CN109437601A - 一种具有夹层电路的3d玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有夹层电路的3D玻璃及其制备方法和应用，所述3D玻璃包括第一玻璃、第二玻璃，以及设于其间的导电功能层，该导电功能层成型于第一玻璃朝向第二玻璃的一侧；具有导电功能层的第一玻璃与第二玻璃通过熔接结合为所述3D玻璃，使得所述导电功能层与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。本发明公开的具有夹层电路的3D玻璃，能够实现3D玻璃的各种通讯天线和无线充电功能需求，让3D玻璃在造型工业设计上更加多变，降低了工艺的难度，开拓了更宽广的设计自由度。
Description
技术领域
本发明涉及3D玻璃技术领域，尤其涉及一种具有夹层电路的3D玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们对手机的外观和功能的需求提升，以及技术的日渐成熟，愈来愈多的产品致力于使用3D玻璃运用的手机前盖和后盖上，结合玻璃材质的手机设计也更加多样化。配合5G通讯智能手机的发展，由于金属后盖或金属中框限制了5G通信信号，因此必须使用玻璃或其他非导体后盖，而5G天线则以胶合方式内贴于后盖。此外，对于无线充电线圈亦然。
现有技术中针对以上问题提出了一种解决方案：带天线功能的膜材与3D玻璃贴合，上述膜材为PET、PC或PP材质，其中一面涂布有黏胶，另一面进行天线的制作，再采用贴合技术将胶合面内贴附在玻璃内面。
虽然装饰膜材可以做出各种天线功能层及装饰设计需求，贴在平面玻璃上没有问题。但是在3D玻璃上受限于3D玻璃的曲面，内弧弧度小于R2mm的贴合难度很高，会出现褶皱、气泡等贴合不良问题，尤其是倒扣设计的3D玻璃，贴合难度更高，贴合效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中天线或线圈与3D玻璃贴合困难的缺陷，提出一种新型的3D玻璃内电路构造及制备方法和应用。本发明的机械结构件与导电功能件具有一体化结构，能够实现3D玻璃的各种通讯天线和无线充电功能需求，让3D玻璃在造型工业设计上更加多变，降低了工艺的难度，开拓了更宽广的设计自由度。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种具有夹层电路的3D玻璃，包括第一玻璃、第二玻璃，以及设于其间的导电功能层，该导电功能层成型于第一玻璃朝向第二玻璃的一侧；
具有导电功能层的第一玻璃与第二玻璃通过熔接结合为所述3D玻璃，使得所述导电功能层与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
在一可选实施例中：所述第一玻璃为平板玻璃，所述第二玻璃为框型玻璃，二者对位熔接；
所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，且其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽；所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面。
在一可选实施例中：还包括附加玻璃，所述附加玻璃为一框型玻璃，其与所述第二玻璃远离第一玻璃的一侧对位熔接；所述附加玻璃与第二玻璃间也通过熔接设有一导电功能层；
还包括延伸导电层，其成型于所述内倾面，并沿该内倾面的两侧向外延伸至所述二导电功能层；所述延伸导电层与导电功能层电性连接。
在一可选实施例中：所述附加玻璃远离第二玻璃的一侧还成型有附加导电层；所述延伸导电层的一端延伸至该附加导电层；所述延伸导电层与导电功能层和附加导电层均电性连接。
在一可选实施例中：所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层分别为通信天线或无线充电线圈，并预留有对外连接的I/O接口。
在一可选实施例中：所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层分别为透明或具有一定光密度值的遮蔽层；导电功能层、延伸导电层、附加导电层的材质为铝、铜、银、氧化铟锡中的任意一种，其厚度范围为10nm-5000nm。
在一可选实施例中：所述第一玻璃和第二玻璃之间的应变点相差小于150℃、软化点相差小于200℃、热膨胀系数与热收缩率相差小于1％。
为了实现上述目的，本发明的第二方面提供了一种具有夹层电路的3D玻璃的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：在第一玻璃的一侧通过镀膜工艺或印刷工艺成型有一导电功能层；
S2：对具有导电功能层的第一玻璃和另一第二玻璃进行CNC加工，并平抛出熔接平面；
S3：将具有熔接平面的第一玻璃和第二玻璃熔接，形成所述3D玻璃，使得所述导电功能层位于第一玻璃和第二玻璃之间，并与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
在一可选实施例中：所述第一玻璃为平板玻璃，所述第二玻璃为框型玻璃，且在步骤S3后还包括步骤S4：采用CNC加工或热弯成型工艺或热塑成型工艺对3D玻璃进行二次加工，使得所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，且其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽；所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面。
为了实现上述目的，本发明的第三方面提供了一种具有夹层电路的3D玻璃的应用，所述3D玻璃为上述技术方案所述的具有夹层电路的3D玻璃，并作为屏显类电子产品的前盖或后盖或保护盖；
所述屏显类电子产品包括但不限于：平板电脑、智能手机、智能手表、智能音箱、汽车仪表板、家电显示面板。
本发明所提供的具有夹层电路的3D玻璃及其制备方法，可以应用于屏显类电子产品的盖板或保护板，其利用熔接技术实现外层玻璃内层夹设电路的结构，将两层以上玻璃内夹一层以上的导电功能层，熔接成一体之后再进行数控加工，得到最终的电路夹层玻璃，来满足智能设备的工业设计装饰效果与电子功能的性能需求。
同时，本发明将结构件与功能件结合一体化的构造，有效改善了现有技术中带天线功能的膜材与3D玻璃贴合受限玻璃外形设计的缺陷。而导电功能层在玻璃夹层内与其融为一体，可以被完全保护，实现完全的防水、耐酸、耐碱、耐高温、耐氧化，可靠性大幅度提升，让3D玻璃在造型工业设计上更加多变，降低了工艺的难度，开拓了更宽广的设计自由度。
附图说明
图1示出了本发明一实施例的3D玻璃的剖面结构示意图；
图2示出了图1中3D玻璃的制备流程示意图；
图3示出了3D玻璃的另外二实施例的结构示意图，其中3a、3b分别示出了该二实施例中的3D玻璃的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明就解决现有技术中天线或线圈与3D玻璃贴合困难、良品率低、成本高的缺陷，提出将天线或线圈等导电功能层与两种玻璃进行熔接的处理，制得新型的3D玻璃内电路构造及制备方法和应用。具体来说，本发明实施例公开了一种具有夹层电路的3D玻璃及其制备方法和应用。
以下请结合图1-3，本发明实施例首先提供了一种具有夹层电路的3D玻璃10，其包括第一玻璃11、第二玻璃12，以及设于其间的导电功能层13，该导电功能层可成型于第一玻璃或第二玻璃的某一侧。本实施例中，导电功能层成型于第一玻璃朝向第二玻璃的一侧，因而，将具有导电功能层13的第一玻璃11与第二玻璃12通过熔接结合为所述3D玻璃1，便使得所述导电功能层与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
通过以上设计，本发明实施例所提供的有夹层电路的3D玻璃10，利用熔接技术实现外层玻璃内层夹设电路的结构，内部的导电功能层与3D玻璃构成不可分离的一体式构造，不仅克服了现有技术天线或线圈与3D玻璃贴合困难的缺陷，还使得导电功能层在玻璃夹层内与其融为一体，可以被完全保护，实现完全的防水、耐酸、耐碱、耐高温、耐氧化，可靠性大幅度提升。
说明性的，关于所述熔接工艺，其要求所熔接的两种玻璃具有相当的熔接平面，即一定要求的表面平整度，因而所述第一玻璃和第二玻璃需要具有对应所使用的熔接工艺的表面平整度的熔接平面。优选的，所述熔接工艺可以采用无胶不完全熔接技术，该技术不采用有机胶合剂或黏着剂，便可以在第一玻璃和第二玻璃的接合面之间形成一熔合断层，使得二者良好的熔合为一个整体，并具有良好的防破裂能力和其他机械性能。该无胶不完全熔接技术的具体工艺步骤、要求及效果，可参照公布号为“CN105565647A”的中国发明专利申请所公布的技术内容，在此不做赘述。
本实施例中，所述在第一玻璃11上成型导电功能层13的工艺方法可为镀膜工艺或印刷工艺，此为天线或线圈的生产工艺中的常见方法，本发明不做赘述。此外，若需要在成本方面有所降低，并且不考虑成品的美观性，也可使用焊接工艺代替上述实施例中的熔接工艺。
接下来，本实施例的3D玻璃10还具有以下构造：所述第一玻璃11为平板玻璃，所述第二玻璃12为框型玻璃，二者对位熔接。进一步的，所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，该内倾面为直斜面或弧斜面均可，以优化其力学性能，并方便其后续装配。此外，其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽，从而限定其倾斜的方向为向玻璃组的中部倾斜。而所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面，以符合3D玻璃的参数要求。
参照图3，为了实现多层电路的功能，其提供了另外两种实施例的3D玻璃20和30。一实施例中，3D玻璃20中还包括附加玻璃24，所述附加玻璃为一框型玻璃，其与所述第二玻璃远离第一玻璃的一侧对位熔接。同样的，所述附加玻璃与第二玻璃间也通过熔接设有一导电功能层。此外，还包括延伸导电层25，其成型于所述内倾面，并沿该内倾面的两侧向外延伸至所述二导电功能层，从而与该二导电功能层电性连接，实现所述多层电路的功能。更多的，为了进一步丰富多层电路的层级，采用更多种的玻璃作为附加玻璃进行更多种的组合，同样是可行的，其同样属于本发明所公开的范围，在此不做赘述。
另一实施例中，3D玻璃30的附加玻璃34远离第二玻璃的一侧还成型有附加导电层36，其延伸导电层35的一端延伸至该附加导电层36，从而通过延伸导电层将导电功能层和附加导电层均电性连接，构成复合型电路，为复杂度夹层电路的构建提供基础。
在以上实施例中，所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层可以采用通信天线或无线充电线圈以及两者的组合，并预留有对外连接的I/O接口。此外，所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层分别为透明或具有一定光密度值的遮蔽层。特别的，所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层的材质为铝、铜、银、氧化铟锡中的任意一种，其厚度范围为10nm-5000nm。
优选的，为更好的完成两种玻璃的熔接，以上实施例中进行熔接工艺的任意两种玻璃的应变点小于150℃；两者的软化点相差小于200℃，其热膨胀系数与热收缩率的差值小于1％。
对应的，参照图2，本发明另一实施例还提供了对应上述具有夹层电路的3D玻璃的制备或加工方法，所述方法包括如下步骤：
S1：在第一玻璃的一侧通过镀膜工艺或印刷工艺成型有一导电功能层；
S2：对具有导电功能层的第一玻璃和另一第二玻璃进行CNC加工，并平抛出熔接平面；
S3：将具有熔接平面的第一玻璃和第二玻璃熔接，形成所述3D玻璃，使得所述导电功能层位于第一玻璃和第二玻璃之间，并与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
在上述方法中，步骤S1通过镀膜或印刷工艺在第一玻璃的一侧成型有导电功能层，其可为通信天线或无线充电线圈。步骤S2中的CNC加工步骤主要用于在两种玻璃上加工出符合接下来所采用的熔接工艺的要求的熔接平面。步骤S3则用于将导电功能层通过熔接工艺夹设于第一、第二玻璃之间，并与其融为一体；在步骤S2中，可采用上述的无胶不完全熔接技术进行熔接加工。
本实施例中，为了使玻璃具有3D玻璃相应的参数，对于所需采用两种玻璃，具有如下配置，所述第一玻璃为平板玻璃，所述第二玻璃为框型玻璃。此外，还包括步骤S4：采用CNC加工或热弯成型工艺或热塑成型工艺对3D玻璃进行二次加工，使得所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，且其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽；所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面，以符合3D玻璃的参数要求。
说明性的，以上二次加工的工艺中，所述热弯成型工艺是在玻璃软化点温度范围内热弯加工从而成型立体3D形状，而热塑成型工艺，则需要搭配气压压型或真空吸塑等技术，再在玻璃软化点温度范围内热弯加工成型立体3D形状。
最后，本发明的又一实施例还公开了上述各实施例所提供/制造的具有夹层电路的3D玻璃的应用，其可用于屏显类电子产品的前盖或后盖或保护盖。所述屏显类电子产品包括但不限于：手机、平板电脑、智能手表、智能音箱、汽车仪表盘、家用电器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：包括第一玻璃、第二玻璃，以及设于其间的导电功能层，该导电功能层成型于第一玻璃朝向第二玻璃的一侧；
具有导电功能层的第一玻璃与第二玻璃通过熔接结合为所述3D玻璃，使得所述导电功能层与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
2.根据权利要求1所述的一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：所述第一玻璃为平板玻璃，所述第二玻璃为框型玻璃，二者对位熔接；
所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，且其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽；所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面。
3.根据权利要求2所述的一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：还包括附加玻璃，所述附加玻璃为一框型玻璃，其与所述第二玻璃远离第一玻璃的一侧对位熔接；所述附加玻璃与第二玻璃间也通过熔接设有一导电功能层；
还包括延伸导电层，其成型于所述内倾面，并沿该内倾面的两侧向外延伸至所述二导电功能层；所述延伸导电层与导电功能层电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：所述附加玻璃远离第二玻璃的一侧还成型有附加导电层；所述延伸导电层的一端延伸至该附加导电层；所述延伸导电层与导电功能层和附加导电层均电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层分别为通信天线或无线充电线圈，并预留有对外连接的I/O接口。
6.根据权利要求4所述的一种具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：所述导电功能层、延伸导电层、附加导电层分别为透明或具有一定光密度值的遮蔽层；导电功能层、延伸导电层、附加导电层的材质为铝、铜、银、氧化铟锡中的任意一种，其厚度范围为10nm-5000nm。
7.根据权利要求1所述的具有夹层电路的3D玻璃，其特征在于：所述第一玻璃和第二玻璃之间的应变点相差小于150℃、软化点相差小于200℃、热膨胀系数与热收缩率相差小于1％。
8.一种具有夹层电路的3D玻璃的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：在第一玻璃的一侧通过镀膜工艺或印刷工艺成型有一导电功能层；
S2：对具有导电功能层的第一玻璃和另一第二玻璃进行CNC加工，并平抛出熔接平面；
S3：将具有熔接平面的第一玻璃和第二玻璃熔接，形成所述3D玻璃，使得所述导电功能层位于第一玻璃和第二玻璃之间，并与3D玻璃构成不可分离的一体式构造。
9.根据权利要求8所述的一种具有夹层电路的3D玻璃的制备方法，其特征在于，所述第一玻璃为平板玻璃，所述第二玻璃为框型玻璃，且在步骤S3后还包括步骤S4：采用CNC加工或热弯成型工艺或热塑成型工艺对3D玻璃进行二次加工，使得所述第二玻璃的内框面形成一内倾面，且其靠近第一玻璃一侧的框宽大于其远离第一玻璃一侧的框宽；所述第一玻璃远离第二玻璃的一侧具有外弧面。
10.一种具有夹层电路的3D玻璃的应用，其特征在于：所述3D玻璃为权利要求1至7中任一项所述的具有夹层电路的3D玻璃，并作为屏显类电子产品的前盖或后盖或保护盖；
所述屏显类电子产品包括但不限于：平板电脑、智能手机、智能手表、智能音箱、汽车仪表板、家电显示面板。
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