本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種激光封裝設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來，鑒于OLED（Organic Light-Emitting Diode）在色域、視角、能耗、外形輕薄、響應(yīng)速度等主要指標(biāo)的優(yōu)異性能，在平板顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，因此也得到迅速發(fā)展。然而，OLED顯示器中的電極和有機(jī)層對(duì)氧氣和水分十分敏感，它們會(huì)嚴(yán)重影響OLED器件的性能，縮短OLED器件的壽命。因此，為OLED器件提供有效的氣密式密封顯得非常重要，并且對(duì)氣密性的要求非常高。對(duì)OLED進(jìn)行封裝，除了能夠增強(qiáng)器件的機(jī)械強(qiáng)度外，更為重要的是可以隔離外部氧氣和水汽。

美國(guó)Corning公司提出了利用激光輻照玻璃料對(duì)顯示單元進(jìn)行封裝的技術(shù)（參見US7537504）。如圖 1所示，給出了待封裝單元在x-y平面的空間分布示意圖，黑色曲線圍起來的區(qū)域就是待封裝單元，黑色的曲線就是玻璃粉的分布，長(zhǎng)邊方向沿著y向，短邊方向沿著x向。激光封裝就是利用激光束逐個(gè)照射黑色曲線實(shí)現(xiàn)上玻璃基板和下玻璃基板的鍵合。

最近，新的激光玻璃粉封裝設(shè)備和工藝方法迅猛發(fā)展，例如韓國(guó)三星公司的多激光頭輻射設(shè)備（CN101033111B、EP1832378A3、US7875828）以及相應(yīng)的激光封裝工藝方法（CN101645403B、US201000035503），取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了科技的發(fā)展。

對(duì)目前這種多激光頭激光玻璃粉封裝設(shè)備調(diào)研后發(fā)現(xiàn)存在以下缺點(diǎn)：第一、結(jié)構(gòu)不緊湊，受激光頭出射位置處光學(xué)成像系統(tǒng)尺寸的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多激光頭密集放置；第二、能量利用率不高，待封裝單元上表面的反射光沒有有效進(jìn)行管理；第三、控制復(fù)雜，需要對(duì)每一個(gè)激光頭進(jìn)行控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明公開一種新型激光封裝設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種激光封裝設(shè)備，光源，用于產(chǎn)生封裝用激光光束；光纖，用于傳輸所述激光光束；光強(qiáng)控制裝置，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入所述光學(xué)成像模塊的光強(qiáng)大??； 光學(xué)成像模塊，用于產(chǎn)生理想光強(qiáng)分布且具有遠(yuǎn)心特性的光斑；光路輸運(yùn)模塊，包括至少一個(gè)光路輸運(yùn)單元，通過光斑輻射加熱玻璃粉使待封裝單元鍵合；基底承載臺(tái)，用于承載待封裝單元；所述光路輸運(yùn)單元包括：相位延遲為1/2波長(zhǎng)的相位調(diào)制器，偏振分束棱鏡，相位延遲為1/4波長(zhǎng)的相位調(diào)制器和0度全反射鏡；光源輸出的激光，經(jīng)過光纖入射到光強(qiáng)控制裝置，經(jīng)過光學(xué)成像模塊，光路輸運(yùn)模塊照射至玻璃粉上。

更進(jìn)一步地，所述激光光束的波長(zhǎng)為800-1000nm。

更進(jìn)一步地，所述光學(xué)成像模塊包括擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)、勻光系統(tǒng)以及光束整形系統(tǒng)；所述擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)由單透鏡或望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成，所述勻光系統(tǒng)由微透鏡陣列或積分棒組成，所述光束整形系統(tǒng)是二元光學(xué)元件或微透鏡陣列。

更進(jìn)一步地，所述光強(qiáng)控制裝置，光學(xué)成像模塊以及光路輸運(yùn)模塊中光路輸運(yùn)單元被固定于一龍門架，始終保持在同一直線上，并且沿所述待封裝單元的長(zhǎng)邊Y方向共同運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述光路輸運(yùn)模塊可沿長(zhǎng)邊Y方向以及與長(zhǎng)邊Y方向垂直的X方向運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述光路輸運(yùn)單元為多個(gè)，光路輸運(yùn)單元的間距可調(diào)整，距離滿足大于或等于正整數(shù)個(gè)待封裝單元間在X方向上的距離，并且小于或者等于第一個(gè)和最后一個(gè)待封裝單元在X方向的距離。

更進(jìn)一步地，所述光強(qiáng)控制裝置由可變衰減器或者孔徑光闌或者聲光調(diào)制器或者電光調(diào)制器構(gòu)成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的多光路型激光封裝設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，只需要一套光學(xué)成像系統(tǒng)，光路輸運(yùn)單元可以進(jìn)行密集放置；

第二、提高能量利用率，利用全反射鏡對(duì)待封裝單元上面的反射光進(jìn)行有效管理；

第三、控制方式簡(jiǎn)單，僅需要在光學(xué)成像系統(tǒng)入射端進(jìn)行統(tǒng)一控制。

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。

圖1是待封裝單元空間分布示意圖；

圖2是本發(fā)明所涉及的單光路型激光退火設(shè)備示意圖；

圖3是本發(fā)明所涉及的單光路型激光退火設(shè)備的光源模塊示意圖；

圖4是本發(fā)明所涉及的單光路型激光退火設(shè)備的光學(xué)成像模塊示意圖；

圖5是本發(fā)明所涉及的單光路型激光退火設(shè)備光路輸運(yùn)模塊示意圖；

圖6是本發(fā)明所涉及的多光路型激光退火設(shè)備示意圖；

圖7是本發(fā)明所涉及的多光路型激光退火設(shè)備光路輸運(yùn)模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效提高光源能量利用率，并且結(jié)構(gòu)緊湊、控制方式簡(jiǎn)單的激光退火設(shè)備，該激光退火設(shè)備既可以適用于單路設(shè)備也可以適用于多路設(shè)備。

本方案的第一實(shí)施是一種單光路型激光退火設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)光線垂直輻照玻璃粉，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)待封裝單元的鍵合。如圖 2所示，主要包含光源模塊1，光纖2，光纖輸出端3，光強(qiáng)控制裝置4，光學(xué)成像模塊5，光路輸運(yùn)模塊6，基底承載臺(tái)10和龍門架11。

整個(gè)裝置的光路走向?yàn)椋汗庠茨K1輸出的激光，經(jīng)過光纖2在光纖輸出端3處，入射到光強(qiáng)控制裝置4；經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)5，擴(kuò)束、勻光、整形，得到合適的光強(qiáng)分布的光斑；再入射到光路輸運(yùn)模塊6，使光斑照射到玻璃粉8上面，從而對(duì)玻璃粉加熱，實(shí)現(xiàn)上玻璃基板7和下玻璃基板8的鍵合。

光源模塊1主要功能為產(chǎn)生一能量，波長(zhǎng)為800nm~1000nm的激光。激光光源可以是一臺(tái)或者多臺(tái)耦合在一起的激光器，也可以為大功率的光纖激光器。

如圖 3所示，給出了一種雙激光器的結(jié)構(gòu)：光源模塊由兩臺(tái)激光器101和102組成，分別產(chǎn)生兩束激光；經(jīng)過相位延遲為1/2波長(zhǎng)的相位調(diào)制器103和104，分別產(chǎn)生一束S偏振的光，一束P偏振的光；S光經(jīng)過偏振分束棱鏡（polarization beam splitter, PBS）106發(fā)生90度的偏轉(zhuǎn)入射到偏振分束棱鏡105上面，與P光重合，合成一束光路，通過光纖耦合器107耦合光纖2。

光纖輸出端3主要功能是使光束穩(wěn)定地入射到后續(xù)的光學(xué)系統(tǒng)中。主要由光纖輸出頭和相應(yīng)的固定夾持裝置組成。

光強(qiáng)控制裝置4主要功能是調(diào)節(jié)入射到后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)中的光強(qiáng)大小。主要由可變衰減器（variable attenuator）或者孔徑光闌或者聲光調(diào)制器或者電光調(diào)制器等光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置組成。

光學(xué)成像模塊5主要功能為是產(chǎn)生理想光強(qiáng)分布且具有遠(yuǎn)心特性的光斑。主要包括擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)501，勻光系統(tǒng)502，光束整形系統(tǒng)503。

如圖 4所示，擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)501可采用單透鏡或望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)構(gòu)成；勻光系統(tǒng)502可采用微透鏡陣列或積分棒，使光斑的光強(qiáng)均勻分布；光束整形系統(tǒng)503用于改變光斑的光強(qiáng)空間分布和光斑的尺寸大小，使尺寸大于或等于待封裝單元的封裝線的寬度，一般為毫米量級(jí)。

光路輸運(yùn)模塊6主要光路輸運(yùn)單元601組成。主要是實(shí)現(xiàn)光斑對(duì)玻璃粉的輻射功能。

如圖 5所示，光路輸運(yùn)單元601包括相位延遲為1/2波長(zhǎng)的相位調(diào)制器6011，偏振分束棱鏡6012；相位延遲為1/4波長(zhǎng)的相位調(diào)制器6013和0度全反射鏡6014。利用調(diào)節(jié)6011的相位延遲，可以使入射光的偏振全部轉(zhuǎn)換為S光，垂直入射到玻璃料8上表面。理想情況下，玻璃料對(duì)入射的光是全部吸收的，但在實(shí)際情況中，總有一部分光經(jīng)過玻璃基板上表面7和玻璃基板下表面8被反射回原來的光路。對(duì)于反射回來的光，兩次經(jīng)過6013，變?yōu)镻光，透過6012，被6014全反射，會(huì)再次被玻璃料吸收，因此提高了能量的利用率。

基底承載臺(tái)10主要功能為承載待封裝單元。

龍門架11主要功能為固定和運(yùn)動(dòng)光纖輸出端3、光強(qiáng)控制裝置4、光學(xué)成像模塊5，光路輸運(yùn)模塊6。

如圖 2所示，光纖輸出端3、光強(qiáng)控制裝置4、光學(xué)成像模塊5，光路輸運(yùn)模塊6被固定在龍門架，始終保持在同一直線上，并且可以沿著待封裝單元長(zhǎng)邊方向共同運(yùn)動(dòng)，即圖 1中的y向；光路輸運(yùn)模塊6不但可以沿著y向運(yùn)動(dòng)，還可以沿著x方向運(yùn)動(dòng)。

通過主控系統(tǒng)對(duì)上述各個(gè)分系統(tǒng)模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，通過光路輸運(yùn)模塊在龍門架的帶動(dòng)下，沿x和y向運(yùn)動(dòng)，輻照玻璃料，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)待封裝區(qū)域的鍵合。

本方案的第二實(shí)施是一種多光路型激光退火設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)光線垂直輻照玻璃粉，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)待封裝單元的鍵合。如圖 6所示，主要包含光源模塊1，光纖2，光纖輸出端3，光強(qiáng)控制裝置4，光學(xué)成像模塊5，光路輸運(yùn)模塊6，基底承載臺(tái)10和龍門架11。與第一實(shí)施例向比較，主要在于光路輸運(yùn)模塊6采用了多個(gè)光路輸運(yùn)單元601，602，…，60n。

如圖 6所示，光纖輸出端3、光強(qiáng)控制裝置4、光學(xué)成像模塊5，光路輸運(yùn)模塊6中各個(gè)光路輸運(yùn)單元被固定在龍門架，始終保持在同一直線上，并且可以沿著待封裝單元長(zhǎng)邊方向共同運(yùn)動(dòng)，即圖 1中的y向；光路輸運(yùn)模塊6中的各個(gè)光路輸運(yùn)單元601，602，…，60n之間保持相對(duì)靜止，可以共同一起沿著x和y方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)待封裝區(qū)域的鍵合。

如圖 7所示，光路輸運(yùn)模塊6中的各個(gè)光路輸運(yùn)單元均由相位延遲為1/2波長(zhǎng)的相位調(diào)制器60m1，偏振分束棱鏡60m2；相位延遲為1/4波長(zhǎng)的相位調(diào)制器60m3和0度全反射鏡60m4組成，其中m=1，2，…，n。

兩個(gè)相鄰光路輸運(yùn)單元間的距離可調(diào)，滿足大于或等于正整數(shù)個(gè)待封裝單元間在x方向上的距離，并且小于或者等于第一個(gè)和最后一個(gè)待封裝單元在x方向的距離。

光路輸運(yùn)單元的數(shù)目受到光源總能量、以及x向上分布的待封裝單元數(shù)目的限制：若光源總能量足夠，光路輸運(yùn)單元的數(shù)目等于x向上分布的待封裝單元數(shù)目；若x向上分布的待封裝單元數(shù)目足夠，光路輸運(yùn)單元的數(shù)目等于光源總能量與設(shè)備產(chǎn)率的商。

每個(gè)光路輸運(yùn)單元的能量應(yīng)該通過調(diào)節(jié)相位延遲為1/2波長(zhǎng)的相位調(diào)制器60m1，使其相等。即，對(duì)于功率為P的光源，若具有n個(gè)光路輸運(yùn)單元，則每個(gè)光路輸運(yùn)單元的功率Pn=P/n。

本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。