CN117843257A - 一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，属于真空玻璃封接技术领域。其技术要点如下：玻璃表面通过真空溅射镀膜形成一层结合层与玻璃结合，结合层上面通过非真空镀膜的方式覆盖一层中间层，玻璃在结合层和中间层的基础上通过锡层封接在一起。本发明提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，可以利用low‑E玻璃镀膜设备实现玻璃四周的镀膜，并在表面覆盖一层较厚的铜层用于锡层的润湿和钎焊，大大提高了生产效率，也无贵金属成分，大幅降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，属于真空玻璃封接技术领域。
背景技术
平板真空玻璃是在两片平行放置的平板玻璃中间形成真空密封层，以实现隔热隔声的玻璃深加工产品。其中，真空密封层通过采用特定材料封接其四周实现气密性，并在密封层中设置特定排列的支撑件(例如支撑柱)用以支撑外部的大气压力以保持真空层的形状。
真空玻璃的气密性封接是真空玻璃的关键技术。封接是指利用特定材料通过与平板玻璃进行连接，形成有一定机械强度的气密性封接层的过程。
授权专利为《CN102079619B》的专利描述了一种使用含有银的浆料进行真空玻璃封接的技术，但银成本很高。另外银无法直接烧结在玻璃表面，如专利US5616173和文献《汽车后挡风玻璃加热线银浆的烧结工艺研究》都提到了玻璃烧结用银浆，是需要银粉和玻璃粉进行混合，利用玻璃粉对玻璃的粘结性实现结合。但玻璃粉的制造涉及熔炼、研磨等，过程复杂，且存在较大的粉尘污染。
授权专利《CN103172277A》描述了一种利用磁控溅射镀膜的技术实现玻璃的金属化并实现封接的技术，不仅使用了昂贵的金，还涉及多个靶材，真空镀膜的效率较低、成本较高，且成品率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，可以利用low-E玻璃镀膜设备实现玻璃四周的镀膜，并在表面覆盖一层较厚的铜层用于锡层的润湿和钎焊，大大提高了生产效率，也无贵金属成分，大幅降低了成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构，包括玻璃、结合层和中间层；
结合层以镀膜的形式与玻璃结合；中间层通过非真空镀膜的形式覆盖于结合层上；
至少两个玻璃在中间层的基础上通过锡层封接在一起。
进一步的，结合层为真空溅射镀膜，厚度≤1μm。
进一步的，中间层是铜层，厚度≥5μm。
进一步的，真空玻璃封接结构通过锡层的焊接实现封接。
进一步的，中间层的铜含量≥95%。
进一步的，锡层的材质是纯锡或锡合金。
进一步的，真空溅射镀膜中含有元素Ti、Al、Zr或Cr中的一种或多种。
进一步的，锡层通过浸锡的方式完成封接。
本发明还提供一种基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下步骤：
在玻璃的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层；
在结合层的表面形成中间层；
在中间层表面浸锡，形成锡层；
将两个锡层封边，得到真空玻璃封接结构。
本发明还提供另一种基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下操作步骤：
在玻璃的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层；
在结合层的表面形成中间层；
在两个中间层表面浸锡封边，得到真空玻璃封接结构。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，可以利用low-E玻璃镀膜设备实现玻璃四周的镀膜，并在表面覆盖一层较厚的铜层用于锡层的润湿和钎焊，大大提高了生产效率，也无贵金属成分，大幅降低了成本。
附图说明
图1是本发明真空玻璃封接结构的结构示意图；
图2是本发明真空玻璃封接结构中单片玻璃的结构示意图；
图3是本发明单片玻璃浸锡的示意图；
图4是本发明两片玻璃复合后共同浸锡的示意图。
附图
1.玻璃，2.结合层，3.中间层，4.锡层。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
本具体实施方式提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构，如图1和2所示，真空玻璃封接结构，包括玻璃1、结合层2和中间层3；
结合层2以镀膜的形式与玻璃1结合；中间层3通过非真空镀膜的形式覆盖于结合层2上；
至少两个玻璃1在中间层3的基础上通过锡层4封接在一起。
在一些优选实施例中，结合层2为真空溅射镀膜，厚度≤1μm；其中，真空溅射镀膜中含有元素Ti、Al、Zr或Cr中的一种或多种；较优的，可以溅射镀膜Ti，因为Ti的膨胀系数与钠钙玻璃接近，应力较小。在本具体实施方式中，真空溅射镀膜可通过蒸镀、磁控溅射、离子镀等方式制备；优选为基于LOW-E玻璃的镀膜设备，对玻璃1的内表面进行镀膜。
在一些优选的实施例中，中间层3为铜层，厚度≥5μm，铜层可以采用冷喷涂或等离子热喷涂的方式制备，其中，铜含量≥95%，且铜层中银含量≤1%或不含银。较优的，冷喷涂可以直接沉积铜层，且铜层致密、氧化少，可以更好的满足封接要求。
在一些优选的实施例中，真空玻璃封接结构通过锡层4实现封接，其中，锡层4通过浸锡的方式完成，其材质是纯锡或锡合金，锡合金的组分优选为：SnAg4、SnAg3.0Cu0.7。
本具体实施方式还提供一种基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下步骤：
S1、在玻璃1的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层2；
S2、在结合层2的表面形成中间层3；
S3、在中间层3表面浸锡，形成锡层4；
S4、将两个锡层4封边，得到真空玻璃封接结构。
在一些优选实施例中，封接工艺包括如下操作步骤：
S1、在玻璃的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层2；
S2、在结合层2的表面形成中间层；
S3、在两个中间层表面浸锡或涂覆焊膏封边，得到真空玻璃封接结构。
在一些优选实施例中，浸锡和封边的温度是150~300℃。
实施例1：一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺
本实施例提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构，玻璃使用钠钙玻璃，如图2所示，玻璃1表面通过真空溅射镀膜形成一层结合层2与玻璃1结合，结合层2的厚度为1μm；结合层2上面通过非真空镀膜的方式覆盖一层中间层3，厚度为5μm，两片玻璃1在结合层2和中间层3的基础上通过锡层4封接在一起。
其中，玻璃1的厚度为5mm；结合层2为Ti/Al合金，Ti含量为56.8%；中间层3为铜层，材质为纯铜，含铜量98%，锡层4的含锡量为97.5%。
本实施例提供的基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下步骤：
S1、在玻璃1的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层2；
S2、在结合层2的表面形成中间层3；
S3、在中间层3表面浸锡，形成锡层4；
S4、将两个锡层4封边，得到真空玻璃封接结构。
其中，步骤S1采用磁控溅射的方式镀膜；
步骤S2中，采用冷喷涂的方式形成中间层3；
步骤S3的浸锡和步骤S4的封边如图3所示，单片玻璃浸锡后，再将两片玻璃复合，然后再回流焊封边。
实施例2：一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺
本实施例提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构，玻璃使用钠钙玻璃，如图2所示，玻璃1表面通过真空溅射镀膜形成一层结合层2与玻璃1结合，结合层2的厚度为1μm；结合层2上面通过非真空镀膜的方式覆盖一层中间层3，厚度为5μm，两片玻璃1在结合层2和中间层3的基础上通过锡层4封接在一起。
其中，玻璃1的厚度为5mm；结合层2为Ti/Al合金，Ti含量为56.8%；中间层3为铜层，材质为纯铜，含铜量98%，锡层4的含锡量为97.5%。
本实施例提供的基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下步骤：
S1、在玻璃1的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层2；
S2、在结合层2的表面形成中间层3；
S3、在中间层3表面浸锡，形成锡层4，同时封边。
其中，步骤S1采用磁控溅射的方式镀膜；
步骤S2中，采用冷喷涂的方式形成中间层3；
步骤S3的浸锡和封边如图4所示，将两片玻璃复合，使两片玻璃上的中间层3重叠后进入锡液，同时实现浸锡和封边。
实施例3：一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺
一种基于铜的真空玻璃封接结构及其封接工艺
本实施例提供的一种基于铜的真空玻璃封接结构，玻璃使用钠钙玻璃，如图2所示，玻璃1表面通过真空溅射镀膜形成一层结合层2与玻璃1结合，结合层2的厚度为1μm；结合层2上面通过非真空镀膜的方式覆盖一层中间层3，厚度为6μm，两片玻璃1在结合层2和中间层3的基础上通过锡层4封接在一起。
其中，玻璃1的厚度为6mm；结合层2为Ti/Al合金，Ti含量为56.8%；中间层3为铜层，材质为纯铜，含铜量98%，锡层4的含锡量为97.5%。
本实施例提供的基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，包括如下步骤：
S1、在玻璃1的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层2；
S2、在结合层2的表面形成中间层3；
S3、在中间层3表面浸锡，形成锡层4；
S4、将两个锡层4封边，得到真空玻璃封接结构。
其中，步骤S1采用磁控溅射的方式镀膜；
步骤S2中，采用丝网印刷的方式形成中间层3；
步骤S3的浸锡和步骤S4的封边如图3所示，单片玻璃浸锡后，再将两片玻璃复合，然后再回流焊封边。
性能测试
抗拉力测试采用实施例1~3获得的真空玻璃样品，均采用220×220×10.3mm型号样品，采用拉力机，沿垂直于玻璃平面相反的两个方向对封接结构处进行拉力测试。
抗剪切力测试采用实施例1~3的真空玻璃样品，均采用220×220×10 .3mm型号样品，采用拉力机，沿平行于玻璃平面相反的两个方向对同一封接结构处进行拉力测试。
抗拉力测试与抗剪切力测试最大测试拉力设为40MPa，以尽量避免玻璃基板破碎。
测试结果见下表1，其中，抗拉极限为抗拉力测试结果，抗剪极限为抗剪切力测试。
表1 测试结果
| 抗拉极限/MPa | 抗剪极限/MPa | |
| 实施例1 | 45 | 45 |
| 实施例2 | 43 | 46 |
| 实施例3 | 46 | 47 |
此外，还对实施例1~3所得真空玻璃样品，按照GB/T 22476-2008《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》标准，测得其U值（传热系数）为0 .45W/(m2·K)。
对1500mm×1000mm×12 .3 mm的实施例1的真空玻璃样品，按照GB/T 8485-2008《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》标准，采用BW-142传声器单元，BW-143传声器单元，BW-136声校准器，BW-226双通道声分析仪，BW-154隔声室及隔声量测量系统进行检测，计权隔声量：
RW(C；Ctr)=41(-1；-2)dB，RW=42，C/dB=-1，Ctr/dB=-2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述真空玻璃封接结构，包括玻璃、结合层和中间层；
所述结合层以镀膜的形式与玻璃结合；所述中间层通过非真空镀膜的形式覆盖于所述结合层上；
至少两个所述玻璃在所述中间层的基础上通过锡层封接在一起；
所述真空玻璃封接结构通过锡层的焊接实现封接。
2.根据权利要求1所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述结合层为真空溅射镀膜，厚度≤1μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述中间层是铜层，厚度≥5μm。
4.根据权利要求3所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述中间层的铜含量≥95%。
5.根据权利要求1所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述锡层的材质是纯锡或锡合金。
6.根据权利要求2所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述真空溅射镀膜中含有元素Ti、Al、Zr或Cr中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构，其特征在于，所述锡层通过浸锡或涂覆焊膏的方式完成封接。
8.如权利要求1~7任意一项所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
在玻璃的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层；
在结合层的表面形成中间层；
在中间层表面浸锡或涂覆焊膏，形成锡层；
将两个锡层封边，得到真空玻璃封接结构。
9.根据权利要求1~7任意一项所述的一种基于铜的真空玻璃封接结构的封接工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：
在玻璃的内表面通过真空溅射镀膜形成结合层；
在结合层的表面形成中间层；
在两个中间层表面使用锡封边，得到真空玻璃封接结构。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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