本發(fā)明涉及激光封裝設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著平板顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，激光封裝所使用的玻璃基板也朝著大尺寸方向發(fā)展。玻璃基板存在整體楔形和局部面形，基板尺寸增大后，基板整體傾斜和局部面形可能導(dǎo)致封裝場(chǎng)邊緣離焦；對(duì)使用非遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)透鏡的激光封裝設(shè)備，還存在垂向?qū)λ较虻拇當(dāng)_現(xiàn)象，即垂向的離焦導(dǎo)致激光光束在水平向發(fā)生平移，嚴(yán)重影響激光封裝質(zhì)量。傳統(tǒng)的激光封裝設(shè)備和方法，如2013年12月25日公開的，申請(qǐng)公布號(hào)為CN103465471A的中國(guó)專利申請(qǐng)，其中就缺少垂向控制裝置和方法，當(dāng)基板尺寸變大后，用傳統(tǒng)的激光封裝設(shè)備進(jìn)行封裝，就可能存在邊緣離焦、封裝質(zhì)量不滿足要求，同時(shí)封裝效率(Throughout)較低的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置及方法，以提高大尺寸玻璃基板的封裝效率，消除垂向?qū)λ较虻拇當(dāng)_，保證封裝質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置，包括：激光光源，用于發(fā)射激光光源；多個(gè)掃描振鏡，用于接收上述激光光源，并形成用于對(duì)基底進(jìn)行激光退火的光斑；基板臺(tái)，用于承載上述基底，所述掃描振鏡或/和所述基板臺(tái)根據(jù)測(cè)量所述光斑的參數(shù)，包括光斑能量和形狀，進(jìn)行垂向距離調(diào)整。具體地，所述激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置，包括：大理石底座，固定于所述大理石底座上的基板臺(tái)和用于測(cè)量激光束光斑大小和光強(qiáng)的輪廓儀，放置于所 述基板臺(tái)上的玻璃基板，所述基板臺(tái)內(nèi)安裝有垂向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)所述基板臺(tái)沿垂向運(yùn)動(dòng)；龍門架，所述龍門架通過龍門架導(dǎo)軌安裝于所述大理石底座上，且所述龍門架能夠在龍門架導(dǎo)軌上沿水平方向運(yùn)動(dòng)；用于發(fā)射激光束的激光器，固定于所述龍門架上的多個(gè)掃描振鏡，所述激光器發(fā)射的激光束，經(jīng)過所述掃描振鏡照射到所述玻璃基板或所述輪廓儀上；每個(gè)所述掃描振鏡側(cè)面均安裝有一個(gè)非接觸式高度測(cè)量傳感器，用于測(cè)量所述非接觸式高度測(cè)量傳感器零位與所述玻璃基板之間的距離，或非接觸式高度測(cè)量傳感器零位與所述輪廓儀之間的距離；所述基板臺(tái)上還設(shè)有基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器，用于測(cè)量所述玻璃基板與所述大理石底座之間的距離。較佳地，所述掃描振鏡內(nèi)設(shè)有可動(dòng)鏡片，在垂向微調(diào)所述掃描振鏡的焦點(diǎn)。較佳地，所述龍門架的數(shù)量為一個(gè)，所述多個(gè)掃描振鏡在所述龍門架上，沿水平面上垂直于所述掃描振鏡的掃描方向布置。較佳地，所述龍門架的數(shù)量為多個(gè)，所述多個(gè)龍門架沿所述掃描振鏡的掃描方向布置。較佳地，所述非接觸式高度測(cè)量傳感器采用色差傳感器、位移傳感器或調(diào)焦調(diào)平傳感器。較佳地，所述基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器采用光柵尺、線性可變壓動(dòng)變壓器或干涉儀。本發(fā)明還提供了一種激光封裝設(shè)備的垂向控制方法，應(yīng)用于如上所述的垂向控制裝置中，包括如下步驟：S1：當(dāng)所述掃描振鏡照射在輪廓儀上的激光束光斑光強(qiáng)最大時(shí)，所述非接觸式高度測(cè)量傳感器測(cè)量輪廓儀的高度，標(biāo)定最佳焦點(diǎn)，記為ZBF；S2：當(dāng)所述掃描振鏡照射在輪廓儀上的激光束光斑光強(qiáng)最大時(shí)，所述基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器測(cè)量所述玻璃基板與大理石底座之間的高度，標(biāo)定基板臺(tái)參考高度，記為ZpsBFref；S3：對(duì)所述玻璃基板上所有封裝場(chǎng)進(jìn)行分組，并按分組算法確定各封裝組的中心；S4：所述非接觸式高度測(cè)量傳感器測(cè)量各封裝組中心高度，記為Zmes_i；S5：由逐場(chǎng)測(cè)量逐組調(diào)焦模型計(jì)算掃描封裝過程中，所述基板臺(tái)高度設(shè)定值ZS和各掃描振鏡的垂向調(diào)整量Δzi；S6：所述基板臺(tái)和掃描振鏡聯(lián)合調(diào)整，使各掃描振鏡最佳焦點(diǎn)位于所述玻璃基板上。較佳地，步驟S3中，對(duì)封裝場(chǎng)進(jìn)行分組的步驟如下：S31：分列，從所有未分列未分組的封裝場(chǎng)的左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)中，篩選最小的xmin，第一列的左邊界點(diǎn)xleft和右邊界點(diǎn)xright計(jì)算公式如式(1)所示：xleft=xminxright=xmin+lwidow...(1)]]>其中，lwidow為分組窗的寬度；S32：從所有未分列未分組的封裝場(chǎng)中，由封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)(x∈[xleft,xright])確定屬于第一列的所有封裝場(chǎng)；S33：從第一列所有封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)y坐標(biāo)中篩選最小的ymin，確定該列第一個(gè)分組窗左下頂點(diǎn)坐標(biāo)，如式(2)所示：x1st=xminy1st=ymin...(2)]]>S34：由式(3)計(jì)算分組窗y坐標(biāo)的下邊界和上邊界：ydown=yminyup=ymin+lwidow...(3)]]>S35：確定第一個(gè)分組窗的中心坐標(biāo)(xcenter,ycenter)，如式(4)所示：xcenter=xleft+lwindow/2ycenter=ydown+lwindow/2...(4)]]>S36：從第一列所有封裝場(chǎng)中，由封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)y坐標(biāo)(y∈[ydown,yup])確定屬于第一個(gè)分組窗的所有封裝場(chǎng)；S37：判斷該列內(nèi)是否還有待分組的封裝場(chǎng)，若有，則更新分組窗左下頂點(diǎn)y 坐標(biāo)為同列待分組封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)坐標(biāo)y最小值ymin，循環(huán)判斷；S38：完成該列封裝場(chǎng)分組，更新分組窗左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)xmin，跳轉(zhuǎn)至步驟S31。較佳地，步驟S5中，確定所述基板臺(tái)高度設(shè)定值ZS的步驟如下：S51：對(duì)并行測(cè)量的同一行封裝組中心高度做直線擬合，滿足式(5)：Zl=Ryl·xmes_1=Zmes_1Zl-Ryl·xmes_2=Zmes_2Zl-Ryl·xmes_3=Zmes_3...(5)]]>式(5)具有冗余度，由式(5)可求得擬合直線的Zl和Ryl；S52：垂向調(diào)整基板臺(tái)傾斜Ry，補(bǔ)償式(5)計(jì)算的玻璃基板局部?jī)A斜Ryl；S53：計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的高度值Zaim，設(shè)目標(biāo)點(diǎn)水平X坐標(biāo)為xaim，則目標(biāo)點(diǎn)高度由式(6)可得：Zaim＝Zl-Ryl·xaim...............................(6)S54：計(jì)算基板臺(tái)垂向高度設(shè)定值ZS，如式(7)所示：ZS＝ZpsBFref+(ZBF-Zaim)...............................(7)。較佳地，步驟S5中，所述各掃描振鏡的垂向調(diào)整量Δzi如式(8)所示：Δzi＝Zl-Ryl·xmes_i-Zmes_i...............................(8)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置及方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.多個(gè)掃描振鏡并行掃描封裝，且共用一個(gè)輪廓儀，標(biāo)定各掃描振鏡的參考高度，提高了產(chǎn)率，同時(shí)可以節(jié)約成本，節(jié)省占地面積；2.掃描振鏡內(nèi)設(shè)有可動(dòng)鏡片，可動(dòng)鏡片與基板臺(tái)聯(lián)合進(jìn)行垂向調(diào)節(jié)，補(bǔ)償大尺寸基板面形，補(bǔ)償調(diào)整范圍大，可靠性高；3.對(duì)封裝場(chǎng)進(jìn)行分組，控制多個(gè)掃描振鏡同時(shí)沿封裝組的中心移動(dòng)，而不是沿封裝場(chǎng)的中心運(yùn)動(dòng)，從而減少垂向移動(dòng)次數(shù)和距離，進(jìn)一步提高產(chǎn)率。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中分組方法的流程示意圖；圖3為分組前的封裝場(chǎng)中心示意圖；圖4為現(xiàn)有的激光封裝設(shè)備中單掃描振鏡的掃描路徑示意圖；圖5為本發(fā)明分組后封裝組中心示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中的多個(gè)掃描振鏡的掃描路徑示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中的基板臺(tái)高度調(diào)整示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例二的激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中的多個(gè)掃描振鏡的掃描路徑示意圖。圖1-7中：1-激光器、2-非接觸式高度測(cè)量傳感器、3-輪廓儀、4-掃描振鏡、5-基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器、6-垂向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器、7-玻璃基板、8-龍門架、9-龍門架導(dǎo)軌、10-基板臺(tái)、11-大理石底座、12-分組窗；圖8-9中：24-掃描振鏡、28A-第一龍門架、28B-第二龍門架。具體實(shí)施方式為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實(shí)施例來(lái)證明技術(shù)效果；需要強(qiáng)調(diào)的是，這些實(shí)施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一本發(fā)明提供的一種激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置，如圖1所示，包括：大理石底座11，固定于所述大理石底座11上的基板臺(tái)10和用于測(cè)量激光束光斑大小和光強(qiáng)的輪廓儀3，放置于所述基板臺(tái)10上的玻璃基板7，所述基板臺(tái)10內(nèi)安裝有垂向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器6，驅(qū)動(dòng)所述基板臺(tái)10沿垂向(Z向)運(yùn)動(dòng)；龍門架8，所述龍門架8通過龍門架導(dǎo)軌9安裝于所述大理石底座11上，且所述龍門架8能夠在龍門架導(dǎo)軌9上沿水平方向(X向和Y向)運(yùn)動(dòng)；用于發(fā)射激光束的激光器1，固定于所述龍門架8上的多個(gè)掃描振鏡4，所述激光器1發(fā)射的激光束，經(jīng)過所述掃描振鏡4照射到所述玻璃基板7或所述輪廓儀3上；每個(gè)所述掃描振鏡4側(cè)面均安裝有一個(gè)非接觸式高度測(cè)量傳感器2，用于測(cè)量所述非接觸式高度測(cè)量傳感器2零位(定義為水平向零位)與所述玻璃基板7 之間的距離，或非接觸式高度測(cè)量傳感器2零位與所述輪廓儀3之間的距離；所述基板臺(tái)10上還設(shè)有基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器5，用于測(cè)量所述玻璃基板7與所述大理石底座11之間的距離。本發(fā)明中，龍門架8承載掃描振鏡4沿龍門架導(dǎo)軌9在水平方向上運(yùn)動(dòng)，基板臺(tái)10承載玻璃基板7垂向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)激光封裝。而利用多個(gè)掃描振鏡4并行掃描封裝，提高了封裝的產(chǎn)率和質(zhì)量，且多個(gè)掃描振鏡4共用一個(gè)輪廓儀3，標(biāo)定各掃描振鏡4的參考高度，解決了大尺寸基板封裝的垂向控制問題，且節(jié)約成本，節(jié)省占地面積。較佳地，所述掃描振鏡4內(nèi)設(shè)有可動(dòng)鏡片(圖中未示出)，在垂向微調(diào)所述掃描振鏡4的焦點(diǎn)，使得掃描振鏡4可以驅(qū)動(dòng)激光束按照預(yù)定軌跡掃描，具有3自由度(x，y，Δz)。較佳地，請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，本實(shí)施例中，所述龍門架8的數(shù)量為一個(gè)，所述多個(gè)掃描振鏡4在所述龍門架8上，沿水平面上垂直于所述掃描振鏡4的掃描方向(圖1中X方向)布置，當(dāng)龍門架8沿掃描方向(Y向)運(yùn)動(dòng)時(shí)，龍門架8上的多個(gè)掃描振鏡4并行進(jìn)行掃描，提高封裝效率。較佳地，所述非接觸式高度測(cè)量傳感器2采用色差傳感器、位移傳感器或調(diào)焦調(diào)平傳感器，具體地，所述非接觸式高度測(cè)量傳感器2能夠在不接觸被測(cè)物體的前提下，返回被測(cè)物體上某一測(cè)量面至少Z方向的數(shù)值，能夠測(cè)量玻璃板7相對(duì)非接觸式高度測(cè)量傳感器2零位的高度值，和輪廓儀3上表面的高度值。較佳地，所述基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器5采用光柵尺、線性可變壓動(dòng)變壓器或干涉儀，具體地，所述基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器5能夠測(cè)量玻璃基板7相對(duì)于大理石底座11的高度值，且與所述垂向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器6實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制來(lái)移動(dòng)基板臺(tái)10，從而使掃描振鏡4的最佳焦點(diǎn)位于玻璃基板7上。本發(fā)明還提供了一種激光封裝設(shè)備的垂向控制方法，應(yīng)用于如上所述的垂向控制裝置中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖1和圖7，包括如下步驟：S1：當(dāng)所述掃描振鏡4照射在輪廓儀3上的激光束光斑光強(qiáng)最大時(shí)，所述非接觸式高度測(cè)量傳感器2測(cè)量輪廓儀3的高度，離線標(biāo)定最佳焦點(diǎn)，記為ZBF；S2：當(dāng)所述掃描振鏡4照射在輪廓儀3上的激光束光斑光強(qiáng)最大時(shí)，所述基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器5測(cè)量所述玻璃基板7與大理石底座11之間的高度，離線 標(biāo)定基板臺(tái)參考高度，記為ZpsBFref；S3：對(duì)所述玻璃基板7上所有封裝場(chǎng)進(jìn)行分組，并按分組算法確定各封裝組的中心；S4：所述非接觸式高度測(cè)量傳感器2測(cè)量各封裝組中心高度，記為Zmes_i；S5：由逐場(chǎng)測(cè)量逐組調(diào)焦模型計(jì)算掃描封裝過程中，所述基板臺(tái)高度設(shè)定值ZS和各掃描振鏡4的垂向調(diào)整量Δzi；S6：所述基板臺(tái)10和掃描振鏡4聯(lián)合調(diào)整，使各掃描振鏡4最佳焦點(diǎn)位于所述玻璃基板7上。較佳地，請(qǐng)重點(diǎn)參考圖2，步驟S3中，對(duì)封裝場(chǎng)進(jìn)行分組的步驟如下：S31：分列，從所有未分列未分組的封裝場(chǎng)的左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)中，篩選最小的xmin，第一列的左邊界點(diǎn)xleft和右邊界點(diǎn)xright計(jì)算公式如式(1)所示：xleft=xminxright=xmin+lwidow...(1)]]>其中，lwidow為分組窗12的寬度；S32：從所有未分列未分組的封裝場(chǎng)中，由封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)(x∈[xleft,xright])確定屬于第一列的所有封裝場(chǎng)；S33：從第一列所有封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)y坐標(biāo)中篩選最小的ymin，確定該列第一個(gè)分組窗12左下頂點(diǎn)坐標(biāo)，如式(2)所示：x1st=xminy1st=ymin...(2)]]>S34：由式(3)計(jì)算分組窗12的y坐標(biāo)的下邊界和上邊界：ydown=yminyup=ymin+lwidow...(3)]]>S35：確定第一個(gè)分組窗12的中心坐標(biāo)(xcenter,ycenter)，如式(4)所示：xcenter=xleft+lwindow/2ycenter=ydown+lwindow/2...(4)]]>S36：從第一列所有封裝場(chǎng)中，由封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)y坐標(biāo)(y∈[ydown,yup])確定屬于第一個(gè)分組窗12的所有封裝場(chǎng)；S37：判斷該列內(nèi)是否還有待分組的封裝場(chǎng)，若有，則更新分組窗12左下頂點(diǎn)y坐標(biāo)為同列待分組封裝場(chǎng)左下頂點(diǎn)坐標(biāo)y最小值ymin，循環(huán)判斷；S38：完成該列封裝場(chǎng)分組，更新分組窗12左下頂點(diǎn)x坐標(biāo)xmin，跳轉(zhuǎn)至步驟S31。本發(fā)明依據(jù)封裝場(chǎng)頂點(diǎn)坐標(biāo)和分組窗12的尺寸進(jìn)行邏輯劃分，在一個(gè)封裝組中包含若干物理封裝場(chǎng)，由圖5與圖3對(duì)比可知，分組后的多個(gè)掃描振鏡4同時(shí)沿封裝組的中心移動(dòng)，而不是沿封裝場(chǎng)的中心運(yùn)動(dòng)，從而減少垂向移動(dòng)次數(shù)和距離，進(jìn)一步提高產(chǎn)率。較佳地，步驟S5中，確定所述基板臺(tái)高度設(shè)定值ZS的步驟如下：S51：對(duì)并行測(cè)量的同一行封裝組中心高度做直線擬合，滿足式(5)：Zl=Ryl·xmes_1=Zmes_1Zl-Ryl·xmes_2=Zmes_2Zl-Ryl·xmes_3=Zmes_3...(5)]]>式(5)具有冗余度，由式(5)可求得擬合直線的Zl和Ryl；S52：垂向調(diào)整基板臺(tái)傾斜Ry，補(bǔ)償式(5)計(jì)算的玻璃基板局部?jī)A斜Ryl；S53：計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的高度值Zaim，設(shè)目標(biāo)點(diǎn)水平X坐標(biāo)為xaim，則目標(biāo)點(diǎn)高度由式(6)可得：Zaim＝Zl-Ryl·xaim...............................(6)S54：計(jì)算基板臺(tái)垂向高度設(shè)定值ZS，如式(7)所示：ZS＝ZpsBFref+(ZBF-Zaim)...............................(7)，將玻璃基板7整體調(diào)整到掃描振鏡4的焦深范圍以內(nèi)。較佳地，步驟S5中，所述各掃描振鏡的垂向調(diào)整量Δzi如式(8)所示：Δzi＝Zl-Ryl·xmes_i-Zmes_i...............................(8)，將各掃描振鏡4最佳焦點(diǎn)調(diào)整到由式(5)確定的擬合直線上。本發(fā)明通過基板臺(tái)10和掃描振鏡4中的可動(dòng)鏡片進(jìn)行垂向聯(lián)合調(diào)整，使各 掃描振鏡4最佳焦點(diǎn)調(diào)整到玻璃基板7上，且由圖6與圖4對(duì)比可知，三個(gè)掃描振鏡4并行掃描封裝，效率提升了3倍。實(shí)施例二請(qǐng)重點(diǎn)參考圖8，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于：所述龍門架的數(shù)量為多個(gè)，本實(shí)施例中為兩個(gè)，即第一龍門架28A和第二龍門架28B，所述多個(gè)龍門架沿所述掃描振鏡24的掃描方向(Y向)布置。這樣，第一龍門架28A和第二龍門架28B同時(shí)沿Y向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其上的掃描振鏡24進(jìn)行掃描，得到如圖9所示的掃描路徑圖，與圖4對(duì)比可知，六個(gè)掃描振鏡4并行掃描封裝，效率提升了6倍。綜上所述，本發(fā)明提供的一種激光封裝設(shè)備的垂向控制裝置，該裝置包括大理石底座，固定于所述大理石底座上的基板臺(tái)和用于測(cè)量激光束光斑大小和光強(qiáng)的輪廓儀，放置于所述基板臺(tái)上的玻璃基板，所述基板臺(tái)內(nèi)安裝有垂向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)所述基板臺(tái)沿垂向運(yùn)動(dòng)；龍門架，所述龍門架通過龍門架導(dǎo)軌安裝于所述大理石底座上，且所述龍門架能夠在龍門架導(dǎo)軌上沿水平方向運(yùn)動(dòng)；用于發(fā)射激光束的激光器，固定于所述龍門架上的多個(gè)掃描振鏡，所述激光器發(fā)射的激光束，經(jīng)過所述掃描振鏡照射到所述玻璃基板或所述輪廓儀上；每個(gè)所述掃描振鏡側(cè)面均安裝有一個(gè)非接觸式高度測(cè)量傳感器，用于測(cè)量所述非接觸式高度測(cè)量傳感器零位與所述玻璃基板之間的距離，或非接觸式高度測(cè)量傳感器零位與所述輪廓儀之間的距離；所述基板臺(tái)上還設(shè)有基板臺(tái)高度測(cè)量傳感器，用于測(cè)量所述玻璃基板與所述大理石底座之間的距離。本發(fā)明利用多個(gè)掃描振鏡并行掃描封裝，解決了大尺寸基板封裝的垂向控制問題，同時(shí)提高了封裝的產(chǎn)率和質(zhì)量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3