CN105439480A - 一种真空玻璃的金属封接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空玻璃的金属封接方法，该方法包括以下步骤:步骤（1）在构成真空玻璃的两片玻璃基板的待封接区域预制金属化层；步骤（2）将金属焊料放置在其中一片或两片玻璃基板的所述金属化层上；步骤（3）采用加热装置，对焊料上的多个局部区域进行加热至焊料熔化，加热温度为150℃至350℃，然后经冷却后焊料固定在金属化层上；步骤（4）将所述金属化层相向地叠合所述两片玻璃基板，加热所述待封接区域或整个玻璃基板至金属焊料熔化，加热温度为150℃至350℃；步骤（5）对封接区域或整个玻璃基板进行冷却，完成封接过程。本发明的方法不仅可以用于钢化真空玻璃制作，而且大大简化了工艺过程，缩短封接时间，同时可以获得牢固、可靠的封接边，保证真空玻璃的气密密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及真空玻璃生产技术领域，尤其是一种真空玻璃的金属封接方法。
背景技术
真空玻璃的封接技术是真空玻璃制作工艺过程中的关键技术，其直接影响着真空玻璃的成品合格率及后期的使用寿命。现有技术中真空玻璃的封接方法通常有：
(1)采用低熔点玻璃料熔化密封，封接温度一般在400～500℃左右，通过火焰或电热使低熔点玻璃料熔化而完成玻璃板与玻璃板之间的复合封接。该工艺采用的低熔点玻璃通常为铅锌系(PbO-ZnO)封接玻璃，由于铅对环境和人体的危害，这种材料就长远发展来讲不利于环保要求，同时其制作装备、工艺复杂，复合封接后的玻璃板往往还会产生边缘热应力，因此还要进行适当的退火处理，结果大大降低了生产效率。另外，钢化玻璃如果采用该工艺进行封接，将会使玻璃退火，失去其安全特性。
(2)采用各种塑料或树脂材料进行玻璃板之间的复合封接。有专利文献提到用有机玻璃，如：PC、ABS、LDPE、PVC等，还有的专利文献中采用PVB、EVA(EN)等夹层玻璃的材料，加工方法都是把上述材料置于两片玻璃板之间做成预制件，然后将预制件置于适当的条件下压合而成。这种工艺类似于制作夹层玻璃的工艺。该工艺虽然可以实现玻璃板之间的复合封接，但大多数塑料和树脂材料自身的气体渗透率和透湿度都远远大于玻璃，而且，大多数有机材料与玻璃板表面只是物理粘合，很难保证结合部不渗漏，而一旦出现气体（包括水汽）的渗入，将直接导致封接强度减弱、夹层内结露、玻璃霉变。另外，随着时间的推移，有机材料的老化问题也直接影响到复合玻璃板的封接效果和寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种工艺简便、封接可靠、牢固的真空玻璃封接方法。
为了实现上述目的，本发明公开了一种真空玻璃的金属封接方法，其包括以下步骤：
步骤（1）在构成真空玻璃的两片玻璃基板的待封接区域预制金属化层；
步骤（2）将金属焊料放置在其中一片或两片玻璃基板的所述金属化层上；
步骤（3）采用加热装置，对焊料上的多个局部区域进行加热至焊料熔化，加热温度为150℃至350℃，然后经冷却后,焊料固定在金属化层上；
步骤（4）将所述金属化层相向地叠合所述两片玻璃基板，加热所述待封接区域或整个玻璃基板至金属焊料熔化，加热温度为150℃至350℃；
步骤（5）对封接区域或整个玻璃基板进行冷却，完成封接过程。
进一步，所述步骤（3）中，所述加热温度为180℃至270℃。
进一步，所述步骤（3）中加热装置加热过程中对该局部区域施加设定的压力。
进一步，所述步骤（3）中的加热装置为激光加热装置、电加热装置、感应加热装置或微波加热装置。
进一步，所述步骤（3）中的多个局部区域位于焊料的中部。
进一步，所述步骤（3）中的多个局部区域位于焊料靠近或远离玻璃基板边缘的一侧。
进一步，所述步骤（4）中的加热方式为激光加热、微波加热、感应加热、电流加热、辐射加热或对流加热。
进一步，所述步骤（4）中所述加热温度为180℃至270℃。
进一步，所述步骤（4）中的加热过程分为两个阶段，第一阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至60℃至150℃，第二阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至150℃至350℃。
进一步，所述金属焊料为与待封接区域形状相匹配的环状的一体结构。
进一步，所述金属焊料为由多段焊料首尾相接而成的环状结构。
进一步，所述金属焊料为带状或线状的金属焊料。
进一步，所述金属焊料为锡、锡合金、铟或铟合金。
进一步，通过加热多段焊料的首尾相接处的局部区域至焊料熔化，将相邻焊料之间以及焊料与金属化层之间相固定。
本发明公开的一种真空玻璃金属封接方法，采用低熔点金属焊料进行封接，具备以下优点：（1）封接温度低于钢化玻璃退火温度，因此可以用于制作钢化真空玻璃；（2）封接前先将金属焊料焊接固定在金属化层上，玻璃基板叠合后二次加热金属焊料完成封接过程，大大简化了工艺过程，缩短封接时间，同时可以获得牢固、可靠的封接边，保证真空玻璃的气密密封效果。（3）在步骤（3）中将焊料预先固定在玻璃基板的封接焊接区，焊料与玻璃基板不会发生相对位移，便于后续加工的输送；采用加热焊料上多个局部区域的方式将焊料与金属化层进行固定，即不会影响封接后真空玻璃的密封性，又避免了焊料与玻璃基板之间产生相对移动，从而保证封接边的牢固、可靠。
附图说明
图1为现有的真空玻璃的结构示意图；
图2为金属焊料布放的示意图；
图3为金属焊料上局部区域分布示意图之一；
图4为金属焊料上局部区域分布示意图之二；
图5为当金属焊料由多段焊料拼接而成时的结构示意图；
图6为三玻两腔的多层真空玻璃示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1所示为真空玻璃的结构，真空玻璃包括上玻璃基板1和下玻璃基板2，两玻璃基板1、2内侧面上的四周为封边焊接区，待封接区域上预制金属化层4、5，利用金属焊料6将两玻璃基板1、2的封边焊接区连接，形成中部的真空腔7，真空腔7内设置有中间支撑物3。
以下结合图2详细介绍本发明的金属封接过程，其封接方法包括以下步骤：步骤（1）在构成真空玻璃的两片玻璃基板的待封接区域预制金属化层4.5；步骤（2）将金属焊料放置在其中一片或两片玻璃基板的所述金属化层上；图2所示的为在下玻璃基板2上放置金属焊料6；步骤（3）采用加热装置，对焊料上的多个局部区域进行加热至焊料熔化，加热温度为150℃至350℃，然后经冷却后焊料固定在金属化层上；优选地，上述加热温度范围为180℃至270℃；步骤（4）将所述金属化层相向地叠合所述两片玻璃基板，加热所述待封接区域或整个玻璃基板至金属焊料熔化，加热温度为150℃至350℃，优选地，加热温度范围为180℃至270℃；步骤（5）对封接区域或整个玻璃基板进行冷却，完成封接过程；步骤（5）中对焊料冷却可以是自然冷却降温的过程，也可以进行强制冷却，例如吹风等，待焊料完全凝固后封接过程即完成。
其中，上述步骤（1）中金属化层的预制属现有技术，可以参考申请号为201010530086.0的中国发明专利，在此不做赘述；步骤（3）中为了保证对焊料上的多个局部区域进行加热后形成的焊点牢固、可靠，需要在加热过程中对该加热区域施加设定的压力；例如，当利用公知的电加热头（电烙铁）接触加热时，将焊料以一定的压力压紧在玻璃基板上，可以使得焊料熔化后充分与金属化层相接触，以利于冷却后焊料更加牢固地固定在金属化层上。当然，该步骤中还可以采用激光加热装置、感应加热装置或微波加热装置等等。
步骤（3）中金属焊料上的待加热的多个局部区域有如下几种分布形式：如图3所示，局部区域8有多个，其在金属焊料6上间隔排列并分布于金属焊料的中部区域。如图4所示，局部区域8有多个，其在金属焊料6上间隔排列并分布于金属焊料6靠近玻璃基板边缘的一侧，同理，局部区域8也可以分布于金属焊料6远离玻璃基板边缘的一侧。当然，在实际生产过程中，可以对局部区域8的上述三种分布形式做适当的组合，即局部区域8的分布形式为以上任意两种或三种形式的组合。优选地，局部区域8分布于金属焊料6靠近玻璃基板边缘的一侧，这样便于操作而且不会对玻璃基板构成真空层的区域造成二次污染。
为了降低封接完成后封接边产生的内应力，需要采取缓慢加热或分步加热的方式进行，将步骤（4）的加热过程分为两个阶段，第一阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至60℃至150℃，第二阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至150℃至350℃。其加热方式采用激光加热、微波加热、感应加热、电流加热、辐射加热或对流加热的任意一种或几种相结合。
本发明的封接方法采用的金属焊料6是形状为带状或线状的金属焊料，其可以预先制作成如图3、图4所示的与待封接区域形状相匹配的环状的一体结构，亦可以是由多段焊料首尾相接而成的与待封接区域形状相匹配的环状结构。如图5所示，金属焊料由四个多段焊料6-1、6-2、6-3、6-4拼接覆盖在待封接区域的金属化层上，通过加热多段焊料6-1、6-2、6-3、6-4的首尾相接处的局部区域8至焊料熔化，将相邻金属焊料之间以及金属焊料与金属化层之间相固定。
容易理解的是：上述的局部区域8可以呈圆形点状，也可以为分布在金属焊料上带状区域等其他形状。
图6所示的为由三片玻璃基板构成的三玻两腔真空玻璃的示意图，该真空玻璃属于多层真空玻璃，利用本发明的封接方法同样可以实现多层真空玻璃的封接。需要注意的是：在封接时需在中间层玻璃基板9两侧表面的待封接区域分别预制金属化层。
上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤（1）在构成真空玻璃的两片玻璃基板的待封接区域预制金属化层；
步骤（2）将金属焊料放置在其中一片或两片玻璃基板的所述金属化层上；
步骤（3）采用加热装置，对焊料上的多个局部区域进行加热至焊料熔化，加热温度为150℃至350℃，然后经冷却后焊料固定在金属化层上；
步骤（4）将所述金属化层相向地叠合所述两片玻璃基板，加热所述待封接区域或整个玻璃基板至金属焊料熔化，加热温度为150℃至350℃；
步骤（5）对封接区域或整个玻璃基板进行冷却，完成封接过程。
2.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述加热温度为180℃至270℃。
3.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（3）中加热装置加热过程中对该局部区域施加设定的压力。
4.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（3）中的加热装置为激光加热装置、电加热装置、感应加热装置或微波加热装置。
5.如权利要求1所述的真空玻璃封边焊料的固定方法，其特征在于，所述步骤（3）中的多个局部区域位于焊料的中部。
6.如权利要求1所述的真空玻璃封边焊料的固定方法，其特征在于，所述步骤（3）中的多个局部区域位于焊料靠近或远离玻璃基板边缘的一侧。
7.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（4）中的加热方式为激光加热、微波加热、感应加热、电流加热、辐射加热或对流加热。
8.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述加热温度为180℃至270℃。
9.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述步骤（4）中的加热过程分为两个阶段，第一阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至60℃至150℃，第二阶段将待封接区域或整个玻璃基板加热至150℃至350℃。
10.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述金属焊料为与待封接区域形状相匹配的环状的一体结构。
11.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述金属焊料为由多段焊料首尾相接而成的环状结构。
12.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述金属焊料为带状或线状的金属焊料。
13.如权利要求1所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，所述金属焊料为锡、锡合金、铟或铟合金。
14.如权利要求11所述的真空玻璃的金属封接方法，其特征在于，通过加热多段焊料的首尾相接处的局部区域至焊料熔化，将相邻焊料之间以及焊料与金属化层之间相固定。
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