专利名称：激光熔接装置及激光熔接方法
技术领域：
本发明涉及通过对工件照射激光束来进行熔接的激光熔接装置及激光熔接方法。
背景技术：
一直以来，在水晶元件、半导体元件等电子部件的封装件密封中是通过对盖子照射激光束来熔接(即激光熔接)盖子和封装件。例如专利文献1及2中记载了用脉冲型的激光束(换言之，脉冲激光)进行工件的熔接的激光熔接装置。
专利文献1特开平9-122956号公报专利文献2特开平11-245066号公报发明内容发明打算解决的课题然而，在上述专利文献1及2所记载的技术中，一边使照射激光束的位置移动一边用脉冲激光断续地进行熔接，因而有时熔接痕会变大，向工件整体付与大的热量。因而，有时会产生熔接不良，给内部的电子部件带来不良影响。
本发明打算解决的课题以上述情况为例。本发明的课题是提供一种可在1脉冲周期期间在工件内使激光束的照射位置移动，从而进行良好的熔接的激光熔接装置及激光熔接方法。
用于解决课题的方案技术方案1记载的发明是一种通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封上述工件的激光熔接装置，其特征在于具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射部；以及接受从上述激光束出射部出射了的激光束，变更照射该激光束的位置的照射位置变更部，上述照射位置变更部在1脉冲周期期间使照射上述激光束的位置在上述工件内移动而连续熔接。
技术方案8记载的发明是一种通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封上述工件的激光熔接方法，其特征在于具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射工序；以及接受出射了的上述激光束，使照射该激光束的位置变更的照射位置变更工序，在上述照射位置变更工序中，在1脉冲周期期间使照射上述激光束的位置在上述工件内移动而连续熔接。
图1是表示本发明的实施例所涉及的激光熔接装置的概略构成的图。
图2是表示工件的具体构成的图。
图3是表示载置了工件的托盘的状态的图。
图4是用于说明第1实施例所涉及的激光熔接方法的图。
图5是用于说明控制所出射的激光束的方法的具体例的图。
图6是用于说明第2实施例所涉及的激光熔接方法的图。
图7是用于说明预组装熔接方法的图。
图8是用于说明采用磁铁的固定方法的图。
图9是用于说明变形例所涉及的激光熔接方法的图。
标号说明10工件10a盖子10b封装件20托盘
30束斑35激光束出射装置36调测头100激光熔接装置LB1、LB2激光束具体实施方式
在本发明优选实施方式中，通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封上述工件的激光熔接装置具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射部；以及接受从上述激光束出射部出射了的激光束，变更照射该激光束的位置的照射位置变更部，上述照射位置变更部在1脉冲周期期间使照射上述激光束的位置在上述工件内移动而连续熔接。
上述激光熔接装置通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封工件。激光束出射部按给定的脉冲周期出射脉冲型的激光束。照射位置变更部接受激光束，变更照射激光束的位置。详细而言，照射位置变更部在1脉冲周期期间使照射激光束的位置在工件内移动而连续熔接。即，按每1脉冲或多个脉冲进行控制而使之输出激光。这样单位熔接区域的热量就会变小，因而能减小熔接痕。还有，能使向工件整体付与的热量减少，因而能减小熔接对工件内的电子部件等付与的影响。还有，可以对熔接区域不用空开间隔而均匀地熔接，因而能提高工件的气密性。
在上述激光熔接装置的一方式中，上述激光束出射部具有为了熔接上述工件所必要的激光功率，并且出射在上述1脉冲周期中激光功率均匀的激光束。这样就能使得在盖子上形成的熔接痕有效地均匀。
在上述激光熔接装置的另一方式中，上述照射位置变更部在1脉冲周期期间，使照射上述激光束的位置移动，使得对1个工件的熔接结束。这样就能对工件进行确实的熔接，并当场进行对1个工件的熔接。
在上述激光熔接装置的另一方式中，上述照射位置变更部在1脉冲周期期间，使照射上述激光束的位置移动，使得至少对上述工件的构成应该进行熔接的区域的1个边的熔接结束。
在该方式中，上述照射位置变更部在1脉冲周期期间，使照射上述激光束的位置移动，至少使得对构成应该进行熔接的区域(熔接区域)的1个边的熔接结束。例如，在1脉冲周期期间，对构成熔接区域的1个边，使照射位置移动而进行熔接。这样按每个脉冲周期来变更作为熔接对象的边而进行熔接，因而能有效地抑制热积存在盖子的角附近的情况。
在上述激光熔接装置的另一方式中，上述照射位置变更部变更照射上述激光束的位置，使得在上述盖子和上述封装件两方上同时形成上述激光束所涉及的束斑。
在该方式中，在盖子和封装件两方上形成束斑而进行熔接。这样盖子侧面就会熔融，并且由于封装件的温度上升会向盖子传递，盖子的底面就会有效地熔融。还有，由于封装件自身被加热，封装件的封接面的濡湿性就会提高。因此，根据上述激光熔接装置，能确实地熔接盖子和封装件。再有，在向盖子的端部照射了激光束的场合，盖子上的热扩散被抑制，即能把激光束所涉及的盖子的温度上升有效地用于熔接，因而能降低激光束的功率输出。
在上述激光熔接装置的另一方式中，对处于上述盖子和上述封装件被预组装了的状态的工件，进行用于密封上述工件的熔接。这样就能防止密封时产生的盖子和封装件的位置偏差、盖子的熔出等所引起的盖子和封装件的浮漂、搬送工件时的振荡、冲击所引起的盖子和封装件的位置偏差等。即，根据上述激光熔接装置，能恰当地进行用于盖子和封装件的密封的熔接。
在上述激光熔接装置的另一方式中，通过对上述盖子付与磁铁所涉及的磁力，在上述封装件上固定上述盖子，并且在载置上述工件的托盘上固定上述盖子及上述封装件。这样就能恰当地进行用于盖子和封装件的密封的熔接。
在本发明的另一实施方式中，通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封上述工件的激光熔接方法具备按给定的脉冲周期出射上述激光束的激光束出射工序；以及接受出射了的上述激光束，使照射该激光束的位置变更的照射位置变更工序，在上述照射位置变更工序中，在1脉冲周期期间使照射上述激光束的位置在上述工件内移动而连续熔接。
实施例以下参照附图来说明本发明的优选实施例。
(激光熔接装置的构成)首先说明本实施例所涉及的激光熔接装置的构成。
图1是表示本实施例所涉及的激光熔接装置100的概略构成的图。激光熔接装置100主要具备激光束出射装置35、调测头(ガルバノヘツド)36和托盘20。激光熔接装置100是对载置在托盘20上的多个工件10进行熔接的装置。另外，图1中的空心箭头表示激光束行进的方向。
在这里，用图2及图3来说明工件10的具体构成和载置工件10的托盘20的状态。
图2是放大表示工件10的图。具体而言，图2(a)表示工件10的上面图，图2(b)表示工件10的侧面图，图2(c)表示沿着图2(a)中的剖切线A1-A2的剖视图。工件10具备板状的盖子10a、箱状的封装件10b和电子部件10c。具体而言，盖子10a由实施了Ni镀敷的科瓦铁镍钴合金材、42合金材、不锈钢材、低包银材(Agロ一クラツド材)等金属材料构成，封装件10b由在与盖子10a接触的面(以下称为「熔接面」或「封接面」)上采用Au等实施了镀敷的陶瓷材料构成。还有，盖子10a的外形比封装件10b的外形小。这是为了抑制在封装件10b上载置了盖子10a时盖子10a对封装件10b偏离。
电子部件10c具有水晶元件、半导体元件等元件、压电体，被收纳在封装件10b内。上述激光熔接装置100对盖子10a及封装件10b照射激光束。这样就把盖子10a熔接于封装件10b而密封工件10。
图3是表示载置了工件10的托盘20的状态的具体例的图。具体而言，图3(a)表示载置了工件10的托盘20的上面，图3(b)表示沿着图3(a)中的剖切线B1-B2的剖视图。如图3(a)及图3(b)所示，多个工件10载置于在托盘20上形成的多个槽20x内。例如，在托盘20上载置600个程度的工件10。
回到图1，对于激光熔接装置100进行说明。激光束出射装置35按给定的脉冲周期(即周期性地)、给定的回数，出射激光束LB1，对调测头36照射该激光束LB1。详细而言，激光束出射装置35具备振荡脉冲型的激光束的振荡器、可控制激光束的波形、输出的控制装置等。因而，从激光束出射装置35出射由控制装置控制后的激光束LB1。
调测头36接受激光束LB1，变更照射该激光束LB1的位置。具体而言，调测头36具备对托盘20上的工件10进行图像测量的摄像机、基于图像测量结果来补正照射的位置的位置补正构件、扫描激光束的扫描机构、反射激光束的反射镜、使激光束聚光的聚光透镜等。从调测头36出射的激光束LB2对工件10照射，从而进行工件10的熔接。这样，激光束出射装置35作为激光束出射部起作用，调测头36作为照射位置变更部起作用。
另外，在本实施例中，对处于盖子10a和封装件10b被预组装了的状态下的工件10，进行用于把盖子10a和封装件10b完全密封起来的熔接。关于该预组装，详细情况后述。再有，在本实施例中，在托盘20下插入了具有磁铁的磁床，对盖子10a付与磁铁所涉及的磁力，使盖子10a固定于封装件10b，并且使盖子10a及封装件10b固定于托盘20。即，在由磁铁固定了封装件10b及托盘20的状态下，进行用于密封的熔接。另外，关于使用磁铁的固定方法，详细情况后述。
其次，说明上述激光熔接装置100进行的激光熔接方法。在本实施例中，在1脉冲周期期间，使照射激光束LB2的位置(以下称为「照射位置」)在工件10内移动。换言之，在1脉冲周期期间，使工件10上形成的束斑移动。以下具体说明本发明的实施例所涉及的激光熔接方法。另外，在本说明书中，「脉冲周期」是指从激光束出射装置35出射激光束LB1的期间(1个周期)。
(第1实施例)首先说明第1实施例所涉及的激光熔接方法。在第1实施例中，使照射激光束LB2的位置在工件10内移动，使得在1脉冲周期期间对1个工件10的熔接结束。
图4是用于说明第1实施例所涉及的激光熔接方法的图。图4(a)表示工件10的上面图。阴影区域70表示应该进行熔接的区域，即熔接时应该照射激光束LB2的区域(以下称该区域为「熔接区域」)。在该场合，工件10的熔接是通过向盖子10a的外周附近照射激光束LB2来进行的。在第1实施例中，在1脉冲周期期间，使照射激光束LB2的位置移动，使得对1个工件10的熔接结束。详细而言，在1脉冲周期期间，如箭头71所示，使照射位置移动。在该场合，调测头36使激光束LB2的照射位置移动，使得在1脉冲周期期间照射位置绕盖子10a的外周附近(与熔接区域70对应)转一周。另外，图4(a)中为便于说明，把开始激光束LB1的照射的位置和激光束LB1的照射结束的位置分开表示，实际上开始照射的位置和结束的位置一致。
此后，调测头36变更成为熔接对象的工件10，进行对变更了的工件10的图像测量、位置补正。然后，调测头36对该工件10以同样的次序照射激光束LB2。
图4(b)表示从激光束出射装置35出射的激光束LB1的时间波形。图4(b)在横轴上表示时间，在纵轴上表示激光功率。还有，时间T1表示激光束LB1的脉冲周期，时间T2表示脉冲周期和脉冲周期之间的期间(不出射激光束LB1的期间)。例如，1脉冲周期T1为30(msec)。另外，图4(b)中表示的激光束LB1是由激光束出射装置35内的控制装置控制后的激光束。
在第1实施例中，用图4(b)所示的在1脉冲周期T1中的激光功率不随时间变化的激光束LB1，即激光功率均匀的激光束LB1进行熔接。还有，为了熔接工件10而用具有恰当的激光功率(即为熔融盖子10a的充分的激光功率)的激光束LB1进行熔接。这是为了均匀地熔接盖子10a，换言之，为了使得在盖子10a上形成的熔接痕均匀。
在这里，说明为了从激光束出射装置35出射上述激光束LB1，激光束出射装置35内的控制装置进行的控制方法的具体例。
在1个例子中，激光束出射装置35内的控制装置监视从振荡器出射的激光束，基于所监视的激光束进行振荡器等的控制。即，控制装置对激光束的激光功率进行反馈控制。详细而言，控制装置对振荡器等进行控制，使得最终从激光束出射装置35出射的激光束LB1成为熔融盖子10a的充分的激光功率，并且使得1脉冲周期中的激光功率变得均匀。
在其他例子中，激光束出射装置35内的控制装置不是对激光功率进行反馈控制，而是进行控制，使得从振荡器振荡了的激光束的峰值部分作为激光束LB1而出射。用图5说明该控制方法。图5(a)、图5(b)在横轴上表示时间，在纵轴上表示激光功率。具体而言，图5(a)表示从振荡器振荡了的基础激光束。可以看出，从振荡器振荡了的激光束由此以相当急的斜率上升，并且在下降时激光功率加大变动。激光束出射装置35内的控制装置进行控制，使得从激光束出射装置35只出射虚线区域74中表示的激光束的峰值部分。具体而言，控制装置进行用快门等剪切从振荡器出射的激光束的控制，使得具有图5(a)中以虚线75表示的激光功率以上的激光功率的激光束从激光束出射装置35出射。图5(b)表示由控制装置控制后的激光束，即最终从激光束出射装置35出射的激光束LB1。在该场合，激光束LB1出射的期间成为脉冲周期T1。
这样，在激光束出射装置35中进行使1脉冲周期T1中的激光功率变得均匀的控制，在盖子10a上形成的熔接痕就会均匀。
还有，在第1实施例中，调测头36从某种程度上与盖子10a的角偏离了的位置开始激光束LB1的照射。换言之，从某种程度上与构成工件10的熔接区域70的边(以下简称「熔接边」)的端偏离了的位置，开始激光束LB1的照射。这样做的理由是如下。从实验可以看出，熔接的角附近有热积存的倾向，并且在熔接的开始位置附近有热积存的倾向。因此，在第1实施例中，为了恰当地抑制这样的热残留，从在某种程度上与盖子10a的角(熔接的角)偏离了的位置开始照射。例如，从熔接边的中间位置开始激光束LB1的照射。
在这里，对上述第1实施例所涉及的熔接方法和一般进行的熔接方法进行比较。一般是由调测头一边使熔接位置按给定量一步步移动一边照射脉冲激光。在该场合，因为脉冲激光是断续地照射激光，所以为了确实地进行熔接，就需要加大单位脉冲的激光功率，或者增加照射的脉冲数。因而，有熔接痕变大、向工件10整体付与大的热量的可能性。相比之下，在第1实施例所涉及的激光熔接方法中，是在1脉冲周期期间使照射激光束LB2的位置在工件10内移动，因而与一般进行的方法比较，熔接区域的热量变小，所以能减小熔接痕。还有，向工件整体付与的热量也会变小，因而能减小由于熔接而向工件10内的电子部件10c付与的影响(即能保护电子部件10c)。
再有，在第1实施例所涉及的激光熔接方法中，是在1脉冲周期期间使照射激光束LB2的位置在工件10内移动，因而能对熔接区域70不用空开间隔而均匀地进行熔接，能提高工件10密封性。还有，能在1脉冲周期完成对工件10的熔接，因而能缩短熔接所需要的时间。
(第2实施例)其次，说明本发明的第2实施例所涉及的激光熔接方法。在第2实施例中，不是在1脉冲周期期间使得对1个工件10的熔接结束，而是在数脉冲周期使得对1个工件10的熔接结束，这一点与上述第1实施例不同。详细而言，在第2实施例中，是在1脉冲周期期间使在该熔接边上照射激光束LB2的位置移动，使得至少对1个熔接边的熔接结束。具体而言，在第2实施例中，是在1脉冲周期期间进行对1个熔接边的熔接，以多个脉冲周期进行对1个工件10的熔接。
图6是用于说明第2实施例所涉及的激光熔接方法的图。图6表示工件10的上面图，阴影区域70表示熔接区域。在该场合也是，通过向盖子10a的外周附近照射激光束LB2来进行工件10的熔接。在第2实施例中，在1脉冲周期期间，在1个熔接边使照射位置移动。详细而言，在最初的脉冲周期中进行对熔接边77a的熔接，在后面的脉冲周期中进行对熔接边77b的熔接。之后，采用同样的方法，按熔接边77c、熔接边77d的顺序进行熔接。在该场合，调测头36在1脉冲周期期间，使激光束LB2的照射位置从熔接边的1端移动到另一端。然后，调测头36变更作为熔接对象的熔接边，按后面的脉冲周期，对变更了的新的熔接边照射激光束LB2。这样，对1个工件10以4脉冲周期结束熔接。
这样，根据第2实施例所涉及的激光熔接方法，也能减小熔接痕，并且能减少向工件整体付与的热量。还有，在第2实施例所涉及的激光熔接方法中，是按每个脉冲周期来变更作为熔接对象的熔接边而进行熔接，因而能有效地抑制热积存在盖子10a的角附近。
另外，在第2实施例中也与上述第1实施例一样，激光束出射装置35内的控制装置进行控制，使得从激光束出射装置35出射的激光束LB1具有为熔接工件10所必要的激光功率，且使得在1脉冲周期中的激光功率变得均匀。
还有，进行熔接的熔接边的顺序及在1个熔接边中使照射位置移动的方向不限于图6所示的东西。即，不限于对邻接的熔接边按顺序进行熔接，不限于使照射位置向对1个熔接边的熔接的结束位置和对后面的熔接边的熔接的开始位置相邻接的方向移动。还有，以上表示了在1脉冲周期期间只对1个熔接边进行熔接的例子，不过，在其他例子中，也可以在1脉冲周期期间对2个熔接边进行熔接。即，能以2脉冲周期进行对1个工件10的熔接。
在这里，对于盖子10a和封装件10b的预组装进行说明。另外，在本说明书中，「预组装」是指在把盖子10a和封装件10b完全密封之前进行的预粘接。
在本实施例中，对处于盖子10a和封装件10b被预组装了的状态下的工件10，进行用于把盖子10a和封装件10b完全密封起来的熔接(以下称为「密封熔接」)。详细而言，在进行密封熔接之前，进行用于预组装盖子10a和封装件10b的熔接(以下称为「预组装熔接」)。具体而言，预组装熔接是对被密封熔接的盖子10a上的区域的一部分进行熔接。
进行预组装熔接是为了防止密封熔接时产生的盖子10a和封装件10b的位置偏差、盖子10a的熔出等所引起的盖子10a和封装件10b的浮漂、搬送工件10时的振荡、冲击所引起的盖子10a和封装件10b的位置偏差等。即，在本实施例中，为了恰当地进行盖子10a和封装件10b的密封熔接而在密封熔接前进行预组装熔接。
用图7来说明本实施例所涉及的预组装熔接方法。图7(a)及图7(b)表示工件10的上面图。图7(a)表示激光束或电子束所涉及的预组装熔接的一个例子。在该场合，向盖子10a的四角的点40照射激光束或电子束来进行预组装熔接。
图7(b)表示缝合熔接等电阻熔接所涉及的预组装熔接的具体例。在该场合，在盖子10a的对着的2边41上进行电阻熔接。这样的2边41的预组装熔接是由一对辊电极等进行挤压熔接或滚动熔接来形成的。
在一般束熔接中，在密封熔接前不进行上述预组装熔接，而是在进行密封熔接时使用夹具等进行盖子10a和封装件10b的定位和固定、盖子10a向封装件10b的挤压。在该场合，是由夹具按住盖子10a的外周部分，所以需要在盖子10a的内侧进行密封熔接。因而，有时在使用夹具的方法中，需要封装件10b的封接幅度(壁幅度)，封装件10b的内容积就会变得窄小，难以对应小型的封装件10b，或者盖子10a的标注空间变窄。而且还需要夹具的安装作业等。
相比之下，在本实施例中，是对进行了预组装熔接的工件10进行密封熔接，因而能熔接盖子10a的外周(即，不需要确保夹具按住的部分)，所以封装件10b的封接幅度可以窄些。因而，进行本实施例所涉及的预组装熔接能确保封装件10b的内容积大些，能容易地对应小型的封装件10b，并且确保盖子10a的标注空间大些。还有，不用夹具，因而不需要进行夹具的安装作业等。如上所述，根据本实施例所涉及的预组装熔接，能通过简便的作业来恰当地进行密封熔接。
另外，预组装熔接可以由上述激光熔接装置100进行，也可以由其他装置进行预组装熔接，向激光熔接装置100供给被预组装熔接了的工件10。在激光熔接装置100进行预组装熔接的场合，激光熔接装置100具备执行预组装熔接的预组装熔接机构等。
还有，在用激光束进行预组装熔接的场合，优选的是，把激光束的激光功率设定得比密封熔接时设定的激光功率弱。这是为了确实地进行预组装熔接，并且防止预组装熔接所涉及的盖子10a溶化过多。
在这里，对于用磁铁在封装件10b上固定盖子10a的方法进行说明。在本实施例中，进行密封熔接时，通过对盖子10a付与磁铁所涉及的磁力而在封装件10b上固定盖子10a，并且在托盘20上固定工件10。这是为了使得在密封熔接时，盖子10a不会相对于封装件10b移动，盖子10a不会因激光束而相对于托盘20移动。另外，如上所述，密封熔接时工件10处于预组装熔接后的状态，不过，在本实施例中，为了使得密封熔接时的盖子10a和封装件10b的固定更加确实并且在托盘20上固定工件10而用磁铁进行了固定。例如，在密封熔接时预组装部分会熔融，因而盖子10a相对于封装件10b就容易移动，而用磁铁进行固定，就能确实抑制这样的移动。还有，能抑制密封熔接时工件10相对于托盘20移动。
图8是用于说明磁铁所涉及的固定方法的图。图8(a)表示工件10、托盘20、磁床46及台架23的剖视图(与图3(a)中的剖切线B1-B2对应的线段所涉及的剖视图)。磁床46上设置了多个磁铁45，配置在托盘20下。多个磁铁45，在托盘20载置在磁床46上的状态下，设置在与盖子10a和封装件10b对着的位置。还有，磁铁45具有矩形形状，并且磁铁45的大小与盖子10a和封装件10b的大小大致相同。再有，磁铁45在工件10载置在托盘20上的状态下，配置在使得工件10的中心和磁铁45的中心大致一致的位置。
盖子10a由上述金属材料构成，因而由于磁铁45而受到空心箭头所示的磁力。相比之下，封装件10b由陶瓷材料构成，因而不受磁力影响。因此，盖子10a受到磁力，从而盖子10a相对于封装件10b被赋能，使盖子10a固定在封装件10b上，并且使盖子10a和封装件10b固定在托盘20上。
图8(b)是从图8(a)中的箭头C方向看到磁床46的图，是表示磁床46的一个例子的图。如图8(b)所示，使得磁铁45的N极和S极形成的轴的方向与磁床46的水平方向一致而在磁床46上配置了磁铁45。具体而言，使得磁铁45的N极和S极邻接而在横方向配置磁铁45，与横方向一样，在纵方向也是使得磁铁45的N极和S极邻接来配置。这样配置磁铁45，在与磁铁45对着的位置(即载置工件10的位置)涉及的磁力就会大致均匀，因而在磁床46上载置托盘20时，能抑制托盘20上的工件10由于磁力而反转等。
在一般束熔接中，不进行上述那样的磁铁45所涉及的固定，而是采用用夹具机械地按住盖子10a及封装件10b进行密封熔接的方法。在该场合，需要具有复杂形状(即对盖子10a和封装件10b的形状适合的形状)的夹具，并且需要在熔接时组合这些夹具。再有，除了用夹具固定的方法以外，用玻璃板按压封装件10b上搭载的盖子10a的表面来进行固定的方法是一般采用的，不过，在采用该方法的场合，需要费工夫除去玻璃板上附着的污秽。
相比之下，在本实施例中，不是采用夹具、玻璃板而是采用磁铁45，因而不费工夫，而且能通过简便的作业，在密封熔接时把盖子10a固定在封装件10b上，并且把盖子10a和封装件10b固定在托盘20上。还有，在采用夹具来固定的场合，需要向夹具未按住的盖子10a的内侧照射激光束等，因而难以对应封接幅度窄的小型的封装件10b，而根据本实施例所涉及的采用磁铁45的固定方法，不是机械地进行固定(即不直接接触盖子10a及封装件10b)，因而不会妨碍激光束的照射，所以还能对应封接幅度窄的小型的封装件。
以上表示了只对盖子10a照射激光束LB2进行熔接的实施例，而在其他例中，可以对盖子10a和封装件10b两方同时照射激光束LB2来进行熔接。详细而言，在变形例中，是在盖子10a和封装件10b两方上形成激光束LB2所涉及的束斑来进行熔接。
图9是用于说明变形例所涉及的激光熔接方法的图。图9(a)表示工件10的上面图。如图9(a)所示，在变形例中，对盖子10a和封装件10b两方同时照射激光束LB2。具体而言，调测头36照射激光束LB2，使得激光束LB2所涉及的束斑30在盖子10a和封装件10b两方上形成。换言之，调测头36照射激光束LB2，使得束斑30从盖子10a的外周的端部露出。另外，激光束出射装置35使得激光束LB2的焦点位于在盖子20a上形成的束斑30的位置而出射激光束LB1。
图9(b)表示沿着图9(a)中的剖切线D1-D2的剖视图，表示盖子10a熔融之前的状态。另一方面，图9(c)表示沿着图9(a)中的剖切线D1-D2的剖视图，表示盖子10a熔融后的状态。从图9(c)可以看出，如箭头49所示，盖子10a的外周的端部形成的角会熔融而变圆。在该场合，盖子10a的侧面10aa上的Ni镀敷会熔融。另一方面，封装件10b由于激光束LB2照射而被加热，向盖子10a的底面10ab传递该热。这样，与只对盖子10a照射激光束LB2的场合相比，盖子10a的底面10ab上的Ni镀敷会立即熔融。
这样，对盖子10a和封装件10b两方照射激光束LB2，盖子10a的侧面10aa和底面10ab上的Ni镀敷会有效地熔融。在该场合，盖子10a和封装件10b的熔接部位的面积就会扩大。还有，由于封装件10b自身被加热，封装件10b的封接面的濡湿性就会提高。如上所述，根据变形例所涉及的激光熔接方法，能确实熔接盖子10a和封装件10b。再有，根据变形例所涉及的激光熔接方法，能利用向封装件10b直接照射激光束LB2所涉及的封装件10b的温度上升来熔融盖子10a的底面，因而可降低激光束出射装置35出射的激光束LB1的功率输出。
还有，根据变形例所涉及的激光熔接方法，能抑制盖子10a上的热扩散，因而能把激光束LB2所涉及的盖子10a的温度上升有效地用于熔接。因此，可降低激光束出射装置35出射的激光束LB1的功率输出。
另外，在采用上述第1实施例所涉及的激光熔接方法的场合，优选的是一并使用变形例所涉及的激光熔接方法。在第1实施例所涉及的激光熔接方法中，是使激光束LB2的照射位置移动，使得在1脉冲周期期间照射位置绕盖子10a的外周附近(与图4(a)中的熔接区域70对应)转一周。在该场合，在对盖子10a的角附近照射激光束LB2时(即改变使照射位置移动的方向的时)，由于使调测头36内的反射镜转动的马达的特性，照射位置的轨迹就会弯曲。另一方面，盖子10a，由于制造上的原因，角就会变圆。根据以上所述，采用第1实施例涉及的激光熔接方法，并且采用对盖子10a和封装件10b两方形成束斑的变形例所涉及的激光熔接方法，就能对盖子10a的角附近恰当地照射激光束LB2，因而能有效地沿着盖子10a的外周进行熔接。
如上所述，本实施例涉及的激光熔接装置是对具备盖子和封装件的工件照射激光束来进行熔接而密封工件的装置，具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射部；以及接受从激光束出射部出射了的激光束，变更照射激光束的位置的调测头，调测头在1脉冲周期期间使照射激光束的位置在上述工件内移动而连续熔接。这样就能减小熔接痕，并且能抑制对工件内的电子部件付与的影响。
权利要求
1.一种激光熔接装置，通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封所述工件，其特征在于具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射部；以及接受从所述激光束出射部出射了的激光束，变更照射该激光束的位置的照射位置变更部，所述照射位置变更部在1脉冲周期期间使照射所述激光束的位置在所述工件内移动而连续熔接。
2.根据权利要求1所述的激光熔接装置，其特征在于，所述激光束出射部具有为了熔接所述工件所必要的激光功率，并且出射在所述1脉冲周期中激光功率均匀的激光束。
3.根据权利要求1或2所述的激光熔接装置，其特征在于，所述照射位置变更部在1脉冲周期期间，使照射所述激光束的位置移动，使得对1个工件的熔接结束。
4.根据权利要求1或2所述的激光熔接装置，其特征在于，所述照射位置变更部在1脉冲周期期间，使照射所述激光束的位置移动，使得至少对所述工件的构成应该进行熔接的区域的1个边的熔接结束。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的激光熔接装置，其特征在于，所述照射位置变更部变更照射所述激光束的位置，使得在所述盖子和所述封装件两方上同时形成所述激光束所涉及的束斑。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的激光熔接装置，其特征在于，对处于所述盖子和所述封装件被预组装了的状态的工件，进行用于密封所述工件的熔接。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的激光熔接装置，其特征在于，通过对所述盖子付与磁铁所涉及的磁力，在所述封装件上固定所述盖子，并且在载置所述工件的托盘上固定所述盖子及所述封装件。
8.一种激光熔接方法，通过对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封所述工件，其特征在于，具备按给定的脉冲周期出射激光束的激光束出射工序；以及接受出射了的所述激光束，使照射该激光束的位置变更的照射位置变更工序，在所述照射位置变更工序中，在1脉冲周期期间使照射所述激光束的位置在所述工件内移动而连续熔接。
全文摘要
一种可在1脉冲周期期间在工件内使激光束的照射位置移动，从而进行良好的熔接的激光熔接装置及激光熔接方法。激光熔接装置对具备盖子和封装件的工件照射激光来进行熔接而密封工件。激光束出射部按给定的脉冲周期出射脉冲型的激光束。照射位置变更部接受激光束，变更照射激光束的位置。详细而言，照射位置变更部在1脉冲周期期间使照射激光束的位置在工件内移动而连续熔接。这样，单位熔接区域的热量就会变小，因而能减小熔接痕。还有，能使向工件整体付与的热量减少，因而能减小熔接对工件内的电子部件等付与的影响。再有，可以对熔接区域不用空开间隔而均匀地熔接，因而能提高工件的气密性。
文档编号B23K26/42GK1939641SQ20061015928
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月27日
发明者广田浩义, 坂口能一 申请人:日本先锋公司, 日本先锋自动化公司