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AG玻璃是什么,为啥大部分旗舰手机后盖都采用AG玻璃?
日期:2023/3/2 9:19:52 作者:网络

纵观整个手机历史,手机后盖材质用得最多的主要有以下几大类:

1、塑料,手感与外观较差,但成本低,加工效率高,易形成较大产能;常应用于中低端机型。

2、金属,强度高,手感好,耐刮耐摔,但易屏蔽高频信号,也会阻挡无线充电传输;5G应用受限制。

3、陶瓷,手感和外观较好,但机身沉重,不耐摔,工艺难度大,产能和良率较低,成本较高;主要应用于少数高端机型。

4、玻璃,良好的质感及光泽度,加工工艺与产能好于陶瓷材质,本身也不耐摔,但随着玻璃工艺的升级,如今的玻璃机身还具有硬度大、耐摔、散热快的优点;主要应用于目前的主流中高端机型。

曾几何时,手机全金属一体化机身是当时高端手机的代名词,金属机身具有散热效果佳、抗压抗弯能力、抗刮抗划伤能量强等优点,且外观可以做到时尚美观、质感好,全金属一体化机身是当时各家旗舰机的首选,但随着无限充电技术的发展以及5G时代的到来,手机后盖材料去金属化已成趋势,目前的中高端手机特别是高端手机中,玻璃、陶瓷等非金属材料被应用到手机机身上,这是因为:

1、当给手机无线充电时,金属材质背壳劫持了充电能量,而玻璃/陶瓷壳材质,磁场将以微不足道的损失,把能量从无线充电板线圈转换至智能手机中的线圈。

2、如果使用金属背壳,能量损失就会发生在金属壳上。金属本身将消耗由无线充电板而来的部分能量,并把这部分能量转化成热。因此,能量在传输过程中有所损耗,并使充电时间变长。此外,真正的风险在于充电过程中产生的热量将增加手机内部的温度,这是我们不希望看到的,因为电子设备最好在合适的低温下运行。

进一步看金属壳可能带来的问题。在金属背壳中生成的环绕电流将消耗掉部分交互的磁场,俗称“涡电流”。这些涡电流会使手机背壳温度上升,其方式就像电加热器中的电流加热元器件一样。在手机中,所生成的热量多少取决于该金属背壳的材质组成。金属的“导电性”是一种物理性能,可以与电流流经金属时转化成热的倾向对应。铝的导电性要明显高于不锈钢25倍。玻璃/陶瓷的导电性差不多为零。(此处所述的导电性越低越好,因此玻璃/陶瓷材质是非常好的)

3、玻璃/陶瓷材质:有助于信号接收,在5G无线信号收发中玻璃/陶瓷也将发挥至关重要的作用。尽管基于当前的无线信号,金属背壳可以确保手机运行良好,但是5G将涉及更多的通信渠道与更高频率,因此对天线性能有更高要求,金属由于屏蔽信号的特质不会对此有任何帮助,玻璃则不然。

因此,无论外形还是功能而言,玻璃/陶瓷都会完胜金属。

目前的中高端手机特别是高端手机中,玻璃、陶瓷等非金属材料被应用到手机机身上,但是该类材质存在韧性不足、抗摔能力差等缺点,目前只能充当外观件,而不像之前手机采用全金属一体化机身那样既充当外观件,同时也充当结构件。

所以,目前的中高端手机特别是高端手机中,金属结构件仍然是智能手机结构中的重要组成部分,因此,目前高端手机的结构形式由以前的全金属一体化机身设计演变成金属中框+玻璃/陶瓷后盖的组合结构设计。

基于成本和产能考虑,玻璃材质有一定的优势,从以下各手机厂商最近推出的手机看,玻璃材质的手机后盖目前在中高端手机领域占据主导地位,只有少数机型采用陶瓷或者素皮材质。

应用在手机后盖上的玻璃又分为普通的亮面玻璃和AG玻璃。

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AG玻璃(英文全称:Anti-glare glass),在玻璃深加工行业里是一个大种类,又叫抗反射玻璃和防眩光玻璃,是对玻璃表面进行特殊加工后能抵抗反射,从而增加透光率的一种玻璃,最大的用途就是防眩光的玻璃!

AG(防炫光)工艺大概分为三种:

1、磨砂AG:通过化学蚀刻或物理喷砂的方法对玻璃表面进行特殊加工的一种玻璃。其特点是使原玻璃反光表面变为哑光慢反射表面(表面凹凸不平),防止眩光以外还使反光度下降,减少光影。

2、镀膜AG:是通过雾化镀膜技术将特定镀层材料覆盖到玻璃的表面,这些镀层材料的作用是对光线进行选择性的组合,具备吸收和偏转光线指向的效果,以达到抗反射防眩光的效果。

3、喷涂AG:是在玻璃的表面通过设备喷涂一层光学散光粒子,当这个涂层形成之后就能够发挥抗反射防眩光的效果,但此种方法涂层不耐刮擦,容易剥落。

事实上,苹果手机最引入这种设计是在苹果手机的屏幕前玻璃盖板上,采用的镀膜加工艺,结合防指纹、增透防反射一起制作。不过由于并没有形成实际的宏观物理层纹理,所以一般不会纳入到AG玻璃范畴。

应用在手机后盖的AG玻璃,应该叫做AG磨砂(蒙砂)玻璃,除了防眩光外,还应具有以下特点:

1、良好的质感,亮面玻璃经过化学蚀刻后,在表面形成具有一定粗糙度的磨砂面,柔软亲肤,细腻顺滑。

1、耐划伤,手机背面不可避免与桌面、钥匙等硬物质碰擦,因此,手机玻璃后盖必须要有一定的耐刮伤能力,目前市场上大部分手机都采用康宁公司的大猩猩玻璃,其针对日常生活中的刮擦、碰撞和跌落具备优异的抗损性能。

康宁大猩猩玻璃如何做到耐刮伤的呢?

康宁大猩猩玻璃与普通的玻璃从外观和性能上来看没有太大的区别,但化学强化后两者的性能就截然不同。所以一般我们所说的大猩猩玻璃(主要针对手机等小型消费类电子设备),大多数都是指化学强化后的。其可通过离子交换工艺实现深层化学强化,相对于物理强化来说,有一定的优势。

离子交换工艺原理

离子交换是一种化学强化工艺,玻璃被放入温度约400℃的熔融盐浴槽中,小钠离子离开玻璃,被来自盐浴槽较大的钾离子所取代。这些大的离子占据更大的空间并且在玻璃冷却时被压缩,在玻璃表面形成一个压缩应力层。大猩猩玻璃的制程使钾离子可扩散入表面, 在玻璃内部形成较高的压缩应力。该压缩层可增强玻璃表面的抗损伤能力。

这原理看上去好像还挺简单的,但大猩猩比普通的玻璃要有名得多当然是有原因的。玻璃的薄面是致密的,因此在离子交换时,只有最外层的玻璃可以进行交换,因此超耐刮层是非常薄的,对玻璃的提升非常有限。而大猩猩玻璃就可把最外层的这个保护层做得很厚,可以让钾离子和钠离子的置换发生在玻璃的更内部,让保护的效果更加明显,而这也就是一般玻璃所做不到的地方。

比如 iPhone 上的玻璃后盖板使用了双离子交换工艺,这种玻璃会被浸泡在灼热的钾盐浴中,当浓度达到最大的时候则将玻璃移动到浓度较低的钾盐浴中。通过这种方式加工的玻璃的分子结构会发生变化,压缩应力层可以做得更厚,从而让玻璃的耐刮性更强,抗摔性更好。

2、防指纹粘染,因手机背面与手长时间接触,普通玻璃极易沾指纹,特别是高亮面的玻璃,当光线较强时,表面的指纹印由于光线反射会比较明显,解决或改善防指纹粘染问题通常有两种方法:

第一种,镀AF膜,在玻璃表面镀一层纳米膜,这层膜具有厌水性,一定程度上使水和油脂难以附着在其表面。

第二种,增大玻璃表面的粗糙度,水渍和油渍本身具有流动性,在粗糙度高的物体表面就很难被显现出来,同时由于漫反射,肉眼看上去就更不明显。此种方法的指纹不是不存在,只是隐藏在玻璃粗糙的间隙中了。

AG磨砂玻璃按工艺分为物理喷砂AG和化学蚀刻AG,AG磨砂效果具体怎么样,这个效果描述出来自己也感觉不到,以下图片中的瓶子的磨砂效果大家应该都见过也感受过。

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物理喷砂AG工艺,是通过机械喷砂的方法获得磨砂的表面,传统的喷砂方法玻璃颗粒大,很难获得较为细腻的表面,机械喷砂最容易出现表面凹凸不均匀,表面粗糙度不均匀,玻璃解析度下降等问题,机械喷砂的优势在于:工艺流程简单、生产效率高、更加环保,成本低,表面性能都不太理想,一般用来做大面积的日用玻璃。

如需获得较为细腻的表面,需要选择更好的砂粒以及严格控制喷砂工艺参数,如iPhone 11 pro 后的苹果手机玻璃后盖喷砂使用了其以前在铝合金手机机身应用的陶瓷砂喷砂工艺代替常规的玻璃砂和钢砂喷砂工艺。

化学蚀刻AG工艺,也叫蒙砂工艺,即用氢氟酸或蒙砂粉与自来水,硫酸或盐酸等按比例配置成蒙砂液后采用喷淋或浸泡的方式腐蚀玻璃表面,将玻璃表面由光滑面变成微米级颗粒表面,属于化学蚀刻。其工艺原理较为复杂,是电离平衡,化学反应及溶解和再结晶,离子置换等多种反应共同作用的结果,AG效果和颗粒大小及形状由反应物的成分及浓度大小、反应时间、温度等因素有关,生产难度大,技术含量高。

采用化学蚀刻AG工艺处理的玻璃表面性能高但由于需要用到氢氟酸等溶液,环境成本和设备成本都非常高,一般适合用来加工小面积光学玻璃;目前大部分手机磨砂玻璃采用的是化学蚀刻AG工艺。

 AG玻璃的参数一般有:光泽度,雾度,粗糙度,透过率,反射率。不同的参数组成形成不同的AG效果,如高雾效果、闪光砂效果、雪花效果、高闪效果、低闪效果或者透明效果。

高雾效果:高雾效果的雾度比较高,类似毛玻璃的感觉,一开始,人们对磨砂效果的要求仅限于哑光的雾面效果、手感光滑细腻,在不同的角度去观察也不会出现颜色变化,内敛低调。闪光砂效果:其闪光原理就是通过AG玻璃表面形成百万个微米级棱镜面晶坑,在光照下其可以进行不同角度的光线反射,同时由于棱镜的作用,部分进入棱镜的光从棱镜表面出来时发生了色散,因此会看到五颜六色的的光。

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闪光砂形成原理(摘自专利:一种亮光蚀刻磨砂玻璃及其制备方法与流程):传统上采用蚀刻层制备磨砂玻璃是将平板玻璃直接浸入氢氟酸蚀刻液中完成,蚀刻过程不具有方向性,难以在玻璃的表面形成较大数量且规整排列的结晶体。与传统的玻璃氢氟酸蚀刻工艺不同,闪光砂工艺增加了一道预处理工艺,该预处理工艺的作用是利用碱剂对玻璃表面的二氧化硅进行微腐蚀,微腐蚀点在玻璃表面大量分布,在后道蚀刻液的作用下,微腐蚀点得到了进一步的加强,从而实现在玻璃的表面形成较大数量且规整排列的结晶体。玻璃表面结晶体的大量形成,使其反光率得到大幅度提高,形成一种亮光效应。

随着表面技术的不断发展与进步,AG玻璃通过与其他工艺的相结合,使得AG玻璃具有更好的光学效果,打造更加绚丽的外观,比如与“渐变”设计元素相结合,实现渐变色的AG玻璃后盖。

其原理实际上是一种漫反射渐变原理,即根据玻璃不同区域反射不同强度的反射光(折射光),肉眼就会在不同区域看到不同光影强弱的效果,根据产生漫反射层的不同,分为渐变AG玻璃和渐变AG膜片。

渐变AG玻璃,在AG蚀刻加工工艺上通过控制蚀刻深度来达到一种整体渐变的效果,即在对玻璃盖板进行AG处理时,通过控制玻璃盖板一侧表面上沿预设方向的各区域与AG蚀刻液接触不同时间,从而获得一种玻璃盖板表面的AG效果沿预设方向逐渐增强的效果。这种缺点是磨砂质感也会产生渐变的效果,左右两端会有很大差别,针对手机后盖来说,很少使用这样方式。

渐变AG膜片,也叫微纳纹理膜片,通过这张具有光学纹理的膜片与玻璃后盖内表面贴合,可以实现纹理渐变的效果,同时保持玻璃后盖AG完整的效果。膜片通过搭配不同的光学镀膜就可以产生不同颜色过渡。光学纹理的实现方式:UV转印---光学纹理实现的秘诀。

目前大部分手机都是采用这种方式实现AG玻璃颜色渐变效果,比如一加9采用的双层AG工艺——高雾AG玻璃+漫反射AG膜片,漫反射渐变纹理工艺技术最大的特点就是能够让玻璃反射实现从0%-100%渐变变化。当一个颜色出现在玻璃上,由于顶部是粗糙的0%反射,而底部是镜面的100%反射,自然就让颜色从浅银色到深银色的变化。

华为P40 Pro,其同样采用AG玻璃+纳米纹理膜片,通过改变纹理的方向,带来一种景深焦散的质感,再配合极具科技感的银灰色,在不同角度的光线下明暗自然过渡,AG玻璃漫反射出来的金属质感,非常的别致。

大概原理:光栅曲向的变化会在人眼中呈现出不同的角度变化,一般横纹看上去是0度,如果要动态的效果它会逐渐的转变(顺时针或逆时针的转变),然后变成竖直的纹路。所以最后这条光带出现的效果就是一个光柱从左往右的动态效果。

亮面玻璃后盖:事实上,手机后盖材质采用玻璃材质的时候,大部分手机采用的是亮面的玻璃后盖,比如苹果公司从iPhone 8开始就采用玻璃后盖(实际上iPhone 4就有用),但是当时iPhone 8的玻璃后盖是亮面的。玻璃在人们的意识里本身就是光滑、反光、晶莹剔透的,抛去容易沾染指纹,亮面的玻璃后盖还是可圈可点的。

AG玻璃最重要的特点是能提供良好的握持手感,也许是怀念以前铝合金手机机身磨砂效果带来的柔软亲肤,细腻顺滑的感觉,既然是这样,为何不在最开始就采用AG玻璃呢?其实原因也是很简单,因为这个工艺成本比较高。即便是到了现在,采用这个工艺的手机也主要是旗舰居多。

为了照顾到更多的用户,大部分厂商都会推出不同的后盖方案,以满足不同消费者的需求,比如苹果最近推出的iPhone 13系列,包括iPhone 13 mini,iPhone 13,iPhone 13 pro,iPhone 13 pro max,机身同样是采用玻璃+金属,但iPhone 13非Pro系列采用的是亮面玻璃+哑光铝合金中框;Pro系列则是AG磨砂玻璃+亮面不锈钢中框。

再比如,华为新推出的P50系列手机,包括P50,P50pro,其中P50采用AG磨砂玻璃后盖,P50pro采用的是亮面玻璃后盖,其中涟漪云波版本采用了电致调光工艺。

单色的AG磨砂玻璃,为了不那么单调,可以在同一面玻璃上实现局部无AG处理效果,保持局部是亮面。常用加工方法有2种:

1、抛光法:先整面蚀刻后,再做局部抛光处理。

2、遮蔽法:蚀刻前先把摄像孔、LOGO等位置遮蔽起来,然后再做AG蚀刻。

iPhone 13 pro,这款机型摄像头处凸台的亮面设计与后盖板整体的磨砂触感,这种光哑对比形成了一种极致的质感,极大升华了AG磨砂单调的质感。摄像头处的局部亮面处理猜测是采用第一种抛光法,先把整个后盖外表面AG处理,然后针对摄像头处凸台进行研磨抛光处理。

OPPO Reno的后盖一块玻璃,两种质感,大面具有AG工艺的磨砂质感,中间的条带则是亮面效果,保证局部亮面光泽。OPPO采用的是第二种遮蔽法,通过遮罩将不需要做雾面处理的部分挡住,运用AG雾面蚀刻工艺,使未遮挡玻璃表面形成磨砂质感;然后将遮罩层去掉,使用双面化学抛光工艺,消除了亮面区和雾面区的高度差,再通过纳米级的物理抛光保障亮面光滑,最终的这个差距控制在0.01mm以下,过渡非常顺滑。

华为P30 pro墨玉蓝,后盖同样在磨砂面的基础上做了局部亮面,猜测也是采用遮蔽法。

未来,AG玻璃的发展将更多的与PVD等镀膜、纹理、印刷、镭射、CNC、抛光等进行多维度结合,让产品表面变得更加细腻、精美。

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