(57)【要約】【課題】  電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流で被溶接物を溶接するインバータ式抵抗溶接装置の溶接（封止）方法に関したもので、溶接後状態を最良にし、また、密閉容器内に溶接時のスプラッシュ（コンタミ）侵入を低減することを目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、容器内へのコンタミの侵入を抑えベース部と蓋部の気密性と接合強度を向上するもので、溶接電極間に加圧挟持された被溶接物を電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流の通電により溶接する溶接手段を用い、前記高周波をインバータにて周波数を可変したインバータ式溶接の溶接方法として、所定の溶接温度に達するまでの設定時間を５ｍｓとし、そのときの溶接条件は加圧（力）が１．４５ｋＮ、通電電流１０．５ｋＡを１０ｍｓ通電したことにより課題を解決する。【選択図】  図１
2007038227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接電極間に加圧挟持された被溶接物を電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流の通電により溶接する溶接手段を用い、前記高周波をインバータにて周波数を可変したインバータ式溶接の溶接方法において、
所定の溶接温度に達するまでの設定時間を５ｍｓとしたことを特徴とするインバータ式溶接の溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載の所定温度のときの溶接条件は加圧（力）が１．４５ｋＮ、通電電流１０．５ｋＡを１０ｍｓ通電したことを特徴とするインバータ式溶接の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流で被溶接物を溶接するインバータ式抵抗溶接装置におけるの溶接（封止）方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の電子機器の高機能、高精度化、小型化、軽量化に伴い、これらの電子機器に搭載する電子部品にも同様の課題が要求されてきている。例えば電子部品の容器構造をとってみても、従来の金属容器に代わり、セラミック材料を用いたものへの展開で前述する要求課題の改善に取り組んできている現状にある。
【０００３】
その一方で金属容器（ベース、蓋）などを用いた、高品質な密閉封止環境を必要とする場合には、従前から用いられている封止方法により密閉環境を実現した封止が行われている。例えば、水晶振動子（ハーメチィックシールと缶タイプ）は抵抗溶接（コンデンサタイプ）やコールドウェルドと言った溶接機で溶接封止している。昔からインバータ方式の溶接の存在もあったが、設備コスト則ちインバータ方式の溶接機が非常に高価であったために導入できなかった経緯もある。なお、理想的な溶接（封止）行う条件には、電流と時間と加圧（力）が主な要素となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５８１４８号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５１５５号公報  なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の課題にも記載したように、最近では金属材料の容器や蓋に代わり、セラミック材料や樹脂材料を用いることから、従来の溶接式の封止方法に代えて、封止材を用いてシーム溶接などコンパクトな封止装置で量産化しているのが現状にある。しかしながら、水晶振動子を一例に取ってみると高安定で経時変化に対する周波数変動が通常は１×１０−６の周波数安定度の製品から１×１０−９の周波数安定度と言うように周波数変動の要求が極めて小さくなった場合には、従来から用いられる抵抗溶接による溶接（封止）が現在でも使われいる。
【０００６】
ここで従来からの溶接（封止）方法を簡単に説明すると図２に示すように、金属からなる容器として、ベース部分と蓋部分とを溶接電極間に加圧挟持して電流を印加することで、ベース部分と蓋部分の接触部分が溶けて封止がなされるのが原理となっている。図２（ａ）は溶接を構成する概念図、図２（ｂ）は溶接前後の接合部の状態を示した概念図、図２（ｃ）はナゲットを示す概念図である。
【０００７】
そのため、溶接部分から飛散する溶接塵が接合部周辺に飛び散り、場合によっては溶接部から容器の内側に飛散する場合も考えられる。
【０００８】
ところで、溶接の電流制御方式には、大別してコンデンサ式とインバータ式がある。コンデンサ式は溶接設備が比較的安価であるのに対して、コンデンサに蓄えた電流を瞬時に放流する形式から詳細な溶接条件を設定することができない。その一方で、インバータ式は周波数を可変することで詳細に条件を設定することができる反面で溶接設備が高価になってしまうという一面がある。
【０００９】
しかしながら、前述する溶接部分から飛散する溶接塵が接合部周辺に飛び散り、場合によっては溶接部から容器の内側に飛散するという状況は、コンデンサ式でもインバータ式でも同様に発生する。特に、温度が上昇し溶接部の溶融温度の限界を超えると、溶融金属がコンタミとして飛散し、接合した容器の内部の収納する水晶表面に飛散した金属成分が付着し電気的特性を劣化させと言う課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような課題を解決するために本発明は、溶接電極間に加圧挟持された被溶接物を電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流の通電により溶接する溶接手段を用い、前記高周波をインバータにて周波数を可変したインバータ式溶接の溶接方法において、所定の溶接温度に達するまでの設定時間を５ｍｓとしたことにある。
【００１１】
このとき、所定温度のときの溶接条件は加圧（力）が１．４５ｋＮ、通電電流１０．５ｋＡを１０ｍｓ通電したことを特徴とするインバータ式溶接の溶接方法である。
【００１２】
要するに本発明は、金属容器であるベース部分と蓋部分とを抵抗溶接で溶接する場合に、溶接時に金属成分が飛散する量を調整するために、発明者はインバータ式の溶接を持ちいたときに、最も溶接効率と溶接時則ち、封止時に発生する各種問題（接合強度の不足、接合箇所の欠落など）を解消し最良の接合条件を実験的に得たものである。その結果、容器内へのコンタミの侵入を抑えベース部と蓋部の気密性と接合強度を向上することで課題を解決する。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明による溶接方法によれば、真空容器の内側にコンタミの侵入を低減することにより、高品質な製品を得ることができることから歩留まりの向上と、製造コストの低減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は溶接条件の一例を示したグラフである。図１（ａ）は縦軸に溶接電流をとり、横軸に溶接電流の印加時間をとったもので、図１（ｂ）は縦軸に溶接温度と、横軸に溶接要する通電時間をとったものである。また、図１にはコンデンサ式の溶接とインバータ式の溶接の条件（プロファイル）が図１（ａ）と図１（ｂ）それぞれの状態で示している。
【００１５】
図１（ａ）から分かるように、コンデンサ式の溶接では温度上昇の制御ができないために、そのときの温度上昇に沿って最大温度まで達してから、温度が下降している。それに対して、インバータ式の場合には、最大温度を自由に設定できるよう、インバータで温度制御に関わる周波数を制御し所望の温度になるようにしているのが伺える。
【００１６】
また、図１（ｂ）に示す溶接温度に達するまでの通電時間のグラフからは、図１（ａ）と同様にコンデンサ式の溶接とインバータ式の溶接とで比較したグラフを示しているが、コンデンサ式の溶接では温度上昇の制御ができないために、そのときの温度上昇に沿って最大温度まで達してから、温度が下降しているのに対して、インバータ式の場合には、最大温度周辺で温度制御することで、最大温度での急激な温度変化の発生を抑制している。
【００１７】
また、図１（ｂ）のグラフでは、スプラッシュを発生させてしまうほどの高温度範囲と、ナゲットを発生させてしまう温度範囲をグラフ中に示しているが、コンデンサ式の溶接ではスプラッシュを発生させてしまう温度範囲に最大温度が達してしまうのに対して、インバータ式溶接はスプラッシュを発生させる温度範囲以下の温度で制御できていることが伺える。
【００１８】
加えて、インバータ式溶接ではナゲットを発生させてしまう温度範囲以上の温度を維持することから、スプラッシュの発生とナゲットの発生の両方を解消した温度設定となっている。ここでナゲットとは、金属容器のベースと蓋との溶接時に溶接部分にイボ状になった溶接ムラのことを示すもので、ナゲット部分の溶接は不安定な状態であることを伺わせる。従ってこのナゲット箇所は溶接強度が弱かったり、場合によっては未溶接の箇所があったりすることもある。
【００１９】
以上のことから本発明は、金属容器であるベース部分と蓋部分とを抵抗溶接で溶接する場合に、溶接時に金属成分が飛散する量を調整するために、発明者はインバータ式の溶接を持ちいたときに、最も溶接効率と溶接時則ち、封止時に発生する各種問題（接合強度の不足、接合箇所の欠落など）を解消し最良の接合条件を実験的に得たものである。
【００２０】
その結果、容器内へのコンタミの侵入を抑えベース部と蓋部の気密性と接合強度を向上するもので、溶接電極間に加圧挟持された被溶接物を電源周波数より高周波数の電流を整流した溶接電流の通電により溶接する溶接手段を用い、前記高周波をインバータにて周波数を可変したインバータ式溶接の溶接条件として、所定の溶接温度に達するまでの設定時間を５ｍｓとし、そのときの溶接条件は加圧（力）が１．４５ｋＮ、通電電流１０．５ｋＡを１０ｍｓ通電したことを特徴とするインバータ式溶接の溶接条件を発明者が実験的に得たものである。
【００２１】
なお本発明の溶接方法では、スブラッシュの発生はＬｏｇ的に変化するために、金属ベースゆ蓋の母材によっては、電流、時間、圧力での制御も可能な場合がある。しかしながらコンデンサ式溶接に比べてインバータ式溶接は封止条件の設定幅を広くすることができ、かつ条件設定を容易にすることができる。その結果、プロジェクション部が安定して潰れる溶接による封止程度も高くなる。
【００２２】
なお、図３に示す図は溶接温度に達するまでの設定時間とその設定時間に対する溶接状態を示したものである。本発明では発明者が実験により最適設定時間を探し得たもので、溶接温度に達するまでの設定時間を５±１ｍｓであれば十分に溶接が可能であると結論付けている。しかしながら４ｍｓの場合にはナゲット状態を生じる場合もあることから、理想としては５ｍｓを設定時間としている。
【００２３】
また、全体の通電時間については、当然ながら１０ｍｓ以上であっても構わないが、溶接に必要な時間は１０ｍｓで足りることから、それ以上の時間は全体的な製造時間の無駄となってしまう。仮に１０ｍｓ余計に時間を要した過程したときに、１０００個の溶接作業を行った場合に約１００００ｍｓ則ち、１０秒になるため量産数量が増えるほど製造時間の無駄となってしまう。従って、発明者は最良の溶接結果を得る最短時間として溶接に必要な時間を１０ｍｓと設定するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の状態を示したグラフで、図１（ａ）は溶接電流−時間を示し、図２（ｂ）は、温度−通電時間を示したものである。
【図２】溶接状態の概念を示した図である。
【図３】溶接温度に達するまでの設定時間と溶接状態の関係を示したものである。
【図１】
2007038227.tif 000003
【図２】
2007038227.tif 000004
【図３】
2007038227.tif 000005