TWI480241B

TWI480241B - 改變化學強化性能之玻璃之退火

Info

Publication number: TWI480241B
Application number: TW100136579A
Authority: TW
Inventors: Matthew D Hill; Michael Kane Pilliod; Christopher Prest; Douglas Weber; Spyros Michail; David Pakula
Original assignee: Apple Inc
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2015-04-11
Also published as: AU2011312129A1; KR101616606B1; EP2625147A2; AU2011312129B2; JP2013542164A; KR20130108383A; WO2012048293A2; EP2625147B1; US20120085130A1; TW201226344A; CN103221351A; WO2012048293A3

Description

改變化學強化性能之玻璃之退火

本發明大體上係關於玻璃形成製程，且更特定而言，係關於在化學強化製程之前對玻璃部件使用退火製程以修改玻璃部件之化學強化性能。

玻璃零件(例如，玻璃蓋罩及/或顯示器)常常用於手持型電子器件中。在玻璃零件中提供合理強度位準對於減少玻璃零件之故障的可能性至關重要。由於手持型電子器件常常經受掉落或以其他方式誤處置，故減少玻璃零件在掉落或誤處置之後裂片(breaking)的可能性係合乎需要的。為此，常常化學地處理玻璃零件以增加玻璃零件之強度。

一般而言，經緩慢冷卻玻璃(諸如，經罐熔玻璃)具有用於手持型電子器件中之玻璃零件所需要的品質。舉例而言，經罐熔玻璃具有致使經罐熔玻璃尤其適於供手持型電子器件中使用之化學強化屬性及熱歷程。

生產薄玻璃片之大多數大量生產製程需要相對快速冷卻，且因此，呈相對高容量之零件需要相對快速冷卻。另一方面，罐熔製程生產已經有效地退火之經緩慢冷卻玻璃。

用以生產玻璃之大量生產製程(其包括熔融製程及浮式製程)通常不生產具有合乎需要之熱屬性及化學強化屬性的玻璃，熱屬性及化學強化屬性可經由罐熔製程而達成。然而，尤其是當將生產高容量之玻璃零件(例如，用於手持型電子器件之蓋罩玻璃)時，常常使用此等大量生產製程。

因此，需要一種允許大量生產製程生產特性相似於在經罐熔玻璃中所發現之特性之玻璃的方法及裝置。

本發明係關於用於退火玻璃以改良應用於玻璃之後續化學強化製程之效應的裝置、系統及方法。舉例而言，本發明之實施例可改良經由熔融或浮式製程而生產之玻璃的熱屬性及化學強化屬性。

用於退火及化學地強化玻璃之裝置、系統及方法生產玻璃件，該等玻璃件可組裝於諸如手持型電子器件之相對小外觀尺寸之電子器件(例如，行動電話、媒體播放器、使用者輸入器件(例如，滑鼠、觸敏式器件)、個人數位助理、遠端控制件，等等)中。該等裝置、系統及方法亦可用於諸如蓋罩或顯示器之玻璃件，該等玻璃件用於其他相對較大外觀尺寸之電子器件，包括(但不限於包括)攜帶型電腦、平板電腦、顯示器、監視器、電視，等等。

本發明之實施例可以包括為方法、系統、器件或裝置(包括體現暫時信號之電腦可讀媒體)之許多方式予以實施。下文論述本發明之若干實施例。

根據一態樣，一種用於處理使用一熔融製程或一浮式製程而形成之一玻璃零件之方法包括退火該玻璃零件，及接著化學地強化該玻璃零件。退火該玻璃零件至少包括以一第一溫度加熱該玻璃零件，及使用一受控制冷卻製程將該玻璃零件冷卻至一第二溫度。化學地強化該玻璃零件包括促進包括於該玻璃零件中之離子與包括於一化學強化浴中之離子之間的一離子交換。在一實施例中，該玻璃零件為使用一浮式製程而形成之鋁矽酸鹽玻璃。在此實施例中，該第一溫度可介於大約攝氏540度與大約攝氏550度之間。

根據另一態樣，一種用於處理自一熔融製程或一浮式製程而形成之一玻璃片之方法包括退火該玻璃片、機械加工該玻璃片以形成一玻璃零件，及化學地強化該玻璃零件。退火該玻璃片至少包括以一第一溫度加熱該玻璃片，及使用一受控制冷卻製程將該玻璃片冷卻至一第二溫度。機械加工該玻璃片包括自該玻璃片創製一玻璃零件。化學地強化該玻璃零件包括促進包括於該玻璃零件中之離子與包括於一化學強化浴中之離子之間的一離子交換。

本發明提供經組態以實施本發明之態樣的其他實施例，以及儲存於電腦可讀或機器可讀媒體(例如，有形儲存媒體)中以控制用以執行此等方法之器件的軟體(或電腦程式碼)。

本發明之其他態樣及優點將自結合隨附圖式所採取之以下詳細描述變得顯而易見，該等隨附圖式藉由實例而說明本發明之原理。

併入至本說明書中且構成本說明書之部分的隨附圖式說明一或多個實例實施例，且連同實例實施例之描述一起用以解釋與本說明書相關聯之原理及實施。

本發明係關於用於改良玻璃部件中之壓縮應力之裝置、系統及方法。藉由在將化學強化製程應用於玻璃零件之前退火玻璃零件，可增加藉由化學地強化玻璃零件達成之壓縮應力。在玻璃零件中所達成之較高壓縮應力可在至少一些可靠性量測中引起改良型強度及效能。退火玻璃零件包括將玻璃零件加熱至高溫，接著緩慢地冷卻玻璃零件，使得至少在玻璃零件之表面(例如，面)上達成較高密度。當至少在玻璃零件之表面上達成較高密度時，後續離子交換可提供較強玻璃零件。玻璃零件被加熱至之高溫為退火溫度，或玻璃可減輕應力而不變形之溫度。

本發明之裝置、系統及方法允許形成組裝於諸如手持型電子器件之小外觀尺寸之電子器件(例如，行動電話、媒體播放器、使用者輸入器件(例如，滑鼠、觸敏式器件)、個人數位助理、遠端控制件，等等)中的玻璃零件，諸如，適於玻璃蓋罩之玻璃部件。該等裝置、系統及方法亦可用於玻璃蓋罩或顯示器，該等玻璃蓋罩或顯示器用於其他相對較大外觀尺寸之電子器件，諸如，攜帶型電腦、平板電腦、顯示器、監視器、電視，等等。

本文在化學強化製程之前使用退火製程來強化玻璃的內容背景中描述實施例。以下詳細描述僅係說明性的，且不意欲以任何方式具限制性。受益於本發明之熟習此項技術者將易於想到其他實施例。現將詳細地參考如隨附圖式所說明之實施。貫穿該等圖式及以下詳細描述，相同參考指示符通常將用以指代相同或類似零件。

為了清楚起見，並未展示及描述本文所描述之實施的所有常規特徵。當然，應瞭解，在任何此類實際實施之開發中，必須作出許多實施特定決策，以便達成開發者之特定目標(諸如，符合應用及商業相關約束)，且此等特定目標將隨著不同實施及不同開發者而變化。此外，應瞭解，此開發工作可能複雜且耗時，但對於受益於本發明之一般熟習此項技術者仍將為常規工程任務。

退火經大量生產之漂浮玻璃以及來自其他高容量玻璃製程之玻璃(例如，熔融製程玻璃)提供熱歷程相似於經緩慢冷卻玻璃(諸如，經罐熔玻璃)之熱歷程的玻璃，而實質上不需要緩慢冷卻。可將在化學強化製程之前應用於玻璃之退火製程應用於玻璃零件或應用於玻璃片，玻璃零件待自玻璃片切割或由玻璃片以其他方式形成。參看圖1A，將描述涉及在已形成玻璃零件之後退火玻璃零件的強化玻璃零件之製程，且參看圖1B，將描述涉及在由玻璃片形成玻璃零件之前退火玻璃片的強化玻璃零件之製程。

圖1A為根據本發明之一實施例之說明包括退火玻璃零件的強化玻璃零件之方法的製程流程圖。強化玻璃零件之方法101開始於步驟105，其中形成玻璃零件。形成玻璃零件可包括使用浮式製程或熔融製程。熟習此項技術者應瞭解，浮式製程通常涉及使熔化玻璃漂浮於熔化金屬(例如，錫)之表面上，及允許熔化玻璃冷卻。熔融製程通常涉及將原料摻合至經熔化及調節以創製熔化玻璃之玻璃組合物中。將熔化玻璃饋入至溝槽中，直至熔化玻璃遍及溝槽之側均勻地流動為止。玻璃接著再接合或熔融，且經向下拖曳以形成連續平坦玻璃片，從而自熔化玻璃之溢流溝槽將玻璃片形成至空氣中。若浮式製程或熔融製程引起將供獲得玻璃片之玻璃零件的形成，則形成玻璃零件可包括機械加工玻璃片。機械加工玻璃片可包括(但不限於包括)自玻璃片中劃線(scribing)、裂片(breaking)、切割(cutting)、研磨及/或拋光玻璃零件。

在步驟105中形成玻璃零件之後，在步驟109中退火玻璃零件。退火玻璃零件通常包括使玻璃零件經受相對高溫達第一時間量、使玻璃零件經受受控制冷卻達第二時間量，及使玻璃零件經受空氣冷卻達第三時間量。可基於任何數目個因素來判定與退火相關聯之參數(例如，時間及溫度)，如下文將關於圖4所論述。然而，一般而言，與退火相關聯之參數可取決於玻璃零件之組合物及用於形成玻璃零件之技術。舉例而言，在藉由熔融而由鋁矽酸鹽玻璃形成玻璃零件時所使用之參數可不同於藉由漂浮而由鹼石灰玻璃形成玻璃零件時所使用之參數。在判定與退火相關聯之參數時，亦可考量玻璃零件之尺寸。

一旦退火玻璃零件，便可在步驟113中機械加工玻璃零件之面。機械加工玻璃零件之面可包括拋光玻璃以實質上移除歸因於退火及/或化學強化而留存於面上之缺陷。

在步驟117中對玻璃零件執行化學強化。一般而言，玻璃零件之化學強化包括將玻璃零件置放(例如，浸沒)於離子交換浴中。離子交換浴之組份以及浴之溫度及玻璃零件待曝露於浴之時間量可取決於若干因素而變化，該等因素包括(但不限於包括)玻璃零件之大小、玻璃零件之組合物，及/或玻璃零件中所需要之壓縮應力。在化學地強化玻璃零件後，隨即完成強化玻璃零件之方法。

如先前所提及，代替退火玻璃零件，可在由玻璃片形成玻璃零件之前退火玻璃片。圖1B為根據本發明之一實施例之說明包括由經退火玻璃片形成玻璃零件的創製經強化玻璃零件之方法的製程流程圖。創製經強化玻璃零件之方法121開始於步驟123，其中形成玻璃片或母片(mother sheet)。在一實施例中，玻璃片可為使用熔融製程而形成之鋁矽酸鹽玻璃片。在另一實施例中，玻璃片可為使用浮式製程而形成之鹼石灰玻璃片。製程流程自步驟123移動至步驟125，其中退火玻璃片。玻璃片在大小上通常大於隨後待由玻璃片形成之玻璃零件。退火玻璃片通常包括加熱玻璃片、將玻璃片曝露於受控制冷卻，及將玻璃片曝露於次級冷卻階段(例如，空氣冷卻)。

在退火玻璃片之後，在步驟129中機械加工玻璃片以創製玻璃零件。機械加工玻璃片可包括(但不限於包括)自玻璃片中劃線、裂片、切割、研磨及拋光玻璃零件。由於退火自玻璃片移除一些應力，故經退火玻璃片之機械加工相比於尚未經退火之玻璃片之機械加工可較不複雜。

一旦機械加工玻璃片以形成玻璃零件，製程流程便自步驟129移動至步驟133，其中對玻璃零件執行化學強化。在化學地強化玻璃零件後，隨即完成創製經強化玻璃零件之方法。

圖2為根據本發明之一實施例之強化玻璃之總製程的圖解表示。將玻璃204(其可為玻璃零件或玻璃片)提供至退火烘箱208，或更一般化地，提供至退火環境。退火烘箱208經配置以維持玻璃204待加熱至之所要溫度，且將玻璃204曝露於受控制冷卻。在一實施例中，在退火烘箱208中將玻璃204曝露於受控制冷卻之後，將玻璃204提供至冷卻配置212(例如，藉由輸送帶)，冷卻配置212允許玻璃204在空氣中或在實質上不受控制環境中冷卻。然而，應瞭解，在空氣中冷卻可代替地發生於退火烘箱208中。在空氣冷卻完成時，有效地形成經退火玻璃204'。

使經退火玻璃204'經受化學強化製程216。應瞭解，若玻璃204為玻璃片，則經退火玻璃204'可在曝露於化學強化製程216之前經機械加工以形成玻璃零件。一般而言，化學強化製程216引起離子在經退火玻璃204'之表面與離子交換浴之間進行交換。離子交換浴通常包括鉀，且離子交換浴中之鉀離子可參加與經退火玻璃204'中之鈉離子的離子交換。化學強化製程216有效地加強經退火玻璃204'，且引起經退火玻璃204'中之強度增加。已經化學地強化之經退火玻璃204'相比於尚未經退火之經化學強化玻璃具有較高壓縮應力(未圖示)。

接下來參看圖3A及圖3B，將描述經退火玻璃之化學強化。圖3A為根據本發明之一實施例之在時間t1引入至化學強化浴中之經退火玻璃部件的表示。在時間t1，將經退火玻璃304引入至化學強化浴316(例如，包括鉀之離子交換浴)中。經退火玻璃304可呈玻璃零件或玻璃片之形式。一旦將經退火玻璃304引入至化學強化浴316中，離子交換製程便可開始於時間t2。圖3B為根據本發明之一實施例之在時間t2經歷離子交換製程之經退火玻璃部件304的表示。當將經退火玻璃304實質上浸沒於化學強化浴316中時，離子交換發生於化學強化浴316中之鉀離子與經退火玻璃304中之鈉離子(或更具體而言，定位於經退火玻璃304之表面處或附近的鈉離子)之間。離子交換在經退火玻璃304上創製經強化表面320或面。在一實施例中，表面320相比於已經化學地強化但尚未經退火之玻璃件(未圖示)之表面具有較高壓縮應力。藉由實例，若使用浮式製程來創製經退火玻璃304，則經退火玻璃304具有高於未經退火之漂浮玻璃件中可達成之壓縮應力的壓縮應力，且經退火玻璃304中之壓縮應力接近與可比較之經緩慢冷卻玻璃件相關聯之壓縮應力。經緩慢冷卻玻璃之一實例為經罐熔玻璃。

與經強化表面320相關聯之厚度或深度可廣泛地變化。經退火玻璃304之厚度以及離子交換製程之長度係在可影響經強化表面320之厚度的因素當中。在一實施例中，經退火玻璃304之厚度可小於大約三毫米，例如，小於大約一毫米。經強化表面層之深度可介於大約0.045毫米與0.60毫米之間。

如上文所提及，與退火製程相關聯之參數可廣泛地變化。在一實施例中，可在適當時修改與退火製程相關聯之參數以經由後續化學強化而在玻璃片或玻璃零件中達成給定(例如，所要)壓縮應力。結果，可達成減少之循環時間及/或用於化學強化製程中之強化浴化學品的較不頻繁之替換，藉此減少與化學強化製程相關聯之成本。

圖4為根據本發明之一實施例之說明判定供退火製程中使用之參數之方法的製程流程圖，該退火製程生產待化學地強化之經退火玻璃。判定供退火製程中使用之參數之方法401開始於步驟405，其中識別待退火之玻璃之組合物及用以形成玻璃之製程。一旦識別玻璃之組合物及用以形成玻璃之製程，便在步驟409中判定玻璃之應變點。在一實施例中，亦判定玻璃之軟化點。

在判定玻璃之應變點之後，製程流程移動至步驟413，其中判定玻璃之退火溫度。玻璃之退火溫度(例如，玻璃在退火製程期間將被加熱至之最高溫度)可稍小於與玻璃之應變點相關聯之溫度，或可落於在與應變點相關聯之溫度同與軟化點相關聯之溫度之間的範圍內。在一實施例中，對於使用熔融製程而形成之鋁矽酸鹽玻璃，與玻璃之應變點相關聯之溫度(亦即，「應變溫度」)為大約攝氏556度(C)，且退火溫度可介於大約攝氏540度與大約攝氏550度之間。

在步驟417中，判定以選定退火溫度加熱玻璃之時間長度。通常，可退火玻璃達實質上任何時間長度。在一實施例中，退火玻璃達高達大約四小時。已觀察到，相比於未經退火之玻璃，以大約540度之退火溫度退火達多於大約一小時且高達大約四小時之時間週期的玻璃在化學強化製程之後具有較高強度。亦觀察到，以大約550度之退火溫度退火達大約四小時之週期的玻璃在化學強化製程之後具有接近於經罐熔玻璃之強度的強度。

一旦判定用以加熱玻璃之時間長度，便在步驟421中判定受控制冷卻之速率及用於受控制冷卻之目標溫度。亦可判定用於受控制冷卻之時間長度。舉例而言，受控制冷卻之速率可為大約攝氏0.5度/分鐘，且對於大約攝氏150度之總冷卻，自玻璃中所達到之峰值溫度開始可發生超過大約五小時。

在步驟425中，判定在受控制冷卻之後用以空氣冷卻玻璃之時間長度。此時間長度可變化，且可至少部分地取決於在受控制冷卻結束時所達成之溫度、玻璃零件之厚度，及/或冷卻環境。在一實施例中，可將玻璃視為完全地冷卻，且一旦玻璃達到室溫，玻璃便準備進行化學強化。在判定用以空氣冷卻玻璃之時間長度之後，完成判定供退火製程中使用之參數之方法。

圖5為根據本發明之一實施例之兩個例示性退火量變曲線的圖形表示。應理解，第一量變曲線530及第二量變曲線534係出於說明性目的而提供，且未按比例繪製。在所描述實施例中，第一量變曲線530及第二量變曲線534兩者皆與使用相同製程而形成的相同類型之玻璃(例如，使用熔融製程而形成之鋁矽酸鹽玻璃)相關聯。

第一量變曲線530為與經退火之玻璃(例如，玻璃部件)相關聯之溫度量變曲線。第一量變曲線530具有高於應變溫度T(strain)但低於軟化溫度T(soft)之退火溫度T1。一般而言，退火溫度T1可介於應變溫度T(strain)之大約95%與大約105%之間。在溫度快速上升至退火溫度T1之後，將退火溫度T1維持達任何合適時間量，如藉由第一量變曲線530所示。用以維持退火溫度T1之合適時間量可為(但不限於為)大約一小時、大約兩小時或大約四小時。如藉由區段530a所示，維持退火溫度T1達長達在玻璃部件中達成所要品質所必要之時間。使溫度自室溫(例如，周圍溫度)快速上升至退火溫度T1所需要之時間量可為大約兩小時，但應瞭解，時間量可廣泛地變化。

一旦在玻璃部件中達成所要品質，第一量變曲線530便在區段530b中指示受控制冷卻。在一實施例中，受控制冷卻可發生超過高達大約五小時之週期。在一實施例中，受控制冷卻可用於以實質上恆定速率(例如，大約攝氏0.5度/分鐘之速率)冷卻玻璃。此實質上恆定速率可用以將玻璃部件之溫度冷卻達介於大約攝氏100度至大約攝氏150度之間。

當受控制冷卻區段530b結束時，第一量變曲線530之區段530c指示開始於時間t(c1)之空氣冷卻週期。應瞭解，受控制冷卻區段530b通常結束於與玻璃相關聯之固定溫度。次級冷卻(例如，空氣冷卻)所需要之時間量部分地取決於周圍溫度、空氣流，及/或環境中之其他條件。空氣冷卻週期通常結束於玻璃部件達到室溫時。

第二量變曲線534具有低於應變溫度T(strain)及軟化溫度T(soft)兩者之退火溫度T2。在一實施例中，當應變溫度T(strain)為大約攝氏556度時，退火溫度T2可介於大約攝氏540度與大約攝氏550度之間。在溫度快速上升至退火溫度T2之後，將退火溫度T2維持達任何合適時間量，如藉由第二量變曲線534所示。用以維持退火溫度T2之合適時間量可為(但不限於為)大約一小時、大約兩小時或大約四小時。如藉由區段534a所示，維持退火溫度T2達長達在玻璃部件中達成所要品質所必要之時間。一般而言，由於與第二量變曲線534相關聯之退火溫度T2低於與第一量變曲線530相關聯之退火溫度T1，故維持退火溫度T2之時間量長於維持退火溫度T1之時間量。亦即，一般而言，退火溫度愈低，則為了達成實質上相同強化位準而將退火溫度維持得愈久。在玻璃部件中達成所要品質之後，第二量變曲線534在區段534b中指示受控制冷卻。在一實施例中，受控制冷卻可發生超過高達大約五小時之週期。在一實施例中，受控制冷卻速率實質上獨立於退火溫度。因此，對於使用特定製程而形成的特定類型之玻璃，儘管可實施不同退火溫度，但受控制冷卻速率可實質上相同，而不管退火溫度如何。

當受控制冷卻區段534b結束時，第二量變曲線534之區段534c指示開始於時間t(c2)之空氣冷卻週期。空氣冷卻週期通常結束於玻璃部件達到室溫時。

在一實施例中，已藉由跟隨退火製程之化學強化製程強化之玻璃部件或玻璃件可為電子器件(例如，手持型電子器件)之蓋罩件或顯示螢幕。參看圖6，將根據本發明之一實施例來描述手持型電子器件。手持型電子器件650可包括外殼672(例如，周邊部件)，外殼672經配置以至少部分地環繞器件650之周邊以形成器件650之最外部側表面、頂部表面及底部表面中之一些或全部。器件650亦包括蓋罩件678，蓋罩件678經配置以實質上耦接至外殼672以有效地圍封器件650之內部體積。蓋罩件678可包括玻璃部件604(例如，器件650之顯示螢幕)，玻璃部件604具有經由退火及化學強化而達成之相對高壓縮強度。在一實施例中，蓋罩件678包括經固持有玻璃部件604之帶槽框或框架680。

外殼672可具有任何合適形狀，包括(例如)可經組合以形成環之一或多個元件。外殼672可至少部分地圍封內部體積，電子器件組件可被組裝及保持於該內部體積中。外殼672之形狀可實質上界定內部體積之邊界，且可基於置放於內部體積內之組件的大小及類型而判定。

外殼672可具有任何合適大小，且可基於任何合適準則來判定大小。合適準則可包括(但不限於包括)美學或工業設計、結構考慮、所要功能性所需要之組件，及/或產品設計。外殼672可具有任何合適橫截面，包括(例如)可變橫截面或恆定橫截面。在一些實施例中，可基於外殼672之所要結構屬性來選擇橫截面。舉例而言，外殼672之橫截面可為實質上矩形，使得外殼672之高度實質上大於外殼672之寬度。此橫截面形狀可在壓縮及拉伸以及彎曲方面提供結構剛性。在一些實施例中，可相對於藉由外殼672含有之組件的尺寸判定外殼672之橫截面的尺寸。

在一些實施例中，外殼672可包括特徵676。特徵676通常可包括一或多個開口、旋鈕、延伸部、凸緣、斜面，或用於收納器件之組件或元件的其他特徵。外殼672之特徵676自外殼672之任何表面延伸，包括(例如)自內部表面延伸(例如，用以保持內部組件或組件層)，或自外部表面延伸。詳言之，外殼672可包括用於將卡或盤收納於器件650內之狹槽或開口(未圖示)。外殼672亦可包括(例如)用於30接針連接器之連接器開口(未圖示)，一連接器可通過該連接器開口而嚙合器件650之一或多個導電接針。包括於外殼672上之其他特徵676可包括(但不限於包括)用於向使用者提供音訊之開口、用於自使用者接收音訊之開口、用於音訊連接器或電源供應器之開口，及/或用於保持及啟用按鈕(諸如，音量控制件或消音開關)之特徵。

儘管已描述本發明之僅幾個實施例，但應理解，在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，可以許多其他特定形式體現本發明。藉由實例，經退火玻璃零件曝露於化學強化浴之時間量可廣泛地變化，且可取決於在經退火玻璃零件之表面附近的鈉離子之密度。在一實施例中，經退火玻璃零件可曝露於化學強化浴達高達大約十小時。

應理解，退火可發生於非空氣氛圍中。舉例而言，退火可發生於惰性的受控制氣體環境中。退火亦可發生於液體環境中。若在液體環境中執行玻璃之退火，則可減少造成下垂及/或失真的重力對玻璃之效應。因此，可能切合實際的是以較高溫度(例如，高於在退火烘箱中執行退火時之可能溫度的溫度)執行退火。

冷卻量變曲線在圖5中被展示為結束於大致相同溫度。在低於某一溫度的情況下，玻璃之屬性變得實質上固定且受控制冷卻不再有必要。然而，應瞭解，至低於玻璃之屬性變得實質上固定時之溫度的溫度的受控制冷卻係容許的。

在一實施例中，可直接自結束於固定溫度之受控制冷卻取得玻璃零件，且將玻璃零件置放於化學強化浴中。亦即，可避免空氣冷卻週期。實質上消除空氣冷卻或不受控制冷卻製程可減少與玻璃零件之總強化相關聯的時間量。另外，除了避免空氣冷卻週期以外，亦可實質上避免與化學強化製程相關聯之加熱製程(例如，兩小時之預熱製程)。

經退火之玻璃零件之大小可取決於器件(例如，手持型電子器件)之要求而變化，玻璃零件將為該等器件之零件。在一實施例中，玻璃零件可具有大約113毫米乘大約56毫米之面積。玻璃零件之厚度可為大約三毫米或更少，例如，大約一毫米。將供獲得零件之玻璃片或母片的大小可具有可適應一或多個零件之實質上任何大小。舉例而言，將供形成具有大約150毫米乘大約50毫米之面積之玻璃零件的玻璃片的面積可為大約700毫米乘大約400毫米。

雖然已將玻璃描述為使用熔融製程或浮式製程而形成，但應瞭解，玻璃不限於使用熔融製程或浮式製程而形成。亦即，使用包括快速冷卻步驟之實質上任何製程而形成的玻璃(例如，經塌陷模製或經吹製玻璃)可在化學強化製程之前經受退火製程，使得玻璃具有相對高關聯壓縮應力，亦即，高於將在不實施退火製程之情況下所獲得之壓縮應力的壓縮應力。

一般而言，與本發明之方法相關聯之步驟可廣泛地變化。在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，可添加、移除、改變、組合及重新排序步驟。

可單獨地或以各種組合使用上文所描述之本發明之各種態樣、特徵、實施例或實施。

雖然本說明書含有許多特定細節，但此等特定細節不應被解釋為對本發明之範疇或所主張內容之範疇的限制，而是應被解釋為本發明之特定實施例所特有之特徵的描述。亦可組合地實施在分離實施例之內容背景中所描述的某些特徵。相反地，亦可在多個實施例中分離地或以任何合適子組合實施在單一實施例之內容背景中所描述的各種特徵。此外，儘管上文可將特徵描述為以某些組合起作用，但來自所主張組合之一或多個特徵可在一些狀況下自該組合刪去，且所主張組合可針對子組合或子組合之變化。

在一實施例中，可使用各種類型之作業系統、計算平台、電腦程式及/或通用機器來實施組件、製程步驟及/或資料結構。另外，一般熟習此項技術者應認識到，在不脫離本文所揭示之發明性概念之範疇及精神的情況下，亦可使用具有較不通用之性質之器件，諸如，固線式器件、場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)，或其類似者。

雖然已展示及描述實施例及應用，但對於受益於本發明之熟習此項技術者將顯而易見，在不脫離本文中之發明性概念的情況下，比上文所提及之修改更多的修改係可能的。

204．．．玻璃

204'．．．經退火玻璃

208．．．退火烘箱

212．．．冷卻配置

304．．．經退火玻璃/經退火玻璃部件

316．．．化學強化浴

320．．．經強化表面

530．．．第一量變曲線

530a．．．區段

530b．．．受控制冷卻區段

530c．．．區段

534．．．第二量變曲線

534a．．．區段

534b．．．受控制冷卻區段

534c．．．區段

604．．．玻璃部件

650．．．手持型電子器件

672．．．外殼

676．．．特徵

678．．．蓋罩件

680．．．帶槽框或框架

圖1A為根據本發明之一實施例之說明強化玻璃零件之第一方法的製程流程圖。

圖1B為根據本發明之一實施例之說明強化玻璃零件之第二方法的製程流程圖。

圖2為根據本發明之一實施例之強化玻璃之製程的圖解表示。

圖3A為根據本發明之一實施例之在時間t1引入至化學強化浴中之經退火玻璃部件的表示。

圖3B為根據本發明之一實施例之在時間t2經歷離子交換製程之經退火玻璃部件(例如，圖3A之經退火玻璃部件304)的表示。

圖4為根據本發明之一實施例之說明判定供退火製程中使用之參數之方法的製程流程圖，該退火製程生產待化學地強化之經退火玻璃。

圖5為根據本發明之一實施例之例示性退火量變曲線的圖形表示。

圖6為手持型電子器件的圖解表示。

(無元件符號說明)

Claims

一種用於處理一玻璃零件之方法，該玻璃零件係自一熔融製程或一浮式製程而形成，該方法包含：獲得該玻璃零件；退火該玻璃零件，其中退火該玻璃零件至少包括以一第一溫度加熱該玻璃零件、維持該第一溫度達一預定時間量，及使用一受控制冷卻製程將該玻璃零件冷卻至一第二溫度；及化學地強化該玻璃零件，其中化學地強化該玻璃零件包括促進包括於該玻璃零件中之離子與包括於一化學強化浴中之離子之間的一離子交換。
如請求項1之方法，其中退火該玻璃零件進一步包括：在該受控制冷卻製程之後使用一不受控制冷卻製程將該玻璃零件冷卻至一第三溫度。
如請求項2之方法，其中該第三溫度為一周圍溫度。
如請求項1之方法，其中該玻璃零件為自該浮式製程而形成之一鋁矽酸鹽玻璃零件，且其中該第一溫度係在介於大約攝氏540度與大約攝氏550度之間的一範圍內。
如請求項4之方法，其中以該第一溫度加熱該玻璃零件包括：維持該第一溫度達介於大約一小時與大約五小時之間的一時間長度。
如請求項5之方法，其中該第二溫度介於小於該第一溫度的大約攝氏100度與大約攝氏150度之間，且其中該受控制冷卻製程經配置成以一實質上固定速率冷卻該玻璃零件。
如請求項6之方法，其中該實質上固定速率為大約攝氏0.5度/分鐘。
如請求項6之方法，其中將該玻璃零件冷卻至該第二溫度包括：冷卻該玻璃零件達高達大約五小時。
如請求項1之方法，其中將該玻璃保持於該第一溫度達一固定時間週期，該第一溫度係在介於該玻璃之一應變溫度之大約95%與大約105%之間的一範圍內。
一種用於處理一玻璃片之方法，該玻璃片係自一熔融製程或一浮式製程而形成，該方法包含：獲得該玻璃片；退火該玻璃片，其中退火該玻璃片至少包括以一第一溫度加熱該玻璃片，及使用一受控制冷卻製程將該玻璃片冷卻至一第二溫度；機械加工該玻璃片，其中機械加工該等玻璃片包括自該玻璃片創製一玻璃零件；及化學地強化該玻璃零件，其中化學地強化該玻璃零件包括促進包括於該玻璃零件中之離子與包括於一化學強化浴中之離子之間的一離子交換。
如請求項10之方法，其中退火該玻璃片進一步包括：在該受控制冷卻製程之後使用一不受控制冷卻製程將該玻璃片冷卻至一第三溫度。
如請求項11之方法，其中該第三溫度為一周圍溫度。
如請求項10之方法，其中該玻璃片為自該熔融製程而形成之一鋁矽酸鹽玻璃片，且其中該第一溫度係在介於大約攝氏500度與大約攝氏600度之間的一範圍內。
如請求項10之方法，其中該玻璃片為自該熔融製程而形成之一鋁矽酸鹽玻璃片，且其中該第一溫度係在介於大約攝氏540度與大約攝氏550度之間的一範圍內。
如請求項14之方法，其中以該第一溫度加熱該玻璃片包括：維持該第一溫度達介於大約一小時與大約五小時之間的一時間長度。
如請求項15之方法，其中該第二溫度介於小於該第一溫度的大約攝氏100度與大約攝氏150度之間，且其中該受控制冷卻製程經配置成以一實質上固定速率冷卻該玻璃片。
如請求項15之方法，其中該實質上固定速率為大約攝氏0.5度/分鐘。
如請求項14之方法，其中將該玻璃片冷卻至該第二溫度包括：冷卻該玻璃片達高達大約五小時。
如請求項10之方法，其中機械加工該玻璃片包括選自一群組之至少一者，該群組包括劃線、斷裂及切割該玻璃片。