在基板、研磨轮和覆盖物中形成凹槽的方法_2

文档序号:9582848阅读:来源:国知局
据本公开的方法可在不存在添加的松散磨料颗粒和/或添加的包含在 液体赋形剂中的磨料颗粒的磨料浆液时进行,但这不是要求。这通常导致减少的杂乱和垃 圾,并且提供更明显的边缘清晰度,其中凹槽接触基板的周围表面。
[0048] 磨料制品可包括,例如,研磨轮(例如,如图1和图2所示)或研磨带。优选地,支 撑构件的宽度应与结构化磨料层的宽度大致相同,其中所示结构化磨料层安装到其外周向 表面,但这不是必要条件。磨料制品通常由电机驱动,但也可使用手动动力。
[0049] 优选地,结构化磨料层在与基板的表面摩擦接触时,围绕旋转轴线被纵向推进。在 磨料制品为研磨轮的情况下,这一点被固有地实现并且还对应于研磨轮围绕轮(例如,驱 动轮或导向轮)的行进。在此类实施例中,磨料制品的旋转轴线和基板的表面不应平行。在 一些实施例中,它们基本垂直;然而,这不是必要条件。
[0050] 为在基板中形成浅凹,磨料颗粒与基板之间的摩擦接触区域通常包括在基板的旋 转轴线上的点,其对应于浅凹的最深点。
[0051] 在其它实施例中,磨料制品与基板之间的摩擦接触区域可相对于基板的旋转轴线 移动。例如,如果基板的表面围绕第一旋转轴线旋转,并且研磨轮围绕第二旋转轴线(即, 不平行于第一旋转轴线)旋转,则研磨轮和/或基板可沿平面中平行于基板表面的第三不 同方向平移。此类运动通常将导致沟槽,所述沟槽具有成型为具有球体圆形端部的圆柱的 一部分的表面。
[0052] 在另一实施例中,磨料制品和基板之间的摩擦接触区域可从基板的旋转轴线偏 离。例如,如果基板的表面围绕从摩擦接触区域横向偏离的第一旋转轴线旋转,并且研磨轮 围绕第二旋转轴线(即,不平行于第一旋转轴线)旋转,则所述方法通常将导致具有对应于 环的一部分的表面的环状凹槽。
[0053] 在根据本公开的方法的实施过程中,在磨料制品和基板的表面之间建立摩擦接 触,随时间推移导致磨料制品渗入到基板中。因此通过对磨料制品和/或基板施加一定水 平的力,实现了基板的研磨和凹槽的形成,所述力与磨料制品和基板的其它运动结合迫使 它们朝向彼此。所施加的力的适当量的选择在本领域的普通技术人员的能力范围内。优选 地,所述力足以实现良好的研磨速率,但不太高以致发生粘滞。
[0054] 在一些实施例中,在研磨基板时,磨料制品垂直地对准基板的表面。在一些实施例 中,磨料制品可相对于基板的表面以小于90、80、70、60、50、40、30度或甚至小于20度的角 度倾斜。
[0055] 在基板的研磨过程中,研磨液体可用于减少热积聚和/或带走碎肩。研磨液体包 括,例如,水、包含一种或多种表面活性剂的水(例如,如美国专利7, 278, 904 B2 (Woo等人) 中所述)、油、乙二醇或其它润滑剂。
[0056] 基板可包括任何形状。在一些实施例中,基板具有基本平的表面,而在其它实施例 中表面可为凸面、凹面、平面的或它们的组合。合适的基板形状的示例包括片材、块、晶片和 切片。基板可包含任何材料,但优选基板(并且尤其是待研磨的基板表面)包含玻璃、陶 瓷或玻璃-陶瓷材料中的至少一种。合适的玻璃的示例包括碱石灰硅石玻璃、硼硅酸盐玻 璃、氟化物玻璃、铝硅酸盐玻璃(例如,磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃,硫属元素化物玻璃)和化 学强化玻璃(例如,对应于离子交换含碱金属玻璃如碱石灰硅酸盐,碱金属硼铝硅酸盐和 碱金属铝硅酸盐(例如,包括由纽约康宁(Corning,New York)的康宁以商品名"大猩猩玻 璃(GORILLA GLASS)"销售的那些))。合适的陶瓷的示例包括氧化铝、蓝宝石、红宝石、氧化 锆、氧化钇和/或包含稀土氧化物的玻璃陶瓷,以及它们的组合。在优选的实施例中,基板 为透明的,但这不是必要条件。在那些实施例的一些中,基板优选基本上无色。在一些实施 例中,基板包含金属或金属合金。
[0057] 有利地,根据本公开的方法可创建多种凹槽,包括,例如,浅凹、椭圆体凹槽(即, 具有成型为椭圆体的一部分的表面)、槽和环(例如,所按压的环或具有成型为环形的一部 分的表面的沟槽。在典型实施例中,凹槽具有光滑连续凹表面,但这不是必要条件。另外, 在典型实施例中,凹槽突然终止于邻接基板的表面的明确边界,但这不是必要条件。凹槽的 这些特性使得所述方法非常适用于制备覆盖物(例如,适用于使用手指或触笔进行触觉交 互的显示器覆盖物)。
[0058] 根据本公开的方法可用于在覆盖物诸如,例如显示器覆盖物、医疗装置覆盖物和/ 或传感器设备覆盖物中形成具有复杂形状的凹槽。例如,可形成浅凹,其中心位于(即,通 过)延伸穿过基板的圆柱体孔上方。在该实例中,通常优选的是在操作根据本公开的一种 或多种方法之前形成圆柱体孔(例如,通过钻孔)。通过这样做,可在研磨过程中去除由钻 孔形成的薄片。
[0059] 现在参见图3,覆盖物300包括化学强化玻璃片310,所述化学强化玻璃片310具 有第一主表面320和与之相对平行的第二主表面322。球形凹入凹槽330邻接并从第一主 表面320向内延伸。在其最深点350处,球形凹入凹槽330邻接圆柱形通道340,所述圆柱 形通道340在球形凹入凹槽330和第二主表面322之间延伸并邻接球形凹入凹槽330和第 二主表面322。圆柱形通道340垂直于第一主表面320和与之相对平行的第二主表面322。
[0060] 现在参见图4,显示器覆盖物400包括具有第一主表面420和与之相对平行的第二 主表面422的蓝宝石片410。第一球形凹入凹槽430邻接并从第一主表面420向内延伸。 第二球形凹入凹槽432邻接并从第二主表面440向内延伸。圆柱形通道440,其在第一球形 凹入凹槽430和第二球形凹入凹槽432之间在它们的最深点450, 452处延伸并邻接第一球 形凹入凹槽430和第二球形凹入凹槽432,垂直于第一主表面420和与之相对平行的第二主 表面422。
[0061] 诸如图3和图4所示的那些的凹槽可用于制造为在邻近显示器覆盖物的交互元件 的制造中的组件。
[0062] 在本公开的方法的开发过程中,本发明人开发了磨料制品和适于与本公开方法一 起使用的制备所述磨料制品的方法。现在将详细讨论这些内容。
[0063] 使用结构化磨料,诸如,例如图2A中的结构化磨料构件132,可形成可用于操作本 公开的研磨轮和研磨带。在一种方法中,结构化磨料的条带附着到支撑轮的周向表面(例 如,边缘)(通过配有合适的机械固定系统以连接至驱动源)。合适的粘合剂的示例包括胶 水、压敏粘合剂和环氧树脂,但可使用能够制备固定粘结的任何材料。
[0064] 虽然在图2A中,结构化磨料构件132固定到支撑轮,但通过省略支撑轮,例如,根 据熟知的技术,可制备结构化研磨带。
[0065] 合适的结构化磨料具有固定到背衬主表面的结构化磨料层。合适的背衬通常具有 前表面和背表面。可用于制备背衬的材料的代表性示例包括聚合物膜(包括涂底漆的聚合 物膜)、可压缩的弹性泡沫(例如,弹性体泡沫)、织造织物、针织物、非织造织物以及它们的 组合。为用于研磨轮,背衬优选包含聚合物膜。为用于研磨带,背衬应具有足够的尺寸稳定 性和耐久性,并且优选地包括织造或针织材料。可使用膜背衬并且可包括增粘剂或防滑涂 料。在一些优选的实施例中,背衬可为具有约2至8密耳(50至约200微米)厚度的聚对 苯二甲酸乙二酯膜。
[0066] 背衬可对紫外线或可见辐射透射或不透明,或者可对紫外线和可见辐射两者透射 或不透明,但这不是必要条件。背衬还可经受一次处理或多次处理,以密封所述背衬或改变 所述背衬的一些物理特性,或两者。这些处理在本领域中是已知的。例如,布料背衬可包含 浸渍涂料、背部面漆涂料、预涂面漆涂料或它们的任何组合。浸渍涂料使背衬饱和并且填充 背衬中的较小开口。被施用到背衬背侧的背部面漆涂料在使用过程中可保护纤维或纱。预 涂面漆涂料施用到背侧的前侧。在布料的前侧的预涂面漆涂料起到密封布料的作用。可用 于处理布料的树脂的示例包括酚醛树脂、胶乳、环氧树脂、丙烯酸酯、丙烯酸改性环氧树脂、 丙烯酸改性聚氨酯、聚酯、淀粉以及它们的组合。用于处理布料的树脂还包含添加剂,诸如, 例如填料、纤维、偶联剂、润湿剂、染料和颜料。
[0067] 可通过以下步骤在背衬上形成结构化磨料层:用磨料颗粒和可固化粘结剂前体的 混合物填充生产工具中的腔,使背衬与生产工具和粘结剂前体接触,并且然后充分固化粘 结剂前体,使得背衬从生产工具的分离致使形成于生产工具中的成形磨料复合物保持固定 到背衬,从而形成结构化磨料层。
[0068] 结构化磨料层层固定到背衬,使得其在预期使用过程中不与背衬分离。成形磨料 复合物可具有任何形状,但通常包括金字塔(例如,3或4面金字塔)、截棱锥(例如,3或4 面截棱锥)、棱镜(例如,3、4或6面棱镜)、杆、圆锥体、截头圆锥体以及它们的组合。可使 用不同成形磨料复合物和/或不同高度的成形磨料复合物的组合。例如,锥形成型的磨料 复合物中可散布较低高度的截锥形成形磨料复合物。成形磨料复合物可为规则的(具有的 所有边相等)或不规则的。
[0069] 在一些实施例中,成形磨料复合物可为精确成形磨料复合物。这意味着成形磨料 复合物的形状由相对平滑的构成表面的侧面限定,所述侧面以明确边缘界定或接合,所述 明确边缘具有清晰的边缘长度和由各侧面相交而形成的清晰端点。术语"界定"和"边界" 是指限制和限定各磨料复合物的实际三维形状的各复合物的暴露的表面和边缘。当在扫描 电子显微镜下观察
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