CN109608028B - 一种基板加工处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基板加工领域，更具体的说是涉及一种用于保持基板表面强度不降低的基板加工的方法。在CNC加工成型之后再对基板进行扫光处理，在对基板进行扫光处理时，事先通过CNC工序提前在基板的边角处设置第二圆弧形边角。相较于传统的基板加工方法，本发明的扫光处理过程可以去除基板表面或侧面的微裂纹，扫光作业后，无需再使用酸腐蚀工序，即已经修复好微裂纹，使得扫光作业的精度和良品率更高，不会产生新的基板强度降低的隐患，使得强化处理的效果不会降低。

Description

一种基板加工处理方法

技术领域

本发明涉及基板加工领域，更具体的说是涉及一种用于保持基板表面强度不降低的基板加工的方法，使得加工后的基板在具有良好的稳定性、抗冲击、抗弯曲等强度能力的同时，还可以保证与具有同样的外形。

背景技术

随着触控显示时代的到来，智能手机、平板电脑等的发展趋势向轻薄化逐步过渡，要求触摸屏的厚度和重量大大降低。但是，用于屏幕保护的盖板基板表面强度性能要求却更为严苛。

目前，对基板表面强度保持与增强的方法主要有：物理增强、化学增强。但是现有的强化技术由于工艺成本(时间、工艺可操作性以及工艺结果)的限制，一般不会将两种增强方法同时应用到一个增强工艺里去，传统的基板强化方法就是在化学强化后，由于后段加工经过切割机切割、精雕机研磨等工序使得基板表面微裂纹的再次出现，最终导致化学强化后的基板强度降低。化学强化基板广泛应用于手机、手表、电脑、触控面板等电子领域，随着对强化基板的抗弯曲性能和要求的不断提高，再次强化基板的强化工艺也逐渐复杂。

目前，普遍要求基板的DOL值(Depth Of Layers：应力层深度值)和CS值(Compressive Stress：表面张应力值)较大，而一次强化一般无法满足这两个值同时较大，因而不能满足用户对产品性能的需求。为了进一步提升强化基板的DOL值和CS值，以提高强化基板的抗弯曲和抗划伤能力，进而更好地提升产品寿命，本领域甚至出现了两次化学离子交换的强化基板加工方法。具体为，基板的加工过程包括一次预热→一次离子交换→冷却→用水多次浸泡清洗→二次预热→二次离子交换→风冷的过程。其中，通过一次离子交换即首次强化过程提升基板的DOL值，具体一般涉及高温和长时间的离子交换；而通过二次离子交换即再次强化过程提升基板的CS值，具体一般涉及低温度和短时间的离子交换。

但上述加工方法工艺复杂、步骤多、成本高，两次强化后的基板产品需冷却和多次泡水清洗。另外，因为该工艺中涉及冷却和泡水清洗，这样的工序极其繁琐，生产、加工成本极高，还会造成二次强化后产生水印、齿条印和凹凸不良等缺陷，严重影响基板产品的强度与良率，造成企业损失。

经过本领域技术人员的研究发现，经过一次强化处理后，影响基板强度的主要因素为：基板的表面化学键组成、基板的表面、内部与侧边的微裂纹、表面渗锡、温度、外界条件、基板尺寸以及外部活性介质等。其中，基板的微裂纹为影响基板强度的关键因素。

基板微裂纹分为：本体微裂纹、结构微裂纹、制造微裂纹。在当前两次强化基板的生产条件下，第一次大片型基板强化后，需要切割成满足后期生产需要的小片型基板，在切割等机械生产加工过程会增加许多裂纹，同时，在自然环境下氧化，也会产生无数的方向不一的微裂纹。

因此，当前也出现另一种基板加工处理方法，虽然同样包含两次强化过程，第一次强化仍然采用常见的化学离子交换进行大片型基板的强化，在大片型基板强化完成后，对大片型基板进行切割得到适于后期生产要求尺寸大小的小片型基板，然后再对小片型基板进行第二次强化，该第二次强化为利用物理的热胀冷缩原理作业，可以对基板的强度具有一定的提升，但是对修复微裂纹的效果并不明显，且无法保持基板外形，而微裂纹会持续影响后期生产、加工使用过程中基板的稳定性、抗冲击、抗弯曲和抗挤压等强度能力。

目前，针对基板的该微裂纹，常见的方案为使用氢氟酸及类似溶液对基板表面进行酸腐蚀处理，消除微裂纹。然而，此方案下使用的氢氟酸等腐蚀性溶液为危险性有害化学物品，污染环境，被限制使用。同时价格较贵、生产成本较高。

综上所述，需要提供一种新的物理方式的基板加工方法来实现强化、修复效果，但是目前通过物理方式进行的基板加工方法，难以能通过修复微裂纹来保持与增强基板强度，同时还会带来无法保持基板的外形尺寸不变形的新的技术问题，难以满足生产、加工需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种新的基板处理方法可以有效修复微裂纹，且不需要使用腐蚀性酸溶液，能够满足基板在生产、加工和使用中的强度要求，同时该基板处理方法可以有效保证基板外形。

上述基板的加工处理方法，包括以下步骤：

第一步S1：对经过一次强化处理后的大片型基板进行切割处理，将该大片型基板切割成适于保护、支撑平板显示、触控器件的尺寸大小，得到小片型基板。

第二步S2：对上述小片型基板的外形进行CNC加工作业，使其成型。

第三步S3：对经CNC加工作业后的基板采用扫光机进行扫光处理，此次扫光处理可以通过对微裂纹的有效去除达到类似传统的使用氢氟酸等溶液腐蚀掉裂纹的同等效果。

第四步S4：将扫光处理后的基板清洗干净，并烘干进入后段工序。

所述小片型基板具有上下相对设置的第一表面与第二表面，以及前、后、左、右四个切割断面与四周边缘，同时具有四个第一圆弧形边角。

所述第三步的扫光处理可以消除微裂纹、保持与增强基板的强度，同时保障基板的外形。

为了避免所述第三步的基板在进行扫光处理时，影响四个第一圆弧形边角的尺寸，扫光处理后圆弧半径会发生变化(具体变化可能为圆弧半径变长或缩短，改变了产品的外形、尺寸)。

因此，本发明在基板的四个边角处进行预先处理，提前在第一圆弧形边角(CNC工序前)的内侧通过CNC工序研磨设置出平行于第一圆弧形边角的第二圆弧形边角(CNC工序后)，所述第二圆弧形边角形成后，第一圆弧形边角被去除，该第二圆弧形边角与第一圆弧形边角平行，且比第一圆弧形边角的弧长的长度稍长。在扫光作业过程中，扫光机将磨削掉一部分基板材料，也包括磨削掉一部分边角位置的基板材料。通过CNC工序提前设置出第二圆弧形边角，且该磨削掉的基板材料刚好为第二圆弧形边角相对于第一圆弧形边角长出来的多余的部分材料。使得扫光加工完成后，在基板的边角仍然具有和CNC工序前一致的圆弧形边角，即该第二圆弧形边角与第一圆弧形边角的半径公差与弧长都一样，可以满足后段生产、加工要求。

同时，基于扫光机是在基板的四周边缘或切割断面来回往复循环进行扫光作业，通过扫光机的作用，在扫光机扫光作业至四个边角的位置，然后再往回进行扫光时，会导致边角处出现圆弧变化。为了解决此问题，在扫光作业时，本发明还在对应的边角位置处设置与CNC加工成型后的基板边角相对应的挡片，通过挡片的阻挡作用，使得扫光机在来回往复持续扫光作业时，亦不会在边角处形成多余的圆弧形变。

本发明提出的基板处理方法具有如下有益效果：

本发明在CNC加工成型之后再对基板进行扫光处理，在对基板进行扫光处理时，事先通过CNC工序提前在基板的边角处设置第二圆弧形边角，相较于传统的基板加工方法，本发明的扫光处理过程可以去除基板表面或侧面的微裂纹，扫光作业后，无需再使用酸腐蚀工序，即已经修复好微裂纹。同时在扫光过程中，避免了现有技术在扫光加工时，四个边角处难以保留与第一圆弧形边角相同的圆弧形边角，以及边角处容易被毛刷划伤或者出现圆弧形边角发生形变的问题，使得扫光作业的精度和良品率更高，不会产生新的基板强度降低的隐患，使得强化处理的效果不会降低，从而保障了基板的强度。经生产验证，对于厚度为0.7～1.0mm的基板，生产良率可以在没有修复裂纹的原有的基础上提升了20％～40％，基板强度较CNC后的强度提升30％以上，对于厚度为0.1～0.5mm的超薄基板，生产良率可以在没有修复裂纹的原有的基础上提升了30％～50％，超薄基板强度提升50％以上。

附图说明

图1为本发明的基板加工处理方法的工艺流程图；

图2为基板加工处理中基板圆弧形边角的弧长变短的示意图；

图3为基板加工处理中基板圆弧形边角的弧形半径变化的示意图；

图4为本发明的基板的第一示意图

图5为本发明的基板的第二示意图

附图标记

1–基板、2–边缘、R–圆弧半径、31–第一圆弧形边角、32–第二圆弧形边角、4–挡片。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术方案，本发明通过以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明提出一种新的强化基板处理方法，能够满足基板的强度要求，且能够保持基板的外形在加工过程中不变形。

上述基板的加工方法，包括以下步骤：

第一步S1：对经一次强化处理后的大片型基板进行切割处理，将该大片型基板切割成适于保护、支撑平板显示、触控器件的尺寸大小，得到小片型基板，所述基板可为玻璃等硬脆性材料。

第二步S2：对上述小片型基板的外形进行CNC加工作业，使其成型。

第三步S3：对经CNC加工作业后的基板采用扫光机进行扫光处理，此次扫光处理可以通过对微裂纹的有效去除达到类似传统的使用氢氟酸等溶液腐蚀掉裂纹的同等效果。

第四步S4：将扫光处理后的基板清洗干净，并烘干进入后段工序。

所述小片型基板具有上下相对设置的第一表面与第二表面，以及前、后、左、右四个切割断面与四周边缘2，同时具有四个第一圆弧形边角。

在本发明的具体研究中，技术人员发现对基板1进行所述第三步的扫光处理时，由于在基板的四周边缘2或切割断面进行扫光处理，极易影响第一圆弧形边角31的尺寸与形状。

如图2所示，扫光过程中，基板的四周边缘2被磨削掉部分材料(图中四周边缘的横线与竖线仅代表来回循环扫光磨削过程)，圆弧的弧长变短。

如图3所示，圆弧半径R(一般基板的圆弧半径R为3毫米、5毫米、8毫米等)改变，扫光处理后圆弧半径R会发生变化，具体为圆弧半径R变长或缩短，改变了产品的外形、尺寸，影响后期基板与机壳的安装精度，例如，出现装配缝隙或者无法将基板安装进入机壳。同时也不利于保持基板良好的稳定性、抗冲击、抗弯曲和抗挤压等强度能力。

因此，如图4所示，在本发明的优选的实施例中，本发明在基板的四个边角处进行预先处理，提前在第一圆弧形边角31的内侧通过CNC工序研磨设置出平行于第一圆弧形边角31的第二圆弧形边角32，所述第二圆弧形边角32形成后，第一圆弧形边角31被去除，该第二圆弧形边角32与第一圆弧形边角31平行，第二圆弧形边角32与第一圆弧形边角31平行具有相同的圆弧半径R，且比第一圆弧形边角31的弧长的长度长1～3mm。在扫光作业过程中，扫光机会磨削掉一部分基板材料，也包括磨削掉一部分边角位置的基板材料。通过CNC工序提前设置出第二圆弧形边角32，且该磨削掉的基板材料刚好为新的基板圆弧形边角3相对于第一圆弧形边角31长出来的1～3mm部分材料。使得扫光加工完成后，在基板的边角仍然具有和CNC工序前一致的圆弧形边角3，即该第二圆弧形边角32与第一圆弧形边角31的圆弧半径R与弧长都一样。

在本发明的优选的实施例中，所述第三步的扫光作业处理时采用的扫光机下方设置有圆柱形刷棍，所述刷棍表面布置有大量毛刷，在扫光作业时，一边喷淋抛光粉，一边使用毛刷刷洗基板的四周边缘2与切割断面，所述抛光粉中含有一定比例的氧化铈粉末，通过毛刷的摩擦配合氧化铈与基板之间的作用，共同完成扫光作业。所述扫光过程可以消除微裂纹、保持与增强基板的强度。

同时，本发明的技术人员在具体实施中还发现，基于扫光机是在基板的四周边缘2或切割断面来回往复循环进行扫光作业，通过扫光机毛刷的作用，在扫光机的毛刷扫光至四个边角的位置，然后再往回进行扫光时，毛刷会导致边角处出现圆弧变化。如图5所示，为了解决此问题，本发明还在扫光作业时，在圆弧形边角位置处设置与预设扫光成型后的基板相对应的挡片4，通过挡片4的阻挡作用，同时利用毛刷具有一定的柔性，使得毛刷在来回往复持续扫光作业时，亦不会在边角处形成多余的圆弧形变。

在优选的实施例中，所述挡片4为树脂材料制作而成，当毛刷达到边角位置，会继续往前运动。此时，根据机械设计的指令毛刷会调转往回进行扫光作业接触到所述挡片4时，挡片4可以阻挡毛刷不损伤边角。

在有些实施例中，所述基板的厚度为0.5～0.7mm，所述二次物理扫光强化处理得到的表面压应力层的厚度为45～55μm，所述表面压应力层的压应力值为500～580Mpa，四点弯曲强度为450～520Mpa，所述第一、第二表面之间的中心张应力值为50～85Mpa。

在其他的实施例中，所述基板的厚度为0.7～1.0mm，所述二次物理扫光强化处理得到的表面压应力层的厚度为50～60μm，得到的表面压应力层的压应力值超过600Mpa，所述四点弯曲强度超过500Mpa，所述第一、第二表面之间的中心张应力值60～90Mpa。

进一步地，在所述第四步，所述基板清洗方法为清水清洗，或者将加工后的基板放入超声波清洗槽进行清洗，清洗时间为2～3分钟，然后进行烘干处理再降至室温；根据实际清洗难度，有时也可以清洗时间设置为6～8分钟。

上述烘干的具体操作可为：采用40～60℃的热风吹10～20分钟。

在其他实施例中，本发明的基板处理方法的第一步之前，还包括以下两个步骤：

首先，提供一块大片型基板，所述基板为保护与支撑平板显示、触控器件的硬脆性材料。所述大片型基板具有上、下相对的第三表面、第四表面。

然后，对所述基板的第三、第四表面中的至少一个表面进行一次强化处理，当然也可以对第三、第四表面同时进行强化处理，该过程可称为第一次强化处理，所述强化处理方法为化学离子交换式基板强化方法。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的技术人员应知晓，在不脱离本发明构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的改进或替换都应在本发明的权利保护范围内，即本发明的权利保护范围应以权利要求为准。在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

Claims (8)

1.一种基板加工处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对经过一次强化处理后的大片型基板进行切割处理，将所述大片型基板切割成适于保护、支撑平板显示、触控器件的尺寸大小，得到小片型基板，所述小片型基板具有上下相对设置的第一表面与第二表面，以及前、后、左、右四个切割断面与四周的边缘( 2) ，同时具有四个第一圆弧形边角(31)；

S2：对上述小片型基板的外形进行CNC加工作业，使其成型，所述CNC加工工序可将四个第一圆弧形边角(31)通过研磨形成第二圆弧形边角(32)，所述第二圆弧形边角(32)设置于第一圆弧形边角(31)内侧，平行于第一圆弧形边角(31)，且第二圆弧形边角(32)与第一圆弧形边角(31)具有相同的圆弧半径R；

S3：对经CNC加工作业后的基板采用扫光机进行扫光处理，所述扫光处理过程可有效去除基板的微裂纹，保持与增强基板的强度，同时保障基板的外形；

S4：将扫光处理后的基板清洗干净，并烘干进入后段工序。

2.如权利要求1所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述第二圆弧形边角(32)的弧长比第一圆弧形边角(31)的弧长要长1～3mm。

3.如权利要求1所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述扫光机下方设置有圆柱形刷棍，所述刷棍表面布置有大量毛刷。

4.如权利要求3所述的基板加工处理方法，其特征在于：在所述S3步骤中，扫光作业时，一边喷淋抛光粉，一边使用毛刷刷洗基板的四周边缘( 2) 与切割断面。

5.如权利要求4所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述抛光粉中含有氧化铈粉末，通过毛刷的摩擦配合氧化铈与基板之间的作用，共同完成扫光作业。

6.如权利要求3所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述扫光作业时，在所述圆弧形边角位置处设置与扫光成型后的基板相对应的挡片(4)，通过挡片(4)的阻挡作用，使得所述毛刷在来回往复持续扫光作业时，亦不会在圆弧形边角处形成多余的圆弧形变。

7.如权利要求6所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述挡片(4)为树脂材料制作而成。

8.如权利要求1所述的基板加工处理方法，其特征在于：所述S1步骤之前，还包括以下两个步骤：

首先，提供一块大片型基板，所述基板为保护与支撑平板显示、触控器件的硬脆性材料，所述大片型基板具有上、下相对的第三表面、第四表面；

然后，对所述基板的第三、第四表面中的至少一个表面进行一次强化处理，或对第三、第四表面同时进行强化处理，所述强化处理方法为化学离子交换式基板强化方法。

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