CN103178214A - 光电器件封装方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光电器件封装方法和设备，该设备包括用于对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度的预热组件，所述预热组件包括基座、金属板、加热板、传感器以及温度控制器；所述金属板安装在所述基座顶部，顶面放置玻璃密封料，所述加热板安装在所述金属板底部，对所述金属板进行加热，以使所述金属板升温对玻璃密封料进行预热，使所述玻璃密封料达到初始温度。本发明玻璃密封料在施加激光之前进行预热使玻璃密封料达到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。
Description
【技术领域】
本发明涉及光电器件封装领域，尤其涉及一种光电器件封装方法及设备。
【背景技术】
传统的OLED(有机发光二极管)器件封装方法包括：采用无机填料和/或有机填料的环氧树脂封装和金属键合。环氧树脂封装虽然能提供有效的机械强度，但是价格昂贵限制了其使用，并且不能完全保护玻璃密封体。金属键合则由于金属和玻璃CTE的差异比较大，不能在较大的温度范围内持久使用。
目前，激光键合玻璃密封料方法运用到了OLED器件密封体上，采用激光束移动加热玻璃密封料，使玻璃密封料先后熔化形成气密式封装。但是，由于加热玻璃密封料的激光束快速移动，玻璃密封料吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，瞬间高温带来的热应力容易产生玻璃基板裂纹，影响玻璃密封料的机械强度和质量。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种防止玻璃基板产生裂纹的光电器件封装方法。
此外，有必要提供一种防止玻璃基板产生裂纹的光电器件封装设备。
一种光电器件封装方法，包括如下步骤：
将具有玻璃密封料的玻璃盖板与沉积有光电器件的玻璃基板进行精确对位和固定；
向所述玻璃盖板和玻璃基板施加压力，使所述玻璃盖板和玻璃基板与所述玻璃密封料紧密键合；
对所述玻璃密封料进行预热，使所述玻璃密封料达到初始温度；
对预热的玻璃密封料施加移动的激光进行加热，使所述玻璃盖板、玻璃密封料和玻璃基板在激光的作用下共同形成玻璃密封体，封装所述光电器件；
将所述玻璃密封体温度降至室温，完成封装。
优选的，所述玻璃密封料通过丝网印刷沉积在玻璃盖板的边缘内侧，并构成玻璃封条。
优选的，所述玻璃封条的宽度小于激光光斑直径，高度大于所述光电器件的高度。
优选的，所述初始温度高于50度以上，且低于所述光电器件的破坏温度。
一种光电器件封装设备，包括用于对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度的预热组件，所述预热组件包括基座、金属板、加热板、传感器以及温度控制器；所述金属板安装在所述基座顶部，顶面放置玻璃密封料，所述加热板安装在所述金属板底部，对所述金属板进行加热，以使所述金属板升温对玻璃密封料进行预热，使所述玻璃密封料达到初始温度。
优选的，所述预热组件还包括传感器及温度控制器；所述传感器安装在所述金属板上，监测所述监测金属板的温度，反馈给所述温度控制器，所述温度控制器控制所述加热板对金属板进行加热，使金属板形成一个恒定的温度场，对所述玻璃密封料预热，使玻璃密封料温度稳定在初始温度。
优选的，所述初始温度高于50度以上，且低于所述光电器件的破坏温度。
优选的，所述光电器件封装设备还包括对位组件、加压组件以及热源；
所述对位组件用于将具有玻璃密封料的玻璃盖板与沉积有光电器件的玻璃基板进行精确对位和固定，并放置于预热组件上；
所述加压组件向所述玻璃盖板和玻璃基板施加压力，使所述玻璃盖板和玻璃基板与玻璃密封料紧密键合；
所述热源用于对预热的玻璃密封料施加移动的激光进行加热，使玻璃盖板、玻璃密封料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。
优选的，所述玻璃密封料通过丝网印刷沉积在所述玻璃盖板的边缘内侧，并构成玻璃封条，所述玻璃封条的宽度小于激光光斑直径，高度大于所述光电器件的高度。
优选的，所述基座采用绝热刚性塑料材质；所述金属板采用不锈钢板材质。
上述光电器件封装方法及设备，玻璃密封料在施加激光之前进行预热使玻璃密封料达到初始温度，在施加激光之后，玻璃密封料吸收激光能量由初始温度上升到熔融温度后又冷却到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。
【附图说明】
图1是一个实施例中光电器件封装方法的流程图；
图2是一个实施例中光电器件封装设备的结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1是一个实施例中光电器件封装方法的流程图。该方法采用玻璃对玻璃激光键合的方式封装光电器件，包括如下步骤：
S10：将具有玻璃密封料的玻璃盖板与沉积有光电器件的玻璃基板进行精确对位和固定。
该实施例中，玻璃密封料通过丝网印刷沉积在玻璃盖板的边缘内侧，并构成玻璃封条。进一步的，玻璃封条的宽度小于激光光斑直径。玻璃封条的高度大于光电器件的高度。
S20：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料紧密键合。
在玻璃盖板与玻璃基板对位固定后，为使玻璃盖板和玻璃基板与玻璃密封料紧密键合，需要对玻璃盖板和玻璃基板施加一定的压力。在压力作用下，玻璃盖板与玻璃密封料接触的区域以及玻璃基板与玻璃密封料接触的区域均与玻璃密封料紧密键合。
S30：对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度。
在对玻璃密封料进行激光键合之前，首先对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到一个初始温度。该初始温度高于50度以上，且低于光电器件的破坏温度，使玻璃密封料具有较高的初始温度，又不破坏光电器件，对光电器件进行保护。
该实施例中，该步骤具体为：对玻璃密封料周围建立动态恒定的温度场，对玻璃密封料进行预热。动态恒定的温度场使得玻璃密封料达到并维持在初始温度。
S40：对预热的玻璃密封料施加移动的激光进行加热，使玻璃盖板、玻璃密封料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。
对玻璃密封料进行预热，玻璃密封料达到初始温度后，对玻璃密封料施加一个移动的激光，对玻璃密封料进行加热，使得玻璃密封料温度由初始温度上升熔融，然后激光移动过后再冷却到初始温度固化，形成密封封条的密封边界，在玻璃盖板和玻璃基板之间形成气密式密封，使玻璃盖板、玻璃密封料和玻璃基板在激光的作用下共同形成玻璃密封体，从而封装光电器件。由于玻璃密封料在施加激光之前进行了一定的预热达到了初始温度，在施加激光之后，玻璃密封料吸收激光能量由初始温度上升到熔融温度后又冷却到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。
S50：将玻璃密封体温度降至室温，完成封装。
在玻璃盖板、玻璃密封料和玻璃基板形成玻璃密封体后，将玻璃密封体温度由初始温度逐渐降至室温，则完成封装。
该方法，玻璃密封料在施加激光之前进行了一定的预热达到了初始温度，在施加激光之后，玻璃密封料吸收激光能量由初始温度上升到熔融温度后又冷却到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。该方法适用于有机发光二极管(OLED)显示器、太阳能电池及其它光电器件的封装。
此外，还提供一种光电器件的封装设备。如图2所示，该封装设备采用玻璃对玻璃激光键合的方式封装光电器件，包括对位组件(图未示)、加压组件(图未示)、预热组件100和热源(图未示)。
对位组件用于将具有玻璃密封料200的玻璃盖板300与沉积有光电器件400的玻璃基板500进行精确对位和固定，并放置于预热组件100上。
该实施例中，玻璃密封料200通过丝网印刷沉积在玻璃盖板300的边缘内侧，并构成玻璃封条。进一步的，玻璃封条的宽度小于激光光斑直径。玻璃封条的高度大于光电器件400的高度。
加压组件向玻璃盖板300和玻璃基板施500加压力，使玻璃盖板300和玻璃基板500与玻璃密封料200紧密键合。
在玻璃盖板300与玻璃基板500对位固定后，为使玻璃盖板300和玻璃基板500与玻璃密封料200紧密键合，加压组件对玻璃盖板300和玻璃基板500施加一定的压力。在压力作用下，玻璃盖板300与玻璃密封料200接触的区域以及玻璃基板500与玻璃密封料200接触的区域均与玻璃密封料200紧密键合。
预热组件100用于对顶部放置的玻璃密封料200进行预热，使玻璃密封料200达到初始温度。
该设备，在对玻璃密封料200进行激光键合之前，首先由预热组件100对玻璃密封料200进行预热，使玻璃密封料200达到一个初始温度。该初始温度高于50度以上，同时低于光电器件的破坏温度，使玻璃密封料200具有较高的初始温度，又不破坏光电器件400，对光电器件400进行保护。
该实施例中，预热组件100包括基座110、金属板120以及加热板130。金属板120安装在基座110顶部，顶面放置玻璃密封料200。加热板130安装在金属板120底部，对金属板120进行加热，使金属板120升温对玻璃密封料200进行预热，使玻璃密封料200达到初始温度。
进一步的，预热组件100还包括传感器140和温度控制器(图未示)。传感器140设置在金属板120上，监测金属板120的温度，反馈给温度控制器。温度控制器控制加热板140的温度对金属板120进行加热，使金属板120形成一个恒定的温度场，对玻璃密封料200预热，使玻璃密封料200温度稳定在初始温度。
优选的实施方式中，基座110采用绝热刚性塑料材质。绝热刚性塑料具有一定的机械性能，能够支撑金属板120。绝热刚性塑料具有优良的隔热性能且与金属板120之间较小的接触面积，能够阻碍了热量的传递流失，利于金属板120快速建立动态恒定的温度场。
金属板120采用不锈钢板材质。不锈钢板具有良好的导热性，130对金属板120加热时，利用不锈钢板良好的导热性能将金属板120快速加热到初始温度。不锈钢板高平面度的上表面与玻璃基板400紧密接触，有利于均匀导热，并降低压力分力的影响。
金属板120内部安装的传感器140，传感器140具有敏感的测量能力和较好的精确度，与金属板120接触良好，测量金属板120的温度，交由温度控制器，温度控制器通过开关作用控制加热板130的温度，从而使金属板120形成一个恒定的温度场，该温度场减小温度波动对玻璃热应力产生的影响，提高激光键合玻璃密封料200的质量。
热源用于对预热的玻璃密封料200施加移动的激光进行加热，使玻璃盖板300、玻璃密封料200和玻璃基板500在激光的作用下共同形成玻璃密封体，封装光电器件400。玻璃密封体温度降至室温，完成封装。
由于预热组件100对玻璃密封料200进行了预热，玻璃密封料200达到初始温度后，热源对玻璃密封料200施加一个移动的激光，对玻璃密封料200进行加热，使得玻璃密封料200温度由初始温度上升熔融，然后激光移动过后再冷却到初始温度固化，形成玻璃封条的密封边界，在玻璃盖板300和玻璃基板500之间形成气密式密封，使玻璃盖板300、玻璃密封料200和玻璃基板500在激光的作用下共同形成玻璃密封体，从而封装光电器件400。由于玻璃密封料200在施加激光之前进行了一定的预热达到了初始温度，在施加激光之后，玻璃密封料200吸收激光能量由初始温度上升到熔融温度后又冷却到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料200吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板500裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。
在玻璃盖板300、玻璃密封料200和玻璃基板500形成玻璃密封体后，将玻璃密封体温度由初始温度逐渐降至室温，则完成封装。
该设备，在玻璃密封料200施加激光之前进行预热使玻璃密封料200达到初始温度，在施加激光之后，玻璃密封料200吸收激光能量由初始温度上升到熔融温度后又冷却到初始温度，从而降低温升幅度，避免由于激光束的快速移动，玻璃密封料200吸收激光能量并迅速从室温上升到熔融温度后又迅速冷却到室温，防止瞬间高温导致玻璃基板500裂纹的产生，提高光电器件封装的强度和质量。该设备适用于有机发光二极管(OLED)显示器、太阳能电池及其它光电器件的封装。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光电器件封装方法，包括如下步骤：
将具有玻璃密封料的玻璃盖板与沉积有光电器件的玻璃基板进行精确对位和固定；
向所述玻璃盖板和玻璃基板施加压力，使所述玻璃盖板和玻璃基板与所述玻璃密封料紧密键合；
对所述玻璃密封料进行预热，使所述玻璃密封料达到初始温度；
对预热的玻璃密封料施加移动的激光进行加热，使所述玻璃盖板、玻璃密封料和玻璃基板在激光的作用下共同形成玻璃密封体，封装所述光电器件；
将所述玻璃密封体温度降至室温，完成封装。
2.根据权利要求1所述的光电器件封装方法，其特征在于，所述玻璃密封料通过丝网印刷沉积在玻璃盖板的边缘内侧，并构成玻璃封条。
3.根据权利要求2所述的光电器件封装方法，其特征在于，所述玻璃封条的宽度小于激光光斑直径，高度大于所述光电器件的高度。
4.根据权利要求1所述的光电器件封装方法，其特征在于，所述初始温度高于50度以上，且低于所述光电器件的破坏温度。
5.一种光电器件封装设备，其特征在于，包括用于对玻璃密封料进行预热，使玻璃密封料达到初始温度的预热组件，所述预热组件包括基座、金属板、加热板、传感器以及温度控制器；所述金属板安装在所述基座顶部，顶面放置玻璃密封料，所述加热板安装在所述金属板底部，对所述金属板进行加热，以使所述金属板升温对玻璃密封料进行预热，使所述玻璃密封料达到初始温度。
6.根据权利要求5所述的光电器件封装设备，其特征在于，所述预热组件还包括传感器及温度控制器；所述传感器安装在所述金属板上，监测所述监测金属板的温度，反馈给所述温度控制器，所述温度控制器控制所述加热板对金属板进行加热，使金属板形成一个恒定的温度场，对所述玻璃密封料预热，使玻璃密封料温度稳定在初始温度。
7.根据权利要求5或6所述的光电器件封装设备，其特征在于，所述初始温度高于50度以上，且低于所述光电器件的破坏温度。
8.根据权利要求5所述的光电器件封装设备，其特征在于，所述光电器件封装设备还包括对位组件、加压组件以及热源；
所述对位组件用于将具有玻璃密封料的玻璃盖板与沉积有光电器件的玻璃基板进行精确对位和固定，并放置于预热组件上；
所述加压组件向所述玻璃盖板和玻璃基板施加压力，使所述玻璃盖板和玻璃基板与玻璃密封料紧密键合；
所述热源用于对预热的玻璃密封料施加移动的激光进行加热，使玻璃盖板、玻璃密封料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。
9.根据权利要求8所述的光电器件封装设备，其特征在于，所述玻璃密封料通过丝网印刷沉积在所述玻璃盖板的边缘内侧，并构成玻璃封条，所述玻璃封条的宽度小于激光光斑直径，高度大于所述光电器件的高度。
10.根据权利要求5所述的光电器件封装设备，其特征在于，所述基座采用绝热刚性塑料材质；所述金属板采用不锈钢板材质。
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