一种激光封装系统及激光封装过程中温度控制的方法技术方案

本发明专利技术提供一种激光封装系统及激光封装过程中温度控制的方法，所述激光封装系统包括：一玻璃基板，在所述玻璃基板上布置有用于密封玻璃基板的玻璃粉图案；一激光器，用于提供一激光束；一扫描振镜，控制所述激光束运动，将所述激光束投射至所述玻璃粉图案处；一工件台，用于支撑所述玻璃基板；一控制模块，检测所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度，并根据所述运动速度控制所述激光器以改变所述激光束的功率，使得投射至所述玻璃粉图案上各处的光斑的温度均匀。与现有技术相比，本发明专利技术省略了现有技术方案中的高温计，降低了激光封装的成本；且无需对现有系统中的激光束做形状、尺寸或光强分布的改变，降低系统的复杂性。

Laser packaging system and method for controlling temperature in laser packaging process

The present invention provides a method for temperature control of a laser system and the laser package packaging process, including the laser packaging system: a glass substrate, glass powder pattern for sealing glass substrate is arranged on the glass substrate; a laser for providing a laser beam; a scanning mirror, the laser control beam motion, the laser beam is projected to the glass powder pattern; a work table, which is used for supporting the glass substrate; a control module, speed detection of the laser beam relative to the glass substrate, and according to the speed control of the movement of the laser by changing the power of the laser beam so, projecting to the glass powder pattern around the spot temperature uniformity. Compared with the prior art, the invention omits the existing technical scheme of pyrometer, reducing the laser package cost; and without laser beam on the existing system of shape, size or intensity distribution changes, reduce the complexity of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种激光封装系统及激光封装过程中温度控制的方法。
技术介绍
21世纪以来，有机电致发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode，OLED）由于具备自发光、宽视角、功耗低、超轻薄及可实现柔性显示等优异特性，已成为平板显示和照明领域的一个重要发展方向。然而，由于目前OLED显示屏所采用的有机发光材料及电极对其周围环境中的水蒸气及氧气极度敏感，并因相互作用使其劣化造成暗点，从而严重影响其寿命。如果能够采用某种技术封装整个发光器件，隔离周围环境的氧气和湿气进入发光器件，这样就能提高发光器件的使用寿命。目前主流的OLED封装技术有：（1）中空玻璃/金属+UV胶边缘密封+干燥剂；（2）激光辅助玻璃粉封装；（3）薄膜封装。然而，UV胶边缘密封虽然工艺简单，但需要腐蚀玻璃以形成空腔，气密性不佳，故往往需要在顶部添加剂，这就不适用于顶部发光的应用，如OLED显示；薄膜封装虽然具有成本低、器件薄、结构轻、抗冲击性强、适合大尺寸柔性基底等优势，但这一新兴封装材料并不成熟，其气密性尚不能满足OLED电视等较长使用寿命的应用需求，且其柔软性在触摸屏应用方面也略显不足；与之相对，激光辅助玻璃粉封装工艺以其优良封装气密性、低温选择性及成熟工艺已成为当前OLED玻璃封装的首选封装工艺。文献《最新AMOLED制程与设备技术发展状况》中所公开的激光封装原理如图1a所示。其中激光器1发出激光束2，加热位于两块玻璃基板3a及3b中的玻璃粉5，玻璃粉5在玻璃基板3a、3b之间围成一个密闭结构，OLED4位于该密闭结构中。OLED封装结构的俯视图如图1b所示，在玻璃粉5形成的密闭结构的直线段，激光光斑沿着玻璃粉5以一定功率匀速扫描，温度一致。然而，在拐角处，由于光斑存在减速和加速，光斑不再做匀速运动，在每一点处，光斑驻留时间不相等，导致温度上升不一致。因此，在拐角处容易出现过烧、裂纹等现象，影响器件寿命，甚至会破坏玻璃基板3，导致良率降低。为解决上述问题，在现有激光封装系统中集成有高温计，高温计实时检测玻璃板上光斑处温度，通过高温计的反馈值，实时改变激光器功率，以达到温度上升一致性目的。但是，该方案由于增加了高温计的集成，因此增加了系统的成本。同时，文献CN101842918中公开了一种方案，该方案使通过可变的激光束在拐角处改变激光光斑的形状、尺寸及强度分布，例如，在直线度光斑形状是椭圆形，在拐角处光斑形状是圆形等，来达到玻璃粉温度一致性的目的，但是该方案中光束定形器要求能够实时改变激光束的特征（比如激光束的形状和强度分布），因此增加了若干透镜，不仅提高了系统的成本，还使系统的设计与集成变得复杂。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种可以使激光在整个相对玻璃基板密封而设置的玻璃粉图案中各处的温度上升一致的激光封装系统及激光封装过程中温度控制的方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种激光封装系统，包括：一玻璃基板，在所述玻璃基板上布置有用于密封玻璃基板的玻璃粉图案；一激光器，用于提供一激光束；一扫描振镜，控制所述激光束运动，将所述激光束投射至所述玻璃粉图案处；一工件台，用于支撑所述玻璃基板；一控制模块，检测所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度，并根据所述运动速度控制所述激光器以改变所述激光束的功率，使得投射至所述玻璃粉图案上各处的光斑的温度均匀。更进一步地，所述激光束位置固定，所述工件台支撑所述玻璃基板相对于所述激光束运动，使得所述激光束投射所述玻璃粉图案，所述工件台的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。更进一步地，所述玻璃基板位置固定，所述激光束相对于所述玻璃基板运动投射所述玻璃粉图案，所述激光束的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。更进一步地，所述扫描振镜包括F-Theta透镜和两块由电机驱动的旋转反射镜，用于控制所述激光束的运动方向和速度。更进一步地，所述根据所述运动速度改变所述激光束的功率具体为：所述玻璃粉图案包括直线段和圆角段，所述激光束在所述直线段做匀速运动，速度为，功率不变；在所述圆角段做变速运动，速度为，功率随速度变化而变化，为，其中为热扩散系数，取值范围0~1。本专利技术提供一种激光封装过程中温度控制的方法，利用激光束投射相对玻璃基板布置的玻璃粉图案，对玻璃基板进行密封，包括：步骤一：检测所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度；步骤二：根据所述运动速度改变所述激光束的功率，使得投射至所述玻璃粉图案上各处的光斑的温度均匀。更进一步地，所述步骤二中根据所述运动速度改变所述激光束的功率具体为：所述玻璃粉图案包括直线段和圆角段，所述激光束在所述直线段做匀速运动，速度为，功率不变；在所述圆角段做变速运动，速度为，功率随速度变化而变化，为，其中为热扩散系数，取值范围0~1。更进一步地，所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度具体为：所述激光束位置固定，所述玻璃基板相对于所述激光束运动，使得所述激光束投射所述玻璃粉图案，所述玻璃基板的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。更进一步地，所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度具体为：所述玻璃基板位置固定，所述激光束相对于所述玻璃基板运动投射所述玻璃粉图案，所述激光束的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。与现有技术相比较，本专利技术通过检测激光束投射至所述玻璃粉图案处的光斑相对玻璃基板的运动速度，并根据所述运动速度适应性地改变激光功率，使投射至玻璃粉图案各处的光斑温度上升一致，避免在玻璃基板密封中出现过烧、裂纹等现象，保证了器件的使用寿命和密封性。本专利技术省略了现有技术方案中的高温计，降低了激光封装的成本；本专利技术无需对现有系统中的激光束做形状、尺寸或光强分布的改变，降低系统的复杂性。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1a是现有技术中激光封装设备的侧视结构示意图；图1b是现有技术中激光封装设备的俯视结构示意图；图2是激光封装过程中温度与扫描速度的关系的示意图；图3是激光封装过程中温度与激光功率关系的示意图；图4a是本专利技术激光封装仿真模型的侧视结构示意图；图4b是本专利技术激光封装仿真模型的俯视结构示意图（上玻璃基板未显示）；图5是平顶高斯光束径向场强分布的热源模型图；图6是本专利技术所提供的温度控制方法的路径示意图；图7是本专利技术所提供的温度控制方法的流程图；图8a是功率补偿前的温度分布仿真图；图8b是功率补偿后的温度分布仿真图；图9是功率补偿前与补偿后温度曲线图；图10是本专利技术所涉及的激光封装系统的第一实施方式的结构示意图；图11是本专利技术所涉及的激光封装系统的第一实施方式中扫描振镜单元的内部结构图；图12是本专利技术所涉及的激光封装系统的第二实施方式的结构示意图；图13是本专利技术所涉及的激光封装系统的第二实施方式中工件台运动示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。本专利技术的目的在于提供一种可以使激光在相对玻璃基板密封而设置的玻璃粉图案中各处的温度上升一致的激光封装过程中温度控制的方法。首先简述本专利技术的原理，封装时，激光把热能传给玻璃粉图案是通过一定作用面积进行的，这个面积称为聚焦光斑。玻璃粉图案中某点处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光封装系统，其特征在于，包括：一玻璃基板，在所述玻璃基板上布置有用于密封玻璃基板的玻璃粉图案；一激光器，用于提供一激光束；一扫描振镜，控制所述激光束运动，将所述激光束投射至所述玻璃粉图案处；一工件台，用于支撑所述玻璃基板；一控制模块，检测所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度，并根据所述运动速度控制所述激光器以改变所述激光束的功率，使得投射至所述玻璃粉图案上各处的光斑的温度均匀。

【技术特征摘要】
1.一种激光封装系统，其特征在于，包括：一玻璃基板，在所述玻璃基板上布置有用于密封玻璃基板的玻璃粉图案；一激光器，用于提供一激光束；一扫描振镜，控制所述激光束运动，将所述激光束投射至所述玻璃粉图案处；一工件台，用于支撑所述玻璃基板；一控制模块，检测所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度，并根据所述运动速度控制所述激光器以改变所述激光束的功率，使得投射至所述玻璃粉图案上各处的光斑的温度均匀。2.如权利要求1所述的激光封装系统，其特征在于，所述激光束位置固定，所述工件台支撑所述玻璃基板相对于所述激光束运动，使得所述激光束投射所述玻璃粉图案，所述工件台的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。3.如权利要求1所述的激光封装系统，其特征在于，所述玻璃基板位置固定，所述激光束相对于所述玻璃基板运动投射所述玻璃粉图案，所述激光束的运动速度即为所述激光束相对所述玻璃基板的运动速度。4.如权利要求3所述的激光封装系统，其特征在于，所述扫描振镜包括F-Theta透镜和两块由电机驱动的旋转反射镜，用于控制所述激光束的运动方向和速度。5.如权利要求1所述的激光封装系统，其特征在于，所述根据所述运动速度改变所述激光束的功率具体为：所述玻璃粉图案包括直线段和圆角段，所述激光束在所述直线段做匀速运动，速度为，功率不变；...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊伟，徐文，王帆，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31