凡诺电子：做触摸屏选盖板，物理强化和化学强化到底选哪个？

很多工程师在设计工业触摸显示屏时都会遇到一个问题盖板玻璃到底应该选择化学强化玻璃还是钢化玻璃不少人认为钢化玻璃更结实所以一定更好。实际上这种说法并不全面。在工业显示、医疗设备、车载终端等应用中盖板玻璃的选择不仅关系到强度还会影响光学贴合、产品结构、加工工艺以及整机可靠性。我们在做触摸显示项目时经常遇到客户因为前期选型不合理导致后续出现玻璃翘曲、贴合良率低、结构受限等问题。因此在产品设计初期了解两种强化工艺的区别可以避免很多后续修改成本。什么是钢化玻璃钢化玻璃Tempered Glass采用热钢化工艺制造。生产时玻璃会被加热到约620℃再利用高速冷风快速冷却使玻璃表面形成压应力层从而提高整体机械强度和抗热冲击能力。钢化玻璃最大的优点是整体抗冲击能力强工艺成熟、成本相对较低而且破碎后会形成细小颗粒安全性较高因此广泛应用于建筑玻璃、家电以及一些工业设备。不过它也存在局限。对于0.7mm、1.1mm等薄玻璃来说高温钢化容易产生翘曲变形而且钢化完成后不能再进行切割、钻孔等机械加工因此复杂异形结构的加工难度较高。通常来说3mm以上的盖板玻璃更适合采用钢化工艺。什么是化学强化玻璃化学强化玻璃Chemical Strengthened Glass采用的是离子交换工艺而不是高温热处理。玻璃会浸泡在约400℃的熔融钾盐中表面的钠离子被尺寸更大的钾离子替换从而在玻璃表面形成压应力层提高抗裂纹扩展能力。由于整个过程温度较低玻璃尺寸变化很小因此能够保持更好的平整度。目前手机、车载显示、工业触摸屏以及医疗设备大多采用化学强化玻璃。对于现代触摸显示产品来说化学强化最大的优势不是强度而是更适合轻薄化设计。它不仅能够满足0.55mm、0.7mm、1.1mm等薄玻璃的使用需求还更适合OCA光学全贴合以及各种异形开孔、超窄边框等工业设计。两种强化工艺应该怎么选很多工程师第一反应就是比较强度其实真正影响选型的往往是下面几个因素。第一玻璃厚度。如果盖板厚度小于3mm一般都会优先考虑化学强化因为它能够更好地控制平整度如果玻璃厚度达到3mm以上钢化玻璃在整体抗冲击能力方面更具优势。第二是否需要光学全贴合。如今工业显示越来越多采用OCA全贴合以提高透光率、减少反射并改善阳光下可视性。而全贴合对玻璃平整度要求非常高一旦玻璃翘曲就容易出现胶层不均、气泡甚至贴合良率下降。因此大多数需要全贴合的项目都会优先选择化学强化玻璃。第三产品使用环境。如果产品用于工业控制、医疗设备、车载终端等室内环境通常更关注显示效果和长期稳定性而户外设备、自助终端、重型工业设备则需要承受更大的机械冲击此时较厚的钢化玻璃通常会更合适。第四产品结构。随着工业产品越来越轻薄越来越多的设备采用超窄边框、Logo窗口、摄像头开孔以及各种异形结构。设计越复杂对加工精度要求越高化学强化的优势也越明显。值得注意的是很多人把玻璃破裂归咎于强化工艺其实不少案例真正的问题出在结构设计例如边缘支撑不足、安装方式不合理或受力不均。盖板玻璃只是整机的一部分只有结合结构设计一起考虑才能获得更好的可靠性。我们在项目中一般如何推荐在我们15年的工业触摸显示项目中大多数定制产品都会根据盖板厚度、光学全贴合、IK防护等级以及实际使用环境综合选择强化方案而不是简单比较哪种玻璃更坚固。对于工业HMI、医疗设备、车载显示等产品我们大多数会推荐化学强化玻璃以获得更好的平整度、贴合效果和设计灵活性而对于户外终端、自助设备以及高冲击环境则会根据玻璃厚度和防护要求选择钢化玻璃。除了盖板玻璃我们还可以提供LCD显示屏、电容触摸屏、光学全贴合Optical Bonding以及整套触摸显示模组定制方案帮助客户从产品设计阶段就兼顾可靠性、成本和制造良率减少后期反复修改。总结化学强化玻璃和钢化玻璃没有绝对的优劣关键在于应用场景。如果产品采用薄盖板、需要光学全贴合、追求轻薄设计或结构复杂化学强化玻璃通常是更好的选择如果产品采用3mm以上厚玻璃需要更高的整体抗冲击能力钢化玻璃依然是一种成熟可靠的方案。对于工业触摸显示项目来说与其问哪种玻璃更结实不如先明确产品厚度、使用环境、贴合工艺以及结构设计要求再选择最适合的强化方案。只有系统性地考虑盖板玻璃、触摸屏、LCD以及整机结构才能获得更稳定、更可靠的触摸显示产品。