高熱膨脹玻璃及玻璃陶瓷的雷射焊接的製作方法
2023-06-02 00:54:56
技術領域：
本公開總體上涉及焊接高熱膨脹襯底的方法，並更具體地，涉及用雷射焊接來氣密地密封具有高熱膨脹係數的玻璃襯底及玻璃陶瓷襯底。
背景技術：
：氣密地結合的玻璃封裝及外殼正越來越流行，以應用於可受益於氣密環境中以持續操作的電子器件或其他設備。可受益於氣密封裝的示例性設備包括電視機、傳感器、光學設備、有機發光二極體(OLED)顯示器、3D噴墨印表機、固態照明光源、以及光伏結構。通常已經通過將具有或不具有環氧樹脂或其他密封材料的襯底放置在熔爐中來對玻璃襯底、陶瓷襯底、和/或玻璃陶瓷襯底進行密封。然而，熔爐通常在高處理溫度下操作，這對許多設備(諸如OLED)來說是不適合的。例如，OLED通常必須在小於大約100℃或甚至小於大約85℃的溫度下被處理，以保護熱敏部件。其他先前技術方法包括將吸收層或玻璃料(frit)放置在襯底之間。然而，這種層的添加可使密封過程複雜化、引入汙染物、和/或增加操作成本。玻璃料也經常在不適合諸如OLED之類的設備的較高的溫度下被處理，和/或可在密封后產生不期望的氣體。申請人已經在沒有中間層的情況下使用超快速雷射來對玻璃襯底進行氣密密封。然而，這些直接的玻璃到玻璃的方法迄今僅在具有低熱膨脹係數(CTE)(例如，大約4ppm/℃或更小)的玻璃是的情況下是成功的。類似地，也已經通常使用玻璃料方法來僅對低膨脹係數玻璃進行密封。對高熱膨脹玻璃進行密封的嘗試因此尚未成功，受限於低速(大約10mm/s或更小)、和/或要求具有增加的速度(大約20mm/s)的基板加熱，所有這些可導致較高的氣密封裝製造時間、成本、和/或複雜性。因此，提供在較高速度與較低溫度下焊接高CTE(例如，>5ppm/℃)襯底的方法將是有利的，這可降低製造成本和/或增加生產率，及其他優勢。可使用所得的密封封裝來保護寬廣陣列的電子器件或其他設備，諸如OLED。技術實現要素：本公開在各個實施例中涉及對第一襯底與第二襯底進行焊接的方法，所述方法包括使第一襯底及第二襯底接觸，以形成襯底界面；並將以預定波長操作的雷射束穿過第二襯底引導到襯底界面上，其中，第一襯底以足夠在第一襯底與第二襯底之間形成焊接的量從雷射束中吸收光。根據各個實施例，第一襯底具有大於大約10cm-1的預定波長處的吸收，且第二襯底具有小於大約1cm-1的預定波長處的吸收。在其他的實施例中，第一襯底及第二襯底中的至少一個具有大於大約5ppm/℃的熱膨脹係數(CTE)。在某些實施例中，可從玻璃、陶瓷、以及玻璃陶瓷(其可任選地被化學強化、化學鋼化、和/或熱鋼化)中選擇第一襯底及第二襯底。根據進一步的實施例，雷射可在UV、可見光、以及近紅外(NIR)波長下操作。在又進一步的實施例中，所述第一襯底與第二襯底可被焊接在一起，以便形成氣密的密封。本公開還涉及對根據本文公開的方法製造的玻璃和/或玻璃陶瓷封裝以及OLED顯示器進行氣密地密封。將在以下詳細描述中闡述本公開的附加特徵和優點，這些特徵和優點的一部分對本領域內的技術人員來說從說明書中是顯而易見的，或通過實踐如本文所述的方法而得知，包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖。應當理解的是，以上一般描述和以下詳細描述兩者呈現了本公開的各個實施例，並旨在提供用於理解權利要求書的本質和特性的概觀或框架。包括附圖以提供對本公開的進一步理解，且附圖被結合到本說明書中並構成本說明說的一部分。附圖示出本公開的各個實施例，並與說明書一起用於解釋本公開的原理和操作。附圖簡述以下詳細描述能夠在結合以下附圖閱讀時被最好地理解，在附圖中相同的結構使用相同的附圖標記來指示，且其中：圖1是示出根據本公開的各個實施例的用於製造密封封裝的部件的側視圖；以及圖2是示出根據本公開的各個實施例的聚焦示意圖的側視圖。具體實施方式本文公開的是對第一襯底與第二襯底進行焊接的方法，所述方法包括使第一襯底及第二襯底接觸，以形成襯底界面；並將以預定波長操作的雷射束穿過第二襯底引導到襯底界面上，其中，第一襯底以足夠在第一襯底與第二襯底之間形成焊接的量從雷射束中吸收光，其中，第一襯底具有大於大約10cm-1的預定波長處的吸收，且第二襯底具有小於大約1cm-1的預定波長處的吸收，且其中，第一襯底與第二襯底中的至少一個具有大於大約5ppm/℃的熱膨脹係數(CTE)。本文還公開了根據這些方法製造的密封玻璃和/或玻璃陶瓷封裝以及OLED顯示器。材料本公開涉及玻璃襯底、陶瓷襯底、玻璃陶瓷襯底、和/或其他襯底的密封(例如，焊接或氣密密封)。在某些實施例中，可從玻璃以及玻璃陶瓷中選擇第一襯底與第二襯底。作為非限制性示例，可從鹼石灰矽酸鹽、鋁矽酸鹽、鹼性鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼性硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、以及鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃以及玻璃陶瓷中選擇第一襯底與第二襯底。這些襯底在各個實施例中可以是化學強化的、化學鋼化的、和/或熱鋼化的。合適的商業可用襯底的非限制性實施例包括來自康寧公司(CorningIncorporated)的EAGLELotusTM、以及玻璃，包括從這些玻璃中生產的玻璃陶瓷，以及它們的化學強化、化學鋼化、和/或熱鋼化版本。已經通過離子交換被化學強化的玻璃與玻璃陶瓷可適合作為根據一些非限制性實施例的襯底。在其他的實施例中，第一襯底和/或第二襯底可以是預應力層壓製件。根據進一步的實施例，第一襯底和/或第二襯底可具有大於大約100MPa的壓縮應力以及大於大約10微米的壓縮應力的層深度(DOL)。在進一步的實施例中，第一襯底和/或第二襯底可具有大於大約500MPa的壓縮應力，以及大於大約20微米的DOL。第一襯底可在各個實施例中是密封襯底，例如從雷射吸收光的襯底，以便在第一襯底與第二襯底之間形成焊接或進行密封。在某些實施例中，第一襯底可由從雷射束中吸收的光加熱，且可隆起以形成焊接或氣密密封。因此，第一襯底可在雷射的給定操作波長下具有大於大約10cm-1的吸收，例如，大於大約15cm-1、大於大約20cm-1、大於大約30cm-1、大於大約40cm-1、或大於大約50cm-1。為實現高吸收等級，第一襯底可摻雜有吸收物質，諸如過渡金屬離子或稀土金屬離子。襯底還可被熱衝擊，以沉澱出發色團或形成高度著色的玻璃陶瓷。在申請人於2013年9月27日提交的國際申請No.PCT/US2013/062106中公開了其他合適的吸收襯底，其通過引用整體結合於此。根據某些實施例，第一襯底可包括至少一種過渡金屬氧化物或稀土氧化物。例如，第一襯底可包括從鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻、釔、以及鑭氧化物中選擇的至少一種氧化物。過渡金屬氧化物或稀土氧化物的量可根據第一襯底期望的吸收特性而變化，但可例如在大約0.05-10mol％的範圍，諸如大約0.1-5mol％、大約0.2-3mol％、大約0.3-2mol％、或大約0.5-1mol％，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。第一襯底可具有在期望的波長下提供足夠吸收的任何合適成分。作為非限制性示例，第一襯底可以是玻璃或玻璃陶瓷，所述玻璃或玻璃陶瓷包括大約30-75mol％SiO2、大約0-40mol％Al2O3、大約0-15mol％B2O3、大約0-20mol％Na2O、大約0-10mol％K2O、大約0-20mol％Li2O、大約0-10mol％MgO、大約0-10mol％CaO、大約0-1mol％SnO2、大約0-5mol％ZrO2、大約0-10mol％TiO2、以及大約0.05-10mol％的上文所述的至少一種過渡金屬氧化物或稀土氧化物。在附加的非限制性實施例中，第一襯底包括大約30-75mol％SiO2、大約0-40mol％Al2O3、大約0-15mol％B2O3、大約5-35mol％(Li2O+Na2O+K2O)、大約5-35mol％(MgO+CaO)、大約0-1mol％SnO2、大約0-5mol％ZrO2、大約0-10mol％TiO2、以及大約0.05-10mol％的至少一種過渡金屬氧化物或稀土氧化物中。根據進一步的實施例，第一襯底可包括大約60-70mol％SiO2、大約5-15mol％Al2O3、大約1-10mol％B2O3、大約5-20mol％Na2O、大約0-5mol％K2O、大約0-5mol％Li2O、大約1-5mol％MgO、大約0-5mol％CaO、大約0-0.5mol％SnO2、大約0-1mol％ZrO2、大約0.1-5mol％TiO2、以及大約0.1-3mol％的至少一種過渡金屬氧化物或稀土氧化物。根據又一進一步的實施例，第一襯底可包括大約62-68mol％SiO2、大約10-14mol％Al2O3、大約3-10mol％B2O3、大約5-18mol％Na2O、大約0-5mol％K2O、大約0-5mol％Li2O、大約1-3mol％MgO、大約0-2mol％CaO、大約0-0.2mol％SnO2、大約0-0.5mol％ZrO2、大約0.5-2mol％TiO2、以及大約0.5-2mol％的至少一種過渡金屬氧化物或稀土氧化物。以下表IA中提供了特定但非限制性的玻璃和/或玻璃陶瓷的成分，連同針對這些襯底所觀測的CTE值。表IA：示例性玻璃與玻璃陶瓷襯底以下表IB中提供了附加的示例性玻璃和/或玻璃陶瓷的成分。表IB：示例性玻璃與玻璃陶瓷襯底第二襯底可類似於第一襯底，除了第二襯底不吸收或基本上不吸收雷射束波長下的光。第二襯底可在一些實施例中在雷射的操作波長下具有小於大約1cm-1的吸收，例如，小於大約0.5cm-1、小於大約0.3cm-1、或小於大約0.1cm-1。因此，第二襯底沒有摻雜至少一種光吸收物質(諸如過渡金屬離子或稀土金屬離子)，或沒有包含或僅包含痕量或少量的吸收物質，使得在操作波長下的吸收維持足夠低(小於大約1cm-1)。第二襯底可在其他方面在成分上類似於第一襯底，或可具有完全不同的成分。在某些實施例中，第一襯底可以是玻璃陶瓷襯底，且第二襯底可以是包括與第一襯底相同或不同氧化物的玻璃襯底(除光吸收物質之外)。作為非限制性示例，第二襯底可以是玻璃，而第一襯底可以是摻雜有至少一種過渡金屬離子或稀土金屬離子的玻璃陶瓷。在其他的實施例中，第一襯底與第二襯底可具有不同的成分。例如，第二襯底可以是鈉鈣玻璃，而第一襯底可以是摻雜有至少一種過渡金屬離子或稀土金屬離子的鹼性鋁矽酸鹽玻璃陶瓷。預想了其他的組合且在本領域技術人員的能力之內。本文所公開的方法允許對具有較高CTE值(例如，大於大約5ppm/℃，諸如大於大約6ppm/℃、大於大約7ppm/℃、大於大約8ppm/℃、或大於大約9ppm/℃，包括它們之間的所有範圍以及子範圍)的襯底進行密封，例如，氣密密封。在某些實施例中，第一襯底和/或第二襯底可具有從大約5ppm/℃到大約10ppm/℃(諸如從大約6ppm/℃到大約8ppm/℃，包括它們之間的所有範圍以及子範圍)範圍的CTE。有利的是，本文公開的方法允許在具有不同CTE值的襯底之間形成密封。例如，第一襯底可以是高CTE材料，而第二襯底可以是低CTE材料，或者反之亦然。根據各個實施例，第一襯底與第二襯底兩者均具有高CTE，例如大於大約5ppm/℃的CTE。根據各個實施例，至少一個第三襯底可被插入在第一襯底與第二襯底之間，或沉積在第一襯底和第二襯底上。例如，可從電路元件、有機層、陰極、陽極、和/或可從氣密環境中獲益的任何其他襯底或物體中選擇第三襯底。在OLED的情況下，至少一個有機層、陰極、以及陽極可被放置在第一襯底與第二襯底之間。在這些實施例中，有機層可被沉積在第一襯底和/或第二襯底的形成襯底界面的表面上。電極可被放置在襯底與玻璃封裝之間，氣密地密封以產生OLED顯示器。預想了包括不同襯底與物品的其他氣密密封的封裝，且這些封裝在當前公開的範圍之內。方法根據本文公開的方法，使第一襯底與第二襯底接觸以形成襯底界面。所述襯底界面在本文中被稱作第一襯底的表面與第二襯底的表面(例如，要通過焊接或封裝而被連接的表面)之間的接觸點。可通過本領域中已知的任何手段使襯底接觸，並在某些實施例中可使用力(例如，施加的圧縮力)來使襯底接觸。作為另一個非限制性示例，襯底可被布置在兩個板之間，並被按壓在一起。在某些實施例中，可使用夾子、支架、和/或其他固定裝置來施加圧縮力，以便確保在襯底界面處的良好接觸。根據各個非限制性實施例，可使用兩個二氧化矽板，但是預想到包括其他材料的板。有利的是，如果使用板，則毗鄰第二襯底的板應是透明的和/或不應吸收雷射波長下的光，以便確保激束光被集中在襯底界面處。毗鄰第一襯底的板在一些實施例中可以是透明的，但也可由任何合適的材料構建。可從本領域中已知的任何合適的雷射器中選擇雷射器，以用於襯底焊接。例如，雷射器可發射UV(～350-400nm)、可見(～400-700nm)、NIR(～750-1400nm)波長下的光。在某些實施例中，可使用在大約355nm或任何其他合適的UV波長下操作的高重複脈衝UV雷射器。在其他的實施例中，可使用在大約532nm或任何其他合適的可見波長下操作的連續波雷射器。在進一步的實施例中，可使用在大約810nm或任何其他合適的NIR波長下操作的近紅外雷射器。根據各個實施例，雷射器可在從大約300nm到大約1600nm範圍的預定波長下操作，諸如，從大約350nm到大約1400nm、從大約400nm到大約1000nm、從大約450nm到大約750nm、從大約500nm到大約700nm、或從大約600nm到大約650nm，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。根據各個實施例，將雷射束穿過第二襯底(例如，入射在第二襯底上)引導至襯底界面上，由此第一襯底吸收足夠量的光以創建襯底之間的焊接。在某些實施例中，雷射束在大於大約3W的平均功率下操作，例如，從大約6W到大約13W的範圍，諸如，從大約7W到大約12W、從大約8W到大約11W、或從大約9W到大約10W，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。雷射可在任何頻率下操作，並且在某些實施例中，可以準連續或連續的方式操作。在其他的實施例中，雷射可在具有多個突發(burst)的突發模式中操作，所述多個突發具有大約50MHz或在100kHz到1MHz之間、或在1MHz與50MHz之間(包括它們之間的所有範圍以及子範圍)的突發中的各個脈衝之間的時間間隔。在一些非限制性單個脈衝實施例中，雷射可具有從大約0.5MHz到大約5MHz範圍(諸如，從大約1MHz到大約4MHz、或從大約2MHz到大約3MHz)的相鄰脈衝之間的頻率或時間間隔(重複率)，例如從大約1MHz到大約3MHz，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。根據各個實施例，雷射可具有大於大約1MHz的重複率。脈衝的持續時間或脈寬可改變，例如，持續時間可在某些實施例中小於大約1ns。在其他實施例中，脈寬或持續時間可小於大約15ps、小於大約10ps、或小於大約1ps。根據各個實施例，可以各種配置將雷射束聚焦在襯底界面上，使得可將光束更多或更少地聚焦在第一襯底或第二襯底上。例如，光束可稍微更多地聚焦在第一襯底上，或稍微更多地聚焦在第二襯底上。在某些實施例中，可將雷射束恰好聚焦在襯底界面的下面，例如，稍微偏向第一襯底。在其他的實施例中，可在相關聯的雷射光學中使用軸稜鏡將雷射束沿著線聚焦，以藉此提供高斯貝塞爾光束來照射感興趣的襯底(多個)。以下示例中闡述了各個非限制聚焦配置的詳細解釋。根據各個實施例，光束可被引導至襯底界面處並被聚焦在襯底界面上，使得界面上的束斑直徑可小於大約300微米。例如，束斑直徑可以是小於大約200微米，或可在大約75微米到大約225微米的範圍，諸如，在大約100微米到大約200微米的範圍，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。可以任何圖案或預定路徑(例如，諸如正方形、矩形、圓形、橢圓形、或任何其他合適的圖案或形狀)沿著襯底掃描或平移雷射束，以對放置在感興趣的襯底之間的一個或多個設備進行氣密地密封。雷射束(或襯底)沿著界面移動的平移速度可因應用而變化，且該平移速度可例如取決於第一襯底與第二襯底的成分和/或聚焦配置和/或雷射功率、頻率、和/或波長。在某些實施例中，雷射可具有在大約10mm/s到大約1000mm/s範圍的平移速度，例如，從大約50mm/s到大約700mm/s，諸如大於大約100mm/s、大於大約200mm/s、大於大約300mm/s、大於大約400mm/s、大於大約500mm/s、或大於大約600mm/s，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。根據本文公開的各個實施例，可改變雷射波長、脈衝持續時間、重複率、平均功率、聚焦條件、以及其他相關參數，以便產生足夠將第一襯底與第二襯底焊接在一起的能量。在需要時改變這些參數以用於期望的應用是在本領域技術人員的能力之內。在各個實施例中，雷射能量密度(或強度)低於第一襯底和/或第二襯底的損傷閾值，例如，雷射在足夠強以將襯底焊接在一起但又不那麼強以致破壞襯底的條件下操作。在某些實施例中，雷射束能夠以小於或等於襯底界面處雷射束的直徑與雷射束的重複率之積的平移速度操作。雷射束可在一些實施例中在具有不同寬度的襯底界面上形成焊接線或融合線(例如，密封的區域)。在一些實施例中，所述焊接可具有從大約70微米到大約220微米範圍的寬度，例如，從大約100微米到大約200微米、從大約120微米到大約180微米、或從大約130微米到大約170微米，包括它們之間的所有範圍以及子範圍。參考圖1，圖1是實施本文公開的方法的一種可能配置的側視圖，第一襯底110與第二襯底115被放置在兩個板120和125之間，並使用施加的力130使兩個襯底接觸以形成襯底界面140。隨後可沿著預定路徑160掃描雷射束150，以形成融合線170。可因此形成密封的玻璃封裝。可選擇地，可將第三襯底包括在襯底110與襯底115之間，但是未在圖1中示出此元件。還應理解的是，雖然未畫出對該配置的各種其他修改，但是它們被本公開預想並被包括在本公開的範圍內。將理解的是，各個公開的實施例可涉及特定特徵、元件或步驟(結合所述特定的實施例來描述它們)。還將理解的是，雖然結合一個特定實施例來描述特定特徵、元件或步驟，但是可將它們以各種未示出的組合或排列；來與替代實施例互換或結合。還要理解的是，如本文所使用的術語「所述」、「一」或「一個」是指「至少一個」，且不應被限制成「僅一個」，除非具體地指示了相反含義。因此，例如，對「氧化物」的引用包括具有兩個或多個這樣的氧化物的示例，除非上下文明確地另作指示。範圍在本文中可被表達為從「約」一個特定值和/或到「約」另一特定值。當表達這種範圍時，示例包括從該一個特定值和/或到該另一特定值。例如，「大約1-5％」旨在表示從大約1％到大約5％、從大約1％到5％、從1％到大約5％、或從1％到5％。類似地，當值被表達為近似值時，通過使用先行詞「約」，將理解該特定值形成另一方面。將進一步理解的是，每一個範圍的端點在關於另一端點以及獨立於另一端點兩方面都是顯著的。除非另外明確地指出，此處所闡述的任何方法決不會被解釋為要求其步驟以特定的順序執行。因此，在方法權利要求實際上不敘述其步驟跟隨的次序、或者在權利要求或說明書中未以其他方式說明這些步驟限於特定次序的情況下，不打算推斷出任何特定順序。當特定實施例的各種特徵、元素或步驟可以通過使用過渡短語「包括」而公開，應該理解的是隱含著替代的實施例，包括可以使用過渡短語「包含」或「基本包含」而被描述的那些實施例。因此，例如，包括A+B+C的玻璃的隱含替代實施例包括玻璃包含A+B+C的實施例，以及玻璃基本上包含A+B+C的實施例。對本領域的技術人員顯而易見的是，可在不背離本公開的精神和範圍的情況下對本公開作出各種修改和變化。由於所屬
技術領域：
的技術人員可以想到包括本公開的精神和實質的所公開的各實施例的修改、組合、子組合和變體，因此，本公開應該被理解為包括所附權利要求書以及它們的等效內容的範圍的一切。以下示例旨在僅是非限制性的和說明性的，具有本發明由權利要求所限制的範圍。示例玻璃以及玻璃陶瓷襯底的UV雷射焊接使用來自相干公司(Coherent)在1MHz和2MHz頻率下操作的DaytonaUV雷射器(波長335nm，脈衝持續時間1ns)來使透明的玻璃(第二襯底)與黑色的玻璃陶瓷(第一襯底)熔融。可認為雷射輸出是準連續的，因為顯著的光束重疊以及脈衝之間的短間隔減少或防止了脈衝之間的襯底冷卻，即使是在高焊接速度下。可在較低平均功率(在6W與13W之間的範圍)下操作雷射器，以降低消融效果，並使襯底加熱最大化。使用具有53nm遠心物鏡(具有大約3微米的估計的焦點尺寸)的檢流計來掃描雷射束。圖2示出了第一襯底210與第二襯底215接觸以形成襯底界面240的聚焦示意圖的側視圖。具有Z坐標的雷射束250可被聚焦穿過聚焦透鏡255、穿過第二襯底215並至襯底界面240上。基於聚焦透鏡的Z坐標確定四個聚焦條件以用於實驗。界面上的聚焦對應於Z＝184mm(界面處3微米光斑直徑)、Z＝184.5mm(界面處75微米光斑直徑)、Z＝185mm(界面處150微米光斑直徑)、Z＝185.5mm(界面處225微米光斑直徑).大於184的Z坐標對應於更多地聚焦在第一襯底上，而小於184mm的Z坐標對應於更多地聚焦在第二襯底上。使用具有環形(具有直引入線與直引出線)的焊接圖案。掃描速度在從50mm/s到700mm/s的範圍內。針對裂縫檢查焊接點，特別是在由於重寫(over-writing)而最易受缺陷影響的重疊區域中。表II示出了在Z＝185mm聚焦條件(界面處150微米光斑直徑)與2MHz下實現的焊接質量(在不同的功率下使用各種平移速度)。表III示出了在Z＝185.5mm(界面處225微米光斑直徑)與2MHz下的焊接質量。表IV示出了在Z＝184.5mm(界面處75微米光斑直徑)與2MHz下的焊接質量。表V示出了在Z＝185mm(界面處150微米光斑直徑)與1MHz下的焊接質量。數值代表焊接寬度(以微米為單位)。用「*」來標記觀察到具有輕微缺陷(由玻璃上的顆粒或其他無關緊要的缺陷導致的)的焊接點，而用「**」來標記具有主要缺陷(過程施加的和/或玻璃施加的限制)的焊接點。沒有數值或符號的空白指示參數的特定組合未被執行。在大多數情況下，這些參數在分析相關實驗性能趨勢(多個)後被認為在工作範圍之外。表II：焊接的質量(Z＝185mm、150微米光斑直徑、2MHz)6W7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s170163174180100mm/s131140150154160166172172200mm/s9896118118135138149152300mm/s70*104102*117128400mm/s7083*106107115134500mm/s**105114600mm/s9196109115125700mm/s91*98*表III：焊接的質量(Z＝185.5mm、225微米光斑直徑、2MHz)6W7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s163190199.5224226*****100mm/s**154*170*163*183***211*200mm/s************300mm/s400mm/s****600mm/s****表IV：焊接的質量(Z＝184.5mm、75微米光斑直徑、2MHz)表V：焊接的質量(Z＝185mm、150微米光斑直徑、1MHz)7W8W9.04W10.17W11.2W12.33W13.2W50mm/s167170**100mm/s140147150*200mm/s100115130144300mm/s63*9292*116122**400mm/s****如由表II-V所演示的那樣，可以有在沒有破裂或缺陷的情況下產生足夠寬度的焊接點的寬範圍條件。焊接點的寬度取決於(至少部分地)聚焦的緊密性。例如，當Z＝185.5(最大測試光斑直徑，225微米)時，焊接寬度具有觀察到的大約160微米的下界限。當Z＝184.5(最小測試光斑直徑，75微米)時，焊接寬度具有觀察到的大約75微米的下界限。表VI示出了有關於2MHz下的聚焦條件的在焊接寬度上觀察到的上限值和下限值(沒有缺陷)。表VI：2MHz下的上焊接寬度限值與下焊接寬度限值在不希望受理論約束的情況下，相信焊接寬度對應於被第一襯底每單位焊接寬度所吸收的能量E(其可與(雷射功率)/(掃描速度)成比例)。因此，焊接寬度在越低的E值下變得越窄，因為玻璃在能量低時並未如此高效地融化並焊接。焊接寬度上的上限值被認為受限於由太多能量導致的殘餘應力，這導致破裂。如在表V中可見，可在Z＝185mm及1MHz下實現的焊接寬度與可在Z＝185mm及2MHz下實現的那些幾乎相同，雖然這些寬度使用較窄範圍的功率與速度是可實現。基於這些觀察，根據本公開的各個實施例，將雷射束聚焦在襯底界面上使得界面處的光束直徑在大約75微米到大約225微米的範圍、或在大約100微米到大約200微米的範圍可以是有利的。類似地，根據本公開的某些實施例，控制掃描速度以及雷射功率以便產生從大約100微米到大約200微米、或從大約120微米到大約180微米範圍的焊接寬度也可以是有利的。在不希望受理論約束的情況下，相信較窄的焊接寬度將不會提供足夠的焊接強度，而較寬的焊接寬度可能易於破裂。此外，較高頻率的雷射脈衝可以是期望的，因為它們可提供更連續的能量波，並因此由於脈衝之間增加的重疊而提供較寬範圍的工作條件。當前第1頁1 2 3