用于部分边缘化学强化的打孔母板的制作方法

用于部分边缘化学强化的打孔母板的制作方法
【专利摘要】本申请涉及用于部分边缘化学强化的打孔母板。提供了用于化学强化玻璃板边缘的方法。空隙可以在母板中形成。这些空隙的边缘可以对应于通常将在母板的分离与自由成形过程中产生的新边缘的一部分。然后，母板可以浸入化学强化剂中。除了母板的前后侧，空隙的边缘也可以被化学强化。在薄膜处理与分离之后，结果产生的个体板中每一个都已经在双侧及其边缘的一部分上被化学强化。
【专利说明】用于部分边缘化学强化的打孔母板
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及衬底的化学强化，并且更具体地说，涉及衬底中空隙的形成，以允许衬底边缘的化学强化。
【背景技术】
[0002]触摸传感器面板可以作为沉积并构图到化学强化玻璃板的一侧或双侧上的导电迹线中的一个或多个薄膜来构造。但是，标准的薄膜处理设备不允许在定制尺寸或形状的玻璃板上的薄膜沉积。相反，薄膜沉积在大的矩形玻璃板(称为母板)上发生，随后所述母板被分离并成形为多个个体玻璃板。这些个体板一般在单独的电子设备中使用。
[0003]但是，当母板被分离成个体板时，新的边缘集合沿每条分离路径形成。因为新的边缘集合还没有被化学处理，所以这些个体板易于破裂。
[0004]用于化学强化玻璃的技术需要把板材在某个温度浸入化学处理中一定的时间。在许多情况下，化学强化边缘是不可行的，因为暴露的膜将会被化学品和/或处理所需的温度损坏。

【发明内容】

[0005]本申请涉及化学强化适于让薄膜在至少一个表面上沉积的玻璃板的边缘。薄膜可以在化学强化玻璃板的离散区域上沉积并构图。这种玻璃板被称为母板。母板可以被切割(即，切单)成单独的板材，其中每个切单的板材都可适于为单独的电子元件或器件提供服务。
[0006]当母板被分离成个体·板时，在分离路径形成新的边缘集合。附加的新边缘可以在分离之后弯曲的边缘在个体板上自由成形期间形成。个体板上这些新的边缘还没有被化学强化，因此对施加到其上的力会很敏感。虽然对板材的边缘应用化学强化剂可以保护板材不破裂，但是这种工艺会损坏薄膜的暴露区域。并且，因为标准的薄膜设备缺乏对与母板尺寸不同和/或更小尺寸的玻璃应用薄膜工艺的能力，所以，在许多情况下，薄膜沉积过程必须在分离过程之前。
[0007]各种实施例通过在母板的初始化学强化之前形成个体板的新边缘的一部分解决了这些问题。这不需要把母板分离成个体板就可以进行。因此，利用标准薄膜设备的处理仍然会是可能的。在一种实施例中，空隙可以在母板中形成。这些空隙的边缘可以对应于通常将在分离与自由成形期间产生的新边缘的一部分。然后，母板可以浸入化学强化剂中。除了母板的前后侧，空隙的边缘也可以被化学强化。在薄膜处理与分离之后，结果产生的个体板中每一个都已经在双侧及其边缘的一部分上被化学强化。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1A说明了根据本公开内容实施例的示例性空隙形成过程。
[0009]图1B说明了在根据本公开内容实施例的强化过程发生之后的示例性母板。[0010]图1C说明了根据本公开内容实施例在薄膜沉积之后的示例性母板。
[0011]图1D说明了根据本公开内容实施例的分离过程。
[0012]图2是说明根据本公开内容实施例、强化衬底的示例性方法的高级流程图。
[0013]图3A说明了根据本公开内容实施例、在空隙的边缘已经被强化之后的示例性母板。
[0014]图3B说明了根据本公开内容实施例、在分离之后的示例性母板。
[0015]图4说明了根据本公开内容实施例、具有已经用堵塞材料(plug material)填充的空隙的示例性母板。
[0016]图5说明了包括位于已经根据本公开内容实施例被强化的玻璃衬底上的触摸传感器面板的示例性计算系统。
[0017]图6A说明了具有位于已经根据本公开内容实施例被强化的玻璃衬底上的触摸传感器面板的示例性移动电话。
[0018]图6B说明了具有位于已经根据本公开内容实施例被强化的玻璃衬底上的触摸传感器面板的示例性数字媒体播放器。
[0019]图6C说明了具有位于已经根据本公开内容实施例被强化的玻璃衬底上的触摸传感器面板(触控板)和/或显示器的示例性个人计算机。
【具体实施方式】
[0020]在以下对各种实施·例的描述中，参考附图，附图构成本申请的一部分并且其中作为说明示出了可以实践的具体实施例。应当理解，在不背离各种实施例的范围的情况下，其它实施例也可以使用并且可以进行结构性的变化。
[0021]各种实施例涉及化学强化适于让薄膜沉积在至少一个表面上的玻璃板边缘。薄膜可以在化学强化玻璃板的离散区域上沉积并构图。这种玻璃板被称为母板。母板可以被切割(即，切单)成独立的板材，其中每个切单的板材都可适于为独立的电子部件或器件提供服务。
[0022]当母板被分离成个体板时，在分离路径形成新的边缘集合。附加的新边缘可以在分离之后弯曲的边缘在个体板上自由成形期间形成。个体板上这些新的边缘还没有被化学强化，因此对施加到其上的力会很敏感。虽然对板材的边缘应用化学强化剂可以保护板材不破裂，但是这种过程会损坏薄膜的暴露区域。并且，因为标准的薄膜设备缺乏对与母板尺寸不同和/或更小尺寸的玻璃应用薄膜工艺的能力，所以，在许多情况下，薄膜沉积过程必须在分离过程之前。
[0023]各种实施例通过在母板的初始化学强化之前形成个体板的新边缘的一部分解决了这些问题。这不需要把母板分离成个体板就可以进行。因此，利用标准薄膜设备的处理仍然会是可能的。在一种实施例中，空隙可以在母板中形成。这些空隙的边缘可以对应于通常将在分离与自由成形期间产生的新边缘的一部分。然后，母板可以浸入化学强化剂中。除了母板的前后侧，空隙的边缘也可以被化学强化。在薄膜处理与分离之后，结果产生的个体板中每一个都已经在双侧及其边缘的一部分上被化学强化。
[0024]虽然在这里实施例可以关于触摸传感器面板来描述和说明，但是应当理解，实施例不限于此，而是还可以适用于在玻璃衬底或其它在未强化的边缘容易有弱点的衬底上形成的任何电路或通信路径。
[0025]图1A-1D说明了根据本公开内容实施例、强化玻璃的示例性方法。序列中的每个图绘出了所述方法的一部分。
[0026]图1A说明了根据本公开内容实施例的示例性空隙形成过程。最初，母板100可适于具有被除去以形成一个或多个空隙的部分。母板常常是大的矩形玻璃板，但根据各种实施例也可以是任何尺寸或形状。
[0027]然后，一个或多个空隙102和104可以在母板100的离散区域中形成。应当指出，虽然图1A绘出了在母板100中形成的八个空隙，但是根据各种实施例，可以形成任何数量的空隙。此外，空隙可以位于沿母板100的任何位置。
[0028]为了在母板100中形成空隙102和104，可以使用任何数量的装置或机制。这包括但不限于蚀刻、激光划片、机械划片和/或研磨与抛光。在有些实施例中，空隙可以形成为圆形或椭圆形(例如，如由空隙102和104的边缘所绘出的)。但是，根据实施例，空隙可以利用任何图案或几何形状形成。这包括矩形、梯形及既包括弯曲又包括直边缘的形状。
[0029]图1B说明了根据本公开内容实施例的在强化过程发生之后的示例性母板100。在若干实施例中，整个母板100可以通过对母板应用全局处理来强化。母板100的至少一部分可以在一定的温度浸入一种或多种化学物质中并且被处理。例如，在一种实施例中，化学物质可以包括在大约350°c应用到板材的硝酸钾(ΚΝ03)。一旦处理过程完成，空隙102和104的外边缘110及边缘106和108就分别得以强化。
[0030]在其它实施例中，强化过程可以包括对空隙102和104未强化的边缘应用局部处理。在其中母玻璃100已经化学强化(例如，通过预先浸入化学强化剂中)的某些实施例中，对空隙102和104未强化的边缘应用局部处理会导致母玻璃100在所有侧面和边缘都具有强化的表面。根据有些实施例，用于强化空隙102和104未强化的边缘的物质与用于强化母板100的物质可以相同或者可以不同。
`[0031]此外，局部处理可以包括但不限于以下一个或多个:边缘抛光(例如，经氧化铈或者其它相似的化合物)、酸抛光、化学蚀刻(例如，经氟化氢或氯化氢)、局部热处理(例如，把玻璃带入在500°C _620°C范围内的玻璃转变温度)和/或化学处理。在许多实施例中，化学处理可以包括利用粘合剂或其它类似的物质填充母板100表面中的裂纹。在一种实施例中，例如，硝酸钾(KNO3)可以在350°C应用到未强化的区域。
[0032]图1C说明了根据本公开内容实施例在薄膜沉积之后的示例性母板100。一个或多个薄膜112可以沉积在母板100的区域上并构图。应当指出，根据各种实施例，可以在母板100上沉积任何数量的薄膜112。此外，薄膜112可以位于沿母板100表面的两个轴的任何位置。
[0033]在有些实施例中，薄膜112中至少一个是氧化铟锡(ΙΤ0)。在有些实施例中，除ITO之外或者代替之，可以使用其它材料。这些材料包括但不限于非晶硅、铜铟联硒化物(copper indium diselenide)、締化镉以及薄膜晶体娃。可选地,薄膜112可以被一个或多个钝化层(有机的和/或无机的)保护。钝化层是在导电材料和其它层上形成的合成物，它保护那些材料不受侵蚀和其它环境影响。根据实施例，可以采用各种类型的钝化。这些包括但不限于包括二氧化硅(SiO2)和/或氮化硅(SiNx)的钝化层。
[0034]图1D说明了根据本公开内容实施例的分离过程。如图中所示出的，母板100已经分离成个体板120和122。应当指出，虽然图1D绘出了从母板100形成的两个板材，但是可以从母板形成任何数量的个体板。还要指出，在有些实施例中，个体板可以在从母板100分离后进一步成形(例如，切割成特殊的几何形状)。
[0035]此外，为了实现从母板100的分离，可以使用任何数量的装置或机制。这包括但不限于蚀刻、激光划片、机械划片和/或研磨与抛光。
[0036]一旦个体板已经分离，空隙的强化后的边缘106和108就可以形成个体板120和122的边缘的一部分。在有些实施例中，在分离之后空隙可以是完整无缺的并且形成个体板的内边缘。例如，在分离之后空隙保持完整无缺并且形成个体板120中的内边缘106。此外，当空隙沿着分离的路径脱落(fall)时，所述空隙的边缘的一部分可以形成个体板的边缘。例如，空隙104沿分离路径脱落，并且强化边缘108的一部分形成个体板122的边缘124。
[0037]此外，可以沿分离路径形成一条或多条未强化边缘126和128。在若干实施例中，诸如图1D中所说明的一个实施例，未强化边缘可以与已经化学强化(例如，通过应用到母板100以及强化边缘106和124的强化过程)的一个或多个表面相连。在有些实施例中，未强化边缘106和124可以是更大的未强化区域集合的一部分。
[0038]图2是说明根据本公开内容实施例、强化衬底的示例性方法的高级流程图。在方框202，可以在母板中形成一个或多个空隙。根据各种实施例，许多方法可以用于形成空隙。这包括但不限于蚀刻、激光划片、机械划片和/或研磨与抛光。
[0039]然后，在方框204，母板可以被化学强化。在有些实施例中，这种化学强化过程可以包括把夹层结构浸入处于特殊温度设置的化学物质(例如，350°C的硝酸钾(KNO3))当中。在其它实施例中，化学强化过程可以包括让母板接受边缘抛光程序、化学蚀刻或酸抛光程序、或者局部热或化学处理。
[0040]在方框206，可以在母板上沉积一`个或多个薄膜。在各种实施例中，至少一个薄膜是ΙΤ0。在有些实施例中，可以使用其它材料，包括非晶硅、铜铟联硒化物、碲化镉以及薄膜晶体娃。`
[0041]在方框208，母板可以分离和/或成形为多个更小的板材。在有些实施例中，用于实现分离和成形的方法可以包括蚀刻、激光划片、机械划片和/或研磨与抛光。
[0042]根据诸如图1所说明实施例的实施例，空隙可以形成为具有弯曲的边缘。诸如激光划片的技术可能不可以用于形成弯曲的边缘，而其它技术，诸如蚀刻，可能更容易在边缘中形成微小的裂缝，这会削弱玻璃的耐用性并且使弯曲的边缘更可能断裂。因此，在有些实施例中，确保弯曲的边缘被化学强化也许是重要的。
[0043]在其它实施例中，最大化个体板被强化的周界而不是集中在弯曲的边缘也许是重要的。图3A和3B说明了根据本公开内容实施例、强化玻璃的另一种示例性方法。
[0044]图3A说明了根据本公开内容实施例、在已经形成空隙并且空隙的边缘已经被强化之后的示例性母板。图3B说明了根据本公开内容实施例在分离之后的示例性母板。在有些实施例中，空隙可以布置成使得，在分离之后，每个个体板高比例的周界已经被化学强化。例如，空隙302可以布置成使得边缘304对应于分离之后个体板308上边缘306的整个长度。因为边缘306的整个长度都是由空隙边缘304形成的，所以边缘306的整个长度都会被化学强化。此外，空隙310可以布置成使得边缘312对应于分离之后个体板308的边缘314的主要部分。分离之前的个体板308，在图3A中识别为区域308，在这里可以被称为预切单板308。
[0045]空隙302、316和310的形成还可以形成阻止面板与母板300分离的调整片(tab)318和320。调整片318和320可以沿分离路径322定位。会形成未强化的边缘部分324和326，其中个体面板308和调整片318和320分离。减小调整片318和320的宽度会减小未强化边缘部分324和326的长度。因此，个体板308的强化周界可以通过最小化调整片318和320的宽度来最大化。
[0046]但是，使调整片变窄会有负面后果。例如，调整片可以用于使导电迹线布线(run)到在母板上构图的薄膜。这些迹线可以在分离之前用于测试，因此调整片必须足够宽，以容纳导电迹线。此外，激光划片过程可能需要其目标具有让划片有效的最小宽度。因此，如果激光划片用于从母板分离个体板，则调整片必须是至少让分离成功的最小宽度。最后，薄膜处理会需要母板的刚度和耐用性，并且太窄的调整片可能在薄膜处理期间危及母板的刚度和耐用性。
[0047]根据有些实施例，堵塞材料可以用于填充空隙，这可以在薄膜处理期间增强母板的刚度和耐用性。图4说明了根据本公开内容实施例、具有已经用堵塞材料填充的空隙的示例性母板。空隙402可以在母板400中形成并且用堵塞材料404填充。然后，母板404可以接受薄膜处理，并且堵塞材料404随后可以被除去。
[0048]在有些实施例中，堵塞材料可以通过涂覆过程或诸如刮刀的平坦过程应用到空隙。在有些实施例中，溶剂反萃取可以在所述应用之后使用，以使材料平滑。然后，材料可以被加热，以从材料内部蒸发溶剂。
[0049]任何数量的材料都可以用于填充空隙。例如，堵塞材料可以由有机材料、二氧化硅或金属制成。在有些实施例中，材料可以抵抗薄膜处理中所使用的化学品的酸性，并且材料可以经受发生薄膜处理的高温。在有些实施例中，材料可以在处理完成时很容易地除去。例如，诸如二氧化硅(SiO2)的材料对酸性和热有弹性(resilient)并且可以利用溶剂容易地除去。·
[0050]图5说明了可以包括位于玻璃衬底上的触摸传感器面板524的示例性计算系统500，所述玻璃衬底已经通过上述一种或多种实施例强化。计算系统500可以包括一个或多个面板处理器502和外围设备504，以及面板子系统506。外围设备504可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)或者其它类型的存储器或储存器、看门狗定时器等。面板子系统506可以包括但不限于一个或多个感测通道508、通道扫描逻辑510和驱动器逻辑514。通道扫描逻辑510可以访问RAM512、自治地从感测通道读取数据并且对感测通道提供控制。此外，通道扫描逻辑510还可以控制驱动器逻辑514生成可以选择性地施加到触摸传感器面板524的驱动线的各种频率和相位的激励信号516。在有些实施例中，面板子系统506、面板处理器502和外围设备504可以集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
[0051]虽然也可以使用其它感测介质，但是触摸传感器面板524可以包括具有多条驱动线和多条感测线的电容性感测介质。驱动线和感测线和每个交点可以代表一个电容性感测节点并且可以被看作是图像元素(像素)526，这在触摸传感器面板524被看作捕捉触摸的“图像”时特别有用。(换句话说，在面板子系统506已经确定是否在触摸传感器面板中的每个触摸传感器检测到触摸事件之后，多点触摸面板中触摸事件发生的触摸传感器的图案可以被看作触摸的“图像”(例如，触摸面板的手指的图案)。)触摸传感器面板524的每条感测线可以驱动面板子系统506中的感测通道508 (在这里也称为事件检测与解调电路)。
[0052]计算系统500还可以包括用于从面板处理器502接收输出并且基于该输出执行动作的主机处理器528，其中的动作可以包括但不限于移动诸如光标或指针的物体、滚动或摇摄、调整控制设置、打开文件或文档、观看菜单、进行选择、执行指令、操作耦合到该主机设备的外围设备、接听电话、拨打电话、终止电话、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息，诸如地址、常拨号码、已接来电、未接来电，登录到计算机或计算机网络、允许授权个人访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与计算机桌面的用户优选布置关联的用户简介、允许访问web内容、启动特定的程序、加密或解码消息，等等。主机处理器528还可以执行可能不与面板处理相关的附加功能，并且可以耦合到程序储存器532和显示设备530，诸如用于向设备的用户提供UI的LCD显示器。当部分或全部位于触摸传感器面板下方时，显示设备530连同触摸传感器面板524 —起可以形成触摸屏518。
[0053]图6A说明了可以包括触摸传感器面板624和显示设备630的示例性移动电话636，其中触摸传感器面板在已经根据各种实施例强化的玻璃衬底上形成。
[0054]图6B说明了可以包括触摸传感器面板624和显示设备630的示例性数字媒体播放器640，其中触摸传感器面板在已经根据各种实施例强化的玻璃衬底上形成。
[0055]图6C说明了可以包括触摸传感器面板(触控板)624和显示器630的示例性个人计算机644，其中(在显示器是触摸屏一部分的实施例中)个人计算机的触摸传感器面板和/或显示器包括已经根据各种实施例强化的玻璃衬底。图6A、6B和6C的移动电话、媒体播放器和个人计算机可以通过使用根据各种实施例的强化玻璃衬底实现改进的整体耐用性。
[0056]尽管已经参考附图完整地描述了各种实施例，但是应当指出，各种变化与修改将对本领域技术人员变得显然。此类变化与修改应当理解为包括在由所附权利要求限定的各种实施例的范围之内。·
【权利要求】
1.一种方法，包括: 在母板中形成一个或多个空隙； 处理母板以强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘；以及 分离母板以形成多个个体板。
2.如权利要求1所述的方法，还包括: 在强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘之后，处理所述母板以在母板上形成导电迹线。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述多个个体板的一条或多条边缘包括所述一个或多个空隙的一条或多条边缘。
4.如权利要求1所述的方法，其中在母板中形成一个或多个空隙包括:成形并定位所述一个或多个空隙，以形成对应于所述多个个体板中至少一个的整个长度的一条或多条边缘。
5.如权利要求1所述的方法，其中在母板中形成一个或多个空隙包括:成形并定位所述一个或多个空隙，以产生把所述母板连接到多个预切单板的一个或多个调整片，所述调整片配置为用于在从所述母板分离之后最小化所述多个预切单板的未强化边缘，以及 其中分离母板以形成多个个体板包括:在所述一个或多个调整片处从所述母板分离所述多个预切单板，以形成所述多个个体板。
6.如权利要求5所述的方法，还包括:配置调整片的宽度，以最低限度地容纳多条导电迹线，用于在从母板分离之前测试`预切单板。
7.如权利要求1所述的方法，还包括:在母板上形成导电迹线之前，用堵塞材料填充所述一个或多个空隙。
8.如权利要求1-7中任何一项所述的方法，其中强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘包括对母板应用全局强化处理。
9.如权利要求1-7中任何一项所述的方法，其中强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘包括对母板应用局部强化处理。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述局部强化处理包括对所述一个或多个空隙的一条或多条边缘应用边缘抛光。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述局部强化处理包括对所述一个或多个空隙的一条或多条边缘应用化学蚀刻。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述局部强化处理包括对所述一个或多个空隙的一条或多条边缘应用酸抛光。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述全局强化处理包括把母板浸入化学强化剂中。
14.如权利要求1所述的方法，其中分离母板以形成多个个体板包括:沿着横切所述一个或多个空隙中至少一个的分离路径进行分离。
15.一种方法，包括: 在母板中形成一个或多个空隙； 处理母板以强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘； 用堵塞材料填充所述一个或多个空隙； 处理母板以在母板上形成导电迹线；从所述一个或多个空隙除去堵塞材料；以及 分离母板以形成多个个体板。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述多个个体板的一条或多条边缘包括所述一个或多个空隙的一条或多条边缘。
17.一种具有在其上形成的导电迹线以及除调整片区域之外都已经被强化的边缘的多个个体板，所述个体板是通过一种过程形成的，所述过程包括: 在母板中成形并定位一个或多个空隙，以产生把所述母板连接到多个预切单板的一个或多个调整片，所述调整片配置为用于在分离之后最小化所述多个预切单板的未强化边缘； 强化母板中所述一个或多个空隙的一条或多条边缘； 在所述多个预切单板上形成导电迹线；以及 在所述一个或多个调整片处从所述母板分离所述多个预切单板，以形成多个个体板。
18.如权利要求17所述的多个个体板，其中在母板中成形并定位一个或多个空隙进一步包括:成形并定位所述一个或多个空隙，以形成对应于所述多个个体板中至少一个的整个长度的一条或多条边缘。
19.如权利要求17所述的多个个体板，所述过程还包括:配置调整片的宽度，以最低限度地容纳多条导电迹线，用于在从母板分离之前测试预切单板。
20.如权利要求17-19中任何一项所述的方法，所述过程还包括:在母板上形成导电迹线之前，利用堵塞材料填充所·述一个或多个空隙。
【文档编号】C03B33/02GK103857640SQ201280044473
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年9月14日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】洪承载, C·J·费因斯泰茵, 黄丽丽, 康盛球, 孙国华, J·Z·钟 申请人:苹果公司