KR20190021429A - 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치는 광점의 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포를 조정하여 광점의 비 스캐닝(non-scanning) 방향에 따른 중심의 적분 선량을 감소시킴으로써 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 균일성 요구를 만족시키도록 한다. 더 중요한 것은, 패키징 라인에서의 특징 영역에 대해, 광점 사이즈를 증가시켜 특징의 상이한 방열 조건에 적응할 수 있도록 함으로써 각 특징 영역의 온도장 조건의 수요에 적응되도록 한다. 상기 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치는 레이저 패키징 시 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 불균일한 문제를 효과적으로 개선할 수 있으며, 심지어 온도의 균일화도 실현하고, 프로세스 윈도우(Process Window)를 증가시킴으로써 레이저 패키징의 패키징 품질을 향상시킨다.

Description

레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치
본 발명은 프레임 패키징 기술에 관한 것으로, 특히 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치에 관한 것이다.
제너레이션(generation)은, 세대를 의미하며, 유리 기판의 사이즈를 가리킨다. 제너레이션이 클수록 패널의 면적이 커지면서 소형 액정 패널을 더 많이 잘라낼 수 있다. 고세대 생산 라인은 주로 32 인치 이상의 대형 액정 패널을 생산하며, 일반적으로 6 세대 이상으로 정의되고 고세대, 고세대 라인으로 약칭한다. 고세대 패키징에 대한 수요량이 높아짐에 따라 패키징 소자가 점점 더 커지면서 좁은 프레임(소스 영역(Source Region) 가장자리로부터 밖으로 패키징재의 가장 외측까지의 거리를 가리키며, 현재 0.6 mm의 프레임을 실현해야 함)의 수요는 레이저 패키징에 대한 요구를 보다 엄격하게 한다.
현재 흔히 사용되는 기술은 대부분 원형의 평평한 상부 에너지 분포 광점(light spot)인 레이저 광점을 사용하는데, 이러한 에너지 분포는 균일하지 않으므로, 레이저 패키징 과정에서, 패키징을 위한 패키징재가 비 스캐닝(non-scanning) 방향에서 온도 분포가 균일하지 않게 되며, 구체적으로, 패키징재의 중심 부분의 온도가 가장 높고, 가장자리로 갈수록 온도가 점점 낮아지는 것에 의해 표현된다. 이러한 온도차는 패키징 과정에서 열 응력을 발생시켜 프로세스 윈도우(Process window)를 제한함으로써 실제 조작에서 패키징재의 중심 온도가 과도하게 높음으로 인한 과열 등 결함, 또는 패키징재의 가장자리 온도가 너무 낮음으로 인해 결합비가 표준에 달성하지 못하는 결함이 더 쉽게 나타나게 한다. 그 외, 원형의 평평한 상부 광점의 기하학적 구조 특수성으로 인해, 패키징 선폭의 두 배가 되는 광점이어야만 비 스캐닝 방향에 따른 적분 빛세기가 과도하게 균형을 잃지 않도록 보장할 수 있으며, 광점 크기가 고세대 좁은 프레임 패키징에서 소스 영역의 온도에 미치는 영향이 점점 커지도록 하므로, 패키징 선폭의 두 배가 되는 기존의 광점 사이즈의 평평한 상부 광점 레이저 패키징은 고세대 좁은 프레임 패키징에 응용되기 어렵다. 더 중요한 것은, 유닛은 패키징 과정에서 전극 유무, 재료 차이, 선폭 차이 등과 같은 각종 특징 영역을 구비함으로써, 이러한 특징 영역의 패키징재 방열 조건은 상이하다. 그리고 통상적인 광점 윤곽은 설계를 통해 이미 고정되어, 패키징 시 변경 불가하므로 유닛의 특징 영역을 포함한 모든 영역 온도의 균일성을 실현할 수 없게 된다.
상기 문제를 해결하기 위해 현재 일반적으로 세 가지 방법이 사용되고 있지만 이 세 가지 방법은 모두 일정한 문제가 존재한다. 한 가지는 일반적인 마스크에 의한 차단 방법이지만, 상기 방법은 고세대 패키징에서 매우 많은 비용이 든다. 다른 방법은 TWIST 스캐닝 방법과 같은 특별한 스캐닝 모드를 사용하는 방법이지만, 이러한 방법은 수율 희생을 대가로 상대적으로 균일한 패키징 온도장을 얻는 방법이며, 그 외, 스캐닝 속도가 상대적으로 빠른 준 동기/동적 준 동기 스캐닝 패키징에 대해서, 기기가 보다 높은 주파수로 원주운동을 진행할 수 없으므로, 이러한 방법은 부분적 패키징 파라미터가 저속인 경우에만 적용될 수 있다. 또 다른 방법은 M형 분포 광점과 같은 특정적 에너지 분포의 광점을 사용하는 방법이다. 비록 M형 분포 광점은 광점 크기를 변화시켜 소스 영역의 온도를 제어할 수 있지만, 흔히 볼 수 있는 M형 분포는 비 스캐닝 방향에 따른 선량의 균일성을 목적으로 하여 변조된 것이며, 대부분 가열 선폭이 광점 크기보다 훨씬 큰 경우의 레이저 용접 응용에 사용된다. 레이저 패키징에서, 가열 선폭이 광점 크기보다 작거나 같고, 열전도의 경계 효과로 인해, 비 스캐닝 방향에 따른 선량이 일치하더라도, 패키징재의 경계 온도는 중심 영역의 온도보다 낮으며, 온도 균일성도 일치하지 않으므로, 부분적으로 개선할 수 밖에 없다. 또한, 통상적인 M형 분포 광점은 특징 영역이 상이함에 따라 변화되지 않기에, M형 분포 광점은 유닛 특징 영역에 적응될 수 없다.
상기 설명으로부터 알 수 있는 바, 선행 기술 방법은 패키징 품질을 향상시키는 동시에 여전히 여러 가지 문제점을 갖고 있으므로, 부정적 요소의 영향을 줄이는 전제 하에 레이저 패키징의 패키징 품질을 향상시키는 새로운 방법을 발명할 필요가 있다.
본 발명은 패키징 품질을 효과적으로 개선하여 프로세스 윈도우를 확대함으로써 광점 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이로써 열 영향 영역에 미치는 부정적 영향을 감소시키고, 원가를 낮추는 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 레이저 패키징 방법을 제공하며, 하기와 같은 단계를 포함한다.
단계(1)에서, 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라, 레이저를 위한 초기 광점 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포를 설정하여 레이저 패키징의 열전달 모델을 구축한다.
단계(2)에서, 상기 열전달 모델에 대해 패키징 시뮬레이션을 진행하여 상기 패키징재의 비 스캐닝(non-scanning) 방향에 따른 온도 분포를 얻는다.
단계(3)에서, 상기 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 균일성 요구를 만족시키는 지의 여부를 판단하고, 만족시키면 단계(5)를 수행하고 아니면 단계(4)를 수행한다.
단계(4)에서, 상기 광점 윤곽 분포를 조정하거나 및/또는 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하여 광점의 비 스캐닝 방향 중심에 따른 적분 선량을 감소시키며, 다음, 조정 후의 광점 윤곽 분포 및/또는 변조 후의 광점 에너지 분포에 따라 레이저 패키징의 열전달 모델을 재구축하고, 단계(2)로 다시 돌아간다.
단계(5)에서, 실제적으로 레이저 패키징을 진행할 시, 현재의 광점 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포로 상기 레이저를 제어한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 방법에서, 단계(4)는 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량이 중간이 낮고 양변이 높도록 상기 광점의 기하학적 형상을 조정하는 단계를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 방법에서, 단계(4)는 레이저 패키징 스캐닝 경로에서의 비특징 영역에 대해 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 레이저 패키징 스캐닝 경로에서의 특징 영역에 대해 우선 상기 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 상기 광점 사이즈를 증가시킨 다음, 제2 사용자 정의 함수로 광점 사이즈에 대한 변화 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하여 상기 특징 영역에 적응되도록 하는 단계를 더 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 방법에서, 상기 제2 사용자 정의 함수로 변조하는 단계는, 광점 사이즈의 변화 구간을 일정한 간격으로 다수의 서브 구간으로 나누고, 상이한 사용자 정의 함수로 각각의 서브 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하는 단계를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 방법에서, 상기 사용자 정의 함수는 변조 후의 광점 에너지 분포가 변조 전의 광점 에너지 분포보다 작도록 하는 요구를 만족시켜야 한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 방법에서, 상기 초기 광점 에너지 분포 I(r)는
Figure pct00001
로 선택될 수 있으며, 여기서 P는 레이저 출력이고, R은 광점 반경이며,
Figure pct00002
이고, (x, y)는 광점 좌표계 중의 어느 한 점의 좌표값이다.
본 발명은, 패키징 시트가 적재되는 작업 테이블, 레이저 발사 모듈, 레이저 스캐닝 모듈; 및 상기 작업 테이블 상부를 가로 걸쳐 설치되어 상기 레이저 스캐닝 모듈을 적재하기 위한 갠트리(gantry)를 포함하고, 레이저 변조 모듈; 및 상기 패키징 시트의 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라 레이저 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량의 중심이 낮고 양변이 높은 요구를 만족시키는 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포를 설계하고, 상기 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포에 따라 상기 레이저 변조 모듈이 상기 레이저 발사 모듈이 발사한 레이저를 변조하는 것을 제어하는 레이저 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치를 더 제공한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 장치에서, 상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 기하학적 형상을 변조하기 위한 기하학적 분포 변조기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 장치에서, 상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 에너지 분포에 따라 상기 광점의 에너지 분포를 변조하기 위한 에너지 분포 변조기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 장치에서, 상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 사이즈를 변화시키기 위한 사이즈 변조기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 장치에서, 상기 기하학적 분포 변조기는 조리개로 선택될 수 있다.
선택 가능하게, 상기 레이저 패키징 장치에서, 상기 에너지 분포 변조기는 회절 광학 소자 또는 굴절 광학 소자로 선택될 수 있다.
본 발명에서 제공된 레이저 패키징 방법 및 레이저 패키징 장치는 각 유형의 패키징재 재료 및 패키징 모드에 적용된다. 광점의 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포를 조정하여 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 중심의 적분 선량을 감소시킴으로써 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 균일성 요구를 만족시키도록 하고, 프로세스 융통성을 향상시키며, 레이저 패키징의 패키징 품질을 향상시킨다. 더 중요한 것은, 패키징 라인에서의 특징 영역에 대해, 광점 사이즈를 증가시켜 특징 영역의 상이한 방열 조건에 적응할 수 있도록 함으로써 각 특징 영역의 온도장 조건의 수요에 적응되도록 한다.
도 1은 본 발명에서 제공된 레이저 패키징 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 제공된 레이저 패키징 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 레이저 변조 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면과 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명에서 제기된 레이저 패키징 장치 및 방법에 대해 추가적으로 상세하게 설명한다. 본 발명의 장점 및 특징은 아래의 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 매우 간이한 형태 및 비 정밀한 비율을 사용하였고, 이는 단지 본 발명의 실시예의 목적을 편의하고, 명확하게 보조적으로 설명하기 위한 것임을 유의해야 한다.
실시예 1
본 발명은 레이저 패키징 방법을 제공하며, 흐름도는 도 1에 도시된 바와 같으며, 도시된 레이저 패키징 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.
단계S11에서, 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라, 레이저를 위한 초기 광점 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포를 설정하여 레이저 패키징의 열전달 모델을 구축한다.
단계S12에서, 상기 열전달 모델에 대해 패키징 시뮬레이션을 진행하여 상기 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포를 얻는다.
일반적으로, 피 패키징의 패키징 시트를 위해 패키징 라인을 미리 설계하고, 패키징재를 패키징 라인에 따라 패키징 시트에 부설하여, 실제적으로 패키징을 진행할 시, 레이저가 기설정된 상기 패키징 라인에 따라 스캐닝을 진행하도록 함으로써 패키징재를 가열시키고 이를 융해시켜, 패키징재의 양측의 패키징 시트 사이의 접착을 실현한다. 레이저 패키징 과정에서, 레이저의 스캐닝 진행 방향을 스캐닝 방향이라고 부르며, 비 스캐닝 방향은 일반적으로 스캐닝 방향과 수직인 방향을 가리킨다.
단계S13에서, 상기 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 균일성 요구를 만족시키는 지의 여부를 판단하고, 만족시키면 단계S15를 수행하고 아니면 단계S14를 수행한다.
단계S14에서, 상기 광점 윤곽 분포를 조정하거나 및/또는 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하여 광점의 비 스캐닝 방향 중심에 따른 적분 선량을 감소시키며, 다음, 조정 후의 광점 윤곽 분포 및/또는 변조 후의 광점 에너지 분포에 따라 레이저 패키징의 열전달 모델을 재구축하고, 단계S12로 다시 돌아간다.
단계S15에서, 실제적으로 레이저 패키징을 진행할 시, 현재의 광점 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포로 상기 레이저를 적응적으로 변조한다.
바람직하게, 단계S14는 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량이 중간이 낮고 양변이 높도록 상기 광점의 기하학적 형상을 조정하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계S14는 레이저 패키징 스캐닝 라인에서의 비특징 영역에 대해 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 레이저 패키징 스캐닝 라인에서의 특징 영역에 대해 우선 상기 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 상기 광점 사이즈를 증가시킨 다음, 제2 사용자 정의 함수로 광점 사이즈에 대한 변화 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하여 상기 특징 영역에 적응되도록 하는 단계를 더 포함한다. 배경 기술에서 서술한 바와 같이, 본 명세서 중의 특징 영역은 패키징 라인에서 상응한 위치에서의 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포에 대해 특수한 요구가 있는 영역을 가리키며, 예를 들어, 패키징 라인에서의 인접한 전극 또는 인접한 특수 재료, 특수 선폭을 가진 소자 영역을 말하며, 이러한 특징 영역에서의 패키징재는 상이한 방열 요구를 갖고 있으므로, 이러한 특징 영역에 대해서는 제1 사용자 정의 함수로 광점 에너지 분포를 변조하는 기초상에서 광점 사이즈를 변화시켜 제2 사용자 정의 함수로 광점 에너지 분포를 추가적으로 변조하여 상응한 요구에 적응되게 한다.
바람직하게, 제2 사용자 정의 함수로 광점 사이즈 변화 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하는 단계는 구체적으로, 광점 사이즈 변화 구간을 일정한 간격으로 다수의 서브 구간으로 나누고, 각각의 서브 구간에 있어서, 상이한 사용자 정의 함수로 상응하는 서브 구간 내의 광점 에너지 분포를 변조하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 사용자 정의 함수는 변조 후의 광점 에너지 분포가 변조 전의 광점 에너지 분포보다 작도록 하는 요구를 만족시켜야 한다.
바람직하게, 상기 초기 광점 에너지 분포 I(r)는
Figure pct00003
로 선택될 수 있으며, 여기서 P는 레이저 출력이고, R은 레이저 광점 반경이며,
Figure pct00004
이고, (x, y)는 광점 좌표계 중의 어느 한 점의 좌표값이다.
구체적으로, 본 실시예는 특정적인 재료 및 패키징 파라미터에 대해서, 에너지 분포 변조를 사용하되, 회절 광학 소자로 에너지 분포를 변조하고, 광점 기하학적 형상은 변조되지 않고, 원형 광점이며, 특징 영역이 없는 경우를 고려하여, 필요한 광점 윤곽을 얻는 상기 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.
(1) 레이저 패키징의 열전달 모델을 구축하여 사용자 정의 함수 f(r)로 광점 에너지 분포를 변조하며, 본 실시예에 따른 사용자 정의 함수 f(r)는 직사각형파 함수를 선택 사용하여, 구체적인 표현식은 아래와 같다.
Figure pct00005
(2) 상기 열전달 모델에 대해 시뮬레이션을 진행하고, 시뮬레이션 계산이 끝난 후, 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포를 얻는다.
(3) 상기 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포를 기준으로, 온도장이 균일성 요구를 만족시킬 경우, 광점 윤곽을 확정할 수 있다. 만족시키지 않을 경우, k값을 조정하고 단계(2)를 반복한다.
본 실시예는 사용자 정의 함수의 k값을 조정하여, 점진적 근사법으로 최종적으로 필요한 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포 결과를 얻고, 요구에 만족되는 광점의 에너지 분포를 실질적인 레이저 패키징에 사용한다.
실시예 2
본 실시예는 특정적인 재료 및 패키징 파라미터에 대해서, 특징 영역이 있을 경우를 고려하여, 에너지 분포 변조를 사용하되, 회절 광학 소자로 에너지 분포를 변조하고, 조리개로 광점 크기를 변조하도록, 광점 사이즈 변조를 적용하며, 필요한 광점 윤곽을 얻는 상기 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.
(1) 레이저 패키징의 열전달 모델을 구축하여 전체적인 패키징 라인(비특징 영역 및 특징 영역을 포함)에 대해서, 모두 제1 사용자 정의 함수로 광점 에너지 분포를 변조하며, 여기서 제1 사용자 정의 함수 f1(r)는 다항식 함수를 선택 사용하며, 구체적인 표현식은
Figure pct00006
이다. 특징 영역에 대해서, 광점 사이즈를 증가시켜 광점 사이즈의 변화 구간을 상이한 서브 구간으로 나누고, 상이한 사용자 정의 함수로 상응한 서브 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하는 것을 포함하는데 구체적으로 아래와 같다.
Figure pct00007
여기서,
Figure pct00008
은 함수 파라미터이고, 다항식의 차수가 높을수록 시뮬레이션을 통해 얻은 광점 에너지 분포에 있어 온도 균일성을 더 실현할 수 있으나, 필요한 연산 리소스도 더 크다. R2, R3은 사이즈가 변화한 후의 광점 반경이며, k1, k2, ki-1 ... 은 광점 사이즈의 조정량이고, R2, R3을 통해 서브 구간을 정의하며, 예를 들어,
Figure pct00009
은 제1 서브 구간이고, 상기 제1 서브 구간에 대응되는 광점 에너지 분포는 사용자 정의 함수 f2(r)를 통해 변조한다.
Figure pct00010
은 제2 서브 구간이며, 상기 제2 서브 구간에 대응되는 광점 에너지 분포는 사용자 정의 함수 f3(r)를 통해 변조한다.
(2) 열전달 모델에 대해 시뮬레이션을 진행하고, 시뮬레이션 계산이 끝난 후, 일반 영역(즉 비특징 영역) 및 상이한 특징 영역에서의 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포를 얻는다.
(3) 상기 일반 영역 및 광점 사이즈 조절 전（
Figure pct00011
）의 특징 영역의 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포에 대해서, 온도장이 균일성 요구를 만족시킬 경우, 상응한 광점 윤곽을 확정할 수 있고, f1(r) 표현식을 확정하여 단계(4)로 진입한다. 만족시키지 않을 경우, 함수 파라미터 ai를 조정하고 단계(2)를 반복하여, 점진적 근사법으로 최종적으로 필요한 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포 결과를 얻는다.
(4) 광점 사이즈를 조절하고 시뮬레이션을 통해 광점이 변화한 각각의 서브 구간 내의 상기 특징 영역의 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포를 얻으며, 각각의 서브 구간의 온도장이 모두 균일성 요구를 만족시킬 경우, 상응한 광점 윤곽을 확정할 수 있으며, f2(r), f3(r) ... 표현식을 확정한다. 균일성 요구를 만족시키지 않는 서브 구간이 존재할 경우, 상응한 함수 파라미터 bi 또는 ci ... 와 반경 R2 또는 R3…(조리개를 통해 폭을 조정함)을 조정하고 단계(4)를 반복하며, 점진적 근사법으로 최종적으로 필요한 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포 결과를 얻는다.
실시예 3
도 2는 본 발명에서 제공된 상기 패키징 방법을 실시하는 레이저 패키징 장치를 나타내는 도면이며, 도 2를 참조하면, 상기 레이저 패키징 장치는 패키징 시트가 적재되는 작업 테이블(5), 레이저 발사 모듈(2), 레이저 스캐닝 모듈(4) 및 상기 작업 테이블(5) 상부를 가로 걸쳐 설치되어 상기 레이저 스캐닝 모듈(4)을 적재하기 위한 갠트리(6)를 포함하고, 여기서, 상기 레이저 패키징 장치는 레이저 제어기(1) 및 레이저 변조 모듈(3)을 더 포함하며, 상기 레이저 제어기(1)는 상기 패키징 시트의 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량의 중심이 낮고 양변이 높은 요구를 만족시키는 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포를 설계하고, 상기 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포에 따라, 상기 레이저 변조 모듈(3)이 상기 레이저 발사 모듈(2)이 발사한 레이저를 변조하는 것을 제어한다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 레이저 변조기(3)는 에너지 분포 변조기(30), 기하학적 분포 변조기(31) 및 사이즈 변조기(32)를 포함하며, 상기 에너지 분포 변조기(30)는 회절 광학 소자 또는 굴절 광학 소자로 선택될 수 있고, 상기 광점 에너지 분포에 따라 상기 광점의 에너지 분포를 변조한다. 상기 기하학적 분포 변조기(31)는 조리개로 선택될 수 있고, 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 기하학적 형상을 변조한다. 상기 사이즈 변조기(32)는 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 사이즈를 변화시킨다.
본 발명의 실시예에서, 상기 레이저 패키징 장치는 베이스(7)를 더 포함하며, 바람직하게, 상기 레이저 변조기(3) 자체는 제1 방향 자유도가 있고, 상기 갠트리(6)는 제2 방향 자유도를 제공할 수 있으며, 상기 제1 방향은 제2 방향과 수직되고, 상기 베이스(7)에서 상기 작업 테이블(5)은 제3 방향 자유도 및 회전 방향 자유도가 있다. 더 나아가, 상기 레이저 패키징 장치에서 다수의 레이저 변조기(3)를 동시에 설치할 수 있는데 이는 다수의 패키징을 실현하는 동시에 수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 초대형 사이즈 패키징 부재에 대한 패키징 요구를 만족시킬 수 있다.
본 명세서에서 각각의 실시예는 점진적인 방식으로 설명되며, 각각의 실시예에서 중점적으로 설명한 점은 모두 다른 실시예와 상이한 점이며, 각각의 실시예 사이의 동일하거나 유사한 부분은 서로 참조될 수 있다. 실시예에 의해 공개된 시스템에 대해서, 실시예에 의해 공개된 방법과 서로 대응되므로, 상대적으로 간단하게 설명하였고, 관련 부분은 방법 부분의 설명을 참고하면 된다.
상기 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명이며, 본 발명의 범위에 대한 임의의 한정이 아니며, 상기 개시된 내용에 따라, 본 발명 분야의 통상적인 지식을 가진자가 진행한 임의의 변경, 수식은 모두 청구범위의 보호범위에 속한다.
1: 레이저 제어기 2: 레이저 발사 모듈
3: 레이저 변조 모듈 4: 레이저 스캐닝 모듈
5: 작업 테이블 6: 갠트리
7: 베이스 30: 에너지 분포 변조기
31: 기하학적 분포 변조기 32: 사이즈 변조기

Claims (12)

  1. 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라, 레이저를 위한 초기 광점(light spot) 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포를 설정하여 레이저 패키징의 열전달 모델을 구축하는 단계(1);
    상기 열전달 모델에 대해 패키징 시뮬레이션을 진행하여 상기 패키징재의 비 스캐닝(non-scanning) 방향에 따른 온도 분포를 얻는 단계(2);
    상기 패키징재의 비 스캐닝 방향에 따른 온도 분포가 균일성 요구를 만족시키는 지의 여부를 판단하고, 만족시키면 단계(5)를 수행하고 아니면 단계(4)를 수행하는 단계(3);
    상기 광점 윤곽 분포를 조정하거나 및/또는 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하여 광점의 비 스캐닝 방향 중심에 따른 적분 선량(integral dose)을 감소시키며, 다음, 조정 후의 광점 윤곽 분포 및/또는 변조 후의 광점 에너지 분포에 따라 레이저 패키징의 열전달 모델을 재구축하고, 단계(2)로 다시 돌아가는 단계(4);
    실제적으로 레이저 패키징을 진행할 시, 현재의 광점 윤곽 분포 및 광점 에너지 분포로 상기 레이저를 제어하는 단계(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(4)는 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량이 중간이 낮고 양변이 높도록 상기 광점의 기하학적 형상을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단계(4)는 레이저 패키징 스캐닝 경로에서의 비특징 영역에 대해 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 레이저 패키징 스캐닝 경로에서의 특징 영역에 대해 우선 상기 제1 사용자 정의 함수로 상기 광점 에너지 분포를 변조하고, 상기 광점 사이즈를 증가시킨 다음, 제2 사용자 정의 함수로 광점 사이즈에 대한 변화 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하여 상기 특징 영역에 적응되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 사용자 정의 함수로 변조하는 단계는, 광점 사이즈의 변화 구간을 일정한 간격으로 다수의 서브 구간으로 나누고, 상이한 사용자 정의 함수로 각각의 서브 구간에 대응되는 광점 에너지 분포를 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 정의 함수는 변조 후의 광점 에너지 분포가 변조 전의 광점 에너지 분포보다 작도록 하는 요구를 만족시켜야 하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초기 광점 에너지 분포 I(r)는
    Figure pct00012
    이며, P는 레이저 출력이고, R은 광점 반경이며,
    Figure pct00013
    이고, (x, y)는 광점 좌표계 중의 어느 한 점의 좌표값임을 특징으로 하는 레이저 패키징 방법.
  7. 패키징 시트가 적재되는 작업 테이블, 레이저 발사 모듈, 레이저 스캐닝 모듈, 및 상기 작업 테이블 상부를 가로 걸쳐 설치되어 상기 레이저 스캐닝 모듈을 적재하기 위한 갠트리(gantry)를 포함하는 레이저 패키징 장치에 있어서,
    레이저 변조 모듈; 및
    상기 패키징 시트의 패키징재의 재료 및 패키징 파라미터에 따라 레이저 광점의 비 스캐닝 방향에 따른 적분 선량의 중심이 낮고 양변이 높은 요구를 만족시키는 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포를 설계하고, 상기 광점 윤곽 분포 및/또는 광점 에너지 분포에 따라 상기 레이저 변조 모듈이 상기 레이저 발사 모듈이 발사한 레이저를 변조하는 것을 제어하는 레이저 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 기하학적 형상을 변조하기 위한 기하학적 분포 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패킹 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 에너지 분포에 따라 상기 광점의 에너지 분포를 변조하기 위한 에너지 분포 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 레이저 변조 모듈은 상기 광점 윤곽 분포에 따라 상기 광점의 사이즈를 변화시키기 위한 사이즈 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 기하학적 분포 변조기는 조리개인 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 에너지 분포 변조기는 회절 광학 소자 또는 굴절 광학 소자인 것을 특징으로 하는 레이저 패키징 장치.



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