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5G热潮下,3.5D玻璃尺寸测量有多少可能性?

发表时间: 2020-02-25 16:09:52

作者: 思瑞三坐标

来源: [曲面玻璃]

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2019年6月6日,国家工信部正式发放5G商业牌照,5G手机争夺战愈演愈烈。3D玻璃热度未减,3.5D玻璃就已露出尖尖角。


/大话5G/


在5G通讯技术中,采用的波长是比目前4G通讯网络采用的厘米波更短的毫米波(1mm~10mm),且峰值速率高达20Gbps,也就是基于24GHz到52GHz频率范围的超大带宽,这段频谱的电磁波波长大部分(30GHz~52GHz)都是毫米级别的,因此也叫毫米波mmWave。

毫米波科普:我们以30GHz来算,根据光速=波长x频率公式计算:

电磁波有一个显著的特点:频率越高,能使用的频率资源越丰富 ,能实现的传输速率就越高。波长越短,越趋近于直线传播(绕射能力越差),而频率越高,在传播介质中的衰减也越大,信号功率衰落快,穿透性弱。

5G时代,移动通信使用极高频,基站的传输距离大幅度缩减,基站的覆盖范围也将大幅减少。为保证用户无论在哪里,都能获得一样的用户体验,基站的密度比原来大。


如何处理毫米波的通讯信号传输也成了5G的一项关键技术。为了处理好信号收发的天线设计,5G通讯技术中专门设立一项名为高阶Massive MIMO的信号工况处理机制,即基站与手机之间进行多对的信道并行通信,265根天线,信号垂直发射,方向性极强。每一对天线都独立传送一路信息,经汇集后成倍提高5G通讯网络的通讯信号处理速率。

冲破机壳面板的“牢笼”


各大手机厂商积极的进行5G手机的研发。在手机材质上,金属机壳对信号(电磁波)的吸收性很强,将会削减5G的信号传输,握机姿势对手机信号有一定的遮挡作用。在材料备选上,共有玻璃、氧化锆陶瓷、复合材料这三种材料“逐鹿5G”,但是,全塑料外壳逐渐成为过去时,复合材料也有显得不够“高大上”的短板。


就当下而言,3.5D玻璃对手机的射频信号屏蔽非常小,能获得更好的5G网络通讯信号,同时解决天线布置空间不足的问题。此外,玻璃能解决金属壳机身烫手的问题,给用户高级的视觉效果和手感。外加无线充电等技术在手机市场的加速渗透,玻璃成硬件设备背板材料的热选,各大面板厂商纷纷在手机玻璃上大做文章。


受你的“偏爱”,有恃无恐

2019年vivo向媒体展示了极简一体化的手机——vivo APEX 2019,一体的全新设计概念,无开孔的机身设计,打破目前手机外观缺乏创新,同质化日益严重的情况,一石激起三层浪。3.5D玻璃及瀑布屏的出现有望在手机行业掀起一股新的面貌,打破智能手机市场疲软的局面。而从vivo、华为、魅族等终端的布局来看,终极一体化设计将大有可为,可以说,3.5D玻璃有望成为新技术热点,率先在5G时代抢占到先机。


什么是3.5D玻璃?

3.5D可以理解为3D的更高形态,相比于3D玻璃,3.5D玻璃具有更小的弯曲半径,即轮廓曲面弯度接近90度,放在镜面桌面上,正好形成一个完整的机身轮廓的截面。

由此衍生出一个新的概念“瀑布屏”,通过新技术,把前后两块3.5D玻璃融合在一起,侧边近似垂直的弧边替代掉了所谓三明治设计的中框,并取消手机中框及机身开孔,屏幕由正面一路往外延伸到本来应该是中框的位置,形成整体全玻璃手机的方案,称之为瀑布屏。


欲善其事,必先利器


▲要保证3.5D玻璃无缝衔接,少不了对玻璃全方位无死角的精密测量。

与3D玻璃相比,3.5D盖板玻璃的加工技术更加困难。据了解,工序的增加 ,工艺的难度,都会导致良率下降,增加成本;在实际生产中,3.5D玻璃制造中的几道主要工序:开料、精雕、抛光热弯、化学强化,需要用到精准尺寸测量设备。


01

开料检测

开料检测只需要检测产品的长宽尺寸与厚度,难度较小,使用影像测量仪进行检测,从源头严格把控上品质。

METUS 测量界面

02

精雕磨边

精雕磨边这道工序对于3.5D玻璃生产十分重要,精度要求高。使用大尺寸一键式测量在现场检测,只需要把测量产品放在CCD检测范围内,5S即可完成检测,大幅度提升测量效率,可编程能力强,是尺寸全检工序的优质方案。


03

热弯及化学强化

热弯工艺会受到石墨模具,热弯机性能、模具及设备磨损等多种元素的影响。化学强化后曲面曲率会有细微变化且不可精确控制。这些问题导致成品率很低,这给检测增添了“重头戏”。


思瑞解决方案一

针对3.5D热弯后的检测要求,推荐GLASS机型,采用CWS白光测头系统:既能满足轮廓的检测,也能满足要求极高的高度要求。

/轮廓度检测/

CWS非接触式共聚焦白光传感器,采用色阶共聚焦白光探头,可以准确完成轮廓度的测量,对于3.5D玻璃边沿较大角度的位置,光谱共焦位移传感器可以获得更大可测量区域。 

 

产品特点及测量能力

1.采用非接触采点方式,测量全程不产生碰触,不会造成接触形变:

   

2.同时具备三坐标空间测量功能,可以准确完成空间

   

3.具有连续扫描功能,无需逼近回退,效率更高。

   


/弧高检测/

针对3D玻璃的弧高这一测量难点,避开接触式会在测量过程中产生触测力,选用点激光进行扫描点或线,无需接触,无需夹持性治具,即可快速得出数据与标准模型对比。


CWS的点密度最高是0.005(毫米)一个点,超高的点密度可以保证准确的提取起升位的最高点。如图所示,在提取轮廓度时即可得出弧高,既提高效率也保证了精度。

轮廓、弧高(高度)检测过程中的软件界面。

思瑞解决方案二

面对该环节高检测效率、高精度以及细致程度要求。通过思瑞三次元三坐标测量机,搭配SP25(打点+扫描)/TP200打点,配上专用治具。严格管控3.5D玻璃手机后盖及屏幕的曲面内外的弧度及偏差、轮廓度。

 

接触式检测优点

1.数据稳定,重复性好;多台设备之间的相关性可以保证

   

2.坐标建立准确;可以根据玻璃的检测要求选择不同类型的测针

   

3.相对其他类型测量方案,单位时间得到的数据量大

   


   

冶具改善方向:将人工顶块替换为压力计式定压,确定一个保证变形量的压力极值,将解决此类问题。



同类方案还可用于3D玻璃的周边产品,以及测量方法类似的工件例如:手机钢化膜、石墨模具、汽车中控盖板、批量不规则曲面产品。




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