玻璃到厚金属箔的激光接合

相关申请的交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119要求于2021年11月30日提交的美国临时申请第63/284,156号的优先权的权益，该临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及接合到金属箔的玻璃，并且具体地涉及玻璃到厚金属箔的激光接合。

背景技术

气密焊接玻璃制品越来越流行地应用于电子设备和可受益于气密环境进行持续操作的其他设备。传统的玻璃对玻璃激光粘合方法可以使用薄金属膜(例如，小于或等于100nm)作为吸收层来产生热量，使得玻璃熔化并接合。然而，薄金属膜可能在这种传统方法期间溶解，并且在焊接后无法进行进一步处理。

相应地，需要一种替代方法来生产焊接玻璃和金属箔制品，使得金属箔可以在焊接之后进一步加工(例如，图案化)。

发明内容

根据第一方面A1，一种将玻璃接合到金属箔的方法可包括：使玻璃基板和金属箔接触以在它们之间创建界面；以及将在预定波长下操作的激光束引导到界面上以在玻璃基板与金属箔之间形成界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于5μm且小于或等于200μm的厚度，并且其中激光束包括脉冲宽度大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒的脉冲激光。

第二方面A2包括根据第一方面A1的方法，其中界面焊接是玻璃基板与金属箔之间的气密密封。

第三方面A3包括根据第一方面A1或第二方面A2的方法，其中脉冲激光包括大于或等于260nm且小于或等于2500nm的波长。

第四方面A4包括根据第一方面A1至第三方面A3中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于1kHz且小于或等于1000kHz的重复率。

第五方面A5包括根据第一方面A1至第四方面A4中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于5μm且小于或等于300μm的焦斑直径。

第六方面A6包括根据第一方面A1至第五方面A5中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于0.1J/cm

第七方面A7包括根据第一方面A1至第六方面A6中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于0.005GW/cm

第八方面A8包括根据第一方面A1至第七方面A7中任一项的方法，其中脉冲激光具有大于或等于50W且小于或等于10kW的峰值功率。

第九方面A9包括根据第一方面A1至第八方面A8中任一项的方法，其中脉冲激光具有在30kHz的重复率下大于或等于0.5W且小于或等于5W的平均功率。

第十方面A10包括根据第一方面A1至第九方面A9中任一项的方法，其中该方法进一步包括：在形成界面焊缝之后在金属箔上形成图案。

第十一方面A11包括根据第一方面A1至第十方面A10中任一项的方法，其中玻璃基板包括玻璃或玻璃陶瓷，该玻璃或玻璃陶瓷包括二氧化硅、钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、以及碱铝硼硅酸盐或碱铝硅酸盐。

第十二方面A12包括根据第一方面A1至第十一方面A11中任一项的方法，其中金属箔包括铝或铝合金。

根据第十三方面A13，一种焊接制品可包括：第一玻璃基板；金属箔；第一玻璃基板与金属箔之间的第一界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于5μm且小于或等于200μm的厚度，并且其中第一界面焊缝包括具有大于或等于5μm且小于或等于1mm的宽度的焊接线，并且焊接线之间的距离大于或等于1μm且小于或等于1000μm。

第十四方面A14包括根据第十三方面A13的制品，其中焊接制品具有大于或等于0.2J/m

第十五方面A15包括根据第十三方面A13或第十四方面A14的制品，其中焊接制品具有小于或等于30MPa的残余应力。

第十六方面A16包括根据第十三方面A13至第十五方面A15中任一项的制品，其中第一界面焊缝是第一玻璃基板与金属箔之间的气密密封。

第十七方面A17包括根据第十三方面A13至第十六方面A16中任一项的制品，其中金属箔是图案化金属箔。

第十八方面A18包括根据第十三方面A13至第十七方面A17中任一项的制品，其中焊接制品进一步包括第二玻璃基板和第二玻璃基板与金属箔之间的第二界面焊缝。

第十九方面A19包括根据第十三方面A13至第十八方面A18中任一项的制品，其中第一玻璃基板包括玻璃或玻璃陶瓷，该玻璃或玻璃陶瓷包括二氧化硅、钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、以及碱铝硼硅酸盐或碱铝硅酸盐。

第二十方面A20包括根据第十三方面A13至第十九方面A19中任一项的制品，其中金属箔包括铝或铝合金。

根据第二十一方面A21，一种将玻璃接合到金属箔的方法可包括：使玻璃基板和金属箔接触以在它们之间创建界面；以及将在预定波长下操作的激光束引导到界面上以在玻璃基板与金属箔之间形成界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于100nm且小于或等于10mm的厚度，并且其中激光束包括脉冲宽度大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒的脉冲激光。

第二十二方面A22包括根据第二十一方面A21的方法，其中界面焊接是玻璃基板与金属箔之间的气密密封。

第二十三方面A23包括根据第二十一方面A21或第二十二方面A22的方法，其中脉冲激光包括大于或等于260nm且小于或等于2500nm的波长。

第二十四方面A24包括根据第二十一方面A21至第二十三方面A23中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于1kHz且小于或等于1000kHz的重复率。

第二十五方面A25包括根据第二十一方面A21至第二十四方面A24中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于5μm且小于或等于300μm的焦斑直径。

第二十六方面A26包括根据第二十一方面A21至第二十五方面A25中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于0.1J/cm

第二十七方面A27包括根据第二十一方面A21至第二十六方面A26中任一项的方法，其中脉冲激光包括大于或等于0.005GW/cm

第二十八方面A28包括根据第二十一方面A21至第二十七方面A27中任一项的方法，其中脉冲激光具有大于或等于50W且小于或等于10kW的峰功率。

第二十九方面A29包括根据第二十一方面A21至第二十八方面A28中任一项的方法，其中脉冲激光具有在30kHz的重复率下大于或等于0.5W且小于或等于5W的平均功率。

第三十方面A30包括根据第二十一方面A21至第二十九方面A29中任一项的方法，其中该方法进一步包括：在形成界面焊缝之后在金属箔上形成图案。

第三十一方面A31包括根据第二十一方面A21至第三十方面A30中任一项的方法，其中金属箔包括第一金属层和第二金属层。

第三十二方面A32包括根据第三十一方面A31的方法，其中第一金属层包括铝、锰、钽、铬、钴、镁、铁、钛或其组合。

第三十三方面A33包括根据第三十一方面A31或第三十二方面A32的方法，其中第二金属层包括铜、银、金、钼、钛、铝、不锈钢、镍、钨、青铜、铁、其任何合金或其组合。

第三十四方面A34包括根据第三十一方面A31至第三十三方面A33中任一项的方法，其中第一金属层具有大于或等于10nm且小于或等于15μm的厚度。

第三十五方面A35包括根据第三十一方面A31至第三十四方面A34中任一项的方法，其中第二金属层具有大于或等于100nm且小于或等于10mm的厚度。

第三十六方面A36包括根据第三十一方面A31至第三十五方面A35中任一项的方法，其中金属箔进一步包括第一金属层与第二金属层之间的第一金属粘合层。

第三十七方面A37包括根据第三十六方面A36的方法，其中第一金属粘合层包括铬、钨、钽、钛、铌、其任何合金或其组合。

第三十八方面A38包括根据第三十六方面A36或第三十七方面A37的方法，其中第一金属粘合层具有大于或等于1nm且小于或等于250nm的厚度。

第三十九方面A39包括根据第二十一方面A21至第三十八方面A38中任一项的方法，其中玻璃基板包括玻璃或玻璃陶瓷，该玻璃或玻璃陶瓷包括二氧化硅、钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、以及碱铝硼硅酸盐、碱铝硅酸盐或无机氧化物。

根据第四十方面A40，一种焊接制品可包括：第一玻璃基板；金属箔；第一玻璃基板与金属箔之间的第一界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于100nm且小于或等于10mm的厚度，并且其中第一界面焊缝包括具有大于或等于5μm且小于或等于1mm的宽度的焊接线，并且焊接线之间的距离大于或等于1μm且小于或等于1000μm。

第四十一方面A41包括根据第四十方面A40的制品，其中焊接制品具有大于或等于0.2J/m

第四十二方面A42包括根据第四十方面A40或第四十一方面A41的制品，其中焊接制品具有小于或等于50MPa的残余应力。

第四十三方面A43包括根据第四十方面A40至第四十二方面A42中任一项的制品，其中第一界面焊缝是第一玻璃基板与金属箔之间的气密密封。

第四十四方面A44包括根据第四十方面A40至第四十三方面A43中任一项的制品，其中金属箔是图案化金属箔。

第四十五方面A45包括根据第四十方面A40至第四十四方面A44中任一项的制品，其中焊接制品进一步包括第二玻璃基板和第二玻璃基板与金属箔之间的第二界面焊缝。

第四十六方面A46包括根据第四十方面A40至第四十五方面A45中任一项的制品，其中金属箔包括第一金属层和第二金属层。

第四十七方面A47包括根据第四十六方面A46的制品，其中第一金属层包括铝、锰、钽、铬、钴、镁、铁、钛或其组合。

第四十八方面A48包括根据第四十六方面A46或第四十七方面A47的制品，其中第二金属层包括铜、银、金、钼、钛、铝、不锈钢、镍、钨、青铜、铁、其任何合金或其组合。

第四十九方面A49包括根据第四十六方面A46至第四十八方面A48中任一项的制品，其中第一金属层具有大于或等于10nm且小于或等于15μm的厚度。

第五十方面A50包括根据第四十六方面A46至第四十九方面A49中任一项的制品，其中第二金属层具有大于或等于100nm且小于或等于10mm的厚度。

第五十一方面A51包括根据第四十六方面A46至第五十方面A50中任一项的制品，其中金属箔进一步包括第一金属层与第二金属层之间的第一金属粘合层。

第五十二方面A52包括根据第五十一方面A51的制品，其中第一金属粘合层包括铬、钨、钽、钛、铌、其任何合金或其组合。

第五十三方面A53包括根据第五十一方面A51或第五十二方面A52的制品，其中第一金属粘合层具有大于或等于1nm且小于或等于250nm的厚度。

第五十四方面A54包括根据第四十方面A40至第五十三方面A53中任一项的制品，其中第一玻璃基板包括玻璃或玻璃陶瓷，该玻璃或玻璃陶瓷包括二氧化硅、钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、以及碱铝硼硅酸盐或碱铝硅酸盐。

本文中所描述的激光接合方法的附加特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且将部分地从所述描述中对本领域的技术人员变得显而易见，或可通过实践本文中所描述的实施例(包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图)而被认识。

应当理解，以上一般描述和以下详细描述两者描述了各种实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的主题的本质和特性的概观或框架。附图被包括以提供对各个实施例的进一步的理解，并且附图被结合到本说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本文所述的各个实施例，并与说明书一起用于说明所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的将玻璃接合到金属箔的方法的流程图；

图2示意性地描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的激光接合方法的步骤；

图3示意性地描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品；

图4示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的替代性金属箔；

图5示意性地描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的激光接合方法的另一步骤；

图6是图5中所示步骤的示意性俯视图；

图7是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的用于测量表面能量接合强度的“剃刀刀片测试”的示意图；

图8示意性地描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的激光接合方法的另一步骤；

图9示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的包括替代性金属箔的焊接制品；

图10示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的包括另一替代性金属箔的另一焊接制品；

图11是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接线的金属箔侧的50倍放大率的暗场显微镜图像；

图12为200倍放大率的图11的暗场显微镜图像；

图13是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品在经受“剃刀刀片测试”之后的照片；

图14是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接物品的光学双折射图像；

图15是在沿图14中所示的焊接制品的第一点处获得的残余应力与深度的曲线图(y轴：残余应力(MPa)；x轴：深度(μm))；

图16是在沿图14中所示的焊接制品的第二点处获得的残余应力与深度的曲线图(y轴：残余应力(MPa)；x轴：深度(μm))；

图17是在沿图14中所示的焊接制品的第三点处获得的残余应力与深度的曲线图(y轴：残余应力(MPa)；x轴：深度(μm))；

图18是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品的照片；

图19是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品的高分辨率照片，该焊接制品在样品的表面上经受平行线的全激光扫掠；

图20是图19的焊接制品的另一视图的高分辨率照片；

图21是图19的焊接制品的另一视图的高分辨率照片；

图22是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品的照片，该焊接制品在制品的表面上经受平行线的全激光扫掠，其中三个区域被标识并通过高分辨率显微镜进行分析；

图23是图22的焊接制品的区域的高分辨率显微镜图像；

图24是图22的焊接制品的另一区域的高分辨率显微镜图像；

图25是图22的焊接制品的另一区域的高分辨率显微镜图像；

图26是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的焊接制品的照片，该焊接制品在制品的表面上经受平行线的全激光扫掠，其中两个区域被标识并通过高分辨率显微镜进行分析；

图27是图26的焊接制品的区域的高分辨率显微镜图像；以及

图28是图26的焊接制品的另一区域的高分辨率显微镜图像。

具体实施方式

现在将详细参考将玻璃激光接合到金属箔的方法的各种实施例，该方法使得金属箔可以在焊接之后被进一步处理(例如，图案化)。根据实施例，将玻璃接合到金属箔的方法包括：使玻璃基板和金属箔接触以在它们之间创建界面；以及将在预定波长下操作的激光束引导到界面上以在玻璃基板与金属箔之间形成界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于5μm且小于或等于200μm，并且其中激光束包括脉冲宽度大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒的脉冲激光。根据其他实施例，将玻璃接合到金属箔的方法包括：使玻璃基板和金属箔接触以在它们之间创建界面；以及将在预定波长下操作的激光束引导到界面上以在玻璃基板与金属箔之间形成界面焊缝，其中金属箔具有大于或等于100nm且小于或等于10mm的厚度，并且其中激光束包括脉冲宽度大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒的脉冲激光。本文将具体参考附图来描述将玻璃激光接合到金属箔以及由其形成的封装的各种实施例。

范围在本文中可以表示为从“约”一个特定值，和/或到“约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解为特定值形成另一实施例。将进一步理解的是，每一个范围的端点相对于另一个端点都是重要的，并且独立于另一个端点。

如本文中所使用的方向性术语(例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅参考如所绘制的附图作出，而不旨在隐含绝对取向。

除非另外明确地指出，否则此处所阐述的任何方法决不会被解释为要求其步骤以特定的顺序执行，也不要求任何装置特定定向。因此，在方法权利要求实际上未叙述要遵循其步骤的顺序、或者任何装置权利要求实际上未叙述各个部件的顺序或定向、或者在权利要求或描述中没有以其他方式特别说明这些步骤将被限制于特定顺序、或者没有记载对装置的组件的特定顺序或定向/取向的情况下，在任何方面，决不旨在推断顺序或定向/取向。这适用用于解译的任何可能的非明确的基础，包括：相对于步骤排列、操作流程、组件的顺序或组件的定向的逻辑事项；从语法组织或标点推出的普通含义；以及说明书中所描述的实施例的数量或类型。

如本文中所使用的，单数形式“一/一个(a/an)”、和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定。因此，例如，对“一组件”的引用包括具有两个或多个这样的组件的方面，除非上下文明确地另作指示。

如本文所述，暗场显微镜图像是使用TNP仪器显微镜获得的。

如本文所述，“气密接合”或“气密密封”是指包括根据MIL-STD-750E，测试方法1071.8的气密密封的制品。

如本文所述，“金属箔”是指具有厚度和一个或多个层并且由金属或金属合金形成的薄膜、薄片、垫片、板或其组合。

气密焊接玻璃制品可用于受益于气密封装的设备，诸如电视、传感器、光学设备、有机发光二极管(OLED)显示器、3D喷墨打印机、固态光源、电池和光伏结构。传统的玻璃对玻璃激光粘合方法可以使用薄金属膜(例如，小于或等于100nm)作为吸收层来产生热量，使得玻璃熔化并接合。然而，薄金属膜可能在这种传统方法期间溶解，并且在焊接后无法进行进一步处理。

本文公开了将玻璃激光接合到金属箔的方法，该方法可缓解上述问题，使得金属箔可在焊接后进一步处理(例如，图案化)。具体地，本文公开的将玻璃激光接合到金属箔的方法利用纳秒脉冲激光将玻璃基板与厚金属箔(例如，厚度大于或等于5μm或大于100nm的金属箔)接合，以产生具有足够接合(例如，表面能量接合强度大于或等于0.2J/m

现在参考图1，将玻璃激光接合到金属箔100的方法开始于框102，其中使第一玻璃基板200和金属箔202接触以在它们之间创建界面204，如图2所示。

在实施例中，第一玻璃基板200可包括玻璃或玻璃陶瓷。作为非限制性示例，第一玻璃基板可包括二氧化硅、钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、以及碱铝硼硅酸盐或碱铝硅酸盐。在实施例中，第一玻璃基板200可包括无机氧化物。

在实施例中，第一玻璃基板200可由对于激光束的选定波长基本上透明的材料形成。术语“基本上透明”是指激光束的波长穿过该材料透射而基本不被吸收或散射。例如，在实施例中，对激光束波长基本上透明的材料可以是在波长下表现出大于或等于90％的透射率的材料。在实施例中，第一玻璃基板200可对大于或等于300nm且小于或等于1250nm或者甚至大于或等于350nm且小于或等于1000nm的光的波长基本上透明。

在实施例中，金属箔202可包括铝、铝合金、不锈钢、镍、镍合金、银、银合金、钛、钛合金、钨、钨合金、金、金合金、铜、铜合金、青铜、铁、或其组合。在实施例中，金属箔202可包括铝或铝合金。如本文所使用的，“铝”或“铝合金”是指具有大于或等于80wt％的铝的材料。

在实施例中，金属箔202可由对于激光束的选定波长基本上不透明的材料形成。术语“基本上不透明”是指当激光束接触材料时，激光束的波长基本上被吸收。例如，在实施例中，对激光束波长基本上不透明的材料可以是在波长下表现出大于或等于35％的吸收率的材料。

在实施例中，可以选择第一玻璃基板200和金属箔202的厚度，使得它们之间的界面焊缝可以承受热循环测试。金属箔202可能具有比第一玻璃基板200更高的热导率和不同的热膨胀系数(CTE)，这可能导致在处理和使用过程中的翘曲和开裂。现在参考图3，热应力失配在高温ΔT下引起界面伸长失配。该伸长失配导致弯曲或翘曲，在第一玻璃基板200中产生应力，其特征有效半径为R(至中性层)。

第一玻璃基片200与金属箔202之间的热应力失配σ

σ

其中E

如以下Stoney型公式所示，第一玻璃基板200的应力依赖性σ

相应地，如果第一玻璃基片200明显薄于金属箔202，那么可控制焊接的第一玻璃基片200和金属箔202产生的应力，从而防止开裂和/或断裂。

金属箔202不易碎且具有相对较高的CTE，因此，与第一玻璃基板200相比，可以更适应所施加的应力。相应地，在金属箔202比第一玻璃基板200薄的实施例中，大部分应力可位于金属箔202中，这可以防止开裂和/或断裂。

相应地，在实施例中，第一玻璃基板200可包括大于或等于0.1mm、大于或等于1mm、大于或等于10mm、或者甚至大于或等于20mm的厚度。在实施例中，第一玻璃基板200可包括小于或等于100mm、小于或等于75mm、或者甚至小于或等于50mm的厚度。在实施例中，第一玻璃基板200可包括大于或等于0.1mm且小于或等于100mm、大于或等于0.1mm且小于或等于75mm、大于或等于0.1mm且小于或等于50mm、大于或等于1mm且小于或等于100mm、大于或等于1mm且小于或等于75mm、大于或等于1mm且小于或等于50mm、大于或等于10mm且小于或等于100mm、大于或等于10mm且小于或等于75mm、大于或等于10mm且小于或等于50mm、大于或等于20mm且小于或等于100mm、大于或等于20mm且小于或等于75mm、或者甚至大于或等于20mm且小于或等于50mm的厚度，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，金属箔202可具有大于或等于5μm的厚度，使得金属箔202可以在焊接之后进一步处理(例如，图案化)。在实施例中，金属箔202可具有小于或等于200μm的厚度，以最小化热分散并减少或防止在处理和使用期间的破损。在实施例中，金属箔202可具有大于或等于5μm且小于或等于200μm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有大于或等于5μm、大于或等于10μm、大于或等于15μm、或者甚至大于或等于20μm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有小于或等于200μm、小于或等于150μm、小于或等于100μm、或者甚至小于或等于50μm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有大于或等于5μm且小于或等于200μm、大于或等于5μm且小于或等于150μm、大于或等于5μm且小于或等于100μm、大于或等于5μm且小于或等于50μm、大于或等于10μm且小于或等于200μm、大于或等于10μm且小于或等于150μm、大于或等于10μm且小于或等于100μm、大于或等于10μm且小于或等于50μm、大于或等于20μm且小于或等于200μm、大于或等于20μm且小于或等于150μm、大于或等于20μm且小于或等于100μm、或者甚至大于或等于20μm且小于或等于50μm的厚度，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，金属箔202可具有大于100nm的厚度，使得金属箔202可以在焊接之后进一步处理(例如，图案化)。在实施例中，金属箔202可具有小于或等于10mm的厚度，以最小化热分散并减少或防止在处理和使用期间的破损。在实施例中，金属箔202可具有大于100nm且小于或等于10mm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有大于100nm、大于或等于500nm、大于或等于0.001mm、大于或等于0.01mm，或者甚至大于或等于0.1mm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于1mm，或者甚至小于或等于0.5mm的厚度。在实施例中，金属箔202可具有以下厚度：大于100nm且小于或等于10mm、大于100nm且小于或等于5mm、大于100nm且小于或等于1mm、大于100nm且小于或等于0.5mm、大于或等于500nm且小于或等于10mm、大于或等于500nm且小于或等于5mm、大于或等于500nm且小于或等于1mm、大于或等于500nm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于10mm、大于或等于0.001mm且小于或等于5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于1mm、大于或等于0.001mm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于10mm、大于或等于0.01mm且小于或等于5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于1mm、大于或等于0.01mm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于10mm、大于或等于0.1mm且小于或等于5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于1mm，或者甚至大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，金属箔202可包括至少两个层。例如，现在参考图4，金属箔可包括第一金属层202a和第二金属层202b。

第一金属层202a邻近玻璃基板200并接合至玻璃基板200。在实施例中，第一金属层202a可包括具有相对较高的氧负性或相对较高的氧化物形成焓的金属的氧化物，使得第一金属层202a具有与玻璃基板200的相对良好的粘附性。例如，在实施例中，第一金属层202a可包括铝、锰、钽、铬、钴、镁、铁、钛或其组合。

在实施例中，第一金属层202a可具有大于或等于10nm且小于或等于15μm的厚度。在实施例中，第一金属层202a可具有大于或等于10nm、大于或等于50nm、大于或等于100nm、大于或等于250nm、大于或等于500nm，或者甚至大于或等于1μm的厚度。在实施例中，第一金属层202a可具有小于或等于15μm、小于或等于10μm，或者甚至小于或等于5μm的厚度。在实施例中，第一金属层202a可具有以下厚度：大于或等于10nm且小于或等于15μm、大于或等于10nm且小于或等于10μm、大于或等于10nm且小于或等于5μm、大于或等于50nm且小于或等于15μm、大于或等于50nm且小于或等于10μm、大于或等于50nm且小于或等于5μm、大于或等于100nm且小于或等于15μm、大于或等于100nm且小于或等于10μm、大于或等于100nm且小于或等于5μm、大于或等于250nm且小于或等于15μm、大于或等于250nm且小于或等于10μm、大于或等于250nm且小于或等于5μm、大于或等于500nm且小于或等于15μm、大于或等于500nm且小于或等于10μm、大于或等于500nm且小于或等于5μm、大于或等于1μm且小于或等于15μm、大于或等于1μm且小于或等于10μm、或者甚至大于或等于1μm且小于或等于5μm，或由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，第二金属层202b可包括具有相对低氧负性的金属的氧化物，使得第二金属层202b具有与玻璃基板200的相对较差的粘附性。例如，在实施例中，第二金属层202b可包括铜、银、金、钼、钛、铝、不锈钢、镍、钨、青铜、铁、其任何合金或其组合。相应地，在实施例中，第二金属层202b可以接合到具有与玻璃基板200的相对较好粘附性的第一金属层202a，以便将第二金属层202b接合到玻璃基板200。然后可以在焊接之后对第二金属层202b进行进一步处理(例如，图案化)。

在实施例中，第二金属层202b可具有大于或等于100nm且小于或等于10nm的厚度。在实施例中，第二金属层202b可具有大于或等于100nm、大于或等于500nm、大于或等于0.001mm、大于或等于0.01mm，或者甚至大于或等于0.1mm的厚度。在实施例中，第二金属层202b可具有小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于1mm，或者甚至小于或等于0.5mm的厚度。在实施例中，第二材料层202b可具有以下厚度：大于或等于100nm且小于或等于10mm、大于或等于100nm且小于或等于5mm、大于或等于100nm且小于或等于1mm、大于或等于100nm且小于或等于0.5mm、大于或等于500nm且小于或等于10mm、大于或等于500nm且小于或等于5mm、大于或等于500nm且小于或等于1mm、大于或等于500nm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于10mm、大于或等于0.001mm且小于或等于5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于1mm、大于或等于1000nm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于10mm、大于或等于0.01mm且小于或等于5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于1mm、大于或等于0.01mm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于10mm、大于或等于0.1mm且小于或等于5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于1mm，或者甚至大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，金属箔可包括第一金属层202a与第二金属层202b之间的第一金属粘合层202c，以协助将第二金属层202b接合到第一金属层202a。在实施例中，第一金属粘合层202c可包括铬、钨、钽、钛、铌、其任何合金或其组合。

在实施例中，第一金属粘合层202c可具有大于或等于1nm且小于或等于250nm的厚度。在实施例中，第一金属粘合层202c可具有大于或等于1nm、大于或等于10nm，或者甚至大于或等于25nm的厚度。在实施例中，第一金属粘合层202c可具有小于或等于250nm、小于或等于200nm、小于或等于150nm，或者甚至小于或等于100nm的厚度。在实施例中，第一金属粘合层202c可具有以下厚度：大于或等于1nm且小于或等于250nm、大于或等于1nm且小于或等于200nm、大于或等于1nm且小于或等于150nm、大于或等于1nm且小于或等于100nm、大于或等于10nm且小于或等于250nm、大于或等于10nm且小于或等于200nm、大于或等于10nm且小于或等于150nm、大于或等于10nm且小于或等于100nm、大于或等于25nm且小于或等于250nm、大于或等于25nm且小于或等于200nm、大于或等于25nm且小于或等于150nm、或者甚至大于或等于25nm且小于或等于100nm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

再次参考图1并且现在参考图5和图6，方法100在框104处继续：将在预定波长下操作的激光束210引导至界面204上以在第一玻璃基板200与金属箔202之间形成第一界面焊缝212，从而产生焊接制品214。

在实施例中，激光束210可包括脉冲激光。在实施例中，脉冲激光可以是纳秒激光，用于形成相对较宽的焊缝(例如，焊缝线具有大于或等于5μm的宽度)，从而导致提高的处理速度和增强的接合。在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒的脉冲宽度。在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于1纳秒、大于或等于10纳秒、或者甚至大于或等于25纳秒的脉冲宽度。在实施例中，脉冲激光可包括小于或等于200纳秒、小于或等于150纳秒、小于或等于100纳秒、甚至小于或等于50纳秒的脉冲宽度。在实施例中，脉冲激光可包括以下脉冲宽度：大于或等于1纳秒且小于或等于200纳秒、大于或等于1纳秒且小于或等于150纳秒、大于或等于1纳秒且小于或等于100纳秒、大于或等于1纳秒且小于或等于50纳秒、大于或等于10纳秒且小于或等于200纳秒、大于或等于10纳秒且小于或等于150纳秒、大于或等于10纳秒且小于或等于100纳秒、大于或等于10纳秒且小于或等于50纳秒、大于或等于25纳秒且小于或等于200纳秒、大于或等于25纳秒且小于或等于150纳秒、大于或等于25纳秒且小于或等于100纳秒、或者甚至大于或等于25纳秒且小于或等于50纳秒，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于260nm且小于或等于2500nm的波长。在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于260nm、大于或等于300nm、大于或等于350nm、大于或等于400nm、大于或等于450nm、或者甚至大于或等于500nm的波长。在实施例中，脉冲激光可包括小于或等于2500nm、小于或等于2000nm、小于或等于1500nm、小于或等于1250nm，或者甚至小于或等于1000nm的波长。在实施例中，脉冲激光可包括以下波长：大于或等于260nm且小于或等于2500nm、大于或等于260nm且小于或等于2000nm、大于或等于260nm且小于或等于1500nm、大于或等于260nm且小于或等于1250nm、大于或等于260nm且小于或等于1000nm、大于或等于300nm且小于或等于2500nm、大于或等于300nm且小于或等于2000nm、大于或等于300nm且小于或等于1500nm、大于或等于300nm且小于或等于1250nm、大于或等于300nm且小于或等于1000nm、大于或等于350nm且小于或等于2500nm、大于或等于350nm且小于或等于2000nm、大于或等于350nm且小于或等于1500nm、大于或等于350nm且小于或等于1250nm、大于或等于350nm且小于或等于1000nm、大于或等于400nm且小于或等于2500nm、大于或等于400nm且小于或等于2000nm、大于或等于400nm且小于或等于1500nm、大于或等于400nm且小于或等于1250nm、大于或等于400nm且小于或等于1000nm、大于或等于450nm且小于或等于2500nm、大于或等于450nm且小于或等于2000nm、大于或等于450nm且小于或等于1500nm、大于或等于450nm且小于或等于1250nm、大于或等于450nm且小于或等于1000nm、大于或等于500nm且小于或等于2500nm、大于或等于500nm且小于或等于2000nm、大于或等于500nm且小于或等于1500nm、大于或等于500nm且小于或等于1250nm，或者甚至大于或等于500nm且小于或等于1000nm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于1kHz且小于或等于1000kHz的重复率。在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于1kHz、大于或等于10kHz、或者甚至大于或等于25kHz的重复率。在实施例中，脉冲激光可包括小于或等于1000kHz、小于或等于750kHz、小于或等于500kHz、小于或等于250kHz、小于或等于100kHz，或者甚至小于或等于50kHz的重复率。在实施例中，脉冲激光可包括以下重复率：大于或等于1kHz且小于或等于1000kHz、大于或等于1kHz且小于或等于750kHz、大于或等于1kHz且小于或等于500kHz、大于或等于1kHz且小于或等于250kHz、大于或等于1kHz且小于或等于100kHz、大于或等于1kHz且小于或等于50kHz、大于或等于10kHz且小于或等于1000kHz、大于或等于10kHz且小于或等于750kHz、大于或等于10kHz且小于或等于500kHz、大于或等于10kHz且小于或等于250kHz、大于或等于10kHz且小于或等于100kHz、大于或等于10kHz且小于或等于50kHz、大于或等于25kHz且小于或等于1000kHz、大于或等于25kHz且小于或等于750kHz、大于或等于25kHz且小于或等于500kHz、大于或等于25kHz且小于或等于250kHz、大于或等于25kHz且小于或等于100kHz，或者甚至大于或等于25kHz且小于或等于50kHz，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于0.1J/cm

在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于0.005GW/cm

在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于50W且小于或等于10kW的峰值功率。在实施例中，脉冲激光可包括大于或等于50W、大于或等于100W、或者甚至大于或等于500W的峰值功率。在实施例中，脉冲激光可包括小于或等于10kW、小于或等于5kW、或者甚至小于或等于1kW的峰值功率。在实施例中，脉冲激光可包括以下峰值功率：大于或等于50W且小于或等于10kW、大于或等于50W且小于或等于5kW、大于或等于50W且小于或等于1kW、大于或等于100W且小于或等于10kW、大于或等于100W且小于或等于5kW、大于或等于100W且小于或等于1kW、大于或等于500W且小于或等于10kW、大于或等于500W且小于或等于5kW、或者甚至大于或等于500W且小于或等于1kW，或由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，脉冲激光可包括在30kHz的重复率下大于或等于0.5W且小于或等于5W的平均功率。在实施例中，脉冲激光可包括在30kHz的重复率下大于或等于0.5W、大于或等于1W、或者甚至大于或等于2W的平均功率。在实施例中，脉冲激光可包括在30kHz的重复率下小于或等于5W、小于或等于4W、或者甚至小于或等于3W的平均功率。在实施例中，脉冲激光可包括在30kHz的重复率下的以下平均功率：大于或等于0.5W且小于或等于5W、大于或等于0.5W且小于或等于4W、大于或等于0.5W且小于或等于3W、大于或等于1W且小于或等于5W、大于或等于1W且小于或等于4W、大于或等于1W且小于或等于3W、大于或等于2W且小于或等于5W、大于或等于2W且小于或等于4W、或者甚至大于或等于2W且小于或等于3W，或由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，第一界面焊接212可以是第一玻璃陶瓷基板200与金属箔202之间的气密密封。在实施例中，第一界面焊接212可包括焊接线216。在实施例中，焊接线216可具有大于或等于5μm的宽度，这可以帮助提高处理速度并导致更强的接合。在实施例中，焊接线宽度可以受到限制(例如，小于或等于1mm)，以最小化热分散并减少或防止在处理和使用期间的破损。在实施例中，焊接线216可具有大于或等于5μm且小于或等于1mm的宽度。在实施例中，焊接线212可具有大于或等于5μm、大于或等于15μm、或者甚至大于或等于25μm的宽度。在实施例中，焊接线216可具有小于或等于1mm、小于或等于750μm、小于或等于500μm、小于或等于250μm、或者甚至小于或等于100μm的宽度。在实施例中，焊接线216可具有大于或等于5μm且小于或等于1mm、大于或等于5μm且小于或等于750μm、大于或等于5μm且小于或等于500μm、大于或等于5μm且小于或等于250μm、大于或等于5μm且小于或等于100μm、大于或等于15μm且小于或等于1mm、大于或等于15μm且小于或等于750μm、大于或等于15μm且小于或等于750μm、大于或等于15μm且小于或等于500μm、大于或等于15μm且小于或等于250μm、大于或等于15μm且小于或等于100μm、大于或等于25μm且小于或等于1mm、大于或等于25μm且小于或等于750μm、大于或等于25μm且小于或等于500μm、大于或等于25μm且小于或等于250μm、或者甚至大于或等于25μm且小于或等于100μm的宽度，或由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，焊接线216之间的距离可以大于或等于1μm且小于或等于1000μm。在实施例中，焊接线216之间的距离可以大于或等于1μm、大于或等于10μm、大于或等于25μm、或者甚至大于或等于50μm。在实施例中，焊接线216之间的距离可以小于或等于1000μm、小于或等于750μm、小于或等于500μm、小于或等于250μm、或者甚至小于或等于100μm。在实施例中，焊接线216之间的距离可以大于或等于1μm且小于或等于1000μm、大于或等于1μm且小于或等于750μm、大于或等于1μm且小于或等于500μm、大于或等于1μm且小于或等于250μm、大于或等于1μm且小于或等于100μm、大于或等于10μm且小于或等于1000μm、大于或等于10μm且小于或等于750μm、大于或等于10μm且小于或等于500μm、大于或等于10μm且小于或等于250μm、大于或等于10μm且小于或等于100μm、大于或等于25μm且小于或等于1000μm、大于或等于25μm且小于或等于750μm、大于或等于25μm且小于或等于500μm、大于或等于25μm且小于或等于250μm、大于或等于25μm且小于或等于100μm、大于或等于50μm且小于或等于1000μm、大于或等于50μm且小于或等于750μm、大于或等于50μm且小于或等于500μm、大于或等于50μm且小于或等于250μm、或者甚至大于或等于50μm且小于或等于100μm，或由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。在实施例中，焊接线216可以均匀地间隔开(即，它们之间具有相同的距离)或不均匀地间隔开(即，它们之间具有不同的距离)。

在实施例中，金属箔202可能因焊接而拉伸或变薄。在实施例中，焊接制品214的金属箔202具有大于或等于5μm的厚度，以允许任何后续处理。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有大于或等于5μm且小于或等于200μm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有大于或等于5μm、大于或等于10μm、大于或等于15μm、或者甚至大于或等于20μm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有小于或等于200μm、小于或等于150μm、小于或等于100μm、或者甚至小于或等于50μm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有以下厚度：大于或等于5μm且小于或等于200μm、大于或等于5μm且小于或等于150μm、大于或等于5μm且小于或等于100μm、大于或等于5μm且小于或等于50μm、大于或等于10μm且小于或等于200μm、大于或等于10μm且小于或等于150μm、大于或等于10μm且小于或等于100μm、大于或等于10μm且小于或等于50μm、大于或等于20μm且小于或等于200μm、大于或等于20μm且小于或等于150μm、大于或等于20μm且小于或等于100μm、或者甚至大于或等于20μm且小于或等于50μm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有大于100nm且小于或等于10mm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有大于100nm、大于或等于500nm、大于或等于0.001mm、大于或等于0.01mm，或者甚至大于或等于0.1mm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于1mm、或者甚至小于或等于0.5mm的厚度。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可具有以下厚度：大于100nm且小于或等于10mm、大于100nm且小于或等于5mm、大于100nm且小于或等于1mm、大于100nm且小于或等于0.5mm、大于或等于500nm且小于或等于10mm、大于或等于500nm且小于或等于5mm、大于或等于500nm且小于或等于1mm、大于或等于500nm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于10mm、大于或等于0.001mm且小于或等于5mm、大于或等于0.001mm且小于或等于1mm、大于或等于0.001mm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于10mm、大于或等于0.01mm且小于或等于5mm、大于或等于0.01mm且小于或等于1mm、大于或等于0.01mm且小于或等于0.5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于10mm、大于或等于0.1mm且小于或等于5mm、大于或等于0.1mm且小于或等于1mm，或者甚至大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm，或者由这些端点中的任何端点形成的任何和所有子范围。

现在参考图7，可以根据“剃刀刀片测试”确定焊接制品214的表面能量接合强度。具体而言，将具有已知厚度的剃刀刀片220插入金属箔202与第一玻璃基板200之间，其中焊接制品214的断裂力学材料特性已知，直到出现裂纹。从剃刀刀片边缘222到剩余密封部分的所得裂纹长度L用于使用以下公式计算表面能量接合强度γ：

其中，t

在实施例中，第一界面焊缝212充分地接合第一玻璃基板200和金属箔202，使得焊接制品具有大于或等于0.2J/m

可通过减少残余应力来提高表面能量接合强度，否则残余应力可能会导致内聚破坏。通过使用较少的能量来焊接和/或改变第一玻璃基板200与金属箔202的厚度，可实现较小的残余应力。如本文所述，“残余应力”是使用双折射来测量的。具体而言，可焊接和切割第一玻璃基板200和金属箔202的1mm样品(例如，使用金刚石切割锯)。将所得的横截面安装在偏振计中以测量由局部应力区域引起的光学双折射。使用第一玻璃基板200的已知应力光学系数将双折射转换为残余应力。在实施例中，焊接制品214可具有小于或等于30MPa、小于或等于25MPa、小于或等于20MPa、小于或等于15MPa，或者甚至小于或等于10MPa的残余应力。在实施例中，焊接制品214可具有小于或等于50MPa、小于或等于45MPa、小于或等于40MPa、小于或等于35MPa、小于或等于30MPa、小于或等于25MPa、小于或等于20MPa、小于或等于15MPa，或者甚至小于或等于10MPa的残余应力。

返回参考图1，方法100可任选地在框106处继续：在焊接制品214的金属箔202上形成图案以形成图案化金属箔。如本文所述，焊接制品214的金属箔202的厚度使得焊接后可进行后续处理。在实施例中，焊接制品214的金属箔202可经受图案化、焊合、钎焊或电镀。

再次参考图1和图8，方法100可任选地在框108处继续：使第二玻璃基板230接触金属箔并在第二玻璃基板230与金属箔202之间形成第二界面焊缝232。在实施例中，第二玻璃基板230可具有与第一玻璃基板200相同或不同的组成和特性，如上所述。在实施例中，用于形成第二界面焊缝232的激光束可具有与用于形成如上所述的第一界面焊缝212的激光束相同或不同的性质。在实施例中，第二界面焊缝232可具有与上文描述的第一界面焊缝212相同或不同的性质。在实施例中，在形成第二界面焊缝232之后，可随后如上所述处理金属箔202。

例如，现在参考图9，金属箔可包括第一金属层202a、第二金属层202b和可选的第一金属粘合层202c。金属箔可进一步包括第二金属粘合层202d，该第二金属粘合层202d邻近第二金属层202b和第二玻璃基板230并将第二金属层202b接合到第二玻璃基板230。在实施例中，第二金属粘合层202d可具有与上文描述的第一金属粘合层202c相同或不同的性质。

现在参考图10，金属箔可进一步包括第三金属层202e，该第三金属层202e邻近第二金属粘合层202d和第二玻璃基板230且接触第二金属粘合层202d和第二玻璃基板230。在实施例中，第三金属层202e可以具有与第一金属层202a相同或不同的特性。

示例

为了更容易理解各种实施例，参考以下示例，其示出了本文描述的激光接合方法的各种实施例。

示例1-焊接线

现在参考图11和图12，将6μm厚的铝箔片压在0.4mm EAGLE

如图12所示，示例焊接制品EA

示例2-接合强度

现在参考图13，示例焊接制品EA

表1

示例3-残余应力

将厚度为6μm的铝箔片压在两个0.4mm EAGLE

现在参考图14，切割具有1mm厚度的示例焊接制品EA

如图15、图16和图17所示，在三个点中的每个点处，大中间凸起的任一侧存在相当低的应力(即，小于或等于5MPa)。相当低的应力区域指示焊接后的低玻璃残余应力。注意，大中间凸起是金属箔的制品。

示例4-多层金属箔和激光接合条件

现在参考图18，将具有50nm厚的铬粘合层的263μm厚铜垫片粘附到2.1μm厚铝箔片上。将多层金属箔压在0.7mm EAGLE

表2

结果如图18所示，这是穿过示例焊接制品EA

为了确认已达到合适的激光接合条件(即，激光注量为1.13J/cm

获得了示例焊接制品EA

现在参考图26-图28，将具有50nm铬粘合层的80μm厚铜箔带粘附到2.1μm厚铝箔片上。将多层金属箔压在0.7mm EAGLE

结果如图26-图28所示，其揭示了与不良或非接合区域相比，良好接合区域具有类似的更大空间范围。具体而言，图26是示例焊接制品EA

对本领域的技术人员显而易见的是，可在不背离要求保护的主题的精神和范围的情况下对本文描述的实施例作出各种修改和变化。因此，旨在使说明书覆盖本文描述的各实施例的多种修改和变化，只要这些修改和变化落在所附权利要求书及其等效方案的范围内。