(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に半導体回路素子を収納するパッケ−ジと，このパッケ−ジの上端開口部を覆うキャップとを、ロ−ラ電極に給電される溶接電流によりシ−ム溶接するためのシ−ム溶接装置において，
前記ロ−ラ電極に給電する溶接電流は，前記パッケ−ジと前記キャップとの溶接部に通電する通電時間と，この溶接部の溶接箇所が冷却する冷却時間とを繰り返すパルス電流とするとともに，前記通電時間に流れる電流は、正負一対のパルスからなる交流電流とし、このパルス状の交流電流をインバ−タ式交流溶接電源により給電すること
を特徴とするシ−ム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，半導体回路素子を収納するパッケ−ジとキャップとをロ−ラ電極でシ−ム溶接する際に，ロ−ラ電極に給電される溶接電流の電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ＩＣチップ，水晶振動子，トランジスタ等の半導体回路素子は，矩形状のパッケ−ジに収納された後，図３に示すように，ワ−クテ−ブル３３に載置されるとともに，このパッケ−ジの上端開口部はキャップで覆われる。次いで，このパッケ−ジとキャップとは（以下，単にパッケ−ジ３２と記す），このパッケ−ジ３２の互いに対向する周縁に沿って回転する一対のテ−パ−つきのロ−ラ電極３１により加圧されつつ，単相交流式溶接電源３０からの溶接電流が通電され，この溶接部に発生するジュ−ル熱によりパッケ−ジの上端開口部とキャップとがマイクロパラレル接合法（以下，シ−ム接合と記す）により気密に封止される。
【０００３】
このシ−ム接合する時には，一対のロ−ラ電極３１をパッケ−ジ３２の互いに対向する周縁（溶接部）に沿って転接させる。この際，まず，パッケ−ジの上端開口部を覆っているキャップの移動を阻止するために，キャップをパッケ−ジの周縁部に仮止めするためのスポット接合が行われ，その後，溶接部にロ−ラ電極３１が転接してシ−ム溶接される。
【０００４】
このようにしてパッケ−ジにキャップをシ−ム溶接するためのシ−ム溶接装置における電源として用いられている単相交流式電源３０は，単相交流電流を位相制御したパルス状の溶接電流を給電するように構成されている。これは，溶接電流として連続波を用いた場合には，溶接された箇所に電流が集中してしまい，一旦溶接された箇所が再度加熱されて溶融してしまうとともに，溶接部に蓄熱されてしまう。パッケ−ジ３２の内部には，熱に弱い半導体回路素子が収納されている関係上，このようにパッケ−ジ３２に蓄熱されることは，内部の半導体回路素子が破壊される恐れがあり問題である。
【０００５】
従って，シ−ム溶接では，このような蓄熱現象を避けるために，パルス状の溶接電流を給電することにより，溶接部が冷却されるための一定の冷却時間が設けられている。
【０００６】
そこで，単相交流式溶接電源３０からロ−ラ電極３１に給電されるパルス状の溶接電流の条件としては，図４に示すように，周波数５０Ｈｚの時，０．５サイクル通電し，冷却期間として１．５サイクル休止と設定されている。従って，溶接部に転接するロ−ラ電極３１の転接速度は，５ｍｍ／ｓｅｃとなる。なお，図４中，斜線で記載されている部分が通電時間，その他の部分は冷却時間に相当している。
【０００７】
従って，このような条件で溶接部に溶接電流が給電された場合，１００ｍｓｅｃ（０．１ｓｅｃ）の溶接時間は，５サイクルに相当する。従って，この５サイクルの間にロ−ラ電極３１がパッケ−ジ３２の溶接部を転接する距離は，０．５ｍｍとなる。
【０００８】
そして，溶接電流の通電される箇所，いわゆる，打点箇所３４に溶接電流が通電されると，この打点箇所３４を中心にして両側方向に溶接され，この溶接された部分（以下，ナゲットと記す）３５の両側において，互いに１部分重なり合う部分３６が形成されて，このナゲット３５が鎖状に連結されて溶接部全体が溶接される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように，パッケ−ジ３２の溶接部が完全に溶接されるためには，単位距離当りの打点箇所３４の数，ナゲット３５の長さ，冷却時間，溶接電流量，溶接速度等の制御が重要であり，これらの値は，溶接電流および冷却時間，電源周波数等により決定される。又，溶接時間は，電源周波数により決まるロ−ラ電極３１の転接速度により決定される。
【００１０】
しかしながら，溶接電流の電源として単相交流式溶接電源３０を使用する場合には，その電源周波数は５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚであり，その溶接速度等は，例えば，上述の溶接条件では，０．５ｍｍ溶接するのに，０．１ｓｅｃ必要である。このように，電源周波数により，溶接速度が自ずと決定されてしまう。又，位相制御することによりパルス状の溶接電流を得ているため，電源電圧が変動すると溶接電流が変動し，ひいては溶接むらが発生する等の問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は，内部に半導体回路素子を収納するパッケ−ジと，このパッケ−ジの上端開口部を覆うキャップとをロ−ラ電極に給電する溶接電流によりシ−ム溶接するためのシ−ム溶接装置において，ロ−ラ電極に給電する溶接電流は，パッケ−ジとキャップとの溶接部に通電する通電時間と，溶接部の溶接箇所が冷却する冷却時間とを繰り返すとともに，溶接部の通電時間に流れる電流は，正負１対のパルスからなる交流電流とし、このパルス状の交流電流を給電するインバ−タ式交流電源を用いるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例を，図１〜図２に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明の実施例を示す模式図，図２はインバ−タ式交流電源の構成図である。なお，従来例と同様のものは，同一名称，同一符号を付し，その説明を省略する。
【００１３】
図１〜図２において，１はロ−ラ電極３１へ溶接電流を給電するためのインバ−タ式交流溶接電源，２は単相電源，３は漏電検出部，４はＡＣ２００Ｖの３相交流電流を整流する整流回路，５は溶接条件設定部，６は増幅器で，溶接トランス９からの帰還電流を増幅するためのものである。７は溶接電流のパルス巾を制御するためのＰＷＭ制御部，８はパルス発生回路で，この実施例の場合には，ゲ−ト入力を制御することの出来るトランジスタが用いられている。９は溶接トランスである。
【００１４】
ロ−ラ電極３１には，インバ−タ式交流溶接電源１からの電流が，溶接トランス９を介して給電されている。１０は溶接トランス９に流れる溶接電流を検出するための検出器で，溶接電流を帰還制御するためのもので，ホ−ル素子等が使用される。
【００１５】
次に，作用動作について説明する。
まず，溶接条件設定部５から，溶接条件が入力される。従来例と同様な溶接状態が得られるようにした場合，溶接条件としては，図１に示すように，インバ−タ周波数１ＫＨｚ，０．５ｍｓｅｃの正負パルスを１ｍｓｅｃ通電時間，２ｍｓｅｃ冷却期時間の溶接条件が入力される。なお，この条件の場合には，ロ−ラ電極３１の転接速度は，５０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【００１６】
ＡＣ２００Ｖの３相交流電流は，整流回路４で整流され，パルス発生回路８に入力する。このパルス発生回路８のトランジスタのゲ−ト電極には，溶接条件設定部５から入力された溶接条件に基づいて，ＰＷＭ制御部７からの制御電流が入力し，インバ−タ周波数１ＫＨｚで，０．５ｍｓｅｃのパルス巾を有する正負１対のパルスが溶接トランス９に入力される。なお，この溶接電流は検出器１０で一部検出され，この検出電流は，増幅器６に帰還されて，ＰＷＭ制御部７を介してパルス発生回路８のトランジスタのゲ−ト電極に印加されて帰還制御されている。
【００１７】
図１に示す正負一対のパルスの溶接電流は，ロ−ラ電極３１に給電され，ワ−クテ−ブル３３上に載置されているパッケ−ジ３２の溶接部が溶接される。この溶接部は打点箇所３４毎に正負２個のパルスで合計１ｍｓｅｃの溶接電流が通電されて溶接され，その溶接された箇所，即ち，ナゲット３５の長さは，約０．２ｍｍとなる。次いで，このナゲット３５は２ｍｓｅｃの間冷却される。
【００１８】
従って，従来，溶接部の長さが０．５ｍｍの時の溶接速度は，１００ｍｍ／ｓｅｃであったものが，本願発明の場合には，１０ｍｍ／ｓｅｃで溶接することが出来，その溶接速度は，従来の単相交流式溶接電源に比較して１／１０に短縮することが出来る。
このように，インバ−タ式交流溶接電源１の場合には，パルス巾，溶接電流量，パルス間隔等各種の溶接条件を任意に制御することが出来るとともに，帰還制御も行うことが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は，内部に半導体回路素子を収納するパッケ−ジと，このパッケ−ジの上端開口部を覆うキャップとをロ−ラ電極に給電する溶接電流によりシ−ム溶接するためのシ−ム溶接装置において，ロ−ラ電極に給電する溶接電流は，パッケ−ジとキャップとの溶接部に通電する通電時間と，溶接部の溶接箇所が冷却する冷却時間とを繰り返すとともに，溶接部の通電時間に流れる電流は，正負１対のパルスからなる交流電流とし、このパルス状の交流電流をインバ−タ式交流溶接電源により給電するようにしたので、従来のものに比較して溶接速度を短縮することが出来るとともに，溶接速度を任意に制御することが出来る。
【００２０】
その上，打点箇所の数も任意に調整することが出来るため，打点箇所の数を多くすれば，それだけ，気密性のよい完全な溶接が出来る。又，従来の単相交流式の場合には，５０あるいは６０サイクルの振動によりキャップの位置ずれが発生する危険性があったが，この発明によるインバ−タ式の場合には，溶接電流のパルス繰り返し周波数を高くすることが出来るから，発生する振動に対して，キャップの位置ずれが発生する危険もない。さらに，電源電圧の変動による溶接電流の変動に対しても，その回復時間が早いため溶接むらが発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す模式図である。
【図２】この発明の実施例を示すインバ−タ式交流溶接電源を用いたシ−ム溶接装置の要部構成図である。
【図３】従来例を示す模式図である。
【図４】従来例を示す単相交流式溶接電源を用いたシ−ム溶接装置の要部の構成図である。
【符号の説明】
１            インバ−タ式交流溶接電源
３１          ロ−ラ電極
３２          パッケ−ジ
３４          打点箇所
３５          ナゲット
【図１】
0003572472.tif 000002
【図２】
0003572472.tif 000003
【図３】
0003572472.tif 000004
【図４】
0003572472.tif 000005