60μm UTG 玻璃的製程極限:從浮法到溢流下拉,摺疊螢幕玻璃怎麼做出來|躍動手機維修整理歸納(2026 Q2)

2026-07-05|製程工藝解析|閱讀時間約 9 分鐘

製程數據:60 微米(μm)是什麼概念?人類頭髮直徑約 70μm。換句話說,Galaxy Z Fold 8 的螢幕保護玻璃比一根頭髮還薄。但 Samsung 選擇從 45μm「加厚」到 60μm,這個反直覺的決定背後,是 UTG(Ultra Thin Glass)製程的物理極限與工程妥協。

UTG 玻璃的三種製造路徑

超薄玻璃的製造並非單一技術,而是根據厚度需求選擇不同工藝。目前業界有三條主要路徑:

1
浮法(Float Process)→ 化學蝕刻減薄
傳統浮法玻璃先製成 0.4mm 厚片,再用氫氟酸(HF)溶液蝕刻至目標厚度。可達 30μm,但表面會殘留微裂紋,抗彎強度僅 200-400MPa。這是早期 Z Fold 4-5 的做法。
2
溢流下拉法(Overflow Fusion Draw)
玻璃液從槽口溢出,在重力作用下向下延伸,同時被輥輪拉伸至目標厚度。全程不接觸任何固體表面,因此兩面保持原始火拋光(fire-polished)狀態,無微裂紋。可達 50-70μm,抗彎強度 800-1200MPa。Corning 的 Willow Glass 即採用此法。
3
狹縫下拉法(Slot Draw)
玻璃液通過精密狹縫模具向下拉出,厚度由拉引速度與溫度梯度控制。可穩定產出 20-100μm,但模具唇口精度要求極高(±1μm),且模具磨耗會導致厚度不均。SCHOTT 的 Asahi Glass 採用類似工藝。
UTG 製程比較:厚度 vs. 強度 vs. 成本 浮法+蝕刻 厚度:30-50μm 強度:200-400MPa 表面:有微裂紋 成本:★★☆ 良率:85-90% ⚠ 蝕刻不均 ⚠ 邊緣脆弱 溢流下拉法 厚度:50-70μm 強度:800-1200MPa 表面:火拋光 成本:★★★ 良率:70-80% ✓ 無接觸面 ✓ 雙面完美 狹縫下拉法 厚度:20-100μm 強度:600-900MPa 表面:單面接觸 成本:★★★★ 良率:60-75% △ 模具精度要求高 △ 厚度均勻性挑戰 Z Fold 8 推測採用溢流下拉法(強度與厚度最佳平衡點)

為什麼是 60μm?—— 摺疊應力與厚度的數學

玻璃在摺疊時,外側受拉伸應力、內側受壓縮應力。根據材料力學公式,表面最大應力 σ 與厚度 t 成正比:

σ = E × t / (2 × R)
其中 E = 楊氏模量(玻璃約 72GPa)、t = 厚度、R = 摺疊半徑

以 Z Fold 8 的摺疊半徑 R ≈ 3mm 計算:
• 45μm:σ = 72×10⁹ × 45×10⁻⁶ / (2 × 3×10⁻³) = 540 MPa
• 60μm:σ = 72×10⁹ × 60×10⁻⁶ / (2 × 3×10⁻³) = 720 MPa

溢流下拉法玻璃的抗彎強度約 800-1200MPa,因此 60μm 的 720MPa 仍在安全範圍內(安全係數 1.1-1.7),但已接近下限。

如果繼續做薄到 30μm,應力降至 360MPa,看似更安全——但 30μm 玻璃的觸感會像「塑膠膜」,用戶回饋普遍不佳。45μm 是 Samsung 在 Z Fold 6-7 的嘗試,結果是摺痕不明顯但刮傷率偏高。60μm 是「寧可摺痕可見、也不要刮傷投訴」的工程決策。

UTG 2.0 硬化塗層:60μm 之上的纳米工程

Z Fold 8 Ultra 據傳採用的「UTG 2.0」,在 60μm 玻璃之上再加一層約 5-10μm 的硬化塗層。這層塗層的材料並非傳統的矽基硬塗(hard coat),而是推測為有機-無機雜化材料(Organic-Inorganic Hybrid),結合了:

無機成分(SiO₂/ZrO₂ 纳米粒子):提供 9H 硬度,抵抗鑰匙、硬幣刮傷
有機成分(聚矽氧烷基質):提供彈性,讓塗層在 50 萬次摺疊中不開裂

這個組合的關鍵挑戰在於:無機成分越多越硬但越脆,有機成分越多越韌但越軟。塗層配方必須在「硬度 ≥ 9H」與「摺疊不開裂」之間找到精確平衡。據業界估計,這類塗層的固化條件(UV + 熱固化雙階段)與厚度控制(±0.5μm)是良率的主要瓶頸。

維修視角:塗層損傷的不可逆性

從維修角度來看,UTG 2.0 的硬化塗層一旦損傷,無法局部修復。原因在於:

1. 塗層與 UTG 玻璃之間是化學鍵結(非物理附著),無法「補漆」
2. 塗層厚度僅 5-10μm,任何研磨都會破壞周圍區域的厚度均勻性
3. 塗層的摺疊耐久性依賴完整的網狀結構,局部修復會形成應力集中點

這意味著:Z Fold 8 Ultra 的螢幕一旦出現塗層剝離或深度刮傷,唯一的解決方案就是更換整片螢幕總成,維修成本與 Z Fold 7 相比不會降低,甚至可能更高(因為 UTG 2.0 的材料成本更高)。

📱 摺疊機螢幕維修需要無塵室等級環境

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