CN104471170A - 制备含有泵出管的真空绝缘玻璃vig窗单元的方法及装置 - Google Patents

Abstract

提供一种制备真空绝缘玻璃窗组件的方法，其中，在将泵出管插入至真空绝缘玻璃窗组件的玻璃基片中所形成的孔中之前，在该泵出管的下部应用一定数量的湿熔块材料。然后将该泵出管插入至孔中，先是熔块浆端。一定数量的熔块从孔中溢出并在玻璃基片的外表面上孔的附近形成熔块材料隆起物和/或凸起。在插入之前将熔块应用至泵出管的下部，其可减少残余熔块的数量和/或避免残余熔块沉积在泵出管区域与后续密封过程的干涉，例如泵出管的激光密封。

Description

制备含有泵出管的真空绝缘玻璃VIG窗单元的方法及装置

相关申请的相互参照

本申请涉及同时提交的共同委任未决的美国专利申请Nos.13/474,835和13/474,819，其全部内容被纳入此处作为参考。

技术领域

本发明涉及一种制备真空绝缘玻璃(VIG)窗单元配置及制备VIG窗单元的方法及装置。特别是，涉及一种用于将泵出管安装至VIG窗单元的至少一个玻璃基片中所形成的孔中的方法，从而减少可能存在于泵出管露出部分的末端或附近的残余熔块粘合材料，该处将执行管的加热密封(例如通过激光或类似)。减少或消除可能存在于泵出管露出部分的末端的残余熔块，其可减少残余的熔块材料与加热(例如激光)密封过程干涉的可能性，从而提供更稳定和合适的密封，来减少密封后潜在的空气进入VIG窗单元的低压腔中和/或从中释放。

背景和示例性实施例概述

真空绝缘玻璃VIG单元通常包括至少两个分离的玻璃基片，其中附有排空或低压空间/腔。上述基片由外边缘密封互相连接并通常包括隔离片，位于玻璃基片之间，来保持玻璃基片之间的间距，防止由于基片之间的低压环境而造成的玻璃基片损毁。一些示例性VIG配置在类似美国专利Nos.5,657,607,5,664,395,5,657,607,5,902,652,6,506,472和6,383,580中被公开，在此其公开的内容被纳入此处作为参照。

图1和图2示出现有的VIG单元1和用于形成VIG单元1的元件。例如VIG单元1可包括两个分离的玻璃基片2、3，其中附有排空的低压空间/腔6。玻璃片或基片2、3由外边缘密封4互相连接，其可由熔融焊料玻璃被制成。玻璃基片2、3之间可包括一组支承柱/隔离片5，鉴于基片2、3之间存在的低压空间/间隙，来维持VIG单元1的基片2、3的间距。

泵出管8可通过焊料玻璃9被气密密封至空穴/孔10，从玻璃基片2的内表面通向玻璃基片2外表面中的凹槽11底部，或选择性地至玻璃基片2的外表面。真空被连接至泵出管8，将内部腔6排空至低压，例如，使用连续的泵送操作。在腔6排空后，管8的部分(例如，顶端)被熔化来密封低压腔/空间6中的真空。凹槽11用来固定密封的泵出管8。选择性地，凹槽13中可包括化学吸气剂12，其配置在玻璃基片，例如，玻璃基片2的内表面中。化学吸气剂12可用来吸收或混合腔6被排空和密封之后剩下的残余杂质。

通常，具熔融焊料玻璃外边缘密封4的VIG单元，通过在基片2的外围沉积溶液状(例如，熔块浆)的玻璃熔块被制造。该玻璃熔块浆最终形成玻璃焊料边缘密封4。其他基片(例如基片3)被配置在基片2上，从而将隔离片/支承柱5和玻璃熔块溶液夹在两个基片2，3之间。整个组件包括玻璃基片2，3、隔离片/支承柱5、和密封材料(例如，溶液状或浆状的玻璃熔块)，然后加热到至少约500℃的温度，此时玻璃熔块被熔化弄湿玻璃基片2，3的表面，并最终形成气密密封的外围/边缘密封4。

边缘密封4形成之后，真空通过泵出管8被抽出，在基片2，3之间形成低压空间/腔6。空间6中的压力可通过排空处理方式产生且水平低于大气压力，例如10^-2Torr以下。为了在空间/腔6中维持低压力，基片2，3被气密密封。在基片之间提供小的高强度隔离片/支承柱5，以维持基本平行的基片分离来对抗大气压力。当基片2，3之间的空间6被排空，泵出管8可被密封，例如，通过激光熔化或类似等来其顶端熔融。

用于将泵出管8装入空穴或孔10的典型过程包括，将预先形成的玻璃泵出管8插入至玻璃基片2中预先配置的空穴/孔10(例如，通过钻孔)。在将泵出管8置于在空穴/孔10中之后，将粘合性熔块浆应用于泵出管8，通常位于接近玻璃基片2外表面的孔10的开口附近区域。换句话说，在管被插入基片中的空穴/孔中之后，将熔块浆应用至基片2外管8上。如上所述的边缘密封的形成，通常使用湿熔块材料。然后该熔块材料以合适的温度(例如，至少约500℃)被燃烧，从而在泵出管8和玻璃基片2之间形成气密的焊料玻璃密封9。但是，安装泵出管8的该方法具有一些缺陷。例如，在将湿熔块粘合剂应用至已被插入基片的孔102中的泵出管8所在区域时，一些粘合性熔块可能会最终沉积于泵出管8的较高位置，从而余留在靠近泵出管8末端部分的泵出管8部分中的残余熔块，可能会干涉用于密封泵出管8顶端的后续激光加热过程。残余的熔块材料与激光密封过程的干涉经常会不理想地导致不完全的密封，以及漏气，可能会危及VIG窗单元1的腔6中真空条件(例如，低于大气压)的完整性。由于熔块材料与泵出管玻璃的热特性差异，熔块可能会干涉加热密封过程，例如不同材料之间的温度差。

因此，需要一种用于将熔块浆应用至泵出管的方法，从而使制成的组件减少和/或基本消除泵出管区域中的残余熔块，在用于密封泵出管的后续加热过程中减少或避免残余的熔块材料与激光密封过程的不良干涉。

为了克服上述和其他缺点，提供一种制备VIG窗单元的新方法。根据示例性实施例，可在插入至孔之前，先将湿熔块材料应用至泵出管的下部，来替代将湿熔块材料应用至已被插入VIG窗单元的玻璃基片的孔中的泵出管。在将湿熔块应用至泵出管的下部之后，含有被置于其下部的湿熔块材料的泵出管，则被插入至孔中，且泵出管的下部一起被插入孔中，且泵出管的上部被露出(例如，在孔的外部)。以该方法来安装泵出管，可使熔块材料靠近或接近孔并有利于促使熔块材料沉积至孔中并沿着孔的内侧壁，从而在烧制后可更好地将泵出管气密密封在孔中和基片中。应理解，未能装入孔中的大量过剩的熔块材料可被推出孔外，并在基片外表面孔出口附近的区域(例如，在泵出管进入孔处)形成熔块材料的隆起物/凸起，并围绕位于相同区域的泵出管的一部分。该隆起物或凸起的高度在此作为熔块高度。

根据示例性实施例，熔块浆可应用于泵出管的下部(可能仅为下部)，从而其基本包围管下部的外圆周长，例如常规的环状，类似环形或环形圆筒状等但并不局限于此。其可通过旋转方式将熔块浆应用至泵出管，在其下部围绕泵出管的外圆周长形成湿熔块区域从而来完成，但并不局限于此，例如，下部管的四分之一至三分之一可具有常规的环状，但并不局限于此。然后，含有应用于其上的湿熔块浆的泵出管可被插入(先是熔块浆端)至玻璃基片中所形成的孔中。根据示例性实施例，应用至泵出管的末端的熔块浆材料的数量应足够填充孔间隙(例如，泵出管的外表面和玻璃基片中形成的孔的侧壁之间的间隙)，并在玻璃基片上部生成小堆或凸起，来提供如上所述的优点，包括烧制之后在管周围和玻璃基片上部形成较好的气密密封，但并不局限于此。根据进一步的示例性实施例，在烧制之前，优选是在插入泵出管后烘干熔块，来提供足够的粘合强度，从而在烧制之前将泵出管稳固地保持在位置中。所述烘干可包括：例如空气干化和/或热应用，但并不局限于此。

在示例中，发现加热密封泵出管的末端之后真空大气会下降。在一些情况下，泄漏快速，同时在其他情况下，发现泄漏持续更长的周期，例如几天以上。此外发现在泵出管和熔块的界面区域或附近区域的泵出管中出现断裂，造成失去VIG窗单元的腔中的真空。在一些情况下决定使用加热来密封泵出管的上端(或外端)，通过泵出管玻璃被引至熔块，由于熔块与玻璃管之间的温度差导致在熔块管界面附近的玻璃泵出管的热冲击，从而在泵出管和熔块材料之间引起熔块界面区域内泵出管的破裂。如上所述，通常被要求用来熔融泵出管末端的温度是极高的。在此发现熔块界面的泵出管的破裂是由于漏气，其可能包括VIG窗单元的真空。进一步发现热传导取决于泵出管的长度。换句话说，在此发现，当孔中粘合泵出管的熔块与激光加热密封对象泵出管的末端之间的距离太近时，至熔块的潜在热传导以及泵出管与熔块界面中的泵出管热冲击会增大。因此，根据示例性实施例，需要一种VIG窗单元配置，其中，(a)以如上所述改进的方式将管插入至孔中，如需要可减少位于孔的外表面凸出的熔块高度，和/或(b)泵出管的长度，特别是，熔块的顶部与被加热密封的泵出管末端的长度，来减少热冲击的可能性，从而减少或避免熔块与泵出管界面中的泵出管的破裂。同样在示例中，泵出管的长度可被缩短。通常泵出管可包括玻璃并易脆。管太长时，在用于完成VIG玻璃单元的后续制备步骤中可能会损坏管。因此，可达成一种管的总长度和泵出管末端至泵出管与熔块材料的界面的距离之间的平衡。在此发现，示例性实施例中，在泵出管的熔块界面(例如，管上熔块的隆起物/凸起的顶部)与被加热密封的泵出管末端之间的设置距离，优选是范围约为4.5-6毫米，或更优选是范围约为4.8-5.5毫米，且更优选是约5.0毫米，可解决上述的有关加热密封期间的热冲击问题。此外，在此发现，熔块界面之上管的长度范围不会在后续制造过程期间大幅增加损坏管的可能性或概率。如上所述，泵出管可在VIG腔排空或清洁后被密封。泵出管的密封可通过加热泵出管的末端被完成，其用于排空或清洁腔来熔融开口从而来密封VIG窗单元的腔。例如，该加热和熔融可通过激光辐射泵出管的顶端被完成，但并不局限于此。

上述或其他优点可通过一种制备真空绝缘玻璃窗单元的方法被提供，所述方法包括：提供第一基片；在所述第一基片中形成孔；将熔块浆应用到至少泵出管的下部；以及将具有所述熔块浆的所述泵出管的末端插入至所述第一基片中的所述孔中。

以下，有关示例性实施例参照附图对上述和其他实施例的优点进行说明，其中，相同的参照符号表示相同的元件。

附图简要说明

图1是示出现有的VIG单元的横截面示图。

图2是现有的VIG单元的俯视图。

图3是示出根据示例性实施例的熔块浆被应用于其中的示例性泵出管的部分横截面示图。

图4是示出根据示例性实施例的插入至VIG窗单元的玻璃基片中的示例性泵出管的部分横截面示图。

图5是示出根据示例性实施例的制备VIG窗单元的方法的流程图。

图6是示出根据示例性实施例的插入至VIG窗单元的玻璃基片中的示例性泵出管的部分横截面示图。

图7是示出根据示例性实施例的制备VIG单元的方法的流程图，其中，通过利用可变功率设置和控制露出时间的循序多重的激光能应用来密封泵出管。

图8是示出根据示例性实施例的示例性泵出管和用于接收该泵出管的孔的部分横截面示图。

图9是示出根据示例性实施例的示例性泵出管和用于接收该泵出管的孔的部分横截面示图，其中，在该示例性实施例中凹槽的直径大于用于接收泵出管的孔。

图10是示出根据示例性实施例的制备VIG窗单元的方法的流程图，包括形成用于接收泵出管的孔和选择性的凹槽。

示例性实施例的具体说明

在此参照附图对示例性实施例进行详细说明，相同的参照符号表示相同的元件。应理解，在此所述的实施例仅用于说明，并不局限于此，本技术领域的技术人员在不脱离后附的权利要求书的精神和范围下可进行各种修改。

参照图4和图6，示出示例性VIG窗单元1的横截面图。VIG窗单元1包括隔开的第一和第二透明玻璃基片2、3，可通过边缘密封4被互连，例如含有钒基或VBZ型密封或焊料玻璃型密封，但并不局限于此。示例性钒基或VBZ型密封组合物，其在2012年1月20日提交的美国专利申请No.13/354,963中被公开，其全部内容被纳入此处作为参考。基于VBZ(例如，钒，钡，锌)的密封组合物在No.13/354,963中被公开，并可在示例性实施例中用于边缘密封4和/或基于熔块的管密封18、26。在示例性实施例中，现有的焊料玻璃熔块材料也可用于边缘密封4和/或基于熔块的管密封18、26。但是，与用于在VIG单元中形成密封的其他常规玻璃熔块组合物相比，由于VBZ组合物具有更低的燃烧温度(例如，<250℃)，因此在使用VBZ类型的密封组合物时，使用低温密封热属性来维持VIG单元的玻璃的回火。应注意，在此公开的实施例同样适用于使用任何合适的密封材料的VIG配置。

根据示例性实施例，透明玻璃基片2、3可具有几乎相同的尺寸。但是，在其他示例性实施例中，一个玻璃基片可大于所提供的另一个玻璃基片，例如，接近VIG单元的边缘具有L形阶梯。玻璃基片2、3中的一个或两者可选择性地包括至少一个涂层材料(未示图)，例如低辐射涂层，但并不局限于此。应理解，玻璃基片2、3中的至少一个的内表面上可存在多种涂层，且该涂层可向VIG窗单元1提供多种优秀性能特征。在示例性实施例中，VIG窗单元具有至少30％的可见光透射率，更优选是至少40％，甚至更优选是至少50％，且甚至更优选是至少60％或70％。

考虑到低于基片2、3之间的腔6中最终所提供的大气压力，玻璃基片2，3之间可包括一组支承柱/隔离片5，来维持基片的间距。在示例性实施例中，该隔离片的高度约为0.1-1.0mm，更优选是约0.2-0.4mm。隔离片的高度可定义真空腔6的高度。如上所述，隔离片5优选是不引人注目的小尺寸。根据示例性实施例，隔离片可由焊料玻璃、玻璃、陶瓷、金属、聚合物，或任何其他合适的材料制成。此外，隔离片5可以是，例如，常规圆柱形，圆形，球形，硬币状，C状，枕状和/或任何其他合适的形状。

泵出管16可通过焊料玻璃被气密密封，通过孔22穿过一个玻璃基片的内表面，例如基片2，并穿过玻璃基片2，延伸至其外表面之外。泵出管16在过程中被用来排空基片2，3之间的腔6，例如通过将真空泵与泵出管16连接，并以低压将腔排空，例如低于大气压的压力。在优选的示例中，腔6中的压力优选是10-2Torr以下，且更优选是10-3Torr以下，甚至更优选是5x10-4Torr以下。将腔6排空后，泵出管16可被密封，例如通过合适的方式来熔融管16的顶端，类似激光。VIG单元可在住宅、商业大楼、公寓大楼、门、和/或类似中作为玻璃窗被使用，但并不局限于此。

根据示例性实施例，公开一种用于制备VIG窗单元的方法。提出将泵出管安装至VIG窗单元的玻璃基片中的孔中的示例性方法，来减少或避免以过高的位置将熔块材料沉积于泵出管之上。根据示例性实施例，可在插入至孔之前，先将湿熔块材料应用至泵出管的下部，来替代将湿熔块材料应用至已被插入VIG窗单元的玻璃基片的孔中的泵出管。在将湿熔块应用至泵出管的下部之后，含有被置于其下部的湿熔块材料的泵出管，则被插入至孔中，且泵出管的下部一起被插入孔中，泵出管的上部被露出(例如，在孔的外部)。以该方法来安装泵出管，可使熔块材料靠近或接近孔并有利于促使熔块材料沉积至孔中并沿着孔的内侧壁，从而更好地将泵出管密封在孔中和基片中。此外，未能装入孔中的大量过剩的熔块材料可被推出孔外，并在基片外表面孔出口附近的区域(例如，在泵出管进入孔处)形成熔块材料的隆起物或凸起，并围绕位于相同区域的泵出管的一部分。该隆起物/凸起的高度在此作为熔块高度。提供包围并填充在玻璃基片中的孔的外部开口的熔块材料可有利于泵出管的气封密封。与上述的各种实施例一样，在管被插入至基片中的孔之前将熔块应用至管的相关实施例，其可以或也可以不与在此公开的其他示例性实施例相结合。

根据示例性实施例，可将熔块浆应用至泵出管的下部，使其基本上包围管的下部的外圆周长，例如，常规的环形，但并不局限于此，也可以是环或环形圆筒状、或类似等。其可通过旋转方式将熔块浆应用至泵出管，来形成湿熔块区域在下部基本上包围泵出管的外圆周长，例如可具有常规的环状，但并不仅局限于此。此时，含有应用的湿熔块浆的泵出管可被插入(先是熔块浆端)进入玻璃基片中形成的孔中。根据示例性实施例，应用于泵出管末端部分的熔块浆材料的体积应足够来填充孔间隙(例如，泵出管的外表面与玻璃基片中形成的孔侧壁之间的间隙)并在玻璃基片的上部生成熔块堆或凸起，来提供如上所述的有利因素，包括在管周围和玻璃基片上部烧制之后可形成较好的气封密封，但并不局限于此。根据进一步的示例性实施例，优选是，在插入泵出管之后烘干熔块，以提供足够的粘附强度，从而在烧制之前将泵出管固定在位置中。烘干可包括空气干化和/或加热，但并不局限于此。

图3是示出根据示例性实施例的熔块浆被应用于其中的示例性泵出管的部分横截面示图。如图3所示的，示例性泵出管16可配置有大量的湿熔块材料18，基本上包围泵出管16的下部16a。如上所述，根据示例，非限制性插图，熔块材料18可应用于泵出管16的下部16a通过在旋转泵出管16时应用熔块材料18或反之亦然(例如，围绕泵出管旋转熔块浆涂抹器)。当然，可使用任何其他方式将熔块材料18应用至泵出管16的下部16a，当熔块材料18被置于泵出管16的下部16a时基本上包围泵出管16。在将湿熔块材料18应用至泵出管16的下部16a之后，管和浆组合20被插入至VIG窗单元的玻璃基片2中所形成的孔22中。根据示例性实施例，优选是，熔块浆基本上被沉积在管的四分之一至二分之一处，或更优选是，管的四分之一至三分之一处，甚至更优选是，管的四分之一处。

图4是示出根据示例性实施例的插入至VIG窗单元的玻璃基片2中所形成的孔22中的示例性泵出管16的部分横截面示图。根据示例性实施例，在将湿熔块18应用至泵出管16的下部16a之后，含有被置于其下部16a的湿熔块材料18的泵出管16，被插入至玻璃基片2中所形成的孔22中。根据示例性实施例，泵出管16的下部16a整个或部分地被插入孔22中，泵出管16的上部保持露出(例如，孔22的外部)。使用该方法来安装泵出管16可使熔块材料18接近或靠近孔，并可有利于促使熔块材料18沉积至孔22中，并如图4所示，沿着孔22的内侧壁24进一步将泵出管16气封密封至孔22中以及至基片2中。此外，大量过剩的熔块材料18在插入过程期间被推出孔22外，并在基片2外表面管出口附近的区域(例如，在泵出管进入孔处)形成熔块材料的隆起物或凸起26，并围绕位于相同区域的泵出管的一部分。该隆起物/凸起26的高度在此作为熔块高度。提供包围并填充在玻璃基片2中的孔22的外部开口的该附加熔块材料18可有利于烧制后泵出管的气封密封。应该意，虽然图4中管16被插入至玻璃基片2中，但是在本发明的其他示例性实施例中，管16也可被插入至玻璃基片3中的相似的孔中。

图5是示出根据示例性实施例的插入和密封泵出管来制备VIG窗单元的方法的流程图。虽然图5中说明的方法主要是涉及泵出管和粘合性熔块浆插入至VIG窗单元的基片中所形成的孔中，但应注意，其为制备VIG窗单元的整个方法中的一部分。参照图5，在步骤S1中，提供泵出管16，例如优选是玻璃的。在步骤S3中，提供玻璃基片2，包括形成于其中的孔22。应注意，基片2可被分开配置或是作为部分完成的VIG窗单元组件的一部分。然后在步骤S5中，如上所述将湿熔块浆18应用至泵出管16的下部16a。例如，应用湿熔块浆18，从而使其基本上包围如图3所示的泵出管16的下部16a，但并不局限于此。根据示例性实施例，可在旋转泵出管16时应用熔块浆18，将湿熔块浆18基本上配置在泵出管的外圆周长周围或反之亦然。由此应用的湿熔块浆18可具有常规的环状，例如圆圈状，环形的圆筒状等。根据示例性实施例，优选是，熔块浆基本上被沉积在管的四分之一至二分之一处，或更优选是，管的四分之一至三分之一处，甚至更优选是，管的四分之一处。当步骤S5中湿熔块18被应用至泵出管16后，在步骤S7中，泵出管16和被应用至其下部16a的熔块18的组合20被插入至玻璃基片2中所形成的孔22中，先是熔块端。换句话说，根据示例性实施例，在步骤S7中，泵出管16的含有湿熔块浆18的末端16a被插入至玻璃基片2的孔22中。熔块18基本上填充没有被管16占据的孔22的区域，且在优选的示例中，可具有足够的体积，来遮盖孔22的侧壁24。此外，根据优选的示例，大量的熔块浆18可形成隆起物或凸起26，其在孔22的开口包围泵出管16并遮盖孔。如上所述，当组件被烧制时，隆起物或凸起26可提供密封优势。含有玻璃基片2的部件组件，可与泵出管和熔块材料20一起被烘干。根据示例性实施例，优选是粘合性熔块材料可提供足够的湿强度，将泵出管16保持在位置中直到烧制。由此，根据示例性实施例，在步骤S9中，熔块18可被风干或选择性地通过加热被烘干，或是上述两个方法的任何结合。当步骤S9中浆被烘干后，根据示例性实施例，孔22中以及泵出管16周围的熔块18(例如，基于焊料玻璃的熔块，或基于VBZ的熔块)和孔表面被烧制，从而使熔块在泵出管16周围以及在孔22中沿侧壁24形成气封密封(例如，玻璃基片密封)。被执行用来生成最后商业销售的VIG窗单元的进一步的步骤，可包括排空玻璃基片之间的腔，和如下所述的泵出管封顶。在示例性实施例中，以上述方式提供的泵出管可解决经管将VIG单元的腔6排空后剩余的熔块浆残留在泵出管上部并干涉有关密封泵出管的后续过程的问题。如上所述的方法可在泵出管与玻璃基片之间提供较好的气封密封。

其他示例性实施例涉及控制用于将泵出管粘附至孔中的熔块顶部与后续作为加热密封对象的泵出管的末端之间的距离。如在此所述的各种实施例，涉及控制上述距离的实施例可以或也可以不与其他实施例结合使用，类似将管插入至已配备密封材料的孔中。在示例中，发现加热密封泵出管的末端之后真空大气下降。在一些情况下，泄漏快速，同时在其他情况下，发现泄漏持续更长的周期，例如几天以上。此外发现在泵出管和熔块的界面区域或附近区域的泵出管中出现断裂，例如熔块与泵出管相接的顶部，大量地失去VIG窗单元的腔中的真空。在大量的调查之后，决定在一些情况下使用加热来密封泵出管的上端(或外端)，通过泵出管玻璃被引至熔块，由于熔块与玻璃管之间的温度差导致在熔块管界面附近的玻璃泵出管的热冲击，从而在泵出管和熔块材料之间引起熔块界面区域内泵出管的破裂。如上所述，通常被要求用来熔融泵出管末端的温度是极高的。在此发现熔块界面的泵出管的破裂是用于漏气，其可能包括VIG窗单元的真空。进一步发现热传导取决于泵出管的长度。换句话说，在此发现，当孔中粘合泵出管的熔块的顶部与激光加热密封对象泵出管的末端之间的距离太近时，至熔块的潜在热传导以及泵出管与熔块界面中的泵出管热冲击会增大。因此，根据示例性实施例，设置VIG窗单元结构中泵出管的长度，特别是，熔块的顶部与被加热密封的泵出管末端的长度，来减少热冲击的可能性，从而减少或避免熔块与泵出管界面中的泵出管的破裂。但同样在示例性实施例中，泵出管的长度不用太长。例如，泵出管可包括玻璃并易脆。管太长时，在用于完成VIG玻璃单元的后续制备步骤中可能会损坏管。因此，可达成一种管的总长度和泵出管末端至泵出管与熔块材料的界面的距离之间的平衡。根据示例性实施例，在泵出管的熔块界面与被加热密封的泵出管末端之间的设置距离，优选是范围约为4.5-6毫米，或更优选是范围约为4.8-5.5毫米，且优选是约5.0毫米，但并不局限于此。在此发现，根据在此公开的示例性实施例来设置VIG窗单元中从被密封的泵出管末端至泵出管与熔块材料的界面的距离，其可有助于解决热密封期间与热冲击有关的上述问题。此外，还发现熔块界面上方的管长度的示例性范围可被接受，不会在后续制造过程期间大幅增加损坏管16的可能性或概率。

图6是示出根据示例性实施例的插入至VIG窗单元的玻璃基片中的示例性泵出管的部分横截面示图。图6的实施例可以或也可不与类似图3-5实施例和/或图7-10实施例的其他实施例结合使用。VIG窗单元包括泵出管16，其被插入至VIG窗单元的玻璃基片2中所形成的孔22中。在优选的非限制性实施例中，泵出管16包括玻璃，并通过烧制粘合性熔块材料18被密封在孔中22，从而形成如图6所示的玻璃焊料。如上所述有关图3-5中示出的示例性实施例，熔块浆18可形成隆起物/凸起26，其包围泵出管16的一部分，遮盖孔22并具有熔块高度B。熔块凸起26和玻璃泵出管16的界面位于如图6所示的熔块凸起26与泵出管16相接的点28，但并不局限于此。如上所述，位于该界面28的泵出管16的破裂有时可能是由于热冲击以及玻璃和熔块的温差。如上所述，发现了解决界面28中发生的热冲击问题的方法。例如，在一定范围内，相对于熔块凸起26的熔块高度B来控制泵出管16的露出部分的高度A，由此进一步在泵出管的热密封期间控制泵出管16和熔块界面28之间在的热传导。在此发现，通过控制热传导可明显地减少和/或避免热冲击和界面28中泵出管16的破裂。根据示例性实施例，当熔块高度B和露出的泵出管高度A之间的高度差A-B被设置在约4.5-6毫米的范围内，或更优选是在4.8-5.5毫米的范围内，且更优选是5.0毫米时，可明显减少泵出管加热密封期间的热破裂，但并不局限于此。可使用上面针对图5所说明的用于制备VIG窗单元的示例性方法，添加选择泵出管的高度的步骤，来满足上述优选的不同高度范围。

如上所述，泵出管16可在VIG窗的腔6被排空/清洗后被密封。泵出管的密封可通过以下过程被完成：加热用于排空/清除腔6的泵出管16的末端，来熔融开口，然后密封VIG窗单元的腔6。在示例性例子中，该加热和熔融可通过激光辐射泵出管的顶端被完成，该实施例可以或也可以不与图3-6的实施例结合使用。在示例性实施例中发现，控制应用至泵出管顶端的激光能可有利于实现更可靠的密封。如上所述，从泵出管的末端至熔块界面28的热传导问题可能会导致不理想的熔块界面中泵出管的破裂，其可能包括VIG窗单元的腔6中的真空。加快激光过程可有助于减少玻璃泵出管16对激光的露出，并可减少热传导通过泵出管的时间，以及降低热传导至熔块的概率以及泵出管和熔块界面中潜在的破裂。但是，快速的激光处理和高激光功率可能会造成泵出管的玻璃被过热处理以及玻璃泵出管的上层被蒸发。当玻璃泵出管的上层被蒸发，可能会发生明显的释气。此释气可能会不理想地减少已在VIG腔中被泵送的真空，从而导致完成的VIG单元中绝缘(或"R")值被减少。因此，在示例性实施例中提供一种方法来密封玻璃泵出管16的末端，可提供足够的能源来熔融管的末端，同时在密封期间避免玻璃泵出管末端的蒸发，来避免潜在的有害释气。此外，如上所述，优选是以该方法加热泵出管的末端，来避免泵出管/熔块界面中的管破裂。

例如，以循序多重的激光能应用来替代使用快速高功率的密封过程，根据示例性实施例，其利用可变功率设置，循序地减少激光路径或轨迹的直径，和/或控制露出时间，可更好地控制管玻璃的熔融，从而释气较低，但并不局限于此。管密封实施例可以或也可以不与类似图3-6和图8-10实施例的其他实施例联接/结合。当根据示例性实施例的过程较慢，从而更多的热传导可能通过泵出管，该过程可通过控制泵出管的长度被平衡，如同上述的控制28中的熔块顶部至泵出管16顶部的距离。根据示例性实施例，控制时间，将泵出管16周期性地重复露于不同能级的激光，可提供进一步的优点并有助于避免、减少、和/或防止释气。例如，多周期熔融(或"脱焊")过程可包括预熔周期、核心加热周期、和多个追踪周期，其最后熔融并密封泵出管的顶端，但并不局限于此。根据在此公开的示例性实施例，可实施功率、重复、和周期的多种组合。

根据示例性实施例，优选是，用于在此公开的示例性管密封实施例的激光可以是，例如YAG激光器，类似20WYAG激光器，但并不局限于此。在此发现，YAG激光器提供特别适合于处理玻璃的波长，例如密封VIG窗单元的泵出管16。根据示例性实施例，控制时间周期，利用可变的控制功率设置，多次重复，和可变直径，将激光多重循序应用至泵出管的顶部或顶端(例如，延伸至VIG窗单元的腔外部的泵出管的末端)。例如，根据示例性实施例，表1示出使用激光的多重循序应用来密封泵出管，但并不局限于此。

表1

参照表1，根据示例性实施例，激光的第一次应用，例如20WYAG激光器，以80％功率(导致用于20W激光的16W功率调整)被应用，重复10次(例如，激光绕着泵出管顶端的圆周运作的次数)，时钟速度为25英寸/秒，经激光产生的圆形轨迹的直径约为0.1350毫米。根据示例的第一周期，在非限制性实施例中被称为预处理周期(例如，PRE)，其用来预热并准备泵出管顶部用于进一步的循序缓慢密封。例如，PRE周期通过烧除表面污染物和其他残积物来清洁管的顶部，并开始加热管，以促进后续的熔融过程。在表1的示例性设置中，PRE应用之后紧接着是表1中周期数2的核心应用。核心周期可向泵出管的顶部提供足够的能源，并开始熔融管玻璃。根据优选的示例，核心处理提供大部分熔融过程。核心周期之后可以是，例如连续的追踪周期(例如，在此为三个)，提供逐渐降低轨迹直径并减少重复。追踪周期继续泵出管顶部的熔融，逐渐地引导熔融流动至管顶部的中心(例如，滑动)，从而最终来密封泵出管。其他示例，非限制性实施例在以下表2-4中被示出。表2-4的单元与上述的表1相同。总之，PRE处理或周期涉及清洁管顶部的预热/预处理，并预加热管的顶部从而开始熔融处理。核心处理或周期提供大部分熔融过程，且追踪处理或周期连续/逐渐引导熔融流动至管顶部的中心从而来熔融并密封管。

表2

表3

表4

图7是示出根据示例性实施例的制备VIG单元的方法的流程图，特别是针对以上参照表1-4所说明的过程。图7实施例可以或也可以不与图4-6、图8-10中的任何实施例联合使用。参照图7，开始时，在步骤S71中提供准备被密封的具有泵出管16的VIG窗单元。在步骤S73中应用类似20WYAG激光器的热源来执行PRE处理，但并不局限于此。如上所述，步骤S71中执行PRE处理来预加工管16的顶部，去除杂质，污染物，残积物等，以及预加热管的顶部为熔融做准备。该PRE处理可通过使用不同的功率、重复周期、和激光轨迹直径被选择性地反复。在S73步骤的PRE处理被执行后，可在步骤S75中执行核心处理。如上所述，核心处理提供大部分熔融过程。在该示例中，通过使用具合适的功率、重复周期和激光轨迹直径的20WYAG激光器来执行核心处理。步骤S75的核心处理之后，可在步骤S77中执行一系列的追踪处理。如上所述，根据非限制性的示例性实施例，步骤S77的追踪处理可包括一系列以不同功率和重复周期的循序降低直径的激光应用。步骤S77的追踪处理用来逐渐地引导熔融流动至管熔化的顶部的中心(例如，滑动)从而来密封管。步骤S77的追踪过程可在不同的设置下被重复任何适当的次数。当步骤S77的追踪过程结束时/之后，VIG窗单元在步骤S79中被密封。

参照另一实施例，在一些情况下，泵出管有可能没有正确地位于玻璃基片中形成的孔中。因此，泵出管一侧可能会倾斜或翻倒，以及不能基本垂直于形成有孔的玻璃基片的表面。因此，当泵出管没有正确地被安置并与玻璃基片的表面形成不理想的角度时，由于成角度的泵出管顶部的各部分和激光源之间的距离差异，使激光不能一贯地熔融泵出管的顶端，从而较难正确地来密封泵出管。泵出管顶部不一致的熔融可能会导致不完全的密封，从而漏气，且漏气取决于密封的质量并可能会随时间推移更快或更慢。此外，基于管顶端的倾斜，激光可冲击管壁而不是顶部。当激光冲击管壁时，激光可能会潜在地绕过管并冲击熔块，其可能会损坏熔块或造成不理想的释气进入至腔中。需要一种方法将泵出管就位，在可接受的范围内减少管的倾斜。如以下说明的，根据示例性实施例，可通过提供孔的几何形状和尺寸来实现，有助于减少泵出管的倾斜。该孔的几何形状/尺寸的实施例可以或也可以不与图3-7和/或图10的任何实施例联合使用。

根据示例性孔几何形状/尺寸的实施例，可将泵出管16插入至玻璃基片2中的孔22的至少一部分中，玻璃孔的直径尺寸可足以支撑泵出管使其在插入孔中以及插入后面向孔保持基本垂直。例如，根据示例性实施例，在泵出管将被插入的玻璃基片中的孔可被尺寸化，例如，孔的内径大于泵出管16的外径约0.1毫米以上，但并不局限于此，且更优选是，泵出管被插入至孔中，孔的深度使泵出管的下端(例如，被插入孔中的末端)，基本上与玻璃基片的内表面相平(例如，基本上齐平)，但并不局限于此。根据进一步的示例性实施例，泵出管可以或也可以不完全延伸穿过孔，来与玻璃基片的内表面齐平，且可以是与内表面留有较短的距离，例如，离内表面约0.1毫米，但并不局限于此。无论如何，应注意，在示例性实施例中有时不需要使泵出管延伸超出玻璃基片的内表面并进入至VIG窗单元的腔6中。根据示例性实施例，孔22可包括较大直径的凹槽，其形成在玻璃基片的外表面中。根据示例性实施例，孔的较大直径部分可形成凹槽部分，其可能会由于如上所述的与示例性实施例相关的插入过程积累多余的熔块。根据进一步的示例性实施例，凹槽部分的深度可约为玻璃基片厚度的四分之一至二分之一，更优选是，约为玻璃基片厚度的三分之一。根据示例性实施例，孔的较大直径部分的直径，约为大于泵出管的外径0.1毫米至大于泵出管的外径1.0毫米的的范围中。根据示例性实施例，可通过两个阶段的钻孔过程来实现上述具有可接受的构造的孔，其中，使用第一钻头，从玻璃基片的外表面制备孔的第一部分钻至预定的深度，并使用第二钻头，从玻璃基片的内表面制备孔的第二部分钻至预定的高度。根据示例性实施例，第一部分被钻至约孔的深度(例如，玻璃基片的厚度)的三分之一至二分之一。通过使用第二钻头从下钻出第二部分来提供孔的剩余部分。根据示例性实施例，钻头的直径可对应于所形成的孔的内径。在实施例中，凹槽部分被形成，第一钻头的直径大于第二钻头的直径。

图8-9实施例可以或也可以不彼此联合使用，可以或也可以不与图3-7和/或图10的任何实施例联合使用。图8是示出根据示例性实施例的示例性泵出管16和用于接收该泵出管的孔22的部分横截面示图。泵出管16具有外径D1，被示出插入至VIG窗单元的玻璃基片22中所形成的孔22中。如上所述，孔22的尺寸可提供足够的支撑来减少或避免管16被插入孔22中时不理想的倾斜。根据示例性实施例，VIG单元的玻璃基片2中所形成的孔22的内径D2可大于泵出管16的外径D1约0.05-0.2毫米，更优选是D2可大于D1约0.05-0.015毫米，甚至更优选是D2大于D1约0.01毫米。此外，根据示例性实施例，基片22中所形成的孔22的深度D5约为管16长度的四分之一至二分之一，更优选是，基片22中所形成的孔的深度D5约为管16长度的三分之一至二分之一，更优选是，基片2中所形成的孔22的深度D5约为管16长度的三分之一。

图9是示出根据另一个示例性实施例的示例性泵出管和用于接收该泵出管的孔的部分横截面示图。除了在基片2中提供孔22来容纳泵出管16以外，如参照图8所述的相同，图9说明的实施例包括在玻璃基片2的外表面中形成选择性的凹槽部分28。例如此凹槽28可具有直径D3，其大于泵出管16被插入的孔22的直径D2。根据示例性实施例，优选是凹槽部分28的直径D3大于泵出管16的直径D1约0.20-2毫米，或更优选是凹槽部分28的直径D3大于泵出管16的直径D1约0.5-1.5毫米，或更优选是凹槽部分28的直径D3大于泵出管16的直径D1约1.0-2.0毫米。根据示例性实施例，插入孔22中的泵出管16部分的长度D5优选是参照图8所述的范围。根据示例性实施例，优选是凹槽部分28的深度D4约为玻璃基片2的厚度D6的四分之一至二分之一，或更优选是凹槽部分28的深度D4约为玻璃基片的厚度D6的三分之一至二分之一，甚至更优选是凹槽部分28的深度D4约为玻璃基片2的厚度D6的三分之一。如上所述，优选是泵出管16的下端基本上与玻璃基片的内表面齐平。也可以是管16被插入时，管16的下端与玻璃基片2的内表面仅差一点距离。例如，管16的下端从玻璃基片的内表面被缩进约0.1-1.0毫米，或更优选是约0.05-0.5毫米，或甚至更优选是约0.1毫米。无论如何，泵出管16的下端不需要延伸超出玻璃基片2的内表面并进入至VIG窗单元的腔中。

图10是示出根据示例性实施例的制备VIG窗单元的方法的流程图。图10的实施例可以或也可以不与图3-9中的任何实施例联合使用。根据示例性实施例，图10的流程图集中于孔22的形成和/或在玻璃基片2中的凹槽部分28以及管16被插入至孔22中。在步骤S101中，提供玻璃基片2(作为VIG窗单元的一部分和/或形成之前)。根据优选的实施例，可使用双钻方式来钻孔22和/或凹槽部分28。由于双钻方式可大幅度地减少玻璃的爆裂，特别是玻璃基片22的内表面，因此其为优选的。在步骤S103的双钻过程中，首先在步骤S103a中从玻璃基片2的外表面向玻璃基片的内表面钻出孔22，其具有指定的直径D2(或形成凹槽部分28的实施例的D3)。优选是，步骤S103a的该第一钻的直径对应于孔22的内直径D2(或形成凹槽部分28的实施例的D3)。然后在步骤S103b中从基片2的内表面钻出第二孔来与步骤S103a中钻出的孔相合。优选是，用于步骤S103b中的该第二钻的钻头直径对应于内直径D2。在为单一直径的孔的情况下，例如，如图8所示出的，步骤S103a和S103b的钻孔过程都通过相似尺寸的钻头被完成。但是，当凹槽部分28被形成时，在步骤S103a中可使用更大的钻头。相关的孔和/或凹槽的尺寸如上述参照图8和图9被说明。应理解，钻孔步骤S103a和S103b的顺序可互换并以两者中的任何一个顺序完成。然后在步骤S105中，将管16插入到孔22中至上述的合适的深度。选择性地，如参照图2-5所述的，在将管插入至孔22之前，其下部可具有被应用的熔块。

在本发明的示例性实施例中，提供一种制备真空绝缘玻璃(VIG)窗单元的方法，所述方法包括：提供第一基片，其中定义孔；将熔块浆应用到至少泵出管的下部；以及将具有所述熔块浆的所述泵出管的末端插入至所述第一基片中定义的所述孔中。

如前段落中所述的方法，可进一步包括：使用所述泵出管，将所述第一基片和第二基片之间形成的腔排空至低于大气压的压力。

如前两个段落中任何一项的方法，可进一步包括：在所述泵出管被插入所述第一基片的所述孔中之后，将所述熔块浆烘干。

如前三个段落中任何一项的方法，可进一步包括：烧制其中插有所述泵出管的所述第一基片的至少一部分，在所述泵出管和所述第一基片之间形成气密密封。

如前四个段落中任何一项的方法，其中，所述第一基片含有玻璃。

如前五个段落中任何一项的方法，可进一步包括：通过钻机在所述基片上形成所述孔。

如前六个段落中任何一项的方法，可进一步包括：通过使用第一钻头从所述第一基片的第一侧至少钻出所述孔的第一部分，并使用第二钻头从相对于所述第一侧的所述第一基片的第二侧钻出所述孔的第二部分，从而在所述第一基片中形成所述孔。所述孔的所述第一部分和所述孔的所述第二部分可以或也可以不具有相同的直径，和/或所述孔的所述第一部分和所述孔的所述第二部分具有不同的直径。

如前七个段落中任何一项的方法，可进一步包括：在所述插入的步骤期间形成含有熔块材料的块，从所述孔中被挤出，所述块被置于所述孔的顶部附近并围绕延伸至所述孔外部的所述泵出管的一部分。

如前八个段落中任何一项的方法，其中，应用所述熔块浆的步骤包括：以旋转方式将所述熔块浆应用到所述泵出管的下部。所述旋转方式可包括：在应用所述熔块浆时旋转所述泵出管，和/或围绕所述泵出管旋转熔块浆涂抹器。

如前九个段落中任何一项的方法，其中，所述下部包括至少下部三分之一的所述泵出管。

如前十个段落中任何一项的方法，其中，所述熔块浆遮盖所述孔的内侧壁的至少一部分，并可基本上遮盖所述孔的内侧壁的所有部分。所述熔块浆可遮盖所述孔的内侧壁的至少二分之一。

如前十一个段落中任何一项的方法，所述熔块浆可包含钒、钡、和锌中的一个或多个。

如前十二个段落中任何一项的方法，其中，所述熔块浆可含有焊料玻璃浆。

如前十三个段落中任何一项的方法，其中，当所述泵出管被插入至所述孔中时，应用至所述泵出管的熔块浆的数量足够填充所述泵出管与所述基片中的所述孔的一侧之间所形成的间隙的至少一部分。

如前十四个段落中任何一项的方法，可进一步包括：使用所述泵出管，将所述第一基片和第二基片之间形成的腔排空至低于大气压的压力，然后密封所述泵出管的顶端(例如，通过激光)。

如上所述，虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，本领域的普通技术人员可进行各种修改和变形，修改将由后附的权利要求范围定义。

Claims (23)

1.一种制备真空绝缘玻璃窗单元的方法，所述方法包括：

提供第一基片，其中定义孔；

将熔块浆应用到至少泵出管的下部；以及

将具有所述熔块浆的所述泵出管的末端插入至所述第一基片中定义的所述孔中。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

使用所述泵出管，将所述第一基片和第二基片之间形成的腔排空至低于大气压的压力。

3.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：

在所述泵出管被插入所述第一基片的所述孔中之后，将所述熔块浆烘干。

4.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：

烧制其中插有所述泵出管的所述第一基片的至少一部分，在所述泵出管和所述第一基片之间形成气密密封。

5.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述第一基片含有玻璃。

6.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：通过钻机在所述基片上形成所述孔。

7.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：通过使用第一钻头从所述第一基片的第一侧至少钻出所述孔的第一部分，并使用第二钻头从相对于所述第一侧的所述第一基片的第二侧钻出所述孔的第二部分，从而在所述第一基片中形成所述孔。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述孔的所述第一部分和所述孔的所述第二部分具有相同的直径。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述孔的所述第一部分和所述孔的所述第二部分具有不同的直径。

10.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：在所述插入的步骤期间形成含有熔块材料的块，从所述孔中被挤出，所述块被置于所述孔的顶部附近并围绕延伸至所述孔外部的所述泵出管的一部分。

11.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，应用所述熔块浆的步骤包括：

以旋转方式将所述熔块浆应用到所述泵出管的下部。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述旋转方式包括：

在应用所述熔块浆时旋转所述泵出管。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述旋转方式包括：

围绕所述泵出管旋转熔块浆涂抹器。

14.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述下部包括至少下部三分之一的所述泵出管。

15.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述熔块浆遮盖所述孔的内侧壁的至少一部分。

16.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述熔块浆遮盖所述孔的内侧壁的所有部分。

17.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述熔块浆遮盖所述孔的内侧壁的至少二分之一。

18.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述熔块浆包含钒、钡、和锌。

19.如权利要求1-17中任何一项所述的方法，其中，所述熔块浆含有焊料玻璃浆。

20.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，当所述泵出管被插入至所述孔中时，应用至所述泵出管的熔块浆的数量足够填充所述泵出管与所述基片中的所述孔的一侧之间所形成的间隙的至少一部分。

21.如上述权利要求中任何一项所述的方法，其中，当所述泵出管被插入至所述孔中时，应用至所述泵出管的下部的熔块浆的数量足够填充所述泵出管与所述基片中的所述孔的一侧之间所形成的间隙的至少一部分，且所述孔中的所述熔块材料延续在所述孔的顶部形成熔块材料隆起物，并包围所述泵出管。

22.如上述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：使用所述泵出管，将所述第一基片和第二基片之间形成的腔排空至低于大气压的压力，然后密封所述泵出管的顶端。

23.一种制备真空绝缘玻璃窗单元的方法，所述方法包括：

将下部具有熔块材料的泵出管插入至玻璃基片中形成的孔中；以及

使用所述插入的泵出管，将所述基片和另一基片之间形成的腔排空至低于大气压的压力。