JP6764993B2 - レーザーパッケージング方法及びレーザーパッケージング装置 - Google Patents
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Description
封止材の材料及びパッケージングパラメータによってレーザーに初期スポット輪郭分布及びスポットエネルギー分布を設定してレーザーパッケージングの熱伝達モデルを構築するステップ1と、
前記熱伝達モデルに対してパッケージングシミュレーションを行って前記封止材の非走査方向の温度分布を得るステップ2と、
前記封止材の非走査方向の温度分布が均一性の要求を充足するか否かを判断し、充足すればステップ5を実行し、充足しなければステップ4を実行するステップ3と、
前記スポット輪郭分布を調整し、及び/又は、ユーザー定義関数で前記スポットエネルギー分布を調整してスポットの非走査方向の中心の積算線量を減少させ、その後、調節後のスポット輪郭分布及び/又は、調整後のスポットエネルギー分布によってレーザーパッケージングの熱伝達モデルを再構築して、ステップ2に戻るステップ4と、
実際のレーザーパッケージング時に、現在のスポット輪郭分布及びスポットエネルギー分布で前記レーザーを制御するステップ5と、を含む。
であり、
式において、Pはレーザー出力であり、Rはスポットの半径であり、
は
スポット座標系におけるある一点の座標値である。
封止材の材料及びパッケージングパラメータによってレーザーに対し初期スポット輪郭分布及びスポットエネルギー分布を設定してレーザーパッケージングの熱伝達モデルを構築する;
ステップS12:
前記熱伝達モデルを用いてパッケージングシミュレーションを行って前記封止材の非走査方向の温度分布を得る。
前記封止材の非走査方法の温度分布が均一性の要求を充足するか否かを判断し、充足すればステップS15を実行し、充足しなければステップS14を実行する。
前記スポット輪郭分布を調節する、及び/又は、ユーザー定義関数で前記スポットエネルギー分布を調整してスポットの非走査方向の中心の積算線量を減少させ、その後、調節した後のスポット輪郭、及び/又は、調整後のスポットエネルギー分布によってレーザーパッケージングの熱伝達モデルを再構築した後、ステップS12に戻る。
実際のレーザーパッケージングの際に、現在のスポット輪郭分布及びスポットエネルギー分布によって前記レーザーを適応的に調整する。
とすることができ、
式において、Pはレーザー出力であり、Rはレーザースポットの半径であり、
であり、(x,y)はスポット座標系におけるある一点の座標値である。
レーザーパッケージングの熱伝達モデルを構築し、ユーザー定義関数f(r)でスポットのエネルギー分布を調整する。
本実施例におけるユーザー定義関数f(r)は矩形波関数を用い、具体的に以下の数式で表示される。
前記熱伝達モデルに対してシミュレーションを行い、シミュレーション計算の完了後封止材の非走査方向の温度分布が得られる。
前記非走査方向の温度分布を基準として、温度場が均一性の要求を充足する場合には、スポット輪郭を確定することができ、充足しなげれば、k値を調節してステップ(2)を繰り返す。
レーザーパッケージの熱伝達モデルを構築し、パッケージングライン全体に対して(非特徴領域及び特徴領域を含む)第一ユーザー定義関数でスポットエネルギー分布を調整する。
ここで、第一ユーザー定義関数f1(r)は、多項式関数を用い、具体的な数式は、
f1(r)=a1+a2x+a3x2+・・・+amxm−1
r≦R
である。
f2(r)=b1+b2x+b3x2+・・・+bmxm−1
R2≧r>R
f3(r)=c1+c2x+c3x2+・・・+cmxm−1
R3≧r>R2
・・・・・・
k1=R2−R, k2=R3−R2, ・・・
R2、R3はサイズ変化後のスポット半径を表し、k1、k2、ki−1・・・はスポットサイズの調節量を表し、R2、R3・・・によってサブ空間を定義する。例えば、R2≧r>Rは第一サブ空間を表し、該第一サブ空間に対応するスポットエネルギー分布はユーザー定義関数f2(r)によって調整される。R3≧r>R2は第二サブ空間を表し、該第二サブ空間に対応するスポットエネルギー分布はユーザー定義関数f3(r)によって調整される。
熱伝達モデルに対してシミュレーションを行い、シミュレーション計算の完了後、一般領域(即ち、非特徴領域)及び異なる特徴領域における封止材の非走査方向の温度分布が得られる。
前記一般領域及びスポットサイズを調節する前(r≦R)の特徴領域の封止材の非走査方向の温度分布に対して、温度場が均一性の要求を充足する場合には、相応するスポット輪郭を確定することができ、且つ数式f1(r)を決めて、ステップ(4)に進む;
充足しない場合には、関数パラメータaiを調節してステップ(2)を繰り返し、逐次近似法により、最終的に所望の非走査方向の温度分布結果が得られる。
スポットサイズを調節し、シミュレーションによりスポットが変化する各サブ空間における前記特徴領域の封止材の非走査方向の温度分布が得られ、各サブ区間における温度場が均一性の要求を充足する場合には、相応するスポット輪郭を確定することができ、且つ数式f2(r)、f3(r)が確定される。
均一性の要求を充足しないサブ空間があれば、相応する関数パラメータbiまたはci・・・及び半径R2またはR3を調節して(絞りを通じて幅を調節する)ステップ(4)を繰り返し、逐次近似法により、最終的に所望の非走査方向の温度分布結果が得られる。
Claims (11)
- 封止材の材料及びパッケージングパラメータによってレーザーに初期スポット輪郭分布及び初期スポットエネルギー分布を設定してレーザーパッケージングの熱伝達モデルを構築するステップ11と、
前記熱伝達モデルに対してパッケージングシミュレーションを行って前記封止材の非走査方向の温度分布を得るステップ12と、
前記封止材の非走査方向の温度分布が均一性の要求を充足するか否かを判断し、充足すればステップ15を実行し、充足しなければステップ14を実行するステップ13と、
前記初期スポット輪郭分布を調整し、及び/又は、ユーザー定義関数f(r)で前記初期スポットエネルギー分布を調整してスポットの非走査方向の中心の積算線量を減少させ、
その後、
調節後のスポット輪郭分布及び/又は、調整後のスポットエネルギー分布によってレーザーパッケージングの熱伝達モデルを再構築して、ステップ12に戻るステップ14と、
実際のレーザーパッケージング時に、現在のスポット輪郭分布及びスポットエネルギー分布で前記レーザーを制御するステップ15と、を含み、
前記ユーザー定義関数f(r)は以下のように定義され、
Rはレーザースポットの半径であり、
レーザーパッケージング走査経路において非走査方向の温度分布に特別な要求がある領域を特徴領域とし、
前記特徴領域でない領域を非特徴領域とし、
前記ステップ14は、
レーザーパッケージング走査経路における前記非特徴領域に対し、前記ユーザー定義関数f(r)の内の第一ユーザー定義関数f 1 (r)で前記スポットエネルギー分布を調整し、
レーザーパッケージング走査経路における前記特徴領域に対し、
まず前記第一ユーザー定義関数f 1 (r)で前記スポットエネルギー分布を調整した後、再び前記スポットのサイズを増大し、
前記ユーザーにより定義される関数の内の第二ユーザー定義関数f 2 (r)によりスポットサイズの変化区間に対応するスポットエネルギー分布に対する調整をすることで前記特徴領域に適応させること、
をさらに含み、
前記第一ユーザー定義関数f 1 (r)と第二ユーザー定義関数f 2 (r)は、異なる関数であって以下のように定義される、
第一ユーザー定義関数f 1 (r):
f 1 (r)=a 1 +a 2 x+a 3 x 2 +・・・+a m x m−1 :r≦R
第二ユーザー定義関数f 2 (r)
f 2 (r)=b 1 +b 2 x+b 3 x 2 +・・・+b m x m−1 :R 2 ≧r>R、
レーザーパッケージング方法。 - 前記ステップ4は、前記スポットの幾何形状を調節して前記スポットの非走査方向の積算線量の中間が低く、両側が高くなるようにするステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザーパッケージング方法。 - 前記第二ユーザー定義関数f 2 (r)関数で調整するステップは、
前記スポットサイズの変化区間を所定の間隔で複数のサブ空間に仕切るとともに、
ユーザーにより定義される互いに異なる関数で各サブ区間に対応するスポットエネルギー分布を調整すること、
を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレーザーパッケージング方法。 - 前記ユーザー定義関数f(r)は、
調整後のスポットエネルギー分布が調整前のスポットエネルギー分布よりも小さくするように選定され、
これにより調整後におけるスポットの非走査方向の中心の積算線量が減少されるものとする、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のレーザーパッケージング方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のレーザーパッケージング方法を実施するためのレーザーパッケージング装置であって、
封止片を載置するための作業台、レーザー放射モジュール、レーザー走査モジュール、及び前記作業台の上方を横切って前記レーザー走査モジュールを載置するためのポータルフレームを含むレーザーパッケージング装置において、
前記レーザーパッケージング装置は、レーザー調整モジュール及びレーザーコントローラーをさらに含み、
前記レーザーコントローラーは前記封止片の封止材の材料及びパッケージングパラメータによってレーザースポットの非走査方向の積算線量の中心が低く、両側が高い要求を充足するスポット輪郭分布及び/又は、スポットエネルギー分布を設計し、また、前記スポット輪郭分布及び/又は、スポットエネルギー分布によって前記レーザー調整モジュールが前記レーザー放射モジュールから放射されるレーザーを調整するように制御する、
ことを特徴とするレーザーパッケージング装置。 - 前記レーザー調整モジュールは、前記スポット輪郭分布によって前記スポットの幾何形状を調整するための幾何分布調整器を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザーパッケージング装置。 - 前記レーザー調整モジュールは、前記スポットエネルギー分布によって前記スポットのエネルギー分布を調整するためのエネルギー分布調整器を含む、
ことを特徴とする請求項6または7に記載のレーザーパッケージング装置。 - 前記レーザー調整モジュールは、前記スポット輪郭分布によって前記スポットのサイズを変更するためのサイズ調整器を含む、
ことを特徴とする請求項6または7に記載のレーザーパッケージング装置。 - 前記幾何分布調整器は絞りである、ことを特徴とする請求項7に記載のレーザーパッケージング装置。
- 前記エネルギー分布調整器は回折光学素子または屈折光学素子である、
ことを特徴とする請求項8に記載のレーザーパッケージング装置。
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