本發(fā)明涉及oled器件封裝領(lǐng)域，特別涉及一種雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)及封裝方法。

背景技術(shù)：

目前已知的oled(有機(jī)發(fā)光二極管，英文全稱：organiclight-emittingdiode)器件封裝技術(shù)主要有三類，分別是：uv膠封蓋式密封、薄膜封裝和玻璃粉激光密封。其中，玻璃粉激光密封是一種新開發(fā)的oled封裝工藝，它的基本原理是：如圖1所示，在封裝過程中，通過反射鏡2、透鏡或光纖組成的光路系統(tǒng)，將激光器產(chǎn)生的光束1聚焦于待封裝區(qū)域3，形成熱作用區(qū)，在熱作用區(qū)中的封裝焊料，即玻璃粉(frit)被軟化熔化而使得其上下兩個玻璃基板粘合在一起，形成氣密密封。

為了提高玻璃粉激光封裝的封裝產(chǎn)率以及針對不同尺寸和形狀的玻璃基板封裝的靈活性，已經(jīng)提出了多鏡頭并行，多鏡頭拼接的封裝方法。如圖2和圖3所示，現(xiàn)有的激光封裝系統(tǒng)，包括沿龍門架10并列排布的多個鏡頭20，鏡頭20發(fā)出的激光束21入射至玻璃基板30的表面，可實(shí)現(xiàn)對多個封裝單元40(cell)的同時封裝，以及實(shí)現(xiàn)對一個大的封裝單元40的組合封裝。由于同在一個龍門架10上的鏡頭20之間的布局間距是有約束的，也就是說，鏡頭20在沿龍門架10的方向上的自由度存在干涉，所以，相鄰鏡頭20的有效工作區(qū)22(激光束21的掃描區(qū)域)之間會有盲區(qū)23(激光束21無法掃描到的區(qū)域)，因此，會有以下兩個問題：

1、如圖2所示，對多個cell的并行封裝：要求cell的排列具備規(guī)律性，若cell間距小于鏡頭20的有效工作區(qū)22的間距，則會導(dǎo)致處于兩個工作區(qū)22之間的cell無法得到激光照射；

2、如圖3所示，對一個大cell的組合封裝：相鄰鏡頭20的有效工作區(qū)22 之間會有盲區(qū)23，導(dǎo)致無法通過鏡頭組合方式完成對一個大cell的完全封裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)及封裝方法，以解決上述技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)，包括：

激光器，用于發(fā)射激光束；

夾持裝置，用于將待封裝基板豎直放置并固定；

兩個振鏡系統(tǒng)，分設(shè)于所述待封裝基板的兩側(cè)，將所述激光器發(fā)射的激光束反射至待封裝基板的表面；以及

兩個運(yùn)動機(jī)構(gòu)，兩個所述振鏡系統(tǒng)分別安裝于不同的運(yùn)動機(jī)構(gòu)上，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)帶動其上的所述振鏡系統(tǒng)做垂向和水平向共六個自由度的運(yùn)動。

較佳地，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括豎直導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌，所述振鏡系統(tǒng)安裝于所述豎直導(dǎo)軌上，并能夠沿所述豎直導(dǎo)軌做垂向運(yùn)動；所述豎直導(dǎo)軌安裝于所述水平導(dǎo)軌上，并能夠沿所述水平導(dǎo)軌做水平向運(yùn)動。

較佳地，所述夾持裝置安裝于滑動導(dǎo)軌上，并能夠在所述滑動導(dǎo)軌上平行所述待封裝基板做直線運(yùn)動。

較佳地，所述激光器采用co2連續(xù)激光器，發(fā)射的激光束的波長為800nm～900nm。

較佳地，所述激光器與所述振鏡系統(tǒng)之間采用光纖連接。

較佳地，所述振鏡系統(tǒng)包括反射鏡、掃描電機(jī)以及伺服驅(qū)動單元，所述反射鏡固定于所述掃描電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，所述伺服驅(qū)動單元驅(qū)動所述掃描電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

較佳地，所述掃描電機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度在±20°以內(nèi)。

較佳地，每個所述振鏡系統(tǒng)中包含至少一個鏡頭。

較佳地，當(dāng)所述振鏡系統(tǒng)中包括多個鏡頭時，所述多個鏡頭沿垂向排列分布，或者沿水平面上平行于所述待封裝基板的方向排列分布。

本發(fā)明還提供了一種雙面激光準(zhǔn)同步封裝方法，包括如下步驟：

s1：將待封裝基板豎直放置，并由夾持裝置固定；

s2：所述待封裝基板與設(shè)置于所述待封裝基板兩側(cè)的振鏡系統(tǒng)坐標(biāo)系對準(zhǔn)；

s3：調(diào)整并固定每個所述振鏡系統(tǒng)的垂向位置；

s4：開啟激光器，開始封裝，所述振鏡系統(tǒng)沿水平面上平行于所述待封裝基板的方向移動或步進(jìn)，將所述激光器發(fā)射的激光束反射至待封裝基板的表面。

較佳地，當(dāng)兩側(cè)的振鏡系統(tǒng)反射的激光束分別掃描待封裝基板的不同位置時，激光能量在玻璃粉兩側(cè)至待封裝基板邊界的熱擴(kuò)散溫度分布和熱傳導(dǎo)溫度分布一致。

較佳地，通過對位于兩側(cè)的激光束功率以及激光束的焦面位置，調(diào)整所述玻璃粉兩側(cè)的溫度。

較佳地，位于所述待封裝基板兩側(cè)的激光束對同一個封裝單元，沿相同封裝路徑同時進(jìn)行封裝。

較佳地，位于所述待封裝基板兩側(cè)的激光束相鄰半個封裝單元周期，沿相同封裝路徑進(jìn)行封裝。

較佳地，位于所述待封裝基板兩側(cè)的激光束分別采用矩形光斑和圓形光斑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)及封裝方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過在待封裝基板的兩側(cè)分別設(shè)置振鏡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對待封裝基板的雙面同時封裝；

2、避免了多振鏡之間的位置及運(yùn)動的干涉，提高了產(chǎn)率，且靈活性強(qiáng)，能夠適應(yīng)各種封裝工況；

3、位于所述待封裝基板兩側(cè)的激光束可分別采用不同形狀的光斑，以滿足封裝單元中直邊和圓角處的光斑形貌需求，提高了封裝質(zhì)量；

4、在基板封裝過程中，因基板面積過大，若大型待封裝基板采用水平放置時，因自身重力導(dǎo)致基板面型變化，會導(dǎo)致激光束不能準(zhǔn)確定位封裝路徑，導(dǎo)致封裝質(zhì)量下降。本發(fā)明中待封裝基板采用豎直放置的方式，有效防止基板變形，從而提高封裝質(zhì)量。

附圖說明

圖1為玻璃粉激光密封的原理圖；

圖2和圖3為現(xiàn)有的激光封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4至圖7分別為本發(fā)明提供的不同工況下的雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中封裝時玻璃粉溫度分布示意圖；

圖9為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的雙面激光準(zhǔn)同步封裝方法中封裝路徑示意圖；

圖10為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的雙面激光準(zhǔn)同步封裝方法中光斑的示意圖。

圖中：1-光束、2-反射鏡、3-待封裝區(qū)域；

10-龍門架、20-鏡頭、21-激光束、22-工作區(qū)、23-盲區(qū)、30-玻璃基板、40-封裝單元；

100-激光器、110-光纖、200-夾持裝置、210-待封裝基板、211-玻璃基板、212-玻璃粉、300-振鏡系統(tǒng)、310-封裝路徑、301-第一光斑、302-第二光斑、400-運(yùn)動機(jī)構(gòu)、410-豎直導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明提供的雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)，如圖4所示，包括：

激光器100，用于發(fā)射激光束；

夾持裝置200，用于將待封裝基板210豎直放置并固定；

兩個振鏡系統(tǒng)300，分設(shè)于所述待封裝基板210的兩側(cè)，將所述激光器100發(fā)射的激光束反射至待封裝基板210的表面；以及

兩個運(yùn)動機(jī)構(gòu)400，兩個振鏡系統(tǒng)300分別安裝于不同的運(yùn)動機(jī)構(gòu)400上，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)400帶動其上的振鏡系統(tǒng)300做垂向和水平向共六個自由度的運(yùn)動，具體地，建立如圖4所示的坐標(biāo)系，以水平面上垂直于待封裝基板210的方向?yàn)閤向；水平面上平行于待封裝基板210的方向?yàn)閥向；垂直水平面的方向?yàn)閦向。

本發(fā)明基于振鏡和雙面封裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙面準(zhǔn)同步激光封裝，而所謂準(zhǔn)同步封裝，是指利用高速掃描的激光束(如振鏡掃描系統(tǒng))重復(fù)掃描玻璃基板211之間 玻璃粉212的輪廓線(如圖8所示)，使得玻璃粉212輪廓線上的每一封裝點(diǎn)的溫度準(zhǔn)同步梯次增加至軟化點(diǎn)之上，兼具順序周線掃描(掃描圈數(shù)＝1)的靈活性與同步封裝技術(shù)的溫度均勻性之優(yōu)勢。

本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)雙面封裝的同時，避免了多振鏡之間的干涉，提高了產(chǎn)率；且由于基板豎直放置，避免了基板由于自身重力導(dǎo)致的面型變化，有效解決了由于基板變形導(dǎo)致的激光束定位不準(zhǔn)的問題，進(jìn)而提高了封裝質(zhì)量。

較佳地，請繼續(xù)參考圖4，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)400包括豎直導(dǎo)軌410和水平導(dǎo)軌(未圖示)，所述振鏡系統(tǒng)300安裝于所述豎直導(dǎo)軌410上，并能夠沿所述豎直導(dǎo)軌410做垂向(z向)運(yùn)動；所述豎直導(dǎo)軌410安裝于所述水平導(dǎo)軌上，并能夠沿所述水平導(dǎo)軌做水平向(x向和y向)運(yùn)動。利用運(yùn)動機(jī)構(gòu)400實(shí)現(xiàn)振鏡系統(tǒng)300在x、y、z六個自由度的運(yùn)動。

較佳地，請繼續(xù)參考圖4，所述夾持裝置200安裝于滑動導(dǎo)軌(未圖示)上，并能夠在所述滑動導(dǎo)軌上平行所述待封裝基板210做直線運(yùn)動，換句話說，所述夾持裝置200可以帶動待封裝基板210沿y向做直線運(yùn)動。

較佳地，所述激光器100采用co2連續(xù)激光器，發(fā)射的激光束的波長為800nm～900nm，最大功率為300w，較佳地，所述激光器100與所述振鏡系統(tǒng)300之間采用光纖110連接，實(shí)現(xiàn)信號連通。

較佳地，所述振鏡系統(tǒng)300包括反射鏡、掃描電機(jī)以及伺服驅(qū)動單元，所述反射鏡固定于所述掃描電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，所述伺服驅(qū)動單元驅(qū)動所述掃描電機(jī)旋轉(zhuǎn)，本實(shí)施例中，所述掃描電機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度在±20°以內(nèi)，通過掃描電機(jī)的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動，帶動其轉(zhuǎn)軸上的反射鏡旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動激光束實(shí)現(xiàn)整個工作面上的圖形掃描。

較佳地，請重點(diǎn)參考圖4和圖5，每個所述振鏡系統(tǒng)300中鏡頭的數(shù)量為1個，分別位于待封裝基板210兩側(cè)的鏡頭之間的z向間距，以及x，y向間距，均可任意設(shè)置，可以完成對大封裝單元的無封裝盲區(qū)的完全拼接組合封裝，對預(yù)封裝單元根據(jù)不同振鏡系統(tǒng)300負(fù)責(zé)工作區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分后，左右兩側(cè)振鏡系統(tǒng)300的激光參數(shù)，位置參數(shù)，根據(jù)上述工藝需求分別調(diào)整，對各自工作區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)同步掃描封裝。

較佳地，如圖6和圖7所示，鏡頭的數(shù)量也可為多個，同時封裝以提高產(chǎn)率，具體地，當(dāng)所述振鏡系統(tǒng)300中包括多個鏡頭時，所述多個鏡頭沿垂向(z向) 排列分布(如圖6所示)，或者沿水平面上平行于所述待封裝基板210的方向(y向)排列分布(如圖7所示)。由于分布在待封裝基板210兩側(cè)的振鏡系統(tǒng)300在x、y、z向上完全不干涉，兩側(cè)的兩個(多個)鏡頭基于準(zhǔn)同步封裝，可完成任意排布或者任意形狀的封裝單元的封裝，避免了同側(cè)鏡頭由于沿導(dǎo)軌(龍門)分布方向運(yùn)動的制約，導(dǎo)致兩個振鏡系統(tǒng)300的工作區(qū)域中間的位置無法得到激光掃描的問題。

本發(fā)明還提供了一種雙面激光準(zhǔn)同步封裝方法，包括如下步驟：

s1：將待封裝基板210豎直放置，并由夾持裝置200固定；

s2：所述待封裝基板210與設(shè)置于所述待封裝基板210兩側(cè)的振鏡系統(tǒng)300坐標(biāo)系對準(zhǔn)；

s3：調(diào)整并固定每個所述振鏡系統(tǒng)300的垂向位置；

s4：開啟激光器100，開始封裝，所述振鏡系統(tǒng)300沿水平面上平行于所述待封裝基板210的方向(即y向)移動或步進(jìn)，將所述激光器100發(fā)射的激光束反射至待封裝基板210的表面。

較佳地，請重點(diǎn)參考圖8，由于激光封裝玻璃基板溫度指標(biāo)定于下基板，而玻璃粉212的溫度分布t可以表示為：其中，t為玻璃粉212的封裝溫度；k為比例因子，此處為熱導(dǎo)率；p為激光功率；v為掃描速度；a為光斑直徑，一般光斑直徑略大于玻璃粉212的寬度；d為熱擴(kuò)散系數(shù)；l為玻璃粉212的厚度；ε為玻璃粉212的激光吸收率。因此，當(dāng)兩側(cè)的振鏡系統(tǒng)300反射的激光束分別掃描待封裝基板210的不同位置時，激光能量在玻璃粉212兩側(cè)至待封裝基板210邊界的熱擴(kuò)散溫度分布和熱傳導(dǎo)溫度分布需要趨于一致，即位于兩個待封裝基板210兩側(cè)的溫度分布保持一致，以保證待封裝基板210應(yīng)力平衡。具體地，本實(shí)施例中，通過對位于兩側(cè)的激光束功率以及激光束的焦面位置，調(diào)整所述玻璃粉212兩側(cè)的溫度，以實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化。

較佳地，位于所述待封裝基板210兩側(cè)的激光束對同一個封裝單元，沿相同 封裝路徑310同時進(jìn)行封裝，如圖5右下角的圖示，并結(jié)合圖9，這種情況下，第一光斑301和第二光斑302始終重合，同時向同方向移動，以降低對激光器100的功率需求；當(dāng)然，位于所述待封裝基板210兩側(cè)的激光束可以刻相鄰半個封裝單元周期，沿相同封裝路徑310進(jìn)行封裝，如圖5右下角的圖示，同時結(jié)合圖9，第一光斑301和第二光斑302始終相隔半個周期，相繼沿相同封裝路徑310同時進(jìn)行激光掃描，相當(dāng)于縮短單個封裝單元的準(zhǔn)同步封裝周期至一半，提高一倍產(chǎn)率，而在單面封裝中是難以實(shí)現(xiàn)兩個振鏡系統(tǒng)300具備完全相同的工作區(qū)域的；而針對較大尺寸的封裝單元進(jìn)行封裝時，準(zhǔn)同步封裝掃描周期過長，導(dǎo)致每個加熱周期的冷卻時間過長，影響準(zhǔn)同步溫升效果，這種做法可以縮短冷卻時間，保持準(zhǔn)同步封裝的溫升效果。

較佳地，請重點(diǎn)參考圖10，位于所述待封裝基板210兩側(cè)的激光束分別采用矩形光斑和圓形光斑，換句話說，本實(shí)施例中，位于所述待封裝基板210一側(cè)的第一光斑301為圓形光斑，位于所述待封裝基板210另一側(cè)的第二光斑302為矩形光斑，其中，矩形光斑可以使封裝路徑310上玻璃粉212沿垂直于掃描方向的溫度分布更為均勻；而封裝路徑中的圓角處，相比之下，圓形光斑能夠得到更均勻的溫度分布，因此，本發(fā)明通過在兩側(cè)分別實(shí)現(xiàn)不同光斑形狀的激光掃描，分別負(fù)責(zé)直邊和圓角的封裝。第二光斑302的熱作用僅限于直邊，圓角處激光空跳；第一光斑301的熱作用僅限于圓角處，直邊掃描時激光空跳，同樣，雙面封裝方案使得兩束激光的工作區(qū)域可以完全重合。

綜上所述，本發(fā)明提供的雙面激光準(zhǔn)同步封裝系統(tǒng)及封裝方法，該系統(tǒng)包括激光器100，用于發(fā)射激光束；夾持裝置200，用于將待封裝基板210豎直放置并固定；兩個振鏡系統(tǒng)，分設(shè)于所述待封裝基板的兩側(cè)，將所述激光器發(fā)射的激光束反射至待封裝基板的表面；以及兩個運(yùn)動機(jī)構(gòu)，兩個振鏡系統(tǒng)分別安裝于不同的運(yùn)動機(jī)構(gòu)上，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)帶動其上的振鏡系統(tǒng)做垂向和水平向共六個自由度的運(yùn)動。本發(fā)明中，通過在待封裝基板的兩側(cè)分別設(shè)置振鏡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對待封裝基板的雙面同時封裝，避免了多振鏡之間的位置及運(yùn)動的干涉，能夠適應(yīng)各種封裝工況，且提高了產(chǎn)率；同時由于基板豎直放置，有效解決了由于基板變形導(dǎo)致的激光束定位不準(zhǔn)的問題。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動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和變型在內(nèi)。