CN108863112A - 真空壳体组件及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供真空壳体组件及其加工方法，真空壳体组件包括：壳体、抽气管和粘接材料；壳体围成内腔并包括贯穿通孔；贯穿通孔包括截面尺寸依次增大的第一孔部、第二孔部和第三孔部以及对应形成的第一环形台阶和第二环形台阶；抽气管的第一端抵靠第一环形台阶，由第二通孔部实现周向定位；粘接材料置在第二环形台阶处，实现壳体与抽气管的密封连接；在对内腔进行抽真空处理，并对抽气管进行封口处理后，第二端位于第三孔部内。本申请提供的真空壳体组件设置第三孔部放置粘接材料和抽气管对应的部件，可以采用设置抽气管的方式实现真空玻璃的抽真空处理，还能克服现有技术中抽气管、粘接材料外漏于真空玻璃表面而造成的因磕碰而损坏的问题。

Description

真空壳体组件及其加工方法

技术领域

本申请涉及真空部件技术领域，具体涉及一种真空壳体组件及其加工方法。

背景技术

诸如真空玻璃、真空平板热水器、真空荧光显示屏以及等离子显示器制备中均包括真空壳体组件；实际应用中，前述真空壳体组件多为平板组件，即为真空平板组件。为了实现真空壳体组件抽真空、形成内部真空(或者近似真空)的腔体，真空壳体组件表面还需要设置相应的封口结构。

早期真空壳体组件的封口形式如下：在真空壳体组件的壳体上打磨通孔或者环形台阶孔，抽气玻管插入到壳体内并与壳体内部形成的腔体连通；此时，抽气玻管有凸出壳体表面的部分。随后，在抽气玻管凸出于壳体表面的部分和壳体之间涂覆封接焊料并烧结密封。最后通过抽气玻管对壳体内腔进行抽真空处理后再密封抽气玻管端部形成真空组件。可以想到，前述的封接结构使得残留的抽气玻管凸出于壳体的表面，影响玻璃表面的外观，也容易因为磕碰而造成抽气玻管损坏。为解决前述问题，行业内出现了无封口结构的真空组件或者平面片的真空组件，但是相应的制造成本很高，并没有得到广泛的应用。

发明内容

本申请提供一种真空壳体组件及其组装方法，以解决背景技术提及的技术问题。

本申请提供一种真空壳体组件，包括：壳体、抽气管和粘接材料；

所述壳体围成内腔，所述壳体上设置贯穿通孔；

由与所述内腔连通的一侧到所述壳体的外表面侧，所述贯穿通孔包括截面尺寸依次增大的第一孔部、第二孔部和第三孔部；在所述第一孔部与所述第二孔部交接处设置有第一环形台阶；在所述第二孔部和所述第三孔部的交接处设置有第二环形台阶；

所述抽气管经由所述第三孔部插入到所述第二孔部内，第一端抵靠所述第一环形台阶，并由所述第二通孔部约束而实现周向定位；

所述粘接材料至少设置在所述第二环形台阶处，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接；

在对所述内腔进行抽真空处理，并对所述抽气管的第二端进行封口处理后，所述第二端位于所述第三孔部内。

可选的，所述粘接材料填充所述第二孔部和所述抽气管之间的至少部分空隙。

可选的，所述粘接材料位于所述第二环形台阶处的部分的外侧表面的母线为内凹曲线。

可选的，所述壳体为玻璃材质的壳体；所述抽气管为玻璃材质的抽气管；所述粘接材料为烧结的粘接玻璃。

可选的，所述第一孔部的深度大于或者等于0.5mm；所述第二孔部的深度为所述壳体厚度的1/5-1/3；所述第三孔部的深度大于所述壳体厚度的1/3。

可选的，所述第一孔部、所述第二孔部和所述第三孔部均为圆孔；所述抽气管的横截面为圆环形；

所述第一孔部的直径比所述抽气管的外圆直径径小0.2-0.5mm，所述第二孔部的直径比所述抽气管的外圆直径大0.2-0.5mm。

本申请提供一种真空壳体组件的加工方法，包括：

在所述壳体上加工使内腔与外界连通的贯穿通孔；

其中，所述贯穿通孔包括由壳体内腔侧到所述壳体的外表面侧，截面尺寸依次增大的第一孔部、第二孔部和第三孔部；在所述第一孔部与所述第二孔部交接处设置有第一环形台阶；在所述第二孔部和所述第三孔部的交接处设置有第二环形台阶；

将抽气管由所述第三孔部插入到所述第二孔部内，使所述抽气管的第一端抵靠所述第一环形台阶；在所述第二环形台阶处设置实现所述壳体与所述抽气管密封连接的粘接材料；

其中，所述抽气管的外侧截面尺寸大于所述第一孔部的尺寸，小于所述第二孔部的尺寸，并由所述第二孔部约束而实现周向定位；

抽真空处理后，密封所述抽气管；其中所述抽气管的第二端位于第三孔部内。

可选的，所述壳体为玻璃材料的壳体，所述抽气管为玻璃材质的抽气管，所述粘接材料为密封玻璃；

所述在所述第二环形台阶处设置粘接材料，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接，包括：

在所述第二环形台阶处设置密封玻璃；

烧结处理所述密封玻璃，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接。

可选的，所述粘接材料为封接玻璃环；

所述在所述第二环形台阶处设置粘接材料包括：将所述封接玻璃环套设在所述抽气管上，并推送至所述第二环形台阶处。

可选的，所述密封抽气管包括：熔融所述抽气管的第二端而密封所述抽气管，并使所述抽气管的第二端位于所述第三孔部内。

本申请提供的真空壳体组件，通过设置第三孔部放置粘接材料和抽气管对应的部件，在合理设置抽气管长度的情况下，既能采用设置抽气管的方式实现真空玻璃的抽真空处理，还能克服现有技术中抽气管、粘接材料外漏于真空玻璃表面而造成的因磕碰而损坏的问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的真空壳体组件的截面示意图；

图2是图1中的A区域放大示意图；

图3是本申请实施例提供的真空壳体组件的组装方法流程图；

其中：11-真空玻璃，111-上片平板玻璃，112-下片平板玻璃，113-内腔，114-边部封接带，115-第一孔部，116-第二孔部，117-第三孔部，12-抽气管，13-粘接材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

图1是本申请实施例提供的真空壳体组件的截面示意图，图2是图1中的A区域放大示意图。如图1和图2所示，本申请实施例提供的真空壳体组件包括壳体、抽气管12和粘接材料13。其中壳体为由上层平板玻璃、下层平板玻璃和二者边部的边部密封带配合形成，在本申请实施例中其实际为一真空玻璃11，以下就真空玻璃11为例对本本申请的壳体做介绍。

应当注意，前述真空玻璃11仅是壳体的一种可能形式，在其他实施例中壳体还可以有其他结构，并且壳体并不限于为板状结构，其还可以是球状结构。

如图1和图2所示，真空玻璃11的上片平板玻璃111、下片平板玻璃112和边部封接带114配合围成一内腔113。上片平板玻璃111上开设有贯穿通孔，在真空玻璃11没有安装前述的抽气管12、没有实现抽真空的情况下，贯穿通孔使得内腔113与真空玻璃11的外侧环境连通。

由与内腔113连通的一端到与外侧环境连通的一端，贯穿通孔包括第一孔部115、第二孔部116和第三孔部117，并且第二孔部116的截面尺寸大于第一孔部115的截面尺寸、小于第三孔部117的截面尺寸；在第一孔部115和第二孔部116的交接处形成第一环形台阶，在第二孔部116和第三孔部117的交接处形成第二环形台阶。第一环形台阶和第二环形台阶均为平面型的台阶，能够起到定位作用。

应当注意，前述的贯穿通孔可以垂直于上片平板玻璃111设置，也可以以其他角度倾斜地设置，对此本身并不做特别限定。

请继续参见图1和图2，抽气管12经由第三孔部117插入到第二孔部116内，并且第一端抵靠第一环形台阶；也就是说，抽气管12的外侧截面尺寸至少大于第一孔部115的截面尺寸，而小于第二孔部116的截面尺寸。具体实施中，第二孔部116起到了实现周向定位抽气管12的作用，所以抽气管12插入到第二孔部116的部分外截面尺寸略小于第二孔部116的截面尺寸即可。

本申请实施例中，粘接材料13设置在第二环形台阶处，并且环绕着抽气管12设置。粘接材料13用于实现壳体和抽气管12的密封连接，避免真空玻璃11从第二孔部116处漏气。

在采用粘接材料13将抽气管12粘接固定在贯穿通孔处后，即可以通过抽气管12对壳体围成的内腔113进行抽真空处理；而在抽真空完成、内腔113的真空度达到预定的要求后，即可以对抽气管12的第二端进行封口处理。在对内腔113进行抽真空处理，并对抽气管12进行封口后，抽气管12的第二端位于第三孔部117内。

也就是，最终加工形成的真空玻璃11中，抽气管12和粘接材料13均设置在上片平板玻璃111的外表面内侧。具体的，本申请实施例提供的真空玻璃11通过在贯穿通孔中设置第三孔部117，利用第三孔部117容纳前述的粘接材料13、与密封材料连接的抽气管12部分，使得抽气管12和粘接材料13能够设置在上片平板玻璃111的外表面内侧。

可以想到，采用本申请实施例提供的结构，既可以采用设置抽气管12的方式实现真空玻璃11的抽真空处理，还能克服现有技术中抽气管12、粘接材料13外漏于真空玻璃11表面而造成的使用中因磕碰而损坏的问题。

本申请实施例中，抽气管12是玻璃材质的抽气管12。在抽真空处理后对抽气管12进行密封处理是对抽气管12进行融化处理实现的。具体的，在抽真空处理后，采用热加工或者光加工工艺融化抽气管12的第二端；抽气管12的第二端熔融、收缩密封而形成图示的盲孔结构。

具体应用中，为了便于在抽真空处理后对抽气管12第二端的密封加工，抽气管12可以设置成伸出贯穿通孔一段距离的形式；随后，在密封处理过程中，对抽气管12伸出贯穿通孔的部分进行处理，使其切断或者收缩至贯穿通孔的第三孔部117内。

本实施例中，壳体为真空玻璃11，其为玻璃材质；抽气管12为玻璃材质的抽气管12；对应的，为了实现二者较好的密封连接，粘接材料13也可以采用玻璃材质的材料。具体应用中，粘接材料13可以采用低温封接玻璃材料，并通过烧结处理使得粘接材料13融化成玻璃材质而粘接连接上片平板玻璃111和抽气管12。

在其他实施例中，前述的壳体和抽气管12也可以是其他材质，对应的粘接材料13也可以采用其他材质的粘接材料13，例如可以是金属封接焊料或者有机胶等粘接剂。

本申请实施例中，在烧结粘接材料13而使其密封连接抽气管12和上片平板玻璃111的过程中，在重力的作用下，熔融状态的粘接材料13可能渗入到第二孔部116和抽气管12之间的缝隙中，在第二孔部116实现密封。也就是，实际应用中，粘接材料13可能不仅仅在第二台阶处实现密封，而且在第二孔部116也实现密封；可以想到，在第二孔部116和抽气管12之间的缝隙填充粘接材料13可以提高密封效果。

如图2所示，本申请实施例中，粘接材料13在第二环形台阶处形成一个内环面为抽气管12外周面形状的环形体。粘接材料13位于第二环形台阶处的部分的外侧表面的母线为内凹曲线，即外侧表面为一个内凹的环形曲面。

可以想到，如图2所示的粘接材料13结构在边缘处尺寸较薄，而在中间区域尺寸较厚，因此能够实现较为光滑的过渡，减少出现应力集中区域的概率。具体应用中，粘接材料13的涂覆直径一般为5.0-10.0mm，其根部(完全贴靠第二环形台阶的区域)涂覆厚度约为0.5-3.0mm，优选为2.0mm。

本申请实施例中，为了便于第一孔部115的加工，确保第一孔部115能够在组装形成真空玻璃11的过程中不会因冲击而损坏，第一孔部115的厚度至少为0.5mm，优选设置为0.5mm-1.0mm。而考虑到支撑抽气管12、确保抽气管12摆正的作用，前述第二孔部116深度优选设置在1.0mm-2.0mm，并且其厚度优选设置为上片平板玻璃111厚度的1/5-1/3。而为了使得第三孔部117能够容纳粘接材料13、抽气管12的盲孔区域，避免粘接材料13和抽气管12的盲孔区域相互重叠而影响抽气管12的成型质量，第三孔部117的深度优选厚度大于上片平板玻璃111厚度的1/3。

在一个具体实施例中，上片平板玻璃111的厚度为5.0mm，其中第一孔部115的厚度为0.5mm，第二孔部116的厚度为1.5mm，第三孔部117的厚度为3.0mm。第一孔部115的直径为2.0mm，第二孔部116的直径为3.0mm，第三孔部117的直径为6.0mm。

在本申请实施例中，为了保证前述的各个孔部的稳定性和采用粘接材料13密封后的密封特性，应当对贯穿通孔的内表面粗糙度特性有一定的限定。具体应用中，贯穿通孔的内表面粗糙度应当小于50um，优选为小于10um；并且在第一环形台阶和第二环形台阶处的边缘崩边和裂纹尺寸应当小于50um。

本申请中，考虑到孔加工工艺、抽气管12的安装定位等问题，前述的第一孔部115、第二孔部116和第三孔部117均为圆柱形孔部，抽气管12的外侧也呈现圆柱状。

并且，实际应用中，第一孔部115的直径优选设置为小于抽气管12外侧直径0.2-0.5mm；第二孔部116的直径可以设置为大于抽气管12外侧直径0.2mm-1.0mm，优选设置为大于抽气管12外侧直径0.2-0.5mm；为考虑到安装密封材料以及对抽气管12的封口处理问题，第三孔部117直径可以设置成超过抽气管12直径3.0-10.mm。

在前文中提及，在没有进行抽真空处理、没有对抽气管12的第二端进行封口处理前，抽气管12可以伸出上片平板玻璃111一定的尺寸；具体应用中，前述的尺寸应当小于5mm，以保证熔融抽气管12的第二端后，抽气管12的第二端位于第三孔部117内。

本申请实施例除了提供前述的真空壳体组件外，还提供一种真空壳体组件的加工方法。图3是本申请实施例提供的真空壳体组件的组装方法流程图，如图3所示，加工方法包括步骤S101-S104。

S101：在壳体上加工使内腔与外界连通的贯穿通孔。

如前，前述的贯穿通孔包括有壳体内腔113侧到外侧截面尺寸依次增大的第一孔部115、第二孔部116和第三孔部117。其中，在第一孔部115和第二孔部116的交接处设置有第一环形台阶，在第二孔部116和第三孔部117的交接处设置有第二环形台阶。

具体加工中，可以采用机械铣削、机械研磨、激光烧蚀或者腐蚀等手段在壳体上形成贯穿通孔。

针对前文提及的真空玻璃，前述贯穿通孔的加工可以在上片平板玻璃111和下片平板玻璃112由边部封接带粘接前完成，也可以在边部封接带粘接后完成，优选在有边部封接带粘接前完成。

S102：将抽气管由第三孔部插入到第二孔部内，使抽气管的第一端抵靠第一环形台阶。

可以想到，为了使抽气管12抵靠在第一环形台阶处，抽气管12的外侧截面尺寸大于第一孔部115的尺寸，小于第二孔部116的尺寸，并能够通过第二孔部116实现周向定位，并使得中间的通气孔与第一孔部115连通。

S103：在第二环形台阶处设置实现壳体与抽气管12密封连接的粘接材料13。

具体应用中，根据壳体、抽气管12和粘接材料13类型的不同，相应的设置工序也就不同。例如，在一些实施例中，如果壳体和抽气管12均为玻璃材质，粘接材料13采用粘接玻璃，则可以将粘接玻璃设置在第二环形台阶处，再进行烧结处理粘接材料13，实现壳体与抽气管12的密封连接；在另外一些实施例中，如果粘接材料13为有机粘接剂材料，则可直接将粘接材料13涂布在第二环形台阶处。

实际应用中，在壳体和抽气管12为玻璃材质的情况下，粘接材料13还可以被设置成封接玻璃环套设在抽气管12上；以便于粘接材料13在第二环形台阶处的放置，再进行烧结处理，实现壳体和抽气管12的密封连接。

当然，在一些具体实施中，前述的S102和S103还可能调换顺序地设置；例如在一些实施例中，线在第二环形台阶处设置粘接材料13，再将抽气管12插入到第二孔部116内，使其抵靠第一环形台阶。

S104：抽真空处理，并密封抽气管12。

抽真空处理从抽气管12的第二端侧进行，使得壳体内腔113达到预定的真空度。在壳体内腔113达到预设的真空度后，再密封抽气管12。具体应用中，在抽气管12为玻璃管的情况下，可以通过熔融抽气管12的第二端，利用玻璃熔融状态下因表面张力收缩而形成盲孔结构，实现抽气管12第二端的密封；在熔融抽气管12的第二端过程中，使得抽气管12的第二端位于第三孔部117内。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种真空壳体组件，其特征在于，包括：壳体、抽气管和粘接材料；

所述壳体围成内腔并且开设有贯穿通孔；

由与所述内腔连通的一侧到所述壳体的外表面侧，所述贯穿通孔包括截面尺寸依次增大的第一孔部、第二孔部和第三孔部；在所述第一孔部与所述第二孔部交接处设置有第一环形台阶；在所述第二孔部和所述第三孔部的交接处设置有第二环形台阶；

所述抽气管经由所述第三孔部插入到所述第二孔部内，第一端抵靠所述第一环形台阶，并由所述第二通孔部约束而实现周向定位；

所述粘接材料至少设置在所述第二环形台阶处，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接；

在对所述内腔进行抽真空处理，并对所述抽气管进行封口处理后，所述第二端位于所述第三孔部内。

2.根据权利要求1所述的真空壳体组件，其特征在于：

所述粘接材料填充所述第二孔部和所述抽气管之间的至少部分空隙。

3.根据权利要求1所述的真空壳体组件，其特征在于：

所述粘接材料位于所述第二环形台阶处部分的外侧表面的母线为内凹曲线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的真空壳体组件，其特征在于：

所述壳体为玻璃材质的壳体；所述抽气管为玻璃材质的抽气管；所述粘接材料为烧结的粘接玻璃。

5.根据权利要求4所述的真空壳体组件，其特征在于：

所述第一孔部的深度大于或者等于0.5mm；所述第二孔部的深度为所述壳体厚度的1/5-1/3；所述第三孔部的深度大于所述壳体厚度的1/3。

6.根据权利要求4所述的真空壳体组件，其特征在于：

所述第一孔部、所述第二孔部和所述第三孔部均为圆孔；所述抽气管的横截面为圆环形；

所述第一孔部的直径比所述抽气管的外圆直径径小0.2-0.5mm，所述第二孔部的直径比所述抽气管的外圆直径大0.2-0.5mm。

7.一种真空壳体组件的加工方法，其特征在于，包括：

在所述壳体上加工使内腔与外界连通的贯穿通孔；

其中，所述贯穿通孔包括由壳体内腔侧到所述壳体的外表面侧，截面尺寸依次增大的第一孔部、第二孔部和第三孔部；在所述第一孔部与所述第二孔部交接处设置有第一环形台阶；在所述第二孔部和所述第三孔部的交接处设置有第二环形台阶；

将抽气管由所述第三孔部插入到所述第二孔部内，使所述抽气管的第一端抵靠所述第一环形台阶；在所述第二环形台阶处设置实现所述壳体与所述抽气管密封连接的粘接材料；

其中，所述抽气管的外侧截面尺寸大于所述第一孔部的尺寸，小于所述第二孔部的尺寸，并由所述第二孔部约束而实现周向定位；

抽真空处理后，密封所述抽气管；其中所述抽气管的第二端位于第三孔部内。

8.根据权利要求7所述的真空壳体组件的加工方法，其特征在于，所述壳体为玻璃材料的壳体，所述抽气管为玻璃材质的抽气管，所述粘接材料为密封玻璃；

所述在所述第二环形台阶处设置粘接材料，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接，包括：

在所述第二环形台阶处设置密封玻璃；

烧结处理所述密封玻璃，实现所述壳体与所述抽气管的密封连接。

9.根据权利要求8所述的真空壳体组件的加工方法，其特征在于，所述粘接材料为封接玻璃环；

所述在所述第二环形台阶处设置粘接材料包括：将所述封接玻璃环套设在所述抽气管上，并推送至所述第二环形台阶处。

10.根据权利要求7所述的真空壳体组件的加工方法，其特征在于：

所述密封抽气管包括：熔融所述抽气管的第二端而密封所述抽气管，并使所述抽气管的第二端位于所述第三孔部内。