CN217230551U - 玻璃晶圆的生产设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种玻璃晶圆的生产设备，所述生产设备包括成型炉(1)、设置于成型炉(1)内的成型机构以及与成型炉(1)连通的定型炉(3)，成型炉(1)上设置有与自身内部连通的且用于加注熔融玻璃的加料槽(4)，加料槽(4)、成型机构以及定型炉(3)在加工方向上依次布置，成型机构靠近加料槽(4)设置，并包括设置在加工方向两侧的成型辊(2)，两个成型辊(2)共同围成有成型狭缝(20)，两个成型辊(2)设置为能够对向转动，以通过成型狭缝(20)将熔融玻璃压制成玻璃带(100)，并朝向定型炉(3)传送玻璃带(100)。该生产设备能够在防止玻璃晶圆成型过程中析晶的同时实现玻璃晶圆的自动化生产。

Description

玻璃晶圆的生产设备

技术领域

本公开涉及玻璃加工技术领域，具体地，涉及一种玻璃晶圆的生产设备。

背景技术

玻璃晶圆可用于制造增强现实(AR)/混合现实(MR)可穿戴设备的核心光学元件光波导，高的玻璃折射率可以增大图像导光时的全反射角度，捕捉更大的影像区域，从而让人获得更加身临其境的体验。

相关技术中，玻璃晶圆厚度一般在0.4mm左右，材质主要为镧系/铋系/ 磷系光学玻璃，该玻璃晶圆在成型温度范围内容易析晶，目前采用的生产方法为玻璃快速成型为长方形胚料，然后切割成厚度0.4mm左右的圆形玻璃片，这种方法不能连续生产玻璃晶圆，且胚料损耗率较高。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种玻璃晶圆的生产设备，该生产设备能够在防止玻璃晶圆成型过程中析晶的同时实现玻璃晶圆的连续生产。

为了实现上述目的，本公开提供一种玻璃晶圆的生产设备，所述生产设备包括成型炉、设置于所述成型炉内的成型机构以及与所述成型炉连通的定型炉，所述成型炉上设置有与自身内部连通的且用于加注熔融玻璃的加料槽，所述加料槽、所述成型机构以及所述定型炉在加工方向上依次布置，所述成型机构靠近所述加料槽设置，并包括设置在加工方向两侧的成型辊，两个所述成型辊共同围成有成型狭缝，两个所述成型辊设置为能够对向转动，以通过所述成型狭缝将熔融玻璃压制成玻璃带，并朝向所述定型炉传送玻璃带。

可选地，每个所述成型辊包括位于自身轴向两侧的大径段和位于两个大径段之间的小径段，两个所述成型辊的两个所述小径段共同围成所述成型狭缝。

可选地，所述成型狭缝的横截面构造为矩形截面，该矩形截面的宽度设置为在所述成型辊转动的过程中保持不变。

可选地，该矩形截面的长度设置为在所述成型辊转动的过程中保持不变。

可选地，所述矩形截面的宽度为0.3mm～0.6mm。

可选地，所述加工方向与重力方向相重合。

可选地，所述生产设备包括设置于所述定型炉内的牵引辊，所述牵引辊用于引导来自成型炉的玻璃带朝向加工方向移动。

可选地，所述成型辊和所述牵引辊的外表面均覆盖有耐火层。

可选地，所述生产设备包括与所述定型炉连通的退火炉，所述退火炉设置于所述定型炉的下游并用于接收来自所述定型炉的玻璃带。

可选地，所述生产设备包括设置于所述退火炉下游的横切机和掰断装置，所述横切机和所述掰断装置用于将来自退火炉的玻璃带切割成玻璃片。

通过上述技术方案，在本公开提供的玻璃晶圆的生产设备中，在进行玻璃晶圆生产时，将熔融玻璃倒入加料槽中，此时熔融玻璃能够通过加料槽进入成型炉中进而到达成型机构处，通过两个成型辊的对向转动，使得经过成型狭缝的熔融玻璃被压成玻璃带，这样，成型辊和成型狭缝的设置一方面能够将熔融玻璃压成玻璃带，另一方面能够将压成的玻璃带朝向加工方向传送到定型炉中，定型炉对玻璃带进行定型，也就是说，本公开的两个成型辊通过配合自身形成的成型狭缝能够在将熔融玻璃压成玻璃带的同时实现玻璃带的快速传送，从而有效缩短了玻璃带的成型时间，防止了玻璃晶圆在成型期间析晶。通过调整成型狭缝的大小可以获得所需厚度的玻璃带，从而也实现了玻璃晶圆的连续生产，后期无需进行一片片的切割而去获取所需厚度的玻璃晶圆。即该生产设备能够在防止玻璃晶圆成型过程中析晶的同时实现玻璃晶圆的连续生产。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开实施例提供的玻璃晶圆的生产设备的主视示意图；

图2是根据本公开实施例提供的玻璃晶圆的生产设备的侧视示意图；

图3是根据本公开实施例提供的玻璃晶圆的生产设备中成型机构的俯视示意图，其中示出了两个成型辊和其横截面。

附图标记说明

1-成型炉，2-成型辊，20-成型狭缝，21-大径段，22-小径段，3-定型炉， 4-加料槽，41-出料口，5-牵引辊，6-退火炉，7-横切机，8-掰断装置，100- 玻璃带。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上游、下游”是基于加工方向定义的；本公开的重力方向可参考图1的图面方向，具体地，以图1中竖直从上往下的方向为重力方向。“内、外”是指各零部件自身轮廓的内和外。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元素，本公开对此不作赘述。

根据本公开的具体实施方式，提供一种玻璃晶圆的生产设备，图1至图 3示出了其一种实施例，参考图1至图3中所示，所述生产设备包括成型炉 1、设置于所述成型炉1内的成型机构以及与所述成型炉1连通的定型炉3，所述成型炉1上设置有与自身内部连通的且用于加注熔融玻璃的加料槽4，所述加料槽4、所述成型机构以及所述定型炉3在加工方向上依次布置，所述成型机构靠近所述加料槽4设置，并包括设置在加工方向两侧的成型辊2，两个所述成型辊2共同围成有成型狭缝20，两个所述成型辊2设置为能够对向转动，以通过所述成型狭缝20将熔融玻璃压制成玻璃带100，并朝向所述定型炉3传送玻璃带100。

通过上述技术方案，在本公开提供的玻璃晶圆的生产设备中，在进行玻璃晶圆生产时，将熔融玻璃倒入加料槽4中，此时熔融玻璃能够通过加料槽 4进入成型炉1中进而到达成型机构处，通过两个成型辊2的对向转动，使得经过成型狭缝20的熔融玻璃被压成玻璃带100，这样，成型辊2和成型狭缝20的设置一方面能够将熔融玻璃压成玻璃带100，另一方面能够将压成的玻璃带100朝向加工方向传送到定型炉3中，定型炉3对玻璃带100进行定型，也就是说，本公开的两个成型辊2通过配合自身形成的成型狭缝20能够在将熔融玻璃压成玻璃带100的同时实现玻璃带100的快速传送，从而有效缩短了玻璃带100的成型时间，防止了玻璃晶圆在成型期间析晶。通过调整成型狭缝20的大小可以获得所需厚度的玻璃带100，从而也实现了玻璃晶圆的连续生产，后期无需进行一片片的切割而去获取所需厚度的玻璃晶圆。即该生产设备能够在防止玻璃晶圆成型过程中析晶的同时实现玻璃晶圆的连续生产。

需要说明的是，本公开中的“对向转动”指的是两个成型辊2的其中一个顺时针转动时、另一个逆时针转动，当然成型辊2的对向转动还应该满足将玻璃带100沿加工方向传送，即将玻璃带100往定型炉3内传送。另外，本公开的加料槽4可以具有朝向成型狭缝20设置的出料口41，这样的设置可以有效缩短熔融玻璃到达成型狭缝20的时间，从而进一步防止玻璃晶圆在成型期间析晶。此外，本公开可以通过调整成型狭缝20的大小来直接获取所需厚度的玻璃带100，由于成型狭缝20是通过两个成型辊2围成的，因此通过调整两个成型辊2之间的间距则可以获取不同厚度的玻璃带100。

还需要说明的是，本公开中玻璃晶圆在定型炉3的下游还可以具有多个其他加工装置，以将玻璃带100逐渐加工成成品的玻璃晶圆，本公开对此不作限制。

在本公开的具体实施方式中，参考图3中所示，每个所述成型辊2可以包括位于自身轴向两侧的大径段21和位于两个大径段21之间的小径段22，两个所述成型辊2的两个所述小径段22共同围成所述成型狭缝20。这样，两个小径段22围成成型狭缝20，通过两个成型辊2的相邻两个大径段21 的作用能够防止熔融玻璃溢出成型狭缝20，减少玻璃带100的缺陷。

在本公开的一些实施方式中，参考图3中所示，所述成型狭缝20的横截面可以构造为矩形截面，该矩形截面的宽度设置为在所述成型辊2转动的过程中保持不变。这样，矩形截面的设置即可以使熔融玻璃压成矩形的玻璃带100，并且在成型辊2的转动过程中能够保证玻璃带100厚度不变，减少了后续的加工工艺，简化玻璃晶圆的加工工艺。需要说明的是，这里的横截面指的是与两个成型辊2的中心轴线均共面设置的截面。

在本公开的一些实施方式中，参考图3中所示，该矩形截面的长度设置为在所述成型辊2转动的过程中保持不变。这样，在成型辊2的转动过程中能够保证玻璃带100的长度不变，这样在后续的切割中可以直接获得所需直径的玻璃晶圆，减少了后续的加工工艺，简化玻璃晶圆的加工工艺。

在本公开的一些实施例中，所述矩形截面的宽度为0.3mm～0.6mm。这样可以获取薄玻璃带100，这里，矩形截面的宽度可以为0.4mm或者0.5mm，本公开对此不作限制。

在本公开的一些实施方式中，所述加工方向可以与重力方向相重合。这样，利用重力的作用，一方面能够使熔融玻璃加速向成型狭缝20内流动，另一方面也防止玻璃带100在传送过程中发生较大的翘曲，进一步地保证玻璃晶圆的平整度。

在本公开的具体实施方式中，参考图1和图2中所示，所述生产设备包括设置于所述定型炉3内的牵引辊5，所述牵引辊5用于引导来自成型炉1 的玻璃带100朝向加工方向移动。这样，牵引辊5能够引导玻璃带100向加工方向传送，保证玻璃带100的稳定输送，提高设备的自动化。

在本公开的一些实施方式中，所述成型辊2和所述牵引辊5的外表面均可以覆盖有耐火层。这样，耐火层的设置一方面能够提高所述成型辊2和所述牵引辊5的使用寿命，另一方面防止成型辊2和牵引辊5污染玻璃带的表面。这里，本公开对耐火层的具体材料不作限制，例如，耐火层可以为硅石层或锆石层或锆英石层。

在本公开的具体实施方式中，参考图1中所示，所述生产设备可以包括与所述定型炉3连通的退火炉6，所述退火炉6设置于所述定型炉3的下游并用于接收来自所述定型炉3的玻璃带100。这样，退火炉6能够使玻璃带 100变硬，并消除玻璃带100的残余应力。

在本公开的一些实施方式中，成型炉1、定型炉3以及退火炉6中均设置有加热元件，以调整相应炉内的温度。这里，成型炉1中的加热元件可以为硅碳棒，控温精度为±1℃；定型炉3中和退火炉6中的加热元件可以为镍铬加热丝，控温精度±1℃，本公开对此不作限制。

在本公开的具体实施方式中，参考图1中所示，所述生产设备包括设置于所述退火炉6下游的横切机7和掰断装置8，所述横切机7和所述掰断装置8用于将来自退火炉6的玻璃带100切割成玻璃片。这样，横切机7和掰断装置8可以把玻璃带100切割成一段段的玻璃片，提高生产设备的自动化程度。这里，所述横切机7采用金刚石刀轮，刀压可以自动控制，切割时和掰断装置8配合使用。

当然，本公开的生产设备还可以包括位于掰断装置下游的切割装置和研磨装置，其中切割装置用于将玻璃片精确切割成玻璃晶圆体，研磨装置将玻璃晶圆体研磨抛光形成成品的玻璃晶圆。

此外，本公开还提供一种玻璃晶圆的生产方法，该生产方法应用于如上所述的玻璃晶圆的生产设备中，该生产方法包括一下步骤：

将熔融玻璃连续加入到加料槽4中；通过成型辊2对向转动和成型狭缝 20将熔融玻璃压制成玻璃带100，并将玻璃带100传送至定型炉3中，其中玻璃带100设置为在成型辊2压制过程中厚度保持不变；通过牵引辊5将玻璃带100垂直下移以通过定型炉3；玻璃带100垂直向下通过退火炉6；通过横切机7配合掰断装置8将玻璃带100切割成玻璃片；通过切割装置将玻璃片切割成玻璃晶圆体；通过研磨装置将玻璃晶圆体研磨抛光成玻璃晶圆。这样，通过本公开的生产方法可以连续不断地生产玻璃晶圆，即实现玻璃晶圆的连续生产，同时防止了玻璃晶圆在成型过程中析晶。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述生产设备包括成型炉(1)、设置于所述成型炉(1)内的成型机构以及与所述成型炉(1)连通的定型炉(3)，所述成型炉(1)上设置有与自身内部连通的且用于加注熔融玻璃的加料槽(4)，所述加料槽(4)、所述成型机构以及所述定型炉(3)在加工方向上依次布置，所述成型机构靠近所述加料槽(4)设置，并包括设置在加工方向两侧的成型辊(2)，两个所述成型辊(2)共同围成有成型狭缝(20)，两个所述成型辊(2)设置为能够对向转动，以通过所述成型狭缝(20)将熔融玻璃压制成玻璃带(100)，并朝向所述定型炉(3)传送玻璃带(100)。

2.根据权利要求1所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，每个所述成型辊(2)包括位于自身轴向两侧的大径段(21)和位于两个大径段(21)之间的小径段(22)，两个所述成型辊(2)的两个所述小径段(22)共同围成所述成型狭缝(20)。

3.根据权利要求2所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述成型狭缝(20)的横截面构造为矩形截面，该矩形截面的宽度设置为在所述成型辊(2)转动的过程中保持不变。

4.根据权利要求3所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，该矩形截面的长度设置为在所述成型辊(2)转动的过程中保持不变。

5.根据权利要求3所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述矩形截面的宽度为0.3mm～0.6mm。

6.根据权利要求1所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述加工方向与重力方向相重合。

7.根据权利要求1所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述生产设备包括设置于所述定型炉(3)内的牵引辊(5)，所述牵引辊(5)用于引导来自成型炉(1)的玻璃带(100)朝向加工方向移动。

8.根据权利要求7所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述成型辊(2)和所述牵引辊(5)的外表面均覆盖有耐火层。

9.根据权利要求1所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述生产设备包括与所述定型炉(3)连通的退火炉(6)，所述退火炉(6)设置于所述定型炉(3)的下游并用于接收来自所述定型炉(3)的玻璃带(100)。

10.根据权利要求9所述的玻璃晶圆的生产设备，其特征在于，所述生产设备包括设置于所述退火炉(6)下游的横切机(7)和掰断装置(8)，所述横切机(7)和所述掰断装置(8)用于将来自退火炉(6)的玻璃带(100)切割成玻璃片。

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