一种焊接密封系统及焊接密封工艺的制作方法
本发明涉及焊接封装技术领域，具体涉及一种焊接密封系统及焊接密封工艺。
背景技术：
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。
技术实现要素：
因此，本发明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，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明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，本发明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。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明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。填气模块包括提供工艺气体的供气单元和连接供气单元的冷凝单元，工艺气体经过冷凝单元，其中的水汽等杂质气体被吸附除去。通过填气模块对焊接用的工艺气体进行纯化处理，向烘烤模块和焊接模块提供高纯度、低水汽的工艺气体。烘烤模块包括预处理单元和连接预处理单元的烘烤单元，待密封件进行焊接密封时，首先进入预处理单元的内腔中，连接预处理单元的第一抽气单元通过抽取预处理单元的内腔中的气体，对待密封件进行除气预处理。完成除气预处理的待密封件在第一传送机构的传送下，进入烘烤单元。烘烤单元连通第一抽气单元，能够在烘烤单元内形成真空环境，使待密封件在真空条件下完成烘烤处理过程，为其提供长时间高温、高真空的气体脱附环境，从而实现对待密封件表面吸附水汽的高效脱附。此外，通过设置预处理单元，来自外界环境中的水汽等杂质气体随待密封件进入预处理单元后被隔断，避免水汽等杂质气体向烘烤单元、焊接模块中的泄露，进一步降低在焊接过程中使待密封件吸附水汽的可能性。
完成烘烤处理的待密封件通过第二传送机构进入焊接单元，在焊接单元内完成焊接的气密性封装。焊接单元连接第二抽气单元和冷凝单元，通过第二抽气单元抽取气体，在焊接单元内形成真空环境，然后通过冷凝单元向焊接单元提供纯化的工艺气体。通过抽真空和回填工艺气体，能够以工艺气体冲刷焊接单元，降低焊接系统内部水汽，使待密封件在高纯度的工艺气体氛围下进行气密性封装，有效降低在密封后壳体内部引入水汽等杂质气体的可能性。完成焊接密封处理的密封件经第三传送结构被输送至出料单元，完成焊接密封过程。
焊接密封系统通过传送模块实现在相邻单元之间的传送，传送模块的第一传送机构、第二传送机构和第三传送结构具有使相邻的两个单元在连通和封闭之间转换的控制阀门。当控制阀门关闭时，相邻的处理单元形成封闭环境，完成处理过程后，打开控制阀门，使相邻单元连通，进行待密封件的传送。利用传送模块转移待密封件，避免待密封件在转移过程中接触外界空气造成的水汽等杂质气体的吸附，进一步降低密封后电子元器件内部的水汽含量、提高内部工艺气体纯度。
利用上述的密封焊接系统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。
2.本发明提供的焊接密封方法，在第一反应区对待密封件进行除气和烘烤处理，以有效去除待密封件表面吸附的水汽，烘烤处理在真空环境下进行，烘烤后的气体被不断吸附走，使待密封件表面吸附气体大大减少。烘烤结束后对第一反应区进行破真空，将待密封件在工艺气体保护下转移至第二反应区，避免待密封件在转移过程中二次吸附水汽。对第二反应区重复抽真空和填充工艺气体的操作，使第二反应区内的水汽等杂质气体被有效去除，焊接过程在高纯度的工艺气体氛围下进行。同时，由于填充的工艺气体是杂质气体被去除后的纯化气体，避免了由于工艺气体内掺杂水汽造成电子元器件封装后壳体内部水汽含量升高。
通过以上的焊接密封工艺方法能够实现储能焊等封装器件内部极低的水汽含量要求，小于100ppm，并且可以控制封装体内部气压，保证回填工艺气体纯度高于99.5％，具有很高的一致性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的焊接密封系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的焊接密封工艺的流程图；
附图标记说明：
1－填气模块；
11－供气单元，111－储气罐，112－第一调压阀；
12－冷凝单元，121－第一罐体，122－第二罐体，123－第一真空规，124－第一露点仪，125－第二调压阀，126－第三隔断阀；
13－送气单元，131－吹气泵；
14－第三抽气单元，141－第四抽气泵，142－第四隔断阀；
2－烘烤模块；
21－预处理单元，211－预处理腔室，212－第二真空规；
22－烘烤单元，221－第一操作腔室，222－加热器，223－第三真空规；
23－第一抽气单元，231－第一抽气泵，232－第二抽气泵，233－第一隔断阀；
3－焊接模块；
31－焊接单元，311－第二操作腔室，312－第二露点仪；
32－出料单元；
33－第二抽气单元，331－第三抽气泵，332－第二隔断阀；
34－压力控制器；
4－传送模块；
41－第一传送机构，42－第二传送机构，43－第三传送结构，44－气缸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种焊接密封系统，如图1所示，包括填气模块1、烘烤模块2、焊接模块3和传送模块4。其中，填气模块1包括供气单元11和冷凝单元12，用于向烘烤模块2和焊接模块3提供去除了水汽等杂质气体的工艺气体；烘烤模块2包括预处理单元21、烘烤单元22和第一抽气单元23，用于对待密封件进行除气和烘烤处理；焊接模块3包括焊接单元31、出料单元32和第二抽气单元33，焊接模块3接收由烘烤模块2输出的待密封件，在焊接模块3内工艺气体氛围保护下对待密封件进行焊接密封。传送模块4包括位于预处理单元21与烘烤单元22之间的第一传送结构，位于烘烤单元22与焊接单元31之间的第二传送机构42，以及位于焊接单元31与出料单元32之间的第三传送结构43，利用传送模块4控制待密封件在相邻单元之间的传输。
填气模块1用于提供工艺气体的供气单元11，用于脱附工艺气体中水汽等杂质气体的冷凝单元12，连接冷凝单元12的送气单元13和第三抽气单元14。如图1所示，冷凝单元12包括第一罐体121、连接第一罐体121的第二罐体122、连接第一罐体121的送气单元13，以及连接第二罐体122的第三抽气单元14。第三抽气单元14包括第四抽气泵141，和连通第四抽气泵141与第二罐体122的抽气管路。其中，第一罐体121用于提供冷凝介质，第二罐体122接收第一罐体121内的冷凝介质，工艺气体通入第二罐体122内后，工艺气体中的水汽等杂质气体被冷凝介质凝结吸附，然后由第二罐体122输出纯化后的工艺气体。第一罐体121连接送气单元13，送气单元13包括通过送气管路连通第一罐体121的吹气泵131。第一罐体121内的冷凝介质在吹气泵131的风力作用下，被输送至第二罐体122内。具体地，冷凝介质为液氮，第一罐体121为提供液氮的液氮杜瓦，第二罐体122为以液氮为冷凝介质进行冷凝吸附的液氮冷阱。液氮杜瓦的入口通过送气管路连通吹气泵131，液氮杜瓦的出口通过冷凝介质管路连通液氮冷阱。
供气单元11连接第二罐体122，用于向第二罐体122提供工艺气体。具体地，工艺气体可以是工艺气体可以是氩、氮、氦等等惰性气体，供气单元11可以是储气罐111或其他任何能够提供工艺气体的结构。供体单元通过工艺气体管路连通第二罐体122的气体入口，使供气单元11内的工艺气体经气体入口进入第二罐体122内，经第二罐体122内冷凝介质的冷凝吸附后，工艺气体中混杂的水汽、co2等杂质气体被去除，由第二罐体122的气体出口输出纯化的工艺气体。在连通供气单元11与第二罐体122气体入口的管路上设置有压力调节件，具体地，压力调节件为调压阀。为了便于表述麻将设置于气体入口的调压阀称为第一调压阀112，第一调压阀112用于控制由供气单元11向第二罐体122输送的工艺气体压强。第二罐体122的气体出口通过工艺气体管路连通焊接单元31、烘烤单元22和预处理单元21，第二罐体122的另一气体出口通过抽气管路连通第四抽气泵141。具体地，第四抽气泵141为了解液氮冷阱的干泵，通过干泵抽取气体以实现第二罐体122饱和后的再生抽气；同时，通过干泵抽取气体有利于减少焊接密封系统管路内的杂质气体、提高管路洁净度。在连通干泵与液氮冷阱的抽气管路上设置有控制管路开启或关闭的控制阀门，具体地，该控制阀门为第四隔断阀142。
第二罐体122的外部设置有压力检测件，具体地，压力检测件为设置于液氮冷阱外部的真空规。为了便于表述麻将设置于液氮冷阱外部的真空规称为第一真空规123，通过第一真空规123对液氮冷阱内压力进行监测。在连接第二罐体122与焊接单元31、烘烤单元22和预处理单元21的工艺气体管路上，沿远离第二罐体122的方向依次设有露点检测件和压力调节件，具体地，露点检测件为露点仪，压力调节件为调压阀。为了便于表述麻将设置于气体出口的露点仪称为第一露点仪124，调压阀称为第二调压阀125，通过第一露点仪124监测由第二罐体122输出的工艺气体的露点，通过第二调压阀125对第二罐体122输出的工艺气体的压强进行调节，从而向焊接单元31、烘烤单元22和预处理单元21输送高纯度、低水汽且压力可控的工艺气体。
如图1所示，烘烤模块2包括预处理单元21，连接预处理单元21的烘烤单元22，以及分别连接预处理单元21和烘烤单元22的第一抽气单元23。预处理单元21具有接受待密封件的预处理腔室211，来自外部环境中的待密封件首先放置于预处理腔室211内，通过与预处理单元21连接的第一抽气单元23抽取腔室内的空气，对待密封件进行除气预处理。经处理预处理后的待密封件被传送进入烘烤单元22，在烘烤单元22内对待密封件进行烘烤处理。烘烤单元22连接第一抽气单元23，在烘烤单元22内形成真空环境，在真空环境下对待密封件进行烘烤处理，以充分脱去待密封件表面吸附的水汽及其他各类杂质气体，提高待密封件封装后壳体内部工艺气体纯度、降低封装后壳体内部水汽含量。同时，烘烤模块2的预处理单元21和烘烤单元22通过工艺气体管路连接冷凝单元12的第二罐体122，接收由第二罐体122输出的高纯度、低水汽含量的工艺气体。
具体地，预处理单元21为具有预处理腔室211的预室，烘烤单元22包括接收预处理单元21输出的待密封件的第一操作腔室221和嵌设于第一操作腔室221壁面上的加热器222。其中，第一操作腔室221为石英真空腔室，通过嵌设于石英真空腔室壁面上的加热器222，对内部待密封件进行加热处理。由于石英真空腔室耐高温、耐磨损、膨胀系数低，适于提高烘烤温度；石英真空腔室的内表面光滑，吸附水汽少，有利于减少操作环境中的水汽，避免环境中的水汽进入封装壳体内部，造成电子元器件内部水汽含量超标。加热器222设置于石英真空腔室的外部，通过加热石英真空腔室，实现对腔室内待密封件的烘烤处理。
第一抽气单元23包括第一抽气泵231和第二抽气泵232，第一抽气泵231具体为冷泵，第二抽气泵232为干泵，第一抽气泵231通过抽气管路连通烘烤单元22的石英真空腔室，第二抽气泵232通过抽气管路分别与石英真空室和预处理单元21的预处理腔室211相连通，第一抽气泵231与第二抽气泵232之间通过抽气管路相互连通，在连通第一抽气泵231与预处理腔室211、第二抽气泵232与石英真空腔室，以及第一抽气泵231与第二抽气泵232的抽气管路上分别设有控制管路开启或关闭的控制阀门，控制阀门具体为隔断阀。为了便于表述，将设置于第一抽气单元23的抽气管路上的控制阀门成为第一隔断阀233。第一抽气泵231选用200mm口径的冷泵作为第一抽气单元23的主抽泵，第三抽气泵331选用6l的干泵作为主抽泵的前级泵。以干泵搭配冷泵对预处理腔室211和石英真空腔室进行抽真空，干泵配合冷泵对气体的抽取效率高，能够提高石英真空腔室的极限真空度，去除石英真空腔室内的水汽等各类气体。预处理单元21和烘烤单元22外部设有压力检测件，具体为设置于预处理腔室211外部的一个第二真空规212，以及设置于石英真空腔室外部的两个第三真空规223，在石英真空室外部的一个第三真空规223为高真空规。
预处理单元21和烘烤单元22通过工艺气体管路连通第二罐体122的气体出口，工艺气体管路包括连接第二罐体122气体入口的1个第一连接段，分别连接烘烤单元22和预处理单元21的2个第二连接段，以及连接第一连接段与第二连接段的第三连接段。第二连接段上设置有控制管路开启或关闭的控制阀门(例如，第三隔断阀126)，能够独立控制冷凝单元12向预处理单元21以及烘烤单元22进行气体输送。在第一连接段上沿远离冷凝单元12的方向设有露点检测件(例如，第一露点仪124)和压力调节件(例如，第二调压阀125)，用于控制由冷凝单元12输出的工艺气体的露点、压力。具体地，工艺气体管路的第一连接段连接液氮冷阱的气体出口，工艺气体管路的第二连接段连接预处理腔室211和石英真空腔室，设置于第二连接段上的控制阀门对液氮冷阱向预处理腔室211以及石英真空腔室的气体输送进行独立控制。
预处理单元21和烘烤单元22之间设置有第一传送机构41，第一传送机构41具有使相邻的预处理单元21和烘烤单元22在连通与封闭之间转换的传送阀门。具体地，传送阀门是设置在预处理腔室211与真空石英腔室之间的闸板阀，闸板阀关闭时，预处理腔室211与真空石英腔室各自形成独立的封闭腔室；闸板阀打开时，相邻的预处理腔室211与真空石英腔室连通，在密封气缸44的推进下，将待密封件由预处理腔室211传送至石英真空腔室进行烘烤处理。在转移待密封件前，首先打开第二连接段上的隔断阀，向预处理腔室211或石英真空腔室内输送纯化的工艺气体，一方面使待密封件表面吸附工艺气体，另一方面能够破除腔室内的真空环境，使能能够自动推进至下一腔室内。
如图1所示，焊接模块3包括焊接单元31，连接焊接单元31的出料单元32和第一抽气单元23。焊接单元31接收由烘烤单元22输出的待密封件，并对其进行焊接密封处理，焊接后的密封件转移至出料单元32内，完成焊接密封过程。其中，焊接单元31通过抽气管路连通第二抽气单元33，通过工艺气体管路连通冷凝单元12的第二罐体122。焊接单元31内部设置有放置待密封件的第二操作腔室311，具体地，焊接单元31是用于焊接待密封件的手套箱，第二操作腔室311为手套箱内部的封焊真空室。第二操作腔室311通过抽气管路连接第二抽气单元33的第三抽气泵331，第三抽气泵331优选为机械泵。抽气管路上设有控制管路开启或关闭的控制阀门(例如，第二隔断阀332)。第二操作腔室311通过工艺气体管路连通冷凝单元12，其中，工艺气体管路连接第二操作腔室311的一端为第二连接段，第二连接段上设置有控制管路开启或关闭的控制阀门。通过第三抽气泵331抽取第二操作腔室311内的气体，能够在第二操作腔室311内形成真空环境，然后再以冷凝单元12向第二操作腔室311内输的工艺气体，在第二操作腔室311形成封焊用的工艺气体氛围。以独立的第二抽气单元33对第二操作腔室311进行抽真空，能够提高第二操作腔室311的真空度；然后再通过回填工艺气体，使第二操作腔室311内填充高纯度的工艺气体。通过重复抽真空－回填工艺气体的操作，能够高效排除第一操作腔室221内的水汽等杂质气体，使待密封件在高纯度的工艺气体氛围下被焊接密封，得到壳体内部工艺气体纯度高、水汽含量低的电子元器件。焊接单元31的外部设有用于露点检测件，具体为第二露点仪312，第二露点仪312用于检测手套箱内工艺气体的露点。在焊接单元31的第二操作腔室311与第二罐体122的工艺气体管路设置有压力控制器34，通过压力控制器34监测向第二操作腔室311填充的工艺气体压强，当达到所需的气压强度时，压力控制器34控制管路关闭，停止向第二操作腔室311的气体输送，从而实现对第二操作腔室311内工艺气体压力的有效控制，使待密封件在第二操作腔室311内焊接封装后，壳体内部的工艺气体压力可控。具体地，压力控制器34设置于与封焊真空室相连的工艺气体管路的第二连接段上。
进一步的，在烘烤单元22与焊接单元31之间还设置有第二传送结构，在焊接单元31与出料单元32之间还设有第三传送结构43，第二传送结构和第三传送结构43包括控制相邻的单元在连通与封闭之间转换的传送阀门，传送阀门具体为闸板阀。位于烘烤单元22与焊接单元31之间以及位于焊接单元31与出料单元32之间的闸板阀关闭时，相邻的石英真空腔室、手套箱和出料仓为独立的封闭腔室。当位于烘烤单元22与焊接单元31之间的闸板阀打卡时，使石英真空腔室和手套箱连通，在气缸44的推动作用下，将待密封件由石英真空腔室传送至手套箱内。在闸板阀打开之前，首先向烘烤单元22的石英真空腔室内通入工艺气体进行破真空，至两侧气压接近时以气缸推进待密封件的转移。通入工艺气体后，待密封件的表面能够吸附一定的工艺气体，然后在封闭环境下由烘烤单元22转移至焊接单元31，有效避免了在待密封件转移过程中水汽的二次吸附。当位于焊接单元31与出料单元32之间的闸板阀打开时，焊接后的密封件由手套箱转移至出料仓内，得到焊接密封后的电子元器件。
作为一具体实施方式，焊接密封系统还包括控制模块，控制模块具体包括plc控制系统和用于信号采集的传感器。plc控制系统连接填气模块1、烘烤模块2和焊接模块3、传送模块4的各处理单元，通过传感器采集信号进行判断，并操控各处理单元执行其功能，完成对待密封件的自动化焊接密封过程。
实施例2
本实施例提供一种焊接密封工艺，焊接密封工艺应用实施例1中的焊接密封系统，具体包括以下步骤：
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；
具体为，在位于第一反应区的预处理单元21进行对待密封件的气体脱附处理，然后将待密封件转移至第一反应区内烘烤单元22的石英真空腔室内，进行烘烤处理。在烘烤过程中，通过第一抽气单元23的干泵和冷泵对石英真空腔室内进行抽气，使烘烤后的气体被不断去除，维持石英真空腔室的真空环境。烘烤处理的温度为140－200℃，烘烤时间8－16h；烘烤过程中，石英真空腔室内真空度一直保持在1×10－5－1×10－6pa范围内。
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；
具体为，向烘烤单元22的石英真空腔室通入工艺气体，至石英真空腔室与焊接单元31内压强接近时，打开第一传送机构41的传送阀门，待密封件在气缸44推送下被传送至第二反应区内焊接单元31的封焊真空室内，传送过程中待密封件无需接触外界空气，有效避免了二次水汽吸附。
工艺气体具体由填气模块1中的供气单元11提供后，经冷凝单元12中的液氮冷阱吸附脱去工艺气体中的水汽等杂质气体。通过露点仪监测回填气体露点，当露点低于－65℃时，位于连接烘烤单元22与冷凝单元12的第二连接段上的控制阀门，向烘烤单元22的石英真空腔室提供纯化的工艺气体。
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。
焊接单元31的封焊真空腔室同时连通第一抽气单元23和冷凝单元12，利用第一抽气单元23的机械泵抽取封焊真空腔室内的气体后，抽真空至0.5pa左右；再打开连通焊接单元31与冷凝单元12的工艺气体管路第二连接段上的控制阀门，向焊接单元31的封焊真空腔室内填充工艺气体，工艺气体可以是氩、氮、氦等惰性气体，回填气压可以控制在0.05－1个大气压。重复冲真空－回填气体的操作2－4次，使封焊真空腔室被高纯度、低水汽的工艺气体填充，在工艺气体氛围下进行焊接操作，以得到壳体内部水汽含量极低且工艺气体纯度高的密封器件。待密封件完成焊接封装后，经第三传送结构43的传送阀门被传送至出料单元32，得到密封后器件。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
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(122)相连的至少一个第一连接段，以及分别与所述焊接单元(31)、所述烘烤单元(22)和所述预处理单元(21)相连的至少三个第二连接段。
6.根据权利要求5所述的焊接密封系统，其特征在于，
所述第一连接段沿远离所述冷凝单元(12)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。
7.根据权利要求4－6任一项所述的焊接密封系统，其特征在于，所述填气模块(1)还包括连接所述第一罐体(121)的送气单元(13)，和连接所述第二罐体(122)的第三抽气单元(14)；
所述送气单元(13)包括通过送气管路连通所述第一罐体(121)的吹气泵(131)；
所述第三抽气单元(14)包括通过抽气管路连通所述第二罐体(122)的第四抽气泵(141)；
优选地，所述第四抽气泵(141)为干泵。
8.根据权利要求1－7任一项所述的焊接密封系统，其特征在于，
所述第一抽气单元(23)包括通过抽气管路连通所述烘烤单元(22)的第一抽气泵(231)，通过抽气管路分别连通所述烘烤单元(22)和所述预处理单元(21)的第二抽气泵(232)，所述第一抽气泵(231)与所述第二抽气泵(232)通过抽气管路相互连通；
所述第二抽气单元(33)包括通过抽气管路与所述焊接单元(31)相连通的第三抽气泵(331)；
优选地，所述第一抽气泵(231)为冷泵，所述第二抽气泵(232)为干泵，所述第三抽气泵(331)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。
9.根据权利要求1－8任一项所述的焊接密封系统，其特征在于，还包括连接所述填气模块(1)、烘烤模块(2)、焊接模块(3)和传送模块(4)的控制模块。
10.一种焊接密封工艺，其特征在于，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。
11.根据权利要求10所述的焊接密封工艺，其特征在于，所述步骤s1中，所述烘烤处理后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。
12.根据权利要求10或11所述的焊接密封工艺，其特征在于，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。
13.根据权利要求10－12任一项所述的焊接密封工艺，其特征在于，所述焊接密封工艺应用权利要求1－9任一项所述的焊接密封系统。
技术总结
本发明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。
