玻璃料沉積方法及設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種玻璃料沉積方法，包括：加熱玻璃料至熔融狀態(tài)；將熔融狀態(tài)玻璃料澆注至模具中定形并冷卻；以及將冷卻的玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上。上述玻璃料沉積方法及設(shè)備，通過(guò)模具使玻璃料塑形，然后將玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上，避免了加入有機(jī)物，保證玻璃料不會(huì)由于殘留有機(jī)物而出現(xiàn)裂紋。
【專(zhuān)利說(shuō)明】玻璃料沉積方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及器件封裝領(lǐng)域，特別是涉及玻璃料沉積方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)發(fā)光二極管的封裝是將OLED芯片安設(shè)在玻璃基板上，上面覆蓋玻璃蓋板，兩 玻璃板之間利用玻璃料密封起來(lái)，阻擋水和氧氣進(jìn)入器件內(nèi)部侵蝕芯片。
[0003]傳統(tǒng)的玻璃料沉積方法是先將玻璃粉與有機(jī)溶劑配置成糊狀玻璃料混合物，采用 絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在玻璃蓋板上形成所需要的玻璃料圖形，并通過(guò)預(yù)燒結(jié)工藝燒除有機(jī)物，冷 卻后形成固化的玻璃料，再通過(guò)激光燒結(jié)工藝與安裝有OLED芯片的玻璃基板封閉起來(lái)。
[0004]在整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)絲網(wǎng)印刷的玻璃漿料圖案容易受到刮刀力度、速度、角度等多 個(gè)外界環(huán)境干擾，不易控制，且在燒結(jié)過(guò)程中可能由于玻璃料中有機(jī)物未完全燒盡使得后 續(xù)的激光燒結(jié)時(shí)玻璃料產(chǎn)生裂紋，達(dá)不到氣密性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對(duì)殘留有機(jī)物產(chǎn)生裂紋的問(wèn)題，提供一種玻璃料沉積方法。
[0006]一種玻璃料沉積方法，包括:加熱玻璃料至熔融狀態(tài)；將所述熔融狀態(tài)玻璃料澆 注至模具中定形并冷卻；以及將所述冷卻的玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將所述冷卻的玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上具體方法為激光燒結(jié)。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將所述玻璃料澆注入模具中定形步驟前還包括:根據(jù)預(yù)設(shè) 圖案設(shè)置模具形狀。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，玻璃料組分為:25?45%的Na2OUO?37%的Al203、25? 50% 的 B2O3UO ?20% 的 Co2O3O
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，玻璃料組分為:35%的Na20、12%的A1203、40%的B203、13% 的 Co2O3。
[0011]還有必要提出一種玻璃料沉積設(shè)備，包括:加熱裝置，用于將玻璃料加熱至熔融狀 態(tài)；模具，定形所述玻璃料；燒結(jié)裝置，待所述玻璃料冷卻后將所述玻璃料燒結(jié)沉積在預(yù)設(shè) 位置上。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，燒結(jié)裝置為激光裝置。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，燒結(jié)裝置為激光裝置。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，玻璃料組分為:25?45%的Na2OUO?37%的Al203、25? 50% 的 B2O3UO ?20% 的 Co2O3O
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，玻璃料組分為:35%的Na20、12%的A1203、40%的B203、13% 的 Co2O3。
[0016]上述玻璃料沉積方法及設(shè)備，通過(guò)模具使玻璃料塑形，然后將玻璃料燒結(jié)在玻璃 基板上，避免了加入有機(jī)物，保證玻璃料不會(huì)由于殘留有機(jī)物而出現(xiàn)裂紋。[0017]采用的玻璃料不含有有毒成分，環(huán)保清潔，且具有低熔點(diǎn)、低CTE匹配系數(shù)等優(yōu) 點(diǎn)，在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中能達(dá)到更好地封裝效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為玻璃料沉積方法流程圖；
[0019]圖2為一種實(shí)施例中玻璃料沉積方法流程圖；
[0020]圖3為另一種實(shí)施例中玻璃料沉積方法流程圖；
[0021 ]圖4為圖3中降溫方法流程圖；
[0022]圖5為玻璃料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；
[0023]圖6為玻璃料沉積設(shè)備示意圖；
[0024]圖7為一種實(shí)施例中玻璃料沉積設(shè)備示意圖；
[0025]圖8為圖7中降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為圖7中保溫模塊立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明提出一種玻璃料沉積方法，參考圖1，包括以下步驟:
[0028]步驟S20，加熱玻璃料至熔融狀態(tài)。
[0029]具體地，玻璃料原料為玻璃粉，將原料玻璃粉準(zhǔn)備好，放置入耐高溫的容器中，例 如坩堝，然后放置入高溫爐內(nèi)進(jìn)行加熱，直至玻璃熔化，達(dá)到可以自由流動(dòng)的熔融狀態(tài)。
[0030]步驟S40，將玻璃料澆注至模具中定形并冷卻。
[0031]將可自由流動(dòng)的熔融玻璃料注入模具中，并等到冷卻，冷卻后玻璃料形成具有一 定形狀的固體。冷卻方法可以是等待玻璃料自然冷卻，也可以是通過(guò)水冷、風(fēng)冷的方法冷卻。
[0032]可以理解為，該模具還可用于對(duì)玻璃漿料的整形，該玻璃漿料可為上述的高溫熔 融玻璃料，也可以是常溫下的玻璃料及有機(jī)溶劑的混合液體。通過(guò)模具成型的玻璃料圖案， 較傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷得到的玻璃料圖案，具有平整均勻的優(yōu)點(diǎn)，且玻璃料寬度、厚度等參數(shù)更易 控制。
[0033]步驟S60，將冷卻后的玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上。
[0034]具體地，在玻璃基板的指定位置上放置玻璃料，通過(guò)燒結(jié)工藝使玻璃料沉積在玻 璃基板上。燒結(jié)工藝可以是通過(guò)電阻加熱、紅外線(xiàn)加熱等燒結(jié)方法。優(yōu)選地，采用激光燒結(jié) 方法。
[0035]本發(fā)明提出的玻璃料沉積方法，避免了加入有機(jī)溶劑，在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中不會(huì)出 現(xiàn)殘留有機(jī)物導(dǎo)致玻璃料裂紋的問(wèn)題。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖2，步驟S40前還包括:
[0037]步驟S30，根據(jù)預(yù)設(shè)圖案設(shè)置模具形狀。
[0038]封裝圖案對(duì)玻璃基板的封裝效果影響較大，在縮小器件尺寸的目的下封裝圖案寬 度應(yīng)當(dāng)減小，但是這也會(huì)帶來(lái)封裝氣密性達(dá)不到要求的問(wèn)題。因此圖案設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的 步驟。本方法可形成各種封裝圖案，僅需設(shè)置好模具的形狀與預(yù)設(shè)圖案一致即可，適應(yīng)性 強(qiáng)。[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖3，步驟S60后還包括:
[0040]步驟S80，通過(guò)控制渦流效應(yīng)產(chǎn)生的熱量將燒結(jié)部位的溫度降至常溫。具體地，步 驟S80為:
[0041]步驟S81:將電阻絲纏繞在金屬棒上并使金屬棒與燒結(jié)部位相匹配。
[0042]具體地，如果燒結(jié)部位為矩形，則選擇矩形的金屬棒或者將四根相應(yīng)長(zhǎng)度的金屬 棒與組成矩形與燒結(jié)部位相適應(yīng)；如果燒結(jié)部位是圓形則選擇圓形的金屬棒，如果燒結(jié)部 位是其他的形狀，則選擇相應(yīng)形狀的或者能夠組成相應(yīng)形狀的金屬棒與燒結(jié)部位相匹配。
[0043]步驟S82:產(chǎn)生直流電。
[0044]步驟S83:調(diào)制直流電為交流電。
[0045]具體地，可以通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的交流電。
[0046]步驟S84:放大交流電并使交流電通過(guò)電阻絲形成渦流并產(chǎn)生渦流熱量。
[0047]具體地，可通過(guò)放大器將上述交流電進(jìn)行放大。
[0048]步驟S85:通過(guò)脈沖寬度調(diào)制波和控制參數(shù)控制直流電的大小變化從而控制渦流 熱量平滑減小，通過(guò)渦流熱量對(duì)燒結(jié)部位加熱，燒結(jié)部位的溫度降至常溫時(shí)上述直流電歸零。
[0049]通過(guò)上述脈沖寬度調(diào)制波和比例、積分、微分控制器產(chǎn)生的控制參數(shù)控制上述直 流電的大小，減小上述交流電歸零的速度，從而控制上述渦流熱量平滑歸零。在上述燒結(jié)部 位的溫度降為室溫時(shí)，上述交流電歸零，封裝完成。
[0050]上述交流電通過(guò)電阻絲，電阻絲線(xiàn)圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，由于線(xiàn)圈中間的導(dǎo)體(即金 屬棒)在圓周方向是可以等效成一圈圈的閉合電路，閉合電路中的磁通量在不斷發(fā)生改 變，所以在導(dǎo)體的圓周方向會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，電流的方向沿導(dǎo)體的圓周方向 轉(zhuǎn)圈，就像一圈圈的漩渦，所以這種在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象 稱(chēng)為渦流現(xiàn)象。同時(shí)渦流效應(yīng)產(chǎn)生的渦流熱量與通過(guò)的交流電的電流大小有關(guān)，通過(guò)脈沖 寬度調(diào)制波和比例、積分、微分控制器控制直流電的大小變化從而控制上述交流電的大小 變化，從而控制上述渦流熱量平滑減小。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃料組分為:25?45%的Na2OUO?37%的A1203、25?50% 的 B2O3UO ?20% 的 Co2O3。
[0052]玻璃料的材料種類(lèi)對(duì)封裝效果有較大的影響。理想狀態(tài)下CTE以及熔點(diǎn)溫度數(shù)值 越小越好，但是實(shí)際上降低熔點(diǎn)溫度時(shí)，熱膨脹系數(shù)則會(huì)升高，反之也一樣。傳統(tǒng)玻璃料采 用五氧化二釩作為吸收劑加入到玻璃料中，但是五氧化二釩為有毒物質(zhì)，如果操作不當(dāng)會(huì) 對(duì)環(huán)境造成影響；此外，傳統(tǒng)材料，雖然保證了玻璃料的融化溫度下降，但是玻璃料與玻璃 基板之間的CTE(熱膨脹系數(shù))差別很大，在封接時(shí)容易造成裂紋和坍塌。
[0053]參考圖5中該種玻璃料各種配比的實(shí)驗(yàn)效果。本發(fā)明采用以上配比以及組分的玻 璃料，添加三氧化二鈷作為吸收劑，激光吸收率高，使得激光封裝工藝時(shí)間縮短。此外該種 材料不含有毒成分，不污染環(huán)境，還具有熔點(diǎn)低、CTE系數(shù)低的特點(diǎn)。
[0054]優(yōu)選的，玻璃料中組分為:35%的Na20,12%的Al2O3,40%的B2O3,13%的Co2O3時(shí)， 該配比下有最低的熔點(diǎn)溫度以及最小的膨脹系數(shù)。
[0055]本發(fā)明還提出一種玻璃料沉積設(shè)備，參考圖6，包括:
[0056]加熱裝置100，用于將玻璃料加熱至熔融狀態(tài)；[0057]具體地，將已經(jīng)混合好的玻璃粉準(zhǔn)備好，放置入加熱裝置100中加熱?？墒菍⒉Ａ?粉倒入坩堝等容器中，放置入高溫爐內(nèi)進(jìn)行加熱，直至玻璃熔化，達(dá)到可以自由流動(dòng)的熔融 狀態(tài)。
[0058]模具200，用于定形玻璃料；
[0059]具體地，模具200對(duì)澆注的熔融玻璃料進(jìn)行塑形，在模具200中冷卻后的玻璃料形 成具有一定形狀的固體。冷卻方法可以是等到玻璃料自然冷卻，也可以是通過(guò)水冷、風(fēng)冷的 方法冷卻。
[0060]燒結(jié)裝置300，待玻璃料冷卻后燒結(jié)沉積在預(yù)設(shè)位置上。
[0061]具體地，在玻璃基板的指定位置上放置玻璃料，通過(guò)燒結(jié)裝置300使玻璃料沉積 在玻璃基板上。燒結(jié)裝置可以是電阻加熱裝置、紅外線(xiàn)光源等燒結(jié)裝置。優(yōu)選地，燒結(jié)裝置 300采用激光燒結(jié)裝置。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，模具200是根據(jù)預(yù)設(shè)圖案設(shè)置的。
[0063]封裝圖案對(duì)玻璃基板的封裝效果影響較大，在縮小器件尺寸的目的下封裝圖案寬 度應(yīng)當(dāng)減小，但是這也會(huì)帶來(lái)封裝氣密性達(dá)不到要求的問(wèn)題。因此圖案設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的 步驟。本裝置根據(jù)需要的各種封裝圖案，靈活設(shè)置模具的形狀與預(yù)設(shè)圖案一致，適應(yīng)性強(qiáng)。
[0064]在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖7，本設(shè)備還包括:
[0065]降溫裝置400，通過(guò)控制渦流效應(yīng)產(chǎn)生的熱量將燒結(jié)部位的溫度降至常溫。
[0066]本實(shí)施例中，降溫裝置400包括相連接的控制模塊410和保溫模塊420，保溫模塊 420與燒結(jié)部位相匹配。在燒結(jié)完成后，控制模塊410控制保溫模塊420對(duì)燒結(jié)部位進(jìn)行 加熱并平滑降低上述保溫模塊420的加熱溫度，使燒結(jié)部位的溫度降至常溫。上述燒結(jié)后， 通過(guò)保溫模塊420對(duì)上述燒結(jié)部位進(jìn)行加熱降溫，上述加熱的溫度為上述加熱燒結(jié)時(shí)的溫 度，保證鍵合部位能夠?qū)崿F(xiàn)逐步降溫。
[0067]進(jìn)一步的，參考圖8，上述控制模塊410包括相連接的控制芯片411、逆變器412和 放大器413，控制芯片411產(chǎn)生直流電，逆變器412將直流電轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的交流電，放大器 413將交流電放大并輸送給下一部件。
[0068]具體地，上述控制芯片411可為ARM處理器。
[0069]上述控制芯片411包括脈沖寬度調(diào)制單元411a和比例、積分、微分控制器單元 411b，控制芯片411通過(guò)脈沖寬度調(diào)制單元411a生成的脈沖寬度調(diào)制波和比例、積分、微分 控制器單元411b生成的控制參數(shù)控制直流電的大小，從而使交流電產(chǎn)生的渦流熱量逐步 減小。
[0070]進(jìn)一步地，參考圖9，保溫模塊420包括金屬棒421和纏繞在金屬棒上的電阻絲 422，金屬棒421與燒結(jié)部位圖案相匹配，電阻絲422連接控制模塊410 (圖未示)?？刂颇?塊410產(chǎn)生交流電，上述交流電通過(guò)電阻422和金屬棒421產(chǎn)生渦流并產(chǎn)生渦流熱量，通過(guò) 渦流熱量對(duì)燒結(jié)部位加熱，控制模塊410通過(guò)控制交流電的大小控制渦流熱量平滑減小使 鍵合部位的溫度平滑地降至常溫。
[0071]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃料沉積方法，包括:加熱玻璃料至熔融狀態(tài)；將所述熔融狀態(tài)玻璃料澆注至模具中定形并冷卻；以及 將所述冷卻的玻璃料燒結(jié)在玻璃基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃料沉積方法，其特征在于，所述將所述冷卻的玻璃料燒 結(jié)在玻璃基板上具體方法為激光燒結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃料沉積方法，其特征在于，所述將所述玻璃料澆注入模 具中定形步驟前還包括:根據(jù)預(yù)設(shè)圖案設(shè)置模具形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃料沉積方法，其特征在于，所述玻璃料組分為:25? 45% 的 Na2O'10 ?37% 的 Al2O3'25 ?50 %的 B2O3UO ?20% 的 Co2O30
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃料沉積方法，其特征在于，所述玻璃料組分為:35%的 似20、12%的六1203、40%的 B203、13% 的 Co203。
6.一種玻璃料沉積設(shè)備，其特征在于，包括:加熱裝置，用于將玻璃料加熱至熔融狀態(tài)；模具，定形所述玻璃料；燒結(jié)裝置，待所述玻璃料冷卻后將所述玻璃料燒結(jié)沉積在預(yù)設(shè)位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻璃料沉積設(shè)備，其特征在于，所述燒結(jié)裝置為激光裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻璃料沉積設(shè)備，其特征在于，所述模具形狀根據(jù)預(yù)設(shè)圖案設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻璃料沉積設(shè)備，其特征在于，所述玻璃料組分為:25? 45% 的 Na2O'10 ?37% 的 Al2O3'25 ?50 %的 B2O3UO ?20% 的 Co2O30
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻璃料沉積設(shè)備，其特征在于，所述玻璃料組分為:35%的 似20、12%的六1203、40%的 B203、13% 的 Co203。
【文檔編號(hào)】H01L51/56GK103560210SQ201310463976
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】張建華, 李藝 申請(qǐng)人:上海大學(xué)