光学镀膜AF膜成分、原理及制备工艺
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
在目前主流的工艺方案中，几乎所有的手机镜头镀膜都会涉及到 AF，本节就 AF 的成分，工作原理及制备工艺进行讲述。
1. AF 膜的直观作用
镀了 AF 的膜面通常会处于镜头的外侧，要经受各种考验：不同习惯动作的人手抚摸，指甲刮擦，油盐酱醋的腐蚀，日晒风吹雨淋，各种布料口袋的摩擦，钥匙等硬物的伤害等等。为了保持摄像头拍照质量始终不受影响，薄膜必须具有一定的硬度要求，必须可以防水防潮，必须可以耐摩擦，必须尽可能防污且易被清洁，而AF膜可以*大程度的提升常规薄膜的这些能力。
由于这些优点，手机外壳镀膜也会大量用到这种技术，且一直是智能手机产品外观设计的一大重点。加硬，耐摩擦，防水防潮，防污耐腐蚀，易被清洁，是手机业界一直在研究的技术。
2. AF 膜的成分及工作原理
AF 是 Anti-Fingerprint 的缩写，字面意思是抗指纹膜，表示的是一种能力，具备抗指纹效果，抗污能力强，且易清洁。在讲述原理之前，有必要先介绍下表面能。
决定物体表面防污防水的关键因素物体的表面能。直接影响着表面物质的粘附性（易沾脏污指纹的程度），液体与表面的粘湿性和渗透性。物质的表面能可以通过接触角计算得到。接触角θ越小，表面能越大，物体表面越湿润；接触角θ越大，表面能越小，物体表面越不湿润，表面“不粘”，从而易于清洁。
下表为常见基底材质的表面能。AF 表面能*小，接触角度*大，也就是 防污、防水性能*佳。而氧化钛膜的表面能为 111 *大，水接触角越小，防污防水效果*差。手机上常用的材料铝、钢和玻璃表面能偏大，粘附性较强。
目前已知的低表面能材料有机硅和有机氟材料，其分子集团的表面能从大到小依次为：-CH2->-CH3>-CF2->C-F2H>-CF3 其中，-CF3 基团的表面能小至 6.17mJ/m2，计算得到接触角为 115.12°， 为目前已知*大分子排斥之接触角。
业界普遍认为，氟材料是目前**能达到用户需求且长期使用的产品；短期内还是以氟材料为主，可以暂且将 AF 技术理解为氟技术。下表为某种AF 材料的成分表。
需要补充说明的是，自然界中存在的荷叶自洁效应，其本质是表面有一层超微纳米结构层，如下图所示。虽然都表现为大的水滴接触角，但其原理与 AF 膜不同。
3. AF 膜类别
目前氟材料在 AF 上面的应用，已接近一个材料的极限了，再做突破难度很大。从大类划分，低表面能的氟材料主要分为两大类：可固化树酯类膜和自我限制表面反应类膜层。下表对这两种膜层的特性进行了总结。对于手机摄像头，目前主流工艺是采用自我限制类有机氟化物。
自我限制表面反应类膜层按产品应用通常分为两大类。一类是硅表面的氟，水滴角大于 115°，动摩擦系数小于 0.03。硅表面的氟材料通常会用在玻璃、阳极氧化、金属等材质。以现在技术发展来看，常见的固体表面都能做上去。另外一类是塑料表面的氟化物，比如 PC、PMMA、ABS 等。水滴角通常大于 105°。
在全球范围内，比利时 Solvay 和大金是 AF 技术的**厂家，其他如度恩、PPG、信越、富士康、旭硝子、巴斯夫等也有能力生产。
4. AF 膜检测标准
对于 AF 膜，目前主要有三种评价测试方法。
a. 接触角测试：可以很快判定是否具备 AF 效果以及是否失效。
b. 动摩擦测试：水滴角及感官体验。
c. 耐摩擦测试。
虽有测试方法，但具体实施标准比较混乱。华为，苹果、三星等各有标准。苹果认为产品表面的摩擦是刚性的，接触的都是刚性物品，如钥匙和纽扣等，因此测试方法倾向于用钢丝绒。三星讲究感官体验。认为软的东西如手指和布料等是 AF 表面的重要接触物，所以倾向于用工业橡皮来测试；并希望做到表面触感顺滑。
5. AF 膜制备工艺
目前*常用的是硅表面氟材料，它由低表面能氟化基团和表面反应基团两种官能基团所组成。当有机氟化物接触到物质表面后，表面反应基团将对对应的表面官能基进行化学反应，产生化学键结，然后成膜。自我限制有机氟化物的主要反应基团是与沉积玻璃（主要成分是 SiO2）表面的羟基（Si-OH）进行缩合反应，但是手机金属表面并无 Si-OH，所以若要在金属或其他材料上使用此类的有机氟化物，必须先在镀一层 SiO2，再镀低表面能的有机氟化物，如下图所示。
市场有多种型号的 AF 药丸，不同型号的性能有明显差异，装药量也会有明显区别。实际应用时也要依据*终客户的判定标准进行慎重选择。
蒸发 AF 通常有两种方法，一种是石墨坩埚，一种是蒸发舟。对于石墨坩埚，度恩官方曾给出了石墨坩埚电子束蒸发时的注意事项，详见下图所示。
须注意电子束轰击位置，并控制束流，束流一般在 50mA 左右，过大的束流或位置不对很容易造成 AF 受热分解，导致镀膜失效。除此外，还要注意以下事项。
a.AF 药丸拆开包装后须立即使用。拆开长久放置药性会挥发失效；
b. 结合层 SiO2 的厚度以 15-20nm 为宜，建议不能太致密，便于 AF 药化学键结成型；
c. 结合层结束后镀 AF，建议速率 0.8nm/S。为保证 AF 充分发挥其效果，实际镀膜中可能需要适当增加膜层厚度，不一定局限于厂家给出的15~20nm 的参考厚度；
d. 成膜后取出镜片，常温静置 120min 以上，让薄膜充分老化。
6. 总结
补充一下，硬度也是手机薄膜很重要的一个指标。硬度与基板本身材质特
性有很大关系。一般情况下，同样工艺镀膜条件下，较硬的基板表面，可以得到硬度更高的测试结果。市场上专用的加硬液，可以涂在基板表面，
进行表面改性，提高硬度，通常称为 HC 膜。与 AF 配合使用，可以大幅
度提高薄膜的测量硬度。
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
采用德国薄膜制备工艺，形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系，能够制备各种超高性能光学薄膜，包括红外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜，应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
卷柔新技术拥有自主知识产权的全自动生产线【sol-gel溶胶凝胶法镀膜线】，这条生产线能够生产全球先进的减反射玻璃。镀膜版面可达到2440*3660mm，玻璃厚度从0.3mm到12mm都可以,另外针对PC,PMMA方面的增透膜也具有量产生产能力。ARcoating减反膜基本接近无色,色彩还原性好，并且可以避免了磁控溅射的缺点，镀完增透膜后玻璃可以做热弯处理和钢化处理以及DIP打印处理。这个难度和具有很好的应用性，新意突出，实用性突出，湿法镀膜在价格方面也均优于真空磁控的干法。
卷柔减反射(AR)玻璃的特点:高透,膜层无色,膜硬度高,抗老化性强(耐候性强于玻璃),玻璃长期使用存放不发霉,且有一定的自洁效果.AR增透减反膜玻璃产品广泛应用于**文博展示、低反射幕墙、广告机玻璃、节能灯具盖板玻璃、液晶显示器保护玻璃等多行业。
我们的愿景：卷柔让光学更具价值！
我们的使命：有光的地方就有卷柔新技术！
我们的目标：以高质量的产品，优惠的价格,贴心的服务，为客户提供优良的解决方案。
上海卷柔科技以现代镀膜技术为核心驱动力，通过镀膜设备、镀膜加工、光学镀膜产品服务于客户，努力为客户创造新的利润空间和竞争优势，为中国的民族制造业的发展贡献力量。
