气密封闭的透明腔体及其外壳制造技术

本发明专利技术涉及一种气密封闭外壳(1)，其包括：至少一个覆盖基材(5)与该覆盖基材(5)相邻布置的基材，它们共同构成外壳(1)的至少一部分；还包括至少一个由外壳(1)包围的功能区域(12、13、13a)，其中至少所述覆盖基材(5)包括优选地玻璃质材料，其中所述覆盖基材(5)是热钢化的，并且其中所述覆盖基材(5)利用至少一个激光接合线(8)气密密封地结合到与所述覆盖基材(5)相邻布置的基材上，其中所述覆盖基材(5)由具有与相邻布置的基材不同的热膨胀系数(CTE)的特征值的材料构成并且在所述外壳(1)中建立了热预应力，并且其中所述热预应力将优选压应力施加到所述覆盖基材(5)上。施加到所述覆盖基材(5)上。施加到所述覆盖基材(5)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气密封闭的透明腔体及其外壳


[0001]本专利技术涉及一种用于提供多个气密密封外壳的方法以及一种透明外壳。

技术介绍

[0002]气密封闭外壳可以用于保护敏感的电子设备、电路或例如传感器等。因此医疗植入物可以用于例如心脏区域中、视网膜中或生物处理器。由钛制成并已被应用的生物处理器是已知的。
[0003]传感器可以用根据本专利技术的外壳保护以应对特别不利的环境条件。该领域还包括例如MEMS(微机电系统)、气压计等。
[0004]根据本专利技术的外壳使用的另一领域可以在智能手机壳、在虚拟现实眼镜领域中以及类似装置中找到。根据本专利技术的外壳还可以用于制造流体电池，例如在电动汽车的背景下。然而，根据本专利技术的外壳也可以用于航空航天、高温应用和微光学领域。
[0005]上述使用目的共同点是，电子设备对其坚固性有很高的要求。因此，必须保护电子设备免受不利的环境影响。另外，必要情况下要求，保证与外壳的内部区域、即由外壳构成的腔体的交换。外壳至少部分是透明的，即至少局部和/或至少对于某波长范围是透明的。这种透明性允许与布置在腔体中的电子设备或传感器进行通信、数据或能量传递、测量。尤其可以实现光通信方法或光数据或能量传递。
[0006]基本上已知的是，将多个零件共同结合并且这些零件以如下方式布置，使得在可以容置组件的中间空间中产生容纳区域。例如，EP 3 012 059B1示出了一种制造用于保护光学构件的透明零件的方法。在此使用了一种新型的激光方法。

技术实现思路

[0007]在上下文中，本专利技术应视为外壳被改进并且特别是更有抵抗力地被构建。由此可以提高抵抗环境影响以及例如机械负载的鲁棒性。
[0008]换句话说，本专利技术的目的在于，提供一种用于腔体的改进的外壳，以承受甚至更不利的环境条件和影响。在此特别注意外壳的机械应力，以例如避免边棱破损。
[0009]本专利技术的另一方面是，成本特别有利地、但也可靠且持久地提供外壳的改进，因为改进的外壳还必须在市场上的竞争情况中保持其自身的地位。
[0010]因此在本专利技术的范围中提出了一种用于提供多个气密密封外壳的方法。尽管该方法也可以毫无困难地改变为，用该方法仅制造单个外壳，但处于经济考量以相同的工艺顺序生产多个外壳是有意义的。由此节省了时间、花费和原材料物料。
[0011]根据本专利技术的气密封闭外壳包括至少一个覆盖基材和与覆盖基材相邻布置的基材，它们一起构成外壳的至少一部分。至少两个基材优选地彼此重叠地布置，即形成叠摞。
[0012]根据本专利技术，功能区域被外壳包围。至少覆盖基材优选地具有类玻璃材料。覆盖基材是热预应力的并且利用至少一个激光接合线气密密封地结合到与覆盖基材相邻布置的基材上。
[0013]覆盖基材由具有与相邻布置的基材不同的热膨胀系数(CTE)的特征值的材料构成，由此在外壳中建立了热预应力。
[0014]外壳优选地布置为，使得热预应力将压应力施加到覆盖基材上。至少一个激光接合线也可以以距离DF环绕地包围功能区域，使得功能区域在所有侧面都被包围。
[0015]相邻布置的基材优选为基底基材。在这种情况下，基底基材与覆盖基材可以用共同的激光接合线彼此气密密封地结合。另一方面，相邻布置的基材可以是中间基材，该中间基材布置在覆盖基材和基底基材之间，然后其中基底基材与中间基材在第一连接平面中结合并且覆盖基材与中间基材在第二连接平面中结合。
[0016]至少一个中间部分、即中间基材可以具有与覆盖基材和基底基材相比更高的热膨胀系数(CTE)的特征值。热钢化优选通过使用具有不同热膨胀系数(CTE)的材料并通过合适的温度来实现。根据本专利技术要求保护的方法与现有技术(例如US2017210662)的不同之处在于适中的温度和功能元件。在该美国文件中，同样使用了不同热膨胀系数与合适的温度涂层的组合，但在热成型方法中以及对于玻璃晶片的硬化没有用于功能元件的腔体。
[0017]功能区域包括优选地气密封闭的容置腔体，其用于容纳容置对象、例如电子电路、传感器或MEMS。覆盖基材在此优选形成容置腔体的上侧，其中中间基材形成容置腔体的侧向环绕边缘，并且基底基材构成容置腔体的下侧，它们一起完全包围容置腔体。此外，侧向环绕的边缘、下侧或上侧中的至少一个可以对于一波长范围至少局部地是透明的。
[0018]根据本专利技术，每个外壳形成腔体，其由外壳的侧向环绕的边缘、下侧以及上侧包围。换句话说，腔体在所有侧面都被外壳包围，使得用于腔体的外壳形成环绕的边缘、下侧和上侧。
[0019]在本申请的意义中，下侧或上侧是几何结构，其就外壳的最终位置而言也可以是任何其它侧。或者，上侧可以被描述为第一侧，下侧可以描述为与第一侧相对的第二侧且边缘描述为第一侧与第二侧之间的中间区域，其中边缘通常基本上垂直于第一侧和/或第二侧。然而，为了便于理解本专利技术并使本专利技术接近通常的描述，如所解释的，下文使用上侧、下侧和环绕边缘。
[0020]然后，腔体的上侧可以由顶层例如基材、小片材或小板材构成。腔体的环绕边缘还可以由第二或中间基材、小片材或小板材构成，其中第二基材具有孔并且该孔代表随后的腔体。最后，腔体的下侧可以通过以下方式由下层、基材、小片材或小板材构成，其中将下层布置在中间层下方。
[0021]腔体尤其构造成容置腔体；这意味着电子电路、传感器或MEMS等可以在相应的腔体中使用。因此这些前述装置，如尤其电子电路、传感器或MEMS，在所有侧面都被外壳包围，因为它们被布置在容置腔体内。
[0022]在根据本专利技术的用于提供多个气密密封外壳的方法中，在第一步骤中提供第一和至少一个第二基材，其中至少一个第二基材由透明材料构成并且是透明基材，并且其中至少一个第二基材具有的热膨胀系数(CTE)的特征值不同于第一基材的热膨胀系数(CTE)的特征值。至少两个基材在此直接彼此靠紧地或彼此重叠地布置，其中待密封的腔体的相应外壳的相应边缘由至少一个第二基材构成，其中相应外壳的相应下侧由第一基材构成。在至少两个基材之间构成至少一个接触面，使得每个外壳具有至少一个接触面。然后通过沿着每个外壳的(多个)接触面，尤其沿着每个外壳的边缘处的线在接触面上结合至少两个基
材来气密密封地封闭腔体。最后借助切割或分离步骤实现相应外壳的分开。
[0023]在根据本专利技术的方法的一个设计方案中，首先提供第一基材、至少一个中间基材和第三基材，其中至少一个中间基材优选地由透明材料构成并且是透明基材，并且其中至少一个中间基材具有与第一和/或第三基材不同的热膨胀系数(CTE)的特征值。
[0024]至少三个基材直接彼此靠紧地或彼此重叠布置。换句话说，至少两个基材彼此布置或附接为，使得它们在至少两个基材之间不存在其它层的情况下彼此平坦地靠紧地。由于技术原因，有可能无法避免基材层之间的最轻微的气体夹杂物，这也是基材层可能不平整的原因。例如，可以通过增加压力，例如尤其通过将至少两个基材彼此压靠，或者通过对基材层进行表面处理，例如磨削工艺来进一步减少在平坦放置的基材层之间、即在接触面上夹杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气密封闭外壳(1)，其包括：至少一个覆盖基材(5)和与所述覆盖基材(5)相邻布置的基材，它们共同构成所述外壳(1)的至少一部分，至少一个由所述外壳(1)包围的功能区域(12、13、13a)，其中至少所述覆盖基材(5)优选地包括玻璃质材料，其中所述覆盖基材(5)是热钢化的，并且其中所述覆盖基材(5)利用至少一个激光接合线(8)气密密封地结合到与所述覆盖基材(5)相邻布置的基材上，其中所述覆盖基材(5)由具有与相邻布置的基材不同的热膨胀系数(CTE)的特征值的材料构成并且在外壳(1)中建立了热预应力，并且其中所述热预应力将优选压应力施加到所述覆盖基材(5)上。2.根据前一权利要求所述的气密封闭外壳(1)，其中，所述至少一个激光接合线(8)以一定间距(DF)环绕地包围功能区域(12、13、13a)。3.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中所述相邻布置的基材是基底基材(3)，并且其中所述基底基材(3)用相同的激光接合线(8)与所述覆盖基材(5)彼此气密密封地结合，或者其中所述相邻布置的基材是中间基材(4、4a、4b、4c)，所述中间基材布置在所述覆盖基材(5)和所述基底基材(3)之间，所述基底基材(3)与所述中间基材在第一连接平面中结合并且所述覆盖基材(5)与所述中间基材在第二连接平面中结合。4.根据前一权利要求所述的气密封闭外壳(1)，其中所述至少一个中间部件(4、4a、4b、4c)与所述覆盖基材(5)和所述基底基材(3)相比具有更高的热膨胀系数(CTE)的特征值。5.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中，在所述基材(3、4、4a、4b、4c、5)中的至少一个中引入标记。6.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中，所述热钢化能通过使用具有不同热膨胀系数(CTE)的材料并通过合适的温度来实现。7.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中，所述功能区域(12、13、13a)包括用于容纳容置对象(2)、例如电子电路、传感器或MEMS的气密封闭的容置腔体(12)。8.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中所述覆盖基材(5)形成所述容置腔体的上侧(23)，其中所述中间基材形成所述容置腔体的侧向环绕边缘(21)，并且所述基底基材(3)形成所述容置腔体的下侧(22)，它们一起完全包围所述容置腔体。9.根据前述权利要求中至少一项所述的气密封闭外壳(1)，其中，侧向环绕边缘、下侧或上侧中的至少一个对于一波长范围至少局部是透明的。10.一种组件，尤其用于制造外壳(1)的组件，所述组件包括：由至少局部透明的材料制成的第一基材(3)，
与所述第一基材(3)直接相邻布置的第二基材(4)，其中所述第一基材(3)在结合温度下借助激光结合方法与所述第二基材(4)结合，其中在低于所述结合温度的温度下，在所述第一基材(3)中建立朝向所述第二基材(4)的压应力，或其中在高于所述结合温度的温度下，在所述第一基材(3)中建立朝向所述第二基材(4)的压应力。11.根据前一权利要求所述的组件，其中所述第二基材(4)由具有不同热膨胀系数(CTE)的特征值，尤其较高热膨胀系数(CTE)的材料构成，和/或其中所述第一基材(3)是玻璃或玻璃陶瓷基材，和/或其中在所述第二基材(4)中建立拉应力。12.一种用于提供多个气密密封外壳(1)的方法，其中，每个外壳(1)容置功能区域(12、13、13a)或形成腔体(12)，所述功能区域或腔体由所述外壳(1)的侧向环绕边缘(21)、下侧(22)和上侧(23)包围，并且其中所述腔体尤其构造为用于容纳电子电路、传感器或MEMS的容置腔体，所述方法具有以下步骤：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：