CN105023880A

CN105023880A - 玻璃封装体的密封装置

Info

Publication number: CN105023880A
Application number: CN201410149111.9A
Authority: CN
Inventors: 孙见奇; 朱树存; 赵灿武
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明公开了一种玻璃封装体的密封装置，包括：光源，用于提供装置所需的光束；振镜，实现光束的扫描运动；远心场镜，用于将振镜中的倾斜入射光转为垂直光束入射到玻璃封装体上；龙门架，具有第一方向和第二方向运动自由度，用于带动振镜和远心场镜在第一方向和第二方向运动；工件台，具有第二方向运动自由度，用于装卸和承载玻璃封装体；底座，带有减震模块，用于承载所述龙门架及工件台；以及控制系统，用于控制所述光源、振镜、远心场镜、龙门架以及工件台动作。本发明可以很好地完成对玻璃封装体的激光封装，同时解决了现有技术中激光倾斜入射时的垂向串扰问题，提升了定位精度，同时便于对激光功率的控制。

Description

玻璃封装体的密封装置

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种玻璃封装体的密封装置。

背景技术

平板显示器（Flat Panel Display）自20世纪90年代开始迅速发展，并逐步走向成熟，广泛应用于家用电器、电脑和通讯产品中。平板显示器分为主动发光和被动发光两类。前者指显示媒质本身发光而提供可见辐射的显示器件，包括等离子显示器（PDP）、真空荧光显示器（VFD）、场发射显示器（FED）、电致发光显示器（LED）和有机发光二极管显示器（OLED）；后者指本身不发光，而是利用显示媒质被电信号调制后，其光学特性发生变化，对环境光和外加电源（背光源、投影光源）发出的光进行调制，在显示屏或银幕上进行显示的器件，包括液晶显示器（LCD）、微机电系统显示器（DMD）和电子油墨（EL）显示器。从产值而言，目前以LCD、PDP、OLED为平板显示的三大支柱，其中LCD和PDP相对成熟，而OLED作为下一代显示技术，在色域、视角、能耗、外形轻薄、响应速度等主要指标方面相较于LCD和PDP都有明显优势。另外，OLED还具有可制成柔性显示器件的特殊性质，因而OLED显示器件未来的发展前景非常广阔。

然而，由于材料和工艺原因，OLED器件还存在工作寿命较短的问题，这对OLED技术的产业化进程和应用造成了较大的阻碍。除了早期有机发光材料本身寿命不够理想外，更重要的原因在于有机发光材料对氧气和水汽的高度敏感，水汽和氧气的渗入，会造成OLED器件内阴极氧化、脱膜、有机层结晶效应，致使器件提前老化乃至损坏，出现常见的有黑点、像素收缩和光强衰减等现象。按照商用化产品的要求，OLED器件至少达到工作寿命10000小时和存储寿命50000小时，水汽渗透率（WVTR）小于10^-6g/m²/day，氧气渗透率（OTR）小于10^-5cc/bar/m²/day，对于水氧的渗透率要求明显高于LCD。

目前，应用于OLED器件封装的主要技术有UV胶封盖式密封和薄膜密封两种。由于前者需使用大分子的环氧树脂材料，材料内存在许多微细孔，无法完全阻止环境中的水汽和氧气渗入，所以利用该种技术封装的器件寿命还不够理想；进一步的改进措施是在密封体内预置干燥材料，来提高产品寿命，这样就带来工艺环节、成本及设备购置等问题，并且其寿命提高程度有限。而薄膜封装采用多种无机或有机薄膜淀积在OLED有机发光材料上形成水汽和氧气的隔离层，但相关材料的实际表现还远远不及传统的UV胶盖式密封加干燥剂的方法，所以还需要较长时间的封装材料研发和改进。

事实上，低熔点玻璃粉作为一种先进的焊接材料，具有较低的熔化温度和封接温度，良好的耐热性和化学稳定性，很高的机械强度，可实现玻璃、陶瓷、金属、半导体间的相互封接，因而被广泛应用于真空和微电子技术、激光和红外技术、高能物理、能源、宇航、汽车等众多领域。美国提出一种利用激光辐射源照射熔融材料的方法应用于OLED器件的玻璃密封，采用激光封装的好处在于局部非接触式加热，对OLED等温度敏感器件热影响区域小；由于是同质封装，可获得一致和密实的封装强度，很好地隔绝水汽和氧气，达到比UV胶盖式封装性能更好、寿命更久的效果；另外，封装线的宽度和厚度可以很小，对器件的轻薄和宽视域有明显好处。

还存在一种用振镜控制激光束旋转扫描的方案，但旋转扫描方案的缺点在于激光束是倾斜入射，对于尺寸越大的单元，倾斜角度会越大，难以保证光斑的定位精度，另外激光束倾斜入射会在玻璃封装体表面和工件台表面因为漫反射形成许多不可控的多余光束，影响封装。

发明内容

本发明提供一种玻璃封装体的密封装置，以解决现有技术中激光束倾斜入射，难以保证光斑的定位精度的问题。

为解决上述技术问题，本发明一种玻璃封装体的密封装置，包括：光源，用于提供装置所需的光束；振镜，用于实现光束沿封装单元的封装线进行扫描运动；远心场镜，用于将振镜中的倾斜入射光转为垂直光束入射到玻璃封装体上；龙门架，具有第一方向和第二方向运动自由度，用于承载所述振镜和远心场镜沿第一方向和第二方向运动；工件台，具有第二方向自由度，用于装卸和承载玻璃封装体。

底座，用于承载所述龙门架及工件台；以及控制系统，用于控制所述光源、振镜、远心场镜、龙门架以及工件台动作。

作为优选，所述底座上还设置有直线运动机构，所述直线运动机构驱动所述工件台实现第二方向运动。

作为优选，所述龙门架上设有供所述振镜和远心场镜沿第一方向运动的第一滑道和沿第二方向运动的第二滑道，所述底座上设有供所述工件台第二方向运动的第三滑道。

作为优选，所述工件台上设置有用于调节玻璃封装体位置以及水平、旋转等姿态的微动机构。

作为优选，所述振镜包括：反射镜和扫描电机，所述反射镜将光源发出的光束反射到所述远心场镜上，所述扫描电机驱动所述反射镜沿封装单元封装线运动。

作为优选，还包括与所述振镜对应的温度传感器，用于测量封装时通过玻璃封装体反射的光束的温度，并反馈至控制系统。

作为优选，还包括第一对准CCD和第二对准CCD，所述第一对准CCD与振镜连接，所述第二对准CCD设置于所述工件台上。

作为优选，还包括对准CCD用于测量所述振镜与所述工件台的对准信息。

作为优选，所述振镜为一个，所述远心场镜也设置有一个，执行封装作业时，驱动所述振镜使所述封装光束沿一个封装单元的封装线扫描，待该封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述振镜、远心场镜沿第一方向及/或第二方向运动，以实现对下一个封装单元执行封装作业。

作为优选，所述振镜为多个，所述远心场镜亦为多个，执行封装作业时，多个振镜使多束封装光束沿一个封装单元的封装线的不同部分扫描，待该封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述多个振镜、多个远心场镜沿第一方向及/或第二方向运动，以实现对下一个封装单元执行封装作业。

作为优选，所述振镜为多个，所述远心场镜亦为多个，执行封装作业时，多个振镜使多束封装光束沿多个封装单元的封装线扫描，待多个封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述振镜、远心场镜沿第一方向及/或第二方向移动，以实现对下一批次的多个封装单元执行封装作业。

作为优选，所述振镜有一组或多组，所述多组振镜拼接成一整体；所述远心场镜也设置有一组或多组，所述多组远心场镜拼接成一整体。

作为优选，所述振镜和远心场镜设置有一组或多组，所述振镜和远心场镜排成一列或多列，同时对工件台上的多个玻璃封装体进行封装。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在振镜后增加远心场镜，保证激光束垂直入射，解决了倾斜入射时垂向串扰问题，提升了定位精度，同时便于对激光功率的控制；

2、针对大尺寸玻璃封装体（至少超过场镜大小），采用多振镜多场镜拼接扫描的方式，降低了对场镜大小的要求；

3、采用多振镜排列，同时扫描玻璃封装体的不同单元或者同时对不同的玻璃封装体进行扫描，提升了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例1玻璃封装体的密封装置的原理图；

图2为本发明实施例1玻璃封装体的密封装置的结构图；

图3为本发明实施例1玻璃封装体的密封装置的工作流程图；

图4为本发明实施例1中远心场镜的工作原理图；

图5为本发明实施例2玻璃封装体的密封装置的结构图；

图6为本发明实施例3玻璃封装体的密封装置的结构图。

图中所示：100-光源、110-光纤、200（200a、200b、200c、200d）-振镜、210a、210b-反射镜、220-分光镜、300（300a、300b、300c、300d）-远心场镜、400-工件台、410-第二对准CCD、500-玻璃封装体、600-温度传感器、700-第一对准CCD、810-底座、820-龙门架、830-减震模块、910-第一滑道、920-第二滑道、930-第三滑道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

如图1～2所示，本实施例的玻璃封装体的密封装置沿光传播方向包括：光源100，振镜200、远心场镜300和工件台400，还包括支撑上述各装置的龙门架820、底座810、减震模块830以及控制上述各装置的控制系统（图中未示出）。

具体地，所述光源100用于产生特定波长的激光束。

所述振镜200包括：反射镜210a、反射镜210b和扫描电机（图中未示出），所述反射镜210a、210b将光源100发出的光束反射到所述远心场镜300上，所述反射镜210a、210b具有相互垂直的旋转轴（图中未示出），在所述扫描电机驱动下，实现光束的高速扫描运动，所述振镜200上还连接有温度传感器600和第一对准CCD700，所述温度传感器600用于测量所述激光束的温度，所述第一对准CCD700用于振镜200和玻璃封装体500的对准；

请重点参照图4，所述远心场镜300设置于振镜200下方，用于将振镜200的倾斜入射光束变成垂直入射光束；

所述工件台400具有Y向自由度，用于装载和承载玻璃封装体500，所述工件台400上设置有微动台（图中未示出）和第二对准CCD410，所述微动台用于对工件台400上玻璃封装体500的位置和姿态（如水平运动、旋转运动）进行微调，使得所述第二对准CCD410与玻璃封装体500上的对准标记对准；

所述振镜200和远心场镜300均安装在所述龙门架820上。具体地，所述龙门架820上设有供所述振镜200和远心场镜300沿X向运动的第一滑道910和沿Y向运动的第二滑道920。进一步的，所述龙门架820上设置有两个直线运动机构（图中未示出），所述直线运动机构驱动所述龙门架820沿所述第一滑道910、第二滑道920分别实现X向和Y向运动。

所述工件台400安装在所述底座810上。所述底座810上设有供所述工件台400沿Y向运动的第三滑道930，并且所述第三滑道930接近所述龙门架820的一端为封装位（Y轴负向），远离所述龙门架820的一端为交换位（Y轴正向），分别用于玻璃封装体500的封装和交换。进一步的，所述底座810上也设置有直线运动机构（图中未示出），所述直线运动机构驱动所述工件台400沿所述第三滑道930实现Y向运动。

进一步的，所述底座810的底部设置有减震模块830，该减震模块830用于隔离地基的振动。

请继续参照图3，并结合图1～2，本实施例一种玻璃封装体的密封装置的工作流程为：

首先工件台400运动到交换位，机器手将玻璃封装体500运载到工件台400上，工件台400带着玻璃封装体500运动到封装位。需要说明的是，玻璃封装体500的对角线上预先印制有对准标记，控制系统控制微动台微调玻璃封装体500的位置，使得第二对准CCD410和玻璃封装体500上的对准标记对准。同时调整振镜200，使振镜200上的第一对准CCD700和玻璃封装体500的对准标记对准。对准完成后，由光源100发出的激光束经振镜200、远心场镜300后沿着玻璃封装体500的封装单元轮廓线进行扫描，当然，封装单元轮廓线上预先布有烧结的玻璃料。振镜200驱动激光束对封装轮廓线进行重复快速扫描后，玻璃料几乎同时软化，达到密闭效果。

扫描时，振镜200上集成的温度传感器600检测玻璃封装体500反射回来的特定波长光束的温度，反馈给控制系统，控制系统实时调整光源的功率，以精确控制激光温度，保证玻璃料温度升高的均匀性。封装完成后，龙门架820带动振镜200沿X轴方向步进到下个封装单元进行封装。待X轴方向的全部单元封装完成后，龙门架820带动振镜200在Y轴方向上步进。全部封装单元完成后，工件台400运动到交换位，由机器手卸下封装好的玻璃封装体500，并运载一个新的玻璃封装体500至工件台400上，开始新的流程。

较佳的，光源100发出激光后，经光纤110传导进入振镜200，一部分经振镜200反射后倾斜照射到远心场镜300上，然后垂直入射玻璃封装体500；另一部分经分光镜220进入温度传感器600和第一对准CCD700，用于温度检测和对准识别。

本实施例可以很好地完成对玻璃封装体500的激光封装，同时解决了现有技术中激光倾斜入射时的垂向串扰问题，提升了定位精度，同时便于对激光功率的控制。

实施例2

本实施例与实施例1的区别点在于，所述振镜和远心场镜的结构不同。本实施例采用多个振镜以及多个场镜拼接的形式，每个振镜及场镜覆盖大尺寸玻璃封装体的一部分，经过组合，共同完成玻璃封装体的封装工作。

具体如图5所示。在面对大尺寸的玻璃封装体500时，4个振镜200a、200b、200c、200d和4个远心场镜300a、300b、300c、300d分别负责玻璃封装体500的一个部分，共同完成封装工作。其工作流程和实施例1的工作流程一致，不再赘述。值得注意的是，本实施例用的是4个振镜200a、200b、200c、200d和4个远心场镜300a、300b、300c、300d的组合拼接，实际上，本技术方案包括但不限于本实施例所述的振镜、场镜数量及组合形式。

实施例3

本实施例采用多振镜并排的方式，同时对多个玻璃封装体进行密封，可以显著提升生产效率。

如图6所示，4个振镜200a、200b、200c和200d，对应的4个远心场镜300a、300b、300c和300d在X轴方向上并列排开，工作的时候可以同时对X轴方向上所有玻璃封装体500进行封装，显著提高了生产效率，其工作流程和实施例1的工作流程一致，不再赘述。需要注意的是，本实施例列举了4个振镜200a、200b、200c、200d加4个远心场镜300a、300b、300c、300d在X轴方向并排封装的方案，实际上，本技术方案包括但不限于本实施例所述的振镜、场镜数量及组合形式。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种玻璃封装体的密封装置，所述玻璃封装体包括多个封装单元，其特征在于，包括：

光源，用于提供封装光束；

振镜，实现所述封装光束沿封装单元封装线进行扫描运动；

远心场镜，用于将所述振镜的倾斜出射的封装光束转为垂直封装光束入射到所述封装单元的封装线上；

龙门架，具有第一方向和第二方向自由度，用于承载所述振镜和远心场镜沿第一方向和第二方向运动，其中第一方向垂直于第二方向；以及

工件台，用于承载所述玻璃封装体。

2.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，还包括控制系统，用于控制所述光源、振镜、龙门架、远心场镜以及工件台动作。

3.如权利要求2所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，还包括温度传感器，用于测量封装时通过玻璃封装体反射的光束的温度，并反馈至控制系统。

4.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，还包括直线运动机构，驱动所述龙门架带动振镜及远心场镜沿第一方向和第二方向运动，以及驱动所述工件台沿第二方向运动。

5.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述龙门架上设有供所述振镜和远心场镜沿第一方向运动的第一滑道，和沿第二方向运动的第二滑道。

6.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述工件台上设置有用于调节玻璃封装体位置和姿态的微动机构。

7.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述振镜包括：反射镜和扫描电机，所述反射镜将光源发出的光束反射到所述远心场镜上，所述扫描电机驱动所述反射镜使得所述封装光束沿封装单元封装线扫描。

8.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，还包括对准CCD用于测量所述振镜与所述工件台的对准信息。

9.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述振镜为一个，所述远心场镜也设置有一个，执行封装作业时，驱动所述振镜使所述封装光束沿一个封装单元的封装线扫描，待该封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述振镜、远心场镜沿第一方向及/或第二方向运动，以实现对下一个封装单元执行封装作业。

10.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述振镜为多个，所述远心场镜亦为多个，执行封装作业时，多个振镜使多束封装光束沿一个封装单元的封装线的不同部分扫描，待该封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述多个振镜、多个远心场镜沿第一方向及/或第二方向运动，以实现对下一个封装单元执行封装作业。

11.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述振镜为多个，所述远心场镜亦为多个，执行封装作业时，多个振镜使多束封装光束沿多个封装单元的封装线扫描，待多个封装单元完成封装后，驱动所述龙门架带动所述振镜、远心场镜沿第一方向及/或第二方向移动，以实现对下一批次的多个封装单元执行封装作业。

12.如权利要求1所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，还包括底座，用于承载所述龙门架及工件台。

13.如权利要求12所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述底座还包括减震单元。

14.如权利要求12所述的玻璃封装体的密封装置，其特征在于，所述底座还设置有第三滑道，供所述工件台沿第二方向运动使得所述玻璃封装体在封装位及交换位之间运动。