CH444012A - Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung einer     Lötverbindung       Die vorliegende Verbindung bezieht sich auf ein  Verfahren zur Herstellung einer verlustarmen, elek  trisch leitenden Lötverbindung zwischen keramischem  Material oder Quarz und gleichartigen Materialien  oder Metallen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass man auf die Lötstelle des kerami  schen Materials oder von Quarz einen benetzbaren  haftenden Überzug, welcher diffusionsverhindernd ist,  aufbringt, dass man auf diesen überzug nacheinander  oder miteinander die Bestandteile eines eutektischen  Lotes bringt, und dass man schliesslich das mit dem  ersten Materialstück zu verlötende zweite Material  stück, welches ebenfalls an der Lötstelle mit einem  benetzbaren haftenden diffusionsverhindernden     über-          zug    versehen ist, an das eutektische Lot presst und  letzteres in einer die Oxydation des Lotes verhindern  den Atmosphäre schmilzt und wieder erstarren lässt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich bei  spielsweise zum Herstellen von grossflächigen     Lötver-          bindungen    zwischen     Quarzplatten.    Man kann so  X-Y-Biegeschwinger aus zwei zusammengelöteten  Quarzplatten oder Stimmgabeln aus drei oder mehr  zusammengelöteten Quarzplatten herstellen.  



  Als eine die Oxydation des Lotes verhindernde  Atmosphäre kann man zweckmässig eine reduzierende  Atmosphäre, beispielsweise eine Wasserstoffatmo  sphäre, verwenden. Je nach den Umständen ist es auch  möglich, zur Verhinderung der Oxydation im Vakuum  oder in einem Inertgas, wie etwa Stickstoff, zu arbeiten.  



  Der benetzbare, haftende Überzug besteht beim  Verlöten von Quarzplatten vorzugsweise aus einer       Chrom-    oder Nickelschicht, welche man zum Schutz  gegen Oxydation noch mit einer dünnen Goldschicht  überziehen     kann.    Will man die elektrische Leitfähigkeit  dieses überzugs verbessern, so kann man die Lötstelle  zunächst mit einer Chromschicht, vorzugsweise von  100 A Dicke, hierauf zur Verbesserung der elektri  schen Leitfähigkeit mit einer Silberschicht, vorzugs-    weise von 1000 A Dicke, und sodann mit der genann  ten Chrom- oder Nickelschicht versehen.  



  Als Lote kommen beispielsweise ein     Gold-Zinn-          Eutektikum    mit 29,3 Atomprozent Zinn und einem  Schmelzpunkt von 280  C oder ein     Gold-Germanium-          Eutektikum    mit 27 Atomprozent Germanium und  einem Schmelzpunkt von 356  C in Frage.  



  Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens  kann man so vorgehen, dass man die beiden zu verbin  denden Stücke in einem Rohr aus temperaturbeständi  gem Material aufeinanderpresst und Wasserstoff als  reduzierendes Gas durch dieses Rohr strömen lässt.  



  Der benetzbare, haftende Überzug, der, wie gesagt,  ein- oder mehrschichtig sein kann, sowie die Bestand  teile des Lotes können in bekannter Weise durch     Auf-          dampfen    im     Vakuum    oder     ;durch        Elektrolyse        aufgebracht     werden.  



  <I>Beispiel</I>  Zur Herstellung eines X-Y-Biegeschwingers werden  die miteinander zu verbindenden Oberflächen von zwei  Quarzplatten in bekannter Weise sauber gereinigt, was  beispielsweise     durch    eine Behandlung mit Ultraschall,  anschliessendes Waschen mit Bichromat-Schwefelsäure,  Spülen mit Wasser, Eintauchen in. Flussäure von 40 0/o,  nochmaliges Spülen mit Wasser, zweites Behandeln mit  Bichromat-Schwefelsäure, sowie mehrmaliges Spülen  mit destilliertem Wasser,     reinem    Alkohol und warmem       Äthylacetat    erfolgen kann.  



  Auf die so gereinigten Oberflächen wird im  Vakuum eine Chromschicht von etwa 100 A Dicke  aufgedampft.     Anschlissend    wird Silber bis zu einer  Dicke von 1000 A auf diese erste Chromschicht aufge  dampft. Hierauf wird durch Einbrennen während 3  Stunden bei     20,0     C unter einer Atmosphäre von     trok-          kenem    Wasserstoff das Chrom in die Quarzoberfläche  eindiffundiert.  



  Nun wird auf die Silberschicht elektrolytisch eine  Nickelschicht von etwa 1000 A Dicke gebracht, welche  verhindert, dass sich das Silber beim Löten im Zinn  des Lotes löst, und zugleich einen haftenden, benetzba-      ren Überzug bildet. Auf diesen Überzug wird noch eine  dünne Goldschicht aufgedampft, um sicher jede Oxy  dation zu vermeiden.  



  Auf die so präparierten Lötstellen werden nun  nacheinander Zinn und Gold im eutektischen Verhält  nis von 29,3 Atomprozent Zinn und 70,7 Atomprozent  Gold     aufgedampft.    Die beiden zu verlötenden Quarz  platten werden in einem Glasrohr     mechanisch        aufein-          ander    gepresst und in einem Strom von Wasserstoff  auf etwas über die     Schmelztemperatur    'des Lotes von  280  C erhitzt. Nach dem Schmelzen des Lotes kühlt  man ab und lässt erstarren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung einer verlustarmen, elektrisch leitenden Lötverbindung zwischen kerami schem Material oder Quarz und gleichartigen Materi alien oder Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass man auf die Lötstelle des keramischen Materials oder von Quarz einen benetzbaren haftenden Überzug, welcher diffusionsverhindernd ist, aufbringt, dass man auf die sen Überzug nacheinander oder miteinander die Be standteile eines eutektischen Lotes bringt, und dass man schliesslich das mit dem ersten Materialstück zu verlötende zweite Materialstück, welches ebenfalls an der Lötstelle mit einem benetzbaren haftenden diffu sionsverhindernden Überzug versehen ist, an das eutektische Lot presst und letzteres in einer die Oxyda tion des Lotes verhindernden Atmosphäre schmilzt und wieder erstarren lässt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man als die Oxydation verhin dernde Atmosphäre eine reduzierende Atmosphäre verwendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, zum Verbin den von Quarzplatten miteinander, dadurch gekenn zeichnet, dass man zur Herstellung des genannten be- netzbaren, haftenden Überzuges die Lötstellen mit einer Chrom- oder Nickelschicht versieht. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Chrom- oder Nickelschicht zum Schutz gegen Oxydation mit Gold überzieht. 4.

   Verfahren nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lötstelle zu nächst mit einer Chromschicht, vorzugsweise von 100 A Dicke, hierauf zur Verbesserunng der elektri schen Leitfähigkeit mit einer Silberschicht, vorzugs weise von 1000 A Dicke, und sodann mit der genann ten Chrom- oder Nickelschicht versieht. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Lot ein Gold-Zinn-Eutekti- kum mit 29,3 Atomprozent Zinn und einem Schmelz punkt von 280 C verwendet. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Lot ein Gold-Germanium- Eutektikum mit 27 Atomprozent Germanium und einem Schmelzpunkt von 356 C verwendet. 7. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man die beiden zu verbindenden Stücke in einem Rohr aus temperaturbeständigem Material aufeinanderpresst und Wasserstoff als redu zierendes Gas durch dieses Rohr strömen lässt.

   PATENTANSPRUCH II Anwendung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I zur Herstellung von X-Y-Biegeschwingem oder Stimmgabeln aus Quarz, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens zwei Quarzplatten miteinander verlö tet.