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JP5403656B2 - Seam welding power control device, seam welding method and seam welding device - Google Patents
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JP5403656B2 - Seam welding power control device, seam welding method and seam welding device - Google Patents

Seam welding power control device, seam welding method and seam welding device Download PDF

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Description

本発明は、電子部品のシーム溶接において、溶接品質を高めるとともに、特に小型の電子部品のシーム溶接を容易に行うことができるシーム溶接用電力制御装置等に関する。   The present invention relates to a seam welding power control device and the like that can improve welding quality and can easily perform seam welding of particularly small electronic components in seam welding of electronic components.

従来、水晶振動子などに代表される電子部品パッケージを溶接する場合に、一対の溶接ローラを利用して電子部品パッケージに溶接電流を印加するシーム溶接手法が利用されている。このシーム溶接では、図7に示されるように、溶接ローラ32により電子部品パッケージ100に電流が流れ込む側の入力側溶接縁Lで発生するジュール熱と、電流が流れ出る側の出力側溶接縁Mのジュール熱とに差が生じるため、入力側溶接縁L側と出力側溶接縁M側で溶接状態が異なってしまう。このような問題を解消するために、各溶接スポットを、正負一対のパルスからなる溶接電流を印加して形成することで、各溶接スポットにおいて入力側溶接縁Lと出力側溶接縁Mとの間の溶接条件を同じにする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, when an electronic component package typified by a crystal resonator or the like is welded, a seam welding technique is used in which a welding current is applied to the electronic component package using a pair of welding rollers. In this seam welding, as shown in FIG. 7, Joule heat generated at the input side welding edge L on the side where current flows into the electronic component package 100 by the welding roller 32 and the output side welding edge M on the side where current flows out. Since there is a difference in Joule heat, the welding state differs between the input side welding edge L side and the output side welding edge M side. In order to solve such a problem, each welding spot is formed by applying a welding current consisting of a pair of positive and negative pulses, so that each welding spot has a gap between the input side welding edge L and the output side welding edge M. There has been proposed a technique for making the same welding conditions (see, for example, Patent Document 1).

特開平9−206957号公報JP-A-9-206957

しかしながら、近年、電子部品が高性能になるとともに電子部品自体のサイズが小さくなり、非常に狭い範囲でシーム溶接を行わなければならない場合がある。しかし、特許文献1に開示されている技術は、正パルス及び負パルスからなる一対のパルスを各溶接スポットに印加することから、各溶接スポットにおける電流の印加時間が長くなり、1カ所の溶接スポットにおける溶融範囲が肥大してしまうという問題があった。   However, in recent years, electronic components have become high performance and the size of the electronic components themselves has been reduced, and seam welding may have to be performed in a very narrow range. However, since the technique disclosed in Patent Document 1 applies a pair of pulses consisting of a positive pulse and a negative pulse to each welding spot, the application time of current at each welding spot becomes longer, and one welding spot is obtained. There was a problem that the melting range in the slab was enlarged.

本発明は、斯かる実情に鑑み、特に小型の電子部品のシーム溶接に好適な、シーム溶接用電力制御装置、シーム溶接方法及びシーム溶接装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a seam welding power control device, a seam welding method, and a seam welding device that are particularly suitable for seam welding of small electronic components.

本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。   The above-mentioned object is achieved by the following means based on the earnest research of the present inventors.

本発明は、溶接ローラに溶接電流を印加して電子部品をシーム溶接するシーム溶接装置におけるシーム溶接用電力制御装置であって、交流電圧を直流電圧に変換する電源変換部と、正電流を印加する正パルス印加期間、該正パルス印加期間に連続して電流を略零に維持する第1冷却期間、該第1冷却期間に連続して負電流を印加する為の負パルス印加期間、該負パルス印加期間に連続して電流を略零に維持する第2冷却期間、をこの順に繰り返して、前記直流電圧を前記溶接ローラに供給する電流制御部と、前記電源変換部の前記直流電圧を定電圧制御する安定化部と、前記正パルス印加期間、前記第1冷却期間、前記負パルス印加期間及び前記第2冷却期間の少なくともいずれかの時間を任意に変更する時間調整部と、を備え、前記電流制御部における前記第1及び第2冷却期間は、前記溶接ローラが前記電子部品上で次の溶接位置まで移動可能な時間に設定されていることを特徴とする。 The present invention relates to a power control device for seam welding in a seam welding apparatus for seam welding an electronic component by applying a welding current to a welding roller, and a power converter for converting an AC voltage to a DC voltage, and applying a positive current A positive pulse application period, a first cooling period in which the current is maintained at substantially zero continuously during the positive pulse application period, a negative pulse application period in which a negative current is applied continuously in the first cooling period, The second cooling period in which the current is maintained at substantially zero continuously in the pulse application period is repeated in this order, and the current control unit that supplies the DC voltage to the welding roller and the DC voltage of the power conversion unit are determined. A stabilization unit that performs voltage control, and a time adjustment unit that arbitrarily changes at least one of the positive pulse application period, the first cooling period, the negative pulse application period, and the second cooling period, Current control Said first and second cooling period in section is characterized in that the welding roller is set on a movable time to a next welding position on said electronic component.

前記安定化部は、定電圧制御する電圧レベルが可変となっていることが好ましい。また、前記第1及び第2冷却期間における前記溶接ローラの移動距離は、直前の前記正電流又は前記負電流の印加によって前記電子部品が溶融する範囲以内であることが好ましい。The stabilizing unit preferably has a variable voltage level for constant voltage control. Moreover, it is preferable that the moving distance of the welding roller in the first and second cooling periods is within a range in which the electronic component is melted by the application of the positive current or the negative current immediately before.

また、本発明は、溶接ローラに溶接電流を印加して電子部品をシーム溶接するシーム溶接方法であって、交流電圧を直流電圧に変換する電流変換工程と、前記電流変換工程により変換される直流電圧を利用して、前記溶接ローラに正電流を印加する正パルス印加工程と、前記正パルス印加工程に連続して、前記溶接ローラの電流を略零に維持する第1冷却工程と、前記第1冷却工程に連続して、前記溶接ローラに負電流を印加する負パルス印加工程と、前記負パルス印加工程に連続して、前記溶接ローラの電流を略零に維持する第2冷却工程と、前記第1冷却工程にて行われ前記溶接ローラを前記電子部品上で相対移動する第1移動行程と、前記第2冷却工程にて行われ前記溶接ローラを前記電子部品上で相対移動する第2移動行程と、を有することを特徴とする。The present invention also provides a seam welding method for seam welding an electronic component by applying a welding current to a welding roller, wherein the current conversion step converts an AC voltage into a DC voltage, and the direct current converted by the current conversion step. A positive pulse applying step of applying a positive current to the welding roller using a voltage; a first cooling step of maintaining the current of the welding roller at substantially zero in succession to the positive pulse applying step; A negative pulse applying step of applying a negative current to the welding roller continuously to the first cooling step; a second cooling step of maintaining the current of the welding roller to be substantially zero continuously to the negative pulse applying step; A first moving process in which the welding roller is relatively moved on the electronic component in the first cooling step, and a second movement step in which the welding roller is relatively moved on the electronic component in the second cooling step. And travel And wherein the Rukoto.

前記直流電圧を定電圧にする安定化工程を更に備えることが好ましい。また、前記安定化工程では、定電圧レベルが可変となっていることが好ましい。さらに、前記正パルス印加期間、前記第1冷却期間、前記負パルス印加期間、及び前記第2冷却期間の少なくともいずれかの時間を任意に変更する時間調整工程を備えることが好ましい。加えて、前記第1又は第2移動行程による前記溶接ローラの移動は、直前の前記正電流又は負電流の印加によって前記電子部品が溶融する範囲以内であることが好ましい。It is preferable to further comprise a stabilization step of making the DC voltage a constant voltage. In the stabilization step, the constant voltage level is preferably variable. Furthermore, it is preferable to further include a time adjustment step for arbitrarily changing at least one of the positive pulse application period, the first cooling period, the negative pulse application period, and the second cooling period. In addition, it is preferable that the movement of the welding roller by the first or second moving stroke is within a range in which the electronic component is melted by the application of the positive current or the negative current immediately before.

さらに、本発明は、一対のローラ電極と、前記ローラ電極を電子部品の任意の位置に移動する、溶接ローラ移動手段と、上記の前記シーム溶接用電力制御装置と、を備えることを特徴とする、シーム溶接装置である。Furthermore, the present invention includes a pair of roller electrodes, a welding roller moving unit that moves the roller electrode to an arbitrary position of an electronic component, and the seam welding power control device. , Seam welding equipment.

本発明によれば、電子部品のシーム溶接における溶接品質を高めることができ、特に小型の電子部品のシーム溶接の品質向上を図ることが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the welding quality in the seam welding of an electronic component can be improved, and it becomes possible to aim at the quality improvement of the seam welding of especially a small electronic component.

本発明の第1実施形態に係るシーム溶接装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a seam welding device according to a first embodiment of the present invention. 同シーム溶接装置の安定化電源部及び電流制御部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the stabilization power supply part and current control part of the seam welding apparatus. 同シーム溶接装置の電流制御部のパルス発生部から出力される溶接電流の波形図である。It is a wave form diagram of the welding current output from the pulse generation part of the current control part of the seam welding apparatus. 上方から視た同シーム溶接装置の溶接ローラに印加する溶接電流の方向と溶接ローラの移動の状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the direction of the welding current applied to the welding roller of the seam welding apparatus seen from the upper direction, and the state of the movement of a welding roller. 同シーム溶接装置の溶接電流と、電子部品パッケージの溶接状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the welding current of the seam welding apparatus, and the welding state of an electronic component package. 他の実施形態に係る、パルス発生部から出力される溶接電流の波形図である。It is a wave form diagram of welding current outputted from a pulse generation part concerning other embodiments. 従来の溶接方法を示す、溶接ローラ及び電子部品パッケージ近傍の部分拡大図である。It is the elements on larger scale near the welding roller and electronic component package which show the conventional welding method.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<全体構成>   <Overall configuration>

図1は、本発明の第1実施形態に係るシーム溶接装置1の全体構成が示されている。   FIG. 1 shows an overall configuration of a seam welding apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.

このシーム溶接装置1は、溶接ローラ移動手段である本体側保持機構10と、この本体側保持機構10に着脱自在に保持されるシーム溶接ローラユニット30と、シーム溶接用電力制御装置50と、ワークとなる電子部品パッケージ100が搭載される溶接テーブル70と、を備えて構成されている。更に、シーム溶接用電力制御装置50は、交流電圧を直流電圧に変換する電源変換部60と、電源変換部60から出力される直流電圧を、任意の正電流又は負電流に変換して溶接ローラ32に供給する電流制御部80を備える。また、シーム溶接ローラユニット30は、溶接ローラ32を回転自在に保持している。   The seam welding apparatus 1 includes a main body side holding mechanism 10 which is a welding roller moving means, a seam welding roller unit 30 which is detachably held by the main body side holding mechanism 10, a seam welding power control apparatus 50, a workpiece And a welding table 70 on which the electronic component package 100 to be mounted is mounted. Further, the seam welding power control device 50 includes a power conversion unit 60 that converts an AC voltage into a DC voltage, and a DC voltage output from the power conversion unit 60 into an arbitrary positive current or negative current to convert the welding roller 32 is provided with a current control unit 80 for supplying the current to 32. The seam welding roller unit 30 holds the welding roller 32 rotatably.

本体側保持機構10は、一対のシーム溶接ローラユニット30を上下方向(Z方向)に移動自在に案内する垂直スライダ14と、左右の垂直スライダ14の上端に配置され、垂直スライダ14を左右方向(X方向)に移動させる水平スライダ16と、この水平スライダ16を上下移動させる基礎スライダ18と、この基礎スライダ18を上下方向及び左右方向と垂直な方向(紙面手前、奥方向)に移動させるY方向移動スライダ(図示省略)を備える。   The main body side holding mechanism 10 is disposed at the upper ends of the vertical slider 14 and the left and right vertical sliders 14 that guide the pair of seam welding roller units 30 to be movable in the vertical direction (Z direction). A horizontal slider 16 that moves in the X direction), a basic slider 18 that moves the horizontal slider 16 up and down, and a Y direction that moves the basic slider 18 in the vertical direction and the direction perpendicular to the left and right directions (front and back). A moving slider (not shown) is provided.

一対の垂直スライダ14は相互に独立しており、特に図示しないバネ等の付勢手段が搭載されている。したがって、垂直スライダ14は、電子部品パッケージ100等に対して溶接ローラ32を所定加重で押し付けるとともに、各溶接ローラ32を独立して上下動させる。例えば、電子部品パッケージ100が変形したり、電子部品パッケージの固定状態に誤差が生じたりする場合に、各溶接ローラ32が個別に上下動してその誤差を吸収する。   The pair of vertical sliders 14 are independent from each other, and is loaded with a biasing means such as a spring (not shown). Therefore, the vertical slider 14 presses the welding roller 32 with a predetermined load against the electronic component package 100 and the like, and moves each welding roller 32 up and down independently. For example, when the electronic component package 100 is deformed or an error occurs in the fixed state of the electronic component package, each welding roller 32 individually moves up and down to absorb the error.

水平スライダ16は、左右のシーム溶接ローラユニット30の相対距離を自在に調整する。したがって、多様な幅の電子部品パッケージ100に対して、溶接ローラ32の間隔を合わせることができる。   The horizontal slider 16 freely adjusts the relative distance between the left and right seam welding roller units 30. Therefore, the interval between the welding rollers 32 can be matched to the electronic component package 100 having various widths.

また、Y方向移動スライダ(図示省略)は、基礎スライダ18を紙面手前及び奥方向(Y方向)に移動できるので、電子部品パッケージ100の1辺に沿って、溶接ローラ32を移動させることができる。   Further, since the Y-direction moving slider (not shown) can move the basic slider 18 forward and backward (Y direction), the welding roller 32 can be moved along one side of the electronic component package 100. .

図2は、シーム溶接用電力制御装置50の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the seam welding power control apparatus 50.

シーム溶接用電力制御装置50は、前述したように、電源変換部60と電流制御部80から構成されている。   As described above, the seam welding power control device 50 includes the power conversion unit 60 and the current control unit 80.

電源変換部60は、交流電圧を直流電圧に変換する電源変換器である。電源変換部60は、詳細に、ダイオードの組合せによって交流電圧を直流電圧に整流する整流手段62を備えている。なお、本実施形態では、電源変換部60は、図示されるように、整流手段62により整流された直流電圧を所定の電圧値及び電流値に安定制御する安定化部64(以下、DC−DCコンバータ64と言う)を備える。この結果、電源変換部60から出力される電圧値が常に安定している。   The power converter 60 is a power converter that converts an AC voltage into a DC voltage. Specifically, the power conversion unit 60 includes rectifying means 62 that rectifies an AC voltage into a DC voltage by a combination of diodes. In the present embodiment, as shown in the figure, the power converter 60 stabilizes the direct current voltage rectified by the rectifier 62 to a predetermined voltage value and current value (hereinafter referred to as DC-DC). Converter 64). As a result, the voltage value output from the power converter 60 is always stable.

電流制御部80は、電源変換部60で安定化された直流電圧を、正電流及び負電流からなるパルス状の電流に変換する。   The current control unit 80 converts the DC voltage stabilized by the power supply conversion unit 60 into a pulsed current composed of a positive current and a negative current.

電流制御部80は、電圧レベルと電圧の出力時間を可変することができる。具体的には、電流制御部80は、正電流、負電流の電圧レベル及び電流の出力ON時間、出力OFF時間(出力OFF時間を第1冷却期間、第2冷却期間と言う)を設定する時間調整部82と、この時間調整部82で設定された条件に従って、電源変換部60から供給される直流電圧をパルス状の電流に変換するパルス発生部84を備える。このパルス発生部84で生成されるパルス電流は、所定の導電経路Fを経て一対の溶接ローラ32に供給される。   The current control unit 80 can vary the voltage level and the voltage output time. Specifically, the current control unit 80 sets a positive current, a negative current voltage level, a current output ON time, and an output OFF time (the output OFF time is referred to as a first cooling period and a second cooling period). An adjustment unit 82 and a pulse generation unit 84 that converts a DC voltage supplied from the power supply conversion unit 60 into a pulsed current according to the conditions set by the time adjustment unit 82 are provided. The pulse current generated by the pulse generator 84 is supplied to the pair of welding rollers 32 through a predetermined conductive path F.

次に、パルス発生部84で生成される溶接電流Iについて説明する。   Next, the welding current I generated by the pulse generator 84 will be described.

電流制御部80のパルス発生部84から溶接ローラ32に出力される溶接電流Iは、前述したように、正電流を印加する正パルス印加期間ST、正パルス印加期間STに連続して電流を略零に維持する第1冷却期間RT1、負電流を印加する負パルス印加期間FT、負パルス印加期間FTに連続して略零に維持する第2冷却期間RT2、を繰り返すパルス状の電流である(図3参照)。   As described above, the welding current I output from the pulse generator 84 of the current controller 80 to the welding roller 32 is substantially equal to the positive pulse application period ST in which the positive current is applied and the positive pulse application period ST. It is a pulsed current that repeats a first cooling period RT1 that is maintained at zero, a negative pulse application period FT that applies a negative current, and a second cooling period RT2 that is maintained substantially zero following the negative pulse application period FT ( (See FIG. 3).

本実施形態では、第1冷却期間RT1と第2冷却期間RT2で印加される電流は略0Aであり、正パルス印加期間STでは100A、負パルス印加期間FTでは−100Aの溶接電流が流れる場合を示す。また、同図において、正パルス印加期間STと負パルス印加期間FTでは、電流の流れる向きが異なっていることを意味している。例えば、図4は、上方から視た溶接ローラ32と電子部品パッケージ100を拡大して示す正面図である。正パルス印加期間STでは、左溶接ローラ32Aから電子部品パッケージ100を経由して右溶接ローラ32B(矢印A方向)に電流が流れ、第1冷却期間RT1では、溶接ローラ32が矢印E1方向に移動し、その後の負パルス印加期間FTでは、右溶接ローラ32Bから電子部品パッケージ100を経由して左溶接ローラ32A(矢印B方向)に電流が流れる。その後の第2冷却期間RT2では、溶接ローラ32が矢印E2方向に更に移動する。各電流によって、左溶接ローラ32Aと電子部品パッケージ100の間及び右溶接ローラと電子部品パッケージ100の間にジュール熱が発生し、電子部品パッケージ100を構成しているセラミック容器110と蓋となるリッド120がシーム溶接される。   In the present embodiment, the current applied in the first cooling period RT1 and the second cooling period RT2 is approximately 0 A, and the case where a welding current of 100 A flows in the positive pulse application period ST and −100 A flows in the negative pulse application period FT. Show. Further, in the figure, it means that the direction of current flow is different between the positive pulse application period ST and the negative pulse application period FT. For example, FIG. 4 is an enlarged front view showing the welding roller 32 and the electronic component package 100 as viewed from above. In the positive pulse application period ST, current flows from the left welding roller 32A through the electronic component package 100 to the right welding roller 32B (arrow A direction), and in the first cooling period RT1, the welding roller 32 moves in the arrow E1 direction. In the subsequent negative pulse application period FT, a current flows from the right welding roller 32B to the left welding roller 32A (in the direction of arrow B) via the electronic component package 100. In the subsequent second cooling period RT2, the welding roller 32 further moves in the direction of arrow E2. Each current generates Joule heat between the left welding roller 32A and the electronic component package 100 and between the right welding roller and the electronic component package 100, and the ceramic container 110 constituting the electronic component package 100 and a lid serving as a lid 120 is seam welded.

なお、本実施形態では、一つの溶接スポットを形成する際に、正電流と負電流からなる一対の溶接電流を印加することはない。従って、正パルス印加期間STや負パルス印加期間FTに形成される溶接範囲(溶接スポット)は、電子部品パッケージ100の一対の両縁において均等ではない。   In the present embodiment, when forming one welding spot, a pair of welding currents composed of a positive current and a negative current is not applied. Therefore, the welding range (welding spot) formed in the positive pulse application period ST and the negative pulse application period FT is not uniform at the pair of both edges of the electronic component package 100.

なお、上述の説明からも分かるように、第1冷却期間RT1における溶接ローラ32の移動距離E1は、正パルス印加期間STに形成される溶接スポットと負パルス印加期間FTに形成される溶接スポットが十分に重なる程度に設定される。このようにすることにより、溶接ローラ32により電子部品パッケージ100の溶接領域を万遍無く溶融でき、溶接品質及び溶接強度の向上を図ることができる。   As can be seen from the above description, the moving distance E1 of the welding roller 32 in the first cooling period RT1 is determined by the welding spot formed in the positive pulse application period ST and the welding spot formed in the negative pulse application period FT. It is set to the extent that it overlaps sufficiently. By doing in this way, the welding area | region of the electronic component package 100 can be fuse | melted uniformly by the welding roller 32, and the improvement of welding quality and welding strength can be aimed at.

図5には、正パルス印加期間STを合計4回、負パルス印加期間FTを合計3回に設定して、電子部品パッケージ100の1辺に沿って7か所を溶接する場合を例示している。   FIG. 5 exemplifies a case of welding seven locations along one side of the electronic component package 100 with the positive pulse application period ST set to a total of four times and the negative pulse application period FT set to a total of three times. Yes.

また、同図の細斜線で示される加熱領域K1は、正パルス印加期間ST又は負パルス印加期間FTによって、電子部品パッケージ100(リッド120)が加熱される範囲を模式的に表したものであり、溶融部K2は、この加熱によってセラミック容器110とリッド120が接合された部分(ナゲット)の形状と範囲を模式的に表したものである。   In addition, the heating region K1 indicated by the thin oblique lines in the figure schematically represents a range in which the electronic component package 100 (lid 120) is heated by the positive pulse application period ST or the negative pulse application period FT. The melting portion K2 schematically represents the shape and range of the portion (nugget) where the ceramic container 110 and the lid 120 are joined by this heating.

先に説明したが、溶接ローラ32による加熱領域K1は、電流が流れ込む側が広く、流れ出る側が小さくなる。これは、溶接ローラ32、リッド120素材、セラミック容器110素材の順に電流が流れ込む場合の発熱量と、セラミック容器110素材、リッド120素材、溶接ローラ32の順に電流が流れ出る場合の発熱量が、ゼーベック効果(ペルチェ効果)等によって異なることに起因している。このため、電流が流れ込む側(左溶接ローラ32A側)のジュール熱よりも、流れ出る側(右溶接ローラ32B側)のジュール熱が低くなり、従って、溶接部K2も、電流が流れ込む側が広くなり、電流が流れ出る側が小さくなる。   As described above, the heating region K1 by the welding roller 32 has a wide current flowing side and a small flowing side. This is because the amount of heat generated when the current flows in the order of the welding roller 32, the lid 120 material, and the ceramic container 110 material, and the amount of heat generated when the current flows in the order of the ceramic container 110 material, the lid 120 material, and the welding roller 32 are This is due to differences in effect (Peltier effect). For this reason, the Joule heat on the flow-out side (right welding roller 32B side) is lower than the Joule heat on the current-flow side (left welding roller 32A side), and therefore, the welding part K2 also has a wider current-flow side, The side from which current flows out becomes smaller.

一方で、本実施形態では、このように電子部品パッケージ100における一対の縁において、正パルス印加期間ST又は負パルス印加期間FTの各々では、溶接部K2を敢えて非対称のままとしている。しかし、冷却期間をあけつつ、これらの正パルス印加期間STと負パルス印加期間FTを交互に確保することで、結果として、隣接する溶接部K2を相互に重ね合わせていくことが可能となっている。   On the other hand, in the present embodiment, the welded portion K2 is intentionally left asymmetric in each of the positive pulse application period ST or the negative pulse application period FT at the pair of edges in the electronic component package 100 as described above. However, by alternately securing the positive pulse application period ST and the negative pulse application period FT while leaving a cooling period, it is possible to overlap adjacent welds K2 as a result. Yes.

<シーム溶接方法>   <Seam welding method>

次の、このシーム溶接装置1によるシーム溶接方法を説明する。まず、電源変換工程として、電源変換部によって外部から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。変換された直流電圧は、溶接ローラ32に供給される。   Next, a seam welding method using the seam welding apparatus 1 will be described. First, as a power source conversion step, an AC voltage supplied from the outside by a power source converter is converted into a DC voltage. The converted DC voltage is supplied to the welding roller 32.

次に、正パルス印加工程として、正パルス印加期間STに正電流を溶接ローラ32に印加する。具体的には、電流制御部80のパルス発生部84から電流を左溶接ローラ32Aから右溶接ローラ32B方向(矢印A方向)に流す。   Next, as a positive pulse application step, a positive current is applied to the welding roller 32 during the positive pulse application period ST. Specifically, a current is supplied from the pulse generator 84 of the current controller 80 in the direction from the left welding roller 32A to the right welding roller 32B (arrow A direction).

次に、正パルス印加工程に連続する第1冷却工程として、第1冷却期間RT1の間に、溶接ローラ32に略0mAの電流を流す(電圧を零にする)。   Next, as a first cooling step subsequent to the positive pulse applying step, a current of approximately 0 mA is passed through the welding roller 32 (the voltage is reduced to zero) during the first cooling period RT1.

この第1冷却期間RT1の間に、第1移動行程を行う。つまり、第1冷却期間RT1の間に溶接ローラ32を次の溶接位置まで移動する。   During the first cooling period RT1, the first movement stroke is performed. That is, the welding roller 32 is moved to the next welding position during the first cooling period RT1.

次に、第1冷却工程に連続する負パルス印加工程として、負パルス印加期間FTに負電流を溶接ローラ32に印加する。具体的には、電流制御部80のパルス発生部84から電流を右溶接ローラ32Bから左溶接ローラ32A方向(矢印B方向)に流す。   Next, a negative current is applied to the welding roller 32 during the negative pulse application period FT as a negative pulse application step that is continuous with the first cooling step. Specifically, a current is supplied from the pulse generator 84 of the current controller 80 in the direction from the right welding roller 32B to the left welding roller 32A (arrow B direction).

次に、負パルス印加工程に連続する第2冷却工程として、第2冷却期間RT2の間に、溶接ローラ32に略0mAの電流を流す(電圧を零にする)。   Next, as a second cooling step subsequent to the negative pulse applying step, a current of approximately 0 mA is passed through the welding roller 32 (the voltage is reduced to zero) during the second cooling period RT2.

この第2冷却期間RT2の間に、第2移動行程を行う。つまり、第2冷却期間RT2の間に溶接ローラ32を次の溶接位置まで移動する。以上の正パルス印加工程〜第2移動工程を繰り返し行うことで、シーム溶接を完了させる。   During the second cooling period RT2, the second movement stroke is performed. That is, the welding roller 32 is moved to the next welding position during the second cooling period RT2. Seam welding is completed by repeatedly performing the positive pulse applying process to the second moving process.

上述のように、電子部品パッケージ100の1辺の複数の溶接位置において、間隔を空けながら、正電流と負電流を交互に印加することによって、電子部品パッケージ100の各辺を確実にシーム溶接することができる。換言すると、電子部品パッケージ100の異なる位置で、正電流と負電流を交互に印加することにより、左溶接ローラ32A側若しくは右溶接ローラ32B側のどちらか一方のみが多く溶けるのを防止することができる。また、各溶接位置で正電流又は負電流の一方を印加することにより、1カ所での溶融範囲を小さくすることができる。この結果、小さい電子部品においても、溶接スポットの数を増やすことが可能となり、溶接品質、溶接強度を向上させることができる。   As described above, each side of the electronic component package 100 is surely seam-welded by alternately applying a positive current and a negative current at intervals of a plurality of welding positions on one side of the electronic component package 100. be able to. In other words, by alternately applying a positive current and a negative current at different positions of the electronic component package 100, it is possible to prevent only one of the left welding roller 32A side and the right welding roller 32B side from melting much. it can. Further, by applying one of positive current and negative current at each welding position, the melting range at one place can be reduced. As a result, even in a small electronic component, the number of welding spots can be increased, and the welding quality and welding strength can be improved.

また、電流制御部80における第1冷却期間RT1及び第2冷却期間RT2は、溶接ローラ32が電子部品パッケージ100上で次の溶接位置まで移動するように設定されている。したがって、溶接ローラ32は、次の溶接位置まで確実に移動した後、正電流又は負電流を流して電子部品パッケージ100をシーム溶接することができる。   The first cooling period RT1 and the second cooling period RT2 in the current control unit 80 are set so that the welding roller 32 moves to the next welding position on the electronic component package 100. Therefore, after the welding roller 32 has moved to the next welding position with certainty, the electronic component package 100 can be seam welded by passing a positive current or a negative current.

また、シーム溶接用電力制御装置50は、電源変換部60の整流手段62で変換された直流電圧を、所定の定電圧及び定電流に安定制御する安定化部(DC−DCコンバータ64)を更に備えている。したがって、電流制御部80から出力され、溶接ローラ32に供給される電圧又は電流が安定し、溶接ローラ32は常に略同じ条件で安定したシーム溶接をすることが。   The seam welding power control device 50 further includes a stabilization unit (DC-DC converter 64) that stably controls the DC voltage converted by the rectifying means 62 of the power conversion unit 60 to a predetermined constant voltage and constant current. I have. Therefore, the voltage or current output from the current control unit 80 and supplied to the welding roller 32 is stabilized, and the welding roller 32 can always perform stable seam welding under substantially the same conditions.

また、DC−DCコンバータ64は、定電圧制御する電圧レベルを可変して任意の値に設定することができるようになっている。したがって、溶接対象となる電子部品パッケージ100の材質や大きさなどによって、溶接ローラ32に供給する電圧レベルを自在に調整することができる。   Further, the DC-DC converter 64 can change the voltage level for constant voltage control and set it to an arbitrary value. Therefore, the voltage level supplied to the welding roller 32 can be freely adjusted according to the material and size of the electronic component package 100 to be welded.

また、電流制御部80の時間調整部82は、正パルス印加期間ST、第1冷却期間RT1、負パルス印加期間FT、第2冷却期間RT2の少なくともいずれかの時間を任意に設定できる。この時間調整部82により、シーム溶接用電力制御装置50は、溶接対象となる電子部品パッケージ100のサイズ等の違いによる溶接条件を自在に調整することができる。   In addition, the time adjustment unit 82 of the current control unit 80 can arbitrarily set at least one of the positive pulse application period ST, the first cooling period RT1, the negative pulse application period FT, and the second cooling period RT2. The time adjustment unit 82 allows the seam welding power control apparatus 50 to freely adjust the welding conditions depending on the size of the electronic component package 100 to be welded.

また、第1冷却期間RT1及び第2冷却期間RT2における溶接ローラ32の移動距離は、溶接ローラ32へ正電流又は負電流の印加によって、隣接する溶接部K2が互いに重なり合うように設定されている。これにより、電子部品パッケージ100周縁の溶接領域の略全範囲に渡り万遍無く溶接することができる。   Further, the moving distance of the welding roller 32 in the first cooling period RT1 and the second cooling period RT2 is set so that adjacent welded portions K2 overlap each other by applying a positive current or a negative current to the welding roller 32. Thereby, it can weld uniformly over substantially the whole range of the welding area | region of the electronic component package 100 periphery.

なお、本発明における電流の波形は、本実施形態の矩形波に限定されるものではなく、例えば、鋸波、三角波、サイン波、又はその他の波形でも好ましい。   In addition, the waveform of the current in the present invention is not limited to the rectangular wave of the present embodiment, and for example, a sawtooth wave, a triangular wave, a sine wave, or other waveforms are also preferable.

また、図6に示されるように、正パルス印加期間STに連続して予熱期間YT1を設け、また負パルス印加期間FTに連続して予熱期間YT2を設けるようにしても好ましい。この予熱期間では、他の期間よりも電圧レベルのパルスを印加する。このように、電子部品パッケージ100に予熱を与えておくことで、溶接部K2の形状を適宜制御したり、全体的に均一な帯状にすることが可能となる。   In addition, as shown in FIG. 6, it is preferable that a preheating period YT1 is provided continuously after the positive pulse application period ST and a preheating period YT2 is provided continuously after the negative pulse application period FT. In this preheating period, a voltage level pulse is applied as compared with other periods. As described above, by preheating the electronic component package 100, it is possible to appropriately control the shape of the welded portion K2 or to form a uniform strip as a whole.

尚、本発明のシーム溶接用パルス制御装置及びシーム溶接装置のパルス制御方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The seam welding pulse control device and the seam welding device pulse control method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.

本発明は、シーム溶接を行う各種目的に適用することができる。   The present invention can be applied to various purposes for performing seam welding.

1 シーム溶接装置
10 本体側保持機構
14 垂直スライダ
16 水平スライダ
18 基礎スライダ
30 シーム溶接ローラユニット
32 溶接ローラ
50 シーム溶接用電力制御装置
60 安定化電源部
70 溶接テーブル
80 電流制御部
100 電子部品パッケージ
110 セラミック容器
120 リッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seam welding apparatus 10 Main body side holding mechanism 14 Vertical slider 16 Horizontal slider 18 Foundation slider 30 Seam welding roller unit 32 Welding roller 50 Seam welding power control device 60 Stabilizing power supply unit 70 Welding table 80 Current control unit 100 Electronic component package 110 Ceramic container 120 lid

Claims (9)

溶接ローラに溶接電流を印加して電子部品をシーム溶接するシーム溶接装置におけるシーム溶接用電力制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換する電源変換部と、
正電流を印加する正パルス印加期間、該正パルス印加期間に連続して電流を略零に維持する第1冷却期間、該第1冷却期間に連続して負電流を印加する為の負パルス印加期間、該負パルス印加期間に連続して電流を略零に維持する第2冷却期間、をこの順に繰り返して、前記直流電圧を前記溶接ローラに供給する電流制御部と、
前記電源変換部の前記直流電圧を定電圧制御する安定化部と、
前記正パルス印加期間、前記第1冷却期間、前記負パルス印加期間及び前記第2冷却期間の少なくともいずれかの時間を任意に変更する時間調整部と、を備え、
前記電流制御部における前記第1及び第2冷却期間は、前記溶接ローラが前記電子部品上で次の溶接位置まで移動可能な時間に設定されていることを特徴とする、シーム溶接用電力制御装置。
A power control device for seam welding in a seam welding device for seam welding an electronic component by applying a welding current to a welding roller,
A power converter that converts AC voltage to DC voltage;
A positive pulse application period for applying a positive current, a first cooling period for maintaining the current at substantially zero continuously for the positive pulse application period, and a negative pulse application for applying a negative current for the first cooling period A current control unit for supplying the DC voltage to the welding roller by repeating a period, a second cooling period in which the current is maintained at substantially zero continuously in the negative pulse application period, in this order;
A stabilizing unit that performs constant voltage control of the DC voltage of the power conversion unit;
A time adjustment unit that arbitrarily changes at least one of the positive pulse application period, the first cooling period, the negative pulse application period, and the second cooling period;
The first and second cooling periods in the current control unit are set to a time during which the welding roller can move to the next welding position on the electronic component. .
前記安定化部は、定電圧制御する電圧レベルが可変となっていることを特徴とする、請求項に記載のシーム溶接用電力制御装置。 The seam welding power control apparatus according to claim 1 , wherein the stabilizing unit has a variable voltage level for constant voltage control. 前記第1及び第2冷却期間における前記溶接ローラの移動距離は、直前の前記正電流又は前記負電流の印加によって前記電子部品が溶融する範囲以内であることを特徴とする、
請求項1または2記載のシーム溶接用電力制御装置。
The moving distance of the welding roller in the first and second cooling periods is within a range in which the electronic component is melted by the application of the positive current or the negative current immediately before,
The power control apparatus for seam welding according to claim 1 or 2 .
溶接ローラに溶接電流を印加して電子部品をシーム溶接するシーム溶接方法であって、
交流電圧を直流電圧に変換する電流変換工程と、
前記電流変換工程により変換される直流電圧を利用して、前記溶接ローラに正電流を印加する正パルス印加工程と、
前記正パルス印加工程に連続して、前記溶接ローラの電流を略零に維持する第1冷却工程と、
前記第1冷却工程に連続して、前記溶接ローラに負電流を印加する負パルス印加工程と、
前記負パルス印加工程に連続して、前記溶接ローラの電流を略零に維持する第2冷却工程と、
前記第1冷却工程にて行われ前記溶接ローラを前記電子部品上で相対移動する第1移動行程と、
前記第2冷却工程にて行われ前記溶接ローラを前記電子部品上で相対移動する第2移動行程と、
を有することを特徴とするシーム溶接方法。
A seam welding method for seam welding an electronic component by applying a welding current to a welding roller,
A current conversion step of converting alternating voltage into direct voltage;
A positive pulse application step of applying a positive current to the welding roller using a DC voltage converted by the current conversion step;
A first cooling step of maintaining the current of the welding roller at substantially zero continuously with the positive pulse applying step;
A negative pulse applying step of applying a negative current to the welding roller continuously to the first cooling step;
A second cooling step of maintaining the current of the welding roller at substantially zero following the negative pulse applying step;
A first movement step that is performed in the first cooling step and relatively moves the welding roller on the electronic component;
A second movement step performed in the second cooling step to relatively move the welding roller on the electronic component;
A seam welding method characterized by comprising:
前記直流電圧を定電圧にする安定化工程を更に備えることを特徴とする、
請求項記載のシーム溶接方法。
The method further comprises a stabilization step of making the DC voltage a constant voltage.
The seam welding method according to claim 4 .
前記安定化工程では、定電圧レベルが可変となっていることを特徴とする、
請求項に記載のシーム溶接方法。
In the stabilization step, the constant voltage level is variable,
The seam welding method according to claim 5 .
前記正パルス印加期間、前記第1冷却期間、前記負パルス印加期間、及び前記第2冷却期間の少なくともいずれかの時間を任意に変更する時間調整工程を備えることを特徴とする、
請求項4乃至6のいずれか1項に記載のシーム溶接方法。
A time adjustment step of arbitrarily changing at least one of the positive pulse application period, the first cooling period, the negative pulse application period, and the second cooling period,
The seam welding method according to any one of claims 4 to 6 .
前記第1又は第2移動行程による前記溶接ローラの移動は、直前の前記正電流又は負電流の印加によって前記電子部品が溶融する範囲以内であることを特徴とする、
請求項に記載のシーム溶接方法。
The movement of the welding roller by the first or second movement stroke is within a range in which the electronic component is melted by the application of the positive current or the negative current immediately before,
The seam welding method according to claim 4 .
一対のローラ電極と、
前記ローラ電極を電子部品の任意の位置に移動する、溶接ローラ移動手段と、
請求項1乃至のいずれか1項に記載の前記シーム溶接用電力制御装置と、
を備えることを特徴とする、シーム溶接装置。
A pair of roller electrodes;
Welding roller moving means for moving the roller electrode to an arbitrary position of the electronic component;
The seam welding power control device according to any one of claims 1 to 3 ,
A seam welding apparatus comprising:
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