非对称化学强化制造技术

本发明专利技术公开了非对称强化玻璃制品、用于生产其的方法，以及该制品在便携式电子设备中的用途。使用预算量的压缩应力及拉伸应力，针对玻璃制品的效用优化非对称化学强化。在一些方面，该强化玻璃制品可经设计以降低掉落时的损坏或损坏传播。

Asymmetric chemical strengthening

The invention discloses an asymmetrically strengthened glass product, a method for producing the product, and the use of the product in portable electronic equipment. The asymmetric chemical strengthening was optimized for the utility of glass products by using the budgeted compressive and tensile stresses. In some respects, the reinforced glass products can be designed to reduce damage or damage propagation when falling.

【技术实现步骤摘要】
非对称化学强化本申请是申请日为2017年5月19日、专利技术名称为“非对称化学强化”的中国专利申请201780014676.8的分案申请。相关申请的交叉引用本专利合作条约专利申请要求下列申请的优先权：于2016年5月19日提交的标题为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/339,062、于2016年7月14日提交的标题为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/362,578、于2016年7月29日提交的标题为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/368,787以及于2016年7月29日提交的标题为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/368,792，这些申请的内容全文以引用方式并入本文。
所描述的实施方案整体涉及玻璃制品的非对称化学强化。更具体而言，本专利技术实施方案涉及校准用于在便携式电子设备中使用的覆盖玻璃的强度及安全性。
技术介绍
用于小形状因子设备的覆盖窗及显示器一般是由玻璃制成。虽然玻璃透明且抗刮，但是玻璃易碎且易于因冲击而失效。在这些玻璃部件中提供合理强度等级对降低玻璃部件失效的可能性而因此降低装置失效的可能性而言是关键的。已使用化学强化来增加玻璃部件的强度。一般化学强化依赖于玻璃部件的整个表面上的压缩应力的均匀且对称的增加。已证明此类强化过程在某些程度上有效降低玻璃部件中的失效。然而，持续有形成用于在小形状因子装置中使用的更薄玻璃方面的显著压力，其中对称化学强化不足以依可靠方式防止冲击失效。如此，虽然熟知化学强化是有效的，但是持续需要提供玻璃(尤其，薄玻璃)的强化的改善及替代方式。
技术实现思路
本文所描述的各种实施方案涵盖非对称强化玻璃制品。如与对称强化玻璃制品相比较，非对称强化玻璃制品具有增强的可靠性及安全性。一种非对称强化玻璃制品具有：第一区，其含有第一应力型样；及第二区，其含有第二应力型样。该第一应力型样及第二应力型样彼此不同。该第一应力型样与该第二应力型样的差异导致在该非对称强化玻璃制品中的一整体应力不平衡。该整体应力不平衡可致使该玻璃制品展现翘曲。在附加实施方案中，材料可操作地附接至该玻璃制品以抗衡该玻璃制品的应力不平衡及翘曲，或替代地，附加区可形成于该玻璃中，此类附加区具有实用于抗衡该第一区与第二区应力不平衡的应力型样。还设想该第一区及该第二区可经图案化以彼此抗衡，并且限制或避免在该玻璃制品中的应力不平衡。在一些方面中，该第一区具有第一应力型样及第一密度，该第一密度大于在该第二区中发现的第二密度，该第二密度具有第二应力型样。在其他方面中，离子扩散障壁及离子纳入(ion-inclusion)涂层可涂布在该第一区和/或第二区上以准许此类应力型样的形成。一个离子扩散障壁是由氮化硅所构成。另一离子扩散障壁是由二氧化硅所构成。本文所描述的各种实施方案还涵盖一种用于搭配一电子设备使用的非对称强化覆盖玻璃，其中该覆盖玻璃经设计以降低或限制由一冲击(例如，掉落)所导致的损坏。该覆盖玻璃包括由非对称强化所导致的三个不同应力型样，第一应力型样对应于该覆盖玻璃的拐角区，第二应力型样对应于该覆盖玻璃的(一个或多个)笔直边缘或笔直周缘区，且第三应力型样对应于该覆盖玻璃的其余或中心区。该第一区经强化最多；与该第一区相比，第二区强化程度较小；且与该第一区及该第二区相比较，该第三区强化最小。为了维持对应于对于一电子设备为实用的一覆盖玻璃的一应力预算，所有该应力预算一般是花费在该第一区及该第二区上，允许该第三区的少许强化或无强化。此非对称强化型样致使此类拐角(大多数的冲击发生在此类拐角处)最大地经强化及抗冲击，该第二区具有对冲击保护的充分强化，及该第三区维持大体上平坦。实施方案还包括：包括根据本公开的玻璃制品的便携式电子设备；以及制造相同便携式电子设备的方法。在一些方面中，该玻璃制品可经受监控及测试以识别用于在电子设备中使用的符合非对称强化玻璃制品。在方法实施方案中，玻璃制品经非对称强化以校准该玻璃用于在便携式电子设备中使用。该玻璃制品可经校准以具有目标几何形状或提供一个或多个平坦表面。一些非对称强化的方法包括使注入钠(sodium-infused)的玻璃制品浸没于钾离子浴中，同时优先输送在该玻璃制品的预先确定表面处的钾离子。在一些方面中，使注入钠的该玻璃制品浸没于该钾离子浴伴随使该玻璃制品的相同预先确定表面经受微波辐射。在附加方法实施方案中，应力关系经识别且使用化学强化被实施。在一些方面中，玻璃成型与非对称化学强化组合以提供具有合适几何形状的玻璃制品。附图说明经由以下结合附图的具体实施方式可更易于理解本公开，其中相似附图标号指称相似结构组件，而其中：图1展示根据本文的实施方案的玻璃制品的图解。图2是根据本文的实施方案的玻璃强化过程的流程图。图3展示根据本文的实施方案的玻璃强化系统。图4A是根据本文的实施方案的已经过对称化学处理的玻璃盖的剖面图。图4B是已经过对称化学处理的玻璃盖的剖面图，如所展示以包括已根据本文的实施方案植入钾离子于其中的化学处理部分。图5A是用于玻璃的晶格结构的图解。图5B是用于对应的经致密化玻璃的晶格结构的图解。图6是玻璃盖的部分剖面图的图解，其展示经致密化玻璃的两个区。图7A是根据本文的实施方案的玻璃盖的部分剖面图的图解，其展示张力/压缩应力分布。图7B是根据本文的实施方案的玻璃盖的部分剖面图的图解，其展示缩减的张力/压缩应力分布。图7C是根据本文的实施方案的玻璃盖的部分剖面图的图解，其展示非对称张力/压缩应力分布。图8是根据本文的实施方案的非对称玻璃强化的流程图。图9是已经过非对称化学处理的玻璃盖的剖面图。图10是具有施加至中心部分的SiN涂层、同时边缘及拐角部分维持未涂布的覆盖玻璃。图11A是具有施加至顶部表面及底部表面的涂层的组合的玻璃盖的剖面图。图11B是玻璃盖的剖面图，其示出在图11A中所描述的涂层实施方案。图12A及图12B示出在覆盖玻璃的前表面及后表面上使用高离子浓度的糊剂。图13展示根据本文的实施方案的替代玻璃强化系统。图14A至图14E示出根据本文的实施方案的用于化学强化预弯曲玻璃的处理。图15展示根据本文的实施方案的用于包覆积层玻璃制品的玻璃强化系统。图16是使用非对称玻璃处理的玻璃制品生产的流程图。图17A及图17B示出在潜在裂纹点(fracturespot)处进行化学强化以最小化裂纹传播。图18是根据本文的实施方案的裂纹型样应力曲线图。图19是玻璃制品生产的流程图，其中玻璃制品具有不同化学强化的至少三个区。图20是覆盖玻璃生产的流程图，其中玻璃制品在其拐角处具有最大量的化学强化、沿其周缘侧边缘具有较少量的化学强化、及在玻璃的其余部分中具有最少量的化学强化。图21展示根据本文的实施方案的覆盖玻璃的图解。图22展示在图19中的拐角的剖面图以示出非对称化学强化。图23是根据本文的实施方案的运用玻璃成型技术来补偿非对称化学强化的流程图。图24是针对根据本文的实施方案的三个阐释性玻璃制品的压缩应力对压缩深度的图形表示。图25示出根据本文的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子设备的覆盖玻璃，包括：第一区，所述第一区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第一应力型样；第二区，所述第二区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第二应力型样；和第三区，所述第三区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第三应力型样；其中：所述第一应力型样、所述第二应力型样和所述第三应力型样彼此不同；并且所述第一区和所述第二区彼此接续并且环绕所述第三区。

【技术特征摘要】
2016.05.19 US 62/339,062;2016.07.14 US 62/362,578;1.一种用于电子设备的覆盖玻璃，包括：第一区，所述第一区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第一应力型样；第二区，所述第二区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第二应力型样；和第三区，所述第三区被形成在所述覆盖玻璃中并且具有第三应力型样；其中：所述第一应力型样、所述第二应力型样和所述第三应力型样彼此不同；并且所述第一区和所述第二区彼此接续并且环绕所述第三区。2.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其中：所述第一区对应于所述覆盖玻璃的一个或多个拐角区域；所述第二区对应于所述覆盖玻璃的一个或多个周缘边缘区域；并且所述第三区对应于所述覆盖玻璃的中心区域。3.根据权利要求2所述的覆盖玻璃，其中：所述第一区中的所述覆盖玻璃的至少一部分限定弯曲边缘。4.根据权利要求3所述的覆盖玻璃，其中：所述第一区的所述应力型样具有第一表面应力；所述第二区的所述应力型样具有第二表面应力；并且所述第一表面应力超过所述第二表面应力。5.根据权利要求4所述的覆盖玻璃，其中：所述第三区的所述应力型样具有第三表面应力；并且所述第二表面应力超过所述第三表面应力。6.根据权利要求5所述的覆盖玻璃，其中：所述第三区中的外部表面的一部分是大体上平坦的。7.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其中：所述第一区限定第一边缘；所述第二区限定第二边缘；并且所述第一边缘和所述第二边缘形成斜角。8.一种电子设备，包括：外壳；显示器，所述显示器被至少部分地定位在所述外壳内；和覆盖玻璃，所述覆盖玻璃被定位在所述显示器上方并且限定至少三个区，所述至少三个区中的每一个具有不同应力型样；其中：所述不同应力型样协作以抑制跨所述覆盖玻璃的裂纹传播。9.根据权利要求8所述的电子设备，其中：所述不同应力型样中的每一个具有非对称的拉伸对压缩应力分布。10.根据权利要求9所述的电子设备，其中：所述至少三...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·鲁扎托，C·D·普瑞斯特，D·N·米米林，M·S·罗杰斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US