非对称化学强化制造技术

本发明专利技术题为“非对称化学强化。”本发明专利技术公开了非对称强化玻璃制品、用于制造其的方法以及所述制品在便携式电子设备中的使用。所述非对称强化玻璃制品包括在所述玻璃制品的较厚部分中具有较深压缩应力层的玻璃制品。在使用预算量的压缩应力和拉伸应力的情况下，针对玻璃制品的实用性优化非对称化学强化。在一些方面中，所述强化玻璃制品可以被设计成在掉落时减少损坏或损坏传播。

Asymmetric chemical strengthening

【技术实现步骤摘要】
非对称化学强化相关专利申请的交叉引用本申请要求2018年3月20日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/645,789的权益，并且本申请是2017年5月19日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国专利申请No.15/600,204的部分继续专利申请，其要求以下专利申请的权益：2016年5月19日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/339,062、2016年7月14日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/362,578、2016年7月29日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/368,787、以及2016年7月29日提交且题目为“AsymmetricChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/368,792，所述专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
所描述的实施方案大体涉及玻璃制品的非对称化学强化。更具体地，本实施方案涉及校准用于便携式电子设备的覆盖玻璃的强度和安全性。
技术介绍
用于小形状因数设备的覆盖窗口和显示器通常由玻璃制成。玻璃虽然透明且耐刮擦，但易碎并易受冲击而失效。在这些玻璃部分中设置合理强度水平对于降低玻璃部分失效以及因此降低设备故障的可能性而言是至关重要的。化学强化已经用于增加玻璃部分的强度。典型的化学强化依赖于在玻璃部分的整个表面上的压缩应力的均匀和对称的增加。事实证明，此类强化过程可有效降低玻璃部分的某种水平的失效。然而，在形成用于小形状因数设备的较薄玻璃方面仍然存在巨大压力，其中对称化学强化不足以按可靠方式防止冲击失效。这样，虽然常规化学强化是有效的，但仍然需要提供用于强化玻璃，特别是薄玻璃的改进和替代性方式。
技术实现思路
本文描述的各种实施方案包括非对称强化玻璃制品。与对称强化玻璃制品相比，非对称强化玻璃制品可以具有增强的可靠性和安全性。在实施方案中，非对称强化玻璃制品具有带第一应力模式的第一区域和带第二应力模式的第二区域。第一应力模式和第二应力模式彼此不同。第一应力模式和第二应力模式的差异可以导致非对称强化玻璃制品中的应力不平衡。在本公开的方面中，玻璃制品通过离子交换过程来非对称地化学强化。在实施方案中，离子交换过程沿玻璃制品的一个或多个表面引入压缩应力层(即残余压缩应力层)。当压缩应力层沿玻璃制品的表面不同时，可能发生非对称化学强化。例如，玻璃制品的前表面处的压缩应力层的深度可以大于玻璃制品的后表面处的压缩层的深度。在这种情况下，玻璃制品的前表面可以比底表面更耐用和抗冲击。此外，尽管在前表面上包括附加的压缩应力可能倾向于引起玻璃制品内的拉伸应力的增加，但拉伸应力的这种增加可以通过后表面上的较浅压缩深度来补偿。在附加的方面中，玻璃制品包括较厚部分和较薄部分，每个部分都被不同地强化。在实施方案中，玻璃制品包括比玻璃制品的中心部分更厚的周边部分。周边区域的较大厚度可以允许在该区域中存在更大程度的化学强化，而不会在玻璃制品中创建不期望水平的拉伸应力。在实施方案中，压缩应力层在较厚的周边部分中的深度大于在较薄的中心部分中的深度。这种非对称化学强化的模式允许周边区域的表面比中心部分的表面更耐冲击。在另外的实施方案中，周边部分和/或中心部分的不同表面可以被非对称地强化。例如，深度和/或表面压缩应力可以在玻璃制品的一部分的前表面和后表面之间不同。在附加的实施方案中，用于电子设备的玻璃制品包括具有第一厚度的第一部分、以及具有大于第一厚度的第二厚度的第二部分。电子设备的中心区域可以限定第一部分和第二部分。电子设备还可以包括与中心区邻接并至少部分地围绕中心区的周边区。周边部分可以具有大于第一厚度的第三厚度。第三厚度也可以大于第二厚度。如先前所讨论的，玻璃制品可以被非对称地化学强化。例如，与较薄的第一部分的外表面相比，压缩应力层可以在较厚的第一部分的外表面处更深。另外，玻璃制品可以被非对称地化学强化，使得玻璃制品的给定部分中的压缩应力层在外表面处比在内表面处更深。例如，较薄的中心区域可以被非对称地化学强化，以包括从中心外表面延伸到第一深度的第一压缩应力区域；以及从中心内表面延伸到第二深度的第二压缩应力区域。第二深度可以小于第一深度。作为附加的示例，较厚的周边区可以被非对称地化学强化以包括：第三压缩应力区域，其从周边外表面延伸到大于第一深度的第三深度；以及第四压缩应力区域，其从周边内表面延伸到小于第三深度的第四深度。中心区可以具有第一厚度，并且周边区可以具有第二厚度并至少部分地围绕中心区。作为附加的示例，玻璃制品包括较薄的第一部分和较厚的第二部分，并且玻璃制品可以被非对称地化学强化，使得与较薄的第一部分的前表面相比，压缩应力层在较厚的第二部分的前表面和/或后表面处更深。玻璃制品也可以被非对称地化学强化，使得与后表面相比，第一部分和第二部分中的至少一个的压缩应力层在前表面处更深。在实施方案中，玻璃制品的中心区限定第一部分和第二部分。作为示例，第一部分具有第一厚度并且包括第一前表面和第一后表面。第二部分具有大于第一厚度的第二厚度，与第一部分邻接，并且包括第二前表面和第二后表面。第二部分还可以包括邻接第一后表面和第二后表面的第一壁表面。第一部分还包括：第一压缩应力区域，其沿第一前表面具有第一深度；以及第二压缩应力区域，其沿第一后表面具有小于第一深度的第二深度。第二部分包括第三压缩应力区域，其沿第二前表面具有第三深度；以及第四压缩应力区域，其沿第二后表面具有第四深度，该第三深度和该第四深度中的至少一个大于该第一深度。在实施方案中，第一后深度约等于第二后深度。在实施方案中，周边区至少部分地围绕中心区，并且周边区包括第三前表面和第三后表面。周边区还可以包括邻接第三后表面和第一后表面的第二壁表面。此外，周边区还可以包括邻接第三后表面和第二后表面的第三壁表面。周边区还包括：第五压缩应力区域，其沿第三前表面具有第五深度；以及第六压缩应力区域，其沿第三后表面具有第六深度，该第五深度和该第六深度中的至少一个大于该第一深度。本文描述的各种实施方案还包括用于电子设备的非对称强化覆盖玻璃，其中覆盖玻璃被设计成减少或限制由于冲击(例如，掉落)引起的损坏。在实施方案中，非对称强化覆盖玻璃包括在附加的实施方案中，覆盖玻璃包括由非对称强化产生的三种不同应力模式，对应于覆盖玻璃的拐角区的第一应力模式、对应于覆盖玻璃的直边缘或直周边区的第二应力模式、以及对应于覆盖玻璃的其余区或中心区的第三应力模式。第一区被最大程度地强化，第二区的强化程度小于第一区，并且第三区的强化程度与第一区和第二区相比最小。为了保持与电子设备的有用覆盖玻璃相对应的压力预算，所有的压力预算通常都花在第一区和第二区上，从而允许几乎不会强化第三区。这种非对称强化的模式导致其中发生大多数冲击的拐角被最大程度强化且耐冲击，第二区具有足够的强化以用于冲击保护，并且第三区保持基本平坦。实施方案还包括便携式电子设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子设备的玻璃制品，包括：中心区，其具有第一厚度并包括：中心外表面和中心内表面；第一压缩应力区域，其从所述中心外表面延伸到第一深度；以及第二压缩应力区域，其从所述中心内表面延伸到第二深度；以及周边区，其至少部分地围绕所述中心区并具有大于所述第一厚度的第二厚度，所述周边区包括：周边外表面和周边内表面；第三压缩应力区域，其从所述周边外表面延伸到大于所述第一深度的第三深度；以及第四压缩应力区域，其从所述周边内表面延伸到小于所述第三深度的第四深度。

【技术特征摘要】
2018.03.20 US 62/645,789;2018.09.26 US 16/143,1191.一种用于电子设备的玻璃制品，包括：中心区，其具有第一厚度并包括：中心外表面和中心内表面；第一压缩应力区域，其从所述中心外表面延伸到第一深度；以及第二压缩应力区域，其从所述中心内表面延伸到第二深度；以及周边区，其至少部分地围绕所述中心区并具有大于所述第一厚度的第二厚度，所述周边区包括：周边外表面和周边内表面；第三压缩应力区域，其从所述周边外表面延伸到大于所述第一深度的第三深度；以及第四压缩应力区域，其从所述周边内表面延伸到小于所述第三深度的第四深度。2.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中所述第二深度小于所述第一深度。3.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中所述第四压缩应力区域的压缩表面应力大于或等于所述第三压缩应力区域的压缩表面应力。4.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：所述周边区的所述第二厚度小于1mm；所述周边区还包括内部拉伸应力区域；以及所述内部拉伸应力区域的厚度为所述第二厚度的至少20％。5.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：所述周边外表面包括弯曲区域；以及所述周边外表面的所述弯曲区域邻接所述周边内表面。6.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：所述周边外表面包括弯曲区域；所述玻璃制品的所述周边区包括侧表面；以及所述周边外表面的所述弯曲区域邻接所述侧表面。7.根据权利要求6所述的玻璃制品，其中：所述第三压缩应力区域从所述周边外表面的所述弯曲区域延伸到所述第三深度；所述周边区还包括从所述侧表面延伸到第五深度的第五压缩应力区域；以及所述第五深度基本上等于所述第三深度。8.一种用于电子设备的玻璃制品，所述玻璃制品包括：第一部分，其具有第一厚度并包括：第一前表面和第一后表面；第一压缩应力区域，其沿所述第一前表面具有第一深度；以及第二压缩应力区域，其沿所述第一后表面具有小于所述第一深度的第二深度；以及第二部分，其与所述第一部分邻接，具有大于所述第一厚度的第二厚度，并包括：第二前表面和第二后表面；第三压缩应力区域，其沿所述第二前表面具有第三深度；以及第四压缩应力区域，其沿所述第二后表面具有第四深度，所述第三深度或所述第四深度中的至少一个大于所述第一深度。9.根据权利要求8所述的玻璃制品，其中所述玻璃制品限定：中心区，其包括第一部分和第二部分；以及周边区，其至少部分地围绕所述中心区，具有大于所述第一厚度的第三厚度，并包括：第三前表面和第三后表面；第五压缩应力区域，其沿所述第三前表面具有第五深度；以及第六压缩应力区域，其沿所述第三后表面具有第六深度，所述第五深度或所述第六深度中的至少一个大于所述第一深度。10.根据权利要求9所述的玻璃制品，其中：所述第二部分还包括在所述第二后表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·鲁扎托，C·D·普莱斯特，D·N·梅默林，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