CN102865939B

CN102865939B - 用于光电器件封装的激光键合温度采集系统及光电器件封装的方法

Info

Publication number: CN102865939B
Application number: CN201210334815.4A
Authority: CN
Inventors: 赖禹能; 葛军锋; 张建华; 黄元昊; 陈遵淼
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: CN102865939A

Abstract

本发明公开了一种用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，包括温度传感器及其定位构件，定位构件包括固定位置定位构件和可变位置定位构件，固定位置定位构件用于定点测温的温度传感器固定于对应玻璃密封条的相应位置，对玻璃密封条的固定点温度进行测试，可变位置定位构件的活动部与其他温度传感器固定连接，约束温度传感器沿着玻璃密封条的外围移动，通过控制温度传感器测试点位置，实现对玻璃密封条不同点的温度测试。本发明公开了一种光电器件封装的方法，通过对玻璃密封条处的温度进行实时定点温度采集和实时非定点温度采集，控制激光的输出功率、激光束移动速度和方向。本发明能简便实时测量玻璃料键合处不同位置温度，结构简单，效率高。

Description

用于光电器件封装的激光键合温度采集系统及光电器件封装的方法

技术领域

本发明涉及一种光电器件封装技术，特别是一种温度采集系统及利用该温度采集系统采集激光键合温度进行光电器件制备工艺，用于光电器件封装技术领域。

背景技术

有机发光二级管显示技术由于其优良的发光性能及其广泛的应用前景而得到重视。OLED具有高亮度、良好的色彩对比度、宽视角、刷新速度快和低能耗等优点。然而，OLED器件中的有机发光层和电极均对周围环境中的氧和水分十分敏感，会与其相互作用而发生劣化，从而大大影响OLED器件的使用寿命。将OLED器件中的有机发光层和电极与周围环境通过气密式密封的方式分隔开可显著的延长该器件的寿命，同时密封的效果受到激光功率的影响，即密封的效果受到玻璃料键合处的温度的影响，所以测量玻璃料键合处的温度对封装质量的提高具有重要意义。为了测量玻璃料键合处的温度，各种温度测试法被应用于OLED器件气密式密封中，但现有技术的温度采集装置结构复杂，设计和制造成本较高，测温效果也不够理想。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，能够满足简便测量玻璃料键合处不同位置温度，可以有效控制激光的输出功率、激光束移动速度和方向，保证光电器件封装质量，结构简单，设计和制造成本低，可以根据不同的光电器件封装工艺进行定制设计和制造。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，包括温度传感器及其定位构件，不同的温度传感器分别围绕用于光电器件封装的玻璃基板外围设置，通过定位构件能设定温度传感器的温度采集点位置，使不同的温度传感器沿着用于光电器件封装的玻璃密封条进行温度采集点布局，分别对玻璃密封条的相应位置进行定点测温，玻璃基板固定安装于支撑底板上的定位槽内，且玻璃基板的外缘与定位槽的槽口边缘之间具有环形预留间隙，定位构件即设置于玻璃基板外缘周边的环形预留间隙内，定位构件包括固定位置定位构件和可变位置定位构件，固定位置定位构件固定安装于支撑底板上，固定位置定位构件用于定点测温的温度传感器固定于对应玻璃密封条的相应位置，对玻璃密封条的固定点温度进行测试，可变位置定位构件由固定部和活动部组成，可变位置定位构件的固定部也固定安装于支撑底板上，可变位置定位构件的活动部能沿着可变位置定位构件的固定部移动，可变位置定位构件的活动部与其他温度传感器固定连接，即能约束相应温度传感器沿着玻璃密封条的外围移动，通过控制温度传感器的测试点位置，实现对玻璃密封条不同点的温度测试。

上述固定位置定位构件安装于玻璃基板的外缘各转角位置处，使温度传感器对玻璃密封条的各转弯位置处的固定点温度进行测试。

上述可变位置定位构件的固定部和活动部构成滑动副，即可变位置定位构件的固定部为围绕玻璃基板外缘的滑道，可变位置定位构件的活动部为滑动体，滑动体能沿着滑道滑动至相应的温度测试位置，通过滑动体的移动实现对玻璃密封条在激光键合时不同点的温度测试。

上述温度传感器优选采用K型热电偶。

上述滑道采用滑轨、滑竿或滑槽。

作为本发明的改进，靠近滑道还设有指示标尺，指示标尺测量指示滑动体位于滑道的当前位置，对安装于滑动体上的温度传感器进行精确定位。

本发明提供一种利用本发明用于光电器件封装的激光键合温度采集系统进行光电器件封装的方法，包括如下步骤：

a. 将沉积有光电器件和涂刷玻璃料的玻璃基板与玻璃盖板进行精确对位，组合形成待键合光电器件，将待键合光电器件的玻璃基板固定于支撑底板上，再将压板构件覆盖于玻璃盖板上；

b. 通过对压板构件和支撑底板进行夹紧，向玻璃盖板和玻璃基板施加压力，使玻璃盖板和玻璃基板与玻璃密封条紧密键合；

c. 采用分光的激光束聚焦于玻璃料进行周线型扫描，能量低位置在前的激光束对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度；

d. 能量高的激光束对玻璃料进行加热融化，使玻璃盖板、玻璃密封条和玻璃基板在激光的作用下共同形成玻璃密封体，封装光电器件，同时采用温度传感器对玻璃密封条处的温度进行实时定点温度采集和实时非定点温度采集，得到玻璃料融化动态参数，进而控制激光的输出功率、激光束移动速度和方向；实时非定点温度采集具体为温度传感器沿着玻璃密封条的外围移动，通过控制温度传感器的测试点位置，实现对玻璃密封条不同点的温度测试。

e. 将玻璃密封体温度降至室温，完成封装，然后通过推动活动预装于支撑底板的锥形孔的锥形销使玻璃密封体与支撑底板分离。

在上述光电器件封装的方法中，锥形销的顶端不高出支撑底板的上表面，锥形销的底端最好高出支撑底板的底表面，锥形销在垂直于支撑底板表面的方向上移动，能将玻璃基板从支撑底板的上表面顶起。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1. 本发明激光键合温度采集系统能简便实时测量玻璃料键合处不同位置温度，无需复杂的测温装置，结构简单，效率高，便于应用，适应性强。

2. 本发明激光键合温度采集系统可以对玻璃密封条的任何点进行温度采集，通过对玻璃密封条的各转弯位置处的定点温度采集结合对玻璃密封条的其他段的位置温度采集，能够实现全方位温度监测，温度检测效果好，可以有效保证器件的封装质量。

附图说明

图1是本发明实施例一激光键合温度采集系统结构示意图。

图2沿图1中A-A线的剖视图。

图3是利用本发明实施例一激光键合温度采集系统进行光电器件封装的流程简图。

图4是本发明实施例二激光键合温度采集系统结构示意图。

具体实施方式

结合附图，对本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

参见图1和图2，一种用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，包括温度传感器及其定位构件，不同的温度传感器分别围绕用于光电器件封装的玻璃基板10外围设置，通过定位构件能设定温度传感器的温度采集点位置，使不同的温度传感器沿着用于光电器件封装的玻璃密封条11进行温度采集点布局，分别对玻璃密封条11的相应位置进行定点测温，玻璃基板10固定安装于支撑底板1上的定位槽2内，且玻璃基板10的外缘与定位槽2的槽口边缘之间具有环形预留间隙，定位构件即设置于玻璃基板10外缘周边的环形预留间隙内，定位构件包括固定位置定位构件6和可变位置定位构件3，固定位置定位构件6固定安装于支撑底板1上，固定位置定位构件6用于定点测温的温度传感器固定于对应玻璃密封条11的相应位置，对玻璃密封条11的固定点温度进行测试，可变位置定位构件3由固定部和活动部组成，可变位置定位构件3的固定部也固定安装于支撑底板1上，可变位置定位构件3的活动部能沿着可变位置定位构件3的固定部移动，可变位置定位构件3的活动部与其他温度传感器固定连接，即能约束相应温度传感器沿着玻璃密封条11的外围移动，通过控制温度传感器的测试点位置，实现对玻璃密封条11不同点的温度测试。在本实施例中，光电器件激光封装时，将待键合的玻璃密封体置入支撑底板1的定位槽2中，即是将玻璃基板10安装于定位槽2中，玻璃基板10宽度尺寸与定位槽2尺寸相同或小于定位槽2上口宽度，而玻璃盖板8的上表面高度略高于定位槽2的深度，使玻璃密封体实现抽屉式的运动。在本实施例中，如玻璃基板10和玻璃盖板8的厚度都为1mm，则取定位槽2深度1.5mm，玻璃基板10全部安装于定位槽2中，而玻璃盖板8有部分位于定位沟槽中，能够很好地避免玻璃基板10与玻璃盖板8错位运动。定位构件包括固定位置定位构件6和可变位置定位构件3，使对玻璃密封条11的各转弯位置处的定点温度采集结合对玻璃密封条的其他段的位置温度采集，通过定点温度采集和非定点温度采集的组合，能够实现全方位温度监测，温度检测效果好，可以有效保证器件的封装质量。本实施例能广泛应用于有机发光二极管显示器以及MEMES等光电器件使用。

在本实施例中，固定位置定位构件6安装于玻璃基板10的外缘各转角位置处，使温度传感器对玻璃密封条11的各转弯位置处的固定点温度进行测试。玻璃基板10的外缘各转角用于安装温度传感器，便于测量激光束运动方向改变时的温度变化。通过对玻璃密封条11转弯位置处的温度进行实时定点温度采集，体现玻璃料融化状态，获取激光的输出功率、激光束的移动速度和激光束的移动方向的变化对封装质量有直接的影响，以利于控制激光束对玻璃料进行加热融化的工艺。

在本实施例中，可变位置定位构件3的固定部和活动部构成滑动副，即可变位置定位构件3的固定部为围绕玻璃基板10外缘的滑道4，可变位置定位构件3的活动部为滑动体，滑动体能沿着滑道4滑动至相应的温度测试位置，通过滑动体的移动实现对玻璃密封条11在激光键合时不同点的温度测试。可变位置定位构件3用于安装温度传感器，使温度传感器能定位以测量不同位置的玻璃料激光封装时的温度。通过对玻璃密封条11的多位置点的温度进行实时定点温度采集，体现玻璃料融化状态，获取激光的输出功率和激光束的移动速度的变化对封装质量有直接的影响，以利于控制激光束对玻璃料进行加热融化的工艺。

在本实施例中，温度传感器为K型热电偶。K型热电偶作为一种温度传感器，易于与显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用，方便通过自动控制策略对激光束的加热工艺进行控制。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度，完全满足玻璃料熔融温度的检测。 K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，其安装固定装置使其易于与机械结构机械连接安装，可以方便地装载于滑动体上。此外，K型热电偶还具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，完全满足本实施例激光键合温度采集系统的功能需要。

在本实施例中，滑道4为滑轨、滑竿或滑槽，通用的滑道结构简单，易于设计制造，使可变位置定位构件3的固定部和活动部构成滑动副工作更加稳定。

参见图3，利用本实施例用于光电器件封装的激光键合温度采集系统进行光电器件封装的方法，包括如下步骤：

a. 将玻璃料通过丝网印刷涂到玻璃基板10上，刷涂的玻璃料宽度为1毫米，小于激光光斑直径大小，刷涂的玻璃料厚度为15~40微米，然后将OLED器件放入玻璃料和玻璃基板10所围成的空间内，盖上玻璃盖板8，使玻璃基板10与玻璃盖板8进行精确对位，组合形成待键合OLED器件，将待键合OLED器件的玻璃基板10固定于支撑底板1上，支撑底板1用于承载待封装的OLED器件，再将压板构件7覆盖于玻璃盖板8上；压板构件7位于玻璃盖板8背向支撑底板1一侧，用于与支撑底板1结构配合，为待封装的OLED器件提供夹持力；

b. 通过对压板构件7和支撑底板1进行夹紧，向玻璃盖板8和玻璃基板10施加压力，使玻璃盖板8和玻璃基板10与玻璃密封条11紧密键合；

d. 能量高的激光束对玻璃料进行加热融化，使玻璃盖板8、玻璃密封条11和玻璃基板10在激光的作用下共同形成气密封的玻璃密封体，封装OLED器件，同时采用K型热电偶对玻璃密封条11处的温度进行实时定点温度采集和实时非定点温度采集，得到玻璃料融化动态参数，进而控制激光的输出功率、激光束移动速度和方向；实时非定点温度采集具体为K型热电偶沿着玻璃密封条11的外围移动，通过控制K型热电偶的测试点位置，实现对玻璃密封条11不同点的温度测试；在封装过程中，激光的功率以及移动的速度对封装质量有直接的影响，以温度对玻璃料融化效果直接体现出来。

e. 将玻璃密封体温度降至室温，完成OLED器件封装，然后通过推动活动预装于支撑底板1的锥形孔的锥形销9使玻璃密封体与支撑底板1分离；锥形销9的顶端不高出支撑底板1的上表面，锥形销9的底端最好高出支撑底板1的底表面，锥形销9在垂直于支撑底板1表面的方向上移动，能将玻璃基板10从支撑底板1的上表面顶起。锥形销在支撑底板1表面的垂直方向的运动可顶出玻璃基板10，再配合镊子就可以方便的取出玻璃基板10，方便玻璃基板10的快速取出。在本实施例中，锥形销9顶角度数为10度，锥形销9的顶端与定位槽2的底面相平，而锥形销9底端高出支撑底板1的底部。

实施例二：

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，特别之处在于：

参见图4，在本实施例中，靠近滑道4还设有指示标尺5，指示标尺5测量指示滑动体位于滑道4的当前位置，对安装于滑动体上的温度传感器进行精确定位。滑动构件的指示标尺5能提供精确刻度，以方便精确定位滑动体的运动坐标，从而实现对温度传感器进行更加精确的调整定位，可准确地测量玻璃密封条11不同点的温度。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化。凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明用于光电器件封装的激光键合温度采集系统及光电器件封装的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，包括温度传感器及其定位构件，不同的所述温度传感器分别围绕用于光电器件封装的玻璃基板（10）外围设置，通过所述定位构件能设定所述温度传感器的温度采集点位置，使不同的温度传感器沿着用于光电器件封装的玻璃密封条（11）进行温度采集点布局，分别对所述玻璃密封条（11）的相应位置进行定点测温，其特征在于：所述玻璃基板（10）固定安装于支撑底板（1）上的定位槽（2）内，且所述玻璃基板（10）的外缘与所述定位槽（2）的槽口边缘之间具有环形预留间隙，所述的玻璃密封条（11）布置于玻璃基板（10）的上方边缘处，所述定位构件即设置于所述玻璃基板（10）外缘周边的环形预留间隙内，所述定位构件包括固定位置定位构件（6）和可变位置定位构件（3），所述固定位置定位构件（6）固定安装于所述支撑底板（1）上，所述固定位置定位构件（6）用于定点测温的所述温度传感器固定于对应所述玻璃密封条（11）的相应位置，对所述玻璃密封条（11）的固定点温度进行测试，所述可变位置定位构件（3）由固定部和活动部组成，所述可变位置定位构件（3）的固定部也固定安装于所述支撑底板（1）上，所述可变位置定位构件（3）的活动部能沿着所述可变位置定位构件（3）的固定部移动，所述可变位置定位构件（3）的活动部与非定点测温的温度传感器固定连接，即能约束相应所述温度传感器沿着所述玻璃密封条（11）的外围移动，通过控制所述温度传感器的测试点位置，实现对所述玻璃密封条（11）不同点的温度测试。

2.根据权利要求1所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，其特征在于：所述固定位置定位构件（6）安装于所述玻璃基板（10）的外缘各转角位置处，使所述温度传感器对所述玻璃密封条（11）的各转弯位置处的固定点温度进行测试。

3.根据权利要求2所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，其特征在于：所述可变位置定位构件（3）的固定部和活动部构成滑动副，即所述可变位置定位构件（3）的固定部为围绕所述玻璃基板（10）外缘的滑道（4），所述可变位置定位构件（3）的活动部为滑动体，所述滑动体能沿着滑道（4）滑动至相应的温度测试位置，通过滑动体的移动实现对所述玻璃密封条（11）在激光键合时不同点的温度测试。

4.根据权利要求3所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，其特征在于：靠近所述滑道（4）还设有指示标尺（5），所述指示标尺（5）测量指示所述滑动体位于所述滑道（4）的当前位置，对安装于所述滑动体上的温度传感器进行精确定位。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，其特征在于：所述温度传感器为K型热电偶。

6.根据权利要求3所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统，其特征在于：滑道（4）为滑轨、滑竿或滑槽。

7.一种利用权利要求1～4中任意一项所述的用于光电器件封装的激光键合温度采集系统进行光电器件封装的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 将沉积有光电器件和涂刷玻璃密封料的玻璃基板（10）与玻璃盖板（8）进行精确对位，组合形成待键合光电器件，将待键合光电器件的玻璃基板（10）固定于支撑底板（1）上，再将压板构件（7）覆盖于玻璃盖板（8）上；

b. 通过对压板构件（7）和支撑底板（1）进行夹紧，向玻璃盖板（8）和玻璃基板（10）施加压力，使所述玻璃盖板（8）和玻璃基板（10）分别与玻璃密封条（11）紧密键合；

c. 采用分光的激光束聚焦于玻璃密封料进行周线型扫描，能量低位置在前的激光束对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度；

d. 能量高的激光束对玻璃密封料进行加热融化，使玻璃盖板（8）、玻璃密封条（11）和玻璃基板（10）在激光的作用下共同形成玻璃密封体，封装光电器件，同时采用温度传感器对玻璃密封条（11）处的温度进行实时定点温度采集和实时非定点温度采集，得到玻璃密封料融化动态参数，进而控制激光的输出功率、激光束移动速度和方向；

e. 将玻璃密封体温度降至室温，完成封装，然后通过推动活动预装于支撑底板（1）的锥形孔的锥形销（9）使玻璃密封体与支撑底板（1）分离。

8.根据权利要求7所述的光电器件封装的方法，其特征在于：在步骤d中，实时非定点温度采集具体为温度传感器沿着玻璃密封条（11）的外围移动，通过控制所述温度传感器的测试点位置，实现对所述玻璃密封条（11）不同点的温度测试。

9.根据权利要求7所述的光电器件封装的方法，其特征在于：在步骤e中，所述锥形销（9）的顶端不高出所述支撑底板（1）的上表面，所述锥形销（9）的底端高出所述支撑底板（1）的底表面，所述锥形销（9）在垂直于所述支撑底板（1）表面的方向上移动，能将玻璃基板（10）从支撑底板（1）的上表面顶起。