一種焊接密封系統及焊接密封工藝的制作方法
本發明涉及焊接封裝技術領域，具體涉及一種焊接密封系統及焊接密封工藝。
背景技術：
目前，電子元器件廣泛應用于通訊、醫療、信息存儲、國防軍事等不同領域。為了滿足不同應用場景，對電子元器件的質量和可靠性又提出了新的要求。在電子元器件的失效模式中，內部水汽含量超標導致的器件失效占了較高比例。根據gjb597a-96《半導體集成電路總規范》及gjb5548a-96《微電子器件實驗方法和程序》方法中規定：微電子器件的內部水汽含量不得超過5000*10-6。水汽含量5000*10-6對應的露點溫度為-2℃。若電子元器件封裝后內部的水汽含量較高，當電子元器件在溫度低于露點溫度的條件下工作或貯存時，水汽會在器件內表面凝露引起電參數飄移，嚴重時還會導致器件內金屬部件腐蝕失效，引發頻率飄移、繼電器接觸不良、電子器件性能劣化甚至喪失功能等情況。因此，電子元器件封裝后內部的水汽含量直接影響了器件的靈敏度及使用壽命與可靠性。對于某些高精度要求的器件(例如，mems傳感器等)，或者應用場景要求較高的密封器件(例如，軍用裝備器件)，則需要更加嚴格的內部水汽限制。
目前，電子元器件的封裝一般是向手套箱內通入惰性的工藝氣體，在工藝氣體氛圍保護下，以平行封焊、儲能焊等方式對待密封件進行氣密性封裝。然而，在現有的封裝過程中，焊接系統內部水汽以及待密封的元器件表面吸附的水汽難以被有效去除，且待密封器件在焊接系統內轉移的過程中易發生二次吸附水汽，使密封后電子元器件內部殘留較高的水汽含量，影響了電子元器件的性能、使用壽命以及在尖端領域的應用。
技術實現要素：
因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中電子元器件在焊接密封后內部殘留水汽含量高的缺陷，從而提供一種能夠有效降低密封元器件內部水汽、提高密封元器件內部工藝氣體純度的焊接密封系統。
為此，本發明提供如下技術方案：
第一方面，本發明提供了一種焊接密封系統，包括：
填氣模塊，包括用于提供工藝氣體的供氣單元，和連接所述供氣單元的冷凝單元，所述冷凝單元用于吸附所述工藝氣體中的雜質氣體；
烘烤模塊，包括預處理單元，與所述預處理單元相連的烘烤單元，以及分別連接所述預處理單元和所述烘烤單元的第一抽氣單元；所述預處理單元具有接收待密封件的預處理腔室，所述烘烤單元用于對所述預處理腔室輸出的待密封件進行烘烤處理，所述烘烤單元和所述預處理單元分別通過工藝氣體管路連接所述冷凝單元；
焊接模塊，包括用于焊接所述待密封件的焊接單元，與所述待密封件相連的出料單元，和與所述焊接單元相連的第二抽氣單元；所述焊接單元接收由所述烘烤單元輸出的所述待密封件，所述出料單元接收由所述焊接單元輸出的密封件；所述焊接單元通過工藝氣體管路連接所述冷凝單元；
傳送模塊，包括位于所述預處理單元與所述烘烤機構之間的第一傳送機構，位于所述烘烤機構與所述焊接機構之間的第二傳送機構，和位于所述焊接機構與所述出料機構之間的第三傳送機構；所述第一傳送機構、所述第二傳送機構和所述第三傳送機構具有使相鄰的兩個單元在連通和封閉之間轉換的傳送閥門。
可選地，上述的焊接密封系統，
所述烘烤單元包括接收所述待密封件的第一操作腔室，和設置于所述第一操作腔室外部的加熱器；所述第一操作腔室連通所述冷凝單元和所述第一抽氣單元；
所述焊接單元內設有放置所述待密封件的第二操作腔室，所述第二操作腔室連通所述冷凝單元和所述第二抽氣單元；所述第二操作腔室連通所述冷凝單元的工藝氣體管路上設有壓力控制器；
優選地，所述第一操作腔室為石英真空腔室，所述第二操作腔室為焊接真空腔室。
進一步可選地，上述的焊接密封系統，所述預處理腔室的外部設有壓力檢測件，所述第一操作腔室的外部設有壓力檢測件，所述第二操作腔室的外部設有露點檢測件；
優選地，所述壓力檢測件為真空規，所述露點檢測件為露點儀。
可選地，上述的焊接密封系統，所述冷凝單元包括提供冷凝介質的第一罐體和接收所述第一罐體內冷凝介質的第二罐體，所述第一罐體連接送氣機構，所述第二罐體的氣體入口連通所述供氣單元，所述第二罐體的氣體出口連通所述預處理單元、所述烘烤單元和所述焊接單元；
優選地，所述第一罐體為液氮杜瓦，所述第二罐體為液氮冷阱。
進一步可選地，上述的焊接密封系統，
連通所述氣體入口的工藝氣體管路上設有壓力調節件；
連通所述氣體出口的工藝氣體管路包括與所述第二罐體相連的至少一個第一連接段，以及分別與所述焊接單元、所述烘烤單元和所述預處理單元相連的至少三個第二連接段。
進一步可選地，上述的焊接密封系統，
所述第一連接段沿遠離所述冷凝單元的方向依次設有露點檢測件和壓力調節件；每個所述第二連接段上設有控制所述第二連接端開啟或關閉的控制閥門；
優選地，所述露點檢測件為露點儀，所述壓力調節件為調壓閥，所述控制閥門為隔斷閥。
可選地，上述的焊接密封系統，所述填氣模塊還包括連接所述第一罐體的送氣單元，和連接所述第二罐體的第三抽氣單元；
所述送氣單元包括通過送氣管路連通所述第一罐體的吹氣泵；
所述第三抽氣單元包括通過抽氣管路連通所述第二罐體的第四抽氣泵；
優選地，所述第四抽氣泵為干泵。
可選地，上述的焊接密封系統，
所述第一抽氣單元包括通過抽氣管路連通所述烘烤單元的第一抽氣泵，通過抽氣管路分別連通所述烘烤單元和所述預處理單元的第二抽氣泵，所述第一抽氣泵與所述第二抽氣泵通過抽氣管路相互連通；
所述第二抽氣單元包括通過抽氣管路與所述烘烤單元相連通的第三抽氣泵；
優選地，所述第一抽氣泵為冷泵，所述第二抽氣泵為干泵，所述第三抽氣泵為機械泵；
優選地，所述抽氣管路上設有控制所述抽氣管路開啟或關閉的控制閥門。
可選地，上述的焊接密封系統，還包括連接所述填氣模塊、烘烤模塊、焊接模塊和傳送模塊的控制模塊。
第二方面，本發明提供了一種焊接密封工藝，包括以下步驟：
s1，在第一反應區對待密封件進行氣體脫附和烘烤處理，所述烘烤處理在真空環境下進行；
s2，向所述第一反應區通入工藝氣體進行破真空，然后將烘烤后的待密封件在工藝氣體保護下轉移至第二反應區；其中，所述工藝氣體為雜質氣體被脫除后的純化氣體；
s3，對所述第二反應區進行抽真空處理，然后向所述第二反應區內填充所述工藝氣體，重復抽真空和填充所述工藝氣體2－4次后，回填所需壓力的工藝氣體，在所述第二反應區內焊接所述待密封件。
可選地，上述的焊接密封工藝，所述步驟s1中，所述烘烤處理過程中的氣體被抽離所述第一反應區，使所述烘烤處理在真空環境下進行。
可選地，上述的焊接密封工藝，所述第一反應區的真空度為1x10－5－1x10－6pa，所述烘烤處理的溫度為140－200℃，所述烘烤處理的時間為8－16小時。
可選地，上述的焊接密封工藝，所述焊接密封工藝應用上述的焊接密封系統。
本發明技術方案，具有如下優點：
1.本發明提供的焊接密封系統，包括填氣模塊、烘烤模塊、焊接模塊和傳送模塊。填氣模塊包括提供工藝氣體的供氣單元和連接供氣單元的冷凝單元，工藝氣體經過冷凝單元，其中的水汽等雜質氣體被吸附除去。通過填氣模塊對焊接用的工藝氣體進行純化處理，向烘烤模塊和焊接模塊提供高純度、低水汽的工藝氣體。烘烤模塊包括預處理單元和連接預處理單元的烘烤單元，待密封件進行焊接密封時，首先進入預處理單元的內腔中，連接預處理單元的第一抽氣單元通過抽取預處理單元的內腔中的氣體，對待密封件進行除氣預處理。完成除氣預處理的待密封件在第一傳送機構的傳送下，進入烘烤單元。烘烤單元連通第一抽氣單元，能夠在烘烤單元內形成真空環境，使待密封件在真空條件下完成烘烤處理過程，為其提供長時間高溫、高真空的氣體脫附環境，從而實現對待密封件表面吸附水汽的高效脫附。此外，通過設置預處理單元，來自外界環境中的水汽等雜質氣體隨待密封件進入預處理單元后被隔斷，避免水汽等雜質氣體向烘烤單元、焊接模塊中的泄露，進一步降低在焊接過程中使待密封件吸附水汽的可能性。
完成烘烤處理的待密封件通過第二傳送機構進入焊接單元，在焊接單元內完成焊接的氣密性封裝。焊接單元連接第二抽氣單元和冷凝單元，通過第二抽氣單元抽取氣體，在焊接單元內形成真空環境，然后通過冷凝單元向焊接單元提供純化的工藝氣體。通過抽真空和回填工藝氣體，能夠以工藝氣體沖刷焊接單元，降低焊接系統內部水汽，使待密封件在高純度的工藝氣體氛圍下進行氣密性封裝，有效降低在密封后殼體內部引入水汽等雜質氣體的可能性。完成焊接密封處理的密封件經第三傳送結構被輸送至出料單元，完成焊接密封過程。
焊接密封系統通過傳送模塊實現在相鄰單元之間的傳送，傳送模塊的第一傳送機構、第二傳送機構和第三傳送結構具有使相鄰的兩個單元在連通和封閉之間轉換的控制閥門。當控制閥門關閉時，相鄰的處理單元形成封閉環境，完成處理過程后，打開控制閥門，使相鄰單元連通，進行待密封件的傳送。利用傳送模塊轉移待密封件，避免待密封件在轉移過程中接觸外界空氣造成的水汽等雜質氣體的吸附，進一步降低密封后電子元器件內部的水汽含量、提高內部工藝氣體純度。
利用上述的密封焊接系統能夠實現器件內部小于100ppm的水汽含量，并且可以控制封裝體內部氣壓，精度在±500pa以內，保證回填工藝氣體純度高于99.5％，適用于儲能焊密封等軍工特種工藝的密封要求。焊接密封系統的四個模塊之間既可以獨立運行，又可以協同工作，自動化程度高，能滿足量產化需求。
2.本發明提供的焊接密封方法，在第一反應區對待密封件進行除氣和烘烤處理，以有效去除待密封件表面吸附的水汽，烘烤處理在真空環境下進行，烘烤后的氣體被不斷吸附走，使待密封件表面吸附氣體大大減少。烘烤結束后對第一反應區進行破真空，將待密封件在工藝氣體保護下轉移至第二反應區，避免待密封件在轉移過程中二次吸附水汽。對第二反應區重復抽真空和填充工藝氣體的操作，使第二反應區內的水汽等雜質氣體被有效去除，焊接過程在高純度的工藝氣體氛圍下進行。同時，由于填充的工藝氣體是雜質氣體被去除后的純化氣體，避免了由于工藝氣體內摻雜水汽造成電子元器件封裝后殼體內部水汽含量升高。
通過以上的焊接密封工藝方法能夠實現儲能焊等封裝器件內部極低的水汽含量要求，小于100ppm，并且可以控制封裝體內部氣壓，保證回填工藝氣體純度高于99.5％，具有很高的一致性和效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例1提供的焊接密封系統的結構示意圖；
圖2為本發明實施例2提供的焊接密封工藝的流程圖；
附圖標記說明：
1－填氣模塊；
11－供氣單元，111－儲氣罐，112－第一調壓閥；
12－冷凝單元，121－第一罐體，122－第二罐體，123－第一真空規，124－第一露點儀，125－第二調壓閥，126－第三隔斷閥；
13－送氣單元，131－吹氣泵；
14－第三抽氣單元，141－第四抽氣泵，142－第四隔斷閥；
2－烘烤模塊；
21－預處理單元，211－預處理腔室，212－第二真空規；
22－烘烤單元，221－第一操作腔室，222－加熱器，223－第三真空規；
23－第一抽氣單元，231－第一抽氣泵，232－第二抽氣泵，233－第一隔斷閥；
3－焊接模塊；
31－焊接單元，311－第二操作腔室，312－第二露點儀；
32－出料單元；
33－第二抽氣單元，331－第三抽氣泵，332－第二隔斷閥；
34－壓力控制器；
4－傳送模塊；
41－第一傳送機構，42－第二傳送機構，43－第三傳送結構，44－氣缸。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
實施例1
本實施例提供一種焊接密封系統，如圖1所示，包括填氣模塊1、烘烤模塊2、焊接模塊3和傳送模塊4。其中，填氣模塊1包括供氣單元11和冷凝單元12，用于向烘烤模塊2和焊接模塊3提供去除了水汽等雜質氣體的工藝氣體；烘烤模塊2包括預處理單元21、烘烤單元22和第一抽氣單元23，用于對待密封件進行除氣和烘烤處理；焊接模塊3包括焊接單元31、出料單元32和第二抽氣單元33，焊接模塊3接收由烘烤模塊2輸出的待密封件，在焊接模塊3內工藝氣體氛圍保護下對待密封件進行焊接密封。傳送模塊4包括位于預處理單元21與烘烤單元22之間的第一傳送結構，位于烘烤單元22與焊接單元31之間的第二傳送機構42，以及位于焊接單元31與出料單元32之間的第三傳送結構43，利用傳送模塊4控制待密封件在相鄰單元之間的傳輸。
填氣模塊1用于提供工藝氣體的供氣單元11，用于脫附工藝氣體中水汽等雜質氣體的冷凝單元12，連接冷凝單元12的送氣單元13和第三抽氣單元14。如圖1所示，冷凝單元12包括第一罐體121、連接第一罐體121的第二罐體122、連接第一罐體121的送氣單元13，以及連接第二罐體122的第三抽氣單元14。第三抽氣單元14包括第四抽氣泵141，和連通第四抽氣泵141與第二罐體122的抽氣管路。其中，第一罐體121用于提供冷凝介質，第二罐體122接收第一罐體121內的冷凝介質，工藝氣體通入第二罐體122內后，工藝氣體中的水汽等雜質氣體被冷凝介質凝結吸附，然后由第二罐體122輸出純化后的工藝氣體。第一罐體121連接送氣單元13，送氣單元13包括通過送氣管路連通第一罐體121的吹氣泵131。第一罐體121內的冷凝介質在吹氣泵131的風力作用下，被輸送至第二罐體122內。具體地，冷凝介質為液氮，第一罐體121為提供液氮的液氮杜瓦，第二罐體122為以液氮為冷凝介質進行冷凝吸附的液氮冷阱。液氮杜瓦的入口通過送氣管路連通吹氣泵131，液氮杜瓦的出口通過冷凝介質管路連通液氮冷阱。
供氣單元11連接第二罐體122，用于向第二罐體122提供工藝氣體。具體地，工藝氣體可以是工藝氣體可以是氬、氮、氦等等惰性氣體，供氣單元11可以是儲氣罐111或其他任何能夠提供工藝氣體的結構。供體單元通過工藝氣體管路連通第二罐體122的氣體入口，使供氣單元11內的工藝氣體經氣體入口進入第二罐體122內，經第二罐體122內冷凝介質的冷凝吸附后，工藝氣體中混雜的水汽、co2等雜質氣體被去除，由第二罐體122的氣體出口輸出純化的工藝氣體。在連通供氣單元11與第二罐體122氣體入口的管路上設置有壓力調節件，具體地，壓力調節件為調壓閥。為了便于表述麻將設置于氣體入口的調壓閥稱為第一調壓閥112，第一調壓閥112用于控制由供氣單元11向第二罐體122輸送的工藝氣體壓強。第二罐體122的氣體出口通過工藝氣體管路連通焊接單元31、烘烤單元22和預處理單元21，第二罐體122的另一氣體出口通過抽氣管路連通第四抽氣泵141。具體地，第四抽氣泵141為了解液氮冷阱的干泵，通過干泵抽取氣體以實現第二罐體122飽和后的再生抽氣；同時，通過干泵抽取氣體有利于減少焊接密封系統管路內的雜質氣體、提高管路潔凈度。在連通干泵與液氮冷阱的抽氣管路上設置有控制管路開啟或關閉的控制閥門，具體地，該控制閥門為第四隔斷閥142。
第二罐體122的外部設置有壓力檢測件，具體地，壓力檢測件為設置于液氮冷阱外部的真空規。為了便于表述麻將設置于液氮冷阱外部的真空規稱為第一真空規123，通過第一真空規123對液氮冷阱內壓力進行監測。在連接第二罐體122與焊接單元31、烘烤單元22和預處理單元21的工藝氣體管路上，沿遠離第二罐體122的方向依次設有露點檢測件和壓力調節件，具體地，露點檢測件為露點儀，壓力調節件為調壓閥。為了便于表述麻將設置于氣體出口的露點儀稱為第一露點儀124，調壓閥稱為第二調壓閥125，通過第一露點儀124監測由第二罐體122輸出的工藝氣體的露點，通過第二調壓閥125對第二罐體122輸出的工藝氣體的壓強進行調節，從而向焊接單元31、烘烤單元22和預處理單元21輸送高純度、低水汽且壓力可控的工藝氣體。
如圖1所示，烘烤模塊2包括預處理單元21，連接預處理單元21的烘烤單元22，以及分別連接預處理單元21和烘烤單元22的第一抽氣單元23。預處理單元21具有接受待密封件的預處理腔室211，來自外部環境中的待密封件首先放置于預處理腔室211內，通過與預處理單元21連接的第一抽氣單元23抽取腔室內的空氣，對待密封件進行除氣預處理。經處理預處理后的待密封件被傳送進入烘烤單元22，在烘烤單元22內對待密封件進行烘烤處理。烘烤單元22連接第一抽氣單元23，在烘烤單元22內形成真空環境，在真空環境下對待密封件進行烘烤處理，以充分脫去待密封件表面吸附的水汽及其他各類雜質氣體，提高待密封件封裝后殼體內部工藝氣體純度、降低封裝后殼體內部水汽含量。同時，烘烤模塊2的預處理單元21和烘烤單元22通過工藝氣體管路連接冷凝單元12的第二罐體122，接收由第二罐體122輸出的高純度、低水汽含量的工藝氣體。
具體地，預處理單元21為具有預處理腔室211的預室，烘烤單元22包括接收預處理單元21輸出的待密封件的第一操作腔室221和嵌設于第一操作腔室221壁面上的加熱器222。其中，第一操作腔室221為石英真空腔室，通過嵌設于石英真空腔室壁面上的加熱器222，對內部待密封件進行加熱處理。由于石英真空腔室耐高溫、耐磨損、膨脹系數低，適于提高烘烤溫度；石英真空腔室的內表面光滑，吸附水汽少，有利于減少操作環境中的水汽，避免環境中的水汽進入封裝殼體內部，造成電子元器件內部水汽含量超標。加熱器222設置于石英真空腔室的外部，通過加熱石英真空腔室，實現對腔室內待密封件的烘烤處理。
第一抽氣單元23包括第一抽氣泵231和第二抽氣泵232，第一抽氣泵231具體為冷泵，第二抽氣泵232為干泵，第一抽氣泵231通過抽氣管路連通烘烤單元22的石英真空腔室，第二抽氣泵232通過抽氣管路分別與石英真空室和預處理單元21的預處理腔室211相連通，第一抽氣泵231與第二抽氣泵232之間通過抽氣管路相互連通，在連通第一抽氣泵231與預處理腔室211、第二抽氣泵232與石英真空腔室，以及第一抽氣泵231與第二抽氣泵232的抽氣管路上分別設有控制管路開啟或關閉的控制閥門，控制閥門具體為隔斷閥。為了便于表述，將設置于第一抽氣單元23的抽氣管路上的控制閥門成為第一隔斷閥233。第一抽氣泵231選用200mm口徑的冷泵作為第一抽氣單元23的主抽泵，第三抽氣泵331選用6l的干泵作為主抽泵的前級泵。以干泵搭配冷泵對預處理腔室211和石英真空腔室進行抽真空，干泵配合冷泵對氣體的抽取效率高，能夠提高石英真空腔室的極限真空度，去除石英真空腔室內的水汽等各類氣體。預處理單元21和烘烤單元22外部設有壓力檢測件，具體為設置于預處理腔室211外部的一個第二真空規212，以及設置于石英真空腔室外部的兩個第三真空規223，在石英真空室外部的一個第三真空規223為高真空規。
預處理單元21和烘烤單元22通過工藝氣體管路連通第二罐體122的氣體出口，工藝氣體管路包括連接第二罐體122氣體入口的1個第一連接段，分別連接烘烤單元22和預處理單元21的2個第二連接段，以及連接第一連接段與第二連接段的第三連接段。第二連接段上設置有控制管路開啟或關閉的控制閥門(例如，第三隔斷閥126)，能夠獨立控制冷凝單元12向預處理單元21以及烘烤單元22進行氣體輸送。在第一連接段上沿遠離冷凝單元12的方向設有露點檢測件(例如，第一露點儀124)和壓力調節件(例如，第二調壓閥125)，用于控制由冷凝單元12輸出的工藝氣體的露點、壓力。具體地，工藝氣體管路的第一連接段連接液氮冷阱的氣體出口，工藝氣體管路的第二連接段連接預處理腔室211和石英真空腔室，設置于第二連接段上的控制閥門對液氮冷阱向預處理腔室211以及石英真空腔室的氣體輸送進行獨立控制。
預處理單元21和烘烤單元22之間設置有第一傳送機構41，第一傳送機構41具有使相鄰的預處理單元21和烘烤單元22在連通與封閉之間轉換的傳送閥門。具體地，傳送閥門是設置在預處理腔室211與真空石英腔室之間的閘板閥，閘板閥關閉時，預處理腔室211與真空石英腔室各自形成獨立的封閉腔室；閘板閥打開時，相鄰的預處理腔室211與真空石英腔室連通，在密封氣缸44的推進下，將待密封件由預處理腔室211傳送至石英真空腔室進行烘烤處理。在轉移待密封件前，首先打開第二連接段上的隔斷閥，向預處理腔室211或石英真空腔室內輸送純化的工藝氣體，一方面使待密封件表面吸附工藝氣體，另一方面能夠破除腔室內的真空環境，使能能夠自動推進至下一腔室內。
如圖1所示，焊接模塊3包括焊接單元31，連接焊接單元31的出料單元32和第一抽氣單元23。焊接單元31接收由烘烤單元22輸出的待密封件，并對其進行焊接密封處理，焊接后的密封件轉移至出料單元32內，完成焊接密封過程。其中，焊接單元31通過抽氣管路連通第二抽氣單元33，通過工藝氣體管路連通冷凝單元12的第二罐體122。焊接單元31內部設置有放置待密封件的第二操作腔室311，具體地，焊接單元31是用于焊接待密封件的手套箱，第二操作腔室311為手套箱內部的封焊真空室。第二操作腔室311通過抽氣管路連接第二抽氣單元33的第三抽氣泵331，第三抽氣泵331優選為機械泵。抽氣管路上設有控制管路開啟或關閉的控制閥門(例如，第二隔斷閥332)。第二操作腔室311通過工藝氣體管路連通冷凝單元12，其中，工藝氣體管路連接第二操作腔室311的一端為第二連接段，第二連接段上設置有控制管路開啟或關閉的控制閥門。通過第三抽氣泵331抽取第二操作腔室311內的氣體，能夠在第二操作腔室311內形成真空環境，然后再以冷凝單元12向第二操作腔室311內輸的工藝氣體，在第二操作腔室311形成封焊用的工藝氣體氛圍。以獨立的第二抽氣單元33對第二操作腔室311進行抽真空，能夠提高第二操作腔室311的真空度；然后再通過回填工藝氣體，使第二操作腔室311內填充高純度的工藝氣體。通過重復抽真空－回填工藝氣體的操作，能夠高效排除第一操作腔室221內的水汽等雜質氣體，使待密封件在高純度的工藝氣體氛圍下被焊接密封，得到殼體內部工藝氣體純度高、水汽含量低的電子元器件。焊接單元31的外部設有用于露點檢測件，具體為第二露點儀312，第二露點儀312用于檢測手套箱內工藝氣體的露點。在焊接單元31的第二操作腔室311與第二罐體122的工藝氣體管路設置有壓力控制器34，通過壓力控制器34監測向第二操作腔室311填充的工藝氣體壓強，當達到所需的氣壓強度時，壓力控制器34控制管路關閉，停止向第二操作腔室311的氣體輸送，從而實現對第二操作腔室311內工藝氣體壓力的有效控制，使待密封件在第二操作腔室311內焊接封裝后，殼體內部的工藝氣體壓力可控。具體地，壓力控制器34設置于與封焊真空室相連的工藝氣體管路的第二連接段上。
進一步的，在烘烤單元22與焊接單元31之間還設置有第二傳送結構，在焊接單元31與出料單元32之間還設有第三傳送結構43，第二傳送結構和第三傳送結構43包括控制相鄰的單元在連通與封閉之間轉換的傳送閥門，傳送閥門具體為閘板閥。位于烘烤單元22與焊接單元31之間以及位于焊接單元31與出料單元32之間的閘板閥關閉時，相鄰的石英真空腔室、手套箱和出料倉為獨立的封閉腔室。當位于烘烤單元22與焊接單元31之間的閘板閥打卡時，使石英真空腔室和手套箱連通，在氣缸44的推動作用下，將待密封件由石英真空腔室傳送至手套箱內。在閘板閥打開之前，首先向烘烤單元22的石英真空腔室內通入工藝氣體進行破真空，至兩側氣壓接近時以氣缸推進待密封件的轉移。通入工藝氣體后，待密封件的表面能夠吸附一定的工藝氣體，然后在封閉環境下由烘烤單元22轉移至焊接單元31，有效避免了在待密封件轉移過程中水汽的二次吸附。當位于焊接單元31與出料單元32之間的閘板閥打開時，焊接后的密封件由手套箱轉移至出料倉內，得到焊接密封后的電子元器件。
作為一具體實施方式，焊接密封系統還包括控制模塊，控制模塊具體包括plc控制系統和用于信號采集的傳感器。plc控制系統連接填氣模塊1、烘烤模塊2和焊接模塊3、傳送模塊4的各處理單元，通過傳感器采集信號進行判斷，并操控各處理單元執行其功能，完成對待密封件的自動化焊接密封過程。
實施例2
本實施例提供一種焊接密封工藝，焊接密封工藝應用實施例1中的焊接密封系統，具體包括以下步驟：
s1，在第一反應區對待密封件進行氣體脫附和烘烤處理，所述烘烤處理在真空環境下進行；
具體為，在位于第一反應區的預處理單元21進行對待密封件的氣體脫附處理，然后將待密封件轉移至第一反應區內烘烤單元22的石英真空腔室內，進行烘烤處理。在烘烤過程中，通過第一抽氣單元23的干泵和冷泵對石英真空腔室內進行抽氣，使烘烤后的氣體被不斷去除，維持石英真空腔室的真空環境。烘烤處理的溫度為140－200℃，烘烤時間8－16h；烘烤過程中，石英真空腔室內真空度一直保持在1×10－5－1×10－6pa范圍內。
s2，向所述第一反應區通入工藝氣體進行破真空，然后將烘烤后的待密封件在工藝氣體保護下轉移至第二反應區；其中，所述工藝氣體為雜質氣體被脫除后的純化氣體；
具體為，向烘烤單元22的石英真空腔室通入工藝氣體，至石英真空腔室與焊接單元31內壓強接近時，打開第一傳送機構41的傳送閥門，待密封件在氣缸44推送下被傳送至第二反應區內焊接單元31的封焊真空室內，傳送過程中待密封件無需接觸外界空氣，有效避免了二次水汽吸附。
工藝氣體具體由填氣模塊1中的供氣單元11提供后，經冷凝單元12中的液氮冷阱吸附脫去工藝氣體中的水汽等雜質氣體。通過露點儀監測回填氣體露點，當露點低于－65℃時，位于連接烘烤單元22與冷凝單元12的第二連接段上的控制閥門，向烘烤單元22的石英真空腔室提供純化的工藝氣體。
s3，對所述第二反應區進行抽真空處理，然后向所述第二反應區內填充所述工藝氣體，重復抽真空和填充所述工藝氣體2－4次后，回填所需壓力的工藝氣體，在所述第二反應區內焊接所述待密封件。
焊接單元31的封焊真空腔室同時連通第一抽氣單元23和冷凝單元12，利用第一抽氣單元23的機械泵抽取封焊真空腔室內的氣體后，抽真空至0.5pa左右；再打開連通焊接單元31與冷凝單元12的工藝氣體管路第二連接段上的控制閥門，向焊接單元31的封焊真空腔室內填充工藝氣體，工藝氣體可以是氬、氮、氦等惰性氣體，回填氣壓可以控制在0.05－1個大氣壓。重復沖真空－回填氣體的操作2－4次，使封焊真空腔室被高純度、低水汽的工藝氣體填充，在工藝氣體氛圍下進行焊接操作，以得到殼體內部水汽含量極低且工藝氣體純度高的密封器件。待密封件完成焊接封裝后，經第三傳送結構43的傳送閥門被傳送至出料單元32，得到密封后器件。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
技術特征：
1.一種焊接密封系統，其特征在于，包括：
填氣模塊(1)，包括用于提供工藝氣體的供氣單元(11)，和連接所述供氣單元的冷凝單元(12)，所述冷凝單元(12)用于吸附所述工藝氣體中的雜質氣體；
烘烤模塊(2)，包括預處理單元(21)，與所述預處理單元(21)相連的烘烤單元(22)，以及分別連接所述預處理單元(21)和所述烘烤單元(22)的第一抽氣單元(23)；所述預處理單元(21)具有接收待密封件的預處理腔室(211)，所述烘烤單元(22)用于對所述預處理腔室(211)輸出的待密封件進行烘烤處理，所述烘烤單元(22)和所述預處理單元(21)分別通過工藝氣體管路連接所述冷凝單元(12)；
焊接模塊(3)，包括用于焊接所述待密封件的焊接單元(31)，與所述待密封件相連的出料單元(32)，和與所述焊接單元(31)相連的第二抽氣單元(33)；所述焊接單元(31)接收由所述烘烤單元(22)輸出的所述待密封件，所述出料單元(32)接收由所述焊接單元(31)輸出的密封件；所述焊接單元(31)通過工藝氣體管路連接所述冷凝單元(12)；
傳送模塊(4)，包括位于所述預處理單元(21)與所述烘烤機構之間的第一傳送機構(41)，位于所述烘烤機構與所述焊接機構之間的第二傳送機構(42)，和位于所述焊接機構與所述出料機構之間的第三傳送機構(43)；所述第一傳送機構(41)、所述第二傳送機構(42)和所述第三傳送機構(43)具有使相鄰的兩個單元在連通和封閉之間轉換的傳送閥門。
2.根據權利要求1所述的焊接密封系統，其特征在于，
所述烘烤單元(22)包括接收所述待密封件的第一操作腔室(221)，和設置于所述第一操作腔室(221)外部的加熱器(222)；所述第一操作腔室(221)連通所述冷凝單元(12)和所述第一抽氣單元(23)；
所述焊接單元(31)內設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)連通所述冷凝單元(12)和所述第二抽氣單元(33)；所述第二操作腔室(311)連通所述冷凝單元(12)的工藝氣體管路上設有壓力控制器(34)；
優選地，所述第一操作腔室(221)為石英真空腔室，所述第二操作腔室(311)為焊接真空腔室。
3.根據權利要求2所述的焊接密封系統，其特征在于，所述預處理腔室(211)的外部設有壓力檢測件，所述第一操作腔室(221)的外部設有壓力檢測件，所述第二操作腔室(311)的外部設有露點檢測件；
優選地，所述壓力檢測件為真空規，所述露點檢測件為露點儀。
4.根據權利要求1－3任一項所述的焊接密封系統，其特征在于，所述冷凝單元(12)包括提供冷凝介質的第一罐體(121)和接收所述第一罐體(121)內冷凝介質的第二罐體(122)，所述第一罐體(121)連接送氣機構(131)，所述第二罐體(122)的氣體入口連通所述供氣單元(11)，所述第二罐體(122)的氣體出口連通所述預處理單元(21)、所述烘烤單元(22)和所述焊接單元(31)；
優選地，所述第一罐體(121)為液氮杜瓦，所述第二罐體(122)為液氮冷阱。
5.根據權利要求4所述的焊接密封系統，其特征在于，
連通所述氣體入口的工藝氣體管路上設有壓力調節件；
連通所述氣體出口的工藝氣體管路包括與所述第二罐體(122)相連的至少一個第一連接段，以及分別與所述焊接單元(31)、所述烘烤單元(22)和所述預處理單元(21)相連的至少三個第二連接段。
6.根據權利要求5所述的焊接密封系統，其特征在于，
所述第一連接段沿遠離所述冷凝單元(12)的方向依次設有露點檢測件和壓力調節件；每個所述第二連接段上設有控制所述第二連接端開啟或關閉的控制閥門；
優選地，所述露點檢測件為露點儀，所述壓力調節件為調壓閥，所述控制閥門為隔斷閥。
7.根據權利要求4－6任一項所述的焊接密封系統，其特征在于，所述填氣模塊(1)還包括連接所述第一罐體(121)的送氣單元(13)，和連接所述第二罐體(122)的第三抽氣單元(14)；
所述送氣單元(13)包括通過送氣管路連通所述第一罐體(121)的吹氣泵(131)；
所述第三抽氣單元(14)包括通過抽氣管路連通所述第二罐體(122)的第四抽氣泵(141)；
優選地，所述第四抽氣泵(141)為干泵。
8.根據權利要求1－7任一項所述的焊接密封系統，其特征在于，
所述第一抽氣單元(23)包括通過抽氣管路連通所述烘烤單元(22)的第一抽氣泵(231)，通過抽氣管路分別連通所述烘烤單元(22)和所述預處理單元(21)的第二抽氣泵(232)，所述第一抽氣泵(231)與所述第二抽氣泵(232)通過抽氣管路相互連通；
所述第二抽氣單元(33)包括通過抽氣管路與所述焊接單元(31)相連通的第三抽氣泵(331)；
優選地，所述第一抽氣泵(231)為冷泵，所述第二抽氣泵(232)為干泵，所述第三抽氣泵(331)為機械泵；
優選地，所述抽氣管路上設有控制所述抽氣管路開啟或關閉的控制閥門。
9.根據權利要求1－8任一項所述的焊接密封系統，其特征在于，還包括連接所述填氣模塊(1)、烘烤模塊(2)、焊接模塊(3)和傳送模塊(4)的控制模塊。
10.一種焊接密封工藝，其特征在于，包括以下步驟：
s1，在第一反應區對待密封件進行氣體脫附和烘烤處理，所述烘烤處理在真空環境下進行；
s2，向所述第一反應區通入工藝氣體進行破真空，然后將烘烤后的待密封件在工藝氣體保護下轉移至第二反應區；其中，所述工藝氣體為雜質氣體被脫除后的純化氣體；
s3，對所述第二反應區進行抽真空處理，然后向所述第二反應區內填充所述工藝氣體，重復抽真空和填充所述工藝氣體2－4次后，回填所需壓力的工藝氣體，在所述第二反應區內焊接所述待密封件。
11.根據權利要求10所述的焊接密封工藝，其特征在于，所述步驟s1中，所述烘烤處理后的氣體被抽離所述第一反應區，使所述烘烤處理在真空環境下進行。
12.根據權利要求10或11所述的焊接密封工藝，其特征在于，所述第一反應區的真空度為1x10－5－1x10－6pa，所述烘烤處理的溫度為140－200℃，所述烘烤處理的時間為8－16小時。
13.根據權利要求10－12任一項所述的焊接密封工藝，其特征在于，所述焊接密封工藝應用權利要求1－9任一項所述的焊接密封系統。
技術總結
本發明公開了一種焊接密封系統，包括填氣模塊、烘烤模塊、焊接模塊和傳送模塊，能夠實現器件內部小于100PPM的水汽含量，并且可以控制封裝體內部氣壓，精度在±500Pa以內，保證回填工藝氣體純度高于99.5％，適用于儲能焊密封等軍工特種工藝的密封要求。焊接密封系統的四個模塊之間既可以獨立運行，又可以協同工作，自動化程度高，能滿足量產化需求。本發明公開了一種焊接密封工藝，應用上述的焊接密封系統，能夠實現低水汽、高純度工藝氣體的儲能焊密封。
