TW201418174A - 玻璃片切割邊緣之邊緣處理 - Google Patents
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Abstract
提供一種用於邊緣處理玻璃片切割邊緣的設備與方法,具有熱源與冷卻系統。玻璃片具有主動區域與空邊緣部分。熱源經定位以將熱導向空邊緣部分,並將玻璃片空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間。冷卻系統將玻璃片主動區域的溫度維持為低於250℃。此外,冷卻系統包含熱耦接至玻璃片主動區域的散熱器組件。
Description
本申請案根據美國專利法第119條主張對申請於2012年8月31日的美國臨時專利申請案第61/695,482號的優先權,該臨時專利申請案之全體內容在此併入本文以作為參照。
本發明一般而言相關於玻璃片,且更特定而言相關於用以化學強化、焠火、火燄拋光或退火玻璃片的切割邊緣的設備與方法。
玻璃的化學強化為表面後處理程序。玻璃被浸入浴槽中,浴槽含有溫度超過300℃的鉀鹽(諸如硝酸鉀)。將未強化玻璃表面曝露於鉀鹽,造成玻璃表面中的鈉離子被來自浴槽溶液的鉀離子替換。
替換鈉離子的鉀離子,大於鉀離子所替換的鈉離子。插入幾何上較大的鉀離子,造成鉀離子楔入在較小的鈉離子轉移至硝酸鉀溶液時鈉離子所留下的間隙。此離子替換使玻璃表面位於加壓狀態中,且使核心受到補償張力。化學
強化玻璃表面處的加壓,使玻璃破裂與受損的發生率較低,因為玻璃表面上的小刮痕不會輕易地傳播過整個玻璃層。
因為優越的機械性質等等,化學強化玻璃片被利用於各種應用中。本發明之發明者已認知到,在切割一片化學強化玻璃時,玻璃片切割邊緣邊的優越機械性質會減少,因為玻璃片的中央張力被曝露。本發明之發明者亦已認知到,存在化學強化玻璃片上的電路系統以及其他溫度敏感部件,將使得玻璃片切割邊緣邊的機械性質難以回復。此外,本發明之發明者已認知到,存在化學強化玻璃片上的電路系統以及其他溫度敏感部件,將使得其他涉及加熱(諸如焠火、火焰拋光以及退火)的玻璃加工難以被應用於玻璃片切割邊緣邊。因此,需要回復化學強化玻璃的原始強度性質的程序,或允許其他邊緣加工程序而不傷害放置在玻璃片上的部件的程序。
更詳言之,對於其上印刷有電子器件的玻璃基板邊緣的後處理,通常限於低溫(<200℃)程序,諸如酸蝕刻、研磨與拋光以及其他化學與機械技術。此係因為電子器件所包含的溫度敏感介電層。因為低溫後處理技術得到所需的結果,在大部分產品中不需要較高溫的處理,且因此這不會是問題。然而在一些情況中,讓這些玻璃片能夠經受較高溫的處理將為有益的。例如,在進行所有大玻璃片印刷並切割成較小玻璃片之後,生產者可想要點燃拋光、退火、離子交換、或者熱處理成品的邊緣,而不傷害該玻璃基板上包含的電子
器件。從生產者的觀點而言,期望將所需的電子器件印刷在大玻璃片表面上並隨後將玻璃片切割成最終所需尺寸,因為此種程序允許使用用於印刷電子器見的現存設備,並允許多重單元電路系統被同時施加。本文所揭示的設備與方法,允許玻璃片體被維持在可接受的溫度(考慮玻璃表面上的印刷電子器件),同時允許邊緣被加熱至高溫以進行離子交換、火焰拋光、退火、焠火或者熱處理成品的邊緣。
從玻璃片加熱邊緣至玻璃片冷卻體形成了溫度梯度。從玻璃邊緣至溫度下降至低於傷害電子器件層之溫度的點的距離,被稱為「回火(burn back)」。此距離通常為約0.5mm至約2mm,較短的距離更被期望但更難以達成。期望較短的距離,因為此允許電子器件被放置為更靠近玻璃片邊緣,且對於諸如全整合觸控螢幕的應用,將螢幕的主動表面區域最大化是被期望的。
本發明介紹用於邊緣處理玻璃片切割邊緣的設備與方法。
根據本發明之特定具體實施例,提供用於化學強化經化學強化玻璃片的切割邊緣的設備,設備包含離子交換源、熱源以及冷卻系統。經化學強化玻璃片包含主動區域與空邊緣部分。熱源經定位以將熱導向離子交換源,熱源並將經化學強化玻璃片的空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間。冷卻系統將經化學強化玻璃片的主動區域的溫度維持為低於250℃。冷卻系統包含散熱器組件,散熱器組件熱耦接至經化學強化玻璃片的主動區域。此外,經化學強化玻璃片
的空邊緣部分被暴露於散熱器組件的範圍之外。
根據本發明之特定具體實施例,提供用於化學強化經化學強化玻璃片的切割邊緣的設備,設備包含離子交換源、熱源以及冷卻系統。經化學強化玻璃片包含主動區域與空邊緣部分。熱源經定位以將熱導向離子交換源,熱源並將經化學強化玻璃片的空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間。冷卻系統將經化學強化玻璃片的主動區域的溫度維持為低於250℃。冷卻系統包含散熱器組件,散熱器組件熱耦接至經化學強化玻璃片的主動區域。此外,經化學強化玻璃片的空邊緣部分被暴露於散熱器組件的範圍之外。散熱器組件包含間隔件、墊片以及夾持件。具有經化學強化玻璃片與具有墊片附加於其上的間隔件的一重複序列,被一起壓合於夾持件之間,以形成墊片與經化學強化玻璃片之間的液體密封。墊片被放置在間隔件的第一側與間隔件的第二側上。墊片特定地包含在間隔件的第一側與間隔件的第二側之每一者上的主體墊片與邊緣墊片。主體墊片與邊緣墊片被放置在間隔件的第一側與間隔件的第二側上,且在間隔件的第一側與間隔件的第二側之兩者上形成位於主體墊片與邊緣墊片之間的流體槽,流體槽具有入口端與出口端。冷卻系統並包含熱傳輸流體。經化學強化玻璃與散熱器組件被熱浸入熱傳輸流體中。此外,離子交換源為糊劑,糊劑包含至少一種鹽與至少一種固著劑,糊劑能夠被散播在經化學強化玻璃片的空邊部分上,並被加熱至大於至少一種鹽的熔點而不掉出切割邊緣外。
根據本發明之特定具體實施例,提供一種用於邊緣處理至少一個玻璃片的切割邊緣的設備,設備包含熱源與冷卻系統。設備經配置以退火、焠火、火焰拋光或化學強化至少一個玻璃片的切割邊緣。至少一個玻璃片具有主動區域與空邊緣部分。此外,熱源經定位以將熱導向玻璃片的空邊緣部分,熱源並將玻璃片的空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間。冷卻系統具有散熱器組件,散熱器組件熱耦接至主動區域並將主動區域的溫度維持為低於250℃。空邊緣部分被暴露於散熱器組件的範圍之外。
根據本發明之特定具體實施例,提供用於處理至少一個玻璃片的切割邊緣的方法。方法包含以下步驟:提供至少一個玻璃片,至少一個玻璃片包含主動區域與空邊緣部分。方法進一步包含以下步驟:提供用於邊緣處理至少一個玻璃片的切割邊緣的設備。設備包含熱源與冷卻系統。熱源經定位以將熱導向玻璃片的空邊緣部分,熱源並將玻璃片的空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間,冷卻系統包含散熱器組件,散熱器組件熱耦接至主動區域並將主動區域的溫度維持為低於250℃。此外,空邊緣部分被暴露於散熱器組件的範圍之外。方法亦包含退火、焠火、火焰拋光或化學強化至少一個玻璃片的切割邊緣。
本發明的額外特徵與優點將揭示於下文的詳細說明中,且其部分將為在本發明領域中具有通常知識者根據此等說明輕易顯然可知,或由實施本文所說明的各種具體實施例(包含下文的詳細說明、申請專利範圍以及附加圖式)而輕
易顯然可知。
110‧‧‧離子交換源
120‧‧‧熱源
130‧‧‧冷卻系統
140‧‧‧玻璃片
142‧‧‧主動區
144‧‧‧空邊緣部分
160‧‧‧間隔件
170‧‧‧墊片
172‧‧‧主體墊片
174‧‧‧邊緣墊片
180‧‧‧夾持件
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190‧‧‧流體槽
192‧‧‧入口端
194‧‧‧出口端
200‧‧‧熱傳輸流
212‧‧‧入口頭座
214‧‧‧出口頭座
222‧‧‧入口流體接頭
224‧‧‧出口流體接頭
230‧‧‧流體限制器
232‧‧‧長入口區域
234‧‧‧緊密流體間隙
236‧‧‧長退出區域
312‧‧‧入口流體埠
314‧‧‧出口流體埠
330‧‧‧流體貯槽
340‧‧‧熱傳導器
342‧‧‧散熱片
下文對於本發明特定具體實施例的詳細說明,在與下列圖式一併閱讀時可被最佳地瞭解,其中以類似的元件符號指示類似的元件,且在圖式中:第1圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的示意圖;第2圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的部分剖面終端視圖;第3圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的剖面前端視圖;第4圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的剖面前端視圖;第5圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的部分剖面終端視圖;且第6圖為根據本發明的一個具體實施例的用於邊緣處理玻璃片的切割邊緣的設備的示意圖。
一般地參照圖式,將瞭解到圖式的目的為說明本發明的特定具體實施例,而不意為用於限制本發明。
展望與設備100之具體實施例相容的各種邊緣處理。化學強化玻璃片140的切割邊緣,為所展望的一種特定邊緣處理。其他邊緣處理包含對玻璃片140的切割邊緣進行焠火、火焰拋光或退火。為了清晰說明,本說明書中的討論
主要對於化學強化玻璃片140,但在本發明領域中具有通常知識者將理解可置換為焠火、火焰拋光、退火或其他邊緣處理。
第1圖、第2圖與第3圖圖示用於化學強化玻璃片140的切割邊緣的設備100之具體實施例。設備100包含離子交換源110、熱源120以及冷卻系統130。玻璃片140包含主動區142與空邊緣部分144。玻璃片140的主動區142為化學強化玻璃片上放置電子電路系統或其他熱敏感表面處理的區域。空邊緣部分144為沿著切割邊緣的玻璃片140的區域。空邊緣部分144較佳地為實質上裸玻璃,但可包含額定量的汙染物或非熱敏感應用。
玻璃片140可包含任何玻璃基板。特定玻璃片140的非限制性範例包含先前已化學強化的玻璃、非化學地強化的玻璃以及合板。
熱源120被定位以將熱導至玻璃片140的空邊緣部分144。亦展望在邊緣處理為對於玻璃片140的化學強化時,熱源120被特定導至離子交換源110。熱源120經配置並定尺寸,以較佳地將玻璃片140的空邊緣部分144的溫度提升至約350℃與約600℃之間,更佳地至約400℃與約550℃之間,且又更佳地至約420℃與約480℃之間。在進一步的具體實施例中,特定地展望熱源120經配置並定尺寸,以將空邊緣部分144的溫度提升至以350℃至600℃之範圍所包含的整數值為邊界的每一範圍。
冷卻系統130包含熱耦接至主動區域142的散熱器組件150。較佳地,冷卻系統130與散熱器組件150經配置並
定尺寸以將主動區域142的溫度維持在低於約250℃,更佳地低於約200℃,且甚至更佳地低於約180℃。在進一步的具體實施例中,特定展望冷卻系統130與散熱器組件150經配置並定尺寸以將主動區域142的溫度維持在(或低於)0℃與250℃之間的每一整數值。
空邊緣部分144被暴露於散熱器組件150的範圍之外。由於空邊緣部分144作為離子交換程序的部分而被加熱,空邊緣部分較佳地延伸到散熱器組件150之外。將空邊緣部分144延伸至散熱器組件150之外,允許空邊緣部分的延伸部分的溫度等於(或超過)350℃(或所需的溫度),而不抵消散熱器組件的冷卻作用。
在所選擇之用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,設備亦包含間隔件160、墊片170以及夾持件180。墊片170被放置在間隔件160的前面與後面(又稱為第一側與第二側)。具有墊片170附加於其上的間隔件160被設置於重複的玻璃片140與間隔件/墊片組合序列中。玻璃片140與具有墊片170附加於其上的間隔件160的重複序列,被一起壓合於夾持件180之間,以形成墊片與玻璃片之間的液體密封。
夾持件180施加力至玻璃片140與具有墊片170附加於其上的間隔件160的重複序列的相對面上。由於夾持件暴露於離子交換源110與來自熱源120的熱,較佳的夾持件為不鏽鋼,但亦展望由已知能抵抗來自離子交換源的熱與傷害的材料製成。
在所選擇的具體實施例中,間隔件160被展望為包含熱傳導性金屬,諸如(例如)鋁或銅。此外,在設備100之具體實施例中墊片170被展望為包含矽氧樹脂或聚四氟乙烯。亦展望在設備100之具體實施例中,墊片170包含剝離塗料(release coating)以緩解對化學強化玻璃140的黏性,及/或化學強化玻璃包含可移除式脫模劑以緩解對墊片的黏性。剝離塗料或脫模劑可為氮化硼、鐵氟龍、矽氧樹脂、石墨以及類似者。選擇將取決於對墊片材料及任何施加至玻璃邊緣之糊劑的相容性。例如,可在糊劑不氧化的情況下或在未使用糊劑時(亦即(例如)對於焠火應用)且周圍環境被控制為排除氧時,使用石墨。
根據方法的一個具體實施例,墊片表面被以氮化硼粉剝離塗料(從McMaster Carr訂購,由位於Strongsville OH的Momentive Performance Materials-Quartz,Inc製造,稱為Boron Nitride Spray II,為高溫剝離塗料)來製備,藉由將粉擦入墊片表面直到表面平滑為止。間隔件與墊片部件隨後被以少量的氣體吹拂,以移除未固定的粉。在再使用墊片與間隔件部件時,若察覺到對玻璃的黏性則再施加氮化硼粉。若用得太多,或者若未均勻地施加,則產生穿過墊片的路徑,而無法維持良好的密封。若用得太少,則墊片將黏住玻璃。
在所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,玻璃片與具有墊片170附加於其上的間隔件160的重複序列,包含交錯排列的玻璃片以及具有墊片的間隔件(亦即玻璃-墊片/間隔件/墊片-玻璃-墊片/間隔
件/墊片-玻璃)。在另一個所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,玻璃片與具有墊片170附加於其上的間隔件160的重複序列,包含由兩個以具有墊片的間隔件隔開的玻璃片所組成的群組(亦即墊片/間隔件/墊片-玻璃-玻璃-墊片/間隔件/墊片-玻璃-玻璃-墊片/間隔件/墊片)。展望玻璃片140與具有墊片170附加於其上的間隔件160之部件的重複序列,可包含由單一玻璃片至數百個玻璃片之間的每一整數值,包含(例如)十個玻璃片、五十個玻璃片以及兩百個玻璃片。
在進一步的所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,墊片170包含主體墊片172與邊緣墊片174。主體墊片172與邊緣墊片174之每一者被放置在間隔件160的第一側與第二側之兩者上。主體墊片172與邊緣墊片174與玻璃片140以及間隔件160組合形成流體槽190。流體槽190具有入口端192與出口端194。再者,根據一具體實施例,冷卻系統130進一步包含熱傳輸流體200。化學強化玻璃140與散熱器組件150被熱浸入熱傳輸流體200中。例如,熱傳輸流體200可從入口端192經過化學強化玻璃140排出出口端194,以傳輸通過流體槽190。
在進一步的所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,散熱器組件150進一步包含頭座210。頭座210包含入口頭座212與出口頭座214。入口頭座212被放置為與流體槽190的入口端192流體連通,且出口頭座214被放置為與流體槽190的出口端194流體連
通。頭座210經配置以允許熱傳輸流體200被分配到複數個流體槽190,以同時冷卻複數個玻璃片140。詳言之,入口頭座212接收熱傳輸流體200之饋送流並與一或更多個流體槽190介面連接,以將熱傳輸流體傳輸通過流體槽。在傳輸通過流體槽190之後,熱傳輸流體200經由出口頭座214被返回合併入退出流。較佳的頭座210為不鏽鋼,但亦展望由已知能抵抗來自離子交換源110的熱與傷害的材料製成。較佳的設備100包含單一入口頭座212與單一出口頭座214,但展望以多重入口頭座或出口頭座介面連接流體槽190。此外,展望一個或多重饋送流可將熱傳輸流體200提供至一個或多重入口頭座212。
在進一步的所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,散熱器組件150進一步包含流體接頭220。入口流體接頭222係與入口頭座212流體連通,且出口流體接頭224係與出口頭座214流體連通。流體街頭可為在發明領域中已知任何類型的流體緊密連結,非限制性的範例包含螺紋連接器、快拆類型連接器或加壓接頭。
熱傳輸流體200可包含液體或氣體。液體熱傳輸流體200的非限制性範例,包含水、乙二醇、丙二醇以及油類。氣體熱傳輸流體200的非限制性範例,包含空氣、氮以及氦。不同的熱傳輸流體200之間的熱容量變化,且因此必須考慮熱傳輸流體適當地沿著流體槽190之全部長度移除熱的能力。若熱傳輸流體200的熱容量太低,則熱傳輸流體200在流體槽190入口端192處將吸收熱,但在到達出口端194之
前將不再具有吸收額外熱的能力。
參照第4圖與第5圖,在所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,散熱器組件150進一步包含流體限制器230。流體限制器230被放置在流體槽190中以形成長入口區域232、在流體限制器與化學強化玻璃140之間的緊密流體間隙234以及長退出區域236。
如同其他所揭示的具體實施例,熱傳輸流體200進入流體槽190的入口端192。流體限制器230限制熱傳輸流體200在流體限制器與玻璃片140之間傳送。由流體限制器230所造成的限制,迫使熱傳輸流體200進入流體槽190以沿著長入口區域232的長度來分布。熱傳輸流體200隨後在流體限制器230與玻璃片140之間傳送,通過緊密流體間隙234,並進入長退出區域236以離開流體槽190。形成於流體限制器230與玻璃片140之間的緊密流體間隙234非常小,相較於流體槽190的尺寸,而使流體被以均等的速度均勻地沿著緊密流體間隙的全部長度而分布。
參照第6圖,在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,散熱器組件150包含至少兩個流體埠310、至少一個熱傳導器340以及流體貯槽330。流體埠310包含入口流體埠312與出口流體埠314。入口流體埠312與出口流體埠314係與流體貯槽330流體連通。此外,玻璃片140與熱傳導器340部件的重複序列,被放置在流體貯槽中。再者,根據一具體實施例,冷卻系統130進一步包含熱傳輸流體200。例如,玻璃片140與散熱器組件150被熱浸
入熱傳輸流體200中。例如,熱傳輸流體200可傳送通過入口流體埠312並進入流體貯槽330,以環繞並熱浸放置於流體貯槽330中的玻璃片140與散熱器組件150,且最後通過出口流體埠314離開流體貯槽。
在所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,玻璃片140與熱傳導器340的重複序列包含交錯排列的玻璃片與熱傳導器(亦即玻璃-熱傳導器-玻璃-熱傳導器-玻璃)。在另一所選擇的用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,玻璃片與熱傳導器340的重複序列包含由熱傳導器隔開的兩個玻璃片的群組(亦即熱傳導器-玻璃-玻璃-熱傳導器-玻璃-玻璃-熱傳導器)。展望玻璃片與熱傳導器340的重複序列,可包含從單一玻璃片至數百個玻璃片中的每一整數值,包含(例如)十個玻璃片、五十個玻璃片以及兩百個玻璃片。
在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,熱傳導器230寬於玻璃片,而使熱傳導器延伸超過玻璃片之外,以形成散熱片342。在另一用於邊緣處理玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,熱傳導器340實質上與玻璃片同寬。實質上同寬,表示玻璃片140與熱傳導器340長度的差異小於10%、小於8%、小於6%、小於4%、小於2%或小於1%。
在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,主動區域142包含印刷電路。印刷電路用於玻璃片之表面上的各種應用中。舉例而言,全整合觸控螢幕
經由使用玻璃螢幕表面上的印刷電路偵測顯示區域內使用者觸控的存在及位置。
在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,離子交換源為施加至玻璃片切割邊緣的糊劑。離子交換糊劑包含至少一種鹽與至少一種固著劑。糊劑亦能夠被散播在玻璃片140空邊緣部分144上,並被加熱至大於至少一種鹽的熔點,而不使離子交換糊劑掉出切割邊緣外。離子交換糊劑需要能夠承受被加熱至至少一種鹽的熔點以上而不掉出切割邊緣,因為鹽需要在熔融狀態中以進行離子交換程序。例如,化學強化玻璃的方法包含使切割玻璃中的鈉離子與來自鹽的鉀離子交換,且鉀鹽需要在熔融狀態中以適當地交換離子。至少一種鹽較佳地為鉀鹽。詳言之,鉀鹽的非限制性範例包含KNO3、KNO2、KCl、K2SO4或以上之結合。此外,至少一種固著劑較佳地為黏土、氧化鋁、氧化鐵、沸石、其他惰性有機材料或以上之結合。
在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,離子交換源110為純熔態鹽的浴槽。至少一種鹽較佳地為鉀鹽。詳言之,鉀鹽的非限制性範例包含KNO3、KNO2、KCl、K2SO4或以上之結合。作為化學強化程序之部分的離子交換,係由將至少化學強化玻璃片140切割邊緣浸入熔態鹽浴槽中來達成。熔態鹽與切割邊緣流體接觸,且玻璃片140中的離子(例如鈉與鉀)交換係由與利用離子交換糊劑時的方式相同的方式來達成。進一步展望設備100可被部分或完整地浸入熔態鹽浴槽內,且冷卻系統130
維持玻璃片140主動區域142的溫度為低於所需的臨限溫度。
在用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,熱源120為紅外線(IR)源。在另一用於化學強化玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例中,熱源120為電阻性加熱器。額外的具體實施例以及所展望的熱源,亦包含感應加熱、對流與傳導加熱、微波或射頻(RF)加熱。在其中離子交換源為純熔態鹽浴槽的具體實施例中,熱源可為鹽浴槽自身。
再次說明,儘管所揭示的設備100主要係朝向冷卻玻璃片140同時離子交換玻璃片邊緣以建立(或再建立)抗壓強度,設備以及教示內容可被延伸至其他高溫處理,諸如火焰拋光、退火或焠火。在火焰拋光程序或退火程序期間內冷卻主動區域時,可應用在強化切割邊緣期間內將玻璃片140主動區域142的溫度維持在可接受的範圍內的相同原理與系統。
本文揭示了數種用於邊緣處理玻璃片140切割邊緣的設備100的具體實施例。應瞭解到在一個具體實施例中教示與揭示的元件,可被應用至其他揭示的具體實施例中。展望所揭示元件的所有組合與所揭示具體實施例之每一者的組合。
進行了實驗模式的測試以驗證設備100的有效程度。如第1圖繪製的設備100被利用以測試冷卻的有效程度。將具有約1000,000W/m2最大通量之光通量的30kW紅外線源燈泡懸掛在設備100上方六英寸處。將八個間隔件160與七
片49mm x 100mm切割玻璃片140裝入組件。玻璃片140在被切割為現有尺寸之前已被化學強化。作為離子交換源110的1mm厚黏土與亞硝酸鉀糊劑(離子交換糊劑)層被塗覆上玻璃片140與間隔件160的表面。源燈泡被供電至65%(600000W/m2)通量。離子交換糊劑的表面在30秒內到達530℃至550℃,且在實驗期間內藉由依所需調整紅外線系統的功率,而將表面維持在500℃(如由具有0.94發射係數的FLIR IR攝影機所測得)。燈泡在兩小時後被完全關電,且玻璃片140被從設備100移除。由反向散射與微探針所測得的切割邊緣離子交換深度,圖示為30μm。亦圖示玻璃的強度為平均從148MPa提升至468MPa。此外,在以碳化矽研磨之後強度大部分(80%以上)被保持。最後,冷卻系統130與設備100的有效程度被驗證,由於具有有機層(苯環丁烯-「BCB」)印刷於其上的玻璃片140,表示有機層在上至1mm(距離邊緣)的回火距離之下仍然健在,且以光學影像看來未產生任何傷害。
在本文中所使用的單數「一」與「該」包含複數型的指涉物。本文對於「至少一個」部件、元件等等的記載,不應被用於推論對於冠詞「一」之替代性用法須被限制為單一部件、元件等等。
為了說明與界定本發明,注意到在本文中利用的用詞「實質上」、「大約」與「約」,代表任何量化比較、值、測量或其他表示可具有之固有的不確定性。在本文中利用的用詞「實質上」、「大約」與「約」,亦代表量化表示可從
所述參考值變化而不改變所討論主體之基本功能的程度。
亦注意到本文對於經「配置」以由特定方式實施特定性質或功能的本發明的部件的記載,為結構性的記載,而非對於所意圖之用途的記載。更詳言之,本文對於一部件被「配置」之方式的參照標註部件的現存實體條件,且因此應被視為對於部件結構性特徵的明確記載。
注意到像是「較佳」與「通常」的用詞在使用於本文中時,不被用於限制所請發明的範圍,或影射某些特徵為關鍵的、必要的或甚至對所請發明之結構或功能為重要的。相反的,這些用詞僅意為識別本發明之具體實施例的特定態樣,或強調可或可不用於本發明之特定具體實施例中的替代性或額外性的特徵。
在本發明領域中具有通常知識者將顯然明瞭,可對本發明進行各種修改與變異,而不脫離本發明的精神與範圍。由於在本發明領域中具有通常知識者可發想對於併入本發明精神與本質之所揭示具體實施例的修改結合、子結合與變異,本發明應被解釋為包含在附加申請專利範圍之範圍內的所有者以及均等者。
110‧‧‧離子交換源
120‧‧‧熱源
142‧‧‧主動區
144‧‧‧空邊緣部分
150‧‧‧散熱器組件
160‧‧‧間隔件
172‧‧‧主體墊片
174‧‧‧邊緣墊片
190‧‧‧流體槽
Claims (21)
- 一種用於化學強化至少一個經化學強化玻璃片的一切割邊緣的設備,該設備包含一離子交換源、一熱源以及一冷卻系統;其中,該經化學強化玻璃片包含一主動區域與一空邊緣部分;該熱源經定位以將熱導向該離子交換源,該熱源並將該經化學強化玻璃片的該空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間;該冷卻系統包含一散熱器組件,該散熱器組件熱耦接至該主動區域並將該主動區域的溫度維持為低於250℃;且該空邊緣部分被暴露於該散熱器組件的範圍之外。
- 如請求項1所述之設備,其中:該散熱器組件包含至少一個間隔件、墊片以及夾持件;該等墊片被放置在該間隔件的一第一側與該間隔件的一第二側上;且具有經化學強化玻璃片與具有墊片附加於其上的間隔件的一重複序列,被一起壓合於該等夾持件之間,以形成該等墊片與該等經化學強化玻璃片之間的液體密封。
- 如請求項2所述之設備,其中:該等墊片包含在該間隔件的該第一側與該間隔件的該第二側之每一者上的一主體墊片與一邊緣墊片;該主體墊片與該邊緣墊片被放置在該間隔件的該第一側 與該間隔件的該第二側上,且在該間隔件的該第一側與該間隔件的該第二側之兩者上形成位於該主體墊片與該邊緣墊片之間的流體槽,該等流體槽具有一入口端與一出口端;該冷卻系統進一步包含一熱傳輸流體;且該經化學強化玻璃與該散熱器組件被熱浸入該熱傳輸流體中。
- 如請求項3所述之設備,其中:該散熱器組件進一步包含頭座;該等頭座包含一入口頭座與一出口頭座;且該等流體槽的該入口端與該入口頭座流體連通,且該等流體槽的該出口端與該出口頭座流體連通。
- 如請求項4所述之設備,其中:該散熱器組件進一步包含流體接頭;該等流體接頭包含一入口流體接頭與一出口流體接頭;且該入口流體接頭與該入口頭座流體連通,且該出口流體接頭與該出口頭座流體連通。
- 如請求項2所述之設備,其中具有經化學強化玻璃片與具有墊片附加於其上的間隔件的該重複序列,包含交錯排列的經化學強化玻璃片與具有墊片的間隔件。
- 如請求項2所述之設備,其中:該等墊片包含一主體墊片與一邊緣墊片;該主體墊片與該邊緣墊片被放置在該間隔件的該第一側與該間隔件的該第二側上,且在該間隔件的該第一側與該間隔件的該第二側之兩者上形成位於該主體墊片與該邊緣墊片之間的一流體槽,該流體槽具有一入口端與一出口端;該散熱器組件進一步包含一流體限制器;該流體限制器被放置在該流體槽中以形成一長入口區域、位於該流體限制器與該經化學強化玻璃之間的一緊密流體間隙,以及一長退出區域;該冷卻系統進一步包含一熱傳輸流體;且該經化學強化玻璃與該散熱器組件被熱浸入該熱傳輸流體中。
- 如請求項7所述之設備,其中該熱傳輸流體為一氣體。
- 如請求項2所述之設備,其中該等墊片之至少一者的一表面具有放置於其上的一脫模劑。
- 如請求項1所述之設備,其中:該散熱器組件包含至少兩個流體埠、至少一個熱傳導器以及一流體貯槽;該等流體埠包含一入口流體埠與一出口流體埠;該入口流體埠與該流體貯槽流體連通; 該出口流體埠與該流體貯槽流體連通;經化學強化玻璃片與該等熱傳導器的一重複序列被放置在該流體貯槽中;該冷卻系統進一步包含一熱傳輸流體;且該經化學強化玻璃片與該散熱器組件被熱浸入該熱傳輸流體中。
- 如請求項10所述之設備,其中該熱傳導器係寬於該經化學強化玻璃片,而使該熱傳導器延伸超過該經化學強化玻璃片之外而形成散熱片。
- 如請求項11所述之設備,其中該熱傳導器實質上與該經化學強化玻璃片同寬。
- 如請求項11所述之設備,其中經化學強化玻璃片與該等熱傳導器的該重複序列,為交錯排列的經化學強化玻璃片與熱傳導器。
- 如請求項1所述之設備,其中該經化學強化玻璃片的該主動區域包含印刷電路。
- 如請求項1所述之設備,其中該離子交換源為一糊劑,該糊劑包含至少一種鹽與至少一種固著劑,該糊劑能夠被散播在該經化學強化玻璃片的該空邊緣部分上,並被加熱至大 於該至少一種鹽的熔點而不掉出該經化學強化玻璃片的該切割邊緣外。
- 如請求項1所述之設備,其中該離子交換源為純熔態鹽的一浴槽。
- 如請求項1所述之設備,其中該熱源為一紅外線源。
- 如請求項1所述之設備,其中該熱源經定位以將熱導向該離子交換源,該熱源並將該經化學強化玻璃片的該空邊緣部分的溫度提升至420℃與480℃之間,且該冷卻系統包含一散熱器組件,該散熱器組件熱耦接至該主動區域並將該主動區域的溫度維持為低於180℃。
- 一種用於邊緣處理至少一個玻璃片的一切割邊緣的設備,該設備包含一熱源以及一冷卻系統;其中,該玻璃片包含一主動區域與一空邊緣部分;該熱源經定位以將熱導向該玻璃片的該空邊緣部分,該熱源並將該玻璃片的該空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間;該冷卻系統包含一散熱器組件,該散熱器組件熱耦接至該主動區域並將該主動區域的溫度維持為低於250℃;該空邊緣部分被暴露於該散熱器組件的範圍之外;且該設備經配置以退火、焠火、火焰拋光或化學強化該至少一 個玻璃片的該切割邊緣。
- 一種用於處理至少一個玻璃片的一切割邊緣的方法,該方法包含以下步驟:提供至少一個玻璃片,該至少一個玻璃片包含一主動區域與一空邊緣部分;提供用於邊緣處理該至少一個玻璃片的該切割邊緣的一設備,該設備包含一熱源與一冷卻系統;其中,該熱源經定位以將熱導向該玻璃片的該空邊緣部分,該熱源並將該玻璃片的該空邊緣部分的溫度提升至350℃與600℃之間,該冷卻系統包含一散熱器組件,該散熱器組件熱耦接至該主動區域並將該主動區域的溫度維持為低於250℃,且該空邊緣部分被暴露於該散熱器組件的範圍之外;以及退火、焠火、火焰拋光或化學強化該至少一個玻璃片的該切割邊緣。
- 如請求項20所述之方法,其中:該方法進一步包含以下步驟:供應一離子交換源並化學強化該至少一個玻璃片的該切割邊緣。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261695482P | 2012-08-31 | 2012-08-31 |
Publications (1)
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