CN102471152B - 玻璃基板的激光密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃基板的激光密封装置。本发明的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，包括：第一激光头，其用激光照射涂敷于玻璃基板之间的密封材料料而使其熔融；第二激光头，其与所述第一激光头隔开规定间隔的方式设置，用激光照射所述第一激光头照射过的部分，并被设定为比所述第一激光头相对低的功率。此外，还包括加热板，该加热板以能对于所述第一、第二激光头相对移动的方式设置，并在加热为规定的温度的状态下放置所述玻璃基板。根据如上所述的本发明，由激光头熔融的密封材料料的温度缓慢地下降，而不是急剧地下降，具有使玻璃基板中发生由热冲击引起的裂纹的现象最小化的效果。

Description

玻璃基板的激光密封装置

技术领域

本发明涉及玻璃基板，更详细地涉及一种为了在密封玻璃基板的过程中防止玻璃基板中产生裂纹，由具有相互不同温度的两个激光头构成的玻璃基板的激光密封装置。

背景技术

透明传导性玻璃基板使用于包括太阳能电池的显示面板及相关材料、部件、设备等以外，还使用于双层真空玻璃(Double Vaccum Glass)。上述传导性玻璃基板防止气体向外部泄漏，并在内部具有容易由氧气或水分氧化、劣化的电极，因此防止氧气等从外部进入很重要。

因此，以往，为了密封接合传导性玻璃基板，主要使用利用高分子粘结剂的接合方式以及在高温的烧成炉加热作为陶瓷玻璃接合材料的玻璃粉(Glass frit)而进行接合的方式。

在上述方式中，使用作为密封材料的玻璃粉的方式相比利用高分子粘结剂的方式，具有能够防止气体泄漏的气密性优秀的优点。

但是，上述现有技术中存在如下的问题。

以往，上述玻璃粉在涂敷于玻璃基板之间的状态下，由激光照射而熔融。如上所述在上述玻璃粉熔融后温度再度下降的过程中，存在有玻璃基板中产生裂纹的问题。

为了更加具体地说明参照图1，图1中示出由激光照射而熔融的玻璃粉随时间的温度变化。作为参考，在本图中，使用的激光的功率为9W，激光的光束尺寸是1mm。当然，可以根据玻璃粉的烧成状态及涂敷的宽度来改变激光功率及光束尺寸。

从上述图中可知，上述玻璃粉在激光照射的2秒到3秒之间，其温度急剧地上升。即，示出在激光的照射之前保持约30℃，随着激光的照射，在0.5秒内最高增加到550℃。

并且，示出在激光照射后，玻璃粉的温度在2.9秒内下降到100℃。如上所述，随着上述玻璃粉在激光的照射后被急剧地冷却，存在玻璃基板受到热冲击(Thermal shock)而发生裂纹的概率上升的问题。并且，即使未发生裂纹，由于玻璃基板的耐久性下降，存在产生残次品的问题。

发明内容

技术问题

因此，为了解决如上所述的现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种玻璃基板的激光密封装置，使玻璃基板接合时产生裂纹的现象最小化，提高耐久性。

本发明所要实现的技术问题并不限定于以上所提及的技术问题，本领域的技术人员能够通过以下的记载，明确地理解未被提及到的其它技术问题。

解决问题的手段

根据为了达到上述目的本发明的特征，本发明的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，包括：第一激光头，其用激光照射涂敷于玻璃基板之间的密封材料料而使其熔融；第二激光头，其与上述第一激光头隔开规定间隔的方式设置，用激光照射上述第一激光头照射过的部分，并被设定为比上述第一激光头相对低的功率。

本发明的特征在于，还包括加热板，该加热板以能对于上述第一、第二激光头相对移动的方式设置，并在加热为规定的温度的状态下放置上述玻璃基板。

本发明的特征在于，上述第二激光头的光束尺寸相对大于上述第一激光头的光束尺寸。

本发明的特征在于，上述第二激光头的光束尺寸是上述第一激光头的光束尺寸的3倍。

本发明的特征在于，从上述第一激光头照射的第一光斑等于或小于上述密封材料料的宽度。

本发明的特征在于，上述第二激光头的第二光斑与上述第一激光头的第一光斑相邻形成。

本发明的特征在于，上述第一激光头和第二激光头按规定的角度倾斜地设置并照射激光。

本发明的特征在于，上述密封材料是玻璃粉(Glass frit)。

本发明的特征在于，上述第二激光头还包括用于后加热密封材料的热空气(Hot air)及红外线灯的热源。

本发明的特征在于，还包括用于对上述玻璃基板的上表面进行加压的加压装置。

本发明的特征在于，上述加压装置是设置有由弹力支承的多个加压销的加压夹具。

发明的效果

在本发明中，照射激光的激光头由两个激光头构成，各个激光头设置不同的功率，使得设定有高的功率的第一激光头先照射密封材料，连续地由第二激光头照射密封材料。

由此，由激光头熔融的密封材料的温度缓慢地下降，而不是急剧地下降，因而具有使玻璃基板中发生由热冲击引起的裂纹的现象最小化的效果。其结果，带来由激光密封而完成的玻璃基板的耐久性得到提高的结果。

附图说明

图1是表示根据现有技术的密封材料的温度变化的图表。

图2是简要表示本发明玻璃基板的激光密封装置的结构图。

图3是简要表示根据本发明的优选实施例由激光照射密封材料的俯视图。

图4是表示根据本发明的密封材料的温度变化的图表。

图5a是表示现有技术的玻璃基板由激光密封后的状态的照片。

图5b是表示本发明的玻璃基板由激光密封后的状态的照片。

附图标记的说明

10：第一激光头    12：电缆

14：第一光斑    20：第二激光头

22：电缆    24：第二光斑

30：加热板    32：玻璃基板

34：密封材料    40：加压夹具

42：加压销

具体实施方式

以下，参照附图对本发明中的玻璃基板的激光密封装置的优选实施例进行详细的说明。

图2是简要表示本发明玻璃基板的激光密封装置的结构图；图3是简要表示根据本发明的优选实施例由激光照射密封材料的俯视图；图4是表示根据本发明的密封材料的温度变化的图表。

如这些图所示，本发明的玻璃基板的激光密封装置，包括：第一激光头10，其用激光照射涂敷于玻璃基板32之间的密封材料34而使其熔融；第二激光头20，其以与上述第一激光头10隔开规定间隔的方式设置，用激光照射上述第一激光头10所照射的部分，被设定为比上述第一激光头10相对低的功率。

上述第一激光头10及第二激光头20是为了熔融密封材料34而照射激光的部分，对于上述玻璃基板32按规定角度倾斜地设置。并且，上述第一激光头10和第二激光头20相互按规定角度，例如构成约30°的角度倾斜地设置。在上述第一、第二激光头10、20的一侧连接有电缆12、22，用于接受电源供给。

在本实施例中，上述第一激光头10作为加热密封材料34而使其熔融的主密封热源使用，上述第二激光头20作为防止由上述第一激光头10加热的密封材料34急速冷却的辅助密封热源使用此外，上述第二激光头20还包括用于后加热密封材料的热空气(Hot air)及红外线灯等其它热源。

为此，上述第一激光头10的功率设定的比上述第二激光头20的功率高。换句话说，从上述第一激光头10照射的激光的温度设定的比上述第二激光头20高。当上述第一激光头10首先以高温加热上述密封材料34时，第二激光头20连续地以稍微低于第一激光头10的温度加热上述密封材料34，防止密封材料34急速冷却。

并且，为了防止上述密封材料34的急速冷却，上述第二激光头20的光束尺寸相对地大于上述第一激光头10的光束尺寸。并且，上述第一激光头10的光束尺寸等于或小于上述密封材料34的宽度。这在图3中图示。

当上述第二激光头20的光束尺寸大于上述第一激光头10时，上述第二激光头20除了加热密封材料34以外，还将加热密封材料34的周边，从而更加有效地防止密封材料34急速冷却。

其中，上述第二激光头20的光束尺寸优选地形成为上述第一激光头10的光束尺寸的约3倍。这是因为若上述第二激光头20的光束尺寸小于3倍，则防止密封材料34急速冷却的效果甚微，若大于3倍，则密封材料34被冷却时需要过多的时间。

如上所述，上述第二激光头20作为辅助密封热源使用，防止上述密封材料34的急速冷却，并由此能够使玻璃基板32中发生裂纹的现象最小化。

此外，上述第一激光头10及第二激光头20以隔开规定间隔的方式设置，以便能够用激光连续地照射上述密封材料34。为此，从上述第一激光头10照射的激光形成的第一光斑14和从第二激光头20照射的激光形成的第二光斑24优选为相互相邻形成。

即，如图3中图示，如果上述第一光斑14和第二光斑24相邻形成，上述第一光斑14和第二光斑24则能够连续地照射密封材料34。上述第一光斑14和第二光斑24的位置可以通过调整上述第一激光头10和第二激光头20的间隔及角度来进行设定。上述第一光斑14和第二光斑24根据上述第一、第二激光头10、20的光束尺寸而不同，上述第二光斑24大于上述第一光斑14。

接着，在本发明中，通过放置于加热板30上的玻璃基板32进行激光密封工序。上述加热板30是按规定的温度预先加热的平板，起作为上述第一、第二激光头10、20的辅助热源的作用。即，由于上述加热板30加热至规定的温度，与上述第二激光头20一同防止涂敷于上述玻璃基板32之间的密封材料34急速冷却。

此外，上述加热板30以对于上述第一、第二激光头10、20可进行相对移动的方式设置。即，上述第一、第二激光头10、20固定设置，上述加热板30对于第一、第二激光头10、20进行移动使得激光能够照射。例如上述加热板30能够由如同步进电机(Stepping motor)等的驱动源可进行移动地进行设置。当然，上述加热板30并非必须要相对可移动地进行设置，也可以是上述加热板30固定设置，而上述第一、第二激光头10、20沿着上述加热板30上移动的结构。

由以上所述的工序接合的上述玻璃基板32能够使用于各种领域。例如，上述玻璃基板32起到如下的作用：在BIPV模块中防止电解液漏液，防止PDP面板中放电气体泄漏，防止在OLED面板中有机发光体由氧化而改性，在双层真空玻璃中长时间保持高真空度。如上所述的上述玻璃基板32必需通过如上所述的密封工序保持气密度。

并且，在本实施例中，作为上述密封材料34优选地使用作为陶瓷玻璃接合材料的玻璃粉(Glass frit)。上述玻璃粉与高分子粘结剂比较，具有气密性优秀的优点。上述密封材料34为了上述玻璃基板32的密封，如图2所示地，沿着上述玻璃基板32沿直线状长长地涂敷。

此外，根据本发明中的玻璃基板的激光密封装置，还包括用于对上述玻璃基板32进行加压的加压装置。上述加压装置按压上述玻璃基板32的上表面，防止上述玻璃基板32在密封过程中脱落，并起到更加有效地接合的作用。

在本实施例中，上述加压装置由加压夹具40和弹性地支承于上述加压夹具40的加压销42构成。上述加压夹具40沿着上述玻璃基板32的长度方向较长地形成，在上述加压夹具40中，按规定间隔设置多个加压销42。上述加压销42设置为通过弹力得到支承，例如，通过在后端搭载弹簧，向加压销42提供弹力使其朝向玻璃基板32。

以下，参照附图4、图5a及图5b对本发明中的玻璃基板的激光密封装置的作用进行详细的说明。

如上所述，在本发明中，为了在玻璃基板32的密封工序时防止玻璃基板32中产生裂纹，具有设定的功率比第一激光头10低的第二激光头20。

图4中图示出由具有如上所述的结构的激光密封装置加热的密封材料34的温度变化。参照附图，上述密封材料34最初保持与加热板30的温度相同的温度。即，可知虽然在图1中密封材料34最初保持约30℃，但在本发明中保持作为加热板30的温度的约70℃。并且，在上述玻璃基板32的上表面放置另外的玻璃基板32。

在上述玻璃基板32层叠的状态下，上述加压夹具40下降，上述加压销42按压上述玻璃基板32的一侧，使两个玻璃基板32能够很好地密封。

在此状态下，上述第一激光头10及第二激光头20依次向密封材料34照射激光。当由上述第一、第二激光头10、20照射激光时，如图4所示，密封材料34的温度急剧地上升。由从上述第一激光头10照射的激光，上述密封材料34的温度上升到约660℃。

接着，在上述第一激光头10刚经过后，上述密封材料34的温度急剧地下降到约60℃程度。但是，由于紧接着上述第一激光头10，第二激光头20用激光照射密封材料34，因此上述密封材料34的温度再度上升到630℃后下降。

观察上述密封材料34的温度下降的情况，与图1进行比较，可以确认如果温度要下降到约100℃，现有技术中需要2.9秒，而在本实施例中需要27.8秒。如上所述，在本实施例中，上述密封材料34的温度缓慢地下降，而不是如现有技术那样急剧地下降，因而使玻璃基板32受到热冲击而发生裂纹的现象最小化，并能够提高耐久性。

参照图5a及图5b，可知本发明的玻璃基板b中裂纹比现有技术的玻璃基板a显著减少。

本发明的权利范围并不限定于如上所述的实施例，而是由权利要求书中的记载进行定义，本领域的技术人员在权利要求书中记载的权利范围内可以进行多种变形和改进是显而易见的。

Claims (10)

1.一种玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，包括：

第一激光头，其用激光照射涂敷于玻璃基板之间的密封材料料而使其熔融；

第二激光头，其与所述第一激光头隔开规定间隔的方式设置，用激光照射所述第一激光头照射过的部分，并被设定为比所述第一激光头相对低的功率；以及

用于对所述玻璃基板的上表面进行加压的加压装置，

其中所述激光密封装置能够防止所述密封材料的急速冷却。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，还包括加热板，该加热板以能对于所述第一、第二激光头相对移动的方式设置，并在加热为规定的温度的状态下放置所述玻璃基板。

3.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述第二激光头的光束尺寸相对大于所述第一激光头的光束尺寸。

4.根据权利要求3所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述第二激光头的光束尺寸是所述第一激光头的光束尺寸的3倍。

5.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，从所述第一激光头照射的第一光斑等于或小于所述密封材料料的宽度。

6.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述第二激光头的第二光斑与所述第一激光头的第一光斑相邻形成。

7.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述第一激光头和第二激光头按规定的角度倾斜地设置并照射激光。

8.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述密封材料料是玻璃粉。

9.根据权利要求2所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述第二激光头还包括用于后加热密封材料料的热空气及红外线灯的热源。

10.根据权利要求1所述的玻璃基板的激光密封装置，其特征在于，所述加压装置是设置有由弹力支承的多个加压销的加压夹具。

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