3D曲面贴合技术一直是手机3D玻璃加工中的难点,据了解,市场上做装饰膜贴合的良率并不高,仅在60%左右。今天,我们主要来了解一下曲面3D玻璃贴膜的制程及一种可以实现量产及提高贴合良率的技术。
图 3D玻璃贴纹理膜
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一、3D玻璃贴合的技术来源及概念
1. 3D玻璃贴合技术来源
3D玻璃贴合技术来源于OMD(Out-side Mold Decoration),即膜外装饰。是一种直接将图文印刷在透明薄膜后,采用压力、温度及时间使图纹贴膜或转印于3D曲面玻璃外壳的工艺。当然,也可以转印在碳玻纤、塑胶、金属等材料上。
OMD的技术精髓是可以从垂直延伸到倒包。
图:垂直→倒包
2. 曲面3D玻璃贴膜概念
曲面3D玻璃贴膜技术是将纹理印刷处理于透明薄膜后,采用加热与真空将DECO图纹薄膜 贴覆于曲面玻璃(全封闭式玻璃/双桥)。
图 曲面3D玻璃贴膜后产品
二、曲面3D玻璃贴膜制程
曲面3D玻璃贴膜制程主要有两个过程,一个是薄膜的加工制程,另外一个是将加工好的薄膜贴在3D玻璃上的过程。
1. 薄膜加工制程
如下图,假设加工ASF防爆膜,首先将纹理或图案通过UV转印到ASF膜上,再进行电镀(NCVM),最后再上油墨(INK)。
需要注意的是,其中的3D玻璃转印技术是将纹理处理于透明薄膜后,采用加热与真空将图纹转印于双曲面3D玻璃(全封闭式玻璃/双桥)。目前是工艺难点之一。
图 薄膜处理示意图
图 3D玻璃UV转印具体工艺过程
2. 3D玻璃贴合制程
如下图,薄膜完成了以后会借由OMD3D贴合的的制成工艺,将薄膜放在资料板上(如3D玻璃);再将薄膜进行真空贴合,在贴合的时候会依据薄膜的特性来判别要不要给温度;在进行合模真空成型贴合以后会进行展延,不会有气泡;完成后就是开模。
下图为3D玻璃贴膜后膜层结构的示意图:
3D玻璃贴膜后会变得光鲜亮丽,瞬间高大上起来,下面双曲面3D玻璃贴膜后的案例:
图 双曲面3D玻璃CD纹理膜贴覆后产品
图 双曲面3D玻璃贴膜后产品
下图是上市好几年的产品,陆续汽车内饰件也都有应用这个制程。
图 已上市贴膜产品
三、一种提高贴合良率和实现量产的方式:FCL
曲面贴合技术的主要核心OMD技术其实已经发展了6、7年,只是近3年来,才有人将此应用在了3D玻璃的贴合。这几年市场上出现两种贴合技术,一种是1:1去做贴合,另外一种FCL,也就是放大贴合。
1. 什么是FCL贴膜技术
为了提高曲面贴合的良率与实现量产,经过长时间的摸索后,发现FCL技术更符合要求。FCL贴膜技术即是放大去贴合,就是薄膜大于玻璃贴合(Forming),然后再使用切割机(Cutting)和激光(Laser)来切除薄膜余料的方法。
由此衍生出取代激光机进行薄膜边缘余料的切割设备(切割机),由于激光机的单价普遍偏高,于是就会有人将玻璃的边缘用切割机的方式去切割,在摄像头和听孔的等切割机切不到的位置用激光。
所谓的cutting,有单刀和双刀的区分,双刀则效率会更高一些,不论是2.5D还是3D都能进行切割边缘余料。
在摄像头和听孔的位置,可以使用UV镭射的切割方式。为什么会提到激光的制程呢?因为在下摄像头的时候,切割机有达不到的规格。
图 UV镭射
图 使用FCL技术,UV镭射后的产品图
2. FCL与1:1贴膜的比较
表格:FCL与1:1贴合制程比较
- |
FCL |
1:1 |
最大加工尺寸 |
7英寸、模具热盘尺 260mm*170mm |
3-7英寸或max6.5英寸 (172*93mm) |
加工方式 |
片式或卷式皆可 |
片式 |
3. 为什么要采用FCL贴膜技术
为什么很多人想要贴膜贴得超出玻璃的边缘呢?这与每个月的营收有很大的关系。
举例来说,假设一个月要量产150万片的玻璃,需要准备23台贴合机(假设用四站式全自动贴合设备每片加工30秒,CCD准确定位),如下图。
图 四站式全自动贴合设备
一天79,200秒(22小時)除以每片加工30秒
等於79,200除以30秒=2,560 PCS/D
图 如何计算150万片需要23台设备
假设一台设备为23万美金,23台时需要529万美金,单月产出6万6千片,日产出约2560片-3000片。单片设备摊提约为0.05美元。
假设只用镭射设备进行切割,需备9-10台镭射机,费用为110万左右。
总的设备费用为:529+110=639万美元。
目前,采用FCL技术的良率为95%,而1:1的良率为60%-70%。
FCL与1:1方式具体费用比较如下图:(点击图片可放大查看)
由上图的计算可知,综合下来用FCL的方式一个月的营收(营业额减去成本)就有2800万,而如果采用1:1去贴合的话,营业额只有1700-2100万,营业额就差了近1000万美金,一年就是一个多亿美金。大家纷纷投向FCL贴合方式的原因就显而易见了,1:1贴合良率是硬伤。当然1:1的方式也有其优势所在,即是在前盖的OLED贴合时多采用1:1方式贴合。
素材来源于爱元福,艾邦智造编辑
据悉目前爱元福机械厂已经实现了3D曲面玻璃贴合的量产,并且对于1:1贴合和FCL贴合均可以做。用于余料切割的双刀切割技术也已很成熟。
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