CN113874594A - 用于真空隔离玻璃(vig)单元抽空和气密密封的凸缘管、包括凸缘管的vig单元以及相关联方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的某些示例性实施方案涉及真空隔离玻璃(VIG)单元和/或其制造方法。密封管或密封材料设置在该VIG单元内，从而潜在地消除了对保护顶盖的需要并且在处理、框架设计、混合VIG构造、层压等方面实现更大的自由度。至少在某些示例性实施方案中，该密封管可重新定位到基底的凹陷凹坑内的内部区域。该VIG单元不含突出的泵出管等。

Description

用于真空隔离玻璃(VIG)单元抽空和气密密封的凸缘管、包括 凸缘管的VIG单元以及相关联方法
技术领域
本发明的某些示例性实施方案涉及真空隔离玻璃(VIG)单元和/或其制造方法。更具体地，本发明的某些示例性实施方案涉及一种用于VIG单元抽空和气密密封的凸缘泵出管、包括凸缘泵出管的VIG单元子组件、使用凸缘泵出管制造的VIG单元和/或相关联方法。
背景技术和发明内容
真空隔离玻璃(VIG)单元通常包括至少两个间隔开的玻璃基底，这些玻璃基底包封其间的抽空或低压空间/腔体。基底通过周边边缘密封件互连，并且通常包括玻璃基底之间的间隔件以维持玻璃基底之间的间距并避免由于基底之间存在的低压环境而导致的玻璃基底的塌缩。一些示例性VIG配置在例如美国专利5,657,607、5,664,395、5,902,652、6,506,472和6,383,580中有所公开，这些专利的公开内容据此以引用方式整体并入本文。
图1至图2示出了典型的VIG单元1和形成VIG单元1的元件。例如，VIG单元1可包括两个间隔开的基本上平行的玻璃基底2、3，该两个间隔开的基本上平行的玻璃基底包封其间的抽空低压空间/腔体6。玻璃片或基底2、3通过周边边缘密封件4互连，该周边边缘密封件可由例如熔融焊料玻璃制成。支撑柱/间隔件5的阵列可包括在玻璃基底2、3之间，以根据基底2、3之间存在的低压空间/间隙6来维持VIG单元1的基底2、3的间距。
泵出管8可通过例如焊料玻璃9气密密封到孔/孔洞10，该孔/孔洞从玻璃基底2中的一个玻璃基底的内表面通向玻璃基底2的外表面中的任选凹陷部11的底部，或任选地通向玻璃基底2的外表面。真空器附接到泵出管8以例如使用顺序抽气操作将内部腔体6抽空至低压。在抽空腔体6之后，管8的一部分(例如，末端)被熔化以密封低压腔体/空间6中的真空。任选的凹陷部11可保持密封的泵出管8。任选地，化学吸气剂12可包括在凹陷部13内，该凹陷部设置在玻璃基底中的一个玻璃基底(例如，玻璃基底2)的内表面中。化学吸气剂12可用于吸收或结合在腔体6被抽空和密封之后可能保留的某些残余杂质。
具有熔融焊料玻璃周边边缘密封件4的VIG单元通常通过围绕基底2的周边(或在基底3上)沉积呈溶液(例如，玻璃料浆)的玻璃料来制造。该玻璃料浆最终形成玻璃焊料边缘密封件4。另一基底(例如，3)向下放在基底2上，以便将间隔件/支柱5和玻璃料溶液夹置在两个基底2、3之间。然后将包括玻璃基底2、3、间隔件/支柱5和密封材料(例如，呈溶液或料浆的玻璃料)的整个组件加热到至少约500℃的温度，此时玻璃料熔化，润湿玻璃基底2、3的表面，并最终形成气密周边/边缘密封件4。
在基底之间形成边缘密封件4之后，经由泵出管8抽真空以在基底2、3之间形成低压空间/腔体6。空间6中的压力可通过抽空过程产生至低于大气压(例如，低于约10-2托)的水平。为了维持空间/腔体6中的低压，将基底2、3气密密封。在基底之间设置小的高强度间隔件/支柱5，以抵抗大气压维持大致平行的基底的分离。如上所述，一旦基底2、3之间的空间6被抽空，泵出管8就可例如通过使用激光等熔化其末端来密封。
用于将泵出管8安装在孔洞或孔10中的典型方法包括将预成形的玻璃泵出管8***先前已在玻璃基底2中的一个玻璃基底中形成(例如，通过钻孔)的孔/孔洞10中。在泵出管8已安置在孔/孔洞10中之后，通常在靠近接近玻璃基底2的外表面的孔洞10的开口的区域中将粘合剂玻璃料浆施加到泵出管8。如上所述，泵出管可在抽空或吹扫VIG单元腔体之后密封。
在将腔室抽空到小于大气压的压力之后，泵出管的密封可通过加热泵出管的端部来实现，该泵出管用于抽空或吹扫腔体以熔化开口并因此密封VIG单元的腔体。例如但不限于，这种加热和熔化可通过激光照射泵出管的末端来实现。
有时可能的情况是，泵出管可能无法适当地安置在玻璃基底中形成的孔洞中。因此，泵出管可向一侧斜靠或倾斜，因此不基本上垂直于玻璃基底的其中形成孔洞的表面。因此，在泵出管未适当安置并且相对于玻璃基底的表面成不期望角度的情况下，可能变得难以适当地密封泵出管，因为激光由于例如成角度泵出管顶部的各个部分与激光源之间的距离差异而无法一致地熔化泵出管的末端。泵出管顶部的不一致熔化可能导致不完全密封并因此导致空气泄漏，这取决于密封的质量，可快速或随时间推移更缓慢地发生。此外，基于管的倾斜或倾倒程度，激光可击中管壁而不是顶部。如果激光击中管壁，则激光可潜在地绕过管并击中玻璃料，这可损坏玻璃料或导致进入腔体中的不期望的渗气。
似乎期望提供将泵出管安置在孔洞中的方式，以将管的倾倒量减小到可接受的范围内。就这一点而言，已尝试改善抽空和/或倾倒过程。参见例如美国专利9,371,683和8,833,105以及美国公布2013/0306222，这些专利中的每个专利的全部内容据此以引用方式并入本文。与常规方法相比，此类技术是有利的。但本专利申请的发明人已认识到，进一步改善仍然是可能的。
例如，即使当泵出管相对于基底适当取向时，它们仍然从VIG单元的最外表面向外突出。如果密封管被挤撞、撞松或者整体或部分破损，则VIG单元可能比原本期望更快地失去真空。顶盖有时设置在突出的密封管上方以有助于防止可能导致破损等的冲击，但是此类顶盖对重机械力的效果有限，并且给VIG单元制造过程增添附加的加工步骤和材料。
该常规布置在图3中更全面地示出，该图是具有密封泵出管8的VIG单元的示意性剖视图，该密封泵出管从VIG单元向外突出并且使用顶盖15保护。当抽空并随后密封VIG单元时，使用泵出端口来允许抽空路径。常规地，该端口通常通过以下方式密封：将其上施加有玻璃料9的管8***玻璃中2钻出的孔洞中，围绕孔洞焙烧玻璃料9，将玻璃料9密封在适当位置，并且通过用激光、电阻性细丝或类似的聚焦能量源将其熔化来密封管8，从而气密密封VIG单元。保护顶盖15经由粘合带16或其他手段附接到玻璃表面，以有助于保护从玻璃表面突出的精密管8。
因此，应当理解，期望完全消除对从VIG单元和/或其顶盖的最外表面向外突出的泵出管的需要。
某些示例性实施方案的一个方面涉及使用VIG单元内部的泵出管。在某些示例性实施方案中，不需要从VIG单元的最外表面向外突出的泵出管。这种布置在某些示例性实例中简化了制造过程，例如，通过消除提供和密封单独顶盖的需要，从而使装运、处理、运输和/或其他加工操作更容易，因为在因消除了VIG单元的关键但非常脆弱的元件而需要的谨慎更少。框架设计、层压、IG构造等也可被简化。
某些示例性实施方案的另一方面涉及凸缘泵出管的密封，使得密封管不突出超过VIG单元的最外表面(例如，与之齐平或位于其中)。这种布置在某些示例性实例中是有利的，因为其可减少并且有时消除对放置在管上方的单独突出的保护顶盖的需要。继而，从美学的角度来看，保护顶盖的移除可能是有利的。此外，在降低损坏VIG单元的可能性和使装运、处理、运输和/或其他加工操作更容易方面，移除保护顶盖可能是有利的。相对于前者，如上所暗示，碰撞顶盖可将力平移到密封管，这可导致其移动和/或破损，从而损害VIG的真空的质量。相对于后者，因为顶盖缺失，所以可避免必须使用适应此类顶盖的特殊装运和/或包装材料。
某些示例性实施方案的另一方面涉及重新设计的VIG泵出端口和/或管。重新设计的VIG泵出端口和/或管有利地改善了与剪切负载等相关的缺陷，例如，由于消除了延伸超过VIG单元的最外平面的管。
在某些示例性实施方案中，提供了一种制造VIG单元的方法。提供第一玻璃基底和第二玻璃基底。第一基底包括形成于其中的孔洞，其中该孔洞被形成为具有第一部分和第二部分，其中第一部分与第二部分相比更靠近第一基底的外表面，其中第一部分跨第一基底具有第一宽度并且第二部分跨第一基底具有第二宽度，并且其中第一宽度宽于第二宽度，第一部分和第二部分一起形成穿过第一基底的通孔。包括位于上部部分和下部部分中间的裙边的凸缘泵出管放置在该孔洞中，使得该管的下部部分延伸到第二部分中，并且该管的上部部分位于第一部分中。结合边缘密封件、腔体和多个间隔件将第一基底和第二基底密封在一起，边缘密封件围绕第一基底和/或第二基底的周边边缘设置，腔体由第一基底和第二基底限定，多个间隔件在腔体中设置在第一基底和第二基底之间并且有助于将第一基底和第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系。将腔体抽空至小于大气压的压力。加热泵出管以便使管的上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖第二宽度并且气密密封VIG单元并形成密封管，该密封管与第一基底的最外表面齐平或相对于该最外表面部分地凹陷。
在某些示例性实施方案中，提供了一种制造VIG单元子组件的方法。该方法包括提供第一玻璃基底，该第一玻璃基底包括形成于其中的孔洞，其中该孔洞被形成为具有第一部分和第二部分，其中第一部分与第二部分相比更靠近第一基底的外表面，其中第一部分跨第一基底具有第一宽度并且第二部分跨第一基底具有第二宽度，并且其中第一宽度宽于第二宽度，第一部分和第二部分一起形成穿过第一基底的通孔。将第一基底转交给另一方以：将凸缘泵出管放置在孔洞中，该凸缘泵出管包括位于上部部分和下部部分中间的裙边，使得管的下部部分延伸到第二部分中并且管的上部部分位于第一部分中；结合边缘密封件、腔体和多个间隔件将第一玻璃基底与第二基底密封在一起，边缘密封件围绕第一基底和/或第二基底的周边边缘设置，腔体由第一基底和第二基底限定，多个间隔件在腔体中设置在第一基底和第二基底之间并且有助于将第一基底和第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系；将腔体抽空至小于大气压的压力；以及激光加热泵出管以便使管的上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖第二宽度并且气密密封VIG单元并形成密封管，该密封管与第一基底的最外表面齐平或相对于该最外表面部分地凹陷。
在某些示例性实施方案中，提供了一种VIG单元。第一玻璃基底和第二玻璃基底经由气密边缘密封件和设置在腔体中并限定于第一玻璃基底和第二玻璃基底之间的多个间隔件维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系。使用形成于第一基底中的泵出端口将腔体抽空至小于大气压的压力，该泵出端口已用激光密封凸缘管气密密封。激光密封管包括由其制成的靠近腔体的密封部分，其中激光密封管位于VIG单元内部而不从该VIG单元突出。
本文所述的特征、方面、优点和示例性实施方案可组合以实现另一实施方案。
附图说明
通过参考以下结合附图的示例性说明性实施方案的详细描述，可以更好和更完全地理解这些和其他特征和优点，其中：
图1是常规真空隔离玻璃(VIG)单元的剖面示意图；
图2是常规VIG单元的俯视平面图；
图3是VIG单元的剖面示意图，该VIG单元具有从VIG单元向外突出并且使用顶盖保护的密封泵出管；
图4是可用于某些示例性实施方案中的凸缘管的剖面示意图；
图5是示出可用于某些示例性实施方案中的示例性基底设计的剖面示意图；
图6是示出根据某些示例性实施方案的可将凸缘泵出管提供给待密封的VIG单元子组件的第一方式的剖面示意图；
图7是示出根据某些示例性实施方案密封的图6的示例性VIG单元子组件的剖面示意图；
图8是示出根据某些示例性实施方案的可将凸缘泵出管提供给待密封的VIG单元子组件的第二方式的剖面示意图；
图9是示出根据某些示例性实施方案密封的图8的示例性VIG单元子组件的剖面示意图；
图10是示出根据某些示例性实施方案的缺少已经密封的顶部凹坑的示例性VIG单元子组件的剖面示意图；
图11是示出根据某些示例性实施方案的具有已经密封的顶部凹坑和底部凹坑的示例性VIG单元子组件的剖面示意图；
图12是示出根据某些示例性实施方案的用于结合凸缘泵出管制造VIG单元的示例性方法的流程图；并且
图13是示出根据某些示例性实施方案的用于结合内部密封件制造VIG单元的另一示例性方法的流程图。
具体实施方式
某些示例性实施方案涉及用于抽空真空隔离玻璃(VIG)单元的改善技术。更具体地，本发明的某些示例性实施方案涉及一种用于VIG单元抽空和气密密封的凸缘泵出管、包括凸缘泵出管的VIG单元子组件、使用凸缘泵出管制造的VIG单元和/或相关联方法。通常，VIG单元的内部空间通过表面安装的管或其他结构抽空，一旦内部空间达到足够低的压力，该表面安装的管或其他结构便有利于密封。即使在密封时，该管或其他结构也从表面突出，并且通常用保护顶盖保护，但通常需要特殊处理。某些示例性实施方案通过使用凸缘密封管来改进该方法，该凸缘密封管倾斜使得其上部部分不突出超过VIG单元的最外表面，从而潜在地消除了对保护顶盖的需要并且在处理、框架设计、混合VIG构造、层压等方面实现更大的自由度。实质上，至少在某些示例性实施方案中，将凸缘密封管重新定位到凹陷凹坑内的内表面。
在某些示例性实施方案中，密封管与VIG的玻璃的外表面齐平或相对于该外表面凹陷。因此，不需要在其上施加保护顶盖。这继而可导致更容易的加工，尤其是对于辅助方法诸如层压、混合VIG制造等来说。另外，消除从基底向外突出的外部管可实现装运方法的改善，例如，因为不需要提供附加包装垫料来适当地将VIG单元间隔开以考虑额外突出。在某些示例性实施方案中，可使用标准或更标准的包装等。
存在可结合不同示例性实施方案使用的多种凸缘管和基底凹坑设计。就这一点而言，并且现在更具体地参考附图，其中在若干视图中类似的数字指示类似的部件，图4是可用于某些示例性实施方案中的凸缘管的剖面示意图，并且图5是示出可用于某些示例性实施方案中的示例性基底设计的剖面示意图。
图4的示例性凸缘包括圆柱形或其它中空形状的管40，其具有沿其总长度L4的某个位置处的突出特征结构42。在图4的示例中，管40具有内径或内部距离D1和外径或外部距离D2，其中管的壁被限定在两者间。同样在图4的示例中，突出特征结构42位于管40的上部端部和下部端部中间，例如，使得该突出特征结构与管40的上部端部间隔开第一距离L1并且与管40的下部端部间隔开第二距离L3，长度或厚度为L2。突出特征结构42具有直径或主距离D3。
该突出特征结构42用作凸缘，从而提供若干潜在的加工改进以及产品改进，如将从下文提供的描述更充分地理解的。在某些示例性实施方案中，管40形成为一体。例如，在某些示例性实施方案中，管40的主体和突出特征结构42均由相同的材料(例如，玻璃)形成。在某些示例性实施方案中，管40和突出特征结构42可被认为是彼此成一整体，即使它们由不同的材料形成也是如此。
将管40***形成于玻璃基底中的孔洞或凹坑特征结构中，该孔洞或凹坑特征结构是或将成为VIG单元子组件的一部分。管40使用玻璃料气密密封到该孔洞或凹坑中的玻璃基底。图5示出了具有泵出端口52的基底50。凹陷部54a-54b邻近泵出端口52形成。泵出端口52和凹陷部54a-54b可为圆柱形或以其它方式成形。如图5所示，泵出端口52具有通径或主距离THD，并且凹陷部54a-54b分别具有DP1和DP2的直径或距离。基底具有厚度ST，并且凹陷部54a-54b分别具有P1和P2的深度。如下文更详细地解释，不同的实施方案可包括部凹陷部54a、下部凹陷部54b或两个凹陷部54a-54b。
密封玻璃料可沿管的最外直径施加(例如，如图6所示)和/或施加在D2和D3之间的凸缘直径的顶部或底部表面与凹坑的表面之间(例如，参见图8，示出顶部表面上的玻璃料)。凸缘特征结构允许密封玻璃料相对于用于密封管的激光被覆盖(例如，如图8的示例所示)，和/或移出激光路径(例如，如图6的示例所示)。将玻璃料定位成远离激光和/或相对于激光屏蔽在适当位置可以是有利的，因为玻璃料的激光暴露可以导致密封件中的缺陷、管密封的问题、雾的积聚和/或VIG单元的加工的其它问题。
凸缘特征结构用作竖直止动件，并且有助于保持管端部和玻璃表面之间的垂直或基本上垂直的关系。
当凸缘设置在内部VIG单元表面上时，可提供热断裂。这种热断裂有利地允许管的适当密封。因此，可在基底通孔直径或距离THD与外管直径或距离D2之间提供空隙。就这一点而言，参见例如图10至图11。该空隙可接近零，最多至管组件的外径或距离D3的约1mm内。底部凹坑促进管的居中。虽然在该布置中不一定需要密封，但是顶部凹坑仍然可能是用于检查或其它目的所需的。
凸缘特征结构如果用作来自外部凹坑表面的基准，则允许VBZ基(钒基、钡基和锌基)或其它玻璃料用于封边和管连接过程两者中。这有利地允许在多个位置中使用一种通用材料。可与某些示例性实施方案结合使用的示例性VBZ基玻璃料和/或其它玻璃料公开于美国专利10,125,045、9,988,302、9,593,527、9,428,952和9,309,146中，这些专利中的每一者的全部内容据此以引用方式并入本文。
凸缘特征结构如果用作内部凹坑表面(例如，所得VIG单元的表面2或表面3)上的基准，则允许利用铋或其它玻璃料密封件在回火期间焙烧管，从而减少一些VBZ基玻璃料和/或其它玻璃料易受其影响的冷凝水的易感性。
长度L1和L3不需要是对称的并且可以是零值(例如，如图8所示，其中L3＝0.00mm)。然而，如果L1和L3是对称的，则可通过管与泵出端口相比的更容易且更可靠的取向来促进安装操作。
在某些示例性实施方案中，裙边或突出特征结构的厚度L2的范围可为0.30mm最多至基底厚度ST的一半，小于密封操作剩余的厚度(其通常为至多0.75mm)。在希望对要容纳凸缘泵出管的基底进行热处理(例如，热回火)的某些示例性实施方案中，可能在凹坑深度P1和P2中移除的总玻璃最多至基底总厚度的一半。在一些情况下，移除更多的玻璃可能与高温回火等不相容。因此，在某些示例性实施方案中：
L2＝{0.30mm至[(ST/2)-0.75mm]}
P1+P2≤(ST/2)
P1不一定等于P2
利用顶部或外部凹坑凸缘基准，裙边L2的厚度和最终管长度(如果从外部密封)的总和优选地不大于基底厚度的一半。这有助于确保管不从VIG单元的最外表面向外延伸。因此，在某些示例性实施方案中：
L2+0.75≤(ST/2)，L2+0.75＝P1
对于底部或内部凹坑凸缘基准，总管长度L4优选地不大于基底厚度加上0.75mm，并且凹坑P1的深度优选地在最小值处等于0.75mm。凸缘厚度落在以上给定的范围内，从而保持一半基底厚度或更小，如果在直径上粘结在凹坑上，则允许最多0.200mm的密封玻璃料材料(参见图8)。因此，在某些示例性实施方案中：
(ST-0.200mm)≤L4≤ST+0.75mm
P1≥0.75mm
P2+P1≤ST/2
P2＝(ST/2)-P1-0.200
P2＝L2+0.200
凸缘直径或距离优选地比外管端部直径或距离大至少1mm，并且比放置凸缘的凹坑直径或距离小至少2mm。这有利地允许用于多余材料和/或用于凸缘的边缘密封到基底的空间。
在某些示例性实施方案中，管端部外径或距离优选地比内管端部直径大不超过2mm。这种布置有利地使得能够使用激光有效地使管倾斜。因此，在某些示例性实施方案中：
D3-D2≥1.00mm
D3≤(DP1或DP2-2.00mm)，DP1或DP2具体取决于***的凹坑。
D2-D1≤2.00mm
D1≥0.50mm
其中热传导断裂是有利的(例如，参见图9至图10)，通孔直径或距离THD优选地涉及以下内容：DP2＝D3+[(THD-D2)/2]。THD优选地包括D2最多至D3尺寸之间的值，其中THD与D2之间的差值在0最多至D3值之间的范围内。
在某些示例性实施方案中，管端部的长度由密封管端部上与管壁直径相同的材料厚度所需的材料体积确定。
图6是示出根据某些示例性实施方案的可将凸缘泵出管40提供给待密封的VIG单元子组件的第一方式的剖面示意图。图6的示例性VIG单元子组件包括第一基底60a和第二基底60b，其间具有间隙62，该间隙将被抽空至小于大气压的压力。第二基底60b包括可容纳吸气剂材料等的凹陷部64，然而，这不需要在不同的示例性实施方案中提供。简而言之，VIG单元子组件示出了管40，该管具有来自形成于第一基底60a中的凹坑66的外部凹坑表面的基准，其中在第一基底60a的内部表面上不形成附加凹坑。
凸缘管66基本上位于图6的VIG单元子组件内部，并且实质上位于在第一基底60a中钻出或以其它方式形成的凹坑66中。管66使用玻璃料68保持在适当位置，该玻璃料围绕最外侧凸缘42(并且任选地在凸缘的下表面和凹坑66的上表面之间)提供，并且可根据常规方法进行焙烧。然而，当管40倾斜时，管40自身一旦被密封就不突出超过第一基底60a的外表面，从而导致其侧壁向内塌缩并下降到基底60a的最外表面以下(如果其尚未被安置在其下方)。即，在某些示例性实施方案中，未密封管40可突出超过第一基底60a的外部主表面，并且一旦被密封就可不突出。在不同的示例性实施方案中，未密封管40在其被密封之前和之后将不突出超过第一基底60a的外部主表面。
管40的裙边42位于其中的凹坑66是有利的，因为其允许更多的管材料暴露并用于形成密封件。管40的下部部分将位于其中的端口可通过钻出第一直径或主距离的通孔来形成，并且凹坑66可通过在基底中邻近通孔钻出凹陷部来形成。该凹坑或凹陷部66不是通孔，否则它将仅用作较大(或补充)泵出端口。通孔和凹陷部可被形成为彼此对准，例如使得通孔和凹陷部中的每一者的近似中心基本上对准(例如，从平面图和/或横截面透视图来看，后者可根据图6理解)。在某些示例性实施方案中，通孔和凹陷部在平面图中可以是基本上圆形的，但在不同的示例性实施方案中其它构型也是可能的。
图6所示的VIG单元子组件使用真空器通过管40抽空，该管向内部空气空间或腔体敞开。类似于图3所示的真空杯可用于某些示例性实施方案中，但是它不需要用于所有实施方案中(例如，在整个子组件在真空条件下加工的实施方案中)。当达到足够低的压力时，使用激光器等来密封管40。在某些示例性实施方案中，激光可从基底的与待倾斜的侧面相同的侧面导向。这可促进熔融管材料的下垂，直到其最终覆盖在孔洞上方。换句话讲，激光暴露于管40的侧壁将导致管40的侧壁开始向内松弛。当桥接部开始形成时，激光器可追踪松弛度，从而气密密封管40。
在某些示例性实施方案中，玻璃基底60a优选地对激光器的波长足够透明，以避免吸收大量能量。相比之下，管40优选地对该波长足够不透明，以吸收能量并形成密封。在这种意义上，在某些示例性实施方案中，可优先加热管40(例如，与第一基底60a和/或第二基底60b相比)。此外，与裙边42相比，管40的待熔融的部分可优先被加热，该裙边对激光器的波长也可比待熔融的部分更透明。
另外，在某些示例性实施方案中，加热可以是优先加热，其包括基本上熔化管(或密封侧壁)的第一加热阶段或芯加热阶段，之后是使管(或密封侧壁)松弛到一起并且形成桥接部的第二阶段。这些阶段中的一者或两者可相对于VIG单元子组件的其余部分(包括例如上覆基底)优先加热管(或密封侧壁)。在不同的示例性实施方案中，激光加热可用于任一阶段或两个阶段。虽然本文提及了激光加热，但应当理解，红外(IR)加热可结合本文所述的任何加热程序使用。可通过确保管和玻璃基底的组成不同来实现优先加热。在不同的示例性实施方案中，管的组成可以是均匀的或变化的。例如，与玻璃相比，管(或其部分)可具有更高的铁含量，例如，使得玻璃不太可能吸收激光或其它辐射。除此之外或另选地，与凸缘管的其它部分相比，凸缘管的裙边可包括更高或更低的铁含量。在某些示例性实施方案中，玻璃和裙边将具有相同或基本上相同的吸收率，并且管的待倾斜的部分将具有更高的吸收率(例如，基于不同的铁含量)。
图7是示出根据某些示例性实施方案密封的图6的示例性VIG单元子组件的剖面示意图。因此，图7示出了包括桥接部分44的密封管40′，该桥接部分覆盖泵出端口并且有助于提供气密密封，使得腔体62可保持在真空下。桥接部分44突出不超过第一基底60a的最外表面。
图8是示出根据某些示例性实施方案的可将凸缘泵出管提供给待密封的VIG单元子组件的第二方式的剖面示意图。图8的示例示出了提供给基底42的T形凸缘管40a，其为上文结合图4所示和所述的基底的相同的示例类型。即，这里的基底42包括上部凹坑54a和下部凹坑54b，并且这里的管40a位于内部凹坑54b表面。密封玻璃料68设置在凸缘管40a的裙边的上表面与内部或下部凹坑54b的表面之间。
图9是示出根据某些示例性实施方案密封的图8的示例性VIG单元子组件的剖面示意图。类似于上文所述的图7，此处，密封管40a′凹入基底42的最外表面中或相对于该最外表面至少齐平。桥接部44通过用激光等熔化管的侧壁，从而气密密封单元来形成。有利的是，熔化管40a的激光或其它能量源不直接聚焦在玻璃料68上，该玻璃料设置在待密封的管40a的外部周围。这有助于避免对所形成的密封件的潜在损害。
应当理解，结合图8至图9所示和所述的基本凸缘管设计不需要与具有上部凹坑54a和下部凹坑54b两者的基底一起使用。就这一点而言，图10是示出根据某些示例性实施方案的缺少已经密封的顶部凹坑的示例性VIG单元子组件的剖面示意图。在图10的示例中，密封管40a’***基底60a′的泵出端口中，该基底包括上凹陷部54a，但缺少朝向基底60a′的最外表面的上部。如由图10的示例可理解，在凸缘管的外边缘和凹陷部54b的内壁之间存在空间，该空间可有助于容纳附加的玻璃料材料68，从而允许在将管熔合到基底60a和/或熔融管期间发生某种热膨胀/收缩等。虽然示意性地示出并且未按比例绘制，但通过比较图9至图10，还应当理解，泵出端口和凹陷部的尺寸在不同的示例性实施方案中可以变化，例如，前提条件是在某些示例性实例中使用上述指导。
同样如上所述，当提供多个凹坑时，它们不需要具有相同的尺寸。例如，图11是示出根据某些示例性实施方案的具有已经密封的顶部凹坑54a′和底部凹坑54b′的示例性VIG单元子组件的剖面示意图。即，第一基底42′包括具有不同直径或主距离以及穿过基底42′的不同长度的顶部凹坑54a′和底部凹坑54b′。尽管顶部凹坑54a′被示出为在这两个尺寸上均大于底部凹坑54b′，但不同的示例性实施方案可改变这些关系。例如，顶部凹坑54a′在这两个尺寸上可小于底部凹坑54b′，顶部凹坑54a′在宽度上可小于底部凹坑54b′，但在长度尺寸上不小于底部凹坑，等等。
在某些示例性实施方案中，基底中容纳凸缘管的机加工凹坑可膨胀以允许吸气剂围绕密封管***。例如，可围绕要提供玻璃料的位置提供扩展区域。在不同的示例性实施方案中，这些扩展区域可为单独限定的凹陷部。
在某些示例性实施方案中，管和密封玻璃料可在预回火的情况下安装，以用于构造回火的VIG单元。密封玻璃料可在回火过程期间焙烧，这可允许较高熔点的玻璃料用于获得气密密封。
轮廓/横截面可通过形成通孔以及围绕通孔的一个或多个通道或沟槽来形成，从而限定凹陷部或凹坑。这些特征结构可以任何合适的方式诸如例如通过钻入基底中形成。
当在横截面中观察时，凹陷部可以是大致U形、半圆形、梯形等。也可例如以更具阶梯式方式执行连续钻孔操作以逼近这些和/或其他形状。
当在平面图中观察时，在不同的示例性实施方案中，通孔和/或凹陷部可使用大致圆形、卵形、正方形、矩形和/或其他特征结构。例如，在不同的示例性实施方案中可使用在从平面图观察时大致正方形、卵形和/或其他构型。还应当理解，不同形状的特征结构可结合单个实施方案使用。例如，当从平面图观察时，示例性实施方案可包括大致圆形的通孔和在其外部范围上大致为正方形、矩形等的沟槽、通道或凹陷部。类似地，当从平面图观察时，示例性实施方案可包括大致矩形或正方形的通孔和在其外部范围上为大致圆形、卵形等的沟槽、通道或凹陷部。
美国专利9,371,683(其全部内容据此以引用方式并入本文)的技术可用于密封凸缘管，例如，通过靠近侧壁/密封臂围绕管追踪越来越小的圆形或其它连接的图案，以便使侧壁/密封臂的相对边缘朝彼此松弛并且形成桥接部。在设置多个单独的侧壁/密封臂的情况下，可使用较窄宽度的渐进式扫描来实现类似效果。例如，可使用一个或多个激光器沿第一向上突出的密封臂和第二向上突出的密封臂扫描，以使它们朝彼此松弛。激光器可沿彼此越来越靠近的扫描线或扫描区域聚焦，例如，因为在桥接部的形成中松弛持续进展。
图12是示出根据某些示例性实施方案的用于结合凸缘泵出管制造VIG单元的示例性方法的流程图。在步骤S1201中，例如经由一个或多个钻孔操作等在第一基底中形成端口轮廓。即，在步骤S1201中形成通孔和任何凹坑。此处可执行切割、钻孔、缝接和/或其它制造工艺。在步骤S1203中，将玻璃料材料施加到第二基底的周边边缘。在步骤S1205中，将间隔件或支柱放置在第二基底上。在步骤S1207中，将凸缘管附连到第一基底。这可包括例如在凸缘管相对于基底定位之前和/或之后将玻璃料施加到凸缘管。此时可焙烧玻璃料以将凸缘管气密密封到基底。另选地，如果玻璃料和管能够经受热处理(例如，热回火)，则可将凸缘管施加到其中形成有端口轮廓的退火基底上，并且可将基底与凸缘管一起热处理，使得在一个过程中一起形成相关联的气密密封。
在步骤S1209中，将第一基底和第二基底装钉在一起，使得在两者问形成腔体，并且在步骤S1211中形成气密边缘密封件(例如，经由激光加热、在烘箱中加热、使用红外加热器等)。在步骤S1213中，将腔体抽空至小于大气压的压力。
例如，在维持真空的同时，在步骤S1215中任选地预热凸缘管。这可使用烘箱、使用红外加热器、经由激光器等来实现。在步骤S1217中执行芯加热，并且在步骤S1219中重复执行管槽加热，直到管被密封(例如，如步骤S1221所指示)。步骤S1217的芯加热过程提供大部分熔化过程，而步骤S1219的管槽加热以逐渐变小的周长、面积等提供，例如，这取决于管、侧壁/密封臂、通孔、进展中的松弛等的构型。一旦密封，就可在步骤S1223中移动单元以进行进一步加工。
如将从上文理解，某些示例性实施方案可利用气密密封材料(例如，金属焊料)，该气密密封材料可承受VIG加工温度并且可放置到VIG子组件中以有助于将泵出端口从内部密封。在某些示例性实施方案中，焊料可成形为足以允许气体通过端口抽空。例如，在不同的示例性实施方案中，焊料或其它预成型件可施加在凸缘的外部周围、凸缘和基底之间和/或其它地方。在某些示例性实施方案中，该预成型件可被焙烧并因此用于将凸缘管气密密封到基底。
在某些示例性实施方案中，可邻近密封凸缘管设置第二密封件。该第二密封件可由更柔韧的材料诸如树脂等形成，并且在一些情况下可有助于进一步保护管。第二密封件可简单地占据外部凹陷部中未被桥接部覆盖的任何空间，例如，使得VIG单元的外表面在其整个宽度上齐平或基本上齐平。
图13是示出根据某些示例性实施方案的用于结合内部密封件制造VIG单元的另一示例性方法的流程图。
图13是示出根据某些示例性实施方案的用于结合内部密封件制造VIG单元的另一示例性方法的流程图。图13在许多方面类似于图12。例如，在步骤S1201中，例如经由一个或多个钻孔操作等在第一基底中形成泵出端口轮廓。在步骤S1301中，使用铋或其它合适的玻璃料将具有玻璃料的凸缘管附连到第一基底。该玻璃料材料能够耐受热处理诸如热回火，因此附连的凸缘管和第一基底一起回火。之后，如上文所述执行这些步骤。
应当理解，图12和图13的示例性方法中的步骤可由不同方以任何合适的顺序执行，以及/或者可在不同的示例性实施方案中提供另外的步骤。例如，与制造管、将管安置在孔洞中、密封VIG和/或端口等的各方相比，不同方可形成孔。在某些示例性实施方案中，将在第一基底中形成管轮廓，可对第一基底和/或第二基底进行回火，可将玻璃料施加到第一基底和/或第二基底的周边边缘，可放置间隔件，然后可执行其它操作，例如，如这些附图所示。
可使用任何合适的激光器进行密封。例如，可使用在10瓦-30瓦、更优选20瓦-30瓦下操作的1064nm波长激光器。利用此类激光器和直径，已发现可通过烧透浮法玻璃来密封管，并且与无阻碍地密封管相比，需要多约10％-30％的能量。在不同的示例性实施方案中，可在时间和/或功率方面提供增加。
应当理解，本文所公开的技术可用于广泛多种应用，包括例如VIG窗应用、销售机、层压产品、混合VIG单元(例如，其中基底经由间隔件***与VIG单元间隔开的单元)等。
如本文所用，术语“热处理”(“heat treatment”和“heat treating”)意指将制品加热至足以实现包含玻璃的制品的热回火和/或热强化的温度。该定义包括，例如在烘箱或炉中在至少约550℃、更优选至少约580℃、更优选至少约600℃、更优选至少约620℃、并且最优选至少约650℃的温度处加热涂覆制品持续足够的时间段以允许回火和/或热强化。在某些示例性实施方案中，这可持续至少约两分钟、或至多约10分钟。这些过程可适于涉及不同的时间和/或温度。
如本文所用，除非明确说明，否则术语“在...上”、“由...支撑”等不应解释为意指两个元件彼此直接邻近。换句话讲，即使在它们之间存在一个或多个层，也可以说第一层“在第二层上”或“由第二层支撑”。
在某些示例性实施方案中，提供了一种制造VIG单元的方法。提供第一玻璃基底和第二玻璃基底。第一基底包括形成于其中的孔洞，其中该孔洞被形成为具有第一部分和第二部分，其中第一部分与第二部分相比更靠近第一基底的外表面，其中第一部分跨第一基底具有第一宽度并且第二部分跨第一基底具有第二宽度，并且其中第一宽度宽于第二宽度，第一部分和第二部分一起形成穿过第一基底的通孔。包括位于上部部分和下部部分中间的裙边的凸缘泵出管放置在该孔洞中，使得该管的下部部分延伸到第二部分中，并且该管的上部部分位于第一部分中。结合边缘密封件、腔体和多个间隔件将第一基底和第二基底密封在一起，边缘密封件围绕第一基底和/或第二基底的周边边缘设置，腔体由第一基底和第二基底限定，多个间隔件在腔体中设置在第一基底和第二基底之间并且有助于将第一基底和第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系。将腔体抽空至小于大气压的压力。加热泵出管以便使管的上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖第二宽度并且气密密封VIG单元并形成密封管，该密封管与第一基底的最外表面齐平或相对于该最外表面部分地凹陷。
除了前一段落所述的特征之外，在某些示例实施方案中，孔洞的第一部分和第二部分可经由钻孔形成。
除了前两个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，可使用提供到泵出管和/或第一基底的玻璃料材料将泵出管密封到第一基底。
除了前述段落中所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，玻璃料材料可将裙边密封到第一基底。
除了前两个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，玻璃料材料可将裙边的外周边边缘密封到第一基底。
除了前三个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，玻璃料材料可被或可不被提供到裙边的下侧。
除了前四个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，可在将管放置在孔洞中之前将玻璃料材料提供给泵出管。
除了前七个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，加热可以是激光加热。
除了前八个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，可实践该激光加热，以便相对于第一基底和/或裙边优先加热泵出管。
除了前九个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，该激光加热可包括例如当管在形成密封管的过程中向内塌缩在自身上时追踪管的塌缩部分。
在某些示例性实施方案中，提供了一种制造VIG单元子组件的方法。该方法包括提供第一玻璃基底，该第一玻璃基底包括形成于其中的孔洞，其中该孔洞被形成为具有第一部分和第二部分，其中第一部分与第二部分相比更靠近第一基底的外表面，其中第一部分跨第一基底具有第一宽度并且第二部分跨第一基底具有第二宽度，并且其中第一宽度宽于第二宽度，第一部分和第二部分一起形成穿过第一基底的通孔。将第一基底转交给另一方以：将凸缘泵出管放置在孔洞中，该凸缘泵出管包括位于上部部分和下部部分中间的裙边，使得管的下部部分延伸到第二部分中并且管的上部部分位于第一部分中；结合边缘密封件、腔体和多个间隔件将第一玻璃基底与第二基底密封在一起，边缘密封件围绕第一基底和/或第二基底的周边边缘设置，腔体由第一基底和第二基底限定，多个间隔件在腔体中设置在第一基底和第二基底之间并且有助于将第一基底和第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系；将腔体抽空至小于大气压的压力；以及激光加热泵出管以便使管的上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖第二宽度并且气密密封VIG单元并形成密封管，该密封管与第一基底的最外表面齐平或相对于该最外表面部分地凹陷。
除了前一段落所述的特征之外，在某些示例实施方案中，孔洞的第一部分和第二部分可经由钻孔形成。
除了前两个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，可使用提供到泵出管和/或第一基底的玻璃料材料将泵出管密封到第一基底。
除了前三个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，玻璃料材料可将裙边密封到第一基底。
除了前四个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，玻璃料材料可将裙边的外周边边缘密封到第一基底。
某些示例性实施方案涉及一种通过根据前15个段落中任一者所述的方法制成的VIG单元。
在某些示例性实施方案中，提供了一种VIG单元。第一玻璃基底和第二玻璃基底经由气密边缘密封件和设置在腔体中并限定于第一玻璃基底和第二玻璃基底之间的多个间隔件维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系。使用形成于第一基底中的泵出端口将腔体抽空至小于大气压的压力，该泵出端口已用激光密封凸缘管气密密封。激光密封管包括由其制成的靠近腔体的密封部分，其中激光密封管位于VIG单元内部而不从该VIG单元突出。
除了前一段落所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，管可经由玻璃料材料连接到VIG单元的第一基底。
除了前两个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，将管连接到第一基底的玻璃料材料可围绕管的裙边提供。
除了前三个段落中任一者所述的特征之外，在某些示例性实施方案中，管可包括裙边和下部部分，裙边位于管的密封部分和下部部分中间，管的下部部分朝腔体延伸。
虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的实质和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种制造真空隔离玻璃单元的方法，所述方法包括：
具有第一玻璃基底和第二玻璃基底，在所述第一基底中包括孔洞，所述孔洞具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分相比更靠近所述第一基底的外表面，所述第一部分跨所述第一基底具有第一宽度并且所述第二部分跨所述第一基底具有第二宽度，所述第一宽度宽于所述第二宽度，所述第一部分和所述第二部分一起形成穿过所述第一基底的通孔；
将凸缘泵出管放置在所述孔洞中，所述凸缘泵出管包括位于所述凸缘泵出管的上部部分和下部部分中间的裙边，使得所述管的所述下部部分至少部分地延伸到所述孔洞的所述第二部分中并且所述管的所述上部部分至少部分地位于所述孔洞的所述第一部分中；
用边缘密封件来密封靠近所述第一基底和所述第二基底的周边的区域，所述边缘密封件围绕所述第一基底和/或所述第二基底的周边边缘设置，腔体被限定在至少所述第一基底和所述第二基底之间，并且多个间隔件在所述腔体中设置在所述第一基底和所述第二基底之间并且有助于将所述第一基底和所述第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系；
将所述腔体抽空至小于大气压的压力；以及
加热所述泵出管以便使所述管的所述上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖所述第二宽度并且气密密封所述真空隔离玻璃单元并形成密封管，所述密封管与所述第一基底的最外表面齐平或相对于所述最外表面部分地凹陷。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔洞的所述第一部分和所述第二部分通过钻孔来形成。
3.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括使用提供到所述泵出管和/或所述第一基底的玻璃料材料将所述泵出管密封到所述第一基底。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述玻璃料材料将所述裙边密封到所述第一基底。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的方法，其中所述玻璃料材料将所述裙边的外周边边缘密封到所述第一基底。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中不将玻璃料材料提供到所述裙边的下侧。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中在将所述管放置在所述孔洞中之前将玻璃料材料提供到所述泵出管。
8.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中加热是激光加热。
9.根据权利要求8所述的方法，其中实践所述激光加热，以便相对于所述第一基底和/或所述裙边优先加热所述泵出管。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中所述激光加热包括当所述管在形成所述密封管时向内塌缩在自身上时追踪所述管的塌缩部分。
11.一种制造真空隔离玻璃单元子组件的方法，所述方法包括：
提供第一玻璃基底，所述第一基底包括形成于其中的孔洞，所述孔洞被形成为具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分相比更靠近所述第一基底的外表面，所述第一部分跨所述第一基底具有第一宽度并且所述第二部分跨所述第一基底具有第二宽度，所述第一宽度宽于所述第二宽度，所述第一部分和所述第二部分一起形成穿过所述第一基底的通孔；以及
将所述第一基底转交给另一方以：
将凸缘泵出管放置在所述孔洞中，所述凸缘泵出管包括位于上部部分和下部部分中间的裙边，使得所述管的所述下部部分延伸到所述第二部分中并且所述管的所述上部部分位于所述第一部分中；
结合边缘密封件、腔体和多个间隔件将所述第一玻璃基底与第二基底密封在一起，所述边缘密封件围绕所述第一基底和/或所述第二基底的周边边缘设置，所述腔体由所述第一基底和所述第二基底限定，所述多个间隔件在所述腔体中设置在所述第一基底和所述第二基底之间并且有助于将所述第一基底和所述第二基底维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系；
将所述腔体抽空至小于大气压的压力；以及
激光加热所述泵出管以便使所述管的所述上部部分的至少一部分向内塌缩在自身上，从而覆盖所述第二宽度并且气密密封所述真空隔离玻璃单元并形成密封管，所述密封管与所述第一基底的最外表面齐平或相对于所述最外表面部分地凹陷。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞的所述第一部分和所述第二部分通过钻孔来形成。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中使用提供到所述泵出管和/或所述第一基底的玻璃料材料将所述泵出管密封到所述第一基底。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述玻璃料材料将所述裙边密封到所述第一基底。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的方法，其中所述玻璃料材料将所述裙边的外周边边缘密封到所述第一基底。
16.一种真空隔离玻璃单元，包括：
第一玻璃基底和第二玻璃基底，所述第一玻璃基底和所述第二玻璃基底经由至少一个气密边缘密封件和设置在腔体中并限定于所述第一玻璃基底和所述第二玻璃基底之间的多个间隔件维持处于彼此基本上平行的间隔开的关系，
使用形成于所述第一基底中的泵出端口将所述腔体抽空至小于大气压的压力，所述泵出端口已用凸缘管气密密封，所述管包括由所述管制成的靠近所述腔体的密封部分，所述管位于所述真空隔离玻璃单元内部而不从所述真空隔离玻璃单元突出。
17.根据权利要求16所述的真空隔离玻璃单元，其中所述管经由玻璃料材料连接到所述真空隔离玻璃单元的所述第一基底。
18.根据权利要求17所述的真空隔离玻璃单元，其中将所述管连接到所述第一基底的所述玻璃料材料围绕所述管的裙边设置。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的真空隔离玻璃单元，其中所述管包括裙边和下部部分，所述裙边位于所述管的所述密封部分和所述下部部分中间，所述管的所述下部部分朝所述腔体延伸。
20.一种通过根据权利要求1所述的方法制成的真空隔离玻璃单元。
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