[發明專利]具有可調熱膨脹系數的薄玻璃板及其制造過程

無效

• 申請號: 201280040849.0
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN103781732A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: D·W·霍托夫
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03B19/14
• 分類號: C03B19/14;C03C3/097
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李丹丹

相關申請的交叉引用

本申請在35U.S.C.§120下要求2011年8月23日提交的美國申請號13/215526的優先權的權益，其全部內容依靠并通過參考合并于此。

技術領域

本公開總體上涉及玻璃板，并且更具體地涉及玻璃灰粒沉積和燒結過程，其用于形成具有所期望的組成物和熱膨脹系數的均勻的玻璃板。

背景技術

能夠使用許多不同方法形成玻璃板材料。例如，在浮法玻璃加工過程中，固體玻璃板通過使熔融玻璃在熔融金屬床上浮動制成。這個過程能夠被用于形成厚度均勻并且表明非常平坦的玻璃板。然而，浮法玻璃加工過程必須涉及玻璃熔化物和熔融金屬之間的直接接觸，這能夠導致在界面處的不期望的污染和不及原始的表面質量。為了生產在兩個主表面上都具有原始表面性質的高質量的浮法玻璃板，通常浮法玻璃經受一個或多個表面拋光步驟。這個加工增加了額外的費用。此外，人們相信，該浮動加工過程還沒有用于制造可卷曲的（即，非常薄）玻璃板。

用于形成玻璃板材料的額外的方法是熔合拉制法。在這個工藝中，熔融玻璃被送入被稱作“隔離管（isopipe）”的槽中，其被充滿，直到該熔融玻璃在兩側上均勻地流動。然后，該熔融玻璃在槽的底部重新聚合或熔化，在這里，其被拉制以形成連續的平坦玻璃板。因為玻璃板的兩個主表面在形成過程期間都未直接接觸任何支承材料，所以能夠實現兩個主表面的高表面質量。

由于熔合拉制法的動態本質，所以適合于熔合拉制的玻璃組成物的數目限于具有在熔融相中所必需屬性（例如，液相粘性、應變點等）的組成物。最終，用于熔合拉制法的儀器可能是昂貴的。

熱膨脹系數（CTE）緊密匹配硅的薄玻璃板能夠通過常規的浮動和熔合拉制過程形成。然而，在這些過程中改變玻璃組成物，以便在得到的玻璃中實現特殊的熱膨脹系數是不實際的，即使假設特殊的熱膨脹系數被確定為熔合可拉制的。明顯地，重新配置該熔合拉制法設備，包括用于每個新玻璃組成物的熔化槽、熔融隔離管和玻璃運送裝置，這些會是既費時又費錢。此外，交叉污染問題的潛在可能使得甚至難以設想常規地改變熔合拉制法中的玻璃組成物，以便生產具有所期望的熱膨脹系數的薄玻璃板。

發明內容

考慮上文，非常需要具有高的表面質量和定制的熱膨脹系數的經濟的均勻薄玻璃板。本文中公開的過程能夠生產出具體厚度和組成物的玻璃板，而無需后形成研磨或拋光。玻璃板能夠包括一個或多個層、組分或相。例如，能夠使用這些玻璃板作為用于微電子器件的基底，并且作為用于形成超導材料的襯底，等等。

形成玻璃板的方法涉及玻璃灰粒沉積和燒結過程。根據各種實施例，該過程涉及將第一玻璃灰粒顆粒沉積在灰粒接收裝置的沉積表面，以形成支承的灰粒層，從該沉積表面去除灰粒層，以形成第一灰粒板，并且將第二玻璃灰粒顆粒沉積在第一灰粒板的至少一個表面上，以形成復合灰粒板。第二玻璃灰粒顆粒能夠被燒結，以在燒結步驟中形成玻璃板，在該燒結步驟中未燒結第一玻璃灰粒顆粒。能夠從第一灰粒板分離的得到的玻璃板能夠是薄的可卷的玻璃板，或者較厚的玻璃板。

如將理解的，從該沉積表面釋放的支承灰粒層具有兩個相對的主表面。“接觸表面”是與灰粒接收裝置的沉積表面接觸形成的表面，而“自由表面”是相對表面。在進一步實施例中，在從沉積表面釋放支承灰粒層，以形成第一灰粒板后，能夠將第二玻璃灰粒顆粒沉積在“接觸表面”或“自由表面”的一個或兩者上。在由此形成的復合灰粒板的背景下，分界表面意思是在一個灰粒層和隨后沉積的灰粒層之間的表面，而自由表面意思是已經形成而沒有與另一個灰粒層直接接觸的表面。

在實施例中，第一玻璃灰粒顆粒和第二玻璃灰粒顆粒之間的燒結溫度的差異使第二玻璃灰粒顆粒能夠燒結，同時與第一灰粒板的一個主相對表面接觸。由于第一玻璃灰粒顆粒的更高的燒結溫度，所以只有第二玻璃灰粒顆粒燒結，以形成玻璃板。使用上述方法制成的玻璃板能夠具有200微米或更少的平均厚度，和在兩個主相對表面的至少一個上方具有1nm或更少的平均表面粗糙度。通過控制第二玻璃灰粒顆粒的組成物，也能夠控制得到的玻璃板的CTE。

將在詳細說明中闡述本發明的其它特征和優點，并在某種程度上，本領域技術人員從描述中或通過實踐本文中所述的本發明，包括隨后的詳細說明、權利要求以及附圖，其它的特征和優點將容易顯而易見。