本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种激光辅助的玻璃料封装装置及方法。
背景技术：
近年来，OLED(有机发光二极管，Organic Light-Emitting Diode)以其自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、色彩对比度高、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等优异特性，已成为平板显示和照明领域的一个重要发展方向。
目前OLED显示屏所采用的有机发光材料及电极对其周围环境中的水蒸气及氧气极度敏感，并因相互作用使其劣化造成暗点，而严重影响其寿命。为此需要对OLED进行极度苛刻的气密性封装。激光辅助的玻璃料封装工艺以其优良封装气密性、低温选择性及成熟工艺已成为当前OLED玻璃封装的首选封装工艺。
激光辅助的玻璃料封装在封装过程中温度要求尽可能低，以减少对OLED器件的不良影响。而激光辅助玻璃料封装的原理是通过特定吸收波长的激光对玻璃料进行照射，产生热效应，使玻璃料温度迅速达到软化点以上。根据光吸收基本定律“物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度和厚度存在一定关系”，温度在玻璃料的传递中会呈现下降趋势，即离表面越远、厚膜越厚的玻璃料其温度衰减越厉害，所以为了使底层玻璃料也能够达到软化点，其激光功率需要加大到一定程度。但也不能过大的加强激光功率，这是由于激光功率过大时，会引发一系列问题，首先其封装温度将会大幅度上升，从而影响到OLED器件的性能，并且相同的激光功率对于不同厚度的玻璃料有着热效应的差异性，从而导致热应力的加剧，造成裂纹、翘曲等问题的产生，降低了封装质量。
此外，目前OLED激光封装主要使用周线扫描方式，其扫描速率较低，一般扫描速率为20mm/s，其产率较低，而准同步扫描方式的扫描速率可达3m/s，产率相对于周线扫描方式来说可大大提升。但高温计本身存在采样频率的限制，只能用于低速运动的周线扫描方式中，而不能运用在产率更高、运动速度更快的准同步扫描方式中。
技术实现要素：
本发明提供一种激光辅助的玻璃料封装装置及方法，以根据玻璃料的膜厚实时调整激光封装功率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种激光辅助的玻璃料封装装置，包括：激光扫描模块，用于对工件台上的玻璃料进行扫描和封装；膜厚采集模块，用于测量所述玻璃料的膜厚，并反馈至主机模块；位置信息处理模块，用于将玻璃料上的膜厚测量点的位置信息反馈至主机模块；主机模块，根据检测到的玻璃料的膜厚和对应位置信息，计算与该测量点所匹配的激光功率，并将信息反馈至激光扫描模块。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述激光扫描模块包括：激光光源控制器、激光光源、第一分光板、振镜、平场聚焦镜、图像探测器、第三透镜以及第三分光板；其中，所述激光光源控制器用于控制激光光源的功率，激光光源发出的激光束经第一分光板反射至振镜和平场聚焦镜聚焦后照射到工件台表面的玻璃料上，经玻璃料反射的激光封装反射光信号沿原路返回经过第一分光板后，入射至第三分光板并进入到所述图像探测器中，所述激光光源控制器和图像探测器均与所述主机模块连接。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述膜厚采集模块设置于激光扫描模块中并包括：测量光源、第二分光板和干涉物镜；其中，第二分光板设置在第一分光板与第三分光板之间的光路上，所述干涉物镜设置在所述振镜与所述平场聚焦镜之间，测量光源发出的测量光经第二分光板反射至所述第一分光板、振镜和干涉物镜照射到工件台表面的玻璃料上，经玻璃料反射的膜厚采集反射光信号沿原路返回经过第一分光板、第二分光板后，入射至第三分光板进入到图像探测器中。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述测量光源采用波长为380～780nm的白光。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述激光光源、第一分光板之间以及测量光源、第二分光板之间均包括用于准直和扩束的透镜
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述干涉物镜和平场聚焦镜均与一伺服驱动装置连接并在伺服驱动装置的驱动下于待机位置和测量位置之间移动，在膜厚采集时由伺服驱动装置驱动干涉物镜进入测量位置并驱动平场聚焦镜返回待机位置，在激光封装时由伺服驱动装置驱动干涉物镜返回待机位置并驱动平场聚焦镜进入工作位置。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述干涉物镜采用带有补偿镜片的迈克尔逊型干涉物镜。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述位置信息处理模块包括：用于控制龙门架水平向运动的龙门架长短行程控制器，和用于控制工件台水平向及垂向运动的工件台长短行程控制器，所述龙门架长短行程控制器和工件台长短行程控制器分别与所述主机模块连接。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述主机模块采用计算机，所述计算机分别与激光扫描模块、膜厚采集模块和位置信息处理模块连接。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述膜厚采集模块采用三角测量法测试玻璃料的膜厚，所述膜厚采集模块包括测量光源和CCD，测量光源发出入射光，经过上玻璃基板的下表面和下玻璃基板的上表面的反射，使CCD探测反射光信号以获取玻璃料两侧空腔的高度值，从而计算玻璃料的膜厚
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装装置中，所述玻璃料的上下均设置有玻璃基板。
本发明还提供一种激光辅助的玻璃料封装方法，包括：步骤1：离线测量该新玻璃料的膜厚与激光功率关系；步骤2：载有玻璃料的玻璃基板上传至工件台，对所述玻璃料进行膜厚测量；步骤3：位置信息处理模块反馈玻璃料上的膜厚测量点的位置信息；步骤4：主机模块根据玻璃料的膜厚和对应位置信息，计算完成整个玻璃料的激光功率调整时序，并将信息反馈至激光扫描模块；步骤5：激光扫描模块根据接收到的信息进行玻璃料封装。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤1包括：设定激光的扫描速度；使用不同激光功率对直线段的同一膜厚的玻璃料进行扫描封装；对封装后的玻璃料进行切片观察，以确定与该膜厚对应的激光功率；计算膜厚与激光功率之间的对应关系。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤2中，在对玻璃基板进行调焦调平的同时进行所述膜厚测量。
所述步骤1中设定的激光的扫描速度与步骤5中进行玻璃料封装过程中的扫描速度相同。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤1中，根据比尔-朗伯定律公式确定膜厚与激光功率的对应关系。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤2中，采用三角测量法测试玻璃料的膜厚。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤2包括：测量光源发出射入光，经过上玻璃基板的下表面和下玻璃基板的上表面的反射，使CCD得到两束反射平行光信号，通过公式Hccd＝2γ·Z·sinα可得到玻璃基板内玻璃料两侧空腔的高度值Z1和Z2，通过计算Z1和Z2的平均值即可得到具体玻璃料的膜厚值；式中，Z为玻璃基板内玻璃料两侧的空腔高度，Hccd为CCD到的位置变化，α为投影光路的入射角，γ为CCD镜头的放大倍数。
作为优选，在所述的激光辅助的玻璃料封装方法中，所述步骤2包括：工件台带动玻璃料移动至玻璃料的测量点，调整测量光路使其与玻璃料保持垂直；通过工件台调整玻璃料的垂向位置与角度，使图像探测器收集到测量点的干涉条纹信息，并反馈至主机模块；主机模块计算出该测量点的膜厚值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、使激光功率匹配玻璃料的膜厚变化，使封装效果更佳；
2、本发明不仅适用低速扫描情况下的周线扫描激光封装，也可应用在高速扫描情况下的准同步激光封装方法中；
3、本发明利用了原有的激光扫描模块，并利用光路测量膜厚，降低了控制和实现难度；
4、本发明增添了膜厚采集模块，降低了膜厚测量功能的实现难度，并且由于使用的是原有光路，使膜厚与测量位置的同步控制实现更易。
5、本发明中测量膜厚的方法主要是在激光封装开始之前，故可与封装过程中的高温计调整激光功率的方法同时使用，加强封装效果。
6、提出在逐场调焦调平时，同步进行测量膜厚的策略，在提高封装质量的同时，能有效避免产率的降低。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装装置的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法的流程示意图；
图3为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装装置中测量点位置信息坐标示意图；
图4为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法中单一玻璃料封装示意图；
图5为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法中激光功率调整示意图；
图6为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法中三角测量法原理示意图；
图7为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法的三角测量法中分段同步膜厚测量示意图；
图8为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法的三角测量法中直线段测量示意图；
图9为本发明一具体实施方式中激光辅助的玻璃料封装方法的三角测量法中拐角点测量示意图。
图中所示：101-激光光源控制器、102-激光光源、103-第一透镜、104-第一分光板、105-振镜、106-平场聚焦镜、107-图像探测器、108-第三透镜、109-第三分光板；
201-测量光源、202-第二透镜、203-第二分光板、204-干涉物镜；
301-龙门架长短行程控制器、302-工件台长短行程控制器、303-龙门架、304-工件台；400-主机模块、500-玻璃料、501-玻璃基板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本发明的激光辅助的玻璃料封装装置，包括：
激光扫描模块，用于对工件台304上的玻璃料500进行扫描和封装；
膜厚采集模块，设置于激光扫描模块中，用于测量所述玻璃料500的膜厚，并反馈至主机模块400；
位置信息处理模块，用于将玻璃料500上的膜厚测量点的位置信息反馈至主机模块400；
主机模块400，采用计算机，根据检测到的玻璃料500的膜厚和对应位置信息，计算与该测量点所匹配的激光功率，并将信息反馈至激光扫描模块。
请继续参照图1，所述激光扫描模块包括：激光光源控制器101、激光光源102、起准直、扩束作用的第一透镜103、第一分光板104、用于激光扫描的振镜105、平场聚焦镜106、图像探测器107、用于成像的第三透镜108以及第三分光板109。具体地，所述激光光源控制器101用于控制激光光源102的功率，激光光源102发出的激光束经第一透镜103准直、扩束后经第一分光板104反射至振镜105和平场聚焦镜106聚焦后照射到工件台304表面的玻璃料500上；经玻璃料500反射的激光封装反射光信号沿原路返回经过第一分光板104后，入射至第三分光板109和第三透镜108，并进入到所述图像探测器107中。此过程中，所述图像探测器107的作用为：探测图像，确保激光束的扫描路径准确，即确保光束打在预定的扫描轨迹上。所述激光光源控制器101和图像探测器107均与所述主机模块400连接。进一步的，所述第三透镜108采用视场放大镜，所述平场聚焦镜106可采用f-theta镜。
作为优选，所述膜厚采集模块包括：测量光源201、第二透镜202、第二分光板203和干涉物镜204。其中，第二分光板203设置在第一分光板104与第三分光板109之间的光路上，所述干涉物镜204设置在所述振镜105与所述平场聚焦镜106之间，测量光源201发出的测量光经第二透镜202准直、扩束后由第二分光板203反射至所述第一分光板104、振镜105和干涉物镜204并照射到工件台304表面的玻璃料500上；经玻璃料500反射的膜厚采集反射光信号沿原路返回经过第一分光板104、第二分光板203后，入射至第三分光板109并进入到图像探测器107中，此时，图像探测器107用于探测膜厚。
较佳的，所述测量光源201、第二透镜202和第二分光板203位于激光光源102和图像探测器107形成的光路的中间位置处，这是由于激光光源102所使用的功率较大，若将膜厚采集模块设置于激光光源102之前，其反射回来的光会导致膜厚采集模块被损坏；而位于图像探测器107之前则方便图像探测器107收集相关图像信息。
此外，所述干涉物镜204采用带有补偿镜片的迈克尔逊型干涉物镜，且玻璃料500位于上下两层均设置有玻璃基板501。由于上层玻璃基板501的存在会引起像差，造成干涉条纹无法出现，作为优选，为了消除这种像差，在干涉物镜204的光路中加入一个与上层玻璃基板501相同厚度的补偿玻璃片(图中未示出)作为补偿。继续参照图1，所述干涉物镜204所在位置分为待机位置和测量位置，在测量过程中，由伺服驱动装置(图中未示出)驱动干涉物镜204进入测量位置；在正式激光封装过程中，由伺服驱动装置驱动干涉物镜204返回待机位置，可以避免在正式激光封装过程中，大功率激光对干涉物镜204造成损伤。对应地，为了避免对测量造成干扰，平场聚焦镜106在测量时，同样由伺服驱动装置驱动其返回待机位置，在正常激光封装时，则进入工作位置。
作为优选，由于玻璃料500表面较为粗糙以及膜厚较厚的原因，使用单一波长的激光光源测量此类材料效果不佳，故所述测量光源201使用白光进行测量，该白光光源由一组波长不同的光组成，进行干涉时，每个单色光波会产生一个干涉条纹，最终的干涉条纹是所有干涉条纹的叠加，其叠加形成了一个包络线，其对应的峰值位置正是零光程的位置，精确确定该峰值位置，就可测得被测玻璃料500的高度。而白光对应的波长为380～780nm，玻璃料500有效吸收波长为810nm或940nm，且测量用白光光源输出功率较小，因此不会对玻璃料500造成大影响。
所述位置信息处理模块包括：用于控制龙门架303水平向运动的龙门架长短行程控制器301，和用于控制工件台304水平向及垂向运动的工件台长短行程控制器302，所述龙门架长短行程控制器301和工件台长短行程控制器302分别与所述主机模块400连接。具体地，龙门架303是带动振镜105在激光封装过程中水平向移动的机构，而具有载片功能的工件台304由于需要在测量膜厚时进行垂向调整，并且在测量时为了保证测量光路的不变，故其具有X、Y、Rx、Ry、Z方向调整的能力，在测量过程中，龙门架303与振镜105保持不动，由工件台304带动玻璃基板501进行玻璃料500膜厚测量，而在正式激光封装过程中，工件台304不动，由龙门架303带动振镜105进行激光封装。
实施例1
本实施例针对封装质量要求较高的场景考虑，利用迈克尔逊干涉测量原理，可获取相关膜厚信息，即本实施例通过调整玻璃料500的垂向位置与角度，使图像探测器107收集到干涉条纹，基于光波叠加原理，在干涉场中产生亮暗交替的条纹，根据从玻璃料500处反射回来的干涉条纹不同，通过主机模块400分析处理干涉条纹来获取被测量点的玻璃料500膜厚信息。
具体请参照图2，并结合图1，下面将详细说明激光辅助的玻璃料封装方法，包括以下步骤：
步骤1：离线测量该新玻璃料500的膜厚与激光功率关系。
具体地，由于对于同工况的直线段封装点来说，其封装质量受到扫描速度、扫描功率和玻璃料膜厚三个因素的影响，故离线测量方法为设定额定扫描速度，此扫描速度与之后正式激光封装中所使用的扫描速度相同；接着，使用不同激光功率对直线段的同一膜厚的玻璃料500进行扫描封装，并切片观察最佳封装效果来确定与此膜厚最匹配的激光功率；接着，通过Beer-Lambert(比尔-朗伯)定律公式：qz＝q0·e-βZ计算出对应关系。
公式中qz为玻璃料500膜厚为Z时的激光功率；q0为玻璃料500初始表面熔融所需激光功率；β为玻璃料吸收系数，为材料本身特性系数；Z为对应玻璃料膜厚。qz为q0经过Z层玻璃料衰减后得到的功率，在通过离线校正后，得到qz值，其实际为底层玻璃料500能熔融的最匹配功率，故在计算过程中可通过输入不同玻璃料膜厚值Z反推qz＝q0·e-βZ公式得到q0的结果，由于q0与激光光源输出功率P为线性关系，即q0＝kP，其中k为线性系数，在计算过程中会被消掉，故可得知不同膜厚对应的激光光源输出功率。
步骤2：载有玻璃料500的玻璃基板501上传至工件台304，对所述玻璃料500进行膜厚测量。较佳的，在对玻璃基板501进行调焦调平的同时进行所述膜厚测量。
进行量测前，首先通过伺服驱动装置驱动干涉物镜204至测量位置。开始进行量测时，由工件台304带动进行水平向移动，调整振镜105，使经振镜105后发出的光束与玻璃基板501表面保持垂直，固定振镜105，使其转动角度不变。工件台304带动玻璃料500移动至待测点时，通过调整工件台304的垂向位置与角度，使用高倍率的CCD作为图像探测器107收集到测量点的干涉条纹信息并反馈至计算机，由计算机算出其膜厚值；完成所有玻璃料膜厚测量后，伺服驱动装置驱动干涉物镜204返回待机位置，避免正式封装时，大功率激光对干涉物镜204造成损伤。
进一步的，测量膜厚时，测量光源201开启，激光光源102关闭。由计算机下发位置信号给工件台长短行程控制器302进行工件台304水平向位置移动，移动至测量点时由工件台长短行程控制器302反馈信号给计算机，由计算机再次下达命令对工件台长短行程控制器302进行工件台304垂向调整，由图像探测器107收集干涉条纹信号反馈给计算机，由计算机计算出相关测量点的膜厚信息，之后再移动到下一个点进行膜厚测量，直到完成整个玻璃料500上的玻璃料膜厚测量。
步骤3：位置信息处理模块反馈玻璃料500上的膜厚测量点的位置信息。具体地，位置信息处理时，通过反馈测量点的坐标信息得到，而坐标系如图3所示，在上传玻璃基板501时，通过玻璃基板501斜边上的两个对位标记(mark)来确定坐标零位，X方向与玻璃基板501短边平行，Y方向与玻璃基板501长边平行，从而确定玻璃基板501与工件台304之间的坐标位置关系，使得位置信息处理模块反馈玻璃料500上的膜厚测量点的位置信息。
步骤4：主机模块400根据玻璃料500的膜厚和对应位置信息，计算完成整个玻璃料500的激光功率调整时序，并将信息反馈至激光扫描模块。
具体地，激光功率结果除受膜厚影响外，并且与位置有密切关系。按位置功率的不同可将玻璃料500上的激光扫描轨迹分为4个区域：起止区(包括扫描起始区和扫描终止区)、直线区、电极区和拐角区。其中，起止区功率分别为线性上升与下降过程，因此起止区域内的膜厚变化不影响这一区域的功率调整；直线区的功率变化只与膜厚变化有关，而起止区为了保证封装质量，故需要重叠扫描，在重叠扫描时，起止区算为直线区；电极区是指在玻璃料500下方位置做有电极的区域，一般只出现在直线段，与直线段相比，其功率需要下降；拐角区为了消除转角速度变化造成的过热影响，因此与直线段相比，其功率需要下降。
图4为单一玻璃料封装时的轨迹示意图，扫描方向为顺时针，而图5为其对应的功率调整示意图。具体地，图4中的A点到B点区域为扫描起始区，A点位扫描起始点，其对应瞬时激光功率为0W，B点为起始功率最大点；C点到D点区域为扫描终止区，C点为终止功率最大点，D点为扫描终止点，其对应瞬时激光功率为0W；E点到F点区域为拐角区，E点为拐角进入点，F点为拐角离开点；G点至H点区域为电极区；H点至I点区域为直线段。图5中410单元为对应图4中测量点的单独膜厚变化所带来的激光功率调整示意图，420单元为对应图4中测量点的单独位置信息带来的激光功率调整示意图，而430单元为在前两者共同作用下的最终激光功率调整示意图。
步骤5：激光扫描模块根据接收到的信息进行玻璃料500封装。也就是说，由激光光源控制器101按照步骤4中计算得到的功率调整结果进行激光封装控制。封装过程中，通过计算机控制使龙门架303运动，使其与激光功率调整信号进行同步，从而达到在线调控激光功率的功能。具体地，激光封装时，测量光源201关闭，激光光源102开启。由计算机下发功率调整信号给激光光源控制器101，并同步下发位置信号给龙门架长短行程控制器301进行水平向位置移动至封装点，完成封装后，由龙门架长短行程控制器301反馈信号给计算机，由计算机再次下达同步信号给激光光源控制器101和龙门架长短行程控制器301，进行下一封装点的封装。
实施例2
本实施例针对产率优化的场景考虑，故在进行逐场调平调焦时通过三角测量法同步测量出玻璃料500的膜厚值，避免整体产率的降低。
所述三角测量法的中心在于：由于玻璃料500本身的反射率很低，无法有效收集到反射信号，故在此使用测量玻璃料两旁空腔的高度，通过计算左右空腔高度的平均值来推算得到玻璃料500的高度。
如图6所示，光源发出射入光，经过上层玻璃基板501的下表面和下层玻璃基板501的上表面的反射，使CCD得到两束反射平行光信号，通过公式Hccd＝2γ·Z·sinα可得到Z1和Z2的高度值，式中Z为玻璃基板501内空腔高度，Hccd为CCD探测到的位置变化，其中α为投影光路的入射角，γ为CCD镜头的放大倍数。最终通过计算Z1和Z2的平均值得到具体玻璃料501的膜厚值。
出于优化产率的考虑，针对OLED封装的玻璃料500都是相同尺寸的阵列排布和逐场调焦调平均按照单一玻璃料500逐一进行的特性，故提出分段同步膜厚测量的方式。如图7所示，玻璃料500的直线段采用线光源方式收集整段膜厚值，由于玻璃料500的直线段的长边和短边呈现正交的两个方向，故膜厚测量也需要与此对应，有两个正交的测量光路，而同一方向的直线段其对应的测量装置如图8所示；而拐角处采取点测量的方式，其测量装置如图9所示，测量光路沿玻璃料500对角线方向，共4组测量装置。测量膜厚时，同时进行所有直线段和拐角点的测量。采用此方式可在进行逐场调焦时同步进行膜厚测量，避免产率的降低。
综上所述，与现有技术相比，本发明有以下优点：
1、使激光功率匹配玻璃料的膜厚变化，使封装效果更佳；
2、本发明不仅适用低速扫描情况下的周线扫描激光封装，也可应用在高速扫描情况下的准同步激光封装方法中；
3、本发明利用了原有的激光扫描模块，并利用光路测量膜厚，降低了控制和实现难度；
4、本发明增添了在线测量玻璃料膜厚的功能，降低了膜厚测量功能的实现难度，并且由于使用的是原有光路，使膜厚与测量位置的同步控制实现更易。
5、本发明中测量膜厚的方法主要是在激光封装开始之前，故可与封装过程中的高温计调整激光功率的方法同时使用，加强封装效果。
6、提出在逐场调焦调平时，同步进行测量膜厚的策略，在提高封装质量的同时，能有效避免产率的降低。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。