一種鋼/鈮激光焊接方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明屬于異種金屬焊接領(lǐng)域，具體涉及一種鋼/鈮激光焊接方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]鋼/鈮復(fù)合焊接結(jié)構(gòu)可以提高航空發(fā)動機(jī)工作溫度、減輕其重量，使航空發(fā)動機(jī)具有更高的推重比，在航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是鈮是一種活潑金屬，與大多數(shù)金屬焊接時，接頭中極易生成大量連續(xù)分布的脆性金屬間化合物。而熱物理性能的差異又導(dǎo)致接頭產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。上述兩方面因素綜合在一起，使接頭強(qiáng)度顯著降低，甚至在焊后即產(chǎn)生裂紋。目前普遍采用預(yù)置中間層的方法提高接頭強(qiáng)度。但是該方法對接頭強(qiáng)度的提高作用有限，且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。因此開發(fā)出一種焊接質(zhì)量高、工藝簡單的鋼/鈮焊接方法就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價值。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0003]發(fā)明目的:為了解決現(xiàn)有鋼/鈮焊接方法接頭強(qiáng)度低、工藝復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供一種鋼/鈮激光焊接方法。

　　[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的鋼/鈮激光焊接方法包括如下步驟:

　　[0005](I)將待焊接鋼板與鈮板水平對接放置，組成待焊件；將待焊件在兩端夾緊固定，使鋼/鈮對接面的間隙小于0.15mm ;

　　[0006](2)采用偏束焊接工藝進(jìn)行焊接，即將激光束的光斑中心從鋼/鈮對接面處偏向鋼一側(cè)進(jìn)行焊接；焊接主保護(hù)氣為氬氣，保護(hù)氣流量為10L/min?13L/min，背保護(hù)氣也為氬氣，保護(hù)氣流量為8L/min?10L/min。

　　[0007]優(yōu)選地，步驟⑴中，所述的鋼板與銀板的厚度均為2mm?3mm。

　　[0008]步驟(2)中，所述偏束焊接工藝的偏束距離da=0.2mm?0.5mm。在本發(fā)明中，所述偏束距離的含義為激光束偏離鋼/鈮對接面偏向鋼的距離。

　　[0009]優(yōu)選地，步驟⑵中，偏束焊接工藝的焊接參數(shù)為:激光功率P=2kW?3kW，焊接速度 v=l.2m/min ?1.8m/min，離焦量Λ f=O。

　　[0010]為了進(jìn)一步提高焊接效果，在步驟(I)中，所述的鋼板和鈮板在水平對接放置前，先耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染。

　　[0011]有益效果:激光焊具有熱輸入小、焊接能量和加熱位置精確可控等特點(diǎn)，是當(dāng)前異種金屬焊接的主要方法之一。本發(fā)明將采用激光焊焊接鋼與鈮，通過偏束焊接工藝實(shí)現(xiàn)二者的可靠連接，獲得高質(zhì)量的焊接接頭。由于該方法無需預(yù)置填充金屬，所以工藝簡單、生產(chǎn)效率高，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦弯?鈮焊接方法。

　　【附圖說明】

　　[0012]圖1是待焊件示意圖；

　　[0013]圖2是激光束作用位置示意圖；

　　[0014]圖3是焊接接頭橫截面宏觀形貌照片；

　　[0015]其中，圖1和圖2中I表示鈮，2表示鋼；圖2中3表示激光束。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0016]本發(fā)明提出了一種鋼/鈮激光焊接方法，該方法包括如下步驟:

　　[0017](I)將鋼板與鈮板先用80#耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染；

　　[0018](2)將鋼板與鈮板水平對接放置，組成待焊件(如圖1所示)，將待焊件在兩端夾緊固定，使鋼/鈮對接面的間隙小于0.15mm ;

　　[0019](3)采用偏束焊接工藝進(jìn)行焊接，即將激光束的光斑中心從鋼/鈮對接面處偏向不銹鋼一側(cè)進(jìn)行焊接(如圖2所示):偏束距離da=0.2mm?0.5mm，激光功率P=2kff?3kW，焊接速度V=1.2m/min?1.8m/min，離焦量Af=O ;焊接主保護(hù)氣為氬氣，保護(hù)氣流量為10L/min?13L/min，背保護(hù)氣也為氬氣，保護(hù)氣流量為8L/min?10L/min。

　　[0020]下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

　　[0021]實(shí)施例1:

　　[0022](I)母材為Nb521合金和304奧氏體不鎊鋼(304ss)，尺寸為50_X25_X2_ ；

　　[0023](2)將不銹鋼板與鈮板先用80#耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染；

　　[0024](3)將不銹鋼板與鈮板水平對接放置，組成待焊件，將待焊件在兩端夾緊固定，使鋼/鈮對接面的間隙小于0.15mm ；

　　[0025](3)采用偏束焊接工藝進(jìn)行焊接，即將激光束的光斑中心從鋼/鈮對接面處偏向不銹鋼一側(cè)進(jìn)行焊接:偏束距離da=0.5mm，激光功率P=2kW，焊接速度v=1.2m/min，離焦量Λ f=O ;焊接主保護(hù)氣為氬氣，保護(hù)氣流量為10L/min，背保護(hù)氣也為氬氣，保護(hù)氣流量為 8L/min。

　　[0026]對本實(shí)施方式接頭的顯微組織進(jìn)行了觀察，結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出在焊縫及熱影響區(qū)沒有出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾雜等缺陷，兩種材料之間形成了冶金結(jié)合。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，接頭抗拉強(qiáng)度為221MPa。

　　[0027]實(shí)施例2

　　[0028]本實(shí)施例焊接方法基本同實(shí)施例1，不同的是，本實(shí)施例中偏束距離da=0.3mm。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，本實(shí)施方式焊接的接頭抗拉強(qiáng)度為187MPa。

　　[0029]實(shí)施例3

　　[0030]本實(shí)施例焊接方法基本同實(shí)施例1，不同的是，本實(shí)施例中偏束距離da=0.2mm。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，本實(shí)施方式焊接的接頭抗拉強(qiáng)度為199MPa。

　　[0031]實(shí)施例4

　　[0032]本實(shí)施例焊接方法基本同實(shí)施例1，不同的是，本實(shí)施例中鈮母材使用的是純鈮板。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，本實(shí)施方式焊接的接頭抗拉強(qiáng)度為225MPa。

　　[0033]實(shí)施例5

　　[0034]本實(shí)施例焊接方法基本同實(shí)施例1，不同的是，本實(shí)施例中鋼母材使用的是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，本實(shí)施方式焊接的接頭抗拉強(qiáng)度為217MPa。

　　[0035]實(shí)施例6

　　[0036]本實(shí)施例焊接方法基本同實(shí)施例1，不同的是，本實(shí)施例中激光功率P=2.5kW，焊接速度v=l.4m/min。經(jīng)拉伸試驗(yàn)，本實(shí)施方式焊接的接頭抗拉強(qiáng)度為207MPa。

　　[0037]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1.一種鋼/鈮激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將待焊接鋼板與鈮板水平對接放置，組成待焊件；將待焊件在兩端夾緊固定，使鋼/銀對接面的間隙小于0.15mm ； (2)采用偏束焊接工藝進(jìn)行焊接，即將激光束的光斑中心從鋼/鈮對接面處偏向鋼一側(cè)進(jìn)行焊接；焊接主保護(hù)氣為氬氣，保護(hù)氣流量為10L/min?13L/min，背保護(hù)氣也為氬氣，保護(hù)氣流量為8L/min?10L/min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼/鈮激光焊接方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的鋼板與銀板的厚度均為2mm?3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼/鈮激光焊接方法，其特征在于，步驟(2)中，所述偏束焊接工藝的偏束距離da=0.2mm?0.5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼/鈮激光焊接方法，其特征在于，步驟(2)中，偏束焊接工藝的焊接參數(shù)為:激光功率P=2kff?3kW，焊接速度v=l.2m/min?1.8m/min,離焦量Af=O05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼/鈮激光焊接方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的鋼板和鈮板在水平對接放置前，先耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染。

　　【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼/鈮激光焊接方法，屬于異種金屬焊接領(lǐng)域，用于解決現(xiàn)有鋼/鈮焊接方法接頭強(qiáng)度低、工藝復(fù)雜的問題。該方法首先將鋼板與鈮板水平對接放置，組成待焊件。然后將待焊件在兩端夾緊固定，采用偏束焊接工藝進(jìn)行焊接，即將激光束的光斑中心從鋼/鈮對接面處偏向鋼一側(cè)進(jìn)行焊接。本發(fā)明工藝簡單、生產(chǎn)效率高，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦弯?鈮焊接方法。本發(fā)明適用于鋼與鈮或鈮合金的焊接。

　　【IPC分類】B23K26/323, B23K26/14

　　【公開號】CN105033455

　　【申請?zhí)枴緾N201510490191

　　【發(fā)明人】石銘霄, 陳書錦, 周方明, 馬紀(jì)龍, 李慧

　　【申請人】江蘇科技大學(xué)

　　【公開日】2015年11月11日

　　【申請日】2015年8月11日

　　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)申請的交叉引用

　　[0002]本申請根據(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” 的美國臨時專利申請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(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)施例針對藍(lán)寶石組件，在所述藍(lán)寶石組件的一個或更多個表面上設(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。

　　[0007]—個示例實(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)寶石襯底中啟動切割。可在切割已被啟動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示出具有一個或更多個吸收-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，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)寶石材料中啟動激光切割。在一些情況下，所啟動的切割可以被用來推進(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)可以被用來促

　　進(jìn)激光切割操作以制造藍(lán)寶石組件或部件。雖然關(guān)于激光熔化切割操作提供以下示例，但是所述系統(tǒng)和技術(shù)也可以應(yīng)用到其它類型的基于激光的操作，包括例如激光燒蝕、激光蝕刻、激光應(yīng)力開裂等等。另外，雖然此處討論的實(shí)施例和工藝涉及藍(lán)寶石襯底，但是要理解，具有和藍(lán)寶石相似的特性(例如，高熔融溫度、高硬度、光學(xué)透明等等)的另外材料可以經(jīng)受相似的工藝。根據(jù)以下描述的各種實(shí)施例，具有吸收-阻擋層的藍(lán)寶石襯底可以被用于制備具有超常的表面光潔度的薄片藍(lán)寶石組件。

　　[0026]根據(jù)各種實(shí)施例，圖1A-B示出一設(shè)備，所述設(shè)備在其外部具有多個硬保護(hù)片。在本示例中，保護(hù)片由一個或更多個藍(lán)寶石組件形成，這可以提供出眾的耐刮性并且增強(qiáng)設(shè)備的機(jī)械完整性。保護(hù)片還可以用作光學(xué)透射窗，并提供對諸如顯示屏或圖形元件的下面組件的可見性。在典型的實(shí)施中，保護(hù)片的光學(xué)和機(jī)械性能對于設(shè)備的觀感品質(zhì)和性能都可能是重要的。

　　[0027]如圖1A所示，設(shè)備10包括由藍(lán)寶石組件形成并用作光學(xué)透射保護(hù)層的保護(hù)蓋片Ilo蓋片11典型地使用光學(xué)透射粘接劑或其它接合技術(shù)被附著于設(shè)備10。在這個示例中，蓋片11使用壓敏粘接劑(PSA)膜被附著。蓋片11可以被附著于顯示屏20的面，并且保護(hù)顯示屏20不受刮刻或其它物理損傷。顯示屏20可以包括液晶顯示器(IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器或相似的顯示元件。因?yàn)樯w片11上覆(overlay)顯示屏20，因此光學(xué)清晰度、拋光表面光潔度、材料厚度和物理強(qiáng)度可以是蓋片11的功能性的有用方面，所述方面單獨(dú)或結(jié)合其它這樣的方面。蓋片11也可以被附著于上覆顯示屏20的透明電子傳感器或與所述電子傳感器一體化。在一些情況下，電子傳感器覆蓋整個顯示屏20并且被用作用戶的主要輸入設(shè)備。在一些實(shí)施中，蓋片11可以與以下一體化:被配置為檢測蓋片11的表面上的手指或筆針觸摸的觸摸傳感器，被配置為確定施加在蓋片11上的力的力傳感器，或檢測與蓋片11的交互的其它傳感器。

　　[0028]在一些實(shí)施例中，圖1A中示出的蓋片11由具有等于或小于3mm的總體厚度的藍(lán)寶石組件形成。在一些實(shí)施例中，藍(lán)寶石組件可以具有大于3_的厚度。典型地，蓋片11的總體厚度小于1_，盡管這個厚度可以在設(shè)備和/或?qū)嵤├g變化。在一些情況下，總體厚度小于0.3_。在一個非限制的示例中，藍(lán)寶石組件的總體厚度大約是0.25_，并且可以更小。對于藍(lán)寶石材料的非常薄的片(例如，大約0.5_或更小)，根據(jù)一些實(shí)施例添加吸收-阻擋層可以改進(jìn)激光切割和制造工藝。

　　[0029]蓋片11可以由藍(lán)寶石材料形成，所述藍(lán)寶石材料包括礬土、剛玉或其它形式的鋁氧化物(Al2O3)13相應(yīng)地，對藍(lán)寶石或藍(lán)寶石材料的提及可以結(jié)合或包含一個或更多個形式的鋁氧化物。在一些實(shí)施例中，蓋片11可以由單片的藍(lán)寶石材料形成，或替換地，由層疊材料形成，所述層疊材料由多層制成并且具有由藍(lán)寶石片形成的至少一層。在本示例中，蓋片11的一側(cè)圍繞周邊部分印刷有固態(tài)的、不透明的邊界。蓋片11的中心部分保持是光學(xué)透射的。蓋片11的印刷側(cè)典型地是與設(shè)備10的外部面相對的側(cè)，以防止印刷部分變得被刮刻或被損傷。蓋片11的在設(shè)備外部側(cè)可以包括抗反射或其它類型的涂層，以增強(qiáng)蓋片11的光學(xué)性能。

　　[0030]如圖1A所示，設(shè)備10的前表面也包括用于保護(hù)控制按鈕22的表面的按鈕片12。在這個示例中，按鈕片12由藍(lán)寶石組件形成并且用作光學(xué)透射保護(hù)層。按鈕片12保護(hù)控制按鈕22的表面，并且允許印刷在控制按鈕22上的任何圖形元件的可見性。在一些情況下，按鈕片12不必是光學(xué)透射的。例如，按鈕片12可以是不透明的，并且本身被印刷有圖形元件或符號。在這種情況下，按鈕片12是平坦的片，但是在其它實(shí)施例中，按鈕片12可以被形成為成型的(contoured)或彎曲的表面。

　　[0031]按鈕片12可以增強(qiáng)被用作設(shè)備10的輸入的控制按鈕22的機(jī)械強(qiáng)度。在本示例中，控制按鈕22包括觸覺開關(guān)，所述觸覺開關(guān)通過按下控制按鈕22來操作。控制按鈕22也可以包括諸如電容觸摸傳感器或生物測定傳感器的電子觸摸傳感器或與其相關(guān)。按鈕片12可以被直接附著于控制按鈕22的外殼，并且可以替換地與控制按鈕22的電子觸摸傳感器附著或一體化。類似地，藍(lán)寶石組件可以被用作各種各樣的輸入機(jī)構(gòu)的保護(hù)蓋，所述輸入機(jī)構(gòu)包括滑動裝置(slide)、輪、鍵等等。

　　[0032]在一些實(shí)施例中，圖1A中示出的按鈕片12由具有等于或小于3mm的總體厚度的藍(lán)寶石組件形成。在一些實(shí)施例中，藍(lán)寶石組件可以具有大于3mm的厚度。典型地，藍(lán)寶石組件的厚度小于1_。在一些情況下，藍(lán)寶石組件的總體厚度小于0.3_。在一個非限制的示例中，總體厚度大約是0.25_，并且可以更小。與蓋片11相似，按鈕片12可以由單片的藍(lán)寶石材料形成，或替換地，由層疊材料形成，所述層疊材料具有由藍(lán)寶石片形成的至少一層。在一些情況下，按鈕片12由與蓋片11相同的材料形成，盡管這不是必要的。按鈕片12的一側(cè)或兩側(cè)也可以被印刷或涂覆以增強(qiáng)藍(lán)寶石部件的光學(xué)性能。

　　[0033]如圖1B所不，設(shè)備10的背表面由背片(back sheet) 13保護(hù)。與蓋片11相似，背片13也由藍(lán)寶石組件形成并且被用作光學(xué)透射保護(hù)層。在這種情況下，背片13提供印刷在設(shè)備10的背面上的圖形元件的可見性。還與蓋片11相似，背片13可以由單片的藍(lán)寶石材料形成，或替換地，由層疊材料形成，所述層疊材料具有由藍(lán)寶石片形成的至少一層。在這種情況下，背片13覆蓋設(shè)備10的整個背面，除了照相機(jī)鏡頭24附近的區(qū)域。另外的藍(lán)寶石組件可以被用于保護(hù)照相機(jī)鏡頭24。在替換的實(shí)施例中，背片13還覆蓋照相機(jī)鏡頭24并且另外的藍(lán)寶石組件沒有被使用。

　　[0034]在這個示例中，保護(hù)蓋片(11，12，13)由藍(lán)寶石片組件形成，所述藍(lán)寶石片組件由晶體形態(tài)的礬土(Al2O3)(也被稱為剛玉)制成。圖1A-B作為示例被提供，并且藍(lán)寶石組件可以被用于形成實(shí)際上任何外部表面之上的保護(hù)蓋。藍(lán)寶石片在厚度方面可以在從3mm到0.1mm的范圍中并且可以具有莫氏刻度上大約9.0的硬度，盡管替換實(shí)施例可以具有不同厚度的片。如上所討論的那樣，保護(hù)蓋片(11，12，13)中的任何一個可以作為多個材料片的層疊被形成，并且還可以被涂覆有一種或更多種材料以增強(qiáng)部件的光學(xué)或機(jī)械性能。在一些情況下，由同一藍(lán)寶石襯底形成所有的保護(hù)蓋片(11，12，13)以簡化制造工藝可能是有益的。然而，依賴于對于每件所希望的光學(xué)和/或機(jī)械性能，不同類型的藍(lán)寶石襯底可以被用于每個蓋片。

　　[0035]如圖1A-B所示，設(shè)備10是便攜式電子設(shè)備。設(shè)備10可以是利用硬襯底作為蓋、窗和/或表面的各種各樣的設(shè)備中的任何一個。例如，設(shè)備10可以是便攜式電子設(shè)備，諸如移動電話、便攜式媒體播放器、可穿戴電子設(shè)備、健康監(jiān)控設(shè)備和/或其它便攜式器具。相似類型的保護(hù)蓋可以被應(yīng)用于其它電子設(shè)備，包括例如平板計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)和各種可穿戴設(shè)備。另外地，保護(hù)蓋可以被應(yīng)用于包括非電子設(shè)備的其它類型的設(shè)備，諸如在表盤之上利用光學(xué)透射面的機(jī)械表。替換地，保護(hù)蓋可以與包括硬外部表面的任何設(shè)備一體化，特別是如果所述表面包括顯示屏、照相機(jī)或其它光學(xué)元件。

　　[0036]如以上關(guān)于圖1A-B討論的那樣，電子設(shè)備的各種組件(例如，蓋片11、按鈕片12和背片13)可以由藍(lán)寶石材料形成，所述藍(lán)寶石材料可以包括各種形態(tài)的鋁氧化物。如圖2所示并且如以下詳細(xì)討論的那樣，電子設(shè)備10的各種組件可以由藍(lán)寶石襯底100形成。也就是說，并且如此處關(guān)于圖2、3和4A-F討論的那樣，藍(lán)寶石襯底可以經(jīng)受多個工藝(例如，激光切割)，以便形成用作電子設(shè)備10的保護(hù)片的一個或更多個藍(lán)寶石組件。另外地，如此處所討論的那樣，為了改進(jìn)藍(lán)寶石襯底100的加工并且最終改進(jìn)由藍(lán)寶石襯底100形成的藍(lán)寶石組件，吸收-阻擋層102可以在加工之前被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底100的第一表面104 上。

　　[0037]如圖2所示，并且如此處所討論的那樣，藍(lán)寶石襯底100可以包括用于形成電子設(shè)備10的藍(lán)寶石組件的人工生長的剛玉。藍(lán)寶石襯底100的一個或更多個表面可以受到一個或更多個表面處理，諸如磨削、研磨和拋光，以在表面104上實(shí)現(xiàn)好的表面光潔度。另外地，如圖2所示，藍(lán)寶石襯底100可以在吸收-阻擋層102的添加以及隨后的工藝(例如，激光切割)之前經(jīng)受預(yù)加工過程。在非限制的示例中，藍(lán)寶石襯底100可以從晶錠(boule)被切片，被磨削下去到希望的厚度和/或被拋光以提供希望的表面光潔度。在一些情況下，藍(lán)寶石襯底100已被加工以實(shí)現(xiàn)最終的表面光潔度。

　　[0038]如圖2所示，吸收-阻擋層102被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上。在一個示例中，吸收-阻擋層102可以由聚合物材料形成，以在加工藍(lán)寶石襯底100期間基本上遮蔽藍(lán)寶石襯底100的第一表

　　面104。在一些情況下，如圖2所示，吸收-阻擋層102可以由以下形成:聚酯片、塑料膜、涂料(例如，墨)、可固化(curable)的不透明材料(聚合物噴射物)、或可以在藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上基本上形成保護(hù)阻擋物和/或光學(xué)吸收層的其它合適材料。在一些情況下，使用以下來制備吸收-阻擋層102:層疊工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、印刷工藝、涂繪工藝、或用于在藍(lán)寶石襯底100上形成吸收-阻擋層102的其它技術(shù)。

　　[0039]在一些情況下，吸收-阻擋層102可以具有低于藍(lán)寶石襯底100的熔融溫度的熔融溫度。在非限制的示例中，形成吸收-阻擋層102的材料可以包括大約200°C的熔融溫度，并且藍(lán)寶石襯底100的熔融溫度可以大約是2000°C。在一些情況下，吸收-阻擋層102所具有的熔融溫度大于或等于200°C并且小于或等于藍(lán)寶石襯底100的熔融溫度。

　　[0040]用于形成吸收-阻擋層102的材料也可以被設(shè)計(jì)成適于(tailor)促進(jìn)在藍(lán)寶石襯底100上執(zhí)行的基于激光的操作。在非限制的示例中，并且如此處所討論的那樣，形成吸收-阻擋層102的材料可以具有促進(jìn)或改進(jìn)在藍(lán)寶石襯底100上執(zhí)行的激光切割工藝的特殊光學(xué)特性。在一個示例中，吸收-阻擋層102可以帶有漫射表面光潔度，基本上是不透明的。特別是，吸收-阻擋層102可以對于切割激光器所產(chǎn)生的光的波長基本上不透明。一般而言，吸收-阻擋層102的透明度特性(例如，不透明性)可以被設(shè)計(jì)成適于用來切割藍(lán)寶石襯底100的激光束的操作特性或參數(shù)(例如，波長、功率、脈沖長度、斑點(diǎn)尺寸)。在一些情況下，吸收-阻擋層102的表面光潔度也可以被設(shè)計(jì)成適于促進(jìn)激光吸收。也就是說，吸收-阻擋層102可以包括基本上粗糙或磨糙的表面光潔度以幫助用于加工和/或切割藍(lán)寶石襯底100的激光吸收，如此處關(guān)于圖4A-F所討論的那樣。

　　[0041]如此處所討論的那樣，具有特殊光學(xué)品質(zhì)的吸收-阻擋層102可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底100上，并且促進(jìn)激光束的吸收以啟動藍(lán)寶石襯底100中的激光切割。特別是，吸收-阻擋層102可以吸收激光輻射并在藍(lán)寶石襯底表面附近形成局部區(qū)域的熱能，并且促進(jìn)那個區(qū)域中的藍(lán)寶石的熔融或蒸發(fā)。對藍(lán)寶石材料的非常薄的片(例如，大約0.5_或更小)，添加具有合適光學(xué)性能的吸收-阻擋層可以基本上改進(jìn)激光切割工藝。在一個非限制的示例中，藍(lán)寶石組件的總體厚度可以是大約0.25_。在另一個非限制的示例中，藍(lán)寶石組件的總體厚度可以是小于0.25_。

　　[0042]圖3示出使用吸收-阻擋層和基于激光的切割操作來形成藍(lán)寶石組件的示例工藝。具體地，圖3是示出用于形成藍(lán)寶石組件的一個示例工藝300的流程圖。在一些情況下，藍(lán)寶石組件可以被用于在電子設(shè)備中形成一個或更多個保護(hù)片，如以上關(guān)于圖1A-B所討論的那樣。

　　[0043]在操作302中，一個或更多個吸收-阻擋層被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底上。在一個示例中，至少一個吸收-阻擋層被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的第一(光學(xué))表面上。將吸收-阻擋層設(shè)置在藍(lán)寶石襯底的第一表面上的方法可以至少部分地依賴于吸收-阻擋層中使用的材料。在非限制的示例中，吸收-阻擋層的設(shè)置可以包括將吸收-阻擋層涂敷、噴射、印刷、涂繪、粘附和/或分配在藍(lán)寶石襯底的第一表面上。在吸收-阻擋層被粘附于藍(lán)寶石襯底的非限制的示例中，粘接層可以被施加于藍(lán)寶石襯底的第一表面，以將吸收-阻擋層粘附至藍(lán)寶石襯底。操作302中的吸收-阻擋層的設(shè)置也可以包括在吸收-阻擋層上或內(nèi)形成不透明的或光吸收的材料。在設(shè)置的吸收-阻擋層上或內(nèi)形成的不透明的或光吸收的材料可以促進(jìn)基于激光的切割操作。在一些情況下，吸收-阻擋層由在不添加另一材料的情況下具有希望的不透明性或光吸收性能的材料形成。如以下更詳細(xì)地討論的那樣，吸收-阻擋層可以在藍(lán)寶石襯底的隨后加工期間遮蔽或保護(hù)藍(lán)寶石襯底的第一表面。

　　[0044]在操作302的一些實(shí)施中，可以相對于藍(lán)寶石襯底設(shè)置多個吸收-阻擋層。更具體地，吸收-阻擋層可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的第一表面上，并且另一吸收-阻擋層可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的第二表面上，與設(shè)置于第一表面上的吸收-阻擋層相對。另外地，多個吸收-阻擋層可以被相對于彼此而設(shè)置并且兩個層都設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的表面上。

　　[0045]關(guān)于示例工藝300，在一些實(shí)施中，藍(lán)寶石襯底被提供為已經(jīng)具有已經(jīng)被形成在一個或更多個表面上的吸收-阻擋層。也就是說，在一些實(shí)施中，操作302可由于由上游制造工藝提供或操縱材料的方式而是可選的。例如，在一些情況下，吸收-阻擋層可以在最終的拋光工藝之后立刻形成在藍(lán)寶石襯底的表面上，以減少由于對藍(lán)寶石襯底的操縱或操控所導(dǎo)致的刮刻或損傷的機(jī)會。在一些情況下，吸收-阻擋層可以在激光切割操作304之前及之后保護(hù)藍(lán)寶石襯底的一個或更多個表面.

　　[0046]在操作304中，可以對藍(lán)寶石襯底執(zhí)行切割。可以使用入射在吸收-阻擋層上的激光束執(zhí)行切割。在一個示例中，可以對藍(lán)寶石襯底執(zhí)行熔化激光切割工藝，以切割藍(lán)寶石襯底來形成用于電子設(shè)備的藍(lán)寶石組件。在一些情況下，在操作304的切割工藝期間，吸收-阻擋層可以從入射的激光束吸收能量并形成局部區(qū)域的熱能。如前面提及的那樣，局部集中的能量可以幫助啟動藍(lán)寶石襯底中的切割。一旦切割被啟動，則激光可以穿過材料和/或沿著切割路徑推進(jìn)切割以形成輪廓(profile)切割。在一些實(shí)施中，吸收-阻擋層僅僅在切割啟動期間被利用，并且激光可以推進(jìn)切割到藍(lán)寶石襯底的沒有被吸收-阻擋層涂覆或覆蓋的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，切割不一直推進(jìn)穿過藍(lán)寶石襯底，并且可以在藍(lán)寶石襯底的表面中形成溝槽、溝道或其它類型的凹口。

　　[0047]在操作306中，一些熔融藍(lán)寶石可以從藍(lán)寶石襯底中的切割處被形成并且被去除。在一個示例中，熔化切割工藝在操作304中被執(zhí)行。作為熔化切割工藝的一部分，一些熔融藍(lán)寶石可以在藍(lán)寶石襯底的切割處內(nèi)形成。然后可以使用指向襯底的被切割的部分的氣體射流或氣體流從藍(lán)寶石襯底的切割處去除熔融藍(lán)寶石。在一些情況下，氣體射流或氣體流可以推動或吹開熔融藍(lán)寶石，以便在藍(lán)寶石襯底中產(chǎn)生空隙或切割處。

　　[0048]在一些情形下，使用空氣射流或空氣流從切割處去除熔融藍(lán)寶石可以推動熔融藍(lán)寶石成為一縷(Plume)小液滴。在一些情況下，熔融藍(lán)寶石的液滴落回在切割激光附近的區(qū)域中的襯底上。如前面所討論的那樣，如果熔融藍(lán)寶石被沉積于藍(lán)寶石襯底的拋光表面上，那么可能需要進(jìn)一步加工以去除液滴并且將藍(lán)寶石襯底恢復(fù)到合適的表面光潔度水平。如以下關(guān)于操作308討論的那樣，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的表面上的吸收-阻擋層的使用可以防止這種不希望的結(jié)果。

　　[0049]在操作308中，藍(lán)寶石襯底的第一表面的區(qū)域可以被遮蔽或保護(hù)以擋住操作306中從切割處被形成并被去除的熔融藍(lán)寶石。在一個示例中，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底的第一表面上的吸收-阻擋層可以形成阻擋物和/或可以遮蔽藍(lán)寶石襯底的第一表面的位置與切割處鄰近的區(qū)域以擋住使用氣體流從切割處去除的熔融藍(lán)寶石。在一些情況下，通過氣體流從切割處去除并向上射出的全部的或幾乎全部的熔融藍(lán)寶石可由于吸收-阻擋層提供的遮蔽而不被沉積于藍(lán)寶石襯底的第一表面上。另外地，從藍(lán)寶石襯底的切割處去除的熔融藍(lán)寶石可以而是被沉積于吸收-阻擋層上，直到進(jìn)一步加工吸收-阻擋層和/或藍(lán)寶石襯底。

　　[0050]在一些情況下，吸收-阻擋層由具有幫助或使能操作308中執(zhí)行的工藝的熔點(diǎn)和熱性能的材料形成。特別地，吸收-阻擋層的熔點(diǎn)和熱性能可以幫助吸收-阻擋層維持對藍(lán)寶石襯底的第一表面的覆蓋。在一些情況下，吸收-阻擋層在接近切割激光束時抵抗熔融。例如，吸收-阻擋層可以具有這樣的熔點(diǎn)和/或熱性能，其幫助防止或減少吸收-阻擋層將從與激光切割處鄰近的區(qū)域后退開的機(jī)會。

　　[0051]在操作310中，吸收-阻擋層可以從藍(lán)寶石襯底的第一表面去除。更具體地，吸收-阻擋層以及沉積于吸收-阻擋層上的任何之前熔融藍(lán)寶石液滴可以從藍(lán)寶石襯底的第一表面去除。與操作302中設(shè)置吸收-阻擋層的方法相似，去除工藝可以至少部分地依賴于吸收-阻擋層中使用的材料。在非限制的示例中，可以通過從藍(lán)寶石襯底的第一表面拋光、磨光(buffing)、磨削、溶解和/或沖洗吸收-阻擋層，包括熔融藍(lán)寶石，來去除吸收-阻擋層。在一些情況下，超聲清洗工藝被用于去除吸收-阻擋層。從藍(lán)寶石襯底去除吸收-阻擋層(包括任何藍(lán)寶石液滴)可以導(dǎo)致形成最終的藍(lán)寶石組件，所述最終的藍(lán)寶石組件可以基本上沒有由藍(lán)寶石襯底的第一表面上形成的恪融藍(lán)寶石造成的外表的(cosmetic)、結(jié)構(gòu)的和/或光學(xué)的缺陷。如以上關(guān)于圖1A-B所討論的那樣，藍(lán)寶石組件可以被用于形成電子設(shè)備的一個或更多個的保護(hù)片。

　　[0052]轉(zhuǎn)到圖4A-4F，示出藍(lán)寶石襯底100和吸收-阻擋層102經(jīng)受可以根據(jù)圖3的工藝300執(zhí)行的各種操作。要理

　　解，相似地編號的組件可以以基本上相似的方式起作用。對這些組件的多余的解釋出于清楚的目的已被省略。

　　[0053]如圖4A所示，吸收-阻擋層102可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上，如此處所討論的那樣。在一些情況下，吸收-阻擋層102可以包括不透明的聚合物材料，所述聚合物材料可以被直接施加于和/或位于藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上。另外如此處所討論的那樣，形成吸收-阻擋層102的聚合物材料可以包括可低于藍(lán)寶石襯底100的熔融溫度(例如，2000°C )的熔融溫度(例如，200°C ) ο如圖4A所示的吸收-阻擋層102的設(shè)置可以對應(yīng)于圖3的操作302。

　　[0054]轉(zhuǎn)到圖4B和4C，切割106(參見圖4C)可以在藍(lán)寶石襯底100中被執(zhí)行，如此處所討論的那樣。具體地，圖4B和4C示出使用激光束108在藍(lán)寶石襯底100中執(zhí)行切割106的進(jìn)展。如圖4B和4C所示的在藍(lán)寶石襯底100中執(zhí)行切割106可以對應(yīng)于圖3的操作304。在非限制的示例中，如圖4B所示，激光器110可以被用來執(zhí)行用于在藍(lán)寶石襯底100內(nèi)執(zhí)行切割106的熔化激光切割工藝。激光器110可以包括適合提供能夠在藍(lán)寶石襯底100中形成切割106的激光束108的各種各樣的激光器之一，如此處討論的那樣。在一些實(shí)施例中，使用光纖激光器執(zhí)行激光切割，所述光纖激光器被配置為以中心處于大約1070nm的波長以及0.2ms到1ms范圍中的脈沖持續(xù)時間來產(chǎn)生激光束。在一些情況下，激光器被配置為以10瓦特到150瓦特平均功率范圍中的功率(最大為1500瓦特的最大功率)產(chǎn)生激光束。另外如所示且以下詳細(xì)地討論的那樣，包括熔化激光器110的熔化激光器系統(tǒng)也可包括位置與熔化激光器110鄰近的氣體傳送噴嘴112。氣體傳送噴嘴112可以提供用于在熔化激光器110的操作期間從切割處106去除藍(lán)寶石襯底100的部分的氣體射流或氣體流116，如此處討論的那樣。

　　[0055]熔化激光器110可以提供入射于吸收-阻擋層102上和/或穿過吸收-阻擋層102的激光束108，如此處所討論的那樣。部分地由于吸收-阻擋層102的光學(xué)特性、材料組成和/或較低的熔融溫度，吸收-阻擋層102可以被配置為增加對通過激光束108產(chǎn)生的輻射的吸收。增加的吸收可以在藍(lán)寶石襯底100的第一表面104處產(chǎn)生局部區(qū)域或集中的熱能114，這可促進(jìn)藍(lán)寶石襯底100中的初始切割。在非限制的示例中，如圖4B和4C所示且如此處所討論的那樣，藍(lán)寶石襯底100可以由拋光的藍(lán)寶石片形成。作為藍(lán)寶石襯底100的拋光性能的結(jié)果，激光束108的光子可以基本上通過裸露的藍(lán)寶石100的區(qū)域，而不充分地加熱和熔融藍(lán)寶石襯底100。然而，如前面討論的那樣，這可以通過使用設(shè)置于或位于第一表面104上的吸收-阻擋層102來避免。

　　[0056]部分地由于形成吸收-阻擋層102的聚合物材料的不透明光學(xué)性能和/或低熔融溫度，可以通過使用吸收-阻擋層102來增加對由激光束108產(chǎn)生的輻射的吸收。隨后，在一些情況下，吸收-阻擋層102可以最終傳輸激光束108的輻射，以在第一表面104處產(chǎn)生局部區(qū)域的熱能114，并且最終穿過藍(lán)寶石襯底100 (參見圖4C)。如圖4C所示，這個局部區(qū)域的熱能114可以啟動在藍(lán)寶石襯底100中的切割。

　　[0057]如圖4C所示，使用激光器110執(zhí)行切割106還可以導(dǎo)致從切割處106形成熔融藍(lán)寶石118的液滴。更具體地，在藍(lán)寶石襯底100中形成切割處106的同時，熔融藍(lán)寶石118的液滴可以由從切割處106熔融和/或去除的藍(lán)寶石襯底100的殘余物形成。在一些情況下，氣體傳送噴嘴112可以提供氣體流116到切割處106附近的區(qū)域，以將熔融藍(lán)寶石118去除或推到切割處106之外。一些熔融藍(lán)寶石118可以由氣體流116推動到切割處106之外并離開藍(lán)寶石襯底100。在一些情況下，從切割處106去除的一些量的熔融藍(lán)寶石118被沉積于吸收-阻擋層102上。如圖4C所示的熔融藍(lán)寶石118的形成和去除可以對應(yīng)于圖3中的操作306。

　　[0058]如圖4D所示，切割處106可以在藍(lán)寶石襯底100中被完全形成，并且藍(lán)寶石襯底100可以從熔化激光器110去除。如此處關(guān)于圖4C所討論的那樣，沉積于吸收-阻擋層102上的之前熔融藍(lán)寶石118可以作為硬化的藍(lán)寶石液滴保留在吸收-阻擋層102上。如此處所討論的那樣，吸收-阻擋層102可以形成藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上的阻擋物，以遮蔽第一表面104以擋住熔融藍(lán)寶石118。更具體地，吸收-阻擋層102可以遮蔽第一表面104的位置與切割處106鄰近的區(qū)域以擋住熔融藍(lán)寶石118，使得熔融藍(lán)寶石118可在藍(lán)寶石襯底100中形成切割處106期間和/或之后不接觸和/或粘附于第一表面104。如圖4D所示的藍(lán)寶石襯底100的第一表面104的遮蔽可以對應(yīng)于圖3中的操作308。

　　[0059]最后，如圖4E和4F所示，吸收-阻擋層102可以從藍(lán)寶石襯底100的第一表面104去除。在一個示例中，如圖4E所示，吸收-阻擋層102和(之前)熔融藍(lán)寶石118(以幻像示出)可以從藍(lán)寶石襯底100的第一表面104去除，使得熔融藍(lán)寶石118從不接觸和/或接合到第一表面104。繼續(xù)以上的非限制的示例，形成吸收-阻擋層102的不透明聚合物材料和接觸或接合至吸收-阻擋層102的熔融藍(lán)寶石118可以通過使用拋光或超聲清洗技術(shù)被去除。如圖4E和4F所示的吸收-阻擋層102和形成于吸收-阻擋層102上的熔融藍(lán)寶石118的去除可以對應(yīng)于圖3中的操作310。

　　[0060]如圖4F所示，藍(lán)寶石組件200可以由藍(lán)寶石襯底100形成，并且可以被包括于電子設(shè)備10的組件中。在一個示例中，如圖4F所示，在藍(lán)寶石襯底100包括大的藍(lán)寶石片的情況下，可以使用此處關(guān)于圖3和4A-F所討論的工藝和/或操作來形成多個藍(lán)寶石組件200。如之前提到的那樣，藍(lán)寶石組件200可以被用于形成電子設(shè)備10 (參見圖1A-B)中的一個或更多個保護(hù)片(例如，蓋片11、按鈕片12和背片13)。

　　[0061]如之前提到的那樣，吸收-阻擋層102既可以用作遮蔽保護(hù)層也可以用作光學(xué)吸收層。然而，在一些替換實(shí)施例中，吸收-阻擋層102可以僅僅執(zhí)行這兩個功能中的一個。例如，在一些情況下，吸收-阻擋層102被施加于藍(lán)寶石襯底100只是為了其光學(xué)吸收品質(zhì)。在這種場景下，吸收-阻擋層102可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底100上，以促進(jìn)光(例如，激光)能量的吸收并促進(jìn)藍(lán)寶石襯底100中的激光切割。然而，吸收-阻擋層102可以不必提供對熔融藍(lán)寶石的基本遮蔽。

　　[0062]在一個非限制的示例中，吸收-阻擋層102可以由涂繪或噴射到第一表面104上的墨形成。形成吸收-阻擋層102的墨可以在藍(lán)寶石襯底100的第一表面104上形成薄的、不透明的材料層，所述材料層可以促進(jìn)激光束的吸收以在藍(lán)寶石襯底100中啟動激光切割，如此處所討論的那樣。墨獨(dú)自可以不必遮蔽和/或防止熔融藍(lán)寶石118在切割工藝期間接觸或接合至第一表面104。然而，墨涂層可以與另一涂層或?qū)咏M合，以提供針對熔融藍(lán)寶石的遮蔽或保護(hù)。在一些情況下，墨涂層被單獨(dú)使用，并且沒有施加于襯底表面的另外的保護(hù)層。在一些情況下，表面的由于墨層造成的增強(qiáng)的光學(xué)性能促進(jìn)激光束的吸收，并且?guī)椭鷨雍头€(wěn)定藍(lán)寶石襯底100內(nèi)的激光切割。在一些情況下，熔融藍(lán)寶石118的量或擴(kuò)展可以被減少和/或可以更容易地通過氣體傳送噴嘴112從切割處106去除，減少了散射或飛派的量。

　　[0063]吸收-阻擋層可以在各種各樣的示例實(shí)施例中被配置，如此處所討論的那樣。更具體地，多個吸收-阻擋層可以在執(zhí)行切割之前被設(shè)置或位于藍(lán)寶石襯底上，如此處所討論的那樣。在藍(lán)寶石襯底上包含多個吸收-阻擋層可以提供進(jìn)一步的支撐和/或可以進(jìn)一步幫助在切割工藝期間遮蔽藍(lán)寶石襯底以擋住熔融藍(lán)寶石，如此處所討論的那樣。另外地，在藍(lán)寶石襯底上包含多個吸收-阻擋層可以幫助在藍(lán)寶石襯底的第一表面處形成局部區(qū)域的熱能，并且可以幫助啟動藍(lán)寶石襯底中的激光切割。要理解，相似編號的組件可以以基本上相似的方式起作用。對這些組件的多余的解釋出于清楚的目的已被省略。

　　[0064]圖5A示出根據(jù)另外實(shí)施例的藍(lán)寶石襯底500的橫截面圖。如此處關(guān)于圖2和4A_F類似地討論的那樣，藍(lán)寶石襯底500可以包括設(shè)置和/或位于第一表面504上用于形成藍(lán)寶石襯底500的阻擋物的吸收-阻擋層502a。與圖2和4A-F中的藍(lán)寶石襯底不同，圖5A中的藍(lán)寶石襯底500包括在藍(lán)寶石襯底500的第二表面520上形成的不同的或第二吸收-阻擋層502b。更具體地，藍(lán)寶石襯底500可以包括設(shè)置于藍(lán)寶石襯底500的位置與第一表面504相對的第二表面520上的不同的吸收-阻擋層502b。如圖5A所示，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底500的相對表面上的吸收-阻擋層502a、502

　　b可以由同一材料形成。在非限制的示例中，吸收-阻擋層502a、502b可以由不透明的聚合物材料形成，如此處關(guān)于圖2和4A-F類似地討論的那樣。然而，并且如此處所討論的那樣，要理解，吸收-阻擋層502a、502b可以由具有相似特性或性能(例如，不透明材料、熔融溫度低于藍(lán)寶石熔融溫度、粗糙或磨糙的表面等等)的不同材料形成。吸收-阻擋層502b可以使用此處討論的任何合適的設(shè)置技術(shù)被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底500的第二表面520上，這里設(shè)置技術(shù)可以至少部分地依賴于吸收-阻擋層502b中使用的材料。

　　[0065]類似于圖5A、圖5B示出了包括吸收-阻擋層503a、503b的藍(lán)寶石襯底500的橫截面圖。然而，與圖5A不同，圖5B示出被設(shè)置或位于吸收-阻擋層503a上的吸收-阻擋層503b ο更具體地，吸收-阻擋層503a可以被設(shè)置于藍(lán)寶石襯底500的第一表面504上，如此處討論的那樣，并且吸收-阻擋層503b可以被直接設(shè)置于吸收-阻擋層503a上，且位置可以與藍(lán)寶石襯底500的第一表面504鄰近。如圖5B所示，吸收-阻擋層503a、503b可以由不同材料形成。也就是說，在另一非限制的示例中，設(shè)置于藍(lán)寶石襯底500的第一表面504上的吸收-阻擋層503a可以由聚酯片形成，并且設(shè)置于吸收-阻擋層503a上的吸收-阻擋層503b可以由塑料膜形成。在另一示例中，第一層503a可以提供針對可在激光切割期間產(chǎn)生的任何熔融藍(lán)寶石的基本的保護(hù)或遮蔽。第二層503b可以提供基本的光學(xué)吸收，以促進(jìn)激光的吸收并幫助啟動激光切割。由此，所述兩層503a、503b可以一起提供具有希望的光學(xué)性能的阻擋層，以促進(jìn)基于激光的切割操作。吸收-阻擋層503b可以使用此處討論的任何合適的設(shè)置技術(shù)被設(shè)置于吸收-阻擋層503a上，這里設(shè)置技術(shù)可以至少部分地依賴于吸收-阻擋層503b中使用的材料。

　　[0066]圖5C不出根據(jù)另一實(shí)施例的藍(lán)寶石襯底500的橫截面圖。如圖5C所不，吸收-阻擋層524可以使用粘接劑522被設(shè)置或位于藍(lán)寶石襯底的第一表面504上。更具體地，吸收-阻擋層524可以經(jīng)由施加于第一表面504的粘接劑522被粘附于藍(lán)寶石襯底500。粘接劑522可以被用于粘附吸收-阻擋層524到藍(lán)寶石襯底500，這里吸收-阻擋層524由可能天然地不粘附于第一表面504的材料制成。在吸收-阻擋層524包括預(yù)先制造的塑料膜的非限制的示例中，粘接劑522可以被直接施加于藍(lán)寶石襯底500的第一表面504，并且吸收-阻擋層524 (例如，塑料膜)可以被粘附或接合至粘接劑522。一旦被接合至粘接劑522，則吸收-阻擋層524可以在對藍(lán)寶石襯底500執(zhí)行切割工藝之前被設(shè)置或位于第一表面504上，如此處所討論的那樣。

　　[0067]出于解釋的目的，前面的描述使用了特定的術(shù)語來提供對所描述的實(shí)施例的徹底理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，為了實(shí)踐所描述的實(shí)施例，并不需要特定的細(xì)節(jié)。由此，出于說明和描述的目的而呈現(xiàn)對此處描述的特定實(shí)施例的前面描述。它們的目的并不是窮盡性的或?qū)?shí)施例限制于所公開的精確形式。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，鑒于以上教導(dǎo)，許多修改和變動是可能的。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1.一種形成藍(lán)寶石組件的方法，所述方法包括: 切割藍(lán)寶石襯底，所述藍(lán)寶石襯底具有相對于所述藍(lán)寶石襯底的第一表面設(shè)置的吸收-阻擋層，所述切割使用入射在所述吸收-阻擋層上的激光束被執(zhí)行； 在切割的同時從切割處去除熔融藍(lán)寶石； 使用所述吸收-阻擋層遮蔽所述第一表面的與所述切割處鄰近的區(qū)域以擋住所述熔融藍(lán)寶石；以及 從所述藍(lán)寶石襯底的所述第一表面去除所述吸收-阻擋層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對于所述第一表面設(shè)置所述吸收-阻擋層包括將所述吸收-阻擋層施加在所述藍(lán)寶石襯底的所述第一表面上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，施加所述吸收-阻擋層包括以下中的一個或更多個: 將所述吸收-阻擋層噴射在所述藍(lán)寶石襯底的所述表面上； 將所述吸收-阻擋層印刷在所述藍(lán)寶石襯底的所述表面上； 將所述吸收-阻擋層涂繪在所述藍(lán)寶石襯底的所述表面上； 將所述吸收-阻擋層分配在所述藍(lán)寶石襯底的所述表面上；以及 將所述吸收-阻擋層粘附在所述藍(lán)寶石襯底的所述表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述藍(lán)寶石襯底中的所述切割的執(zhí)行進(jìn)一步包括執(zhí)行熔化激光切割工藝，所述熔化激光切割工藝包括用激光束照射所述吸收-阻擋層，并且使用氣體流從所述切割處去除所述熔融藍(lán)寶石。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述吸收-阻擋層被配置為增加所述藍(lán)寶石襯底內(nèi)的所述激光束的輻射的吸收，以在所述藍(lán)寶石襯底的所述第一表面處產(chǎn)生局部區(qū)域的熱會K。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括使用所述局部區(qū)域的熱能在藍(lán)寶石中啟動所述切割，以形成所述熔融藍(lán)寶石。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對于所述吸收-阻擋層設(shè)置第二吸收-阻擋層。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對于所述吸收-阻擋層設(shè)置另一層。9.一種形成保護(hù)片的方法，所述方法包括: 用入射在吸收-阻擋層上的激光束照射藍(lán)寶石片以形成切割處，所述吸收-阻擋層相對于所述藍(lán)寶石片的表面被設(shè)置； 將氣體流指向所述切割處以從所述切割處去除熔融藍(lán)寶石；以及將所述熔融藍(lán)寶石沉積在所述吸收-阻擋層上以形成藍(lán)寶石液滴，其中，所述熔融藍(lán)寶石由于從所述切割處形成和去除所述熔融藍(lán)寶石而被沉積于所述吸收-阻擋層上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 去除設(shè)置于所述藍(lán)寶石片的所述表面上的所述吸收-阻擋層，以暴露拋光的表面。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述吸收-阻擋層由這樣的材料形成:所述材料具有的熔融溫度低于所述藍(lán)寶石片的熔融溫度且等于或高于200°C。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述吸收-阻擋層由不透明的聚合物材料的膜形成。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過使用物理氣相沉積PVD工藝涂覆所述藍(lán)寶石片的所述表面，來形成所述吸收-阻擋層。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過在所述藍(lán)寶石片的所述表面上沉積墨，來形成所述吸收-阻擋層。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述吸收-阻擋層包括具有漫射表面光潔度的不透明材料。16.一種切割藍(lán)寶石組件的方法，所述方法包括: 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-阻擋層相對于所述藍(lán)寶石襯底的第一區(qū)域被設(shè)置； 通過使用所述吸收-阻擋層形成局部區(qū)域的熱能，在所述藍(lán)寶石襯底中啟動切割；以及 使用所述激光束在所述藍(lán)寶石襯底中切割輪廓形狀。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述吸收-阻擋層被配置為增加所述藍(lán)寶石襯底內(nèi)的所述激光束的輻射的吸收，以在所述藍(lán)寶石襯底的所述第一區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生局部區(qū)域的熱能，并使用所述局部區(qū)域的熱能來形成熔融藍(lán)寶石。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 繼續(xù)激光切割到所述藍(lán)寶石襯底的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域不被相對于所述吸收-阻擋層設(shè)置。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述藍(lán)寶石襯底中切割輪廓形狀包括激光熔化切割工藝，所述激光熔化切割工藝包括: 用所述激光束照射所述藍(lán)寶石襯底以形成熔融藍(lán)寶石的部分；以及 使用氣體流從所述藍(lán)寶石襯底去除所述熔融藍(lán)寶石。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括: 使用所述吸收-阻擋層遮蔽所述第一區(qū)域以擋住所述熔融藍(lán)寶石。21.—種藍(lán)寶石組件，包括: 藍(lán)寶石襯底；以及 相對于所述襯底的表面設(shè)置的吸收-阻擋層， 其中，所述吸收-阻擋層被配置為在使用激光束的激光切割操作期間遮蔽所述藍(lán)寶石襯底的區(qū)域，以及 所述吸收-阻擋層被配置為增加所述藍(lán)寶石襯底內(nèi)的所述激光束的輻射的吸收，以產(chǎn)生局部區(qū)域的熱能。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組件，其中，在所述吸收-阻擋層和所述藍(lán)寶石襯底之間形成另一層。

　　【專利摘要】本公開涉及覆涂層襯底和切割覆涂層襯底的工藝。公開了形成藍(lán)寶石組件的系統(tǒng)和方法。所述方法可以包括在藍(lán)寶石襯底的第一表面上設(shè)置吸收-阻擋層，使用入射在所述吸收-阻擋層上的激光束執(zhí)行藍(lán)寶石襯底中的切割，以及從切割處形成并去除熔融藍(lán)寶石。所述方法也可以包括使用所述吸收-阻擋層遮蔽所述第一表面的與所述切割處鄰近的區(qū)域以擋住熔融藍(lán)寶石，并且從所述藍(lán)寶石襯底的所述第一表面去除所述吸收-阻擋層。

　　【IPC分類】B23K26/18, B23K26/402, B23K26/38, B23K26/14, B23K101/36

　　【公開號】CN105033456

　　【申請?zhí)枴緾N201510181898

　　【發(fā)明人】M·M·李, A·J·里克特, 孫宇壘, R·A·莫利納

　　【申請人】蘋果公司

　　【公開日】2015年11月11日

　　【申請日】2015年4月17日

　　【公告號】US20150298251