技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)總體上涉及焊接高熱膨脹襯底的方法，并更具體地，涉及用激光焊接來(lái)氣密地密封具有高熱膨脹系數(shù)的玻璃襯底及玻璃陶瓷襯底。
背景技術(shù)：
：氣密地結(jié)合的玻璃封裝及外殼正越來(lái)越流行，以應(yīng)用于可受益于氣密環(huán)境中以持續(xù)操作的電子器件或其他設(shè)備?？墒芤嬗跉饷芊庋b的示例性設(shè)備包括電視機(jī)、傳感器、光學(xué)設(shè)備、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器、3D噴墨打印機(jī)、固態(tài)照明光源、以及光伏結(jié)構(gòu)。通常已經(jīng)通過(guò)將具有或不具有環(huán)氧樹(shù)脂或其他密封材料的襯底放置在熔爐中來(lái)對(duì)玻璃襯底、陶瓷襯底、和/或玻璃陶瓷襯底進(jìn)行密封。然而，熔爐通常在高處理溫度下操作，這對(duì)許多設(shè)備(諸如OLED)來(lái)說(shuō)是不適合的。例如，OLED通常必須在小于大約100℃或甚至小于大約85℃的溫度下被處理，以保護(hù)熱敏部件。其他先前技術(shù)方法包括將吸收層或玻璃料(frit)放置在襯底之間。然而，這種層的添加可使密封過(guò)程復(fù)雜化、引入污染物、和/或增加操作成本。玻璃料也經(jīng)常在不適合諸如OLED之類(lèi)的設(shè)備的較高的溫度下被處理，和/或可在密封后產(chǎn)生不期望的氣體。申請(qǐng)人已經(jīng)在沒(méi)有中間層的情況下使用超快速激光來(lái)對(duì)玻璃襯底進(jìn)行氣密密封。然而，這些直接的玻璃到玻璃的方法迄今僅在具有低熱膨脹系數(shù)(CTE)(例如，大約4ppm/℃或更小)的玻璃是的情況下是成功的。類(lèi)似地，也已經(jīng)通常使用玻璃料方法來(lái)僅對(duì)低膨脹系數(shù)玻璃進(jìn)行密封。對(duì)高熱膨脹玻璃進(jìn)行密封的嘗試因此尚未成功，受限于低速(大約10mm/s或更小)、和/或要求具有增加的速度(大約20mm/s)的基板加熱，所有這些可導(dǎo)致較高的氣密封裝制造時(shí)間、成本、和/或復(fù)雜性。因此，提供在較高速度與較低溫度下焊接高CTE(例如，>5ppm/℃)襯底的方法將是有利的，這可降低制造成本和/或增加生產(chǎn)率，及其他優(yōu)勢(shì)?？墒褂盟玫拿芊夥庋b來(lái)保護(hù)寬廣陣列的電子器件或其他設(shè)備，諸如OLED。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本公開(kāi)在各個(gè)實(shí)施例中涉及對(duì)第一襯底與第二襯底進(jìn)行焊接的方法，所述方法包括使第一襯底及第二襯底接觸，以形成襯底界面；并將以預(yù)定波長(zhǎng)操作的激光束穿過(guò)第二襯底引導(dǎo)到襯底界面上，其中，第一襯底以足夠在第一襯底與第二襯底之間形成焊接的量從激光束中吸收光。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一襯底具有大于大約10cm-1的預(yù)定波長(zhǎng)處的吸收，且第二襯底具有小于大約1cm-1的預(yù)定波長(zhǎng)處的吸收。在其他的實(shí)施例中，第一襯底及第二襯底中的至少一個(gè)具有大于大約5ppm/℃的熱膨脹系數(shù)(CTE)。在某些實(shí)施例中，可從玻璃、陶瓷、以及玻璃陶瓷(其可任選地被化學(xué)強(qiáng)化、化學(xué)鋼化、和/或熱鋼化)中選擇第一襯底及第二襯底。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，激光可在UV、可見(jiàn)光、以及近紅外(NIR)波長(zhǎng)下操作。在又進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述第一襯底與第二襯底可被焊接在一起，以便形成氣密的密封。本公開(kāi)還涉及對(duì)根據(jù)本文公開(kāi)的方法制造的玻璃和/或玻璃陶瓷封裝以及OLED顯示器進(jìn)行氣密地密封。將在以下詳細(xì)描述中闡述本公開(kāi)的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)的一部分對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)從說(shuō)明書(shū)中是顯而易見(jiàn)的，或通過(guò)實(shí)踐如本文所述的方法而得知，包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書(shū)以及附圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上一般描述和以下詳細(xì)描述兩者呈現(xiàn)了本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，并旨在提供用于理解權(quán)利要求書(shū)的本質(zhì)和特性的概觀或框架。包括附圖以提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，且附圖被結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明說(shuō)的一部分。附圖示出本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本公開(kāi)的原理和操作。附圖簡(jiǎn)述以下詳細(xì)描述能夠在結(jié)合以下附圖閱讀時(shí)被最好地理解，在附圖中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示，且其中：圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的用于制造密封封裝的部件的側(cè)視圖；以及圖2是示出根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的聚焦示意圖的側(cè)視圖。具體實(shí)施方式本文公開(kāi)的是對(duì)第一襯底與第二襯底進(jìn)行焊接的方法，所述方法包括使第一襯底及第二襯底接觸，以形成襯底界面；并將以預(yù)定波長(zhǎng)操作的激光束穿過(guò)第二襯底引導(dǎo)到襯底界面上，其中，第一襯底以足夠在第一襯底與第二襯底之間形成焊接的量從激光束中吸收光，其中，第一襯底具有大于大約10cm-1的預(yù)定波長(zhǎng)處的吸收，且第二襯底具有小于大約1cm-1的預(yù)定波長(zhǎng)處的吸收，且其中，第一襯底與第二襯底中的至少一個(gè)具有大于大約5ppm/℃的熱膨脹系數(shù)(CTE)。本文還公開(kāi)了根據(jù)這些方法制造的密封玻璃和/或玻璃陶瓷封裝以及OLED顯示器。材料本公開(kāi)涉及玻璃襯底、陶瓷襯底、玻璃陶瓷襯底、和/或其他襯底的密封(例如，焊接或氣密密封)。在某些實(shí)施例中，可從玻璃以及玻璃陶瓷中選擇第一襯底與第二襯底。作為非限制性示例，可從堿石灰硅酸鹽、鋁硅酸鹽、堿性鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、堿性硼硅酸鹽、鋁硼硅酸鹽、以及堿性鋁硼硅酸鹽玻璃以及玻璃陶瓷中選擇第一襯底與第二襯底。這些襯底在各個(gè)實(shí)施例中可以是化學(xué)強(qiáng)化的、化學(xué)鋼化的、和/或熱鋼化的。合適的商業(yè)可用襯底的非限制性實(shí)施例包括來(lái)自康寧公司(CorningIncorporated)的EAGLELotusTM、以及玻璃，包括從這些玻璃中生產(chǎn)的玻璃陶瓷，以及它們的化學(xué)強(qiáng)化、化學(xué)鋼化、和/或熱鋼化版本。已經(jīng)通過(guò)離子交換被化學(xué)強(qiáng)化的玻璃與玻璃陶瓷可適合作為根據(jù)一些非限制性實(shí)施例的襯底。在其他的實(shí)施例中，第一襯底和/或第二襯底可以是預(yù)應(yīng)力層壓制件。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，第一襯底和/或第二襯底可具有大于大約100MPa的壓縮應(yīng)力以及大于大約10微米的壓縮應(yīng)力的層深度(DOL)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，第一襯底和/或第二襯底可具有大于大約500MPa的壓縮應(yīng)力，以及大于大約20微米的DOL。第一襯底可在各個(gè)實(shí)施例中是密封襯底，例如從激光吸收光的襯底，以便在第一襯底與第二襯底之間形成焊接或進(jìn)行密封。在某些實(shí)施例中，第一襯底可由從激光束中吸收的光加熱，且可隆起以形成焊接或氣密密封。因此，第一襯底可在激光的給定操作波長(zhǎng)下具有大于大約10cm-1的吸收，例如，大于大約15cm-1、大于大約20cm-1、大于大約30cm-1、大于大約40cm-1、或大于大約50cm-1。為實(shí)現(xiàn)高吸收等級(jí)，第一襯底可摻雜有吸收物質(zhì)，諸如過(guò)渡金屬離子或稀土金屬離子。襯底還可被熱沖擊，以沉淀出發(fā)色團(tuán)或形成高度著色的玻璃陶瓷。在申請(qǐng)人于2013年9月27日提交的國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/US2013/062106中公開(kāi)了其他合適的吸收襯底，其通過(guò)引用整體結(jié)合于此。根據(jù)某些實(shí)施例，第一襯底可包括至少一種過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物。例如，第一襯底可包括從鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻、釔、以及鑭氧化物中選擇的至少一種氧化物。過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物的量可根據(jù)第一襯底期望的吸收特性而變化，但可例如在大約0.05-10mol％的范圍，諸如大約0.1-5mol％、大約0.2-3mol％、大約0.3-2mol％、或大約0.5-1mol％，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。第一襯底可具有在期望的波長(zhǎng)下提供足夠吸收的任何合適成分。作為非限制性示例，第一襯底可以是玻璃或玻璃陶瓷，所述玻璃或玻璃陶瓷包括大約30-75mol％SiO2、大約0-40mol％Al2O3、大約0-15mol％B2O3、大約0-20mol％Na2O、大約0-10mol％K2O、大約0-20mol％Li2O、大約0-10mol％MgO、大約0-10mol％CaO、大約0-1mol％SnO2、大約0-5mol％ZrO2、大約0-10mol％TiO2、以及大約0.05-10mol％的上文所述的至少一種過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物。在附加的非限制性實(shí)施例中，第一襯底包括大約30-75mol％SiO2、大約0-40mol％Al2O3、大約0-15mol％B2O3、大約5-35mol％(Li2O+Na2O+K2O)、大約5-35mol％(MgO+CaO)、大約0-1mol％SnO2、大約0-5mol％ZrO2、大約0-10mol％TiO2、以及大約0.05-10mol％的至少一種過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物中。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，第一襯底可包括大約60-70mol％SiO2、大約5-15mol％Al2O3、大約1-10mol％B2O3、大約5-20mol％Na2O、大約0-5mol％K2O、大約0-5mol％Li2O、大約1-5mol％MgO、大約0-5mol％CaO、大約0-0.5mol％SnO2、大約0-1mol％ZrO2、大約0.1-5mol％TiO2、以及大約0.1-3mol％的至少一種過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物。根據(jù)又一進(jìn)一步的實(shí)施例，第一襯底可包括大約62-68mol％SiO2、大約10-14mol％Al2O3、大約3-10mol％B2O3、大約5-18mol％Na2O、大約0-5mol％K2O、大約0-5mol％Li2O、大約1-3mol％MgO、大約0-2mol％CaO、大約0-0.2mol％SnO2、大約0-0.5mol％ZrO2、大約0.5-2mol％TiO2、以及大約0.5-2mol％的至少一種過(guò)渡金屬氧化物或稀土氧化物。以下表IA中提供了特定但非限制性的玻璃和/或玻璃陶瓷的成分，連同針對(duì)這些襯底所觀測(cè)的CTE值。表IA：示例性玻璃與玻璃陶瓷襯底以下表IB中提供了附加的示例性玻璃和/或玻璃陶瓷的成分。表IB：示例性玻璃與玻璃陶瓷襯底第二襯底可類(lèi)似于第一襯底，除了第二襯底不吸收或基本上不吸收激光束波長(zhǎng)下的光。第二襯底可在一些實(shí)施例中在激光的操作波長(zhǎng)下具有小于大約1cm-1的吸收，例如，小于大約0.5cm-1、小于大約0.3cm-1、或小于大約0.1cm-1。因此，第二襯底沒(méi)有摻雜至少一種光吸收物質(zhì)(諸如過(guò)渡金屬離子或稀土金屬離子)，或沒(méi)有包含或僅包含痕量或少量的吸收物質(zhì)，使得在操作波長(zhǎng)下的吸收維持足夠低(小于大約1cm-1)。第二襯底可在其他方面在成分上類(lèi)似于第一襯底，或可具有完全不同的成分。在某些實(shí)施例中，第一襯底可以是玻璃陶瓷襯底，且第二襯底可以是包括與第一襯底相同或不同氧化物的玻璃襯底(除光吸收物質(zhì)之外)。作為非限制性示例，第二襯底可以是玻璃，而第一襯底可以是摻雜有至少一種過(guò)渡金屬離子或稀土金屬離子的玻璃陶瓷。在其他的實(shí)施例中，第一襯底與第二襯底可具有不同的成分。例如，第二襯底可以是鈉鈣玻璃，而第一襯底可以是摻雜有至少一種過(guò)渡金屬離子或稀土金屬離子的堿性鋁硅酸鹽玻璃陶瓷。預(yù)想了其他的組合且在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)。本文所公開(kāi)的方法允許對(duì)具有較高CTE值(例如，大于大約5ppm/℃，諸如大于大約6ppm/℃、大于大約7ppm/℃、大于大約8ppm/℃、或大于大約9ppm/℃，包括它們之間的所有范圍以及子范圍)的襯底進(jìn)行密封，例如，氣密密封。在某些實(shí)施例中，第一襯底和/或第二襯底可具有從大約5ppm/℃到大約10ppm/℃(諸如從大約6ppm/℃到大約8ppm/℃，包括它們之間的所有范圍以及子范圍)范圍的CTE。有利的是，本文公開(kāi)的方法允許在具有不同CTE值的襯底之間形成密封。例如，第一襯底可以是高CTE材料，而第二襯底可以是低CTE材料，或者反之亦然。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一襯底與第二襯底兩者均具有高CTE，例如大于大約5ppm/℃的CTE。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)第三襯底可被插入在第一襯底與第二襯底之間，或沉積在第一襯底和第二襯底上。例如，可從電路元件、有機(jī)層、陰極、陽(yáng)極、和/或可從氣密環(huán)境中獲益的任何其他襯底或物體中選擇第三襯底。在OLED的情況下，至少一個(gè)有機(jī)層、陰極、以及陽(yáng)極可被放置在第一襯底與第二襯底之間。在這些實(shí)施例中，有機(jī)層可被沉積在第一襯底和/或第二襯底的形成襯底界面的表面上。電極可被放置在襯底與玻璃封裝之間，氣密地密封以產(chǎn)生OLED顯示器。預(yù)想了包括不同襯底與物品的其他氣密密封的封裝，且這些封裝在當(dāng)前公開(kāi)的范圍之內(nèi)。方法根據(jù)本文公開(kāi)的方法，使第一襯底與第二襯底接觸以形成襯底界面。所述襯底界面在本文中被稱(chēng)作第一襯底的表面與第二襯底的表面(例如，要通過(guò)焊接或封裝而被連接的表面)之間的接觸點(diǎn)?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域中已知的任何手段使襯底接觸，并在某些實(shí)施例中可使用力(例如，施加的圧縮力)來(lái)使襯底接觸。作為另一個(gè)非限制性示例，襯底可被布置在兩個(gè)板之間，并被按壓在一起。在某些實(shí)施例中，可使用夾子、支架、和/或其他固定裝置來(lái)施加圧縮力，以便確保在襯底界面處的良好接觸。根據(jù)各個(gè)非限制性實(shí)施例，可使用兩個(gè)二氧化硅板，但是預(yù)想到包括其他材料的板。有利的是，如果使用板，則毗鄰第二襯底的板應(yīng)是透明的和/或不應(yīng)吸收激光波長(zhǎng)下的光，以便確保激束光被集中在襯底界面處。毗鄰第一襯底的板在一些實(shí)施例中可以是透明的，但也可由任何合適的材料構(gòu)建。可從本領(lǐng)域中已知的任何合適的激光器中選擇激光器，以用于襯底焊接。例如，激光器可發(fā)射UV(～350-400nm)、可見(jiàn)(～400-700nm)、NIR(～750-1400nm)波長(zhǎng)下的光。在某些實(shí)施例中，可使用在大約355nm或任何其他合適的UV波長(zhǎng)下操作的高重復(fù)脈沖UV激光器。在其他的實(shí)施例中，可使用在大約532nm或任何其他合適的可見(jiàn)波長(zhǎng)下操作的連續(xù)波激光器。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可使用在大約810nm或任何其他合適的NIR波長(zhǎng)下操作的近紅外激光器。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，激光器可在從大約300nm到大約1600nm范圍的預(yù)定波長(zhǎng)下操作，諸如，從大約350nm到大約1400nm、從大約400nm到大約1000nm、從大約450nm到大約750nm、從大約500nm到大約700nm、或從大約600nm到大約650nm，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，將激光束穿過(guò)第二襯底(例如，入射在第二襯底上)引導(dǎo)至襯底界面上，由此第一襯底吸收足夠量的光以創(chuàng)建襯底之間的焊接。在某些實(shí)施例中，激光束在大于大約3W的平均功率下操作，例如，從大約6W到大約13W的范圍，諸如，從大約7W到大約12W、從大約8W到大約11W、或從大約9W到大約10W，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。激光可在任何頻率下操作，并且在某些實(shí)施例中，可以準(zhǔn)連續(xù)或連續(xù)的方式操作。在其他的實(shí)施例中，激光可在具有多個(gè)突發(fā)(burst)的突發(fā)模式中操作，所述多個(gè)突發(fā)具有大約50MHz或在100kHz到1MHz之間、或在1MHz與50MHz之間(包括它們之間的所有范圍以及子范圍)的突發(fā)中的各個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔。在一些非限制性單個(gè)脈沖實(shí)施例中，激光可具有從大約0.5MHz到大約5MHz范圍(諸如，從大約1MHz到大約4MHz、或從大約2MHz到大約3MHz)的相鄰脈沖之間的頻率或時(shí)間間隔(重復(fù)率)，例如從大約1MHz到大約3MHz，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，激光可具有大于大約1MHz的重復(fù)率。脈沖的持續(xù)時(shí)間或脈寬可改變，例如，持續(xù)時(shí)間可在某些實(shí)施例中小于大約1ns。在其他實(shí)施例中，脈寬或持續(xù)時(shí)間可小于大約15ps、小于大約10ps、或小于大約1ps。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以各種配置將激光束聚焦在襯底界面上，使得可將光束更多或更少地聚焦在第一襯底或第二襯底上。例如，光束可稍微更多地聚焦在第一襯底上，或稍微更多地聚焦在第二襯底上。在某些實(shí)施例中，可將激光束恰好聚焦在襯底界面的下面，例如，稍微偏向第一襯底。在其他的實(shí)施例中，可在相關(guān)聯(lián)的激光光學(xué)中使用軸棱鏡將激光束沿著線聚焦，以藉此提供高斯貝塞爾光束來(lái)照射感興趣的襯底(多個(gè))。以下示例中闡述了各個(gè)非限制聚焦配置的詳細(xì)解釋。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，光束可被引導(dǎo)至襯底界面處并被聚焦在襯底界面上，使得界面上的束斑直徑可小于大約300微米。例如，束斑直徑可以是小于大約200微米，或可在大約75微米到大約225微米的范圍，諸如，在大約100微米到大約200微米的范圍，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。可以任何圖案或預(yù)定路徑(例如，諸如正方形、矩形、圓形、橢圓形、或任何其他合適的圖案或形狀)沿著襯底掃描或平移激光束，以對(duì)放置在感興趣的襯底之間的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備進(jìn)行氣密地密封。激光束(或襯底)沿著界面移動(dòng)的平移速度可因應(yīng)用而變化，且該平移速度可例如取決于第一襯底與第二襯底的成分和/或聚焦配置和/或激光功率、頻率、和/或波長(zhǎng)。在某些實(shí)施例中，激光可具有在大約10mm/s到大約1000mm/s范圍的平移速度，例如，從大約50mm/s到大約700mm/s，諸如大于大約100mm/s、大于大約200mm/s、大于大約300mm/s、大于大約400mm/s、大于大約500mm/s、或大于大約600mm/s，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。根據(jù)本文公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，可改變激光波長(zhǎng)、脈沖持續(xù)時(shí)間、重復(fù)率、平均功率、聚焦條件、以及其他相關(guān)參數(shù)，以便產(chǎn)生足夠?qū)⒌谝灰r底與第二襯底焊接在一起的能量。在需要時(shí)改變這些參數(shù)以用于期望的應(yīng)用是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)。在各個(gè)實(shí)施例中，激光能量密度(或強(qiáng)度)低于第一襯底和/或第二襯底的損傷閾值，例如，激光在足夠強(qiáng)以將襯底焊接在一起但又不那么強(qiáng)以致破壞襯底的條件下操作。在某些實(shí)施例中，激光束能夠以小于或等于襯底界面處激光束的直徑與激光束的重復(fù)率之積的平移速度操作。激光束可在一些實(shí)施例中在具有不同寬度的襯底界面上形成焊接線或融合線(例如，密封的區(qū)域)。在一些實(shí)施例中，所述焊接可具有從大約70微米到大約220微米范圍的寬度，例如，從大約100微米到大約200微米、從大約120微米到大約180微米、或從大約130微米到大約170微米，包括它們之間的所有范圍以及子范圍。參考圖1，圖1是實(shí)施本文公開(kāi)的方法的一種可能配置的側(cè)視圖，第一襯底110與第二襯底115被放置在兩個(gè)板120和125之間，并使用施加的力130使兩個(gè)襯底接觸以形成襯底界面140。隨后可沿著預(yù)定路徑160掃描激光束150，以形成融合線170。可因此形成密封的玻璃封裝?？蛇x擇地，可將第三襯底包括在襯底110與襯底115之間，但是未在圖1中示出此元件。還應(yīng)理解的是，雖然未畫(huà)出對(duì)該配置的各種其他修改，但是它們被本公開(kāi)預(yù)想并被包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。將理解的是，各個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例可涉及特定特征、元件或步驟(結(jié)合所述特定的實(shí)施例來(lái)描述它們)。還將理解的是，雖然結(jié)合一個(gè)特定實(shí)施例來(lái)描述特定特征、元件或步驟，但是可將它們以各種未示出的組合或排列；來(lái)與替代實(shí)施例互換或結(jié)合。還要理解的是，如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“所述”、“一”或“一個(gè)”是指“至少一個(gè)”，且不應(yīng)被限制成“僅一個(gè)”，除非具體地指示了相反含義。因此，例如，對(duì)“氧化物”的引用包括具有兩個(gè)或多個(gè)這樣的氧化物的示例，除非上下文明確地另作指示。范圍在本文中可被表達(dá)為從“約”一個(gè)特定值和/或到“約”另一特定值。當(dāng)表達(dá)這種范圍時(shí)，示例包括從該一個(gè)特定值和/或到該另一特定值。例如，“大約1-5％”旨在表示從大約1％到大約5％、從大約1％到5％、從1％到大約5％、或從1％到5％。類(lèi)似地，當(dāng)值被表達(dá)為近似值時(shí)，通過(guò)使用先行詞“約”，將理解該特定值形成另一方面。將進(jìn)一步理解的是，每一個(gè)范圍的端點(diǎn)在關(guān)于另一端點(diǎn)以及獨(dú)立于另一端點(diǎn)兩方面都是顯著的。除非另外明確地指出，此處所闡述的任何方法決不會(huì)被解釋為要求其步驟以特定的順序執(zhí)行。因此，在方法權(quán)利要求實(shí)際上不敘述其步驟跟隨的次序、或者在權(quán)利要求或說(shuō)明書(shū)中未以其他方式說(shuō)明這些步驟限于特定次序的情況下，不打算推斷出任何特定順序。當(dāng)特定實(shí)施例的各種特征、元素或步驟可以通過(guò)使用過(guò)渡短語(yǔ)“包括”而公開(kāi)，應(yīng)該理解的是隱含著替代的實(shí)施例，包括可以使用過(guò)渡短語(yǔ)“包含”或“基本包含”而被描述的那些實(shí)施例。因此，例如，包括A+B+C的玻璃的隱含替代實(shí)施例包括玻璃包含A+B+C的實(shí)施例，以及玻璃基本上包含A+B+C的實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可在不背離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下對(duì)本公開(kāi)作出各種修改和變化。由于所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以想到包括本公開(kāi)的精神和實(shí)質(zhì)的所公開(kāi)的各實(shí)施例的修改、組合、子組合和變體，因此，本公開(kāi)應(yīng)該被理解為包括所附權(quán)利要求書(shū)以及它們的等效內(nèi)容的范圍的一切。以下示例旨在僅是非限制性的和說(shuō)明性的，具有本發(fā)明由權(quán)利要求所限制的范圍。示例玻璃以及玻璃陶瓷襯底的UV激光焊接使用來(lái)自相干公司(Coherent)在1MHz和2MHz頻率下操作的DaytonaUV激光器(波長(zhǎng)335nm，脈沖持續(xù)時(shí)間1ns)來(lái)使透明的玻璃(第二襯底)與黑色的玻璃陶瓷(第一襯底)熔融?？烧J(rèn)為激光輸出是準(zhǔn)連續(xù)的，因?yàn)轱@著的光束重疊以及脈沖之間的短間隔減少或防止了脈沖之間的襯底冷卻，即使是在高焊接速度下?？稍谳^低平均功率(在6W與13W之間的范圍)下操作激光器，以降低消融效果，并使襯底加熱最大化。使用具有53nm遠(yuǎn)心物鏡(具有大約3微米的估計(jì)的焦點(diǎn)尺寸)的檢流計(jì)來(lái)掃描激光束。圖2示出了第一襯底210與第二襯底215接觸以形成襯底界面240的聚焦示意圖的側(cè)視圖。具有Z坐標(biāo)的激光束250可被聚焦穿過(guò)聚焦透鏡255、穿過(guò)第二襯底215并至襯底界面240上?；诰劢雇哥R的Z坐標(biāo)確定四個(gè)聚焦條件以用于實(shí)驗(yàn)。界面上的聚焦對(duì)應(yīng)于Z＝184mm(界面處3微米光斑直徑)、Z＝184.5mm(界面處75微米光斑直徑)、Z＝185mm(界面處150微米光斑直徑)、Z＝185.5mm(界面處225微米光斑直徑).大于184的Z坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于更多地聚焦在第一襯底上，而小于184mm的Z坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于更多地聚焦在第二襯底上。使用具有環(huán)形(具有直引入線與直引出線)的焊接圖案。掃描速度在從50mm/s到700mm/s的范圍內(nèi)。針對(duì)裂縫檢查焊接點(diǎn)，特別是在由于重寫(xiě)(over-writing)而最易受缺陷影響的重疊區(qū)域中。表II示出了在Z＝185mm聚焦條件(界面處150微米光斑直徑)與2MHz下實(shí)現(xiàn)的焊接質(zhì)量(在不同的功率下使用各種平移速度)。表III示出了在Z＝185.5mm(界面處225微米光斑直徑)與2MHz下的焊接質(zhì)量。表IV示出了在Z＝184.5mm(界面處75微米光斑直徑)與2MHz下的焊接質(zhì)量。表V示出了在Z＝185mm(界面處150微米光斑直徑)與1MHz下的焊接質(zhì)量。數(shù)值代表焊接寬度(以微米為單位)。用“*”來(lái)標(biāo)記觀察到具有輕微缺陷(由玻璃上的顆?；蚱渌麩o(wú)關(guān)緊要的缺陷導(dǎo)致的)的焊接點(diǎn)，而用“**”來(lái)標(biāo)記具有主要缺陷(過(guò)程施加的和/或玻璃施加的限制)的焊接點(diǎn)。沒(méi)有數(shù)值或符號(hào)的空白指示參數(shù)的特定組合未被執(zhí)行。在大多數(shù)情況下，這些參數(shù)在分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)性能趨勢(shì)(多個(gè))后被認(rèn)為在工作范圍之外。表II：焊接的質(zhì)量(Z＝185mm、150微米光斑直徑、2MHz)6W7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s170163174180100mm/s131140150154160166172172200mm/s9896118118135138149152300mm/s70*104102*117128400mm/s7083*106107115134500mm/s**105114600mm/s9196109115125700mm/s91*98*表III：焊接的質(zhì)量(Z＝185.5mm、225微米光斑直徑、2MHz)6W7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s163190199.5224226*****100mm/s**154*170*163*183***211*200mm/s************300mm/s400mm/s****600mm/s****表IV：焊接的質(zhì)量(Z＝184.5mm、75微米光斑直徑、2MHz)表V：焊接的質(zhì)量(Z＝185mm、150微米光斑直徑、1MHz)7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s167170**100mm/s140147150*200mm/s100115130144300mm/s63*9292*116122**400mm/s****如由表II-V所演示的那樣，可以有在沒(méi)有破裂或缺陷的情況下產(chǎn)生足夠?qū)挾鹊暮附狱c(diǎn)的寬范圍條件。焊接點(diǎn)的寬度取決于(至少部分地)聚焦的緊密性。例如，當(dāng)Z＝185.5(最大測(cè)試光斑直徑，225微米)時(shí)，焊接寬度具有觀察到的大約160微米的下界限。當(dāng)Z＝184.5(最小測(cè)試光斑直徑，75微米)時(shí)，焊接寬度具有觀察到的大約75微米的下界限。表VI示出了有關(guān)于2MHz下的聚焦條件的在焊接寬度上觀察到的上限值和下限值(沒(méi)有缺陷)。表VI：2MHz下的上焊接寬度限值與下焊接寬度限值在不希望受理論約束的情況下，相信焊接寬度對(duì)應(yīng)于被第一襯底每單位焊接寬度所吸收的能量E(其可與(激光功率)/(掃描速度)成比例)。因此，焊接寬度在越低的E值下變得越窄，因?yàn)椴Ａг谀芰康蜁r(shí)并未如此高效地融化并焊接。焊接寬度上的上限值被認(rèn)為受限于由太多能量導(dǎo)致的殘余應(yīng)力，這導(dǎo)致破裂。如在表V中可見(jiàn)，可在Z＝185mm及1MHz下實(shí)現(xiàn)的焊接寬度與可在Z＝185mm及2MHz下實(shí)現(xiàn)的那些幾乎相同，雖然這些寬度使用較窄范圍的功率與速度是可實(shí)現(xiàn)?；谶@些觀察，根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，將激光束聚焦在襯底界面上使得界面處的光束直徑在大約75微米到大約225微米的范圍、或在大約100微米到大約200微米的范圍可以是有利的。類(lèi)似地，根據(jù)本公開(kāi)的某些實(shí)施例，控制掃描速度以及激光功率以便產(chǎn)生從大約100微米到大約200微米、或從大約120微米到大約180微米范圍的焊接寬度也可以是有利的。在不希望受理論約束的情況下，相信較窄的焊接寬度將不會(huì)提供足夠的焊接強(qiáng)度，而較寬的焊接寬度可能易于破裂。此外，較高頻率的激光脈沖可以是期望的，因?yàn)樗鼈兛商峁└B續(xù)的能量波，并因此由于脈沖之間增加的重疊而提供較寬范圍的工作條件。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3