DD237575A3

DD237575A3 - Verfahren zur herstellung von loetpasten

Info

Publication number: DD237575A3
Application number: DD23481981A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang John
Original assignee: Ruhla Uhren Veb K
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1986-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Loetpasten, die insbesondere zum Verloeten von gedruckten Schaltungen und Verzinnen von Metalloberflaechen geeignet sind. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Loetpasten unter Verwendung von massiven Lotmetallen zu entwickeln. Aufgabe der Erfindung ist es, aufwendige Technologien zur Herstellung von Lotpulver bei denen in sauerstofffreier Atmosphaere gearbeitet werden muss zu vermeiden und eine Loetpaste mit geringem Aufwand und unter normalen Bedingungen bei Verwendung von massiven Lotmetallen herzustellen. Erfindungsgemaess wird in einem wahlweise heiz- und kuehlbarem Gefaess mit Ruehrwerk durch Mischen der Lottraeger hergestellt. Zu dieser Mischung wird das Lotmetall in kompakter Form hinzugefuegt. Das Ruehrgefaess wird ueber den Schmelzpunkt des Lotmetalls erhitzt. Unter hochtourigem Ruehren wird die Schmelze dispergiert und danach unter weiterem hochtourigem Ruehren unter den Schmelzpunkt des Lotmetalls abgekuehlt. Bis zum Abkuehlen der Schmelze auf Raumtemperatur wird das Ruehrwerk auf niedriger Drehzahl gehalten.

Description

Lotmetalles gebracht und bis zum Abkühlen auf Raumtemperatur bei niedriger Drehzahl des Rührwerkes gehalten wird. Beim Mischen des Lotträgers wird mindestens 1 Gew.-% einer bei erhöhter Temperatur und in Anwesenheit des Lotmetalls reduzierend wirkenden Verbindung aus der Gruppe der primären oder sekundären Alkohole mit Siedepunkten zwischen 180 und 250⁰C hinzugefügt. Die reduzierend wirkende Verbindung ist bspw. n-Oktylalkohol.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In einem heiz- und kühlbarem Gefäß, in das ein hochtouriges Rührwerk taucht wird zunächst unter Rühren und Erwärmen bis auf 50°C durch Mischen der Lotträger für die Lötpaste hergestellt. Der Lotträger enthält als Komponenten mindestens 1 Gew.-% einer bei erhöhten Temperaturen und in Anwesenheit des Lotmetalls reduzierend wirkenden Verbindung aus der Gruppe der primären oder sekundären Alkohole mit Siedepunkten zwischen 180 und 250⁰C, 0-50 Gew.-% Kolophonium, 0 bis 80 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels und 0 bis 20 Gew.-% Triäthanolamin. Als reduzierend wirkende Verbindung wird bspw. n-Oktylalkohol eingesetzt. Im konkreten Ausführungsfall werden 5 Teile Triäthanolamin, 10 Teile Kolophonium, 20 Teile n-Oktylalkohol und 65 Teile Terpineol gemischt. Zu 10 Teilen dieser Mischung werden 30 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Lotmetall oder im konkreten Fall 13 Teile Lotmetall, bestehend aus einer Legierung von 62% Zinn, 36% Blei und 2% Silber, in massiver, kompakter Form hinzugefügt. Dabei werden von dem als Stangenmaterial vorliegenden Lotmetall Stücke abgetrennt. Im angeführten Ausführungsbeispiel bewegen sich diese Stücke in einem Größenbereich von 10-20 mm Länge und einem Gewicht von 20-5Og, können aber auch bei Vorhandensein eines größeren Gefäßes entsprechend größer sein. Das Rührgefäß wird nunmehr bis ca. 10⁰C über den Schmelzpunkt des Lotmetalls (ca. 200⁰C) hinaus erhitzt und das Rührwerk in Betrieb gesetzt. Bis zur Homogenisierung wird das geschmolzene Lotmetall mittels des hochtourigen Rührwerkes mit einer Geschwindigkeit von ca. 10000U/min. dispergiert. Nach Erreichen der Homogenität wird das Gefäß unter weiterem hochtourigem Rühren bis ca. 2O⁰C unter dem Schmelzpunkt des Lotmetalls (ca. 160⁰C) abgekühlt. Danach wird die Drehzahl des Rührwerkes auf eine niedrige Drehzahl von ca. 500 U/min herabgesetzt und bis zum Abkühlen der Lötpaste auf Raumtemperatur auf dieser Drehzahl gehalten.

Die fertige Lötpaste kann dann mittels verschiedener Techniken auf die entsprechende Unterlage aufgebracht und auf Temperaturen erhitzt werden, die zum Schmelzen des Lotmetalls und zum Verlöten mit der Unterlage führen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Lötpasten wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem bei geringem Aufwand unter normalen Bedingungen bei Verwendung von massiven Lotmetallen eine gute Lötpaste herstellbar ist. Die separate Herstellung eines pulverförmigen Lotmetalls unter besonderen Bedingungen (Inertgasatmosphäre) wird vermieden, wodurch der gesamte technologische Aufwand wesentlich verringert wird. Durch die möglich gewordene Verwendung von massiven, kompakten Lotmetallen ist das erfindungsgemäße Verfahren und die damit hergestellte Lötpaste wesentlich kostengünstiger.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung von Lötpasten, die insbesondere zum Verlöten von gedruckten Schaltungen und Verzinnen von Metalloberflächen geeignet sind und aus einem Lotträger, bestehend aus Kolophonium, einem organischem Lösungsmittel, einer reduzierend wirkenden Verbindung und Triethanolamin, und Lotmetallen durch Mischen hergestellt werden, gekennzeichnet dadurch, daß in einem wahlweise heiz- und kühlbarem Gefäß mit Rührwerk bei ca. 50°C durch Mischen der Lotträger entsteht, etwa 30-80 Gew.-% des Gesamtgewichtes des Lotmetalls in kompakter Form bei Erhitzung des Gefäßes auf ca. 1O⁰C über den Schmelzpunkt des Lotmetalls hinzugegeben werden, die Schmelze unter hochtourigem Rühren mit ca. 10000 U/min dispergiert, danach bis ca. 2O⁰C unter den Schmelzpunkt des Lotmetalls gebracht und bis zum Abkühlen auf Raumtemperatur bei niedriger Drehzahl des Rührwerkes gehalten wird.

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lötpasten, die insbesondere zum Verlöten von gedruckten Schaltungen und Verzinnen von Metalloberflächen geeignet sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die DE-AS 2042370 beschreibt einen Lotträgerund eine denselben enthaltende Lötpaste. Dieser flüssige Lotträger läßt sich zur Herstellung siebdruckfähiger Lötpasten verwenden. Dieser Lotträger besteht aus mindestens 0,01 Gew.-% einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung aus der Gruppe hydroxylsubstituierte, aliphatische Amine, 0-75 Gew.-% Kolophonium, 0-75 Gew.-% an organischen Lösungsmitteln und 0-20 Gew.-% an thixotropen Mitteln. Die Lötpaste besteht aus dem oben genannten Lotträger und einem darin dispergierten feinpulvrigen Lotanteil. Zur Herstellung des Lotträgers werden die Komponenten bspw. unter Rühren bei Raum-oder erhöhter Temperatur miteinander vermischt. Lot und Lotträger werden anschließend im gewünschten Verhältnis miteinander gemischt. Die Teilchengröße des Lotpulvers soll dabei unter 0,15 mm liegen. Die siebdruckfähigen Lötpasten können dann auf jede zweckentsprechende Unterlage, insbesondere Metallunterlagen, zur Bildung eines Lotauftrages aufgebracht werden, worauf man das Lot auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Lot eine Schmelze bildet und eine hochhaftfeste Lotverbindung entsteht.

Nachteilig bei der Herstellung derartiger Lötpasten ist der notwendige technische Aufwand. Die Herstellu ng der pulverförmigen Lotmetalle ist sehr aufwendig und nur unter besonderen Bedingungen (Inertgasatmosphäre) möglich, da oberflächenoxidfreie bzw. -arme Metallpulver hergestellt werden müssen und von der oxidarmen Oberfläche des feinpulvrigen Lotmetalls die Fließfähigkeit, die Benetzungsfähigkeit und ganz allgemein die Lötfähigkeit der daraus hergestellten Lötpaste abhängt. Die DE-OS 2411988 betrifft Metallisierungspasten, die besonders vorteilhaft für die Herstellung gedruckter Schaltungen sind. Sie bestehen aus einem Gemisch von feinen Kupferteilchen, feinen Zinnteilchen und einem Flußmittel. Das Flußmittel allein oder zusammen mit einem Lösungsmittel für das Flußmittel verleiht der Masse den Charakter einer Paste, in der die Kupfer- und Zinnteilchen dispergiert sind. Das Gewichtsverhältnis von Kupfer zu Zinn liegt vorzugsweise im Bereich von 70:30 bis 50:50. Die Teilchengröße liegt dabei von 0,01 bis 40μ.ιη. Als Flußmittelkomponente wird Kolophonium bevorzugt. Ein besonders vorteilhafter Hilfsstoff ist Triäthanolamin ein bekanntes Reduktionsmittel, das durch seine Wirkung als Netzmittel und Dispergiermittel gleichzeitig zur gleichmäßigen Qualität und zu den guten Gebrauchseigenschaften der Paste beiträgt. Vorzugsweise werden 10-15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht als Metallteilchen verwendet. Eventuell ist noch ein Lösungsmittel für das Flußmittel notwendig, das während des Erhitzens abgetrieben wird und keinen Rückstand hinterläßt. Die fertige Paste wird auf eine Unterjage gebracht und eine bestimmte Zeit erhitzt, daß das Zinn geschmolzen wird und um die Kupferteilchen fließt und einen Überzug von intermetallischen Kupfer-Zinn-Verbindungen bildet. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist die Herstellung von gedruckten Schaltungen.

Nachteilig ist hierbei ebenfalls der technologische Aufwand. Es müssen ebenfalls pulverförmige Lotmetalle verwandt werden, deren Herstellung mit großem Aufwand verbunden ist.

Ziel der Erfindung

DasZiel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellu ng von Lötpasten unter Verwendung von massiven Lotmetallen zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Lötpasten zu schaffen, mit dem aufwendige Technologien zur Herstellung von Lotpulver bei denen in sauerstofffreier Atmosphäre gearbeitet werden muß vermieden werden und mit dessen Hilfe eine Lötpaste mit geringem Aufwand und unter normalen Bedingungen bei Verwendung von massiven Lotmetallen herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einem wahlweise heiz- und kühlbarem Gefäß mit Rührwerk bei ca. 50⁰C durch Mischen der Lotträger entsteht, etwa 30-80 Gew.-% des Gesamtgewichtes des Lotmetalls in kompakter Form bei Erhitzung des Gefäßes auf ca 1O⁰C über den Schmelzpunkt des Lotmetalls hinzugegeben werden, die Schmelze unter hochtourigem Rühren mit ca. 10 000 U/min dispergiert, danach bis ca. 20⁰C unter den Schmelzpunkt des