[发明专利]用于封装部件的方法与设备

说明书

本发明涉及一种用于气密封装部件的方法和设备，该部件使用至少一种气体放电灯、对光透明的无机材料和光吸收无机介质。相比于有机材料或有机介质，随着合适的选择，无机材料或无机介质保证了对氧气、水蒸气和反应气体的极低水平的渗透性。封装发生在不超过一秒的时间内。此外，部件的平均温度仅轻微增加，从而甚至可以封装具有温度敏感区域的部件。

本发明涉及一种用于气密地封装部件的方法和设备。部件装置(例如，传感器、显示屏、光伏模组或微电子器件)必须受到保护免受诸如水蒸气、氧气或反应性气体的环境影响。

在很多情况下，例如在OLED的显示屏中，该部件由等面积的玻璃板覆盖着并粘接在该区域边缘的部件上。在这种情况下使用的粘合剂可以是环氧树脂，其通过紫外光活化进行聚合。与玻璃板相比，环氧树脂对水蒸气或氧气的渗透性低但不可忽略，从而在OLED的显示屏的情况下，还必须在封装中额外引入吸气剂以保护部件多年免受氧气或环境湿度的影响。

在用于汽车或飞机的硅制转速传感器中，尤其，良好的真空是在部件表面上产生高质量的小块振动的条件，并因此实现位置变化的测量精度。为了这一目的，使用吸气剂的环氧树脂是不够的，从而，例如，用玻璃焊剂代替有机粘合剂。由于添加硼、氧化铅和其他材料，玻璃焊剂是一种具有特别低(例如400℃)软化温度的玻璃。对于封装，首先，具有玻璃焊剂的膏剂通过屏幕印刷施加到玻璃板的边缘，并随后在诸如300℃的温度下通过干燥清除膏剂的有机粘合剂和溶剂。此后，在真空室将玻璃板挤压到具有部件的振动块的表面上，并且导致位于其之间的玻璃焊剂通过红外辐射器熔化。在真空冷却后，甚至在真空炉通气之后，部件和玻璃板之间的空间以及因此振动块的紧邻环境仍然被抽空。这个方法的不足在于，部件和玻璃板两者均达到与玻璃焊剂相同的温度。此外，加热和冷却时间通常持续许多分钟，并从而对具有高吞吐量的生产是一种妨碍。

由于高熔化温度，玻璃焊剂不适用于在传统炉中OLED显示屏的封装，因为该有机材料不承受高于约100℃的温度。对于许多类型的部件，存在显著低于玻璃焊剂的熔化温度的温度限制，特别是如果它们包含有机材料的情况下。

在美国专利申请US 2004/207314A1“Glass Package that is HermeticallySealed with a Frit and Method of Fabrication(用玻璃原料气封的玻璃封装及其制造方法)”中，描述了这样的方法，该方法通过脉冲激光将玻璃焊剂快速加热到熔点。在这种情况下，基质的加热和冷却发生得迅速以致用于封装的部件和玻璃板都没有显著升温。该方法的不足在于玻璃焊剂的连续加热，即，通常的点状激光束导致了玻璃焊剂的点状加热。为完成封装，激光束必须扫描穿过玻璃焊剂的整个表面。在这种情况下已经证实，某一扫描速度必须与相应的激光功率保持一致，以使热机械张力保持低于使用的材料和部件的断裂极限。这实际上限制了生产中的吞吐量，特别是如果它涉及诸如光伏模组之类的大型部件或与旋转速率传感器一样的高件数。

在该专利申请中提到用红外灯作为激光的取代物。例如，只有比激光低多个数量级的每单位面积光功率可以使用这些灯实现。从而，用于熔化玻璃焊剂所需的曝光时间相应增加到至少一秒到几秒。因此，由于热传导，在玻璃焊剂和部件的温度敏感区域之间必须保持数毫米到几厘米的距离，以便在后者中不超过应用程序特定的最大温度。从而，红外灯不包括在其中指定了与OLED一样的高温度敏感性和良好的面积利用率和/或高产量的组合的应用中。

本发明的目的是一种用于加热玻璃焊剂或其它光吸收无机装置的方法，用于借助于玻璃板或其它透光无机材料对部件进行气密封装。在这种情况下，按照在上述专利申请US2004/207314A1中使用激光进行封装，部件的温度敏感区域大体上不会加热到超过室温。生产中的吞吐量将比使用激光的封装中大数倍。

光通常是指可以由人眼记录的光谱范围内的电磁波，即约380nm至780nm的波长范围。这个光谱范围还可以用于吸光、反光和透明材料。在某些情况下，将这个光谱范围扩展到在其上直接相邻的电磁波长范围可以是合理的。例如，卤素灯的发射峰约为920nm，其中小紫外部件还包括在发射光谱中，即，波长小于380nm。硅酸盐玻璃通常是透明的，超出了人眼的可视范围。