AF工作原理及制备工艺简述
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膜可以最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表面能最小，接触角度最大，也就是防污、防水性能最佳。而氧化钛膜的表面能为111最大，水接触角越小，防污防水效果最差。手机上常用的材料铝、钢和玻璃表面能偏大，粘附性较强。
表 不同基底材质表面能比较
基底材质 表面能γc（mn/m） 水接触角(度)
afc 抗指纹镀层 16 115
poly(tetrafluoroethylene) 聚四氟乙烯 18.5 114
polypropylene 聚丙烯 31.0 108
aluminium (3003 h14) 铝 49 60
steel (a1008) 钢 60 53
glass玻璃 78 <15
tio2氧化钛 111 -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°，为目前已知最大分子排斥之接触角。 业界普遍认为，氟材料是目前唯一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。
表 两类材料性能对比
可固化树酯类有机氟化物 自我限制类有机氟化物
镀层结构 单层可uv固话或热固化之树酯覆盖 双层结构：底层sio2+上层自我限制氟化分子
镀膜方法 喷涂于表面后uv或热固化 sio2：pvd或cvd真空镀膜技术
自我限制氟化分子：喷涂或蒸镀
薄膜厚度 0.5~10微米(um) 5~20纳米(nm)
薄膜优点 薄膜较厚，对抗坚硬物质有较佳的机械强度
施工容易
成本低廉 薄膜极薄，不影响产品外观、颜色、规格。保留金属触感
良品率极高
无脱膜问题，就算薄膜被磨掉也不影响产品外观
表面能极低，最低可达到16(mn/m)
薄膜缺点 薄膜较厚，影响产品外观、规格、触感、散热等特性
良品率不易控制
使用时间长可能产生脱膜之问题，严重影响外观 镀膜工艺较复杂
价格稍高
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技术的顶级厂家，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
目前最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最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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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表面能最小，接触角度最大，也就是防污、防水性能最佳。而氧化钛膜的表面能为111最大，水接触角越小，防污防水效果最差。手机上常用的材料铝、钢和玻璃表面能偏大，粘附性较强。
表 不同基底材质表面能比较
基底材质 表面能γc（mn/m） 水接触角(度)
afc 抗指纹镀层 16 115
poly(tetrafluoroethylene) 聚四氟乙烯 18.5 114
polypropylene 聚丙烯 31.0 108
aluminium (3003 h14) 铝 49 60
steel (a1008) 钢 60 53
glass玻璃 78 <15
tio2氧化钛 111 -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°，为目前已知最大分子排斥之接触角。 业界普遍认为，氟材料是目前唯一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。
表 两类材料性能对比
可固化树酯类有机氟化物 自我限制类有机氟化物
镀层结构 单层可uv固话或热固化之树酯覆盖 双层结构：底层sio2+上层自我限制氟化分子
镀膜方法 喷涂于表面后uv或热固化 sio2：pvd或cvd真空镀膜技术
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薄膜厚度 0.5~10微米(um) 5~20纳米(nm)
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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
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