CN106277850B - 激光准同步扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光准同步扫描方法，包括：步骤1：初始化激光准同步装置，并设定工艺参数，该工艺参数包括封装温度、扫描圈数、激光扫描速度、扫描轨迹、封装功率和延迟参数；步骤2：将激光准同步装置的扫描振镜移动至玻璃基板的一个封装单元中心位置；步骤3：运行扫描振镜，接着，启动激光器和高温计；步骤4：对玻璃基板的封装单元进行多圈扫描封装，直至扫描圈数达到预设值，关闭激光器和高温计；步骤5：扫描振镜移动至玻璃基板的下一个封装单元中心位置，重复步骤3‑4。本发明通过多圈扫描封装，可以提高玻璃基板的封装均匀性。

Description

激光准同步扫描方法

技术领域

本发明涉及激光扫描，特别涉及一种激光准同步扫描方法。

背景技术

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，以及很高的机械强度，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。

目前OLED激光封装主要使用周线扫描方式，其扫描速率较低，一般扫描速率为20mm/s，其产率较低，封装时激光器沿封装线行驶一圈完成封装，由于受激光器的开启和关闭延时影响以及系统误差，容易导致玻璃料封装不均匀，影响封装质量。

发明内容

本发明提供一种激光准同步扫描方法，以提高玻璃料的封装均匀性，提高封装质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种激光准同步扫描方法，包括：步骤1：初始化激光准同步装置，并设定工艺参数，该工艺参数包括封装温度、扫描圈数、激光扫描速度、扫描轨迹、封装功率和延迟参数；步骤2：将激光准同步装置的扫描振镜移动至玻璃基板的一个封装单元中心位置；步骤3：运行扫描振镜，接着，启动激光器和高温计；步骤4：对玻璃基板的封装单元进行多圈扫描封装，直至扫描圈数达到预设值，关闭激光器和高温计；步骤5：扫描振镜移动至玻璃基板的下一个封装单元中心位置，重复步骤3-4。

作为优选，步骤3中，扫描振镜到达预设的扫描路径的扫描起始点后，启动激光器和高温计。

作为优选，在进行每一圈的扫描封装过程中，均对玻璃料进行封装温度调节。

作为优选，所述对玻璃料进行封装温度调节步骤包括：测试封装温度是否达到设定值，若是，则进入步骤4；若否，则调整激光功率使封装温度达到设定值，进入步骤4。

作为优选，所述步骤4中，对所述玻璃基板的封装单元进行分段扫描，具体为：进行第一圈扫描时，将扫描区域分为扫描起始区、直线区和拐角区；进行第二圈至倒数第二圈扫描时，将扫描区域分为直线区和拐角区；进行最后一圈扫描时，将扫描区域分为直线区、拐角区和扫描停止区；所述扫描起始区和扫描停止区部分重合。

作为优选，所述步骤4包括:步骤41：扫描振镜沿预设扫描路径运动，执行扫描动作步骤；步骤42：判定玻璃料封装温度是否达到预设值，若否，则调节激光功率使封装温度达到设定值，若是，则直接进入步骤43；步骤43：继续扫描；步骤44：判断N是否小于等于扫描圈数的预设值M，若是，则重复步骤41-43；若否，则结束扫描，进入步骤5。

作为优选，所述扫描起始区为直线，其包括：延时段，第一起始段、第二起始段和第三起始段；所述延时段的封装功率为0，所述第三起始段的封装功率为设定值，第三起始段的封装功率大于第二起始段的封装功率，所述第二起始段的封装功率大于第一起始段的封装功率。

作为优选，所述扫描起始区为直线，其包括：延时段和起始段，其中延时段的封装功率为0，起始段的封装功率为设定值。

作为优选，所述扫描停止区为直线，其包括：第一停止段、第二停止段和第三停止段；所述第一停止段段的封装功率为设定值，第一停止段的封装功率大于第二停止段的封装功率，所述第二停止段的封装功率大于第三停止段的封装功率。

作为优选，直线区的封装功率大于拐角区的封装功率。

作为优选，将对封装单元扫描封装过程按照扫描圈数分为多个阶段，每个阶段的直线区和拐角区的封装功率与其他阶段的封装功率不同。

作为优选，所述扫描封装过程按扫描圈数分为三个阶段，且第二阶段的封装功率大于第一阶段的封装功率，第三阶段的封装功率大于或小于第二阶段的封装功率。

作为优选，所述第三阶段中，拐角区的封装功率大于直线区的封装功率。

作为优选，采用多组扫描振镜对同一玻璃基板上的多个封装单元进行同时封装。

与现有技术相比，本发明通过多圈扫描封装，可以提高玻璃基板的封装均匀性。扫描起始区和扫描停止区存在一定重叠区域，可以进一步实现封装温度的均匀性，避免重复加热产生过大应力进而导致大翘曲，更好地提高键合比，进而提高封装质量。

附图说明

图1为本发明激光准同步扫描方法的流程图；

图2为本发明实施例1和2中的单个封装单元的扫描路径图；

图3为本发明实施例1中激光准同步扫描时序图；

图4为本发明实施例1中激光准同步扫描过程中的玻璃基板布局图；

图5为本发明实施例2中激光准同步扫描时序图。

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。

如图1所示，本发明提供一种激光准同步扫描方法，包括以下步骤：

步骤1：初始化激光准同步装置，并设定工艺参数。具体地，首先，对激光准同步装置执行初始化命令，检查扫描振镜、高温计、激光器和运动台的状态，初始化执行完毕；设置工艺参数，包括：设置激光扫描速度、扫描轨迹、封装功率、扫描圈数、封装温度以及延迟参数等。例如：可以设定激光扫描速度为2m/s，扫描路径与玻璃封装体中玻璃料的放置相关，封装温度可为450摄氏度，扫描圈数设置为30圈。

步骤2：将激光准同步装置的扫描振镜移动至玻璃基板的一个封装单元中心位置；

步骤3：运行扫描振镜，接着，启动激光器和高温计；需说明的是，该过程存在一个延时，即扫描振镜从封装单元中心到该封装单元的扫描起始点的振镜跳转延迟JD，换句话说，需在扫描振镜到达扫描起始点后，再启动激光器和高温计。

步骤4：对玻璃基板的封装单元进行多圈扫描，直至扫描圈数达到预设值，关闭激光器和高温计。具体地，所述步骤4包括：

步骤41：扫描振镜沿预设扫描路径运动，执行扫描动作；

步骤42：判定玻璃料封装温度是否达到预设值，若否，调节激光功率使封装温度达到设定值，若是，直接进入步骤43。

步骤43：继续扫描，直至扫描完当前第N圈；

步骤44：判断N是否小于等于扫描圈数的预设值M，若是，重复步骤41-43；若否，则关闭激光器和高温计，结束扫描，进入步骤5。

较佳的，封装过程中，采用高温计持续检测玻璃料的封装温度，判定是否达到当前预设玻璃料封装温度，若超过玻璃料封装温度，则实时降低激光功率，若未到达当前玻璃料预设封装温度，则实时增加激光功率。

步骤5：扫描振镜移动至玻璃基板的下一个封装单元中心位置，重复步骤3-4。

进一步的，对所述玻璃基板的封装单元进行分段扫描，具体为：进行第一圈扫描时，将扫描区域分为扫描起始区、直线区和拐角区；进行第二圈至倒数第二圈扫描时，将扫描区域分为直线区和拐角区；进行最后一圈扫描时，将扫描区域分为直线区、拐角区和扫描停止区；所述扫描起始区和扫描停止区部分重合。本发明通过对单个封装单元进行多圈扫描封装，可以提高玻璃基板的封装均匀性。而由于扫描起始区和扫描停止区存在一定重叠区域，可以进一步实现封装温度的均匀性，避免重复加热产生过大应力进而导致大翘曲，更好地提高键合比，进而提高封装质量。

实施例1

本实施例以玻璃基板的单个封装单元(cell)为例，所述封装单元的尺寸可以是任意尺寸。本实施例选取的单个封装单元的尺寸为短边53.55mm，长边为95.19mm。图2中圆形所示为封装光斑，箭头所示方向为封装光斑扫描方向，设定封装圈数为30圈。

如图3所示，整个封装单元的封装过程如下：

首先，激光准同步装置的龙门基台运动扫描振镜到一个封装单元的中心位置O₁，龙门基台停留在该位置处。执行扫描振镜跳转命令，将扫描振镜从中心O₁跳转到扫描起始点A₁位置。当然，此时扫描振镜从执行命令到达起始点A₁位置存在一个振镜跳转延迟JD。

接着，进行第一圈封装扫描，第一圈扫描区域包括扫描起始区(A₁-B₁)、直线区(B₂-C₁、C₂-D₁、D₂-E₁、E₂-A₁)和拐角区(B₁-B₂、C₁-C₂、D₁-D₂、E₁-E₂)。

结合图2，扫描起始区(A₁-B₁)为直线，具体可以将其划分为：延时段，第一起始段、第二起始段(A₁₁-A₁₂)和第三起始段(A₁₂-B₁)；其中，A₁-A₁₁包括延时段和第一起始段，所述延时段的封装功率为0，所述第三起始段(A₁₂-B₁)的封装功率为设定值，且第三起始段(A₁₂-B₁)的封装功率大于第二起始段(A₁₁-A₁₂)的封装功率，所述第二起始段(A₁₁-A₁₂)的封装功率大于第一起始段的封装功率。

具体地，如图2所示，执行扫描振镜直线扫描命令，振镜控制卡触发启动激光发生器开启激光器和触发开启高温计。如图3所示，此刻激光器存在一个激光开启延迟LD，高温计存在一个高温计测量延迟PD。在激光开启延时LD过程中，扫描振镜从起始点A₁所移动的路径为延时段。接着，先以输出封装功率为P₁₁匀速扫描到达位置A₁₁完成第一起始段的封装扫描，然后增加封装功率至P₁₂匀速扫描到达位置A₁₂完成第二起始段的封装扫描，然后增加封装功率为P₁匀速扫描到达位置B₁完成第三起始段的封装扫描，此时的封装功率P₁为直线区的封装功率设定值。

接着，B₂-C₁段为拐角区，其扫描步骤为：将封装功率由P₁降低为P₂，扫描振镜从位置B₂匀速封装扫描到达位置B₁₁，执行弧线扫描命令，从位置B₁₁匀速扫描到位置B₁₂，执行直线扫描命令，匀速扫描到达位置B₂；

然后，增加封装功率为P₁，从位置B₂匀速扫描到达位置C₁，降低封装功率为P₂，匀速扫描到达位置C₁₁，执行弧线扫描命令，匀速扫描到达位置C₁₂，执行直线扫描命令，匀速到达位置C₂，然后增加封装功率为P₁，匀速到达位置D₁，降低封装功率为P₂(即P₂<P₁)，匀速扫描到达位置D₁₁，执行弧线扫描命令，匀速扫描到达位置D₁₂，执行直线扫描命令，匀速扫描到达位置D₂，然后增加封装功率至P₁，匀速扫描到达位置E₁，降低封装功率为P₂，匀速扫描到达位置E₁₁，执行弧线扫描命令，匀速扫描到达位置E₁₂，执行直线扫描命令，匀速到达位置E₂，最后扫描到达A₁，完成该封装单元的第一圈封装。

依据上述封装步骤，执行余下29圈封装，需要说明的是，第30圈终止点的封装步骤如下：以封装功率P₂匀速到达位置F₁₁，降低封装功率为P₁₂，匀速扫描到位置F₁₂，降低封装功率为P₁₁，在到达停止点F₁位置前的LF时刻，关闭激光器，使其在停止点F₁位置处无封装功率输出。其中，LF为激光关闭延时。

换句话说，最后一圈(第30圈)包括：直线区、拐角区和扫描停止区，其中，直线区和拐角区按照上述方式扫描，所述扫描停止区为直线，其包括：第一停止段(E₂-F₁)、第二停止段(F₁-F₁₁)和第三停止段(F₁₁-F₁₂)；所述第一停止段(E₂-F₁)的封装功率为(拐角区的)设定值，第一停止段的封装功率(E₂-F₁)大于第二停止段(F₁-F₁₁)的封装功率，所述第二停止段(F₁-F₁₁)的封装功率大于第三停止段(F₁₁-F₁₂)的封装功率。

如图4所示，针对较大尺寸如650mm×750mm的玻璃基板10，其上的封装单元12分布为12行6列。激光准同步装置的扫描视场11为250mm×250mm，覆盖4行2列封装单元12，本实施例的激光准同步装置中同时配置三个扫描振镜对同一玻璃基板10进行扫描封装，根据玻璃基板10和扫描视场11的尺寸设计龙门基台需步进三次，实现整个玻璃基板10的封装，产率为2分钟每片。

具体地，待封装完一个封装单元12后，关闭激光发生器，从一个封装单元12的终止点通过扫描振镜执行跳转命令到达下一封装单元12中心；执行下一封装单元12的扫描封装，直至完成一个扫描视场11内的所有4行2列封装单元12的封装。接着，通过龙门基台步进实现上一个扫描视场11到下一个扫描视场11中心的移动，重复上述扫描视场11的封装步骤。

进一步说明，本实施例中配置3个扫描振镜，进而可以提高玻璃基板10的封装产率。若对产率要求不高，也可以仅配置一个扫描振镜实现所有封装单元12的扫描封装。若对产率有更高要求，可以配置更多扫描振镜。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，激光器的起始封装功率不同，具体地，如图5所示，本实施例的封装过程为：

结合图2，以单个封装单元12为例，龙门基台运动扫描振镜到一个封装单元的中心位置O₁，龙门基台停留在该位置处。执行扫描振镜跳转命令，将扫描振镜从中心位置O₁跳转到起始点A₁，此刻存在一个振镜跳转延迟JD。

接着，执行封装单元的第一圈扫描封装：

执行扫描振镜的直线扫描命令，振镜控制卡触发启动激光发生器开启激光器和触发开启高温计，直接输出的封装功率为P₁，扫描振镜从起始点A₁匀速扫描到达位置B₁；然后降低封装功率为P₂(即P₂<P₁)匀速到达位置B₁₁，执行扫描振镜弧线扫描命令，以封装功率P₂从位置B₁₁匀速扫描到位置B₁₂；执行扫描振镜直线扫描命令，以封装功率P₂匀速扫描到达位置B₂；然后增加封装功率为P₁，匀速扫描到达位置C₁，降低封装功率为P₂，匀速扫描到达位置C₁₁，执行扫描振镜弧线扫描命令，匀速扫描到达位置C₁₂，执行扫描振镜直线扫描命令，匀速到达位置C₂，然后增加封装功率为P₁，匀速到达位置D₁，降低封装功率为P₂，匀速扫描到达位置D₁₁，执行扫描振镜弧线扫描命令，匀速扫描到达位置D₁₂，执行扫描振镜直线扫描命令，匀速扫描到达位置D₂，然后增加封装功率至P₁，匀速到达位置E₁，降低封装功率为P₂，匀速扫描到达位置E₁₁，执行扫描振镜弧线扫描命令，匀速扫描到达位置E₁₂，执行扫描振镜直线扫描命令，匀速到达位置E₂，接着到达A₁，完成封装单元的第一圈封装。

如上述封装步骤，执行余下29圈封装，需要说明的是，第30圈终止点的封装步骤与实施例1相同，本实施例在此处不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例1和实施例2的区别点在于：在对封装单元封装过程中，分阶段设置直线区和拐角区的封装温度。具体地，本实施例按照扫描圈数将封装扫描等分为若干阶段，并使每个阶段的直线区和拐角区封装温度不同，例如，可以使初始阶段的封装功率最低，然后第二阶段适当增加封装功率，到下一阶段时再增加或减小封装功率。也可以使初始阶段的封装功率最大，然后第二阶段适当减小封装功率，到下一阶段时再适当增加或减小封装功率。

下面以扫描圈数为30圈的封装单元为例，说明本实施：

将封装扫描分为3个阶段，其中第一阶段封装扫描封装单元的第1-10圈，第二阶段封装扫描第11-20圈，第三阶段封装扫描21-30圈。

具体地，在执行第一阶段即第1-10圈的封装扫描时，设置其直线区的封装功率为P₁，拐角区的封装功率为P₂，执行第二阶段时，增加封装功率，使直线区的封装功率为P₁+ΔP₁，拐角区的封装功率为P₂+ΔP₂；接着，执行第三阶段，使其直线区的封装功率为P₃，而拐角区的封装功率为P₃+ΔP₃，本实施例的其余步骤与实施例1或实施例2相同，此处不予赘述。

需要说明的是，本发明的上述各实施例中提及的封装功率P₁、P₂、P₁+ΔP₁、P₂+ΔP₂、P₃、P₃+ΔP₃的具体数值由实际生产条件决定，本发明对其不予限定。

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 (12)

1.一种激光准同步扫描方法，其特征在于，包括：

步骤1：初始化激光准同步装置，并设定工艺参数，该工艺参数包括封装温度、扫描圈数、激光扫描速度、扫描轨迹、封装功率和延迟参数；

步骤2：将激光准同步装置的扫描振镜移动至玻璃基板的一个封装单元中心位置；

步骤3：运行扫描振镜，接着，启动激光器和高温计；

步骤4：对玻璃基板的封装单元进行多圈扫描封装，进行第一圈扫描时，将扫描区域分为扫描起始区、直线区和拐角区，进行第二圈至倒数第二圈扫描时，将扫描区域分为直线区和拐角区，进行最后一圈扫描时，将扫描区域分为直线区、拐角区和扫描停止区，所述扫描起始区和扫描停止区部分重合，直至扫描圈数达到预设值，关闭激光器和高温计；

步骤5：扫描振镜移动至玻璃基板的下一个封装单元中心位置，重复步骤3-4。

2.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，步骤3中，扫描振镜到达预设的扫描路径的扫描起始点后，启动激光器和高温计。

3.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，在进行每一圈的扫描封装过程中，均对玻璃料进行封装温度调节。

4.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述步骤4包括:

步骤41：扫描振镜沿预设扫描路径运动，执行扫描动作步骤；

步骤42：判定玻璃料封装温度是否达到预设值，若否，则调节激光功率使封装温度达到设定值，若是，则直接进入步骤43；

步骤43：继续扫描；

步骤44：判断N是否小于等于扫描圈数的预设值M，若是，则重复步骤41-43；若否，则结束扫描，进入步骤5。

5.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述扫描起始区为直线，其包括：延时段、第一起始段、第二起始段和第三起始段；所述延时段的封装功率为0，所述第三起始段的封装功率为设定值，第三起始段的封装功率大于第二起始段的封装功率，所述第二起始段的封装功率大于第一起始段的封装功率。

6.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述扫描起始区为直线，其包括：延时段和起始段，其中延时段的封装功率为0，起始段的封装功率为设定值。

7.如权利要求5或6所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述扫描停止区为直线，其包括：第一停止段、第二停止段和第三停止段；所述第一停止段段的封装功率为设定值，第一停止段的封装功率大于第二停止段的封装功率，所述第二停止段的封装功率大于第三停止段的封装功率。

8.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，直线区的封装功率大于拐角区的封装功率。

9.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，将封装单元扫描封装过程按照扫描圈数分为多个阶段，每个阶段的直线区和拐角区的封装功率与其他阶段的封装功率不同。

10.如权利要求9所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述扫描封装过程按扫描圈数分为三个阶段，且第二阶段的封装功率大于第一阶段的封装功率，第三阶段的封装功率大于或小于第二阶段的封装功率。

11.如权利要求10所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，所述第三阶段中，拐角区的封装功率大于直线区的封装功率。

12.如权利要求1所述的激光准同步扫描方法，其特征在于，采用多组扫描振镜对同一玻璃基板上的多个封装单元进行同时封装。