
在“中國硅谷”深圳舉辦的一次創新活動上,科技集團SCHOTT向人們展示了玻璃對行動裝置(如智能型手機和平板計算機)未來發展的巨大影響。SCHOTT不僅在一般零件如顯示屏幕保護玻璃領域為今后的裝置設計奠定了基礎,同時SCHOTT研制的特殊玻璃,由于其材質與硅的物理性質類似,正在改變傳感器、芯片和天線的設計理念。
智能型手機用戶每天平均碰觸手機的次數超過2,500多次。如此高的碰觸頻率主要是用手指瀏覽信息和應用軟件的使用,這樣一來,用戶和手機顯示屏幕保護玻璃之間的關系顯得格外親密。較為不明顯的是:玻璃對于手機內部零件,如傳感器和芯片,具有重要的保護作用。國際科技集團SCHOTT現已在中國深圳的一次創新活動上向人們具體呈現“智能型手機內置玻璃”的主題項目,此項目會讓觀眾眼前一亮。
高分辨率數字相機──運用濾除近紅外線的濾光鏡片只為提供最佳效果
現代高階智能型手機如今可以實現千萬或千萬以上畫素的數字攝影。大多數人都知道圖像質量不僅僅取決于畫素的大小。除了所謂的CMOS傳感器以外,置于相機前端的濾光鏡片對攝影的真色度和現實成像度會產生重要影響。優質濾光鏡片由高強度超薄玻璃制成,可保護相機模塊免受刮痕的困擾。
濾光鏡片所起的重要作用:它是一種吸收式的近紅外線濾除的濾光鏡片(NIR濾除濾光鏡片)。這種濾光鏡片可以在復雜光線和極其惡劣的攝影條件下展現其性能作用。SCHOTT的吸收式近紅外線濾除濾光鏡片是高科技相機模塊和智能型手機相機中的一個零件,較其他材料優勢明顯。如干涉濾光鏡片,其過濾近紅外線光譜的性能較差,通常是配備在低畫素相機上。SCHOTT可以提供各種不同種類的玻璃產品,可以用于低階至高階相機上的近紅外線濾除的濾光鏡片的應用。就高階近紅外線濾除的濾光鏡片而言,很大程度上來說,SCHOTT是該產品的主要供貨商之一。
“無論人們拍攝高像素的相片使用的是高階智能型手機或是數字單眼相機,可以肯定都是透過紅外線濾除濾光鏡片而成的,”SCHOTT先進光學部門歐洲區銷售總監Andreas Haedrich這樣表示。“通常來說,你可以假設所有具備500萬以上畫素的數字相機均使用吸收式的近紅外線濾除濾光鏡片。由于智能型手機雙鏡頭、望遠及廣角鏡頭搭配結合的趨勢,市場對公司產品的需求量在過去幾個月成長了一倍”,他接著說道。“這種積極的開發策略促使SCHOTT集團追求更高的開發成果。換言之,SCHOTT目前正在努力將近紅外線濾除的濾光鏡片做得更薄以適應智能型手機更輕盈的設計趨勢。”
超薄玻璃──專門用于曲面設計和未來傳感器

SCHOTT AS 87 eco超薄玻璃
SCHOTT集團多年來一直致力于提升其超薄玻璃的開發。透過工業制造方法使玻璃的厚度降至30微米,超薄玻璃可應用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提供了廣闊的應用可能。
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,這主要是根據其特殊材料的性質,將其投入到電子零件中使用。當然,未來還會有更多應用的可能性。由于超薄玻璃的靈活性,已經可以將其應用到未來曲面設備的設計之中。
SCHOTT AS 87 eco是一種特殊玻璃,同這類應用相得益彰。該產品是由SCHOTT集團位于德國和亞洲的兩個部門國際性合作研制的產品,并透過環保方式在德國生產而成。這種玻璃提供超薄及可即刻使用的厚度范圍,極端堅固及彈性,具備獨特的物理性能。例如,其具備卓越的光學和物理穿透特性,這些特性對于指紋傳感器來說都是重要的參考因素。此外,獨特的生產制程免去了使用有害酸液進行減薄的步驟。SCHOTT AS 87 eco應用領域極其廣泛,它還可以用做曲面顯示屏幕的保護玻璃使用。
此超薄玻璃是運用“下拉法”直接從融爐拉制成所需的厚度。這是一種制造超薄膜鏡片的技術,SCHOTT集團是世界上唯一精通此技術的公司。同時,也是推動超薄玻璃用于未來芯片和傳感器進入奈米層次的先驅。
與硅類似特性的特殊玻璃──用于傳感器和5G天線等產品
同SCHOTT AS 87 eco一樣,SCHOTT MEMpax也是運用下拉法,從融爐直接拉制而成。這種制程可以讓客戶在火拋表面節約成本,甚至是在低于500微米的厚度。MEMpax的特別之處在于此硼硅酸玻璃的線性熱膨脹系數及其火拋表面與硅的特性類似。而且,這種玻璃非常適合做陽極接合。它可以同硅相結合,而硅這個化學元素經過特殊加工,是半導體行業中計算機芯片、處理器和傳感器的基礎。
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,進而可以為構成微機電系統部件提供可靠的測量結果(同樣被稱為“MEMS”或是微機電系統)。

玻璃可以做為大規模MIMO系統(5G)和雷達應用程序的基材
此同質材料不僅適合做為未來傳感器中昂貴高分子的理想替代品,同時,還可以做為高頻應用整合的基材。這個意思指的是將盡可能多的電路組件與天線在一個很小的空間里集中組裝在一個最佳開發的零件內,同時確保其擁有更優質的性能。這對于多輸入/多輸出無線電系統而言很有挑戰趣味,這也是就所謂的“大規模MIMO”,它可以做為第五代電信網絡(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LTE網絡或快速Wi-Fi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,比如在足球館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。
“不論某個公司是一家在汽車領域從事基于雷達的遠距離測量裝置的制造商,還是一家將許多手機無線電天線結合的可靠基材制造商,SCHOTT集團的超薄專用玻璃都可以滿足其各種設計需求、高標準的制造精度和卓越的高頻性能,”SCHOTT集團材料開發部門的Martin Letz這樣表示。“另外,玻璃比聚四氟乙烯Teflon具有更為明顯的金屬復合性,比如在用于高頻系統的標準材料時。同時,玻璃較塑料而言,還具有更高的抗拉剛度和良好的介電性能,”他最后總結。