、光束整形系統(tǒng)4、第一反射鏡5、第二反射反射鏡6、遠(yuǎn)心F- Θ掃描 鏡組7,垂直入射到待封裝區(qū)域的第一基板8上面。
[0035] 激光器1發(fā)出的激光波長處于紅外區(qū)域，一般為800nnT100 0nm ;擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)2 可采用單透鏡或望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)構(gòu)成；勻光系統(tǒng)3可采用微透鏡陣列或積分棒，使光斑的光強 均勻分布； 光束整形系統(tǒng)4用于改變光斑的光強空間分布。
[0036] 本技術(shù)方案中，光束整形系統(tǒng)采用光學(xué)整形元件(例如二元光學(xué)元件、微透鏡陣列 等)，可以將入射光束整形成如圖2所示的光強分布：入射光束在入射面A上光強均分布，經(jīng) 過光學(xué)整形元件401后，光斑中的光強分布發(fā)生了改變，在出射面B上的光強分布即為所需 求的"凹"型光強分布，其基本特點為中心區(qū)域光強較小，甚至可以減小至零，兩側(cè)位置處光 強較大。光斑的尺寸大于或等于待封裝單元的玻璃粉封裝線的線寬，一般為Γ2_，并呈中 心對稱分布。"凹"型光斑的光強最大、最小值，和中心區(qū)域的范圍，以及中心位置處突變的 速率(光強最大值與最小值的差值除以相應(yīng)的距離）取決于具體的待封裝材料和工藝。
[0037] 基于遠(yuǎn)心 F-theta 掃描鏡組（Telecentric F-theta Scanning Lens)的振鏡掃描 單元主要包括第一反射鏡5、第二反射鏡6、遠(yuǎn)心F-theta掃描鏡組7以及伺服驅(qū)動單元。
[0038] 其中反射鏡5和6, 一般偏轉(zhuǎn)角度在± 20°以內(nèi)。通過X軸及與Y軸掃描電機的 協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動，帶動其轉(zhuǎn)軸上的反射鏡5和6,可以使激光光束沿著玻璃粉圖案(玻璃粉圖案及 封裝線）做相對運動，對待封裝單元做順序周線掃描封裝。由于反射鏡的慣性質(zhì)量很小，反 射鏡可以通過伺服驅(qū)動單元高速轉(zhuǎn)動，因而可以對待封裝單元進行準(zhǔn)同步式封裝，即：是指 利用高速、重復(fù)(待封裝單元的掃描次數(shù)：N>1)掃描待封裝單元，使得玻璃粉圖案上的每一 封裝點的溫度準(zhǔn)同步梯次增加至軟化點之上，兼具順序周線掃描（N=I)的靈活性與同步封 裝技術(shù)的溫度均勻性之優(yōu)勢。
[0039] 如圖3所示，通過多個透鏡組的優(yōu)化，遠(yuǎn)心F-theta掃描鏡組701可以使主光線 (chief ray)的傳播方向始終垂直于封裝區(qū)域的第一基板8。在焦平面中，光斑運動距離為 ，其中為系統(tǒng)鏡片組的有效焦距，為激光光束傳播的偏轉(zhuǎn)角。改變可以實現(xiàn)對不同尺寸 大小的待封裝單元進行封裝。
[0040] 在這里需要注意的是，除擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)3對于激光光斑的尺寸具有控制之外，對 于衍射受限系統(tǒng)的振鏡掃描單元，聚焦的圓形光斑的最大直徑為
，其 中K為常數(shù)(高斯型的光斑，K=L 27 ;平頂型的光斑，K=2. 44)，J為激光的波長， 為掃描振鏡單元的鏡片組的有效焦距與入射光瞳直徑的商。
[0041] 基底承載臺10用于承載待封裝基板，包括第一基板8和第二基板9,以及位于兩個 基板中間的玻璃粉圖案12。
[0042] 龍門架11用來承載激光器1、擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)2、勻光系統(tǒng)3、光束整形系統(tǒng)4、振鏡 掃描單元，位于待封裝單元的指定位置處，完成單個待封裝單元的封裝；通過X和Y方向的 運動，完成整個待封裝區(qū)域的封裝。
[0043] 封裝過程如圖4所示，其步驟如下：陣列式封裝單元傳輸至承載臺10上(步驟 41)。龍門架運動至待封裝單元的指定位置（步驟42)。將光斑與待封裝單元進行對準(zhǔn)(步 驟43)。主控系統(tǒng)控制激光器打開，激光束依次通過擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)2,勻光系統(tǒng)3,光束整系 統(tǒng)4構(gòu)成的照明單元，以及振鏡掃描單元之后入射到待封裝單元的封裝線上(步驟44)。承 載臺10處于靜止，利用順序周線掃描或者準(zhǔn)同步掃描的方式，用激光光斑照射待封裝單元 的封裝線，使基底中間玻璃粉融化，將第一基板8和第二基板9封接在一起。完成封裝后， 主控系統(tǒng)控制激光器關(guān)閉封裝用光束(步驟45)。判斷該待封裝單元是否為陣列式封裝單元 上的最后一個封裝單元(步驟46)。若是最后一個待封裝單元，則該陣列式封裝單元封裝完 成，若不是，則進入步驟47。當(dāng)該待封裝單元不是待封裝區(qū)域上的最后一個封裝單元時，在 該單元完成封裝后，龍門架將運動至下一個待封裝單元的指定位置處(步驟47)。之后重復(fù) 步驟44至46直至陣列式封裝單元上所有的待封裝單元均完成封裝。
[0044] 本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明 的技術(shù)方案而非對本發(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 或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種激光封裝設(shè)備，用于對封裝單元進行密封，沿光束傳播方向依次包括： 光源，用于產(chǎn)生一激光束； 照明單元，其特征在于包括光束整形單元，將所述激光束在垂直于光傳播方向的截面 整形為一中間光強小且邊緣光強大的凹型光斑；以及 振鏡掃描單元，使凹形光斑沿封裝單元的封裝線進行掃描，所述凹型光斑在所述封裝 線表面沿非掃描方向分布，所述非掃描方向與掃描方向垂直。2. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述振鏡掃描單元為一基于遠(yuǎn)心 F-theta掃描鏡組。3. 如權(quán)利要求2所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述振鏡掃描單元包括： 第一反射鏡； 第二反射鏡； 遠(yuǎn)心F-theta掃描鏡組，使所述凹型光斑垂直入射所述封裝單元的封裝線；以及 伺服驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元帶動所述第一反射鏡、第二反射鏡轉(zhuǎn)動使所述凹型光斑 沿所述封裝線掃描。4. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述照明單元還包括擴束準(zhǔn)直單 元以及勻光單元，所述激光束依次經(jīng)過所述擴束準(zhǔn)直單元以及勻光單元后進入所述光束整 形單元。5. 如權(quán)利要求4所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述擴束整形單元為由單透鏡或 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)構(gòu)成。6. 如權(quán)利要求4所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述勻光單元由微透鏡陣列或積 分棒組成。7. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述光束整形單元包括二元光學(xué) 元件或微透鏡陣列。8. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述凹型光斑呈中心對稱分布。9. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，還包括龍門架，用于承載光源、照明單元以及振 鏡掃描單元。10. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，還包括承載臺，用于承載所述封裝單元。11. 如權(quán)利要求1所述的激光封裝設(shè)備，其特征在于，所述振鏡掃描單元匯聚的光斑的 最大直徑為d=KXXXf_number，其中K為常數(shù)，入為激光的波長，f_number為振鏡掃描 單元鏡片組的有效焦距與入射光瞳直徑的商。12. -種激光封裝方法，用于對封裝單元進行密封，其特征在于，對一激光束進行光束 整形，經(jīng)光束整形的所述激光束在垂直于光傳播方向的截面整形為一中間光強小且邊緣光 強大的凹型光斑；所述凹型光斑經(jīng)過振鏡掃描單元后對所述封裝單元的封裝線進行掃描。13. -種激光封裝方法，用于對陣列式封裝單元進行密封，其特征在于，包括： 步驟1 :將陣列式封裝單元傳輸至承載臺； 步驟2 :龍門架承載激光系統(tǒng)運動至待封裝單元； 步驟3 :主控制系統(tǒng)控制激光系統(tǒng)開啟產(chǎn)生凹型光斑照射待封裝單元的封裝線； 步驟4 :承載臺靜止，使凹型光斑沿封裝線進行掃描，使封裝線的玻璃料熔化完成待封 裝單元密封； 步驟5 :主控制系統(tǒng)關(guān)閉激光系統(tǒng)，并判斷所述待封裝單元是否為陣列式封裝單元中 的最后一個封裝單元，若是最后一個待封裝單元，則結(jié)束所述激光封裝方法，若否則執(zhí)行下 一步驟， 步驟6 :驅(qū)動龍門架帶動激光系統(tǒng)運動至下一待封裝單元處并執(zhí)行上述步驟3-步驟5 直至所有的待封裝單元均完成封裝。14. 如權(quán)利要求13所述的激光封裝方法，其特征在于，還包括將凹型光斑與所述待封 裝單元進行對準(zhǔn)的步驟。15. 如權(quán)利要求13所述的激光封裝方法，其特征在于，在步驟4中，是利用順序周線掃 描或者準(zhǔn)同步掃描的方式，使凹型光斑照射待封裝單元的封裝線。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種激光封裝設(shè)備，用于對封裝單元進行密封，沿光束傳播方向依次包括：光源，用于產(chǎn)生一激光束；照明單元，其特征在于包括光束整形單元，將所述激光束在垂直于光傳播方向的截面整形為一中間光強小且邊緣光強大的凹型光斑；以及振鏡掃描單元，使凹形光斑沿封裝單元的封裝線進行掃描，所述凹型光斑在所述封裝線表面沿非掃描方向分布，所述非掃描方向與掃描方向垂直。
【IPC分類】H01L51/56
【公開號】CN105226204
【申請?zhí)枴緾N201410238191
【發(fā)明人】崔國棟, 朱樹存, 馬明英
【申請人】上海微電子裝備有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年5月30日