[发明专利]光电器件封装、激光键合温度采集与控制系统和方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种光电器件封装、激光键合温度采集与控制系统和方法。

背景技术

OLED（有机发光二级管）显示技术由于其优良的发光性能及其广泛的应用前景而得到重视。OLED具有高亮度、良好的色彩对比度、宽视角、刷新速度快和低能耗等优点。然而，OLED器件中的有机发光层和电极均对周围环境中的氧和水分十分敏感，会与其相互作用而发生劣化，从而大大影响OLED器件的使用寿命。将OLED器件中的有机发光层和电极与周围环境通过气密式密封的方式分隔开可显著的延长该器件的寿命。

在激光键合时不均匀的温度场对OLED器件的封装质量有很大的影响，而激光功率、激光扫描速度是激光封装温度场的重要影响因素。封装器件在激光封装过程中所达到的最高温度随激光功率的增大而增大，随激光扫描速度的增大而降低。目前，激光键合技术在国内外研究广泛，该技术作为一种先进的封装技术，具有局部非接触加热，热影响区域小，速度快，效率高等优点，已在微机电系统(MEMS)的高气密性封装中得到较为广泛的研究。至于温度场在激光键合时对OLED器件的封装质量影响情况已经有很多数据模拟，采用的是ANSYS进行仿真实验，而真实的实验中缺乏温度的采集与控制模块。

发明内容

本发明的目的在于解决已有技术存在的问题，提供一种光电器件封装激光键合温度采集与控制系统和方法，以控制键合过程中玻璃料的最高温度在偏差允许范围内波动。

为达到上述目的，本发明的构思是：

为了解决上述的问题，使数据模拟仿真实验与真实的实验数据相匹配，设计了一个温度控制系统。这个温度控制系统采用PID控制，它的控制原理是根据设定的温度值与实际采集的温度值构成控制偏差，对偏差进行比例（P）、积分（I）、微分（D）计算后通过线性组合构成控制量，作用于被控对象。其中的比例环节成比例的反映控制系统的偏差信号，一旦产生偏差，控制器就产生控制作用，来减少偏差。积分环节主要用于消除静态误差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于时间常数T_i ，T_i 越小，积分作用越强。微分环节反映偏差信号的变化趋势，在系统中引入一个有效的提前修正信号，来加快系统的动作速度，缩短调节时间。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种光电器件封装、激光键合温度采集与控制系统，包括 K型热电偶，模拟转换开关CD4051，温度转换芯片AD595，单片机MSP430F149，上位机，激光器以及运动平台，其特征在于：所述K型热电偶经模拟转换开关CD4051通过温度转换芯片AD595联接单片机MSP430F149；所述单片机MSP430F149联接而反馈控制模拟转换开关CD4051，并且与上位机联接，所述上位机通过连接而由其控制程序控制激光器与运动平台来控制键合温度。

一种光电器件、激光键合温度采集与控制方法，采用上述系统进行操作，其特征在于操作步骤如下：

1）待封装的OLED器件的对位和固定；

2）上位机发送命令，运行激光器和运动平台使激光头按指定的路线对OLED器件进行激光封装；

3）上位机与下位机进行数据的传输与通信，将控制命令从上位机发送到单片机MSP430F149中，然后单片机MSP430F149执行命令控制多路通道选择开关对8路热电偶温度信号依次采集；

4）将采集的温度模拟信号通过AD595进行信号的放大、调理之后传输到单片机MSP430F149中进行模数转换再将数据传到上位机；

5）在上位机上将此刻采集的温度信号与上一时刻的温度信号进行比较，如果存在偏差就对偏差信号进行PID处理，其中的比例环节（P）成比例的反映控制系统的偏差信号，一旦产生偏差，控制器就产生控制作用，来减少偏差。积分环节主要用于消除静态误差，提高系统的无差度。微分环节反映偏差信号的变化趋势，在系统中引入一个有效的提前修正信号，来加快系统的动作速度，缩短调节时间；

6）进行PID处理之后的数据传输到激光器与运动平台之中分别控制激光的功率与激光头扫描的速度来调整加热的温度；

7）再不断循环执行上述步骤2）到步骤6）直至对OLED激光封装结束；

8）OLED器件封装完毕，对温度值的所有数据进行储存，关闭软件取出OLED器件。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：