干货｜手机3D曲面玻璃表面处理解决方案!

一、研发背景

北京时间9月13日凌晨，苹果在Apple Park乔布斯剧院举行秋季发布会，发布了新一代iPhone和Apple Watch等产品。在手机机身外表上，新一代iPhone 手机采用了3D曲面玻璃作为盖板和背板。苹果对3D曲面玻璃的选择，一定程度上也将引领手机机身的科技发展。

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目前出售的智能手机多在使用铝制机身，3D玻璃为什么会成为手机的新宠呢？

一般认为，玻璃具有轻薄、透明洁净等特点，作为手机后壳时能提升颜值。在手机市场竞争已经非常充分的今天，玻璃材质的引入会为产品设计带来新意，凸显差异化。另外，我们的手心是有弧度的（向里），而3D后壳正好有一个相反的弧度（向外），这个背部曲线设计正好符合人体工程学，加之弧形边缘的触控功能，都将大大的提升消费者的握感体验。

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图1：已上市的部分3D玻璃手机

除了3D玻璃自身的优点之外，5G、无线充电以及OLED等相关技术的发展与成熟也促使了3D曲面玻璃的应用成为未来的趋势，具体分析如下：

• 随着5G等新通讯技术的使用临近，无线频段越来越复杂，金属机壳的屏蔽效果成为重大瓶颈，背板材料必须要更换成非金属材料；

• 无线充电技术的应用需要非金属背板，因为金属背板的屏蔽效果同样制约了无线充电技术的应用，而以往使用的塑料背板容易发热老化并不适宜，从材料角度来看，玻璃和陶瓷为首选；

• 新一代的手机将采用OLED屏幕，这就需要盖板也配合做成曲面的形状以增加盖板与OLED之间的贴合度。而相比陶瓷而言，玻璃因其加工成形性更优而最早被选为金属的替代材料。

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图2：3D曲面玻璃应用在手机行业的优势汇总

二、喷涂机会

3D曲面玻璃这一新材质的引入，对传统的手机制成和后处理工艺提出了巨大的挑战。有些成熟的工艺不再适用，这就为喷涂技术带来了新的机会。具体而言，在3D曲面玻璃制成后处理这方面，可能存在的喷涂应用空间包括但不局限于，3D玻璃内、外表面处理、光阻油墨及防水处理，在3D玻璃及手机金属边框的后处理中需要喷涂保护胶，另手机组立和贴合中也有喷涂胶的需要。

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图3：喷涂在3D曲面玻璃制成后处理的创新应用

用喷涂的方式实现上述应用场景，相对原有的传统工艺具备哪些比较优势呢？具体分析，可如图4所示：

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图4：喷涂在3D曲面玻璃制成后处理的应用优势

1. 3D曲面玻璃内外表面处理应用的喷涂机会

以3D曲面玻璃内外表面处理为例，传统的工艺是用印刷去做。但是印刷通常适用在平面物体表面，而对于3D曲面玻璃的表面处理，如果沿用印刷的方式去实现，就需要套印多次，不但花费时间长，而且因搭接缝的不可避免而影响美观，浪费涂料。

最早的三星是用真空镀膜的方式来去实现的，但是镀膜也有镀膜的问题，一是镀膜速度慢，二是成本高。还以三星最早推出针对3D曲面玻璃的镀膜工艺为例，同时期的平面手机像S5和3D的出货量之比为3:7。即只有30%是3D曲面的，有更多的是平面的。可以说，真空镀膜工艺的应用只是解决了市场上有跟没有的问题，不可能解决大批量生产的问题。另外，镀膜的膜厚比印刷要厚，一定程度上影响了手机的散热。而手机在从2D走向3D的转变中，由于存在的内部受热不均匀，因此对散热的需求相比传统的手机要更加严格。

经过一段时间的工艺摸索和打样实验，很多的终端客户已经证实使用喷涂来解决3D曲面玻璃内、外表面处理是件技术可行、经济更优的实现方式。在该应用中，具体的喷涂工艺全流程如图5所示：

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图5：3D曲面玻璃内外表面处理的喷涂工艺全流程图

2. 3D曲面玻璃光阻油墨防水处理应用的喷涂机会

再以3D曲面玻璃光阻油墨防水处理的应有为例，传统的2D手机的光阻油墨是通过印刷的方式实现的，可剥防水胶是通过网印的方式实现的。但是如前文介绍过的，印刷和网印工艺在应用于3D曲面产品时都有致命的缺陷，而喷涂作为替代工艺，可以完成曲面的印刷，并且大幅提升生产效率和产品的品质。在该应用中，具体的喷涂工艺全流程如图6所示：

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图6：3D曲面玻璃光阻油墨防水处理应用的喷涂工艺流程图