TW201434771A - 含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法 - Google Patents

含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201434771A
TW201434771A TW103106794A TW103106794A TW201434771A TW 201434771 A TW201434771 A TW 201434771A TW 103106794 A TW103106794 A TW 103106794A TW 103106794 A TW103106794 A TW 103106794A TW 201434771 A TW201434771 A TW 201434771A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cladding
layer
core
glass
sensitivity
Prior art date
Application number
TW103106794A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI606981B (zh
Inventor
Heather Debra Boek
Glen Bennett Cook
Victoria Ann Edwards
Mark Owen Weller
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of TW201434771A publication Critical patent/TW201434771A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI606981B publication Critical patent/TWI606981B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/002—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by ultraviolet light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/02—Forming molten glass coated with coloured layers; Forming molten glass of different compositions or layers; Forming molten glass comprising reinforcements or inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0042—Photosensitive materials with inorganic or organometallic light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. inorganic resists
    • G03F7/0043—Chalcogenides; Silicon, germanium, arsenic or derivatives thereof; Metals, oxides or alloys thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/704—Crystalline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

用於加工玻璃結構之方法可對熔融拉製玻璃積層執行，該等玻璃積層具有插入於第一包覆層與第二包覆層之間的芯層。芯層可由具有芯感光度的芯玻璃組成物形成，第一包覆層可由具有不同於芯感光度之感光度的玻璃組成物形成，且第二包覆層可由具有不同於芯感光度之感光度的玻璃組成物形成。芯層、第一包覆層及第二包覆層中之至少一者為可感光加工的層。該等方法可包括：將熔融拉製積層中之可感光加工的層的選定區域暴露至紫外線輻射；加熱玻璃結構直至選定區域結晶；及選擇性地自可感光加工的層移除結晶材料。

Description

含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法 【相關申請案之交叉引用】
本申請案主張2013年3月13日提出申請之美國申請案第13/798479號及2013年2月28日提出申請之美國臨時申請案第61/770454號之優先權的權益，該等申請案之內容為本文之依據並且以引用之方式全部併入本文中。
本揭示案大體上係關於熔融拉製玻璃積層結構，且更特定而言，係關於用於加工包括至少一個可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的方法。
熔融拉製芯-包層玻璃積層在電子及光學產業中具有廣泛使用。經由積層形成諸如孔及通孔之結構可為挑戰性且不嚴密的，尤其係使用諸如雷射鑽孔之技術。因此，當前存在對具有便於產生簡單結構及複雜結構(包括但不限於孔及通孔)之性質的熔融拉製芯-包層玻璃積層的需求，且亦存在對將結構加工成熔融拉製芯-包層玻璃積層之方法的需求。
根據各種實施例，揭示用於加工玻璃結構之方法。根 據各種實施例之方法可對包括但不限於熔融拉製積層的玻璃結構執行，該等熔融拉製積層具有插入於第一包覆層與第二包覆層之間的芯層。在熔融拉製積層中，芯層可由具有芯感光度的芯玻璃組成物形成，第一包覆層可由具有不同於芯感光度之第一包層感光度的第一包層玻璃組成物形成，且第二包覆層可由具有不同於芯感光度之第二包層感光度的第二包層玻璃組成物形成。芯層、第一包覆層及第二包覆層中之至少一者為可感光加工的層。該等方法可包括：將熔融拉製積層中之至少一個可感光加工的層的至少一個選定區域暴露至紫外線輻射達預定暴露時間；加熱玻璃結構直至至少一個選定區域在可感光加工的層中形成結晶材料之結晶區域；及選擇性地從可感光加工的層移除結晶區域。
將在隨後的具體實施方式中闡述本文所述之實施例的額外特徵及優勢，且對於熟習此項技術者而言，額外特徵及優勢將根據彼描述部分地顯而易見，或通過實踐本文中(包括隨後的具體實施方式、申請專利範圍和附圖中)所描述的實施例而瞭解額外特徵及優勢。
應瞭解，上述一般描述和以下詳細描述都描述各種實施例，並且意欲提供用於理解所主張標的物之本質及特性的概述或框架。包括隨附圖式以提供對各種實施例的進一步理解，且隨附圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式圖示本文中所述的各種實施例，且與描述一同用於解釋所主張標的物之原理及操作。
100‧‧‧玻璃結構
102‧‧‧芯層
103a‧‧‧第一表面
103b‧‧‧第二表面
104a‧‧‧第一包覆層
104b‧‧‧第二包覆層
106a‧‧‧粗化包層表面
106b‧‧‧粗化包層表面
110‧‧‧光罩
110a‧‧‧第一光罩
110b‧‧‧第二光罩
112‧‧‧光罩
112a‧‧‧光罩
112b‧‧‧光罩
113a‧‧‧遮蔽層
113b‧‧‧遮蔽層
115‧‧‧孔隙
115a‧‧‧孔隙
115b‧‧‧孔隙
117‧‧‧孔隙
117a‧‧‧孔隙
117b‧‧‧孔隙
120‧‧‧紫外線輻射
120a‧‧‧紫外線輻射
120b‧‧‧紫外線輻射
130‧‧‧結晶區域
130a‧‧‧結晶區域
130b‧‧‧結晶區域
135‧‧‧芯結晶區域
135a‧‧‧芯結晶區域
135b‧‧‧芯結晶區域
140‧‧‧孔結構
140a‧‧‧孔結構
140b‧‧‧孔結構
142a‧‧‧粗化孔表面
142b‧‧‧粗化孔表面
145‧‧‧移除的芯部分
145a‧‧‧移除的芯部分
145b‧‧‧移除的芯部分
150a‧‧‧通孔
150b‧‧‧通孔
155‧‧‧芯非結晶區域
155a‧‧‧芯未結晶區域
155b‧‧‧芯未結晶區域
160‧‧‧經離子交換之區域
160a‧‧‧經離子交換之區域
160b‧‧‧經離子交換之區域
170‧‧‧破裂線
180‧‧‧空腔
185‧‧‧流體通道
200‧‧‧積層熔融拉製設備
202‧‧‧上等靜壓管
204‧‧‧下等靜壓管
206‧‧‧熔融包層組成物
208‧‧‧熔融玻璃芯組成物
210‧‧‧凹槽
212‧‧‧凹槽
216‧‧‧外形成表面
218‧‧‧外形成表面
220‧‧‧底部
222‧‧‧外形成表面
224‧‧‧外形成表面
第1圖示意性地圖示根據本文所示及所述之一或更多個實施例的玻璃結構的橫截面；第2圖示意性地圖示用於製造第1圖之玻璃結構的熔融拉製製程；第3A圖至第3D圖示意性地圖示用於加工第1圖之玻璃結構的方法的實施例；第4A圖至第4B圖示意性地圖示對第3D圖之玻璃結構執行之額外加工步驟的實施例；第5A圖至第5D圖示意性地圖示對第3D圖之玻璃結構執行之額外加工步驟的實施例，藉此，一個實施例在第5A圖及第5B圖中組合圖示，且另一實施例在第5A圖、第5C圖及第5D圖中組合圖示；第6A圖至第6E圖示意性地圖示對第4A圖之玻璃結構執行之離子交換製程的實施例；第7A圖至第7E圖示意性地圖示用於加工第1圖之玻璃結構的方法的實施例，其中芯層具有比包覆層更高之感光度；第8A圖至第8F圖示意性地圖示用於加工第1圖之玻璃結構以形成包括通孔之複雜結構的方法的實施例；第9A圖至第9B圖示意性地圖示在用於加工第1圖之玻璃結構的方法的實施例中執行之表面粗化步驟；及第10A圖至第10E圖示意性地圖示用於加工第1圖之玻璃結構的方法的實施例，其中玻璃結構經加工成可用於觸覺介面中之組件。
現將詳細參照用於加工玻璃結構之方法的實施例。首先，玻璃結構本身將參照第1圖及第2圖描述。用於加工玻璃結構之各種方法將在下文參照第3A圖至第10E圖描述。
如本文中所使用，術語「液相黏度」係指玻璃組成物在其液相溫度下之剪切黏度。
如本文中所使用，術語「液相溫度」係指在玻璃組成物中發生失透之最高溫度。
如本文中所使用，術語「CTE」係指玻璃組成物之在約20℃至約300℃之溫度範圍內平均之熱膨脹係數。
術語「實質上不含」在用於描述玻璃組成物中缺乏特定氧化物組分時意謂該組分以小於1莫耳%之微量作為污染物存在於玻璃組成物中。
對於本文中描述為玻璃結構之組分的玻璃組成物，除非另有規定，否則玻璃組成物之構成組分(例如，SiO2、Al2O3、Na2O等)之濃度基於氧化物以莫耳百分比(莫耳%)給出。本文所揭示之玻璃組成物具有液相黏度，該液相黏度使得該等玻璃組成物適合於用於熔融拉製製程且詳言之，在熔融積層製程中用作玻璃包層組成物或玻璃芯組成物。如本文中所使用，除非另外指出，否則術語「玻璃」及「玻璃組成物」包含玻璃材料及玻璃陶瓷材料兩者，因為兩類材料皆為通常熟悉的。同樣，術語「玻璃結構」應理解為包含含有玻璃、玻璃陶瓷或兩者之結構。
現將描述用於加工玻璃結構之方法中使用的玻璃結 構的實例。下文將描述用於加工玻璃結構之方法的實施例。參照第1圖，適合於用於熔融拉製製程中的玻璃組成物(包括但不限於本文中所述之彼等玻璃組成物)可用於形成製品，諸如第1圖中以橫截面示意性地圖示之玻璃結構100。玻璃結構100大體上包含由芯玻璃組成物形成之芯層102。芯層102可插入於一對包覆層之間，諸如第一包覆層104a與第二包覆層104b之間。第一包覆層104a及第二包覆層104b分別可由第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物形成。在一些實施例中，第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物可為相同材料。在其他實施例中，第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物可為不同材料。
第1圖圖示具有第一表面103a及與第一表面103a相對的第二表面103b之芯層102。第一包覆層104a直接熔合至芯層102之第一表面103a，且第二包覆層104b直接熔合至芯層102之第二表面103b。玻璃包覆層104a、104b在芯層102與包覆層104a、104b之間未安置有任何額外材料(諸如，黏合劑、聚合物層、塗層等)之情況下熔合至芯層102。因此，芯層102之第一表面103a直接鄰近第一包覆層104a，且芯層102之第二表面103b直接鄰近第二包覆層104b。在一些實施例中，芯層102及玻璃包覆層104a、104b經由熔融積層製程形成。擴散層(未圖示)可形成於芯層102與包覆層104a之間，或芯層102與包覆層104b之間，或以上兩者。
在一些實施例中，本文所述之玻璃結構100的包覆層104a、104b可由具有平均包層熱膨脹係數CTE包層的第一玻璃 組成物形成，且芯層102可由具有平均熱膨脹係數CTE芯的第二不同玻璃組成物形成。在一些實施例中，包覆層104a、104b之玻璃組成物可具有至少為20千泊之液相黏度。在一些實施例中，芯層102及包覆層104a、104b之玻璃組成物可具有小於250千泊之液相黏度。
具體而言，根據本文之一些實施例的玻璃結構100可藉由熔融積層製程形成，該製程諸如美國專利第4,214,886號中所述之製程，該美國專利以引用之方式併入本文中。參照例如第2圖及進一步說明，用於形成積層玻璃製品之積層熔融拉製設備200可包括上等靜壓管202，上等靜壓管202定位在下等靜壓管204上方。上等靜壓管202可包括凹槽210，熔融包層組成物206可自熔化器(未圖示)饋入該凹槽210中。類似地，下等靜壓管204可包括凹槽212，熔融玻璃芯組成物208可自熔化器(未圖示)饋入該凹槽212中。在本文所述之實施例中，熔融玻璃芯組成物208具有適當高的液相黏度以溢出下等靜壓管204。
當熔融玻璃芯組成物208填充凹槽212時，熔融玻璃芯組成物208溢出凹槽212並流經下等靜壓管204之外形成表面216、218。下等靜壓管204之外形成表面216、218在底部220處聚集。因此，流經外形成表面216、218之熔融芯組成物208重新會合於下等靜壓管204之底部220處，藉此形成積層玻璃結構之芯層102。
同時，熔融組成物206溢出形成於上等靜壓管202中之凹槽210並流經上等靜壓管202之外成形表面222、224。 熔融組成物206具有較低液相黏度要求以溢出上等靜壓管202，且在作為玻璃存在時將具有等於或小於玻璃芯組成物208之CTE。熔融包層組成物206藉由上等靜壓管202向外偏斜，以使得熔融包層組成物206在下等靜壓管204周圍流動並且接觸流經下等靜壓管之外成型表面216、218的熔融芯組成物208，從而熔合至熔融芯組成物並在芯層102周圍形成包覆層104a、104b。
在如此形成之積層片中，包層厚度亦將顯著薄於芯厚度，以便包層進入壓縮狀態且芯進入拉伸狀態。然而，因CTE差較低，故芯中之拉伸應力的量級將極低(例如，近似10Mpa或更低)，此情形將允許產生積層片，該積層片歸因於低位準之芯拉力將相對易於中斷拉製。因此可自積層結構切割片，該積層結構自熔融拉製設備拉製。在切割該等片後，切割產品可接著經受適合UV光處理，如下文將在用於加工玻璃結構100之方法的上下文中描述。
作為說明性實施例，在本文中參照第1圖及第2圖所述及在美國專利第4,214,886號中所述之用於藉由熔融積層形成玻璃結構之製程可用於製備玻璃結構100，其中玻璃包覆層104a、104b具有相同玻璃組成物。在其他實施例中，玻璃結構100之玻璃包覆層104a、104b可由不同玻璃組成物形成。在共同讓渡美國專利第7,514,149號中描述適合於形成具有不同組成物之玻璃包覆層的玻璃結構的非限制示例性製程，該美國專利以引用之方式全部併入本文中。
本文揭示之積層玻璃製品及玻璃結構可用於各種消 費型電子裝置，包括(不限於)行動電話、個人音樂播放器、平板電腦、LCD及LED顯示器、自動櫃員機等。在一些實施例中，積層玻璃製品可包含為不透明、透明或半透明之一或更多層，諸如源自玻璃組成物之包層，其中包層在熱處理後為不透明、透明或半透明的。在一些實施例中，玻璃結構可為薄片玻璃結構。
已描述了含有具有芯層102及包覆層104a、104b之熔融拉製積層的玻璃結構100的非限制示例性形式，現將描述用於加工玻璃結構100之方法。參照第1圖，在用於加工玻璃結構100之示例性方法中，玻璃結構100可包括芯層102插入於第一包覆層104a與第二包覆層104b之間的熔融拉製積層。芯層102可由具有芯感光度之芯玻璃組成物形成。第一包覆層104a可由具有不同於芯感光度之第一包層感光度的第一包層玻璃組成物形成。第二包覆層可由具有亦不同於芯感光度之第二包層感光度的第二包層玻璃組成物形成。在其他實施例中，第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物可為相同的。在其他實施例中，第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物可為不同的。在該等實施例中，第一包層感光度及第二包層感光度可為相同或不同。
在一些實施例中，芯玻璃組成物、第一包層玻璃組成物及第二包層玻璃組成物中之任一者或全部可為感光玻璃組成物。感光玻璃組成物構成一類玻璃或玻璃陶瓷材料，該等材料在將感光玻璃組成物暴露至例如輻射(諸如，UV輻射)時經受結晶度性質的變化。在一些感光玻璃組成物中，結晶 度變化可直接由暴露至輻射造成。在其他感光玻璃組成物中，暴露至輻射可對玻璃組成物產生不可偵測之物理變化，諸如形成成核中心。在該等感光玻璃組成物中，一旦形成成核中心，結晶度之變化可藉由對玻璃組成物應用熱處理而完成。
特定玻璃之感光度相對於感光玻璃之實際組成物而變化。並非所有玻璃組成物為感光的，且同樣在本文中應將真正非感光玻璃描述為具有為零的感光度。同樣，顯示感光度之玻璃組成物應界定為具有非零之感光度。除非另有規定，本文所述具有「芯感光度」、「第一包層感光度」或「第二包層感光度」之玻璃組成物不一定顯示感光度，且可具有零感光度(亦即，可為非感光的)或非零感光度(亦即，可顯示感光度)。
可客觀地決定具有非零感光度之兩種玻璃組成物之相對感光度。舉例而言，具有相等厚度之每一組成物片可暴露至諸如UV輻射之輻射達各種時間段，接著進行熱處理，以決定最小輻射暴露時間，該等最小輻射暴露時間使得二次結晶相能夠在熱處理之後穿過每一片之整個厚度形成。因適用於本文所述之實施例，具有比第二感光玻璃組成物短之最小輻射暴露時間的第一感光玻璃組成物應被視為具有大於第二感光玻璃組成物之感光度的感光度。相反地，具有比第二感光玻璃組成物長之最小輻射暴露時間的第一感光玻璃組成物應被視為具有小於第二感光玻璃組成物之感光度的感光度。
適合於用於本文中之感光及/或可感光加工的玻璃組 成物可包括(作為非限制性實例)鹼土金屬鋁硼矽酸鹽玻璃、硼矽酸鋅玻璃及鹼石灰玻璃。感光及/或可感光加工的玻璃組成物亦可包括玻璃陶瓷，諸如富含氧化鎂、氧化釔、氧化鈹、氧化鋁或氧化鋯之玻璃。適合於用於本文中之實施例的說明性感光玻璃組成物包括在美國專利第7,241,559號、第7,262,144號及第7,829,489號中所述之彼等組成物，所有該等美國專利以引用之方式併入本文中。在一些實施例中，可購自Corning公司之FOTOFORM®可為適合的感光玻璃組成物。FOTOFORM®玻璃具有以下組成物：79.3重量%之SiO2、1.6重量%之Na2O、3.3重量%之K2O、0.9重量%之KNO3、4.2重量%之Al2O3、1.0重量%之ZnO、0.0012重量%之Au、0.115重量%之Ag、0.015重量%之CeO2、0.4重量%之Sb2O3及9.4重量%之Li2O。在下文表1中提供適合於用於本文所述之實施例的其他非限制示例性感光玻璃。
表1：示例性感光玻璃組成物
根據一些實施例，在玻璃結構之熔融拉製積層中，芯層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b中之至少一者為可感光加工的層。就此而言，形成芯層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b中之至少一個可感光加工的層之玻璃組成物為可感光加工的玻璃組成物。如本文中所使用，術語「可感光加工的玻璃組成物」係指具有非零感光度以使玻璃組成物在暴露到輻射(諸如，UV輻射)及視情況熱處理之後形成二次結晶相的玻璃組成物。
另外，在可感光加工的玻璃組成物中，在輻射暴露及可選熱處理之後形成之二次結晶相能夠藉由諸如選擇性蝕刻之物理或化學程序選擇性地移除。為了說明，二次結晶相之 選擇性移除可藉由蝕刻劑介質(諸如，氫氟酸)中二次結晶相與未暴露至輻射之玻璃組成物之部分之溶解度差異實現。溶解度差異可導致蝕刻速率差異，藉此二次結晶相可比未暴露至輻射之材料部分蝕刻快至少1.5倍、快至少2倍、快至少5倍、快至少10倍、快至少20倍或甚至快至少100倍。蝕刻速率及/或溶解度差異化之此特徵可或可不存在於所有感光玻璃組成物中。因此，當本文中使用該等術語時，所有可感光加工的玻璃組成物為具有非零感光度之感光玻璃組成物，但感光玻璃組成物不一定可感光加工。此外，儘管在一些實施例中，芯層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b中之一或更多者可能既非感光又非可感光加工的，但在該等實施例中，芯層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b中之至少一者為感光及可感光加工兩者。
根據用於加工玻璃結構100之方法的各種實施例，諸如上文所述之彼等實施例，加工可包括將熔融拉製積層中之至少一個可感光加工的層之至少一個選定區域暴露至紫外線輻射達預定暴露時間。加工可進一步包括加熱玻璃結構直至至少一個選定區域在可感光加工的層中形成結晶材料之結晶區域。加工可進一步包括選擇性地自可感光加工的層移除結晶區域。現將大體描述用於加工玻璃結構100之方法的上述組分，且在下文將詳細描述方法之組分的具體說明性實施例。
在說明性實施例中，將熔融拉製積層中之至少一個可感光加工的層之至少一個選定區域暴露至紫外線輻射達預定暴露時間。在一些實施例中，至少一個選定區域可包括一個 連續區域或多個非連續區域。在其他實施例中，至少一個選定區域可包括整個可感光加工的層。在說明性實施例中，至少一個選定區域可包括一部分第一包覆層104a、一部分第二包覆層104b、整個第一包覆層104a、整個第二包覆層104b或上述各者之組合。應理解，當整個層暴露至UV輻射時，在下文所述之熱處理及後續選擇性移除後，完全暴露之一或多個層可自玻璃結構100完全移除且充當犧牲層。
在UV暴露期間，根據一些實施例，紫外線輻射120可具有自約100nm至約400nm之波長，例如自約290mm至約330nm。預定暴露時間範圍可自5秒至數小時，諸如自約3分鐘至約2小時。在一些實施例中，紫外線輻射之強度可變化以影響物理製程之動能，物理製程之動能在後續熱處理期間致能二次相形成。紫外線輻射致能給定玻璃結構中之二次相形成之深度可視UV輻射之波長、暴露時間之長度及暴露之強度而定。
在說明性實施例中，加熱玻璃結構可在暴露至紫外線輻射之後進行。可進行加熱至少直至至少一個選定區域在可感光加工的層中形成結晶材料之結晶區域。在一些實施例中，視可感光加工的層之組成物而定，加熱可在自約300℃至約900℃之溫度下進行。舉例而言，一些可感光加工的組成物可在自約300℃至約500℃或自約500℃至約650℃之溫度下進行熱處理。
在說明性實施例中，選擇性地自可感光加工的層移除結晶區域包括利用二次結晶相的與未暴露可感光加工的材料 的溶解度及蝕刻速率相比不同的溶解度或不同的蝕刻速率中之一或兩者。移除結晶區域可包括蝕刻技術，諸如(例如)以適合的蝕刻劑(諸如氫氟酸)浸漬、超聲蝕刻或噴射。關於蝕刻劑，應理解，可使用任何蝕刻劑，其中二次結晶相具有不同於未暴露可感光加工的材料之溶解度或蝕刻速率的溶解度或蝕刻速率，諸如大5倍、大10倍、大20倍或甚至大100倍之溶解度或蝕刻速率。如上文所述，若諸如第一包覆層104a、第二包覆層104b或兩者之整個層暴露至UV輻射，則選擇性移除製程可導致移除整個層，藉此該整個層充當犧牲層。
現將參照第3A圖至第10E圖描述用於加工玻璃結構及大體包括上文所述之暴露、加熱及移除動作之方法的具體說明性實施例。
首先參照第3A圖及第3C圖，玻璃結構100可包括插入於第一包覆層104a及第二包覆層104b之間的芯層102。芯層可具有小於第一包覆層104a之第一包層感光度及第二包覆層104b之第二包層感光度的芯感光度。第一包層感光度及第二包層感光度可為相同或不同。在第3A圖及第3B圖之實施例中，至少第一包覆層104a為可感光加工的。在第3C圖及第3D圖之實施例中，至少第一包覆層104a及第二包覆層104b為可感光加工的。每一實施例中之芯層102可具有為零的感光度或非零感光度，且可或可不為可感光加工的。
在第3A圖之實施例中，第一包覆層104a經由具有孔隙115之光罩110暴露至UV輻射120，該等孔隙115界定第 一包包覆層104a之暴露至UV輻射120的選定區域。玻璃結構100之熱處理可產生第3B圖之玻璃結構100，其中結晶區域130已形成於對應於光罩110中之孔隙115之位置中。因芯層感光度小於第一包層感光度，故用於形成第3B圖之玻璃結構100之第3A圖中所示之UV輻射120之暴露或熱處理參數中之至少一者不足以致能芯層102中之結晶區域的形成。應理解，UV輻射120可穿透至或穿過芯層102且亦可穿透至或穿過第二包覆層104b。同樣，在一些實施例中，若第一包層感光度及第二包層感光度顯著大於芯感光度，則如第3A圖中所示之自玻璃結構100之一側的單一UV暴露及接著的熱處理可產生第3D圖之具有第一包覆層104a及第二包覆層104b兩者中之結晶區域130a、130b之玻璃結構100。
在第3C圖之實施例中，第一包覆層104a經由具有孔隙115a之第一光罩110a暴露至UV輻射120a，該等孔隙界定第一包覆層104a之暴露至UV輻射120a之選定區域。同樣，第二包覆層104b經由具有孔隙115b之第二光罩110b暴露至UV輻射120b，該等孔隙115b界定第二包覆層104b之暴露至UV輻射120b之選定區域。儘管第一光罩110a及110b之孔隙115a、115b在一些實施例中可垂直對準，但該等孔隙不需要垂直對準。應瞭解，UV輻射120a、120b可穿透至或甚至穿過芯層102。玻璃結構100之熱處理可產生第3D圖之玻璃結構100，其中結晶區域130a、130b已形成於對應於第一光罩110a及第二光罩110b中之孔隙115a、115b之位置中。因芯層感光度小於第一包層感光度，則用於形成第3D圖之玻 璃結構100之第3C圖中所示之UV輻射120a、120b之暴露或熱處理參數中之至少一者不足以致能在芯層102中之結晶區域的形成。
第3D圖之玻璃結構100可進一步例如藉由以適合技術(諸如，蝕刻)自第一包覆層104a及第二包覆層104b選擇性地移除結晶區域130a、130b處理。在第4A圖中圖示在該移除之後的所得結構，其中孔結構140a、140b保持在第一包覆層104a及第二包覆層104b中。在一些實施例中，孔結構140a、140b之形狀實質上為圓形。在不欲受理論約束之情況下，據信，可感光加工的玻璃組成物之結晶區域的選擇性移除可以無法從通常的選擇性移除或蝕刻技術獲得之精度促進實質上圓形的孔結構140a、140b的形成。
參照第4B圖，若孔結構140a、140b在玻璃結構100中垂直對準，則物理或化學蝕刻技術可用於移除孔結構140a、140b之間的芯層102之部分，藉此形成通孔150a、150b，該等通孔可充當例如通路孔。因此，在一些實施例中，用於加工玻璃結構100之方法可包括穿過第一包覆層104a及第二包覆層104b中之孔結構140a、140b蝕刻芯層102，以在玻璃結構100中形成通孔150a、150b。
在用於加工玻璃結構之方法的一些實施例中，如第3D圖及第5A圖中所示，具有結晶區域130a、130b之玻璃結構100可再次暴露至諸如UV輻射120a、120b之輻射。當已具有結晶區域130a、130b之玻璃結構100進一步暴露至輻射時，結晶區域130a、130b可屏蔽結晶區域130a、130b下方 或直接相鄰的芯層102之部分免遭至輻射之任何暴露。在一些實施例中，至UV輻射之額外暴露以適合的參數(諸如，強度、波長及持續時間)進行，使得芯層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b能夠在熱處理之後結晶。舉例而言，第5B圖之玻璃結構100說明結構之一個實施例，該結構可在暴露至輻射之後熱處理第5A圖之玻璃結構產生。在第5B圖之玻璃結構100中，第一包覆層104a及第二包覆層104b已在所有方向上徹底結晶。芯層102含有芯結晶區域135及芯未結晶區域155a、155b。芯未結晶區域155a、155b可代表芯層102之藉由第一包覆層104a及第二包覆層104b中之結晶區域130a、130b遮蔽免遭UV輻射暴露之部分。
在其他實施例中，第一包覆層104a及第二包覆層104b之結晶區域130a、130b可在所示UV暴露之後但在任何熱處理之前自第5A圖之玻璃結構100移除以產生第5C圖之玻璃結構100。在該等實施例中，可選擇第一包覆層104a、第二包覆層104b或兩者之組成物以使得結晶僅在UV暴露及後續熱處理之情況下發生，而非在單獨的UV暴露情況下發生。以此方式形成之第5C圖之玻璃結構100可含有孔結構140a、140b。因此，第5C圖之玻璃結構100(在該玻璃結構中，所有層皆已如第5A圖所示暴露至UV輻射120)可經受熱處理以產生第5D圖之玻璃結構100。類似於第5B圖之玻璃結構100，第5D圖之玻璃結構100中，所有第一包覆層104a及第二包覆層104b經結晶，且芯層102包括芯結晶區域135及芯未結晶區域155a、155b兩者。然而，不同於第5B圖之 玻璃結構，在第5D圖之玻璃結構100中，孔結構140a、140b存在於第一包覆層104a及第二包覆層104b中。
現參照第6A圖至第6E圖，用於加工玻璃結構之方法的進一步實施例可額外包含使玻璃結構經受離子交換製程。在一些實施例中，離子交換製程可包括用諸如鉀之其他元素取代玻璃組成物中之某些元素(諸如，鈉)以強化所有或部分玻璃組成物。在一些實施例中，第6A圖之具有如上文所述形成之孔結構140a、140b之玻璃結構100可經受離子交換製程。如本文中所使用，術語「經離子交換的」理解為意謂玻璃藉由熟習玻璃製造技術者已知的離子交換製程強化。該等離子交換製程包括但不限於藉由經加熱溶液(該溶液含有離子半徑大於存在於玻璃表面中之離子的離子)處理經加熱鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，從而以較大離子取代較小離子。舉例而言，鉀離子可取代玻璃中之鈉離子。或者，具有較大原子半徑之其他鹼金屬離子(諸如銣或銫)可取代玻璃中之較小鹼金屬離子。類似地，其他鹼金屬鹽(諸如但不限於，硫酸鹽)、鹵化物等可用於離子交換製程。在一個實施例中，下拉玻璃藉由將該玻璃置放於包含KNO3之熔融鹽浴達預定時間段以實現離子交換而經化學強化。在一個實施例中，熔融鹽浴之溫度為約430℃且預定時間段為約八小時。
在第6B圖之實施例中，例如，離子交換製程可繼續直至經離子交換之區域160a、160b形成在第一包覆層104a、第二包覆層104b及甚至是芯層102之在孔結構140a、140b附近之部分，但該離子交換製程僅繼續達預定時間，該預定 時間不導致離子交換貫穿包覆層104a、104b之整個深度。在第6C圖之實施例中，例如，離子交換製程可繼續直至第一包覆層104a及第二包覆層104b為經離子交換之區域160a、160b，且經離子交換之區域160a、160b可視情況延伸至芯層102中。在第6D圖之實施例中，例如，離子交換製程可繼續直至經離子交換之層160貫穿玻璃結構100為連續的，以使得第一包覆層104a及第二包覆層104b之所有部分經離子交換，且芯層102之延伸穿過芯層102之整個深度的區域亦經離子交換。在一些實施例中，參照第6E圖，經離子交換之區域160貫穿玻璃結構100為連續的，且在玻璃結構100之區域中(其中芯層102貫穿芯層102之整個深度經離子交換)，玻璃結構可在破裂線170處破裂，該等破裂線可容易地形成於芯層102之經離子交換之部分中。離子交換製程及便於離子交換製程之適合示例性玻璃組成物在美國專利第7,666,511號中描述，該美國專利以引用之方式全部併入本文中。
現參照第7A圖至第7E圖，在用於加工玻璃結構之方法的一些實施例中，芯層102可具有大於第一包覆層104a之第一包層感光度的芯感光度。在該等實施例中，芯感光度亦可大於第二包覆層104b之第二包層感光度。因此，當第7A圖之玻璃結構100經由光罩(諸如具有孔隙115a之第一光罩110a及具有孔隙115b之第二光罩110b)暴露至諸如UV輻射120a、120b之輻射達適合時間且輻射處於適合波長及強度時，玻璃結構之熱處理可例如產生第7B圖或第7D圖之玻璃結構。在該等實施例中，視情況，UV輻射120可經由第一包 覆層104a聚焦以對芯層102產生狹窄UV柱暴露。
作為其中芯感光度大於第一包覆層104a之第一包層感光度之實施例的說明，在第7B圖之玻璃結構100中，輻射暴露不足以致能芯層102之結晶以形成一直延伸穿過芯層102之芯結晶區域135。在一些實施例中，芯結晶區域135可例如藉由諸如蝕刻之適合技術移除，以形成第7C圖之具有移除的芯部分145的玻璃結構100。若使用蝕刻，則在一些實施例中，可能必須為蝕刻劑提供到達芯結晶區域135之路線。在該等實施例中，視情況，可進行諸如雷射鑽孔之額外物理處理以在包覆層104a、104b中形成孔或空隙。在第7D圖之玻璃結構100中，提供至第7A圖之玻璃結構100之輻射暴露足以致能芯層102之結晶以形成一直延伸穿過芯層102之芯結晶區域135。因此，移除的芯部分145自第一包覆層104a延伸穿過芯層102之整個深度到達第二包覆層104b。
現參照第8A圖至第8F圖，用於加工玻璃結構之方法的示例性實施例可併入多個輻射暴露及/或熱處理，以形成複雜形狀及通孔。在第8A圖至第8F圖之非限制說明性實施例中，芯感光度小於第一包層感光度及第二包層感光度。已在上文詳細描述藉由將第8A圖之玻璃結構100暴露至輻射、接著加熱以形成第8B圖之玻璃結構100、接著移除結晶區域130a、130b來製備第8C圖之玻璃結構100。根據一些實施例，該等方法可包括將第8C圖之玻璃結構暴露至輻射達第二時間，如第8D圖所示，以使得輻射橫貫包覆層104a、104b中之孔結構140a、140b並且僅穿透芯層102。
在第8A圖之光罩110a、110b中，孔隙115a、115b比第8D圖之光罩112a、112b之孔隙117a、117b寬。當進行第8D圖之暴露製程時，UV輻射不再進入包覆層104a、104b，此係因為經由光罩112a、112b可見之包覆層104a、104b的部分已經移除。因此，當第8D圖之玻璃結構100經熱處理時，可形成第8E圖之玻璃結構100。在第8E圖之玻璃結構中，包覆層104a、104b含有孔結構140a、140b，且芯層102含有在玻璃結構100之相對側上自孔結構140a、140b延伸之芯結晶區域135a、135b。在一些實施例中，芯結晶區域135a、135b可例如藉由諸如蝕刻之適合技術移除，以形成第8F圖之玻璃結構100。在第8F圖之玻璃結構100中，移除的芯部分145a、145b為連接玻璃結構100之相對側上之包覆層104a、104b中之孔結構140a、140b的通孔或通路孔。
現參照第9A圖及第9B圖，用於加工玻璃結構之方法的示例性實施例可進一步包括對玻璃結構之表面處理，諸如蝕刻或表面粗化。上文已描述用於製備第9A圖之玻璃結構100之說明性途徑。在一些實施例中，第9A圖之玻璃結構100可經蝕刻或粗化以產生第9B圖之玻璃結構100。在第9B圖之玻璃結構100中，包覆層104a、104b含有粗化包層表面106a、106b。孔結構140a、140b包括粗化孔表面142a、142b。視蝕刻時間、所使用之蝕刻處理及蝕刻劑之特性及濃度而定，僅存在於第9A圖之玻璃結構100之包覆層104a、104b中之孔結構140a、140b可經製造以延伸至芯層102中達所需深度，如在第9B圖之玻璃結構100中一樣。
現參照第10A圖至第10E圖，在說明性實施例中，本文所述之方法可用於將玻璃結構100形成為流體組件，諸如美國專利第8,179,375號中所述之觸覺介面，該美國專利以引用之方式併入。然而，在第10A圖至第10E圖之實施例中，包覆層104a、104b可由快速蝕刻玻璃形成，該快速蝕刻玻璃可(但不需要)為感光的或可感光加工的。快速蝕刻玻璃可為任何玻璃組成物，該任何玻璃組成物可與如上所述之可感光加工的玻璃組成物(詳言之，與可感光加工的芯層)熔融拉製。在一些實施方式中，快速蝕刻玻璃組成物可具有在諸如氫氟酸之蝕刻劑中的蝕刻速率或溶解度，該蝕刻速率或溶解度比可感光加工的芯層之相同特性至少大1.5倍、至少大2倍、至少大5倍、至少大10倍、至少大20倍或至少大100倍。在一些實施例中，適合的快速蝕刻玻璃可包括在美國專利第4,880,453號中所述之彼等玻璃，該美國專利以引用之方式全部併入本文中。據信，美國專利第4,880,453號之快速蝕刻玻璃中之每一者具有為零或幾乎為零之感光度。在表2中列出適合於用於本文中之其他示例性快速蝕刻玻璃組成物，該等快速蝕刻玻璃組成物中之一些組成物可為感光的及/或可感光加工的，且其他組成物可既非感光的又非可感光加工的：
第10A圖之玻璃結構100包括插入於第一包覆層 104a與第二包覆層104b之間的芯層102，芯層102具有可感光加工的玻璃組成物。兩個包覆層104a、104b由上文所述之快速蝕刻玻璃組成物形成且可由相同材料或不同材料形成。遮蔽層113a、113b可經塗覆以覆蓋包覆層104a、104b。在一些實施例中，遮蔽層113a、113b可為光罩，藉此包覆層104a、104b可藉由遮蔽層113a、113b完全塗佈，遮蔽層可在諸如UV輻射之輻射下固化，且遮蔽層113a、113b之部分可經移除以暴露包覆層104a、104b之待蝕刻部分。在其他實施例中，遮蔽層113a、113b可經選擇性地塗覆在包覆層104a、104b之不欲被蝕刻掉之部分上。無論如何，包覆層104a、104b之未藉由遮蔽層113a、113b覆蓋之部分(諸如在遮蔽層113a之孔隙115內之彼等部分)可藉由諸如雷射鑽孔或濕式或乾式蝕刻的適合技術移除。包覆層104a、104b之部分的移除可產生第10B圖之玻璃結構，其中孔結構140可存在於第一包覆層104a中，且在已移除第二覆層104b之一部分後暴露芯層102。在第10C圖之實施例中，具有孔隙117之光罩112可置放在第一包覆層104a上方，且芯層102可經由孔隙117暴露至諸如UV輻射120之輻射。第10C圖之玻璃結構的熱處理可產生第10D圖之玻璃結構100，其中芯結晶區域135已形成於芯層102之已暴露至UV輻射120之部分中。第10D圖之芯層102亦包括在暴露至UV輻射期間光罩112下方之芯層102的部分中之芯非結晶區域155。
芯結晶區域135可藉由諸如上文所述之選擇性蝕刻的適合技術自第10D圖之玻璃結構100移除，以產生第10E 圖之玻璃結構。第10E圖之玻璃結構包括第一包覆層104中之孔結構140、空腔180及流體通道185。當用作美國專利第8,179,375號中所述之觸覺使用者介面時，空腔180可充滿諸如水之流體且用彈性體片覆蓋。空腔可經設計以具有兩個容積設定：收縮容積設定及擴展容積設定。當位移裝置使空腔向外擴張時，形成按鈕形狀。藉由該按鈕形狀，使用者將在提供輸入至觸摸賦能電子裝置時具有觸覺導引。
因此，已描述用於加工包括熔融拉製芯-包層積層之玻璃結構的方法，該等積層包括至少一個可感光加工的層。本文所述之方法可以眾多方式使用以製造可例如用於光學及電子應用之經加工積層結構。
熟習此項技術者將顯而易見的是，在不脫離所主張標的物之精神及範疇之情況下可對本文中所述之實施例進行各種修改和變化。因此，若本文中所述各種實施例的修改及變化屬□所附申請專利範圍和申請專利範圍之等效物的範疇內，則本說明書意欲涵蓋該等修改及變化。
100‧‧‧玻璃結構
102‧‧‧芯層
103a‧‧‧第一表面
103b‧‧‧第二表面
104a‧‧‧第一包覆層
104b‧‧‧第二包覆層

Claims (10)

  1. 一種用於加工一玻璃結構之方法，其中：該玻璃結構包含一熔融拉製積層，該熔融拉製積層具有插入於一第一包覆層與一第二包覆層之間的一芯層；該芯層由具有一芯感光度之一芯玻璃組成物形成；該第一包覆層由具有不同於該芯感光度之一第一包層感光度的一第一包層玻璃組成物形成；該第二包覆層由具有不同於該芯感光度之一第二包層感光度的一第二包層玻璃組成物形成；及該芯層、該第一包覆層及該第二包覆層中之至少一者為一可感光加工的層，該方法包含以下步驟：將該熔融拉製積層中之至少一個可感光加工的層之至少一個選定區域暴露至紫外線輻射達一預定暴露時間；加熱該玻璃結構直至該至少一個選定區域在該可感光加工的層中形成結晶材料之一結晶區域；及選擇性地自該可感光加工的層移除該結晶區域。
  2. 如請求項1所述之方法，其中：該芯層、該第一包覆層及該第二包覆層中之每一者為可感光加工的層；且該第一包層感光度及該第二包層感光度兩者皆大於該芯感光度。
  3. 如請求項1所述之方法，其中：將該第一包覆層之一第一複數個選定區域及該第二包覆層之一第二複數個選定區域暴露至該紫外線輻射；且在該加熱期間，該等第一複個選定區域在該第一包覆層中形成結晶區域，且該等第二複數個選定區域在第二包覆層中形成結晶區域。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該暴露經由具有孔隙之至少一個光罩進行，該等孔隙界定該等第一複數個選定區域、該等第二複數個選定區域或兩者。
  5. 如請求項4所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在加熱該玻璃結構之後及移除該結晶區域之前將該玻璃結構暴露至紫外線輻射達一第二時間，以使得該芯層之一第一部分藉由該結晶區域屏蔽免受該紫外線輻射，且該芯層之一第二部分未經屏蔽免受該紫外線輻射；及加熱該玻璃結構直至該芯層之該未屏蔽部分結晶，其中該結晶區域在將該玻璃結構暴露至紫外線輻射達該第二時間之後及在加熱該玻璃結構直至該芯層之該未屏蔽部分結晶之前移除。
  6. 如請求項4所述之方法，其中該等第一複數個選定區域及該等第二複數個選定區域經垂直對準，該方法進一步包含以下步驟：移除該芯層在該等第一複數個選定區域與該等第 二複數個選定區域之間的部分以形成穿過該玻璃結構之通孔。
  7. 如請求項4所述之方法，其中移除該結晶區域之步驟在該第一包覆層、該第二包覆層或兩者中形成孔結構。
  8. 如請求項7所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在加熱該玻璃結構及移除該結晶區域之後經由具有孔隙之一光罩將該玻璃結構暴露至紫外線輻射達一第二時間，該等孔隙與該等孔結構對準且小於孔結構；及在該第二暴露之後加熱該玻璃結構直至該芯層之至少一個芯結晶區域結晶。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該第一包層感光度及該第二包層感光度兩者皆小於該芯感光度。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該第一包層感光度及該第二包層感光度皆為零；該芯感光度為非零；且該第一包層玻璃組成物及該第二包層玻璃組成物為快速蝕刻玻璃組成物，該等組成物各自具有在一蝕刻劑中之包層溶解度，該等溶解度至少為該芯玻璃組成物在該蝕刻劑中之一芯溶解度的1.5倍。
TW103106794A 2013-02-28 2014-02-27 含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法 TWI606981B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361770454P 2013-02-28 2013-02-28
US13/798,479 US9340451B2 (en) 2013-02-28 2013-03-13 Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201434771A true TW201434771A (zh) 2014-09-16
TWI606981B TWI606981B (zh) 2017-12-01

Family

ID=51386748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103106794A TWI606981B (zh) 2013-02-28 2014-02-27 含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法

Country Status (7)

Country Link
US (3) US9340451B2 (zh)
EP (1) EP2961714B1 (zh)
JP (2) JP6462595B2 (zh)
KR (2) KR102273664B1 (zh)
CN (2) CN108046614B (zh)
TW (1) TWI606981B (zh)
WO (1) WO2014134098A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI701227B (zh) * 2015-05-18 2020-08-11 美商康寧公司 光敏玻璃組成物、玻璃陶瓷組成物、玻璃-玻璃陶瓷混成組成物與製作至少部分玻璃陶瓷物件之方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9556052B2 (en) * 2012-05-24 2017-01-31 Corning Incorporated Laminate fusion draw apparatus and method of use thereof
CN110698059B (zh) 2012-10-04 2022-07-29 康宁股份有限公司 由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
CN111763009A (zh) * 2012-10-04 2020-10-13 康宁股份有限公司 具有玻璃层和玻璃陶瓷层的制品以及该制品的制造方法
US9434632B2 (en) * 2013-02-26 2016-09-06 Corning Incorporated Glass forming apparatus and method
US9340451B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-17 Corning Incorporated Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer
US9440878B2 (en) 2013-02-28 2016-09-13 Corning Incorporated Fusion formable lithium aluminosilicate glass ceramic
US9902138B2 (en) * 2013-06-14 2018-02-27 Corning Incorporated Laminated sealing sheet
TWI817081B (zh) 2014-10-08 2023-10-01 美商康寧公司 具有葉長石及矽酸鋰結構的高強度玻璃陶瓷
EP3950616A1 (en) * 2015-06-02 2022-02-09 Corning Incorporated Laminated glass article with tinted layer
US10703671B2 (en) 2016-01-26 2020-07-07 Corning Incorporated Photosensitive glasses and glass ceramics and composite glass materials made therefrom
JP2019511397A (ja) * 2016-03-24 2019-04-25 コーニング インコーポレイテッド 中に開口が形成された積層ガラス品およびそれを形成するための方法
WO2018013506A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Corning Incorporated Lighting unit with laminate structure
US10062674B1 (en) * 2017-04-28 2018-08-28 Corning Incorporated Systems and methods for display formation using photo-machinable material substrate layers
TW201909245A (zh) * 2017-07-24 2019-03-01 美商康寧公司 精密結構玻璃物件、積體電路封裝、光學元件、微流體元件及其製造方法
US20190030861A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Corning Incorporated Composite laminate with high depth of compression
WO2019027893A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Corning Incorporated LAMINATE ARTICLE HAVING A CENTRAL NON-GLASS PART AND A GLASS ENVELOPE AND ASSOCIATED METHODS
TWI820111B (zh) * 2018-04-03 2023-11-01 美商康寧公司 包括結構化玻璃製品的電子封裝及用於製作該等電子封裝的方法
WO2019195385A1 (en) 2018-04-03 2019-10-10 Corning Incorporated Precision structured glass article having emi shielding and methods for making the same
US20210009467A1 (en) * 2018-04-03 2021-01-14 Corning Incorporated Methods for making high density vias in a glass article
US11764117B2 (en) * 2018-04-03 2023-09-19 Corning Incorporated Hermetically sealed optically transparent wafer-level packages and methods for making the same
KR20200139745A (ko) 2018-04-03 2020-12-14 코닝 인코포레이티드 전기 및 광학적 연결을 갖는 집적 회로 패키지 및 이를 제조하는 방법
WO2019209776A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Corning Incorporated Microfluidic devices and methods for manufacturing microfluidic devices
CN112585082A (zh) 2018-08-07 2021-03-30 康宁股份有限公司 气密性密封的封装件
US20220144681A1 (en) 2019-03-07 2022-05-12 Corning Incorporated Glass carriers for fan-out packaging having target coefficients of thermal expansion and methods for making the same
JP2022523808A (ja) * 2019-03-07 2022-04-26 コーニング インコーポレイテッド ダイアップ・ファンアウトパッケージングのためのガラスキャリアおよびその製造方法
WO2020205386A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Corning Incorporated Illumination device including a laminate glass light guide plate and method for fabricating the illumination device
CN114829314A (zh) 2019-10-29 2022-07-29 康宁股份有限公司 用于层压结构的具有高模量和大cte范围的玻璃组合物
WO2021108079A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Corning Incorporated Fabricating laminate glass with blind vias
US20220413220A1 (en) * 2019-11-30 2022-12-29 Corning Incorporated Optical waveguides and methods for producing
WO2022103749A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Corning Incorporated 3d interposer with through glass vias – method of increasing adhesion between copper and glass surfaces and articles therefrom

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737294A (en) 1970-08-28 1973-06-05 Corning Glass Works Method for making multi-layer laminated bodies
US3673049A (en) 1970-10-07 1972-06-27 Corning Glass Works Glass laminated bodies comprising a tensilely stressed core and a compressively stressed surface layer fused thereto
US3849097A (en) 1970-10-07 1974-11-19 Corning Glass Works Method for continuously hot forming strong laminated bodies
US3746526A (en) 1971-03-10 1973-07-17 Corning Glass Works Method for forming subsurface fortified laminates
US3931438A (en) 1971-11-08 1976-01-06 Corning Glass Works Differential densification strengthening of glass-ceramics
US4102664A (en) 1977-05-18 1978-07-25 Corning Glass Works Method for making glass articles with defect-free surfaces
US4130680A (en) 1977-08-08 1978-12-19 Corning Glass Works Strong, lightweight photosensitive laminate
US4214886A (en) 1979-04-05 1980-07-29 Corning Glass Works Forming laminated sheet glass
US4405672A (en) * 1982-03-15 1983-09-20 Corning Glass Works Composite photochromic glass article and method of making
US4880453A (en) 1988-12-19 1989-11-14 Corning Incorporated Method for making glass articles with defect-free surfaces and soluble glasses therefor
US5374291A (en) * 1991-12-10 1994-12-20 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of processing photosensitive glass
US5559060A (en) 1992-05-22 1996-09-24 Corning Incorporated Glass for laminated glass articles
US5342426A (en) 1993-07-16 1994-08-30 Corning Incorporated Making glass sheet with defect-free surfaces and alkali metal-free soluble glasses therefor
US5997377A (en) * 1995-11-17 1999-12-07 Hoya Corporation Process for the production of spacered substrate for use in self-emitting display
JP2000053446A (ja) 1998-08-04 2000-02-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 感光性ガラス板への孔開け加工方法
JP2000063149A (ja) * 1998-08-18 2000-02-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 感光性ガラス板への孔開け加工方法
JP3724957B2 (ja) 1998-08-18 2005-12-07 日本電産サンキョー株式会社 感光性ガラス板への孔開け加工方法
JP2000178036A (ja) 1998-12-16 2000-06-27 Fujitsu Ltd 感光性ガラスの結晶化方法
US6221566B1 (en) 1999-02-18 2001-04-24 Corning Incorporated Optical waveguide photosensitization
JP2001105398A (ja) * 1999-03-04 2001-04-17 Seiko Epson Corp 加工方法
JP3700460B2 (ja) * 1999-04-05 2005-09-28 セイコーエプソン株式会社 半導体装置およびその製造方法
US6403286B1 (en) * 1999-11-04 2002-06-11 Corning Incorporated High aspect ratio patterning of glass film
EP1333299B1 (en) * 2002-02-05 2010-06-09 Fujikura Ltd. Optical fiber and slanted optical fiber grating
WO2004033382A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Corning Incorporated Lens array, method for fabricating the lens array and photosensitive glass plate
DE10304382A1 (de) 2003-02-03 2004-08-12 Schott Glas Photostrukturierbarer Körper sowie Verfahren zur Bearbeitung eines Glases und/oder einer Glaskeramik
US7514149B2 (en) 2003-04-04 2009-04-07 Corning Incorporated High-strength laminated sheet for optical applications
WO2005027606A1 (ja) * 2003-09-09 2005-03-24 Hoya Corporation 両面配線ガラス基板の製造方法
JP4337547B2 (ja) * 2003-12-26 2009-09-30 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 紫外光洗浄装置および紫外光洗浄装置用紫外線ランプ
US7132054B1 (en) * 2004-09-08 2006-11-07 Sandia Corporation Method to fabricate hollow microneedle arrays
US7201965B2 (en) 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
US8007913B2 (en) 2006-02-10 2011-08-30 Corning Incorporated Laminated glass articles and methods of making thereof
JP2008216295A (ja) 2007-02-28 2008-09-18 Fujifilm Corp 感光性積層体の製造装置及び製造方法
US8361333B2 (en) * 2007-03-28 2013-01-29 Life Bioscience, Inc. Compositions and methods to fabricate a photoactive substrate suitable for shaped glass structures
US7666511B2 (en) 2007-05-18 2010-02-23 Corning Incorporated Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate
US7829489B2 (en) 2007-05-31 2010-11-09 Corning Incorporated Low CTE photomachinable glass
US8179375B2 (en) 2008-01-04 2012-05-15 Tactus Technology User interface system and method
US8158014B2 (en) * 2008-06-16 2012-04-17 International Business Machines Corporation Multi-exposure lithography employing differentially sensitive photoresist layers
JP5564721B2 (ja) 2009-11-12 2014-08-06 大同特殊鋼株式会社 自動ビレット保管搬送装置
DE112011100505T5 (de) * 2010-02-10 2013-03-28 Life Bioscience, Inc. Verfahren zur herstellung eines fotoaktiven substrats, das zur mikrofertigung geeignet ist
WO2013130668A1 (en) 2012-02-29 2013-09-06 Corning Incorporated High cte opal glass compositions and glass articles comprising the same
CN111763009A (zh) 2012-10-04 2020-10-13 康宁股份有限公司 具有玻璃层和玻璃陶瓷层的制品以及该制品的制造方法
CN110698059B (zh) 2012-10-04 2022-07-29 康宁股份有限公司 由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
JP6487844B2 (ja) 2012-10-04 2019-03-20 コーニング インコーポレイテッド セラミック相を有する積層ガラス物品およびその物品の製造方法
US9340451B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-17 Corning Incorporated Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI701227B (zh) * 2015-05-18 2020-08-11 美商康寧公司 光敏玻璃組成物、玻璃陶瓷組成物、玻璃-玻璃陶瓷混成組成物與製作至少部分玻璃陶瓷物件之方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6462595B2 (ja) 2019-01-30
US10227256B2 (en) 2019-03-12
US20190152842A1 (en) 2019-05-23
JP2016519637A (ja) 2016-07-07
US20140238078A1 (en) 2014-08-28
CN105392751B (zh) 2018-02-16
CN108046614B (zh) 2020-10-20
JP2019069901A (ja) 2019-05-09
US11028010B2 (en) 2021-06-08
WO2014134098A1 (en) 2014-09-04
CN108046614A (zh) 2018-05-18
KR20210086721A (ko) 2021-07-08
CN105392751A (zh) 2016-03-09
EP2961714A1 (en) 2016-01-06
EP2961714B1 (en) 2017-01-04
KR20160019399A (ko) 2016-02-19
KR102315808B1 (ko) 2021-10-22
KR102273664B1 (ko) 2021-07-08
US9340451B2 (en) 2016-05-17
US20160221865A1 (en) 2016-08-04
TWI606981B (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI606981B (zh) 含可感光加工的層之熔融拉製玻璃積層結構的加工方法
US11167528B2 (en) Laminated glass article with determined stress profile and method for forming the same
CN105658593B (zh) 强化的玻璃制品、边缘强化的层叠玻璃制品及其制造方法
TWI642540B (zh) 借助於光感玻璃的壓縮性受壓積層玻璃製品與製作該製品的方法
US8307672B2 (en) Glass substrate processing method and glass component
TWI428300B (zh) 一種分離加勁玻璃之方法
TWI670242B (zh) 玻璃陶瓷組成及倂入彼的層壓玻璃物件
CN114514115A (zh) 具有用于阻止裂纹的埋入式应力尖峰的玻璃层压体及其制造方法
JP6983786B2 (ja) 感光性ガラスおよびガラスセラミックおよびそれらから作製される複合ガラス材料
CN109690373B (zh) 具有层叠结构的光波导制品及其形成方法
JP2017511787A (ja) 層化されたガラス質感光性物品およびその製造方法
TW202248010A (zh) 具有多孔層之抗反射紅外線傳輸積層玻璃製品

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees