曲面屏手机玻璃抛光机理及_工艺研究

真空吸附盘
二：国内外研究现状
目前手机曲面抛光存在的问题
手机曲面玻璃属于硬脆材料，并且厚度仅有0.4MM左右， 在抛光过程中易发生脆性破坏，而光学曲面玻璃镜头厚度比较 高，抛光过程中不易发生断裂，所以抛光过程中压力和转速的 控制非常关键。
三：研究内容
对玻璃力学性能进行分析
利用纳米压痕仪基于纳米压痕和划痕法研究玻璃力学性能与脆塑转变条 件，测量其硬度和弹性模量，确定临界载荷和临界划痕深度，并与经验公式计 算的临界深度进行对比分析。对脆塑转变机理的研究有助于选择材料的去除方 式，从而改善加工表面质量。
手机曲面玻璃抛光方法
手机曲面玻璃作为一种新型产品，抛 光垫目前采用的有两种类型，一种是平面 抛光垫，用柔性抛光材料制作，抛光过程 与平面抛光过程类似，在机台里加上由抛 光粉配比成的抛光液,在抛光垫的压力和弹 性伸缩的特性下,紧贴弧面玻璃形面和边缘， 在抛光液的作用下弧面玻璃表面和边缘被 抛光扫亮。
四：研究方法及技术路线
对玻璃力学 性能进行检
测分析
技术路线
根据对象的 选择确定研 究具体抛光 工艺方案
选择不同的抛 光压力、抛光 液浓度、转速 进行多组实验
根据实验结 果得出结论， 选择一组最 优的抛光工 艺方案
研究方法
纳米压痕法：其原理就是压入过程中连续测量刚度值得到每个压入位移点的硬 度和弹性模量等力学性能参数，实现硬度、弹性模量等力学参数随载荷或压入 深度变化的函数曲线。
白光干涉仪
五、创新点及难点
创新点：
目前大部分玻璃抛光研究是在平板玻璃上进行，而曲面玻璃抛光 的研究多是基于光学镜头和大型异形玻璃，基于手机曲面玻璃的研究 还很少，本文在针对于手机曲面玻璃抛光机理进行分析，并选择制定 可行的抛光工艺方案，进行多次抛光实验，并通过实验参数的优化保 证工件表面质量的同时提高材料的去除速率，对今后的手机曲面玻璃 的抛光工艺具有参考价值和意义。
纳米划痕仪
研究方法
抛光工艺实验在曲面玻璃抛光机通过改变压力转速等参数通过CMP抛光技术进行
分组实验。
研究方法
实验平台示意图
研究方法
表面检测设备在三维白 光干涉仪上进行，它是用于 3D形貌定量测试和精密机械 表面粗糙度检测的理想非接 触式检测工具，在高速扫描 状态下测量轮廓范围可以从 1nm 到 10mm抛光
化学机械抛光（CMP）区别于传 统的纯机械或纯化学的抛光方法， CMP 通过化学的和机械的综合运用， 从而避免了由单纯机械抛光造成的表 面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛 光速度慢、表面平整度和抛光一致性 差等缺点。
二：国内外研究现状
1.平面玻璃抛光方法
曲面屏手机玻璃抛光机理及 工艺研究
一：研究背景及研究意义
手机曲面玻璃概念
现阶段数码产品使用的玻璃盖
板分为：2D玻璃，2.5D玻璃，还
有3D曲面玻璃。
2D玻璃就是普通的纯平面玻
璃，所有的点都处在同一个平面上。 2.5D玻璃则为中间是平面的，但其
中一面边缘是弧形设计，相对于
2D玻璃，也就是在平面玻璃的基
磁流变抛光
磁流变抛光是利用磁流变抛光液在 磁场中发生流变效应的原理，使液体迅 速变硬，进而形成Bingham流体，由其 中的抛光磨粒通过机械的方式去除工件 的表面材料。
二：国内外研究现状
2.曲面玻璃抛光方法现状
光学曲面玻璃抛光方法
目前光学曲面玻璃的抛光方式目多 采用全口径抛光采用比元件大 15%比例 的曲面抛光盘， 再粘附上海绵和聚氨酯 抛光模， 同时使用氧化铈作为抛光液， 形成弹性抛光， 再通过调节抛光盘和零 件间的相对压力摆角， 得到高精度的表 面光学质量。
CMP化学抛光法：将旋转的被抛光玻璃压在与其同方向旋转的柔性抛光垫上，而 抛光浆料在玻璃与底板之间连续流动。上下盘高速反向运转，被抛光玻璃表面的 反应产物被不断地剥离，新抛光浆料补充进来，反应产物随抛光浆料带走。新裸 露的玻璃平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复。
研究方法
力学性能检测使用纳米划痕仪对手机玻璃进行玻璃力学性能与脆塑转变条件 研究。
考虑到其严谨性，故采用曲面玻璃
概念。
一：研究背景及研究意义
三星GALAXY S7 Edge
小米 note系列
一：研究背景及研究意义
手机等数码产品蓬勃发展，手机后盖材质已由最开始的 塑料到铝合金再到如今的硅酸盐玻璃，玻璃材质已经是众手 机行业的发展趋势，其中曲面玻璃更是有着它独有的优点， 手感更好，外观更美观。 4G，5G，无线充电等新通讯技术 的发明也促进了曲面玻璃在手机上的应用， 金属外壳有电磁 屏蔽，从而影响4G手机的通信信号，因此需要将金属外壳隔 离多段，才能保证通信质量，曲面玻璃是具有轻薄、洁净、 防眩光、耐候性佳等优异特质的硬物质, 非金属材质迎来重 大机遇，玻璃材质物美价廉、手感舒适，是绝佳的替代材料。
是难点之处。
五、创新点及难点
难点：
柔性抛光垫形状是一块圆形平面抛光垫，而在抛光过程中需
要贴合整块手机曲面玻璃，而手机曲面玻璃的形状必然造成了中
间平面部分表面压力要大于两侧的曲面压力，这就要求压力既不
能过大影响平面部分，也不能因为压力不足而导致曲面部分无法
充分抛光而无法达到理想粗糙度，所以对抛光压力和转速的控制
三：研究内容
分析论证抛光工艺
通过对柔性抛光材质的特点分析，选择一款热弯成型但未抛光的 曲面玻璃作为研究对象，根据工件形状尺寸选择工件夹装方式，在基于 曲面玻璃抛光垫的研究的基础上，设计多组不同压力、转速、抛光液浓 度、抛光时间作为参数，为下一步抛光实验做理论准备。
三：研究内容
根据研究学者之前对平面玻璃抛光得出的结论可知：
二：国内外研究现状
2.曲面玻璃抛光方法现状
手机曲面玻璃抛光方法
而另一种方法另一种方法是根据 工件形状尺寸定制可以和外形贴合的 异形抛光垫，通过抛光垫的旋转和工 件特定走位完成平面部分和曲面部分 的抛光。
二：国内外研究现状
2.曲面玻璃抛光方法现状
手机曲面玻璃抛光装夹装置
需要特质柔性抛光垫并根据 工件尺寸参数定制工件安装夹具， 工件抛光方式多采用托盘或真空 吸附。
一：研究背景及研究意义
显示面积增加
强烈的立体感
避免金属机身对于NFC，WIFI等 无线通讯技术的屏蔽干扰
防眩光
更具美感和更 好的把握度
一：研究背景及研究意义
手机曲面玻
璃生产流程如右 图所示，平面玻 璃的加工流程与 曲面玻璃流程相 比，中间少了热 弯，抛光方式不 同以外，其他工 序相类似。
曲面玻璃生产流程
二：国内外研究现状
2.曲面玻璃抛光方法现状
大型曲面玻璃抛光方法
采用喷砂的方式，以压缩空气为动 力，用高动能的磨料流冲击带处理表面。 表面受到以高速冲击的磨料粒子的摩擦 作用，获得合适的粗糙度。由于抛光粒 具有弹性，使得其可以在表面滑动，进 行常规喷砂如金刚砂不能进行的加工。
二：国内外研究现状
2.曲面玻璃抛光方法现状
一：研究背景及研究意义
曲面玻璃加工工艺难点
一：研究背景及研究意义
课题研究意义
本课题通过对手机曲 面玻璃抛光机理和抛光工 艺的研究，同时通过合理 设计方案、优化相关条件， 最终达到Ra0.02μm到 Ra0.04μm镜面级表面粗糙 度，为曲面玻璃抛光工业 提供一定的参考。
二：国内外研究现状
三：研究内容
曲面玻璃抛光实验
确定抛光方法后根据制定的抛 光参数和方案选用高铝硅手机曲面 玻璃作为对象进行多组实验抛光， 抛光结束后进行超声波清洗 以保证 数据准确性。
三：研究内容
机理分析
对抛光前后的粗糙度和三维 形貌进行观察和分析，将检测数 据统计成表，利用正交实验方法 研究并分析各加工参数对手机玻 璃抛光的材料去除率和表面粗糙 度影响，并对其进行机理分析和 工艺优化，并对两个指标进行分 析，找出最优加工工艺。
国内外抛光发展进程
国内大多数企业仍然采用传统的 磨轮磨具机械抛光加工工艺，经这种 工艺加工过的零件，外观光亮但没有 明显镜面效果，表面粗糙度只能达到 Ra 0.1μm 左右，直到20世纪 80 年代 初，脉冲电化学抛光和化学机械抛光 加工技术在我国才得到较为迅速的发 展。
在国际上，超精密加工技术处 于领先地位的国家主要是美国、 德国、英国和日本。英国的 Cranfeild 大学的精密工程研究所 最新研制的 Nanocentre可进行超 精密车削、 磨削和抛光， 可达表 面粗糙度 Ｒa＜ 10 nm，代表世界领先水平。
固结磨料抛光手机面板玻璃的表面粗糙度具在某一临界值之前，随着压力、 时间和工作 台转速的增大而增大，超过此临界值后随着压力、 时间和工作台转速的增大而减小。 抛 光液浓度对改善工件的表面粗糙度影响不大。各因素对表面粗糙度影响因素的大小依次 为工作台转速、 时间、 压力和抛光液浓度。 曲面手机玻璃参数 结论应与平面玻璃相类似，但需进一步进行研究。
础上对边缘进行了弧度处理。而目
前我们所说的3D曲面玻璃，是中
间是平面，边缘两面都采用弧面设 计。
一：研究背景及研究意义
手机曲面玻璃概念
而真正意义上的3D手机屏幕
应该全屏幕具有弧弯，如右图所示，
但右图仅仅是概念手机，目前市面
是上没有这类手机发布，原因不仅
仅是工艺难度问题，手机内部如何
配合屏幕做成曲面也是重要原因。