CN107671381B - 软钎焊系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供软钎焊系统。该软钎焊系统能维持软钎焊对象物的周围空间的较高气密性并降低氧浓度、且提高与软钎焊对象物的供给以及软钎焊的作业相关的作业效率。软钎焊系统(1)，其包括软钎焊装置(20)和与软钎焊装置相关的机器人(30)，软钎焊装置包括容器(22)，该容器具有能够打开或关闭的盖体(22a)，并收容软钎焊对象物(10)，机器人进行将软钎焊对象物向软钎焊装置的输送、盖体的打开或关闭。在软钎焊装置的一方式中，容器为内侧容器(221)收容于外侧容器(23)的双重构造，在内侧容器(221)和外侧容器(23)分别连接有不同的系统的作为惰性气体供给部的第1氮供给配管(24)和第2氮供给配管(25)。

Description

软钎焊系统

技术领域

本发明涉及一种适用于对例如半导体激光组件这样的软钎焊对象物进行软钎焊的软钎焊系统。

背景技术

应用于在金属、树脂材料等的切断、焊接等中所使用的激光加工机的激光振荡器作为光源或激励用的光源而搭载有半导体激光组件。半导体激光组件使半导体激光元件放射的激光与光纤耦合(光耦合)，并通过光纤向激光振荡器供给激光。半导体激光组件构成为具有壳体和一个或多个半导体激光元件。在这样的半导体激光组件中，使用软钎焊进行半导体激光元件向所收容的壳体的直接或间接(隔着其他的构件)的固定。

为了防止焊料的氧化，软钎焊在降低了氧浓度的氮气环境下进行。若焊料氧化，则焊料的润湿性劣化，而产生焊料不均匀地延伸、气泡进入等现象。另外，存在激光二极管未附着、在使用过程中激光二极管剥离的情况。

为了降低氧浓度，期望的是，软钎焊在向以能够保持一定程度的气密性的方式被包围起来的容器充满了氮气的环境下实施。实际上，为了进行部件供给、软钎焊操作而需要开口部，无法完全密封。

一方面，若优先部件供给、软钎焊操作的操作性而谋求缩短生产节拍时间，则不得不使气密性下降，而可能导致氧浓度升高。

另一方面，若优先降低氧浓度而提高气密性，则部件供给、软钎焊操作较大程度地被限制，而可能导致生产节拍时间变长。

已经提出了一种与在软钎焊时为了防止焊料的氧化而降低氧浓度的技术相关的提案(例如参照专利文献1)。

在专利文献1中公开有这样一种技术：利用带式输送机进行成为软钎焊的对象的部件的供给，通过在部件进入口设置开闭机构等从而提高容器的密封度，提高软钎焊部的氮浓度，降低氧浓度。该技术公开启示了即使不是完全的密封机构，通过包括开闭机构而能够对软钎焊形成充分的氮气氛。

专利文献1：日本特开平5-146869号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所公开的技术中，需要使软钎焊部与开闭机构部之间的距离充分分开，导致需要较大的空间。另外，若为了增加生产数量而想要加快生产节拍，则在软钎焊的作业时，进行部件供给，开闭机构打开，可能暂时导致氧浓度上升。

另外，利用带式输送机进行成为软钎焊的对象的部件的供给，但作为遮蔽空间的开闭机构的闸门被利用该带式输送机输送的部件自身扩宽。因此，开闭机构难以采用如专利文献1所公开的闸门以外的结构，无法应用气密性更高的开闭机构。

本发明即是鉴于上述的情况而做成的，其目的在于提供一种能够维持软钎焊对象物的周围的空间的较高的气密性并降低氧浓度、且提高与软钎焊对象物的供给以及软钎焊的作业相关的作业效率的软钎焊系统。

用于解决问题的方案

(1)本发明为一种软钎焊系统(例如后述的软钎焊系统1)，该软钎焊系统包括软钎焊装置(例如后述的软钎焊装置20)和与所述软钎焊装置相关的机器人(例如后述的机器人30)，其中，所述软钎焊装置包括容器(例如后述的容器22)，该容器具有能够打开或关闭的盖体(例如后述的盖体22a)，并收容软钎焊对象物(例如后述的软钎焊对象物10)，所述机器人进行将软钎焊对象物向所述软钎焊装置的输送、和所述盖体的打开或关闭。

(2)根据(1)所述的软钎焊系统，也可以是，所述容器为内侧容器(例如后述的内侧容器221)收容于外侧容器(例如后述的外侧容器23)的双重构造，在所述内侧容器和所述外侧容器分别连接有不同的系统的惰性气体供给部(例如后述的氮供给配管24、25)。

(3)根据(1)或(2)所述的软钎焊系统，也可以是，所述机器人具有把持部(例如后述的第1手部35a和第2手部35b)，该把持部同时把持软钎焊对象物和所述盖体。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的软钎焊系统，也可以是，所述盖体具有软钎焊作业用的开口部(例如后述的开口部222)。

(5)根据(1)～(4)中任一项所述的软钎焊系统，也可以是，所述机器人具有喷射惰性气体的惰性气体喷射部(例如后述的惰性气体喷射部350)，在关闭所述盖体之前自所述惰性气体喷射部向所述容器内部喷射惰性气体。

(6)根据(2)所述的软钎焊系统，也可以是，所述惰性气体供给部(例如后述的第1氮供给配管24、第2氮供给配管25)与所述盖体的打开或关闭连动地供给惰性气体。

发明的效果

采用本发明，能够实现能够维持软钎焊对象物的周围的空间的较高的气密性并降低氧浓度、且提高与软钎焊对象物的供给以及软钎焊的作业相关的作业效率的软钎焊系统。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施方式的软钎焊系统的概略结构图。

图2是表示向图1的软钎焊系统中的容器供给软钎焊对象物的情况的图。

图3是表示向图1的软钎焊系统中的容器供给了软钎焊对象物之后的情况的图。

图4是图1的软钎焊系统中的机器人的动作的流程图。

图5是表示作为本发明的另一实施方式的软钎焊系统所应用的软钎焊装置的概略结构图。

图6是表示作为本发明的又一实施方式的软钎焊系统中的机器人的概略结构图。

图7是表示作为本发明的其他实施方式的软钎焊系统所应用的软钎焊装置中的容器的盖体的概略结构图。

图8是表示作为本发明的其他实施方式的软钎焊系统中的机器人的概略结构图。

附图标记说明

1、软钎焊系统；10、10a、10b、软钎焊对象物；20、软钎焊装置；22、容器；22a、盖体；23、外侧容器；24、第1氮供给配管；25、第2氮供给配管；30、机器人；35、手部；35a、第1手部；35b、第2手部；40、控制装置；221、内侧容器；221a、盖体；222、开口部；350、惰性气体喷射部。

具体实施方式

图1是表示作为本发明的一实施方式的软钎焊系统的概略结构图。

该软钎焊系统1构成为包含软钎焊装置20和与该软钎焊装置20相关的机器人30。

软钎焊装置20例如对作为半导体激光组件等的软钎焊对象物10进行软钎焊。

机器人30与软钎焊装置20相关联地设置，从而进行软钎焊对象物10的输送、软钎焊所涉及的其他的作业。在软钎焊装置20内设有载置软钎焊对象物10的平台21。

机器人30在控制装置40的控制下进行工作。即，机器人30包含控制装置40，作为机器人发挥本来的功能，控制装置40能够认为是构成机器人30的结构元件的构件。

在本实施方式的软钎焊系统1中，软钎焊装置20也在控制装置40的控制下进行工作。

另外，在图1的软钎焊系统1中，设有部件·完成品放置台50，该部件·完成品放置台50用于载置利用机器人30输送的软钎焊前的软钎焊对象物10(10a)、以及软钎焊后的软钎焊对象物10(10b)。

在机器人30中，以图示的顺序自机器人底座31延伸出第1臂32和第2臂33，在第2臂33的顶端侧设有手部机构34。在手部机构34的顶端侧设有手部35。

在控制装置40的控制下，机器人30的第1臂32在机器人底座31上旋转，第2臂33和手部机构34自双点划线图示的位置向实线图示的位置移动，并将放置于部件·完成品放置台50的软钎焊前的软钎焊对象物10a输送到软钎焊装置20。软钎焊装置20对软钎焊对象物10a进行软钎焊。软钎焊后的软钎焊对象物10b利用机器人30输送到部件·完成品放置台50。机器人30将下一软钎焊对象物10a输送到软钎焊装置20。

在图1的软钎焊系统1中，将部件·完成品放置台50构成为带式输送机等的自动输送装置，通过利用该自动输送装置将软钎焊对象物10相对于仓库自动搬出、搬入，从而能够构筑连续进行作为软钎焊对象物10的部件的供给、完成品的存储的生产性较高的系统。

接着，参照图2和图3进一步详细说明软钎焊对象物向软钎焊装置20的供给。

图2是表示向图1的软钎焊系统中的容器供给软钎焊对象物的情况的图。

图3是表示向图1的软钎焊系统中的容器供给了软钎焊对象物之后的情况的图。

在图2和图3中，对在图1中概念性地绘制的软钎焊装置20更具体地进行绘制。

在图2和图3中，在软钎焊装置20内的平台21上载置有容器22。容器22具有能够打开或关闭的盖体22a，并能够在收容有软钎焊对象物10的状态下密封。

如图2所示，图1的机器人30进行打开容器22的盖体22a、向容器22内供给软钎焊对象物10的作业。机器人30还进行在收纳有软钎焊对象物10的状态下关闭盖体22a的操作。

如图3所示，向在收纳有软钎焊对象物10的状态下关闭了盖体22a的容器22内填充例如氮气这样的惰性气体，在氧浓度充分低的状态下进行软钎焊作业。

接着，参照图4说明图1的软钎焊系统中的机器人的动作。

图4是图1的软钎焊系统中的机器人的动作的流程图。

在开始动作时，机器人30自部件·完成品放置台50拿起软钎焊前的软钎焊对象物10a(步骤S1)。接着，取下软钎焊装置20内部的容器22的盖体22a(步骤S2)。接着，机器人30将软钎焊前的软钎焊对象物10a供给到容器22内部(步骤S3)，并关闭容器22的盖体22a(步骤S4)。在步骤S4之后，等待软钎焊的结束(步骤S5：否)，在软钎焊结束之后(步骤S5：是)，机器人30取下容器22的盖体22a(步骤S6)，将软钎焊结束后的软钎焊对象物10b自容器22内部取出(步骤S7)。在步骤S7之后，机器人30关闭容器22的盖体22a(步骤S8)，将软钎焊结束后的软钎焊对象物10b放置于部件·完成品放置台50(步骤S9)。之后的动作自上述开始起进行重复。

接着，参照图5说明作为本发明的另一实施方式的软钎焊系统所应用的容器。

图5是表示作为本发明的另一实施方式的软钎焊系统所应用的容器的概略结构图。

图5的软钎焊装置20a具有载置于平台21的内侧容器221收容于外侧容器23的双重构造。在内侧容器221上包括与上述的容器22同样地能够打开或关闭的盖体221a，同样，在外侧容器2上也包括能够打开或关闭的盖体23a。

在内侧容器221上连接有作为惰性气体供给部的第1氮供给配管24。另外，在外侧容器23上连接有作为惰性气体供给部的第2氮供给配管25。第1氮供给配管24和第2氮供给配管25以不同的系统独立存在，能够单独控制氮气的供给(供给量和供给的时刻)。

在图5的软钎焊装置20a中，在将软钎焊前的软钎焊对象物10a供给到软钎焊装置20a，并关闭了内侧容器221的盖体221a之后，开始自第1氮供给配管24供给氮。接着，在关闭了外侧容器23的盖体23a之后，开始自第2氮供给配管25供给氮。惰性气体(氮气)的供给的时刻能够通过由控制装置40控制分别设于第1氮供给配管24和第2氮供给配管25的未图示的阀来适当地测量。

在图5的软钎焊装置20a中，如上所述，与盖体221a的打开或关闭连动地，自作为惰性气体供给部的第1氮供给配管24进行惰性气体(氮气)的供给。另外，与盖体23a的打开或关闭连动地，自作为惰性气体供给部的第2氮供给配管25进行惰性气体(氮气)的供给。

这样，推荐在上述的图2、图3、以及后述的图6、图8中的软钎焊装置20中同样地采用与容器的盖体的打开或关闭连动地自惰性气体供给部进行惰性气体(氮气)的供给的结构。

在容器的盖体打开的状态下，即使供给氮，氧浓度下降的效果也较小，因此，在关闭了盖体之后开始氮的供给。另外，还能够在氧浓度充分下降之后，将氮的供给降低到维持该状态所需的充分的供给量。通过根据动作过程以最适合的方式控制氮气的供给，能够削减氮的消耗量。

另外，图5的软钎焊装置20a具有作为惰性气体供给部的第1氮供给配管24和第2氮供给配管25，但惰性气体供给部并不限定于此，还可以是氩气等的供给配管。但是，通常氮气较廉价。利用第1氮供给配管24和第2氮供给配管25向内侧容器221和外侧容器23供给的氮气的供给量因形状等不同而具有最佳值，以软钎焊对象物10的软钎焊部位的氧浓度成为最低值的方式进行调整。图5的软钎焊装置20a的容器为双重构造，但还能够采用三重构造、或三重构造以上的多重壁构造。

接着，参照图6说明作为本发明的又一实施方式的软钎焊系统所应用的机器人。

图6是表示作为本发明的又一实施方式的软钎焊系统中的机器人的概略结构图。在图6中，对与上述的图1和图2的对应部标注相同的附图标记，并适当省略这些各个部位的说明。

图6的机器人30a以图示的顺序自机器人底座31延伸出第1臂32和第2臂33，在第2臂33的顶端侧设有手部机构34，这一点与图1的机器人30相同。在图6的机器人30a中，特别的是，在手部机构34的顶端侧具有第1手部35a和第2手部35b。

第1手部35a良好地适合于软钎焊对象物10的处理，第2手部35b良好地适合于盖体22a的处理，两个手部35a、35b能够良好地适合于各种对象物的处理。

机器人30a能够同时把持软钎焊对象物10和盖体22a。在利用第1手部35a和第2手部35b把持对象物时，能够应用真空吸附、气动卡盘等方式。在利用第2手部35b把持了盖体22a的状态下，能够利用第1手部35a将软钎焊对象物10自容器22取出。另外，在利用第1手部35a把持了软钎焊对象物10的状态下，能够利用第2手部35b打开或关闭盖体22a。这样，形成了避免了所处理的对象物之间的干涉的设计。通过同时把持盖体22a、软钎焊对象物10，从而不需要在暂时放置盖体22a、软钎焊对象物10之后转移到下一动作，因而，缩短生产节拍时间。

接着，参照图7，说明作为本发明的其他实施方式的软钎焊系统所应用的软钎焊装置中的容器的盖体。

图7是表示作为本发明的其他实施方式的软钎焊系统所应用的软钎焊装置中的容器的盖体的概略结构图。

图7的盖体22a在中央部设有软钎焊作业用的开口部222。通常，盖体在不具有开口部的情况下气密性较高，因而在这方面较优选。然而，为了进行在软钎焊装置20中的相对于软钎焊对象物10的软钎焊作业、利用机器人30对软钎焊对象物10供给动作，存在需要开口部222的情况。存在自开口部222接近软钎焊对象物10、自开口部222供给其他的构件的情况等。由于盖体22a的开口部222尽量小的情况下气密性较高，因此，采用设有所需的最小限度的开口部222的盖体22a的方式对于降低氧浓度是有效的。

接着，参照图8说明作为本发明的其他实施方式的软钎焊系统所应用的机器人。

图8是表示表示作为本发明其他实施方式的软钎焊系统中的机器人的概略结构图。

图8的机器人30b以图示的顺序自机器人底座31延伸出第1臂32和第2臂33，在第2臂33的顶端侧设有手部机构34，这一点与图1的机器人30和图6的机器人30a相同。在图8的机器人30b中，特别的是，在手部机构34的顶端侧具有第1手部35a、第2手部35b以及第3手部35c。

第1手部35a良好地适合于软钎焊对象物10的处理，第2手部35b良好地适合于盖体22a的处理，两个手部35a、35b能够良好地适合于各种对象物的处理，这一点与图6的机器人相同。

在图8的机器人30b中的第3手部35c配备有喷射惰性气体的惰性气体喷射部350。

在机器人30b中，利用惰性气体喷射部350向软钎焊装置20的容器22内喷射惰性气体(例如氮气)。由于在喷射惰性气体后立即关闭容器22的盖体22a，因此，相比于容器22内不进行惰性气体的喷射的情况，氧浓度较低，容器22内的氧浓度迅速减小。另外，在机器人30b靠近了软钎焊装置20的过程中，开始惰性气体的喷射，并持续喷射直到关闭盖体22a为止，从而能够更迅速地减小氧浓度。在盖体22a已打开的状态下的利用机器人30b进行的软钎焊对象物10的供给以及盖体22a的开闭动作卷入周围的空气，使氧流入容器22的内部，但是，通过持续喷射惰性气体，能够将第1手部35a和第2手部35b周围的氧浓度维持得较低。通过像这样更迅速地减小氧浓度，能够较早地开始软钎焊作业，因而，能够缩短生产节拍时间。

以下，对于以上参照图1至图8说明的作为本发明的实施方式的软钎焊系统的效果进行总结。

(1)本发明的软钎焊系统1包括软钎焊装置20和与软钎焊装置20相关的机器人30，软钎焊装置20包括容器22，该容器22具有能够打开或关闭的盖体22a，并收容软钎焊对象物10，机器人30进行将软钎焊对象物10向软钎焊装置20的输送和盖体22a的打开或关闭。

在上述(1)所述的软钎焊系统1中，利用由氧浓度下降带来的软钎焊产品的稳定生产和由部件自动供给带来的连续生产，使生产性总体提高。由于机器人30处理盖体22a，因此，能够采用简单的构造，容器22中的密封性能也较高，而且，不需要缸体等的开闭机构。

(2)在本发明的软钎焊系统1的一方案中，软钎焊装置20a的容器为内侧容器221收容于外侧容器23的双重构造，在内侧容器221和外侧容器23上分别连接有不同的系统的作为惰性气体供给部的第1氮供给配管24和第2氮供给配管25。

在上述(2)所述的软钎焊系统1中，由于容器为双重构造，因此，在利用惰性气体(氮、氩等)进行了吹扫时，能够更快地使氧浓度下降。

(3)在本发明的软钎焊系统的一方案中，机器人30a具有同时把持软钎焊对象物10和盖体22a的第1手部35a和第2手部35b。

在上述(3)所述的软钎焊系统1中，由于机器人30a能够同时把持软钎焊对象物10和容器22的盖体22a，因此，在将软钎焊对象物10供给到软钎焊装置20之后，能够立即关闭盖体22a。另外，由于在打开了盖体22a之后，能够立即取出软钎焊对象物10，因此，缩短生产节拍时间。

(4)在本发明的软钎焊系统的一方案中，盖体22a具有软钎焊作业用的开口部222。

在上述(4)所述的软钎焊系统1中，考虑到软钎焊作业所需的开口小于通常的部件供给所需的开口这一点。即，通过使用具有软钎焊所需的开口部222的盖体22a，能够使开口部小于将盖体22a全部打开时的大小，能够进一步使氧浓度下降。

(5)在本发明的软钎焊系统的一方案中，机器人30b具有喷射惰性气体的惰性气体喷射部350，在关闭盖体22a之前自惰性气体喷射部350向容器22内部喷射惰性气体。

在上述的(5)所述的软钎焊系统1中，通过在关闭盖体22a之前，利用作为惰性气体的氮吹扫容器22内部，从而能够更早地到达目标的氧浓度，能够缩短生产节拍时间。

(6)在本发明的软钎焊系统的一方案中，惰性气体供给部(第1氮供给配管24、第2氮供给配管25)与盖体22a(221a、23a)的打开或关闭连动地供给惰性气体(氮气)。

在上述(6)所述的软钎焊系统1中，由于仅在关闭了盖体22a(221a、23a)时供给氮，从而能够抑制氮的消耗量。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，而能够实施各种变形、变更。例如，在上述的图1的实施方式中，说明了控制装置设于机器人的外部的例子，但并不限定于该例子，还能够采用机器人包括如上所述地发挥功能的控制装置的方式。此外，能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良也包含在本发明中。

Claims (5)

1.一种软钎焊系统，其包括软钎焊装置和与所述软钎焊装置相关的机器人，其中，

所述软钎焊装置包括容器，该容器具有能够打开或关闭的盖体，并收容软钎焊对象物，

所述机器人进行将软钎焊对象物向所述软钎焊装置的输送、和所述盖体的打开或关闭，

所述容器为内侧容器收容于外侧容器的双重构造，在所述内侧容器和所述外侧容器连接有不同的系统的惰性气体供给部。

2.根据权利要求1所述的软钎焊系统，其中，

所述机器人具有把持部，该把持部同时把持软钎焊对象物和所述盖体。

3.根据权利要求1或2所述的软钎焊系统，其中，

所述盖体具有软钎焊作业用的开口部。

4.根据权利要求1或2所述的软钎焊系统，其中，

所述机器人具有喷射惰性气体的惰性气体喷射部，在关闭所述盖体之前自所述惰性气体喷射部向所述容器内部喷射惰性气体。

5.根据权利要求1所述的软钎焊系统，其中，

所述惰性气体供给部与所述盖体的打开或关闭连动地供给惰性气体。