CN110757053B - 金属掩模焊接工装、金属掩模焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及有机发光显示领域，提供了一种金属掩模焊接工装和一种金属掩模焊接方法。其中，金属掩模焊接工装包括：张网底座，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，所述张网底座上形成有穿透所述第一侧表面和第二侧表面的预留孔；张网执行部件，用于对位于所述第一侧表面上方的金属掩模进行张网操作；吸附装置，设置在所述预留孔内，用于释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模与承载框架贴合，并维持所述金属掩模与所述承载框架的相对位置关系。本申请的实施例可以防止在焊接过程中金属掩模上可能出现的虚焊、焊点形貌不良、焊点强度降低以及焊点脱焊等问题。

Description

金属掩模焊接工装、金属掩模焊接方法

技术领域

本申请涉及有机发光显示领域，特别涉及一种金属掩模焊接工装、机器人、金属掩模焊接工装用弹性体及物体感测方法。

背景技术

目前，由于OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器具有自发光、广视角、低功耗、高对比度、高色域、柔性显示、较低耗电、极高反应速度等优点，因此受到人们越来越多的关注。

OLED显示器按照驱动方式，可以分为PMOLED(Passive matrix organic lightemitting diode，被动式有机发光二极管)显示器和AMOLED(Active-matrix organiclight emitting diode，主动式有机发光二极管)显示器。

其中，AMOLED显示器的制作过程为：通过蒸镀方式将OLED材料按照预定程序蒸镀到LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)背板上，利用金属掩模板上的图形，在LTPS背板上形成红绿蓝像素单元。

在金属掩模板的制作过程中，需要将金属掩模焊接在金属掩模承载框架上以形成金属掩模板。而现有技术中，因金属掩模易产生褶皱进而在金属掩模和金属掩模承载框架之间产生间隙，极易出现虚焊、焊点形貌不良、焊点强度降低以及焊点脱焊等问题，最终影响成品的显示效果。

发明内容

为了解决上述问题或至少部分地解决上述技术问题，在本申请的一个实施例中，提供了一种金属掩模焊接工装，包括：

张网底座，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，所述张网底座上形成有穿透所述第一侧表面和第二侧表面的预留孔；张网执行部件，用于对位于所述第一侧表面上方的金属掩模进行张网操作；吸附装置，设置在所述预留孔内，用于释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模与承载框架贴合，并维持所述金属掩模与所述承载框架的相对位置关系。

本申请的实施例还提供了一种金属掩模焊接方法，包括如下步骤：

在张网底座上装载承载框架；启动张网执行部件，对与所述承载框架完成对位的金属掩模进行张网操作；启动吸附装置释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模与所述承载框架贴合；将所述金属掩模和所述承载框架焊接在一起。

本申请各实施例提供的技术方案，通过在张网底座的预留孔内设置吸附装置；并在在金属掩模完成张网操作后释放吸附力，以将金属掩模和承载框架吸附贴合，提高了金属掩模与承载框架的贴合度，可减低焊接过程中金属掩模上出现虚焊、焊点形貌不良、焊点强度降低以及焊点脱焊等问题出现的概率，进而有助于提高成品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图中未提及的技术特征、连接关系乃至方法步骤。

图1是本申请实施例的金属掩模焊接工装的立体爆炸示意图；

图2是本申请实施例的金属掩模焊接方法的工艺流程示意图；

图3是本申请实施例的控制设备的模块框图。

具体实施例

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

应当理解，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述某些部件，但这些部件不应仅仅被限于定于这些术语中。这些术语仅用来将各部件彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一某某部件也可以被称为第二某某部件，类似地，第二某某部件也可以被称为第一某某部件。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

在上述的各实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是本领域的普通技术人员应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、单元、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、单元、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本申请的范围。

本申请的发明人发现，在现有技术中，提供了一些可以增强金属掩模和承载框架之间的贴合度的工装夹具，但这些工装夹具普遍具有操作不便，容易损伤h，以及无法适应于超薄类金属掩模的问题。

有鉴于此，本申请的实施例提供了一种金属掩模焊接工装以及金属掩模焊接方法。

在本申请的实施例中，参见图1所示，一种金属掩模焊接工装，包括：

张网底座3，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，所述张网底座3上形成有穿透所述第一侧表面和第二侧表面的预留孔31；张网执行部件32，用于对位于所述第一侧表面上方的金属掩模1进行张网操作；吸附装置4，设置在所述预留孔31内，用于释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模1与承载框架2贴合，并维持所述金属掩模1与所述承载框架2的相对位置关系。

同时本申请的实施例还提出了一种金属掩模焊接方法，参见图1、图2所示，其包括如下步骤：

101、在张网底座3上装载承载框架2；

102、启动张网执行部件32，对与所述承载框架2完成对位的金属掩模1进行张网操作；

103、启动吸附装置4释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模1与所述承载框架2贴合；

104、将所述金属掩模1和所述承载框架2焊接在一起。

其中，张网底座3的实际形状可以根据金属掩模1的形状而定。由于金属掩模1通常为长方形，因此通常来说张网底座3可以形成为长方体形状，预留孔31贯穿于长方体形状的张网底座3的彼此相对的两个表面。

张网执行部件32可以是能够为金属掩模1提供张网拉力的部件，其动力来源可以是电机、气杆等。张网执行部件32有能够提供向至少两个彼此相反的方向拉动的力。进一步来说可以沿着金属掩模1的长方形的四条边的方向，提供四个方向的拉力，以彻底地实现金属掩模1的张网操作。

本申请的实施例所提供的吸附装置4可以通过多种形式提供吸附力。可选地，所述吸附装置4包括至少一吸附头41，所述吸附头41通过磁力吸附，将所述金属掩模1与焊接对象贴合。

采用磁力吸附时，金属掩模1只要具有顺磁性或铁磁性即可被吸附，因此要求较低。而且磁力吸附的吸力可控，特别地，所述吸附头41可以为电磁铁。当吸附头41为电磁铁时，磁力的作用变得更加可控，因此更加方便。例如在焊接步骤之前，电磁铁可以保持通电状态以吸附金属掩模1，减少金属掩模1与承载框架2之间的焊接间隙。焊接切割后，可以通过切断电磁铁电源，停止提供吸附力，来方便取下经过焊接和切割的金属掩模1，从而防止从工装上取下金属掩模1时外力可能造成的损坏，进一步提高了操作的便利性。

对于不同厚度、材料、以及具有不同大小的焊接区域的金属掩模1，所需的磁力大小是不同的。据此，借助于通过改变电磁铁的电流大小，可以针对电磁铁的磁力大小进行控制。

因此，作为本申请的进一步优选，所述吸附装置4包括多个吸附头41，吸附头41为电磁铁；以及，

所述金属掩模焊接方法，还包括如下步骤：

获取所述金属掩模1的物理参数；

根据所述物理参数，确定所述电磁铁所需的供电电流。

其中，物理参数可以包括：金属掩模1的厚度、材料、焊接区域大小等等。

在一可实现的技术方案中，上述步骤“获取所述金属掩模1的物理参数”，可包括：

采集所述金属掩模1的图像，利用图像识别技术对所述图像进行识别以获得所述物理参数；或者

接收用户通过交互设备输入或导入的所述物理参数。

这里需要说明的是：具体实施时，可在金属掩模焊接工装周围设置一个或多个摄像头，以从不同角度采集金属掩模1的图像。利用图像识别技术对图像进行识别以获得参数的具体实现，可现有技术中的相关内容，本文不作赘述。

金属掩模焊接工装还可包括与其连接控制设备。该控制设备控制所述张网执行部件32及吸附装置4动作。该控制设备具有用户交互装置，如语音对话装置、触摸屏等。用户可通过该控制设备上的用户交互装置，输入或导入所述金属掩模1的物理参数。或者，用户使用的智能终端，如计算机、平板电脑、手机或智能穿戴设备等，与控制设备建立通信连接；用户可通过智能终端输入所述金属掩模1的物理参数，然后由智能终端将物理参数发送至控制设备。

通常来说，金属掩模1厚度或焊接区域越大，所需磁力越大。金属掩模1常用的材料有两种，镍(Ni)和低膨胀铁镍合金(INVAR36)。低膨胀铁镍合金的铁磁性大于镍，所需的磁力也较小。实际所需的磁力大小，本领域普通技术人员可以通过有限次实验获得适合的数据，因此在本申请中不再予以赘述。

当然，吸附头41也可以采用永磁铁吸附。在使用永磁铁时，可以借助升降装置，在张网之后，焊接之前的步骤中将吸附头41送至预留孔31内的适当位置，并借助永磁铁的磁力对金属掩模进行吸附。甚至，吸附头41也可以不采用磁力吸附，例如，当金属掩模1或承载框架2其中之一具有多孔结构时，可以利用风机或泵，在预留孔31内形成负压，从而利用大气压强将金属掩模1紧贴在承载框架2上，以实现吸附。其他的可行的吸附方式也同样能够实现本申请的技术目的。

另外，可选地，金属掩模焊接方法还包括如下步骤：

105、切割并分离金属掩模1与张网执行部件32的连接部位；

106、关闭吸附装置4。

基于上述结构和方法，本申请还提供了一种应用场景如下：

将吸附装置4和张网底座3组装起来，组装时吸附头41自下而上穿过张网底座3上所设置的预留孔31，并保证吸附头41的上表面与张网底座3的第一侧表面平齐。

将金属掩模1用的承载框架2装载到张网底座3上，保证承载框架2的朝向张网底座3的表面与该第一侧表面相贴合。

利用金属掩模1上的对位孔，将金属掩模1与承载框架2进行粗对位，利用张网执行部件32上的夹具，将金属掩模1的待夹持部位夹紧固定。

启动张网执行部件32的张网动作，对金属掩模1进行张网拉伸，在保证像素位置精度(PPA)的同时，保证金属掩模1与承载框架2尽可能贴合。

启动吸附头41的吸附动作，通过吸附头41将金属掩模1和承载框架2紧密贴合起来。

启动激光焊接机，将金属掩模1和承载框架2焊接成为一体，形成金属掩模板。

启动激光切割机，沿着设定好的切割轨迹将金属掩模1的连接部位切割分离。

停止吸附头41的吸附动作，吸附力消失后，将切割完成的金属掩模板从张网底座3上中取下。

本申请各实施例提供的技术方案，通过在设置在预留孔31内的吸附装置4对金属掩模1和承载框架2之间进行吸附贴合，在对金属掩模1进行张网操作时，金可以更好地提高金属掩模1与承载框架2的贴合度。据此，可以防止在焊接过程中金属掩模1上可能出现的虚焊、焊点形貌不良、焊点强度降低以及焊点脱焊等问题，防止金属掩模板蒸镀出的像素单元的混色，进而提高AMOLED显示装置的成品良率。

另外，可选地，参见图1所示，金属掩模焊接工装还包括：

承重板7，设置于所述预留孔31内，用于承载所述金属掩模1及所述承载框架2；所述承重板7的边缘通过连接梁与所述预孔的孔壁连接；所述吸附装置4，设置在所述承重板7与所述预留孔31的内壁之间形成的空隙6内。

当设置有承重板7时，金属掩模1和承载框架2的位于预留孔31内的部位可以得到承重板7的支撑，因此可以有效地防止金属掩模1的形变。另外，当设置有承重板7时，吸附装置4的吸附头41无需填满预留孔31，还降低了制作成本。

在本申请的实施例中，吸附装置4可以有一个吸附头41，且该吸附头41整体上形成为与空隙6匹配对应的形状。当然，吸附装置4也可以包括多个吸附头41，所述多个吸附头41沿所述空隙6的长度方向间隔设置。

彼此间隔设置的各吸附头41可以为金属掩模1的必要部位提供吸附力。具体说来，可选地，所述张网执行部件32包括多个张网电机；多个张网电机布设在所述第一侧表面上，且围绕在所述预留孔31周围；相邻两个吸附头41之间的间隔区域对应的位置布设有一个张网电机。

将吸附头41和张网电机之间交错设置，可以使吸附力和电机拉力均匀地施加在金属掩模1上，防止多个方向的受力可能导致的金属掩模1局部扭曲。

可选地，相邻两个吸附头41之间的间隔宽度大于或等于金属掩模1与张网电机连接部位的宽度。

具体地，当吸附头41具有长方形的端部时，单个吸附头41在长边方向的长度为d1，短边方向的长度为d2，则其可用吸附面积为d1*d2。设相邻的两个吸附头41之间的距离为d3。

由于金属掩模张网所受的拉力沿着其被夹持部分的长边方向，与金属掩模1的边界垂直，与夹持部分直接相连的金属掩模1的受力较大，本身贴合较好，因此，可以令d3的长度与金属掩模1与张网电机连接部位的宽度相等或略大，从而使得磁力不作用于金属掩模1与张网电机连接部位。

在本申请的实施方式中，吸附头41的长边和短边的长度d1、d2可根据金属掩模1产品的尺寸来调整大小。可选地，可以令d1≥X1+X2＝S1+S2。

其中，X1表示焊接区域边界到承载框架2外边界的距离。X2表示承载框架2的焊接区域宽度，所有的焊接路径均在这一焊接区域进行。S1表示焊接区域边界到金属掩模1外边界的距离。S2表示金属掩模1焊接区宽度，所有的焊接路径均在此焊接区域进行。

通过将吸附头41的长边宽度设定为等于或略大于焊接区域边界到承载框架2外边界的距离与承载框架2的焊接区域宽度之和，可以获得更为适当的吸附力作用范围，进一步改善焊接效果。

在本申请的实施方式中，承重板7的承载面可以与第一侧表面齐平，也可以低于所述第一侧表面，以形成用于限制所述承载框架2移位的限位槽。

另外，可选地，所述吸附装置4具有与所述承重板7的承载面平齐的端面，以与所述承重板7共同为所述承载框架2提供支撑。采用吸附装置4和承重板7共同为承载框架2提供支撑时，有助于精确地匹配承载框架2和张网执行部件32之间的位置关系。

可选地，所述承重板7设置于所述预留孔31的中部，以使所述空隙6沿周向环绕所述预留孔31的边缘设置。当承重板7设置于所述预留孔31的中部时，吸附头41可以均匀地分布在预留孔31的边缘，使吸附力得以更均匀地作用在合适的范围内。

可选地，所述吸附装置4还包括：

固定底座，所述固定底座具有与所述空隙6形状相对应的支持部，所述吸附头41设置在所述支持部上。

所设置的固定底座能够为吸附头41提供良好的支撑。

如图3所示，本实施例还提供一种控制设备。具体的，所述控制设备包括：存储器51及处理器52，其中，

所述存储器51，用于存储程序；

所述处理器52，与所述存储器51耦合，用于执行所述存储器51中存储的所述程序，以用于：

在张网底座3上装载承载框架2；启动张网执行部件32，对与所述承载框架2完成对位的金属掩模1进行张网操作；启动吸附装置4释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模1与所述承载框架2贴合；将所述金属掩模1和所述承载框架2焊接在一起。

上述存储器51可被配置为存储其它各种数据以支持在控制设备上的操作。这些数据的示例包括用于在控制设备上操作的任何应用程序或方法的指令。存储器51可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

上述处理器52在执行存储器51中的程序时，除了上面的功能之外，还可实现其它功能，具体可参见前面各实施例的描述。

进一步，如图3所示，控制设备还包括：通信组件53、显示器54、电源组件55、音频组件56等其它组件。图3中仅示意性给出部分组件，并不意味着客户端设备只包括图3所示组件。

具体实施时，控制设备可以与一台或多台金属掩模焊接工装连接；多台连接的情况下，控制设备可部署在服务端，通过网络向多台工装发送控制指令。控制设备可以是台式机、笔记本电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)或智能穿戴设备等，本申请实施例对此不作具体限定。

相应地，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机执行时能够实现上述各实施例提供的物体感测方法的步骤或功能。

最后应说明的是，本领域的普通技术人员可以理解，为了使读者更好地理解本申请，本申请的实施例提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施例的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施例作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (11)

1.一种金属掩模焊接工装，其特征在于，包括：

张网底座，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，所述张网底座上形成有穿透所述第一侧表面和所述第二侧表面的预留孔；

张网执行部件，用于对位于所述第一侧表面上方的金属掩模进行张网操作；

吸附装置，设置在所述预留孔内，用于释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模与承载框架贴合，并维持所述金属掩模与所述承载框架的相对位置关系；

承重板，设置于所述预留孔内，用于承载所述金属掩模及所述承载框架；

所述承重板的边缘通过连接梁与所述预留孔的孔壁连接；

所述吸附装置设置在所述承重板与所述预留孔的内壁之间形成的空隙内。

2.根据权利要求1所述的金属掩模焊接工装，其特征在于，所述吸附装置包括至少一吸附头，所述吸附头通过磁力吸附，将所述金属掩模与焊接对象贴合。

3.根据权利要求2所述的金属掩模焊接工装，其特征在于，所述吸附头为电磁铁。

4.根据权利要求1所述的金属掩模焊接工装，其特征在于，所述吸附装置有多个吸附头，所述多个吸附头沿所述空隙的长度方向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的金属掩模焊接工装，其特征在于，所述张网执行部件包括多个张网电机；

多个张网电机布设在所述第一侧表面上，且围绕在所述预留孔周围；

相邻两个吸附头之间的间隔区域对应的位置布设有一个张网电机。

6.根据权利要求3所述的金属掩模焊接工装，其特征在于，所述承重板的承载面低于所述第一侧表面，以形成用于限制所述承载框架移位的限位槽。

7.根据权利要求3所述金属掩模焊接工装，其特征在于，

所述吸附装置具有与所述承重板的承载面平齐的端面，以与所述承重板共同为所述承载框架提供支撑。

8.一种金属掩模焊接方法，其特征在于，适用于权利要求1至7中任意一项所述的金属掩模焊接工装，包括如下步骤：

在张网底座上装载承载框架；

启动张网执行部件，对与所述承载框架完成对位的金属掩模进行张网操作；

启动吸附装置释放吸附力，以将完成张网操作的所述金属掩模与所述承载框架贴合；

将所述金属掩模和所述承载框架焊接在一起。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

切割并分离所述金属掩模与所述张网执行部件的连接部位；

关闭所述吸附装置。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述吸附装置包括多个吸附头，吸附头为电磁铁；以及

所述方法，还包括：

获取所述金属掩模的物理参数；

根据所述物理参数，确定所述电磁铁所需的供电电流。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述物理参数包括：金属掩模的厚度、材料以及焊接区域大小。

Images