覆涂層襯底和切割覆涂層襯底的工藝的制作方法
【專利說明】覆涂層襯底和切割覆涂層襯底的工藝
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35 U.S.C.§ 119(e)要求于2014年4月18日提交的并且標(biāo)題為“Coated Substrate and Process for Cutting a Coated Substrate” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/981，637的權(quán)益，其通過引用而被并入，如同在此完全公開的那樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開的主題一般涉及制造藍(lán)寶石部件，并且特別涉及使用激光器切割具有吸收和/或阻擋層(barrier layer)的藍(lán)寶石襯底來(lái)形成藍(lán)寶石部件。
【背景技術(shù)】
[0004]剛玉是鋁氧化物的晶體形態(tài)并且以各種不同顏色被發(fā)現(xiàn)，其大多數(shù)一般地被稱為藍(lán)寶石。藍(lán)寶石是硬且強(qiáng)的材料，具有莫氏刻度上9.0的硬度，并且，像這樣，能夠刮刻幾乎所有其它礦物。因?yàn)槠溆捕群蛷?qiáng)度，藍(lán)寶石可以是對(duì)于比如玻璃或聚碳酸酯的其它半透明材料的有吸引力的替換。藍(lán)寶石也可以以薄片制備并被拋光以實(shí)現(xiàn)超常(except1nal)的光學(xué)性能。
[0005]然而，在一些情況下，使用傳統(tǒng)技術(shù)加工薄的、高度拋光的藍(lán)寶石材料片可能是困難的。例如，對(duì)拋光的藍(lán)寶石片執(zhí)行熔化(fus1n)激光切割可導(dǎo)致沉積在拋光的表面上的熔融(molten)藍(lán)寶石的飛濺物。一旦被冷卻并硬化，飛濺物可粘附至拋光的表面并且需要進(jìn)一步工藝來(lái)去除。另外，在一些情況下，在具有不容易吸收激光能量的高度拋光面的藍(lán)寶石片中啟動(dòng)(initiate)激光切割可能是困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]此處描述的實(shí)施例針對(duì)藍(lán)寶石組件，在所述藍(lán)寶石組件的一個(gè)或更多個(gè)表面上設(shè)置有一層或多層。所述層可以形成被配置為促進(jìn)激光切割工藝的阻擋和/或吸收層。例如，所述層可以形成阻擋物，所述阻擋物防止或限制可以是激光切割操作或工藝的副產(chǎn)品的熔融藍(lán)寶石的粘附。另外地或替換地，所述層也可以用作吸收層，所述吸收層被配置為吸收從激光器發(fā)射的光并產(chǎn)生藍(lán)寶石材料的局部加熱，這可以促進(jìn)穿過藍(lán)寶石組件的激光切割的啟動(dòng)。
[0007]—個(gè)示例實(shí)施例可以包括形成藍(lán)寶石組件的方法，其包括將吸收-阻擋層設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的第一表面上。可以使用入射在吸收-阻擋層上的激光束在藍(lán)寶石襯底中執(zhí)行切割。作為激光切割操作的一部分，熔融藍(lán)寶石可以從切割處被形成并被去除。所述方法也可以包括使用吸收-阻擋層遮蔽第一表面的與切割處鄰近的區(qū)域以擋住熔融藍(lán)寶石。在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層在激光切割操作完成之后從藍(lán)寶石襯底的第一表面被去除。
[0008]在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層被直接施加于藍(lán)寶石襯底的第一表面。例如，吸收-阻擋層可以被噴射、印刷和/或涂繪(paint)在藍(lán)寶石襯底的第一表面上。在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層被單獨(dú)形成并且粘附于藍(lán)寶石襯底的第一表面上的吸收-阻擋層。在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層被分配(dispense)在藍(lán)寶石襯底的第一表面上。吸收-阻擋層可以在藍(lán)寶石襯底片的一側(cè)或兩側(cè)被形成。
[0009]在一些實(shí)施例中，在藍(lán)寶石襯底中執(zhí)行切割包括執(zhí)行熔化激光切割工藝。在一些情況下，在熔化激光切割工藝期間，使用氣體流將熔融藍(lán)寶石從切割處去除。在一些實(shí)施中，吸收-阻擋層被配置為增加藍(lán)寶石襯底內(nèi)的激光束的輻射的吸收，以在藍(lán)寶石襯底的第一表面處產(chǎn)生局部區(qū)域的熱能。局部區(qū)域的熱能可以通過幫助使襯底表面附近的藍(lán)寶石材料熔融來(lái)促進(jìn)激光切割操作。在一些情況下，通過使用局部區(qū)域的熱能以形成熔融藍(lán)寶石的區(qū)域而在藍(lán)寶石中啟動(dòng)切割。
[0010]在一些實(shí)施例中，設(shè)置吸收-阻擋層包括在藍(lán)寶石襯底的第一表面上形成阻擋物。所述阻擋物可以被配置為遮蔽第一表面以擋住熔融藍(lán)寶石。作為熔化激光切割工藝或操作的結(jié)果，熔融藍(lán)寶石可以被輸送或被噴射在吸收-阻擋層的表面上。在一些情況下，熔融材料可以作為液滴(droplet)被沉積在吸收-阻擋層的表面上并冷卻及硬化。
[0011]在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層由具有比藍(lán)寶石襯底的熔融溫度低的熔融溫度的材料形成。在一些情況下，形成吸收-阻擋層的材料的熔融溫度等于或大于200攝氏度。在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層由聚合物材料形成。在一些實(shí)施例中，吸收-阻擋層包括從聚酯片、塑料膜、通過物理氣相沉積(PVD)工藝形成的涂層、墨印刷材料和涂繪材料中選擇的材料。在一些情況下，吸收-阻擋層包括具有漫射性表面光潔度(finish)的不透明材料。
[0012]在一些示例實(shí)施例中，使用入射在吸收-阻擋層上的激光束照射藍(lán)寶石襯底，所述吸收-阻擋層相對(duì)于藍(lán)寶石襯底的第一表面被設(shè)置。在一些情況下，通過使用吸收-阻擋層形成局部區(qū)域的熱能而在藍(lán)寶石襯底中啟動(dòng)切割?？稍谇懈钜驯粏?dòng)之后使用激光切割穿過藍(lán)寶石襯底。
【附圖說明】
[0013]通過結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述將容易理解本公開，在附圖中相似的附圖標(biāo)記指定相似的結(jié)構(gòu)元件，并且在附圖中:
[0014]圖1A示出示例電子設(shè)備的前視圖。
[0015]圖1B示出示例電子設(shè)備的后視圖。
[0016]圖2示出根據(jù)實(shí)施例的藍(lán)寶石襯底和吸收-阻擋層的橫截面圖。
[0017]圖3示出形成藍(lán)寶石組件的示例工藝的流程圖。
[0018]圖4A-4F示出經(jīng)受形成如圖1A-B所示的電子設(shè)備的藍(lán)寶石組件的工藝的藍(lán)寶石襯底和吸收-阻擋層的橫截面圖。
[0019]圖5A-C示出具有一個(gè)或更多個(gè)吸收-阻擋層的藍(lán)寶石襯底的其它示例實(shí)施例的橫截面圖。
[0020]要注意的是，本發(fā)明的附圖不必按照比例。附圖意在僅示出本發(fā)明的典型方面，并且因此不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相似的編號(hào)代表附圖間的相似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一般而言，消費(fèi)或非消費(fèi)設(shè)備包括由諸如藍(lán)寶石的硬材料形成的保護(hù)蓋、窗和/或表面可能是有利的。與比如傳統(tǒng)的硅酸鹽玻璃的其它光學(xué)透明材料相比，藍(lán)寶石提供提高的耐刮性和強(qiáng)度。然而，使用一些傳統(tǒng)技術(shù)可能難以制造光學(xué)透明藍(lán)寶石薄片。特別是，在既非常薄又高度拋光的片上啟動(dòng)激光切割可能是困難的。另外，激光切割拋光片可影響拋光表面的表面光潔度，這可能需要進(jìn)一步研磨和/或拋光來(lái)恢復(fù)。如此處討論的那樣，根據(jù)各種實(shí)施例，可以通過激光切割具有可減少或消除與制造薄藍(lán)寶石組件相關(guān)的一些問題的吸收-阻擋層的藍(lán)寶石襯底，來(lái)制造藍(lán)寶石組件。
[0022]在一些實(shí)施例中，藍(lán)寶石襯底可以具有形成于促進(jìn)基于激光的制造工藝的表面上的吸收-阻擋層。特別是，吸收-阻擋層可以促進(jìn)激光熔化切割操作。在一些情形下，在熔化切割操作期間，激光束被用于加熱和部分地熔融藍(lán)寶石襯底的一部分。定向的氣體流可以被用于去除熔融藍(lán)寶石，從而在藍(lán)寶石襯底中留下空隙或凹陷。熔化切割所產(chǎn)生的效率和邊緣光潔度對(duì)于其它類型的激光切割技術(shù)可以是有優(yōu)越性的，所述其它類型的激光切割技術(shù)包括例如物理蝕刻、燒蝕(ablat1n)激光切割或激光劃線(scribing)。
[0023]然而，在一些情況下，在薄的、高度拋光的藍(lán)寶石片上使用熔化切割工藝可能是困難的。特別是，在熔化切割操作期間，由氣體流去除的熔融藍(lán)寶石可以在藍(lán)寶石襯底的表面上形成飛濺物的流道(flume)。當(dāng)熔融藍(lán)寶石冷卻并且硬化時(shí)，它可以粘附至所述表面并且變得難以去除。如果藍(lán)寶石襯底已經(jīng)被拋光過，那么可能需要執(zhí)行進(jìn)一步研磨或表面拋光以去除熔化切割所產(chǎn)生的飛濺物。如下面一些實(shí)施例中描述的那樣，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底上的吸收-阻擋層可以遮蔽或保護(hù)襯底表面以擋住可在熔化切割期間產(chǎn)生的熔融藍(lán)寶石。在一些情況下，吸收-阻擋層被配置為具有足夠高以形成對(duì)熔融藍(lán)寶石的有效阻擋物的熔點(diǎn)。另外，吸收-阻擋層的熔點(diǎn)和熱性能可以被配置為最小化或防止材料從激光切割處后退開、由此暴露藍(lán)寶石表面的與切割處鄰近的一部分。
[0024]另外，在一些情況下，在已被拋光到好的表面光潔度(例如，拋光表面)的藍(lán)寶石襯底上啟動(dòng)熔化切割可能是困難的。例如，具有好的表面光潔度的藍(lán)寶石襯底可過于透明以至于不能充足地漫射或耦合(in-couple)激光光線并產(chǎn)生啟動(dòng)激光切割所需的熱。如下面一些實(shí)施例中描述的那樣，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底上的吸收-阻擋層可以通過增加襯底表面附近的激光束的吸收來(lái)促進(jìn)激光切割操作。在一些情況下，吸收-阻擋層促進(jìn)在藍(lán)寶石襯底的第一表面處的局部區(qū)域的熱能的形成并且?guī)椭谒{(lán)寶石材料中啟動(dòng)激光切割。在一些情況下，所啟動(dòng)的切割可以被用來(lái)推進(jìn)激光切割穿過或部分穿過藍(lán)寶石材料。在一些情況下，一旦已使用吸收-阻擋層啟動(dòng)了激光切割，則激光切割可以被推進(jìn)到藍(lán)寶石襯底的未被吸收-阻擋層覆蓋的區(qū)域。
[0025]此處描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以被用來(lái)促