CN109399957A - 一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺，其工艺流程包括：1)进料检验、开料、掰片插架；2)CNC外形加工；3)浸泡、喷淋清洗、检验；4)2.5D抛光、插架；5)超声波清洗、检验、插架；6)强化、浸泡、插架；7)超声波清洗、检验；8)丝印、烘烤、插架；9)超声波清洗、检验；10)镀TiO2膜、覆膜、镀AF膜、终验；11)包装和出货包装。该工艺不仅解决了生产手机玻璃盖板现有技术存在的2.5D玻璃易破裂、易碎、寿命低以及工艺复杂等问题，且所得产品性能更为优异、产能以及良品率更高且物料更为环保。

Description

一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺
技术领域
本发明涉及玻璃盖板加工技术领域，具体涉及一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺。
背景技术
手机屏幕是手机的重要组成部分，早期，2D玻璃在电子设备屏幕上得到了大量的应用，为了提升屏幕和机身整体的视觉体验、手感同时满足日益变化的需求，2.5D的弧面玻璃逐渐被生产以取代2D玻璃。2.5D玻璃在2D玻璃的基础上，对玻璃边缘进行了弧度处理，相比于2D玻璃，2.5D玻璃更符合人体工程学原理，能够给用户带来更好的视觉体验，同时在使用时手感方面也得到了相应提升。但在现有技术中，2.5D手机玻璃往往存在以下问题：(1)玻璃边缘较薄，易产生裂纹、崩点或崩边，手机掉落时极易破碎，致使手机使用寿命降低；(2)工艺复杂，不利于实际大量生产。以上问题均限制了2.5D玻璃的生产与发展。
申请号为201510651305.3的专利公开了一种2.5D玻璃处理工艺、手机玻璃屏结构及手机，该发明提供的2.5D玻璃处理工艺包括在待处理的2.5D玻璃边缘注塑塑胶框的步骤，能够解决现有技术中使用2.5D玻璃容易破裂、可靠性低等问题，且工艺简单、操作更方便、可靠性更强。申请号为201710906741.X的专利公开了一种2.5D手机玻璃的处理工艺，该发明对2.5D玻璃的边缘进行了强化处理，能够消除边缘产生的微裂纹、缝隙和崩边，提高2.5D玻璃的整体强度的同时延长其使用寿命。此外，该工艺处理步骤简单、易于操作，能够满足连续批量化的生产需求。
上述两项专利都通过对玻璃边缘进行强化处理或注塑塑胶框解决了现有技术中存在的如2.5D玻璃易破裂、易碎、寿命低以及工艺复杂等问题，但2.5D玻璃的整体性能如高清视觉效果、耐划伤、耐压、耐摔、抗冲击性等其他性能并未通过上述方法得以提升。同时，在2.5D玻璃加工过程中，玻璃的打磨工艺往往会有过度不顺的情况出现，所以在良品率上会有一定的损失，而为了保证良品率，实际操作通常以牺牲产能为代价，这无形中又限制了2.5D玻璃的产业化发展。
为了提高手机的高清视觉效果、耐划伤、耐压、耐摔、抗冲击性等效果，通常会采用镀膜、覆膜以及涂层等方式。申请号为201620866063.X的专利公开了一种2.5D手机触摸屏，包括盖板、触摸传感器以及触摸传感器粘接的粘胶层，盖板的正面周边设置有2.5D弧面，该弧面从上至下依次叠置有防指纹层以及增透层，该增透层为SiO2涂层，该设计使光的透过率得以提升，同时设有防指纹层，能够有效提升防指纹效果，且盖板正面周缘设有2.5D弧面，大大提高手感。但涂层通常厚于镀层以及覆膜层，膜厚度较高势必会更容易开裂且会在一定程度上影响其透光性，此外，SiO2膜水热稳定性较差，长时间使用受损时不易更换，进而影响手机的使用体验。
因此，寻找一种手机屏幕保护用玻璃的加工工艺，在解决2.5D玻璃易破裂、易碎、寿命低以及工艺复杂等问题的同时，能够提升2.5D玻璃的整体性能、产能以及良品率十分必要。
发明内容
本发明提供了一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺，该工艺不仅解决了生产手机屏幕玻璃盖板现有技术存在的2.5D玻璃易破裂、易碎、寿命低以及工艺复杂等问题，且所得产品耐划伤、耐压及耐摔等性能更为优异，产能以及良品率更高且制造过程中所用物料更为环保。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺，其工艺流程包括：
1)进料检验、开料、掰片插架；
2)CNC外形加工；
3)浸泡、喷淋清洗、检验；
4)2.5D抛光、插架；
5)超声波清洗、检验、插架；
6)强化、浸泡、插架；
7)超声波清洗、检验；
8)丝印、烘烤、插架；
9)超声波清洗、检验；
10)镀TiO2膜、覆膜、镀AF膜、终验；
11)包装和出货包装。
步骤1)中所述的进料检验与所述的开料指对原料进行检验后将整块玻璃切割成所需要的尺寸与规格。其中，玻璃来源于美国康宁公司的2320型号超薄玻璃或日本旭硝子公司的DT-HW型号超薄玻璃，厚度在0.55-1.33mm范围内。
进一步地，步骤2)中所述的CNC外形加工，使用了双轴CNC自动化加工中心，其拥有自动对刀工艺以及组合刀具，可同时实现打孔、切割以及打磨，整体让CNC外形加工的产能提升13-15％，品质提升5-8％。所述的双轴CNC自动化加工中心使用整块花岗岩切割成型，使其在运行过程中更加稳定，采用英国Renishaw的QC20-W球杆仪和激光干涉仪对设备进行轴系精度检测，确保设备的精度和保持性得到保障。
进一步地，步骤3)中所述的浸泡指将玻璃放入装有浸泡液的浸泡槽中，以均匀蚀去CNC切割所产生的表面微裂纹和边缘锯齿状微裂纹，其中，所述的浸泡液包含5-10％的HF，5-8％的HNO3以及去离子水。
进一步地，步骤3)中所述的喷淋清洗指将玻璃置入清洗机中用水喷淋清洗，传送速率为4m/min。
进一步地，步骤4)中所述的2.5D抛光使用了新型抛光粉。所述的新型抛光粉包括稀土氧化物与非稀土催化剂，所述的稀土氧化物为镧或铈的氧化物，所述的非稀土催化剂包括银、铁、铜、锰、锡、铅、汞、铊或钨中的一种或几种。抛光粉与水混合形成抛光液，抛光粉与水的重量比为1:5-20；优选地，抛光粉与水的重量比为1:10。该抛光液具有以下优点：1.磨削力较之普通抛光粉制得的抛光液要大；2.使用时间减半，该工序产能可提升50-80％；3.品质与普通抛光粉工艺品质相当；4.物料环保；5.产品易清洗。所述的抛光液，抛光粉与水的重量比进行提高后，具有以下优点：1.增大了磨削力缩短了加工时间，工序产能可提升15％；2.粉水更换周期延长。使用的抛光皮为开槽格子皮，相比于一般的抛光皮，具有以下优点：1.使用周期比普通的抛光皮长；2.粘贴在抛光机上盘较之普通的抛光皮划伤率降低6-8％；3.提高磨削力缩短加工时间，提升该工序产能20-50％。此外，所述的2.5D抛光过程使用了2.5D高速抛光机，高速联动运转使产品加工效率高、品质优、成本低。
进一步地，步骤3)、5)、7)及9)中所述的检验过程，均在经由超声波清洗后，在特定的环境下检验玻璃是否存在缺陷。
进一步地，步骤6)中所述的强化指对玻璃的边缘进行强化处理，这一过程中，自动化强化炉连续加工，能耗低、效率高。所述的强化具体为将玻璃浸入到质量比为1:1的KNO3与NaNO3混合盐的300℃-600℃熔融盐中，浸泡1-10h。
进一步地，步骤6)所述的浸泡，其浸泡液为pH＝4的柠檬酸，可去除强化后残存在玻璃表面的KNO3与NaNO3，保持玻璃清洁。
进一步地，步骤8)中所述的丝印通过丝网印刷的方式，对产品进行印刷上色，达到各种颜色和结构效果，该过程采用自动化连续印刷机，可提高3倍效率且自动化大大减少对人的依赖性，降低人力成本。
进一步地，步骤8)中所述的烘烤指将丝印后得到的半成品手机玻璃放入烘烤炉中进行烘烤，烘干丝印过程玻璃上的油墨，烘烤时间为3-5min，烘烤温度为150-300℃。
进一步地，步骤4)、5)和8)所述的插架指借助承载设备用以稳定、固定玻璃，待玻璃晾干后进行下一道工序。
进一步地，步骤5)、7)和9)所述的超声波清洗通过超声波清洗设备，清洗温度为35-55℃，清洗时间为30-60s，清洗频率为40KHz，配合碱性药水对玻璃进行清洗。优选地，所述的碱性药水为体积浓度为4％-5％的NaOH水溶液。该过程具有效率高、操作方便、劳动强度小、自动化程度高、维修保养方便、外形美观、清洗成本低等优点。
进一步地，步骤10)中所述的覆膜，为覆SiO2膜，SiO2膜致密性好，透光度高，硬度高，真空度为5*10-3Pa，加热温度为160℃，膜厚度为5μm；所述的镀膜指通过蒸镀的方式使药水附着在玻璃表面，起到防指纹、防油污的作用，其中，TiO2膜致密性好、稳定性高、透光性好、耐磨性高，自洁净能力强，膜厚度为20nm；高透防指纹AF膜，防指纹、具有超强的耐磨性、高清高透，膜厚度为10nm，二者皆采用双门联动真空溅射镀膜机，双门联动真空溅射技术能耗低、效率高。覆膜、镀膜后，三种膜的覆盖，提高了手机玻璃的强度，同时降低了光的反射率，进而提高了光的透过率，三种膜之间结合紧密，牢固度较强，气泡产生率低，增加了产品的抗老化以及耐摩擦能力。
进一步地，步骤10)中所述的终验为在特定的环境下对产品进行最终的检验，包括目检玻璃表面是否无刮伤、毛边、裂纹、污染以及其他异常状况。
进一步地，所述的包装及出货包装指产品制作完成后进行包装，随同出货报告一起发往客户端。
所述的工艺可用于制备手机屏幕保护用玻璃盖板，该玻璃盖板为2.5D玻璃盖板。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果：
(1)采用新型抛光粉以及开槽格子皮，使得手机玻璃的整体性能，如光洁度等得以提升，同时缩短了时间、降低了成本，在相同良品率的条件下，分别能够提升50-80％以及20-50％的工序产能，同时所使用的物料更为环保。
(2)镀TiO2、覆SiO2膜同时镀AF膜增加了玻璃盖板的透光性，且覆膜、镀膜后，玻璃盖板的强度增高，三种膜之间结合紧密，气泡产生率低，同时增加了产品的抗老化以及耐摩擦能力。
(3)本发明的工艺简单、耗时短、成本低、良品率高，所制备出的手机玻璃具有高光洁度、高硬度、高强度等特点，并具有高清视觉效果、耐划伤、耐压、耐摔、抗冲击强等高性能。
具体实施例
一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺，其工艺流程包括：
1)进料检验、开料、掰片插架；
2)CNC外形加工；
3)浸泡、喷淋清洗、检验；
4)2.5D抛光、插架；
5)超声波清洗、检验、插架；
6)强化、浸泡、插架；
7)超声波清洗、检验；
8)丝印、烘烤、插架；
9)超声波清洗、检验；
10)镀TiO2膜、覆膜、镀AF膜、终验；
11)包装和出货包装。
步骤1)中所述的进料检验与所述的开料指对原料进行检验后将整块玻璃切割成所需要的尺寸与规格，其中，玻璃来源于美国康宁公司2320型号超薄玻璃，厚度在0.55-1.33mm范围内。
步骤2)中所述的CNC外形加工，使用了双轴CNC自动化加工中心，其拥有自动对刀工艺以及组合刀具，可同时实现打孔、切割以及打磨，整体让CNC外形加工的产能提升15％，品质提升8％。所述的双轴CNC自动化加工中心使用整块花岗岩切割成型，使其在运行过程中更加稳定，采用英国Renishaw的QC20-W球杆仪和激光干涉仪对设备进行轴系精度检测，确保设备的精度和保持性得到保障。
步骤3)中所述的浸泡指将玻璃放入装有浸泡液的浸泡槽中，以均匀蚀去CNC切割所产生的表面微裂纹和边缘锯齿状微裂纹，其中，所述的浸泡液包含5％的HF，5％的HNO3以及去离子水。
步骤3)中所述的喷淋清洗指将玻璃置入清洗机中用水喷淋清洗，传送速率为4m/min。
步骤4)中所述的2.5D抛光使用了新型抛光粉。所述的新型抛光粉包括氧化铈与铁，抛光粉与水混合形成抛光液，其中，抛光粉与水的重量比为1:10，该工序可提升产能75％，在其他工艺条件相同情况下，重量比(抛光粉：抛光液)对工序产能影响如表1所示。使用的抛光皮为开槽格子皮，使该工序提升产能30％。此外，所述的2.5D抛光过程使用了2.5D高速抛光机。
表1重量比(抛光粉：水)对工序产能影响
步骤3)、5)、7)及9)中所述的检验过程，均在经由超声波清洗后，在特定的环境下检验玻璃是否存在缺陷。
步骤6)中所述的强化指对玻璃的边缘进行强化处理，这一过程中，自动化强化炉连续加工，能耗低、效率高。所述的强化具体为将玻璃浸入到质量比为1:1的KNO3与NaNO3混合盐的600℃熔融盐中，浸泡10h。
步骤6)所述的浸泡，其浸泡液为pH＝4的柠檬酸，可去除强化后残存在玻璃表面的KNO3与NaNO3，保持玻璃清洁。
步骤8)中所述的丝印通过丝网印刷的方式，对产品进行印刷上色，达到各种颜色和结构效果，该过程采用自动化连续印刷机。
步骤8)中所述的烘烤指将丝印后得到的半成品手机玻璃放入烘烤炉中进行烘烤，烘干丝印过程玻璃上的油墨，烘烤时间为3min，烘烤温度为300℃。
步骤5)、7)和9)所述的超声波清洗通过超声波清洗设备，清洗温度为35℃，清洗时间为30s，清洗频率为40KHz，配合5％的NaOH水溶液对玻璃进行清洗。
步骤10)中所述的终验为在特定的环境下对产品进行最终的检验，包括目检玻璃表面是否无刮伤、毛边、裂纹、污染以及其他异常状况。
进一步地，步骤10)中所述的覆膜，为覆SiO2膜，SiO2膜致密性好，透光度高，硬度高，真空度为5*10-3Pa，加热温度为160℃，膜厚度为5μm；所述的镀膜指通过蒸镀的方式使药水附着在玻璃表面，起到防指纹、防油污的作用，其中，TiO2膜致密性好、稳定性高、透光性好、耐磨性高，自洁净能力强，膜厚度为20nm；高透防指纹AF膜，防指纹、具有超强的耐磨性、高清高透，膜厚度为10nm，二者皆采用双门联动真空溅射镀膜机，双门联动真空溅射技术能耗低、效率高。覆膜、镀膜后，膜与玻璃表面的贴合紧密，气泡产生率低，且增透性好、强度高。对玻璃产品进行落球测试，所得玻璃均可承受60-130g钢球从65cm处掉落的冲击。在其他工艺条件相同情况下，本发明手机玻璃盖板的气泡产生率与可见光透过率与采用其他膜材料的手机玻璃盖板相比，如表2所示。
表2膜类型对手机玻璃盖板透光率及气泡产生率影响
所述的包装及出货包装指产品制作完成后进行包装，随同出货报告一起发往客户端。
通过以上工艺最终制备出了一种手机屏幕保护用玻璃盖板，该玻璃盖板为2.5D玻璃。
对上述工艺制备出的手机屏幕保护用玻璃盖板成品进行随机抽样检测，所得成品没有或较少有裂纹及气泡出现，良品率在90％以上。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种手机屏幕保护用玻璃盖板的加工工艺，其工艺流程包括：
1)进料检验、开料、掰片插架；
2)CNC外形加工；
3)浸泡、喷淋清洗、检验；
4)2.5D抛光、插架；
5)超声波清洗、检验、插架；
6)强化、浸泡、插架；
7)超声波清洗、检验；
8)丝印、烘烤、插架；
9)超声波清洗、检验；
10)镀TiO2膜、覆膜、镀AF膜、终验；
11)包装和出货包装。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤2)中所述的CNC外形加工使用的设备为双轴CNC自动化加工中心。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于：所述的双轴CNC自动化加工中心使用的刀具为组合刀具。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤4)中所述的2.5D抛光使用的抛光皮为开槽格子皮。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤4)中所述的2.5D抛光使用的抛光粉为新型抛光粉。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：所述的新型抛光粉包括稀土氧化物和非稀土催化剂。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于：所述的稀土氧化物为镧或铈的氧化物，所述的非稀土催化剂包括银、铁、铜、锰、锡、铅、汞、铊或钨中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤6)中所述的强化，强化液为KNO3与NaNO3混合盐的熔融盐。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤10)中所述的覆膜，为覆SiO2膜。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的工艺制备出的手机屏幕保护用玻璃盖板，所述的玻璃盖板为2.5D玻璃盖板。
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