CN103465471B - 激光封装方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种激光封装方法，包括获取封装直线的长度信息；获取点状激光束，并把点状激光束转换为强度均匀的线状激光束；调节线状激光束的长度匹配于封装直线的长度。上述激光封装方法，将激光束强度均匀化，加热时是整条封装直线或整个封装图案同时加热，使得在加热时封装料热变形均匀；同时，采用上述方案无需激光沿路径逐点扫射，节省时间，提高封装效率。

Description

激光封装方法及装置

技术领域

本发明涉及封装技术领域，特别是涉及激光封装方法及装置。

背景技术

传统的激光封装方法，是利用激光辐照装置将激光束辐射到密封料上，并沿密封料的密封线移动激光束，密封料通过照射的激光束软化，从而形成气密性的密封体。这种加工方法耗时长，且在扫描过程中由于激光能量分布不均匀产生密封料热变形不均匀，加工效果不理想。

发明内容

基于此，有必要针对封装效率低、热变形不均匀的问题，提供一种激光封装方法。

一种激光封装方法，包括获取封装直线的长度信息；获取点状激光束，并把所述点状激光束转换为强度均匀的线状激光束；调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度。

优选地，获取封装直线的长度信息的步骤之前包括：获取封装图案，并把所述封装图案拆分成多条封装直线。

优选地，调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度的步骤之后包括：组合多个所述线状激光束并组成激光束图案，使所述激光束图案匹配于所述封装图案。

优选地，获取点状激光束，并把所述点状激光束转换为强度均匀的线状激光束的步骤包括：获取点状激光束，所述点状激光束整形为强度均匀的平顶型光束；把所述平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束。

优选地，把所述平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束的步骤包括：通过光束变焦改变所述平顶型光束的光柱大小；通过光束变形改变所述平顶型光束的形状。

基于此，还有必要提供一种激光封装装置。

一种激光封装装置，其特征在于，包括：光源，射出点状激光束；光束整形模块，与所述光源相连，将所述点状激光束转换为强度均匀的线状激光束；图像采集模块，获取封装直线的长度信息；驱动模块，分别与所述光束整形模块、所述图像采集模块相连，用于调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度。

优选地，激光封装装置还包括处理模块，所述处理模块与所述图像采集模块相连，用于把获取到的封装图案拆分成多条封装直线。

优选地，处理模块还用于组合所述线状激光束并组成激光束图案，使所述激光束图案匹配于所述封装图案。

优选地，光束整形模块包括：平顶光束整形器，用于将所述点状激光束整形为强度均匀的平顶型光束；透镜组，用于把所述平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束。

优选地，透镜组包括：第一正透镜；第二正透镜，所述第二正透镜的母线与所述第一正透镜的母线垂直设置；以及负透镜，设置在所述第一正透镜和第二正透镜之间，所述负透镜的母线与所述第一正透镜母线的平行设置。

上述激光封装方法及激光封装装置，通过将激光束强度均匀化，加热时是整条封装直线或整个封装图案同时加热，使得在加热时封装料热变形均匀；同时，采用上述方案无需激光沿路径逐点扫射，节省时间，提高封装效率。

附图说明

图1为本发明的激光封装方法流程图；

图2为图1中的点状激光束变形为强度均匀的线状激光束步骤流程图；

图3为本发明的激光封装装置结构图；

图4为图3中的光束整形模块结构图；

图5为一种实施例中的装置结构俯视图；

图6为图5中一实施例的线状激光束长度调节方法示意图；

图7为图5中另一实施例的线状激光束长度调节方法示意图；

图8为图5中另一实施例的线状激光束长度调节方法示意图。

具体实施方式

传统的激光封装方法将激光束辐射到密封料上，并沿密封料的密封线移动激光束，加热使得密封料软化形成气密性的密封体。这种加工方法耗时长，且在扫描过程中由于激光能量分布不均匀产生密封料热变形不均匀，加工效果不理想。

基于此，结合图1，提出激光封装方法，包括：

步骤S20，获取封装直线的长度信息。

具体地，一段封装直线路径的长度信息获取可以是通过工作人员手动调节、手动输入或使用计算机读取编辑好的文本信息获得。

步骤S40，获取点状激光束，并把点状激光束转换为强度均匀的线状激光束。

具体地，获取点状激光束可以是通过激光源入射获得，但是一般激光器中直接射出的激光束为点状激光束，即照射区域为一小点或一块光斑的激光束，强度符合高斯分布，直接使用该种激光束加热会导致加热点热变形不均匀，且需要沿封装路径逐点扫射，耗时长，因此需要均匀化激光束强度且改变激光束形状。

步骤S60，调节线状激光束的长度匹配于封装直线的长度。

具体地，根据步骤S20获取的封装直线长度，调节经步骤S40变形后的线状激光束的长度，使两者长度相等。

使用调整长度后的强度均匀的线状激光束，在加热时候无需沿着封装线扫射，而是整条直线同时加热，节省工作时间，同时由于激光束强度均匀使得热变形均匀。

在一实施例中，参见图2，步骤S40包括：

S401，获取点状激光束，将点状激光束整形为强度均匀的平顶型光束。

具体地，一般的点状激光束的强度分布符合高斯分布，强度不均匀，需转换成强度均匀的平顶型光束。

S402，把平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束。

具体地，步骤S401所得到的平顶型光束虽强度已经均匀化，但是光束形状仍为点状，因此将强度均匀的点状平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束。

在其它实施例中，经过步骤S401后，得到的平顶型光束是发散的，不利于对器件的激光封装，因此在步骤S402之前还包括步骤：将平顶型光束转换成平行光。

进一步地，在一实施例中，步骤S402包括：

步骤S402a，通过光束变焦改变平顶型光束的光柱大小，例如改变光柱的直径大小等。

具体地，可以是利用多个透镜，通过改变组合焦距，从而达到改变光柱大小即光束照射范围大小。

步骤S402b，通过光束变形改变平顶型光束的形状。

具体地，强度均匀的平顶型光束形状仍为圆柱形，因此需改变光线形状得到线状的激光束。

最终输出的线状激光束的长度是由步骤S402a后得到的光柱大小而决定的，光柱越大，线状激光束的长度约长。

在该实施例中，步骤S60调节线状激光束的长度就是依靠具体调节平顶型光束的光柱大小来实现的。

在一实施例中，激光封装方法还包括：

在步骤S20之前：获取封装图案，并把封装图案拆分成多条封装直线。

在步骤S60之后：组合多个线状激光束，使组合后的激光束图案匹配于封装图案。

具体地，对于封装图案仅为一条直线的，视为拆分成一条封装直线，仅需调整一个输出的线状激光束长度，然后对准封装直线照射加热；对于封装图案比较复杂的，鉴于图案都是由一条条线段组成的，将图案拆分成两条或两条以上的封装直线，根据拆分的封装直线的数量设置输出相应数量的线状激光束，调整每一条线状激光束的长度匹配于各段封装直线，然后根据封装图案的形状组合所有线状激光束，并对准原封装图案照射加热。

本发明还提出一种激光封装装置，参见图3，包括：

图像采集模块1，用于获取封装直线的长度信息。

具体地，封装图案为一条直线，图像采集模块1采集图像并转换为数字信号，获取直线的长度。优选的，图像采集模块可以是CCD图像采集器。

光源3，辐射出激光束。

具体地，激光光源3辐照出的激光束为点状，即照射区域为一小点或一块光斑，且强度分布符合高斯分布。

光束整形模块4，与光源3相连，可将点状激光束转换为强度均匀的线状激光束。

由于点状激光束的强度不均匀，且照射区域为一小点或一块光斑，容易造成照射点热变形不均匀的现象，将其变形为强度均匀的线状激光束后，在加热时候无需沿着封装线扫射，节省工作时间，同时由于激光束强度均匀使得热变形均匀。

驱动模块5，与图像采集模块1、光束整形模块4相连，用于调节线状激光束的长度匹配于封装直线的长度。

具体地，驱动模块5优选为伺服驱动电机，此外也可以是手动操作驱动部件。

参见图4，光束整形模块4包括：

平顶光束整形器41，与光源3连接，使光源3射出的激光束强度均匀化。

透镜组45，设置在平顶光束整形器41之后，改变通过激光束的形状。

具体地，透镜组45包括：

第一正透镜45a；

负透镜45b，母线设置第一正透镜45a平行，排列在第一正透镜45a之后；

第二正透镜45c，母线设置与第一正透镜45a垂直，排列在负透镜45b之后。

具体地，第一正透镜45a与负透镜45b组合，可改变通过光束的光柱大小；负透镜45b与第二正透镜45c组合，可改变通过光束的形状。

透镜优选为柱面透镜，此外也可以更换其他透镜形式。

此外，在其它实施例中，光束整形模块4还包括光纤耦合器42，光纤43，平行透镜组44。其中光纤耦合器42两端分别与平顶光束整形器41、光纤43连接，平行透镜组44设置在光纤43的另一端，在透镜组45之前。光纤耦合器42与光纤43可改变激光束传播方向，平行透镜组44可保证入射到透镜组45的光束为平行光。

在一实施例中，激光封装装置还包括：

处理模块2，与图形采集模块1、驱动模块5相连接.

图像采集模块1获取封装图案后，传输至处理模块2，处理模块2将接收到的封装图案拆分成多条封装直线，获取每段封装直线的长度；控制驱动模块5实现输出线状激光束长度的改变；最后根据采集图案的形状，控制驱动模块5组合所有线状激光束。

参见图5和图6，以下结合一具体实施例来描述装置的工作过程。

如图5，CCD图像采集器1采集印刷在密封料的待封装图案，传输到处理模块2，处理模块2将接收到的封装图案拆分成多段直线，记录每一段直线的长度信息。

点状激光束从光源3射出，首先通过平顶光束整形器41，得到强度均匀的平顶光束，然后经过光纤耦合器42传输至光纤43，从光纤内射出发散的、强度均匀的平顶光束。通过平行透镜组44后，平顶光束改变为平行光。紧接着入射到透镜组45，具体是依次经过第一正柱面透镜45a、负柱面透镜45b和第二正柱面透镜45c，其中第一正柱面透镜45a母线垂直于地面，负柱面透镜45b母线垂直于地面，第二正柱面透镜45c母线平行于地面，最后得到强度均匀的线状激光束，

如图6-8，处理模块2根据单段直线的长度信息，控制伺服驱动电机5改变第一正柱面透镜45a与负柱面透镜45b间的距离，此时线状激光束的长度会随距离改变，具体为距离约远，输出的线状激光束长度约短。到线状激光束的长度与采集到的直线长度相等时停止。然后依据封装图案的形状，控制伺服驱动电机5组合所有线状激光束，然后对准封装图案整块密封料同时加热。

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 (6)

1.一种激光封装方法，包括：

获取封装直线的长度信息；

获取点状激光束，并把所述点状激光束转换为强度均匀的线状激光束，具体包括将所述点状激光束通过平顶光束整形器，整形为强度均匀的平顶型光束，利用多个透镜，通过光束变焦改变所述平顶型光束的光柱大小，通过光束变形改变所述平顶型光束的形状以形成线状激光束；

调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度。

2.根据权利要求1所述的激光封装方法，其特征在于，所述获取封装直线的长度信息的步骤之前包括：

获取封装图案，并把所述封装图案拆分成多条封装直线。

3.根据权利要求2所述的激光封装方法，其特征在于，所述调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度的步骤之后包括：

组合多个所述线状激光束并组成激光束图案，使所述激光束图案匹配于所述封装图案。

4.一种激光封装装置，其特征在于，包括：

光源，射出点状激光束；

光束整形模块，与所述光源相连，将所述点状激光束转换为强度均匀的线状激光束；所述光束整形模块包括：平顶光束整形器，与所述光源相连，用于将所述点状激光束整形为强度均匀的平顶型光束；透镜组，用于把所述平顶型光束整形为强度均匀的线状激光束；

所述透镜组具体包括：

第一正透镜；

第二正透镜，所述第二正透镜的母线与所述第一正透镜的母线垂直设置；以及

负透镜，设置在所述第一正透镜和第二正透镜之间，所述负透镜的母线与所述第一正透镜的母线平行设置；

所述第一正透镜与所述负透镜组合可改变通过光束的光柱大小；所述负透镜与所述第二正透镜组合可改变通过光束的形状；

图像采集模块，获取封装直线的长度信息；

驱动模块，分别与所述光束整形模块、所述图像采集模块相连，用于调节所述线状激光束的长度匹配于所述封装直线的长度。

5.根据权利要求4所述的激光封装装置，其特征在于，还包括处理模块，所述处理模块与所述图像采集模块相连，用于把获取到的封装图案拆分成多条封装直线。

6.根据权利要求5所述的激光封装装置，其特征在于，所述处理模块还用于组合所述线状激光束并组成激光束图案，使所述激光束图案匹配于所述封装图案。