JPH09205160A - 蓋体のシーム接合法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器の外形と、容器に対するシールフレーム
のろう付け位置のばらつきがシーム溶接時に影響しない
ようにし、電流の分散を防止する。 【解決手段】 容器１上に固定されたシールフレームに
蓋体４をスポット溶接によって仮止め固定する。シーム
溶接時に、蓋体４の４つの側壁４ａ〜４ｄを互いに直交
して配置された第１、第２の押圧手段２０，２１によっ
て押圧保持することにより、蓋体４の中心のずれおよび
水平面内での回転を修正し位置決めする。位置決め後、
一対のローラ電極６により蓋体４の互いに対向する２つ
の側壁４ａ，４ｂ側のフランジ部５ａ，５ｂをシールフ
レームにシーム溶接する。次に、回転テーブル７を９０
°回動させて、他の互いに対向する２つの側壁４ｃ，４
ｄ側のフランジ部５ｃ，５ｄをシーム溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、水晶
振動子等を収容した容器の開口部に金属製の蓋体を自動
的にシーム接合するシーム接合法に関し、特に４つの側
壁を有する帽子型に形成した蓋体のシーム接合法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子、水晶振動子等を収容
した容器を蓋体によって気密に封止する方法として、マ
イクロパラレルシーム接合法が広く用いられている
（例：特公平１−３８３７３号公報）。このシーム接合
法は、図６に示すように金属製のシールフレーム２をろ
う付けしたセラミック製（もしくは全体が金属製）の容
器１の内部に半導体素子等のチップ３を収容し、このチ
ップ３を図示しないワイヤによって外部リードに電気的
に接続した後、コバール、４２アロイ等によって形成し
た金属製の蓋体４をシールフレーム２に一対のローラ電
極６によってシーム溶接するものである。蓋体４とし
て、直方体状で帽子型に形成されたものは、その開口端
側にフランジ５を一体に有し、このフランジ５がシール
フレーム２にシーム溶接される。

【０００３】このような帽子型の蓋体４をシーム溶接す
るには、シールフレーム２を容器１の上面１ａにろう付
けした後、シールフレーム２上に蓋体４を載置して位置
決めする。この位置決めは、高い封止性能が要求される
ためミクロン単位で位置決めされる。このため、蓋体４
をシールフレーム２に仮止め固定し、仮止め固定された
容器１を回転テーブル７上に載置し、この容器１の各側
壁を互いに直交する４つの押圧手段８によって押圧する
ことによって位置決めする。次に、蓋体４の互いに対向
する、例えば短辺側の２側壁と平行なフランジ部５ａ，
５ｂの一端縁部に一対のテーパ付きローラ電極６を一定
の加圧条件下で接触させ、一対のローラ電極６を軸線と
直交する方向に移動させると同時にローラ電極６にパル
セーション通電（例：８Ｖ，１４０〜１８０Ａ）を行な
い、この時発生するジュール熱により短辺側のフランジ
部５ａ，５ｂを溶融しシールフレーム２にシーム接合す
る。短辺側のシーム接合が終了すると、一対のローラ電
極６を一旦上昇させて電極間隔を調整すると共に回転テ
ーブル７を水平面内で９０°回転させる。しかる後、再
びローラ電極６を下降させて他の対向する２側壁、すな
わち長辺側のフランジ部５ｃ，５ｄ（５ｄは図示せず）
を上記したと同様にシールフレーム２にシーム接合す
る。このようなシーム溶接は、真空中において行われ、
もって容器１を真空封止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のシーム接合法においては、容器１の外形と、容
器１に対するシールフレーム２のろう付け位置のばらつ
きにより、溶接不良が生じるという問題があった。すな
わち、容器１の外形と、容器１に対するシールフレーム
２のろう付け位置にばらつきがあると、蓋体４をシール
フレーム２に対して高精度に位置決めして仮止め固定さ
れていても、容器１に対して蓋体４を必ずしも高い精度
で位置決めしたことにはならない。そのため、容器１に
対してシールフレーム２および蓋体４が、例えば図７に
おいて左方にずれていたとすると、押圧手段８によって
容器１を押圧して位置決めし、一対のローラ電極６を同
期して駆動制御し蓋体４のフランジ５に接触させた時、
ずれ側のローラ電極６が蓋体４の側壁に接触してしま
い、蓋体４において電流が破線と一点鎖線で示すように
分散して流れる。その結果、シールフレーム２との接合
部であるフランジ５におけるジュール熱の発生が減少
し、シーム溶接が良好に行われなくなる。そして、この
ような接合不良については、発見が難しいばかりではな
く、最終製品に近い工程での不良でるだけにダメージが
大きい。

【０００５】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、容器
の外形と、容器に対するシールフレームのろう付け位置
のばらつきがシーム溶接時に影響しないようにすること
により、電流の分散を防止し、良好に溶接することがで
きるようにした蓋体のシーム接合法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、４つの側壁を有する帽子型に形成され開口
端部にフランジが全周にわたって一体に設けられた金属
製の蓋体を、電子部品が収容された容器の開口部にシー
ルフレームを介してシーム溶接する蓋体のシーム接合法
において、前記シールフレームを容器の開口部にろう付
けし、前記シールフレーム上に前記蓋体をスポット溶接
によって仮止め固定し、この蓋体が仮止め固定された前
記容器を回転テーブル上に載置し、前記蓋体の互いに対
向する２側壁を第１の押圧手段によって押圧すると共に
他の２側壁を前記第１の押圧手段と直交する第２の押圧
手段によって押圧することにより蓋体を位置決めし、第
１の押圧手段による押圧を解除して一対のローラ電極に
より前記蓋体の互いに対向する２側壁のフランジ部を前
記シールフレームにシーム接合し、次に前記第１の押圧
手段により前記蓋体の前記２側壁を再度押圧し、次いで
第１、第２の押圧手段により前記蓋体の４つの側壁を押
圧した状態を保持しつつ前記回転テーブルと第１、第２
の押圧手段を一体に９０°回動させ、しかる後第２の押
圧手段の押圧を解除して前記一対のローラ電極により前
記蓋体の互いに対向する他の２側壁のフランジ部を前記
シールフレームにシーム接合することを特徴とする。

【０００７】本発明においては、第１、第２の押圧手段
によって蓋体の４つの側壁を押圧することにより蓋体自
体を位置決めし、この位置決めされた蓋体に対して一対
のローラ電極を位置決めする。したがって、容器の外形
と、容器に対するシールフレームのろう付け位置にばら
つきがあっても、ローラ電極の蓋体に対する位置決めに
は影響を及ぼさず、電極が蓋体の側壁に接触するような
ことがない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシーム接合法
を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図
１は本発明に係るシーム接合法を採用したシーム溶接装
置の要部の一部を破断して示す正面図、図２は同要部の
平面図である。なお、従来技術の欄で説明した構成部材
等と同一のものについては同一符号をもって示し、その
説明を適宜省略する。本発明によるシーム接合法は、蓋
体４の互いに対向する２つの側壁４ａ，４ｂを第１の押
圧手段２０によって押圧すると共に、他の２つの側壁４
ｃ，４ｄを前記第１の押圧手段と直交する第２の押圧手
段２１によって押圧することにより、蓋体４自体を位置
決めしてシーム溶接するようにしたものである。

【０００９】第１の押圧手段２０は、Ｘ方向に対向して
設けられた一対のシリンダ２２Ａ，２２Ｂからなり、そ
のロッド２４，２５の先端面が蓋体４のＸ方向において
対向する２つの側壁４ａ，４ｂにそれぞれ当接する。一
対のシリンダ２２Ａ，２２Ｂの中、一方のシリンダ２２
Ａのロッド２４は、位置決め時に所定量突出することに
よりＸ方向の位置決めの基準面を形成する。このロッド
２４の突出寸法は、蓋体４のＸ方向の寸法に応じて決定
され、サイズが異なる蓋体に対してはそれに応じた長さ
のロッドと交換される。他方のシリンダ２２Ｂのロッド
２５は、その基部側と先端側とを連結する圧縮コイルば
ね２６を備えている。圧縮コイルばね２６は、位置決め
時にロッド２５が一定量突出して蓋体４の側壁４ｂに当
接すると圧縮され、その弾撥力によってロッド２５の先
端部を側壁４ｂに押し付ける。そのため、対向する側壁
４ａが一方のシリンダ２２Ａのロッド２４に押し付けら
れ、これによってＸ方向の位置決めが行われる。

【００１０】第２の押圧手段２１は、Ｙ方向に対向して
設けられた一対のシリンダ２７Ａ，２７Ｂからなり、そ
のロッド２８，２９の先端面が蓋体４のＹ方向において
対向する２つの側壁４ｃ，４ｄにそれぞれ当接する。一
対のシリンダ２７Ａ，２７Ｂの中、一方のシリンダ２７
Ａのロッド２８は、位置決め時に所定量突出することに
よりＹ方向の位置決めの基準面を形成する。このロッド
２８の突出寸法は、蓋体４のＹ方向の寸法に応じて決定
され、サイズが異なる蓋体に対してはそれに応じた長さ
のロッドと交換される。他方のシリンダ２７Ｂのロッド
２９は、その基部側と先端側とを連結する圧縮コイルば
ね３０を備えている。圧縮コイルばね３０は、位置決め
時にロッド２９が一定量突出して蓋体４の側壁４ｄに当
接すると圧縮され、その弾撥力によってロッド２９の先
端部を側壁４ｄに押し付ける。そのため、対向する側壁
４ｃが一方のシリンダ２７Ａのロッド２８に押し付けら
れ、これによってＹ方向の位置決めが行われる。なお、
圧縮コイルばね２６，３０のばね力は、強い程位置決め
精度は良好であるから、蓋体４を損傷しない程度で可能
な限り強いばね力が付与される。

【００１１】次に、上記構造からなるシーム溶接装置に
よるシーム溶接の手順について説明する。先ず、電子部
品３が収容された容器１の上面開口部にシールフレーム
２をろう付けし、その上に４つの側壁４ａ〜４ｄを有す
る帽子型に形成され開口端部にフランジ５が全周にわた
って一体に設けられた金属製の蓋体４を載置して位置決
めし、スポット溶接によって２点を仮止め固定する。次
に、この蓋体４が仮止め固定された前記容器１を回転テ
ーブル７上の溶接位置に載置する。次に、第１、第２の
押圧手段２０，２１のシリンダ２２Ａ，２２Ｂ、２７
Ａ，２７Ｂをそれぞれ駆動してそのロッド２４，２５、
２８，２９を蓋体４の各側壁４ａ〜４ｄにそれぞれ押し
付け、これにより蓋体４のＸ，Ｙ方向、言い換えれば中
心のずれおよび水平面内での回転を修正し位置決めす
る。この時、ロッド２４，２８の先端面はＸ，Ｙ方向の
位置決めの基準面となり、回転テーブル７の中心までの
距離が高い精度で設定される。したがって、これらのロ
ッドによって位置決めされると、蓋体４の中心は回転テ
ーブル７の中心と一致する。図２はこの状態を示す。

【００１２】次に、図３に示すように、ロッド２４，２
５を後退させて第１の押圧手段２０による蓋体４の押圧
を解除する。この時、蓋体４は第２の押圧手段２１によ
って保持されているので、位置ずれすることはない。ま
た、この時、必要に応じて回転テーブル７により容器１
を吸引保持してもよい。この状態において、一対のロー
ラ電極６の間隔を、フランジ５のうちＸ方向において対
向する２つのフランジ部５ａ，５ｂ（図３の斜線部）と
一致するように調整する。一対のローラ電極６は、右ね
じと左ねじが形成されたＸ方向に長い１本の図示しない
ねじ棒に、回転テーブル７の中心を挟んで左右に等距離
離れて位置するように取り付けられており、このねじ棒
の回転によって互いに接近離間する方向に移動調整され
る。ローラ電極６の位置調整後、これらのローラ電極６
を下降させて前記各フランジ部５ａ，５ｂのロッド２９
側端に所定圧で接触させ、通電すると同時にロッド２８
方向に向かって回転させながら移動させることにより、
前記各フランジ部５ａ，５ｂをシールフレーム２にシー
ム溶接する。一対のローラ電極６の位置決めは、位置決
めされた蓋体４の対向する２側壁４ａ，４ｂを基準面と
して行うため、図６および図７において説明したよう
に、容器１の外形寸法や容器１とシールフレーム２のろ
う付け位置にばらつきがあっても、ローラ電極６は、蓋
体４の側壁４ａまたは４ｂに接触することがなく、電流
の分散を防止することができる。したがって、良好にシ
ーム溶接することができる。

【００１３】Ｘ方向に対向する２つのフランジ部５ａ，
５ｂをシーム溶接した後、図４に示すようにＸ方向に対
向するロッド２４，２５を前進させて第１の押圧手段２
０により蓋体４の２側壁４ａ，４ｂを再度押圧し保持す
る。そして、第１、第２の押圧手段２０，２１により蓋
体４を保持した状態を保持しつつ回転テーブル７と第
１、第２の押圧手段２０，２１を水平面内において一体
に時計方向に９０°回動させる。そのため、今までＸ方
向において対向していた２つの側壁４ａ，４ｂは、図５
に示すようにＹ方向において対向し、Ｙ方向において対
向していた他の２つの側壁４ｃ，４ｄは、Ｘ方向におい
て対向する。

【００１４】次に、この状態において、図６に示すよう
にロッド２８，２９を後退させて第２の押圧手段２１に
よる蓋体４の押圧を解除する。この時、蓋体４は第１の
押圧手段２０によって保持されているので、位置ずれす
ることはない。次に、一対のローラ電極６の間隔を、フ
ランジ５のうちＸ方向において対向する２つのフランジ
部５ｃ，５ｄ（図６の斜線部）と一致するように調整し
た後、これらのローラ電極６を下降させて前記フランジ
部５ｃ，５ｄのロッド２５側端に所定圧で接触させ、通
電すると同時にロッド２４方向に向かって回転させなが
ら移動させることにより、前記フランジ部５ｃ，５ｄを
シールフレーム２にシーム溶接する。一対のローラ電極
６の位置決めは、位置決めされた蓋体４の対向する２側
壁４ｃ，４ｄを基準面として行うため、上記したと同様
に、容器１の外形寸法や容器１とシールフレーム２のろ
う付け位置にばらつきがあったとしても、ローラ電極６
が蓋体４の側壁４ｃまたは４ｄに接触することがなく、
電流の分散を防止することができる。したがって、良好
にシーム溶接することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る蓋体の
シーム接合法は、４つの側壁を有する帽子型に形成され
開口端部にフランジが全周にわたって一体に設けられた
金属製の蓋体を、電子部品が収容された容器の開口部に
シールフレームを介してシーム溶接する蓋体のシーム接
合法において、前記シールフレームを容器の開口部にろ
う付けし、前記シールフレーム上に前記蓋体をスポット
溶接によって仮止め固定し、この蓋体が仮止め固定され
た前記容器を回転テーブル上に載置し、前記蓋体の互い
に対向する２側壁を第１の押圧手段によって押圧すると
共に他の２側壁を前記第１の押圧手段と直交する第２の
押圧手段によって押圧することにより蓋体を位置決め
し、第１の押圧手段による押圧を解除して一対のローラ
電極により前記蓋体の互いに対向する２側壁のフランジ
部を前記シールフレームにシーム接合し、次に前記第１
の押圧手段により前記蓋体の前記２側壁を再度押圧し、
次いで第１、第２の押圧手段により前記蓋体の４つの側
壁を押圧した状態を保持しつつ前記回転テーブルと第
１、第２の押圧手段を一体に９０°回動させ、しかる後
第２の押圧手段の押圧を解除して前記一対のローラ電極
により前記蓋体の互いに対向する他の２側壁のフランジ
部を前記シールフレームにシーム接合するようにしたの
で、容器の外形寸法や容器とシールフレームのろう付け
位置にばらつきがあっても、ローラ電極が蓋体の側壁に
接触することがなく、電流の分散を確実に防止すること
ができる。したがって、良好なシーム溶接が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシーム接合法を採用したシーム
溶接装置の要部の一部を破断して示す正面図である。

【図２】 同要部の平面図である。

【図３】 シーム溶接を説明するための図である。

【図４】 シーム溶接を説明するための図である。

【図５】 シーム溶接を説明するための図である。

【図６】 シーム溶接を説明するための図である。

【図７】 従来のシーム接合法を説明するための図であ
る。

【図８】 従来のシーム接合法による欠点を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１…容器、２…シールフレーム、３…チップ、４…蓋
体、４ａ〜４ｄ…側壁、５…フランジ、５ａ〜５ｄ…フ
ランジ部、７…回転テーブル、２０…第１の押圧手段、
２１…第２の押圧手段、２２Ａ，２２Ｂ…シリンダ、２
４，２５…ロッド、２６…圧縮コイルばね、２７Ａ，２
７Ｂ…シリンダ、２８，２９…ロッド、３０…圧縮コイ
ルばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４つの側壁を有する帽子型に形成され開
   口端部にフランジが全周にわたって一体に設けられた金
   属製の蓋体を、電子部品が収容された容器の開口部にシ
   ールフレームを介してシーム溶接する蓋体のシーム接合
   法において、前記シールフレームを容器の開口部にろう
   付けし、前記シールフレーム上に前記蓋体をスポット溶
   接によって仮止め固定し、この蓋体が仮止め固定された
   前記容器を回転テーブル上に載置し、前記蓋体の互いに
   対向する２側壁を第１の押圧手段によって押圧すると共
   に他の２側壁を前記第１の押圧手段と直交する第２の押
   圧手段によって押圧することにより蓋体を位置決めし、
   第１の押圧手段による押圧を解除して一対のローラ電極
   により前記蓋体の互いに対向する２側壁のフランジ部を
   前記シールフレームにシーム接合し、次に前記第１の押
   圧手段により前記蓋体の前記２側壁を再度押圧し、次い
   で第１、第２の押圧手段により前記蓋体の４つの側壁を
   押圧した状態を保持しつつ前記回転テーブルと第１、第
   ２の押圧手段を一体に９０°回動させ、しかる後第２の
   押圧手段の押圧を解除して前記一対のローラ電極により
   前記蓋体の互いに対向する他の２側壁のフランジ部を前
   記シールフレームにシーム接合することを特徴とする蓋
   体のシーム接合法。