعملية التقوية الكيميائية الركائز التقنية الأساسية الثلاثة لتصنيع ألواح الغطاء الزجاجي الحديثة. تلعب كل عملية دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في السلسلة الصناعية، حيث تغطي احتياجات الإنتاج كاملة النطاق بدءًا من الإنتاج الضخم منخفض التكلفة وحتى التخصيص الدقيق المتطور.

ومع الترقية المستمرة للإلكترونيات الاستهلاكية نحو شاشة خفيفة الوزن وقابلة للطي وعالية الوضوح، فإن العمليات الرئيسية الثلاث تتكرر باستمرار وتتحسن. تتطور عملية الفائض نحو سمك أرق واستواء أعلى، وتعمل عملية التعويم بشكل مستمر على تحسين دقة السطح لتضييق فجوة الأداء مع العمليات المتطورة، وتتطور عملية التقوية الكيميائية نحو طبقات ضغط أعمق ومقاومة أعلى للصدمات. بالنسبة لمصنعي الأجهزة الإلكترونية العالمية، يعد الفهم الواضح لخصائص العمليات الثلاث هو المفتاح لاختيار منتجات ألواح الغطاء الزجاجية عالية الأداء من حيث التكلفة وتحسين القدرة التنافسية الأساسية للمنتج.