JP2010194544A

JP2010194544A - 複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法。

Info

Publication number: JP2010194544A
Application number: JP2009038771A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Momose; 一久百瀬
Original assignee: AKIM Corp
Current assignee: AKIM Corp
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: JP5286593B2

Abstract

【課題】電子部品の搬入及び搬出時において、シーム溶接を行う真空チャンバ内を真空状態に保ち、シーム溶接を効率よく行うことができる、複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法を提供する。
【解決手段】真空チャンバ１００と、真空チャンバ１００に併設された待機チャンバ装置２００と、真空チャンバ１００内に配設され、待機チャンバ装置２００からワークトレイ４０を搬入してＸ方向に移動する第１テーブル２０及び第２テーブル３０と、真空チャンバ１００内に配設され、第１テーブル２０及び第２テーブル３０上において、Ｘ方向と直角なＹ方向に移動する溶接ヘッド装置１０と、溶接ヘッド装置１０に搭載されてＸ方向及びＹ方向と直角な方向に相対移動する可動部材と、可動部材に搭載されてワークトレイ４０を溶接する溶接ローラとを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空雰囲気中でシーム溶接を行う複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法に関する。

従来、水晶振動子などに代表される電子部品のセラミック容器に蓋となるリッドをシーム溶接する場合において、セラミック容器及びリッドを載置したワークトレイを真空雰囲気に保ったチャンバ（真空チャンバ）内に入れ、真空雰囲気中でシーム溶接をする方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１３０２１８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている発明は、真空チャンバ内のワークトレイに載置されている全てのセラミック容器にリッドを溶接した後、次に溶接するセラミック容器とリッドを載置したワークトレイに入れ替えなければならない。一方、真空チャンバは、設置スペースや製造コスト等の問題からできるだけ小型化する必要がある。このため、通常、次に溶接するセラミック容器等が載置されたワークトレイは真空チャンバの外部に置かれており、溶接前後のワークトレイを入れ替える際には、真空チャンバ内を大気開放する必要があった。したがって、ワークトレイを入れ替えている間や、真空チャンバ内を再度真空状態にするまでの間はセラミック容器のシーム溶接ができず、生産効率が低下してしまうという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、電子部品のシーム溶接を連続して効率よく行うことができる、複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法を提供しようとするものである。

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。

（１）本発明は、自身の内部を真空状態に保つ真空チャンバと、前記真空チャンバに併設され、自身の内部を真空状態に保つ待機チャンバ装置と、前記真空チャンバ内に配設され、前記待機チャンバ装置からワークを搬入してＸ方向に移動する第１テーブルと、前記真空チャンバ内に配設され、前記待機チャンバ装置からワークを搬入してＸ方向に移動する第２テーブルと、前記真空チャンバ内に配設され、前記第１テーブル及び前記第２テーブル上において、前記Ｘ方向と直角なＹ方向に移動する溶接ヘッド装置と、前記溶接ヘッド装置に搭載されて前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向と直角なＺ方向に相対移動するＺ方向可動部材と、前記Ｚ方向可動部材に搭載されて前記ワークを溶接する溶接ローラと、を備えることを特徴とする、複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（２）本発明はまた、前記第１テーブルに載置される前記ワークが前記真空チャンバ内で溶接されている間に、前記第２テーブルが、前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバ内に前記ワークを搬入することを特徴とする、（１）に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（３）本発明はまた、前記待機チャンバ装置は、自身の内部空間を前記真空チャンバ側と連通させる待機チャンバ開閉手段を備え、前記待機チャンバ装置は、前記真空チャンバとの間で前記ワークを搬入又は搬出する場合に、自身を真空に保った状態で前記待機チャンバ開閉手段を開いて前記真空チャンバと連通させることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（４）本発明はまた、前記待機チャンバ装置は、前記真空チャンバの前記第１テーブルに対して前記ワークを供給する第１供給手段と、前記真空チャンバの前記第２テーブルに対して前記ワークを供給する第２供給手段と、を備えることを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれかに記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（５）本発明はまた、前記待機チャンバ装置は、溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第１及び第２テーブルに供給する搬入側チャンバと、自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第１及び第２テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬出する搬出側チャンバと、を備えて構成されていることを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれかに記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（６）本発明はまた、前記待機チャンバ装置は、溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第１テーブルに搬送する搬入側第１チャンバと、自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第１テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬送する搬出側第１チャンバと、溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第２テーブルに搬送する搬入側第２チャンバと、自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第２テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬送する搬出側第２チャンバと、を備えて構成されていることを特徴とする、（１）乃至（５）のいずれかに記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（７）本発明はまた、前記搬入側第１チャンバ、前記真空チャンバ及び前記搬出側第１チャンバは、略同一直線方向に配置され、前記搬入側第２チャンバ、前記真空チャンバ及び前記搬出側第２チャンバは、略同一直線方向に配置されていることを特徴とする、（６）に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（８）本発明はまた、前記溶接ヘッド装置は、前記第１テーブル及び前記第２テーブル上において、前記Ｘ方向と直角な方向に移動する、第１溶接ヘッド装置及び第２溶接ヘッド装置を備えて構成されていることを特徴とする、（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（９）本発明はまた、前記第１溶接ヘッドの移動軸と前記第２溶接ヘッドの移動軸は平行に設けられ、前記第１溶接ヘッドと前記第２溶接ヘッドは、前記Ｘ軸と直角な方向に個別に移動できることを特徴とする、（８）に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置である。

（１０）本発明は、ワークをシーム溶接する真空チャンバを真空状態にし、溶接前のワークを前記真空チャンバに併設される待機チャンバ装置に搬送し、待機チャンバ装置内を真空状態にし、溶接前の前記ワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの第１テーブルに搬送し、前記真空チャンバに内設される溶接ヘッド装置により、前記第１テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接し、前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置内を大気開放し、前記ワークをシーム溶接している間に、溶接前の他のワークを前記待機チャンバ装置に搬送し、前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置内を真空状態にし、前記ワークをシーム溶接している間に、溶接前の前記他のワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの第２テーブルへ搬送し、前記第１テーブルに載置される前記ワークのシーム溶接が終了した後、前記溶接ヘッド装置を前記第１テーブルから前記第２テーブルへ移動し、前記溶接ヘッド装置が前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、前記第１テーブルに載置される溶接後のワークを前記真空チャンバから前記待機チャンバ装置に搬送し、前記待機チャンバを大気開放した後、溶接後の前記ワークを前記待機チャンバから外部に搬送し、前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置に、次に溶接するワークを搬入して、該待機チャンバ装置内を真空状態にし、前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、次に溶接する前記ワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの前記第１テーブルに搬送し、前記第２テーブルに載置される前記ワークのシーム溶接が終了した後、前記溶接ヘッド装置を前記第２テーブルから前記第１テーブルへ移動することを特徴とする、シーム溶接方法である。

本発明によれば、一方のテーブルでワークをシーム溶接している間に、他方のテーブルに、次に溶接するワークを準備できるので、電子部品のシーム溶接を連続して効率よく行うことができる、複数テーブル方式シーム溶接装置等を提供できるという優れた効果を奏し得る。

第１実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置１の全体構成を表す平面図である。図１の矢視Ｉ−Ｉ方向から見た同複数テーブル方式シーム溶接装置１の全体構成を表す側面図である。（ａ）〜（ｄ）シーム溶接方法を示す、複数テーブル方式シーム溶接装置１の正面図である。第２実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置２の全体構成を示す平面図である。同複数テーブル方式シーム溶接装置２のシーム溶接方法を示す平面図である。同複数テーブル方式シーム溶接装置２のシーム溶接方法を示す平面図である。同複数テーブル方式シーム溶接装置２のシーム溶接方法を示す平面図である。同複数テーブル方式シーム溶接装置２のシーム溶接方法を示す平面図である。第３実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置３を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。

＜全体構成＞

図１は、本発明の第１実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置１の全体構成を表す平面図であり、図２は、図１の矢視Ｉ−Ｉ方向から見た同複数テーブル方式シーム溶接装置１の全体構成を表す側面図である。なお、図１及び２は、一部を断面にして、断面部分を斜線で表している。

複数テーブル方式シーム溶接装置１は、真空チャンバ１００と、真空チャンバ１００に搬入出するワークトレイ４０を一時的に待機する待機チャンバ２００を備えて構成されている。待機チャンバ２００は、待機チャンバ開閉手段２０４を開放操作することにより、少なくとも側壁２０１の一部が開放して真空チャンバ１００と空間的に連通するようになっている。また詳細は後述するが、真空チャンバ１００は、自身を真空雰囲気に維持し、内装する溶接ヘッド１０によって電子部品（例えば、セラミック容器６０やリッド７０）をシーム溶接するチャンバである。なお、本明細書中では、セラミック容器６０及びリッド７０を含めて、単に電子部品６０又はワーク６０と言うことがある。

また、真空チャンバ１００には、真空ポンプ１２０と大気開放弁１３０が設けられており、待機チャンバ２００には、真空ポンプ２２０と大気開放弁２３０が設けられている。これらの真空ポンプ１２０、２２０及び大気開放弁１３０、２３０を制御することによって、各チャンバ内の空気圧を大気圧から略真空までの任意の圧力に制御できる。

真空チャンバ１００は、略６面体の箱状容器であり、溶接ヘッド１０等を収容する内部空間Ｈを有している。真空チャンバ１００は、１つの側壁に真空チャンバ側扉１１０、１１２が開閉可能に設けられている。つまり、真空チャンバ１００は、真空チャンバ側扉１１０、１１２の両方、または何れか一方を開閉することによって、真空チャンバ１００の内部空間Ｈを待機チャンバ２００の内部空間Ｊと連通できるようになっている。

また、溶接真空チャンバ１００の底面１０２には、第１テーブル２０及び第２テーブル３０が配設されている。第１テーブル２０は、真空チャンバ側扉１１０側に設けられており、後述するリニアモータ２４により、Ｘ方向に移動できるようになっている。

第１テーブル２０は、底面１０２上で、Ｘ方向に平行に配設された１対のレール２２、２２に沿って移動する１対のリニアモータ２４、２４に取り付けられている。したがって、第１テーブル２０は、１対のリニアモータ２４、２４により、レール２２に沿ってＸ方向に自在に移動できるようになっている。これにより、第１テーブル２０は、真空チャンバ１００からワークトレイ４０の搬入又は搬出の際に、真空チャンバ側扉１１０近傍まで移動し、待機チャンバ２００との間でワークトレイ４０の受け渡しをスムーズに行うことができる。

第２テーブル３０は、底面１０２上で、第１テーブル２０から任意の距離を隔てた位置で、第１テーブル２０と平行に設けられている。第２テーブル３０は、第１テーブル２０と同様に、Ｘ方向に平行に配設された１対のレール３２、３２に沿って移動する１対のリニアモータ３４、３４に配設されている。したがって、第２テーブル３０は、１対のリニアモータ３４、３４により、レール３２に沿ってＸ方向に自在に移動できるようになっている。これにより、第２テーブル３０は、真空チャンバ１００からワークトレイ４０の搬入又は搬出の際に、真空チャンバ側扉１１２近傍まで移動し、待機チャンバ２００との間でワークトレイ４０の受け渡しをスムーズに行うことができる。

また、真空チャンバ１００には、Ｘ方向と直角なＹ方向に移動する溶接ヘッド１０が設けられている。溶接ヘッド１０は、真空チャンバ１００の対向する側壁１０４及び１０６に設けられたレール１２に沿って移動するリニアモータ１４に搭載されており、Ｙ方向に自在に移動できるようになっている。

溶接ヘッド１０は、図２に示されるように、Ｘ方向及びＹ方向に直角なＺ方向に移動可能なＺ方向可動部材１６が設けられ、更にＺ方向可動部材１６の先端（下端）部には、転動可能な溶接ローラ１８が搭載されている。上述の構成により、第１テーブル２０、第２テーブル３０をＸ方向、溶接ヘッド１０をＹ方向及びＺ方向に移動することによって、溶接ローラ１８を任意のワーク６０の真上まで移動できる。したがって、電流発生器（図示省略）により溶接ローラ１８に所定の電流を印加し、溶接ローラ１８をワーク６０に押し当てながら各テーブル２０、３０をＸ方向に移動させることによって、ワーク６０をシーム溶接できる。また、Ｘ方向の一列に並んでいるワーク６０のシーム溶接が終了した場合は、溶接ヘッド１０をＹ方向に移動させてすぐ横の列に移動させる。そして、上述と同様に、Ｘ方向に移動させながら一列に並んだワーク６０をシーム溶接する。上述の操作を繰り返すことによって、ワークトレイ４０上にマトリクス状に載置されたワーク６０のすべてをシーム溶接することができる。

待機チャンバ２００は、真空チャンバ１００に併設され、真空ポンプ２２０により自身を真空雰囲気に保つことができる真空チャンバである。待機チャンバ２００は、真空チャンバ１００と同様に、略６面体の箱状容器であり、後述する搬送装置２１０、２４０等を収容する内部空間Ｊを有している。

待機チャンバ２００は、側面２０１に、開閉可能な待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂを備え、側壁２０１と対向する側壁２０３に搬入出扉２０６Ａ、２０６を備えている。

待機チャンバ側扉２０４Ａ及び真空チャンバ側扉１１０を開放することによって、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを連通させることができる。また、待機チャンバ側扉２０４Ａ及び真空チャンバ側扉１１０の少なくともどちらか一方を閉じることによって、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを隔離することができる。同様に、待機チャンバ側扉２０４Ｂ及び真空チャンバ側扉１１２を開放することによって、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを連通させることができる。また、待機チャンバ側扉２０４Ｂ及び真空チャンバ側扉１１２の少なくともどちらか一方を閉じることによって、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを隔離することができる。この待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂを、ここでは待機チャンバ開閉手段２０４と言うことがあり、搬入出扉２０６Ａ、２０６Ｂを合わせて、単に搬入出扉２０６と言うことがある。

なお、本実施形態では、真空チャンバ側扉１１０、１１２と待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂがセットで設けられている場合を図示したが、少なくともどちらか一方を備える構成としても好ましい。例えば、待機チャンバ２００は、待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂの代わりに単なる開口であっても良い。このようにすることによって、真空チャンバ側扉１１０、１１２を開閉するだけで、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを連通させたり、隔離させたりすることができる。勿論、真空チャンバ側扉１１０、１１２を単なる開口とし、待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂの開閉により同様の目的を達成できる。

待機チャンバ２００の底面２０２における待機チャンバ側扉２０４Ａの近傍には、搬送装置２１０が配設され、待機チャンバ側扉２０４Ｂの近傍には搬送装置２４０が配設されている。搬送装置２１０は、複数の回転ローラ２１２を回転可能に軸支している。回転ローラ２１２は、Ｘ方向に連続して設けられ、回転ローラ２１２上に載置されるワークトレイ４０を自身が回転することによってＸ方向に搬送することができる。したがって、詳細は後述するが、搬入出扉２０６Ａから搬入されたワークトレイ４０は、搬送装置２１０上をＸ方向に移動し、待機チャンバ側扉２０４Ａ及び真空チャンバ側扉１１０を通って、真空チャンバ１００に搬送されるようになっている。また、溶接が完了したワークトレイ４０は、真空チャンバ側扉１１０及び待機チャンバ側扉２０４Ａを通って搬出され、搬送装置２１０上を移動して搬入出扉２０６Ａから待機チャンバ２００の外部に搬出されるようになっている。

搬送装置２４０も搬送装置２１０と同様の構造になっている。つまり、搬送装置２４０に設けられている回転ローラ２４２自身が回転することによって、回転ローラ２４２上に載置されているワークトレイ４０を真空チャンバ１００又は待機チャンバ２００に搬送することができる。

待機チャンバ２００の搬入側扉２０６Ａ、２０６Ｂの側壁２０３を挟んだ外側には、搬送装置２１０及び２４０と同様な構造及び機能を有する搬送装置３００及び３２０が設けられている（図１参照）。

搬送装置３００は、回転可能に軸支された回転ローラ３１２を備え、搬送装置３２０も同様に、回転可能に軸支された回転ローラ３２４を備えている。

搬送装置３００、３２０は、ワークトレイ４０を待機チャンバ２００に搬入したり、待機チャンバ２００から搬出されるワークトレイ４０を次の工程に移動する際に使用される。

次に、本実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置１による電子部品のシーム溶接方法について説明する。本実施形態では、第１テーブル２０に載置されたワークトレイ４０Ａのセラミック容器６０とリッド７０をシーム溶接し、次に、第２テーブル３０に載置されたワークトレイ４０Ｂのセラミック容器６０とリッド７０をシーム溶接する場合について示す。

まず、待機チャンバ２００の搬入出扉２０６Ａを開放し、搬送装置３００の回転ローラ３１２を回転駆動して、搬送装置３００に載置されている溶接前のワークトレイ４０ＡをＸ方向に移動させ、待機チャンバ２００内に搬入する（図３（ａ）参照）。

次に、待機チャンバ２００の全ての扉（搬入側扉２０６Ａ、２０６Ｂ及びチャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ）を閉じて、待機チャンバ２００の内部空間Ｊを密閉する。その後、真空ポンプ２２０によって待機チャンバ２００内を減圧し、真空雰囲気に保つ。

その後、チャンバ側扉２０４Ａ及び真空チャンバ側扉１１０を開放し、搬送装置２１０の回転ローラ２１２を回転駆動して、搬送装置２１０に載置されているワークトレイ４０Ａを真空チャンバ１００の第１テーブル２０に搬送する。なお、真空チャンバ１００は予め真空状態としている。ワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００から真空チャンバ１００へ搬送させた後、真空チャンバ１００の真空チャンバ側扉１１０、１１２及び待機チャンバ２００の待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂを閉じる。

次に、溶接ヘッド１０をＹ方向に移動するとともに、第１テーブル２０をＸ方向に移動し、溶接ヘッド１０を第１テーブル２０に載置されているワークトレイ４０Ａ上の任意のワーク６０の真上まで移動させる。

次に、溶接ヘッド１０のＺ方向可動部材１６によって溶接ローラ１８をＺ方向に移動し、溶接ローラ１８をワーク６０の溶接面に押し当てる。

その後、溶接ローラ１８に接続された電流発生装置（図示省略）により、溶接ローラ１８に溶接電流を印加しながら、ワーク６０の溶接面に沿って溶接ローラ１８をＸ方向に移動させてシーム溶接を行う。ワークトレイ４０ＡのＸ、Ｙ方向にマトリクス状に並んでいるワーク６０の１列の溶接が終了したら、溶接ローラ１８をＹ方向に移動させ、隣接する列のワーク６０に移動し、続けて同様のシーム溶接を行う。そして、ワークトレイ４０Ａに載置されている全てのワーク６０のシーム溶接が完了するまで前述の溶接を続ける。

溶接ヘッド１０により、ワークトレイ４０Ａのワーク６０を溶接している間に、待機チャンバ２００の大気開放弁２３０を開放して、待機チャンバ２００内の圧力を略大気圧まで戻す。

続けて溶接するワークトレイ４０Ｂを搬送装置３２０に載置し、搬送装置３２０の回転ローラ３２２を回転駆動させて、搬送装置３２０に載置されているワークトレイ４０Ｂを待機チャンバ２００内に搬入する（図３（ｂ）参照）。

次に、待機チャンバ２００の待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ及び搬入出扉２０６Ａ、２０６Ｂを閉じて内部空間Ｊを密閉する。その後、真空ポンプ２２０によって待機チャンバ２００内を減圧して真空チャンバ１００内と略同一の真空雰囲気にする。

待機チャンバ２００内が略真空雰囲気になった後、真空チャンバ１００の真空チャンバ側扉１１２及び待機チャンバ２００の待機チャンバ側扉２０４Ｂを開放し、真空チャンバ１００と待機チャンバ２００の内部空間を連通させる。

次に、搬送装置２４０の回転ローラ２４２を回転駆動させて、搬送装置２４０に載置されているワークトレイ４０Ｂを真空チャンバ１００の第２テーブル３０に搬送する（図３（ｃ）参照）。

一方、第１テーブル２０のワークトレイ４０Ａのすべてのセラミック容器６０とリッド７０の溶接が終了した後、溶接ヘッド１０をＹ方向に移動し、第２テーブル３０のワークトレイ４０Ｂの任意のワーク６０まで移動させ、ワークトレイ４０Ａに連続してワークトレイ４０Ｂ上のワーク６０のシーム溶接を開始する。シーム溶接手順は、上述したワークトレイ４０Ａにおける溶接方法と同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。

次に、第１テーブル２０上に載置された溶接完了後のワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００に搬送する。既に、待機チャンバ２００内は真空チャンバ１００と略同じ真空雰囲気となっているので、真空チャンバ１００の真空チャンバ側扉１１０と、待機チャンバ２００の待機チャンバ側扉２０４Ａを開放し、ワークトレイ４０Ａを真空チャンバ１００から待機チャンバ２００に搬出する（図３（ｃ）参照）。ワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００に搬出した後、待機チャンバ２００の全ての扉（待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ）を閉じて、待機チャンバ２００の内部空間Ｊを密閉する。

次に、待機チャンバ２００に接続されている大気開放弁２３０を開放して、待機チャンバ２００内を略大気圧まで戻した後、搬送装置２１０の回転ローラ２１２を回転駆動してワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００から搬送装置３００に搬出する（図３（ｃ）参照）。

次に、第２テーブル３０でワークトレイ４０Ｂをシーム溶接している間に、次に溶接するワークトレイ４０Ｃを、搬送装置３００から待機チャンバ２００内に搬入する。その後、待機チャンバ２００の全ての扉（待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ及び搬入出扉２０６Ａ、２０６Ｂ）を閉じて、待機チャンバ２００内を真空チャンバ１００と略同じ真空雰囲気にする。

真空チャンバ側扉１１０と待機チャンバ側扉２０４Ａを開放し、搬送装置２１０の回転ローラ２１２を回転駆動してワークトレイ４０Ｃを第１テーブル２０の所定の位置に載置する（図３（ｄ）参照）。これにより、ワークトレイ４０Ｂのシーム溶接が完了した後、略連続的に溶接ヘッド１０を、次に溶接するワークトレイ４０Ｃの任意のワーク６０の位置に移動させて、直ちにシーム溶接を開始することができる。以後、上記と同様の手順を繰り返す。

なお、待機チャンバ２００内でのワークトレイ４０の搬送は、搬送装置２１０、２４０の代わりに、例えば、Ｘ−Ｙ方向に移動可能な１つの搬送装置で行ってもよい。

また、本実施形態のように、待機チャンバ２００は１つに限定されるものではなく、２つ以上の待機チャンバを設けても好ましい。例えば、この待機チャンバ２００を２分割する思想の下、２つの待機チャンバ２００、２００を併設し、各待機チャンバ２００、２００に個別に真空ポンプ、大気開放弁を設けて、それぞれの待機チャンバ２００ごとに内部の圧力を制御できるようにしてもよい。また、それぞれの待機チャンバ２００、２００の内部に、後述する搬送装置２１０又は２４０を設けて、第１テーブル２０、第２テーブル３０にワークトレイ４０を個別に搬送できるようにする。上記のように、複数の待機チャンバを設けることで、それぞれの待機チャンバ２００の内部空間を小さくでき、大気開放時間や真空引き時間を短縮することができる。なお、このように複数の待機チャンバを設けた場合、待機チャンバの数に対応して、真空チャンバ１００内の対応する位置にテーブルを設けることが好ましい。

以上、複数テーブル方式シーム溶接装置１は、自身の内部を真空状態に保つ真空チャンバ１００と、自身を真空状態に保ち、真空チャンバ１００と併設される待機チャンバ２００を備えて構成されている。更に、真空チャンバ１００には、シーム溶接するワークトレイ４０を載置する第１テーブル２０及び第２テーブル３０が収容され、各テーブル２０及び３０は、待機チャンバ２００との間で個別にワークトレイ４０の搬入出ができるように構成されている。したがって、どちらか一方のテーブル（例えば、第１テーブル２０）でシーム溶接を行っている間に、すでにシーム溶接が終了している他方のテーブル（例えば、第２テーブル３０）のワークトレイ４０を待機チャンバ２００を介して外部に搬出し、更に、次に溶接するワークトレイ４０を待機チャンバ２００を介して第２テーブル３０に搬入することがでる。つまり、一方のテーブルでワークトレイ４０のシーム溶接をしている間に、次にシーム溶接するワークトレイ４０を別のテーブルに準備できるので、シーム溶接を連続的に効率よく、かつ迅速に行うことができる。

また、第１テーブル２０及び第２テーブル３０は、リニアモータ２４及び３４によりＸ方向にのみ移動可能とされ、溶接ヘッド１０は、リニアモータ１４によりＹ方向にのみ移動可能な構造とされている。これにより、溶接ヘッド１０をワークトレイ４０の任意の位置に確実に移動できるとともに、第１テーブル２０及び第２テーブル３０を移動させる機構と、溶接ヘッド１０を移動させる機構を非常に簡単な構造にすることができ、機構自体を小型にすることができる。したがって、第１テーブル２０及び第２テーブル３０や溶接ヘッド１０を収容する真空チャンバ１００の全体のサイズを小さくすることができるとともに、チャンバの製造コスト、設置スペースを大幅に削減することができる。

また、本シーム溶接装置１は、溶接ヘッド１０をＺ方向に移動させるＺ方向可動部材１６を備えている。したがって、電子部品（例えば、セラミック容器６０とリッド７０）の高さに合わせて溶接ヘッド１０に搭載される溶接ローラ１８のＺ方向高さを任意に調整することができる。

また、待機チャンバ２００は、自身を密閉又は開放する待機チャンバ開閉手段（待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ）を備えている。また、待機チャンバ２００は、真空チャンバ１００に溶接前のワークトレイ４０を搬出し、又は真空チャンバ１００から溶接後のワークトレイ４０を搬入される時は、待機チャンバ開閉手段により自身を密閉状態にして真空チャンバ１００の真空状態と略同じ真空状態に保つように圧力を制御される。したがって、真空チャンバ１００内は、常に真空状態に保った状態でワークトレイ４０の搬入出を行うことができ、連続してワークトレイ４０のシーム溶接を行うことができる。

次に、図４を参照して、本発明の他の実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置２について説明する。

複数テーブル方式シーム溶接装置２は、２つの待機チャンバ２００、４００を、真空チャンバ１００を挟むように設け、真空チャンバ１００に対するワークトレイ４０の搬入と搬出を一方通行にし、ワークトレイ４０を搬入から搬出まで直線的に搬送できるところに特徴がある。

なお、同図において、第１実施形態で説明した複数テーブル方式シーム溶接装置１と同じ構造、機能及び用途を有する部材や装置（例えば、真空チャンバ１００や待機チャンバ２００）については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

複数テーブル方式シーム溶接装置２は、真空チャンバ１００の紙面左側の待機チャンバ２００が搬入側のチャンバであり、真空チャンバ１００の紙面右側の待機チャンバ４００が搬出側のチャンバとなる。つまり、詳細は後述するが、ワークトレイ４０は、待機チャンバ２００から真空チャンバ１００に搬入され、真空チャンバ１００内でシーム溶接が行われた後、待機チャンバ４００に搬出されるようになっている。

真空チャンバ１００は、第１実施形態で説明した真空チャンバ１００と概ね同じ構造及び機能を有しているが、待機チャンバ４００側の側面１００Ａに真空チャンバ側扉１１４、１１６が設けられている。勿論、真空チャンバ側扉１１４、１１６は、真空チャンバ側扉１１０、１１２と同様に、個別に開閉できるように設けられている。

側壁１００Ａを挟んだ真空チャンバ側扉１１４及び１１６の外側には、待機チャンバ４００が併設されている。待機チャンバ４００には、真空ポンプ４２０と大気開放弁４３０が設けられており、真空ポンプ４２０と大気開放弁４３０を制御することで、待機チャンバ４００内の圧力を大気圧から略真空圧まで任意に制御することができる。

待機チャンバ４００は、真空チャンバ側扉１１４，１１６が設けられる側壁１００Ａの外側に隣接して配置される側壁４００Ａにチャンバ側扉４０４Ａ、４０４Ｂが開閉可能に設けられている。また、側壁４００Ａと対向する側壁４００Ｂには、搬出側扉４０６Ａ、４０６Ｂが開閉可能に設けられている。なお、チャンバ側扉４０４Ａと搬出側扉４０６Ａは、略同一直線上に位置するように設けられている。したがって、チャンバ側扉４０４Ａから搬入されたワークトレイ４０は、待機チャンバ４００に配設されている搬送装置４１０により搬送され、搬出側扉４０６Ａから直線的に搬出できるようになっている。

同様に、チャンバ側扉４０４Ｂも、搬出側扉４０６Ｂと略同一直線上に位置するように設けられている。したがって、チャンバ側扉４０４Ｂから搬入されたワークトレイ４０は、待機チャンバ４００に配設されている搬送装置４４０により搬送され、搬出側扉４０６Ｂから直線的に搬出できるようになっている。

なお、搬送装置４１０及び４４０は、搬送装置２１０及び２４０と同一の構造、機能を有するものであるので、詳細な説明は省略する。

次に、図５〜８を用いて、第２実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置２によるシーム溶接方法について説明する。

まず、待機チャンバ２００の搬入出側扉２０６Ａを開放し、ワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００内に搬入する（図５参照）。次に、待機チャンバ２００の全ての扉（待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ及び搬入出側扉２０６Ａ、２０６Ｂ）を閉じて、待機チャンバ２００の内部空間Ｊを密閉する。その後、真空ポンプ２２０により待機チャンバ２００の内部を減圧し、真空チャンバ１００と略同じ真空状態にする。

また、真空チャンバ１００は、全ての扉（真空チャンバ側扉１１０〜１１６）を閉じ真空ポンプ１２０により、予め内部を略真空状態にしておく。

その後、待機チャンバ側扉２０４Ａ及び真空チャンバ側扉１１０を開放し、ワークトレイ４０Ａを待機チャンバ２００から真空チャンバ１００へ搬送する。ワークトレイ４０Ａを真空チャンバ１００に搬送した後、待機チャンバ側扉２０４Ａを閉じて待機チャンバ２００を密閉状態にする。真空チャンバ１００では、第１テーブル２０をＸ方向に移動するとともに、溶接ヘッド１０をＹ方向に移動して溶接ヘッド２０を任意のワークトレイ４０Ａの真上に移動し、ワークトレイ４０Ａに載置されているワーク６０のシーム溶接を行う（図６参照）。溶接ヘッド１０がワークトレイ４０Ａのシーム溶接をしている間に、大気開放弁２３０を開いて待機チャンバ２００内の気圧を略大気圧まで戻す。

次に、搬入出扉２０６Ｂを開放し、搬入出扉２０６Ｂから待機チャンバ２００の搬送装置２４０にワークトレイ４０Ｂを搬入する。

その後、搬入出扉２０６Ｂを閉じ、真空ポンプ２２０により、待機チャンバ２００内の圧力を真空チャンバ１００と同程度の真空圧にした後、待機チャンバ側扉２０４Ｂと真空チャンバ側扉１１２を開いて、真空チャンバ１００の内部空間Ｈと待機チャンバ２００の内部空間Ｊを連通させる。そして、ワークトレイ４０Ｂを待機チャンバ２００から真空チャンバ１００の第２テーブル３０に搬送する。ワークトレイ４０Ｂを真空チャンバ１００に搬送した後、待機チャンバ側扉２０４Ｂと真空チャンバ側扉１１２を閉じて、真空チャンバ１００を密閉状態にする。

ワークトレイ４０Ａのシーム溶接が終了した後、溶接ヘッド１０をＹ方向に移動し、且つワークトレイ４０ＢをＸ方向に移動して、溶接ヘッド１０をワークトレイ４０Ｂの任意のワーク６０の位置まで移動する。その後、ワークトレイ４０Ｂのシーム溶接を開始する。

更に、ワークトレイ４０Ｂをシーム溶接している間に、待機チャンバ４００の全ての扉（チャンバ側扉４０４Ａ、４０４Ｂ及び搬出側扉４０６Ａ、４０６Ｂ）を閉じて、待機チャンバ４００を密閉状態にする。次に、真空ポンプ４２０によって待機チャンバ４００内を減圧して真空チャンバ１００と略同程度の真空状態にする。

次に、真空チャンバ側扉１１４及びチャンバ側扉４０４Ａを開放して、ワークトレイ４０Ａを待機チャンバ４００に搬送する。搬送後、真空チャンバ側扉１１４及びチャンバ側扉４０４Ａを閉じて、待機チャンバ４００内を再び密閉状態にする。その後、大気開放弁４３０を開いて、待機チャンバ４００内の圧力を略大気圧まで戻す。そして、搬出側扉４０６Ａを開放して、待機チャンバ４００からワークトレイ４０Ａを外部に搬出する（図７参照）。
次に、ワークトレイ４０Ｂをシーム溶接している間に、大気開放した待機チャンバ２００に、ワークトレイ４０Ｂの後にシーム溶接するワークトレイ４０Ｃを搬入する。そして、待機チャンバ２００の全ての扉（待機チャンバ側扉２０４Ａ、２０４Ｂ及び搬入出側扉２０６Ａ、２０６Ｂ）を閉じて、真空ポンプ２２０により真空チャンバ１００と同程度の真空圧状態にする（図８参照）。

その後、待機チャンバ側扉２０４Ａを開放し、ワークトレイ４０Ｃを真空チャンバ１００の第１テーブル２０まで搬送する。そして、ワークトレイ４０Ｂのシーム溶接が終了した後、溶接ヘッド１０を第１テーブル２０上のワークトレイ４０Ｃの任意の位置まで移動して、シーム溶接を開始する。

溶接が終了したワークトレイ４０Ｂは、真空チャンバ側扉１１６及び待機チャンバ側扉４０４Ｂを開放して、真空状態にした待機チャンバ４００に搬送する。そして、待機チャンバ４００の全ての扉（待機チャンバ側扉４０４Ａ、４０４Ｂ及び搬出側扉４０６Ａ、４０６Ｂ）を閉じて、大気開放弁４３０を開いて、待機チャンバ４００の内部圧力を略大気圧まで戻す。

その後、搬出側扉４０６Ｂを開放して、ワークトレイ４０Ｂを待機チャンバ４００の外部に搬出する。

以下、上記と同様の操作を繰り返し、複数テーブル方式シーム溶接装置２は、ワークトレイ４０のシーム溶接を連続して行ことができる。

このように真空チャンバ１００を挟んで、待機チャンバ２００と待機チャンバ４００の２つのチャンバを設け、且つ、真空チャンバ１００、待機チャンバ２００、４００を直線上に配置し、ワークトレイ４０を直線的に搬送できるようにすることで、１つのチャンバ（例えば、待機チャンバ２００）で搬入と搬出を行う場合に比べて、搬入出のための複雑な制御が必要なくなるとともに、ワークトレイ４０の搬入出を極めて効率的に行うことができる。

図９には、本発明の第３実施形態に係る複数テーブル方式シーム溶接装置３が示されている。このシーム溶接装置３では、真空チャンバ１００内に２つの溶接ヘッド１０Ａ、１０Ｂを備えている例である。

２つの溶接ヘッド１０Ａ、１０Ｂは、真空ヘッド１００の内部に平行に配設される２本のガイドレール１２Ａ、１２Ｂ上を移動できるリニアモータ１４Ａ、１４Ｂに配設されている。

したがって、溶接ヘッド１０Ａがワークトレイ４０Ａを溶接している間に、溶接ヘッド１０Ｂもワークトレイ４０Ｂを溶接することができるので、溶接効率をより向上させることができる。

また、２つのガイドレール１２Ａ、１２Ｂを平行に設けたので、溶接ヘッド１０Ａ、１０Ｂの可動範囲が広くすることができ、ガイドレール１２Ａ、１２Ｂは、ワークトレイ４０Ａ又は４０Ｂのいずれか任意の方の溶接を行うことができる。

なお、溶接ヘッド１０Ａ、１０Ｂは、１つのガイドレール１２上を移動するようにしても好ましい。１つのガイドレール１２上で、２つの溶接ヘッド１２Ａ、１２Ｂを移動できるので、２つのガイドレールを設ける場合に比べ、部材を少なくでき、コストの削減ができる。

尚、本発明の複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法は、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。

本発明の複数テーブル方式シーム溶接装置及びシーム溶接方法は、電気機器や電子部品もしくはその他の各種物品の製造、又は物流の分野において利用することができる。

１複数テーブル方式シーム溶接装置
１０溶接ヘッド装置
１２レール
１４リニアモータ
１６Ｚ方向可動部材
１８溶接ローラ
２０第１テーブル
３０第２テーブル
４０ワークトレイ
６０セラミック容器
７０リッド
１００真空チャンバ
１１０、１１２真空チャンバ側扉
１２０、２２０真空ポンプ
１３０、２３０大気開放弁
２００待機チャンバ装置
２０４Ａ、２０４Ｂ待機チャンバ側扉
２０６Ａ、２０６Ｂ搬入出側扉
２１０、２４０搬送装置
３００、３２０搬送装置

Claims

自身の内部を真空状態に保つ真空チャンバと、
前記真空チャンバに併設され、自身の内部を真空状態に保つ待機チャンバ装置と、
前記真空チャンバ内に配設され、前記待機チャンバ装置からワークを搬入してＸ方向に移動する第１テーブルと、
前記真空チャンバ内に配設され、前記待機チャンバ装置からワークを搬入してＸ方向に移動する第２テーブルと、
前記真空チャンバ内に配設され、前記第１テーブル及び前記第２テーブル上において、前記Ｘ方向と直角なＹ方向に移動する溶接ヘッド装置と、
前記溶接ヘッド装置に搭載されて前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向と直角なＺ方向に相対移動するＺ方向可動部材と、
前記Ｚ方向可動部材に搭載されて前記ワークを溶接する溶接ローラと、
を備えることを特徴とする、複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記第１テーブルに載置される前記ワークが前記真空チャンバ内で溶接されている間に、前記第２テーブルが、前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバ内に前記ワークを搬入することを特徴とする、
請求項１に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記待機チャンバ装置は、自身の内部空間を前記真空チャンバ側と連通させる待機チャンバ開閉手段を備え、
前記待機チャンバ装置は、前記真空チャンバとの間で前記ワークを搬入又は搬出する場合に、自身を真空に保った状態で前記待機チャンバ開閉手段を開いて前記真空チャンバと連通させることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記待機チャンバ装置は、
前記真空チャンバの前記第１テーブルに対して前記ワークを供給する第１供給手段と、
前記真空チャンバの前記第２テーブルに対して前記ワークを供給する第２供給手段と、
を備えることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記待機チャンバ装置は、
溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第１及び第２テーブルに供給する搬入側チャンバと、
自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第１及び第２テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬出する搬出側チャンバと、を備えて構成されていることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記待機チャンバ装置は、
溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第１テーブルに搬送する搬入側第１チャンバと、
自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第１テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬送する搬出側第１チャンバと、
溶接前のワークを収容するとともに、自身を真空状態にした後、前記溶接前のワークを前記真空チャンバの前記第２テーブルに搬送する搬入側第２チャンバと、
自身を真空状態にした後、前記真空チャンバの前記第２テーブルから溶接後のワークを受け取って、外部へ搬送する搬出側第２チャンバと、を備えて構成されていることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記搬入側第１チャンバ、前記真空チャンバ及び前記搬出側第１チャンバは、略同一直線方向に配置され、
前記搬入側第２チャンバ、前記真空チャンバ及び前記搬出側第２チャンバは、略同一直線方向に配置されていることを特徴とする、
請求項６に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記溶接ヘッド装置は、前記第１テーブル及び前記第２テーブル上において、前記Ｘ方向と直角な方向に移動する、第１溶接ヘッド装置及び第２溶接ヘッド装置を備えて構成されていることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
前記第１溶接ヘッドの移動軸と前記第２溶接ヘッドの移動軸は平行に設けられ、
前記第１溶接ヘッドと前記第２溶接ヘッドは、前記Ｘ軸と直角な方向に個別に移動できることを特徴とする、
請求項８に記載の複数テーブル方式シーム溶接装置。
ワークをシーム溶接する真空チャンバを真空状態にし、
溶接前のワークを前記真空チャンバに併設される待機チャンバ装置に搬送し、
待機チャンバ装置内を真空状態にし、
溶接前の前記ワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの第１テーブルに搬送し、
前記真空チャンバに内設される溶接ヘッド装置により、前記第１テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接し、
前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置内を大気開放し、
前記ワークをシーム溶接している間に、溶接前の他のワークを前記待機チャンバ装置に搬送し、
前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置内を真空状態にし、
前記ワークをシーム溶接している間に、溶接前の前記他のワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの第２テーブルへ搬送し、
前記第１テーブルに載置される前記ワークのシーム溶接が終了した後、前記溶接ヘッド装置を前記第１テーブルから前記第２テーブルへ移動し、
前記溶接ヘッド装置が前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、前記第１テーブルに載置される溶接後のワークを前記真空チャンバから前記待機チャンバ装置に搬送し、
前記待機チャンバを大気開放した後、溶接後の前記ワークを前記待機チャンバから外部に搬送し、
前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、前記待機チャンバ装置に、次に溶接するワークを搬入して、該待機チャンバ装置内を真空状態にし、
前記第２テーブルに載置される前記ワークをシーム溶接している間に、次に溶接する前記ワークを前記待機チャンバ装置から前記真空チャンバの前記第１テーブルに搬送し、
前記第２テーブルに載置される前記ワークのシーム溶接が終了した後、前記溶接ヘッド装置を前記第２テーブルから前記第１テーブルへ移動することを特徴とする、シーム溶接方法。