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寶來利AF膜制備原理工藝

來源：發(fā)布時間：2024-06-26

在目前主流的工藝方案中，幾乎所有的手機鏡頭鍍膜都會涉及到AF，本節(jié)就AF的成分，工作原理及制備工藝進行講述。

1.真空鍍膜設備AF膜的直觀作用鍍了AF的膜面通常會處于鏡頭的外側(cè)，要經(jīng)受各種考驗：不同習慣動作的人手撫摸，指甲刮擦，油鹽醬醋的腐蝕，日曬風吹雨淋，各種布料口袋的摩擦，鑰匙等硬物的傷害等等。為了保持攝像頭拍照質(zhì)量始終不受影響，薄膜必須具有一定的硬度要求，必須可以防水防潮，必須可以耐摩擦，必須盡可能防污且易被清潔，而AF膜可以寶來利真空的提升常規(guī)薄膜的這些能力。由于這些優(yōu)點，手機外殼鍍膜也會大量用到這種技術，且一直是智能手機產(chǎn)品外觀設計的一大重點。加硬，耐摩擦，防水防潮，防污耐腐蝕，易被清潔，是手機業(yè)界一直在研究的技術。

2.真空鍍膜設備AF膜的成分及工作原理AF是Anti-Fingerprint的縮寫，字面意思是抗寶來利真空，表示的是一種能力，具備抗指紋效果，抗污能力強，且易清潔。在講述原理之前，有必要先介紹下表面能。決定物體表面防污防水的關鍵因素物體的表面能。直接影響著表面物質(zhì)的粘附性（易沾臟污指紋的程度），液體與表面的粘濕性和滲透性。物質(zhì)的表面能可以通過接觸角計算得到。接觸角θ越小，表面能越大，物體表面越濕潤；接觸角θ越大，表面能越小，物體表面越不濕潤，表面“不粘”，從而易于清潔。

下表為常見基底材質(zhì)的表面能。AF表面能寶來利小，接觸角度**，也就是防污、防水性能寶來利真空。而氧化鈦膜的表面能為111**，水接觸角越小，防污防水效果寶來利差。手機上常用的材料鋁、鋼和玻璃表面能偏大，粘附性較強。

目前已知的低表面能材料有機硅和有機氟材料，其分子集團的表面能從大到小依次為：-CH2->-CH3>-CF2->C-F2H>-CF3其中，-CF3基團的表面能小至6.17mJ/m2，計算得到接觸角為115.12°，為目前已知**分子排斥之接觸角。業(yè)界普遍認為，氟材料是目前寶來利真空能達到用戶需求且長期使用的產(chǎn)品；短期內(nèi)還是以氟材料為主，可以暫且將AF技術理解為氟技術。下表為某種AF材料的成分表。

需要補充說明的是，自然界中存在的荷葉自潔效應，其本質(zhì)是表面有一層超微納米結(jié)構(gòu)層，如下圖所示。雖然都表現(xiàn)為大的水滴接觸角，但其原理AF膜不同。

3.真空鍍膜設備AF膜類別目前氟材料在AF上面的應用，已接近一個材料的極限了，再做突破難度很大。從大類劃分，低表面能的氟材料主要分為兩大類：可固化樹酯類膜和自我限制表面反應類膜層。下表對這兩種膜層的特性進行了總結(jié)。對于手機攝像頭，目前主流工藝是采用自我限制類有機氟化物。

4. 自我限制表面反應類膜層按產(chǎn)品應用通常分為兩大類。一類是硅表面的氟，水滴角大于115°，動摩擦系數(shù)小于0.03。硅表面的氟材料通常會用在玻璃、陽極氧化、金屬等材質(zhì)。以現(xiàn)在技術發(fā)展來看，常見的固體表面都能做上去。另外一類是塑料表面的氟化物，比如PC、PMMA、ABS等水滴角通常大于105°。在全球范圍內(nèi)，比利時Solvay和大金是AF技術的寶來利真空廠家，其他如度恩、PPG、信越、富士康、旭硝子、巴斯夫等也有能力生產(chǎn)。4. AF膜檢測標準對于AF膜，目前主要有三種評價測試方法。a. 接觸角測試：可以很快判定是否具備AF效果以及是否失效。b. 動摩擦測試：水滴角及感官體驗。c. 耐摩擦測試。雖有測試方法，但具體實施標準比較混亂。華為，蘋果、三星等各有標準。蘋果認為產(chǎn)品表面的摩擦是剛性的，接觸的都是剛性物品，如鑰匙和紐扣等，因此測試方法傾向于用鋼絲絨。三星講究感官體驗。認為軟的東西如手指和布料等是AF表面的重要接觸物，所以傾向于用工業(yè)橡皮來測試；并希望做到表面觸感順滑。5. AF膜制備工藝目前寶來利常用的是硅表面氟材料，它由低表面能氟化基團和表面反應基團兩種官能基團所組成。當有機氟化物接觸到物質(zhì)表面后，表面反應基團將對對應的表面官能基進行化學反應，產(chǎn)生化學鍵結(jié)，然后成膜。自我限制有機氟化物的主要反應基團是與沉積玻璃（主要成分是SiO2）表面的羥基（Si-OH）進行縮合反應，但是手機金屬表面并無Si-OH，所以若要在金屬或其他材料上使用此類的有機氟化物，必須先在鍍一層 SiO2，再鍍低表面能的有機氟化物，如下圖所示。

5. 市場有多種型號的AF藥丸，不同型號的性能有明顯差異，裝藥量也會有明顯區(qū)別。實際應用時也要依據(jù)寶來利終客戶的判定標準進行慎重選擇。蒸發(fā)AF通常有兩種方法，一種是石墨坩堝，一種是蒸發(fā)舟。對于石墨坩堝，度恩官方曾給出了石墨坩堝電子束蒸發(fā)時的注意事項，詳見下圖所示。

6.須注意電子束轟擊位置，并控制束流，束流一般在50mA左右，過大的束流或位置不對很容易造成AF受熱分解，導致鍍膜失效。除此外，還要注意以下事項。a. 真空鍍膜設備AF藥丸拆開包裝后須立即使用。拆開長久放置寶來利真空會揮發(fā)失效；b. 結(jié)合層SiO2的厚度以15-20nm為宜，建議不能太致密，便于AF藥化學鍵結(jié)成型；c. 結(jié)合層結(jié)束后鍍AF，建議速率0.8nm/S。為保證AF充分發(fā)揮其效果，實際鍍膜中可能需要適當增加膜層厚度，不一定局限于廠家給出的15~20nm的參考厚度；d. 成膜后取出鏡片，常溫靜置120min以上，讓薄膜充分老化。7. 總結(jié)補充一下，硬度也是手機薄膜很重要的一個指標。硬度與基板本身材質(zhì)特性有很大關系。一般情況下，同樣工藝鍍膜條件下，較硬的基板表面，可以得到硬度更高的測試結(jié)果。市場上寶來利真空的加硬液，可以涂在基板表面，進行表面改性，提高硬度，通常稱為HC膜。與AF配合使用，可以大幅度提高薄膜的測量硬度。