一种焊接密封系统及焊接密封工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种焊接密封系统，包括填气模块、烘烤模块、焊接模块和传送模块，能够实现器件内部小于100PPM的水汽含量，并且可以控制封装体内部气压，精度在±500Pa以内，保证回填工艺气体纯度高于99.5％，适用于储能焊密封等军工特种工艺的密封要求。焊接密封系统的四个模块之间既可以独立运行，又可以协同工作，自动化程度高，能满足量产化需求。本发明专利技术公开了一种焊接密封工艺，应用上述的焊接密封系统，能够实现低水汽、高纯度工艺气体的储能焊密封。

A welding sealing system and welding sealing technology

【技术实现步骤摘要】
一种焊接密封系统及焊接密封工艺
本专利技术涉及焊接封装
，具体涉及一种焊接密封系统及焊接密封工艺。
技术介绍
目前，电子元器件广泛应用于通讯、医疗、信息存储、国防军事等不同领域。为了满足不同应用场景，对电子元器件的质量和可靠性又提出了新的要求。在电子元器件的失效模式中，内部水汽含量超标导致的器件失效占了较高比例。根据GJB597A-96《半导体集成电路总规范》及GJB5548A-96《微电子器件实验方法和程序》方法中规定：微电子器件的内部水汽含量不得超过5000*10-6。水汽含量5000*10-6对应的露点温度为-2℃。若电子元器件封装后内部的水汽含量较高，当电子元器件在温度低于露点温度的条件下工作或贮存时，水汽会在器件内表面凝露引起电参数飘移，严重时还会导致器件内金属部件腐蚀失效，引发频率飘移、继电器接触不良、电子器件性能劣化甚至丧失功能等情况。因此，电子元器件封装后内部的水汽含量直接影响了器件的灵敏度及使用寿命与可靠性。对于某些高精度要求的器件(例如，MEMS传感器等)，或者应用场景要求较高的密封器件(例如，军用装备器件)，则需要更加严格的内部水汽限制。目前，电子元器件的封装一般是向手套箱内通入惰性的工艺气体，在工艺气体氛围保护下，以平行封焊、储能焊等方式对待密封件进行气密性封装。然而，在现有的封装过程中，焊接系统内部水汽以及待密封的元器件表面吸附的水汽难以被有效去除，且待密封器件在焊接系统内转移的过程中易发生二次吸附水汽，使密封后电子元器件内部残留较高的水汽含量，影响了电子元器件的性能、使用寿命以及在尖端领域的应用。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中电子元器件在焊接密封后内部残留水汽含量高的缺陷，从而提供一种能够有效降低密封元器件内部水汽、提高密封元器件内部工艺气体纯度的焊接密封系统。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种焊接密封系统，包括：填气模块，包括用于提供工艺气体的供气单元，和连接所述供气单元的冷凝单元，所述冷凝单元用于吸附所述工艺气体中的杂质气体；烘烤模块，包括预处理单元，与所述预处理单元相连的烘烤单元，以及分别连接所述预处理单元和所述烘烤单元的第一抽气单元；所述预处理单元具有接收待密封件的预处理腔室，所述烘烤单元用于对所述预处理腔室输出的待密封件进行烘烤处理，所述烘烤单元和所述预处理单元分别通过工艺气体管路连接所述冷凝单元；焊接模块，包括用于焊接所述待密封件的焊接单元，与所述待密封件相连的出料单元，和与所述焊接单元相连的第二抽气单元；所述焊接单元接收由所述烘烤单元输出的所述待密封件，所述出料单元接收由所述焊接单元输出的密封件；所述焊接单元通过工艺气体管路连接所述冷凝单元；传送模块，包括位于所述预处理单元与所述烘烤机构之间的第一传送机构，位于所述烘烤机构与所述焊接机构之间的第二传送机构，和位于所述焊接机构与所述出料机构之间的第三传送机构；所述第一传送机构、所述第二传送机构和所述第三传送机构具有使相邻的两个单元在连通和封闭之间转换的传送阀门。可选地，上述的焊接密封系统，所述烘烤单元包括接收所述待密封件的第一操作腔室，和设置于所述第一操作腔室外部的加热器；所述第一操作腔室连通所述冷凝单元和所述第一抽气单元；所述焊接单元内设有放置所述待密封件的第二操作腔室，所述第二操作腔室连通所述冷凝单元和所述第二抽气单元；所述第二操作腔室连通所述冷凝单元的工艺气体管路上设有压力控制器；优选地，所述第一操作腔室为石英真空腔室，所述第二操作腔室为焊接真空腔室。进一步可选地，上述的焊接密封系统，所述预处理腔室的外部设有压力检测件，所述第一操作腔室的外部设有压力检测件，所述第二操作腔室的外部设有露点检测件；优选地，所述压力检测件为真空规，所述露点检测件为露点仪。可选地，上述的焊接密封系统，所述冷凝单元包括提供冷凝介质的第一罐体和接收所述第一罐体内冷凝介质的第二罐体，所述第一罐体连接送气机构，所述第二罐体的气体入口连通所述供气单元，所述第二罐体的气体出口连通所述预处理单元、所述烘烤单元和所述焊接单元；优选地，所述第一罐体为液氮杜瓦，所述第二罐体为液氮冷阱。进一步可选地，上述的焊接密封系统，连通所述气体入口的工艺气体管路上设有压力调节件；连通所述气体出口的工艺气体管路包括与所述第二罐体相连的至少一个第一连接段，以及分别与所述焊接单元、所述烘烤单元和所述预处理单元相连的至少三个第二连接段。进一步可选地，上述的焊接密封系统，所述第一连接段沿远离所述冷凝单元的方向依次设有露点检测件和压力调节件；每个所述第二连接段上设有控制所述第二连接端开启或关闭的控制阀门；优选地，所述露点检测件为露点仪，所述压力调节件为调压阀，所述控制阀门为隔断阀。可选地，上述的焊接密封系统，所述填气模块还包括连接所述第一罐体的送气单元，和连接所述第二罐体的第三抽气单元；所述送气单元包括通过送气管路连通所述第一罐体的吹气泵；所述第三抽气单元包括通过抽气管路连通所述第二罐体的第四抽气泵；优选地，所述第四抽气泵为干泵。可选地，上述的焊接密封系统，所述第一抽气单元包括通过抽气管路连通所述烘烤单元的第一抽气泵，通过抽气管路分别连通所述烘烤单元和所述预处理单元的第二抽气泵，所述第一抽气泵与所述第二抽气泵通过抽气管路相互连通；所述第二抽气单元包括通过抽气管路与所述烘烤单元相连通的第三抽气泵；优选地，所述第一抽气泵为冷泵，所述第二抽气泵为干泵，所述第三抽气泵为机械泵；优选地，所述抽气管路上设有控制所述抽气管路开启或关闭的控制阀门。可选地，上述的焊接密封系统，还包括连接所述填气模块、烘烤模块、焊接模块和传送模块的控制模块。第二方面，本专利技术提供了一种焊接密封工艺，包括以下步骤：S1，在第一反应区对待密封件进行气体脱附和烘烤处理，所述烘烤处理在真空环境下进行；S2，向所述第一反应区通入工艺气体进行破真空，然后将烘烤后的待密封件在工艺气体保护下转移至第二反应区；其中，所述工艺气体为杂质气体被脱除后的纯化气体；S3，对所述第二反应区进行抽真空处理，然后向所述第二反应区内填充所述工艺气体，重复抽真空和填充所述工艺气体2－4次后，回填所需压力的工艺气体，在所述第二反应区内焊接所述待密封件。可选地，上述的焊接密封工艺，所述步骤S1中，所述烘烤处理过程中的气体被抽离所述第一反应区，使所述烘烤处理在真空环境下进行。可选地，上述的焊接密封工艺，所述第一反应区的真空度为1x10－5－1x10－6pa，所述烘烤处理的温度为140－200℃，所述烘烤处理的时间为8－16小时。可选地，上述的焊接密封工艺，所述焊接密封工艺应用上述的焊接密封系统。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的焊接密封系统，包括填气模块、烘烤模块、焊接模块和传送模块。填气模块包括提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接密封系统，其特征在于，包括：/n填气模块(1)，包括用于提供工艺气体的供气单元(11)，和连接所述供气单元的冷凝单元(12)，所述冷凝单元(12)用于吸附所述工艺气体中的杂质气体；/n烘烤模块(2)，包括预处理单元(21)，与所述预处理单元(21)相连的烘烤单元(22)，以及分别连接所述预处理单元(21)和所述烘烤单元(22)的第一抽气单元(23)；所述预处理单元(21)具有接收待密封件的预处理腔室(211)，所述烘烤单元(22)用于对所述预处理腔室(211)输出的待密封件进行烘烤处理，所述烘烤单元(22)和所述预处理单元(21)分别通过工艺气体管路连接所述冷凝单元(12)；/n焊接模块(3)，包括用于焊接所述待密封件的焊接单元(31)，与所述待密封件相连的出料单元(32)，和与所述焊接单元(31)相连的第二抽气单元(33)；所述焊接单元(31)接收由所述烘烤单元(22)输出的所述待密封件，所述出料单元(32)接收由所述焊接单元(31)输出的密封件；所述焊接单元(31)通过工艺气体管路连接所述冷凝单元(12)；/n传送模块(4)，包括位于所述预处理单元(21)与所述烘烤机构之间的第一传送机构(41)，位于所述烘烤机构与所述焊接机构之间的第二传送机构(42)，和位于所述焊接机构与所述出料机构之间的第三传送机构(43)；所述第一传送机构(41)、所述第二传送机构(42)和所述第三传送机构(43)具有使相邻的两个单元在连通和封闭之间转换的传送阀门。/n...

【技术特征摘要】
1.一种焊接密封系统，其特征在于，包括：
填气模块(1)，包括用于提供工艺气体的供气单元(11)，和连接所述供气单元的冷凝单元(12)，所述冷凝单元(12)用于吸附所述工艺气体中的杂质气体；
烘烤模块(2)，包括预处理单元(21)，与所述预处理单元(21)相连的烘烤单元(22)，以及分别连接所述预处理单元(21)和所述烘烤单元(22)的第一抽气单元(23)；所述预处理单元(21)具有接收待密封件的预处理腔室(211)，所述烘烤单元(22)用于对所述预处理腔室(211)输出的待密封件进行烘烤处理，所述烘烤单元(22)和所述预处理单元(21)分别通过工艺气体管路连接所述冷凝单元(12)；
焊接模块(3)，包括用于焊接所述待密封件的焊接单元(31)，与所述待密封件相连的出料单元(32)，和与所述焊接单元(31)相连的第二抽气单元(33)；所述焊接单元(31)接收由所述烘烤单元(22)输出的所述待密封件，所述出料单元(32)接收由所述焊接单元(31)输出的密封件；所述焊接单元(31)通过工艺气体管路连接所述冷凝单元(12)；
传送模块(4)，包括位于所述预处理单元(21)与所述烘烤机构之间的第一传送机构(41)，位于所述烘烤机构与所述焊接机构之间的第二传送机构(42)，和位于所述焊接机构与所述出料机构之间的第三传送机构(43)；所述第一传送机构(41)、所述第二传送机构(42)和所述第三传送机构(43)具有使相邻的两个单元在连通和封闭之间转换的传送阀门。


2.根据权利要求1所述的焊接密封系统，其特征在于，
所述烘烤单元(22)包括接收所述待密封件的第一操作腔室(221)，和设置于所述第一操作腔室(221)外部的加热器(222)；所述第一操作腔室(221)连通所述冷凝单元(12)和所述第一抽气单元(23)；
所述焊接单元(31)内设有放置所述待密封件的第二操作腔室(311)，所述第二操作腔室(311)连通所述冷凝单元(12)和所述第二抽气单元(33)；所述第二操作腔室(311)连通所述冷凝单元(12)的工艺气体管路上设有压力控制器(34)；
优选地，所述第一操作腔室(221)为石英真空腔室，所述第二操作腔室(311)为焊接真空腔室。


3.根据权利要求2所述的焊接密封系统，其特征在于，所述预处理腔室(211)的外部设有压力检测件，所述第一操作腔室(221)的外部设有压力检测件，所述第二操作腔室(311)的外部设有露点检测件；
优选地，所述压力检测件为真空规，所述露点检测件为露点仪。


4.根据权利要求1－3任一项所述的焊接密封系统，其特征在于，所述冷凝单元(12)包括提供冷凝介质的第一罐体(121)和接收所述第一罐体(121)内冷凝介质的第二罐体(122)，所述第一罐体(121)连接送气机构(131)，所述第二罐体(122)的气体入口连通所述供气单元(11)，所述第二罐体(122)的气体出口连通所述预处理单元(21)、所述烘烤单元(22)和所述焊接单元(31)；
优选地，所述第一罐体(121)为液氮杜瓦，所述第二罐体(122)为液氮冷阱。


5.根据权利要求4所述的焊接密封系统，其特征在于，
连通所述气体入口的工艺气体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶硕，裴志强，朱京，梁立兴，张琳琳，廖兴才，
申请(专利权)人：北京晨晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11