在“中國硅谷”深圳舉辦的一次創(chuàng)新活動上,全球領(lǐng)先的科技集團肖特(SCHOTT)向人們展示了玻璃對移動設(shè)備(如智能手機和平板電腦)未來發(fā)展的巨大影響。肖特不僅在一般部件如顯示屏保護玻璃領(lǐng)域為今后的移動設(shè)備設(shè)計奠定了基礎(chǔ),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(shè)計理念。




智能手機用戶每天平均點擊手機的次數(shù)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(guān)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(nèi)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(chuàng)新記者會上向人們具體呈現(xiàn)“智能手機內(nèi)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(shù)碼相機,呈現(xiàn)最佳視覺效果
現(xiàn)代智端智能手機如今可以實現(xiàn)千萬或千萬以上像素的數(shù)碼攝影。大多數(shù)人都知道圖像質(zhì)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(chǎn)生重要影響。優(yōu)質(zhì)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(shù)),可以在復雜光線和惡劣的攝影環(huán)境下發(fā)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(yōu)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(chǎn)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(guī)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(chǎn)企業(yè)之一。“無論人們拍攝高像素的相片使用的是高端智能手機或是數(shù)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(qū)銷售總監(jiān)Andreas Haedrich 表示,“通常來說,五百萬像素以上的數(shù)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(chǎn)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(fā)策略促使肖特集團追求更高的開發(fā)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(shè)計趨勢。”
AS 87 eco 超薄玻璃——專門用于曲面設(shè)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(fā)。通過工業(yè)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(lǐng)域甚至超乎人們想象。比人的頭發(fā)絲還薄的玻璃為其在電子領(lǐng)域的應用提供了無限可能。
得益于特殊的材料性質(zhì),超薄玻璃可以被設(shè)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(shè)備之中。
肖特AS 87 eco正是基于這類應用領(lǐng)域應運而生的特種玻璃。該產(chǎn)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(chǎn)品,并通過環(huán)保工藝在德國生產(chǎn)。這種超薄玻璃可根據(jù)客戶需求提供多種厚度規(guī)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(chǎn)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(lǐng)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(chǎn),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(shù),肖特集團是世界上唯一一家精通此技術(shù)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(shù)引領(lǐng)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(chǎn)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(jié)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(shù)。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(chǔ)材料——硅片形成緊密結(jié)合。

MEMpax 如今已經(jīng)被用在了汽車行業(yè)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(jié)合,從而可以為構(gòu)成微機電系統(tǒng)(MEMS)的部件提供可靠的測量結(jié)果。
超薄專用玻璃——作為大規(guī)模MIMO 系統(tǒng)(5G)和雷達的基板材料
極其均質(zhì)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(nèi)部,并確保擁有優(yōu)質(zhì)的性能。這對于多輸入/多輸出無線電系統(tǒng)而言具有很大的挑戰(zhàn)。這也是所謂的“大規(guī)模MIMO”,可以作為第五代電信網(wǎng)絡(luò)(LTE 的接替產(chǎn)品“5G”)的基礎(chǔ)。
在大規(guī)模MIMO 的概念中,很多天線被結(jié)合置于一個狹小的空間內(nèi)。與之相反的是: “僅有”少數(shù)傳送和接收天線負責LET 網(wǎng)絡(luò)或快速WiFi 標準802.11ac 的傳送工作。增加的天線數(shù)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(nèi)同盡可能多的用戶保持穩(wěn)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(yōu)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(lǐng)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(shè)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(fā)部門的Martin Letz 這樣表示。“另外,在應用于高頻系統(tǒng)的標準材料上,玻璃比聚四氟乙烯具有更為優(yōu)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(jié)道。