分享:AF耐指纹涂层的水滴角测试方案

分享:AF耐指纹涂层的水滴角测试方案

今天有人问我:半导体指纹传感器sensor,是做过AF防指纹处理,有一层膜层了,为何表面水滴角数据这么低?水滴角是干什么的?

于是我停下手里的工作,认真地回应对方的疑惑。

首先从AF防指纹的历史说起:

夏天一场倾盆大雨大雨倾盆之后,莲叶被冲洗的干干净净,因为莲叶叶面极强的拒水性,让滚动的水珠,轻而易举地夹带灰尘污泥颗粒,一并带走,您所看到的莲叶叶面,永远都是那么干净亮眼,而莲叶表面所具备超疏水、自我清洁能力,这一自然特性就被称为“莲花效应”

非常美丽的莲花效应

曾经中科院江雷院士团队。通过研究发现了“莲花效应”机理,原料荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米、微米级的超微孔结构。科研人员模仿莲叶自洁净的特性,应用于材料表面,纳米处理技术上,研制出一种具有自洁、抗污特性的纳米涂料,以及涂层工艺,就是AF防指纹涂层工艺,因此,AF防指纹涂层工艺就在新材料、半导体器件等领域,开始了广泛的应用。

AF,Anti-fingerprint,即抗指纹,AF防指纹涂层工艺的出现,很好的解决了玻璃、陶瓷等材质手机背板容易残留指纹污迹的显性问题。AF涂层处理后的效果,主要用表面能、表面张力来表征,而表面张力最适合的测试方案,就是水滴角测试

水滴角便于检测及观测,用高精度的CCD就可以捕捉动态的水滴效果,所以水滴角属于AF耐指纹性的一个重要数据管控指标。

  • 水滴角越高,疏水性越好;疏水性越好,抗指纹能力越好。比如一次性口罩,经过表面处理,疏水性水滴接触角130°以上(GB/T 30447-2013)
  • 水滴角越低,防雾亲水效果就会越好。
水滴角测试不同材料表面的接触角:大部分材料表面,水滴角通常在25~90度左右,某些材料的水滴角能超过120至130度,甚至达到150度。

AF是怎么做到呢?原理是什么?

AF的原理,还是化学分子结构法。主要是氟技术,因为氟材料本身具备低表面能的特性,现阶段AF技术,只要水滴角在100度以上的、具备耐久性的,通常都是以氟材料作为主体。而在在全球范围内,AF技术的顶级厂家也就Solvay和大金,其次富士康、旭硝子、巴斯夫,也包括国内厂商。但是国内厂商,在技术专利、工艺阶段,还在模仿阶段,工艺应用存在很多限制性条件。

如何评价AF耐指纹膜层的防污效果呢?业界有一套评价指标和管控标准:

  • 耐脏污性能:行业内通用的是采取测量接触角。水滴接触角表征的是表面能,数值越大表面能越小,表明液体越难附着,指纹印越难附着,越容易擦掉。接触角与膜层的表面能以及微观结构有关:表面能越小,接触角越小;
  • 耐磨性:TPK、HTC、伯尔尼等手机品牌以及玻璃加工厂都采用钢丝绒摩擦。主要表征指纹膜的耐硬物摩擦性能;
  • 手感,指的是手指在玻璃表面划动时的体验、划动顺畅感
  • 耐化学品测试、耐化妆品测试、环境可靠性测试、高低温冷热冲击测试、盐雾试验、气体腐蚀试验等测试

这些评价指标,都可以在第三方检测机构来获取数据分析、检验报告。

常见的测试标准有:

  • 玻璃表面污染物检测 接触角测量法 GB/T 24368-2009
  • 塑料層薄膜,我們用GB/T 30693-2014塑料薄膜与水的接触角的测量
  • 实验室自主开发的检测方案
水滴角接触角测试,图片来源:富士康优尔鸿信检测华南检测中心 CMA/CNAS资质

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发布于 2021-09-01 18:59