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神奇的玻璃材料

瀏覽:8947    發布時間:2014-07-15 08:59:25

神奇的玻璃材料:未來智能手機和傳感器的創新推動

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導讀: 在“中國硅谷”深圳舉辦的一次創新活動上,全球領先的科技集團肖特向人們展示了玻璃對移動設備(如智能手機和平板電腦)未來發展的巨大影響。

OFweek顯示網訊 在“中國硅谷”深圳舉辦的一次創新活動上,全球領先的科技集團肖特(SCHOTT)向人們展示了玻璃對移動設備(如智能手機和平板電腦)未來發展的巨大影響。肖特不僅在一般部件如顯示屏保護玻璃領域為今后的移動設備設計奠定了基礎,同時肖特研制的特種玻璃與半導體材料有著良好的物理兼容性,它正在改變傳感器、芯片和天線的設計理念。

智能手機用戶每天平均點擊手機的次數超過2500 余次。如此高的點擊頻率主要在于信息瀏覽和應用軟件的使用。這樣一來,用戶和手機顯示屏保護玻璃之間的關系就顯得格外“親密”。但對于用戶來說,這一點感受其實不明顯:玻璃對于手機內部元件,如傳感器和芯片,也扮演著非常重要的作用。肖特在深圳最近舉辦的創新記者會上向人們具體呈現“智能手機內置玻璃”為主題的項目,該項目令觀眾眼前一亮。

藍玻璃紅外截止濾光片——應用于高分辨率數碼相機,呈現最佳視覺效果

現代智端智能手機如今可以實現千萬或千萬以上像素的數碼攝影。大多數人都知道圖像質量不僅僅取決于像素的大小。除了所謂的CMOS傳感器以外,置于相機前端的濾光片對攝影的色彩還原和成像清晰度會產生重要影響。優質濾光片和保護蓋板都是由高強度超薄玻璃制成,可以保護攝像頭免遭刮痕。

濾光片的重要作用:它是一種可以過濾紅外光譜的濾光鏡片(NIR:近紅外光譜技術),可以在復雜光線和惡劣的攝影環境下發揮其性能作用。肖特研制的吸收型藍玻璃紅外截止濾光片是高科技相機模組和智能手機相機中的一個重要部件,較其它材料優勢明顯。而干涉型紅外截止濾光片過濾近紅外線光譜的性能較差,通常是配備在低像素相機上。肖特的玻璃產品可以用于從低端至高端相機上的各種類型紅外截止濾光片,有多種規格型號可供客戶選擇。

很大程度上,肖特可以說是高端紅外截止濾光片的龍頭生產企業之一?!盁o論人們拍攝高像素的相片使用的是高端智能手機或是數碼單反相機,可以肯定的是都需要紅外截止濾光片,”肖特先進光學公司歐洲區銷售總監Andreas Haedrich 表示,“通常來說,五百萬像素以上的數碼相機均需要使用吸收型藍玻璃紅外截止濾光片。由于智能手機雙鏡頭模組的需求,例如同時需要長焦和廣角鏡頭,市場對公司產品的需求量在過去幾個月翻了一番”。他接著說道,“這種積極的開發策略促使肖特集團追求更高的開發成果,肖特目前正在努力將紅外截止濾光片做的更薄以適應智能手機更輕盈的設計趨勢?!?/p>

AS 87 eco 超薄玻璃——專門用于曲面設計和未來的傳感器

肖特集團多年來一直致力于提升其超薄玻璃的開發。通過工業制造方法使玻璃的厚度降至30 微米,超薄玻璃所滲入到的領域甚至超乎人們想象。比人的頭發絲還薄的玻璃為其在電子領域的應用提供了無限可能。

得益于特殊的材料性質,超薄玻璃可以被設計成顯示屏幕保護玻璃、指紋傳感器的外蓋或是相機芯片或鏡頭的外蓋。當然,未來還會有更多應用的可能性。由于超薄玻璃卓越的柔韌性,也可以將其應用到未來曲面設備之中。

肖特AS 87 eco正是基于這類應用領域應運而生的特種玻璃。該產品是由肖特集團位于德國和亞洲的兩個部門國際性合作研制的產品,并通過環保工藝在德國生產。這種超薄玻璃可根據客戶需求提供多種厚度規格,性能卓越,靈活方便,同時具備出色的物理性能。例如,其具備卓越的光學和電磁傳送特性,這些特性對于指紋識別模組來說都是重要的參考因素。此外,獨特的一次成型生產工藝避免了使用有害的氫氟酸化學減薄厚玻璃的步驟。肖特AS 87 eco應用領域極其廣泛,它還可以在曲面顯示屏的保護玻璃上使用。

此超薄玻璃是運用“下拉法” 直接熱成型工藝生產,通過一個狹縫將熔化的玻璃直接拉制成型所需的厚度。這是一種制造超薄鏡頭的技術,肖特集團是世界上唯一一家精通此技術的公司,同時也是將超薄玻璃用于未來納米層面芯片和傳感器的技術引領者。

MEMpax 特種玻璃——與半導體硅材料匹配,用于傳感器和5G 天線等產品

同肖特AS 87 eco 一樣,肖特MEMpax 也是運用下拉法將玻璃從熔爐直接拉制而成所需的厚度。此制程可以讓客戶在火拋光方面節約成本,甚至在低于500 微米的厚度層面。作為具有火拋光表面的硼硅玻璃,MEMpax 的特別之處在于具有和硅材料匹配的熱膨脹系數。而且,這種玻璃十分適用于陽極鍵合工藝?;谔厥夤に?,MEMpax 可以和用于高速計算機芯片、處理器和傳感器的基礎材料——硅片形成緊密結合。

MEMpax 如今已經被用在了汽車行業的傳感器當中,用于測量胎壓和油壓。這里需要指出的是,這種玻璃通過壓力、加熱和拉力將其同硅相結合,從而可以為構成微機電系統(MEMS)的部件提供可靠的測量結果。

超薄專用玻璃——作為大規模MIMO 系統(5G)和雷達的基板材料

極其均質化的材料不僅適合作為未來傳感器中昂貴聚合物的理想替代品,同時,還可以作為高頻應用的基板材料。也就是說,可以將盡可能多的電路元件與天線集中組裝在一個空間狹小的零部件內部,并確保擁有優質的性能。這對于多輸入/多輸出無線電系統而言具有很大的挑戰。這也是所謂的“大規模MIMO”,可以作為第五代電信網絡(LTE 的接替產品“5G”)的基礎。

在大規模MIMO 的概念中,很多天線被結合置于一個狹小的空間內。與之相反的是: “僅有”少數傳送和接收天線負責LET 網絡或快速WiFi 標準802.11ac 的傳送工作。增加的天線數量不僅用于提升傳送速度,也為了保證在限定的空間范圍內同盡可能多的用戶保持穩定的連接性。在很多接收方同處一個狹小空間的情況下,這種方法很有優勢,比如在足球場或密度很高的城市中心,目標性更強的傳送還可以有效降低能源的耗費。

“不論是汽車領域的雷達測距裝置制造商,還是高可靠性天線基材的制造商,肖特集團的超薄專用玻璃均可以為其提供極高的設計自由度、高標準的制造精度和卓越的高頻性能,”肖特集團材料開發部門的Martin Letz 這樣表示?!傲硗?,在應用于高頻系統的標準材料上,玻璃比聚四氟乙烯具有更為優越的金屬化性能。同時,玻璃較塑料而言,還具有更高的剛性和介電性能,”他最后總結道。

   
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