DD247398A1 - SOFT PLATE ON LEADBAND - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Weichlot auf Bleibasis zum Fuegen verkupferter oxidkeramischer Teile, wie Kondensatoren. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Weichlotes mit eingeschraenkter Kupferloeslichkeit. Aufgabe der Erfindung ist es, ein cadmiumfreies Mehrstoffweichlot mit einem Schmelzbereich von etwa 220 bis etwa 250C zu entwickeln. Die erfindungsgemaesse Loesung besteht aus einem Weichlot der Zusammensetzung (Ma.-%): 75 bis 80 Blei, 4 bis 6 Antimon, 3 bis 6 Wismut, 8 bis 18 Zinn.The invention relates to a lead-based soft solder for joining copper-coated oxide ceramic parts, such as capacitors. The aim of the invention is the development of a soft solder with limited Kupferloeslichkeit. The object of the invention is to develop a cadmium-free Mehrstoffweichlot having a melting range of about 220 to about 250C. The solution according to the invention consists of a soft solder of the composition (% by mass): 75 to 80 lead, 4 to 6 antimony, 3 to 6 bismuth, 8 to 18 tin.
Description
Derartige oxidkeramische Teile sind nicht direkt lötbar; sie müssen deshalb mit einer das Fügen ermöglichenden dünnen Metallschicht, z. B. aus Kupfer, versehen sein. Das eingesetzte Weichlot muß eine gewisse Löslichkeit für Kupfer aufweisen, um dieses zu benetzen, gleichzeitig darf diese Kupferlöslichkeit nicht zu einem Auflösen der dünnen Kupferschicht führen. Diese oxidkeramischen Teile sind außerdem wärmeempfindlich, so daß das eingesetzte Weichlot eine Schmelztemperatur aufweisen muß, die diese geringe Temperaturbelastbarkeit der zu fügenden Teile berücksichtigt. Diese Forderungen erschweren die Auswahl eines geeigneten Weichlotes.Such oxide ceramic parts are not directly solderable; They must therefore with a joining enabling thin metal layer, for. B. copper, be provided. The soft solder used must have some solubility for copper to wet it, while this copper solubility must not lead to a dissolution of the thin copper layer. These oxide ceramic parts are also sensitive to heat, so that the soft solder used must have a melting temperature that takes into account this low temperature resistance of the parts to be joined. These requirements make it difficult to select a suitable soft solder.
Es ist ein Weichlot zum Fügen von Kupfer und Kupferwerkstoffen bekannt, das aus einer eutektischen Zusammensetzung mit 82,5 Ma.-% Blei, Rest Cadmium besteht und einen Schmelzpunkt von 248CC aufweist (N. F. Lasko, S.V. Lasko, Pajka metallov, Verlag Masinostroenie Mokaus 1977, S.91).It is known a soft solder for joining copper and copper materials, which consists of a eutectic composition with 82.5 Ma .-% lead, remainder cadmium and has a melting point of 248 C (NF Lasko, SV Lasko, Pajka metallov, Masinostroenie Mokaus 1977, p.91).
Dieses Weichlot erfüllt zwar hinsichtlich der Kupferlöslichkeit und seiner Schmelztemperatur die genannten Forderungen und kann deshalb auch zum Fügen verkupferter oxidkeramischer Teile eingesetzt werden, wegen seines Cadmiumgehaltes ist jedoch die Herstellung dieses Weichlotes, sein Einsatz zum Fügen und auch die Aufarbeitung damit gefügter Teile nicht unbedenklich. Bekannt sind weiterhin Weichlote zum Fügen von Kupfer, die aus 40 bis 60 Ma.-% Blei, Rest Zinn bestehen (M. Beckert, A.Neumann, Grundlagen der Schweißtechnik, Band Löten, VEB Verlag Technik Berlin, 1972, S. 176), die einen relativ niedrigen Schmelzbereich zwischen 185 und 2250C aufweisen. Bekannt ist weiterhin, zum Weichlöten von Kupfer und Kupferwerkstoffen Blei-Zinn-Lote mit einem Antimonzusatz bis zu 14Ma.-% zu verwenden (DE-PS 137897). Beide Lottypen können wegen ihrer starken Kupferlöslichkeit nicht zum Fügen verkupferter oxidkeramischer Teile eingesetzt werden.Although this soft solder satisfies the stated requirements in terms of copper solubility and its melting temperature and can therefore also be used for joining copper-coated oxide ceramic parts, because of its cadmium content, the production of this soft solder, its use for joining and also the workup of parts thus joined is not without objectionable. Also known are soft solders for joining copper, which consist of 40 to 60 wt .-% lead, remainder tin (M. Beckert, A. Neumann, Foundations of Welding, Tape Soldering, VEB Verlag Technik Berlin, 1972, p. 176) , which have a relatively low melting range between 185 and 225 0 C. It is also known to use for soldering of copper and copper materials lead-tin solders with an antimony addition up to 14Ma .-% (DE-PS 137897). Both types of solder can not be used for joining copper-plated oxide ceramic parts because of their high copper solubility.
Eine Verringerung der Kupferlöslichkeit wird durch einen Kupferzusatz zu Blei-Zinn-Weichloten erzielt und ist beispielsweise bei den sogenannten Kupferschutzloten der Zusammensetzung 60 Ma.-% Zinn, 1,5Ma.-% Kupfer, Rest Blei bekannt (M. Beckert, A. Neumann, Grundlagen der Schweißtechnik, Band Löten, VEB Verlag Technik Berlin, 1972, S. 83). Ein derartiges Schutzlot weist einen zu niedrigen Schmelzbereich zwischen 185 und 215°C auf.A reduction in the copper solubility is achieved by adding copper to lead-tin soft solders and is known, for example, in the so-called copper protective solders of composition 60% by weight tin, 1.5% by weight copper, remainder lead (M. Beckert, A. Neumann , Foundations of Welding, Tape Soldering, VEB Verlag Technik Berlin, 1972, p. 83). Such a protective solder has too low a melting range between 185 and 215 ° C.
Eine Erhöhung des Schmelzbereiches läßt sich durch einen höheren Kupferzusatz erzielen, wobei gleichzeitig die Kupferlöslichkeit in erwünschter Weise gesenkt wird, doch tritt hierbei eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit zu Halbzeug und eine Verschlechterung der Lötbarkeit ein.An increase in the melting range can be achieved by a higher copper addition, at the same time the copper solubility is lowered desirably, but this occurs a deterioration of the processability to semi-finished and a deterioration of the solderability.
Bekannt ist außerdem ein Weichlot zum Fügen verkupferter oxidkeramischer magnetischer Teile der Zusammensetzung 35 bis 50 Ma.-% Zinn, 48 bis 65Ma.-% Wismut, 0,01 bis 5Ma.-% Antimon und 0,01 bis 5Ma.-% Arsen (DE-AS 1803347). Beim Einsatz dieses Lotes kommt es neben einer guten Bindung vor allem auf Schwingungsfestigkeit und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit der gefügten Teile an. Die Löttemperatur dieses Weichlotes liegt unterhalb von 200°C und ist damit für bestimmte Anwendungsfälle zu niedrig.Also known is a soft solder for joining copper-plated oxide ceramic magnetic parts of the composition 35 to 50 wt .-% tin, 48 to 65Ma .-% bismuth, 0.01 to 5Ma .-% antimony and 0.01 to 5Ma .-% arsenic ( DE-AS 1803347). When using this solder it comes next to a good bond, especially on vibration resistance and moisture insensitivity of the joined parts. The soldering temperature of this soft solder is below 200 ° C and is therefore too low for certain applications.
Ziel der Erfindung ist es, ein Weichlot zum Fügen wärmeempfindlicher verkupferter oxidkeramischer Teile zu entwickeln, das eine eingeschränkte Kupferlöslichkeit aufweist.The aim of the invention is to develop a soft solder for joining heat-sensitive copper-coated oxide ceramic parts, which has a limited copper solubility.
Bekannte Weichlote zum Fügen verkupferter oxidkeramischer Teile weisen einen zu niedrigen Schmelzbereich auf. Bekannte Weichlote zum Fügen von Kupfer weisen entweder eine zu hohe Kupferlöslichkeit auf oder sie enthalten Cadmium.Known soft solders for joining copper-coated oxide ceramic parts have too low a melting range. Known soft solders for joining copper either have too high a copper solubility or contain cadmium.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstoff-Weichlot auf der Basis von Blei zum Fügen verkupferter oxidkeramischer Teile, wie Kondensatoren, zu entwickeln, das eine solche Kupferlöslichkeit aufweist, daß eine ausreichende Benetzung, aber kein Auflösen der Kupferschicht bewirkt wird, dascadmiumfrei ist und einen Schmelzbereich von etwa 220 bis 25O0C besitzt.The invention has for its object to develop a lead-based multi-solder solder for joining copper-coated oxide ceramic parts, such as capacitors, which has such a copper solubility that sufficient wetting, but no dissolution of the copper layer is effected, which is cadmium-free and has a melting range of about 220 to 25O 0 C.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Weichlot aus 75 bis 80 Ma.-% Blei, 4 bis 6 Ma.-% Antimon, 3 bis 6Ma.-%Wismutund8bis 18Ma.-%Zinn besteht.According to the invention, the object is achieved in that the solder consists of 75 to 80% by weight of lead, 4 to 6% by mass of antimony, 3 to 6% by mass of bismuth and 8 to 18% by mass of tin.
Das erfindungsgemäße Weichlot eignet sich zum Löten verkupferter oxidkeramischer Teile. Es weist einen Schmelzbereich von 215 bis 2550C auf. Die Kupferlöslichkeit ist für die Benetzung ausreichend, sie ist gegenüber bekannten Weichloten zum Fügen von Kupfer soweit verringert, daß sogar Kupferschichten im Bereich von 1 μιη Dicke zufriedenstellend weichgelötet werden können und dadurch eine ausreichende Bindung an oxidkeramischen Teilen ergeben.The soft solder according to the invention is suitable for soldering copper-coated oxide-ceramic parts. It has a melting range of 215 to 255 0 C. The copper solubility is sufficient for wetting, it is so far reduced compared to known soft solders for joining copper that even copper layers in the range of 1 μιη thickness can be satisfactorily soft soldered and thereby give sufficient bonding to oxide ceramic parts.
Ein Weichlot des Typs Blei-Antimon-Zinn ist zwar bereits bekannt, doch handelt es sich dabei um eine spezielle Zusammensetzung mit hohem Wismutgehalt und niedrigem Bleigehalt (48Ma.-% Wismut, 28,5Ma.-% Blei, 14,5Ma.-% Zinn, 9 Ma.-% Antimon) zum FüHen des Gewindezwischenraumes zwischen einem Kohlestab und einer Kupferstange, die zu diesemAlthough a lead-antimony-tin type soft solder is already known, it is a special composition with a high bismuth content and a low lead content (48Ma .-% bismuth, 28.5Ma .-% lead, 14.5Ma .-% Tin, 9 wt% antimony) for guiding the thread gap between a carbon rod and a copper rod leading thereto
Zwecksich bei derAbkühlung von Löttemperatur ausdehnen soll (DE-OS 1608153). Diese bekannte Lösung kann keine Anregung für die erfindungsgemäße Lösung geben, die beim Abkühlen in üblicher Weise schrumpft.It is intended to extend during the cooling of soldering temperature (DE-OS 1608153). This known solution can give no stimulus for the solution according to the invention, which shrinks during cooling in the usual way.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Ein Weichlot der Zusammensetzung 78 Ma.-% Blei, 12 Ma.-% Zinn, 5 Ma.-% Antimon und 5 Ma.-% Wismut wird mittels Schmelzen der Komponenten hergestellt und auf üblichem Wege zu Halbzeug verarbeitet. Die Solidustemperatur dieses Weichlotes liegt bei 225°C, die Liquidustemperatur liegt bei 2350C. Bei einer Löttemperatur von 240T wird unter Verwendung einer alkoholischen Kolophoniumlösung mit Bernsteinsäure und Adipinsäure als Aktivatoren eine Lötverbindung zwischen einem verkupferten oxidkeramischen Scheibenkondensator und einem Kupferanschlußdraht herstellt.A soft solder of the composition 78% by weight of lead, 12% by weight of tin, 5% by weight of antimony and 5% by weight of bismuth is produced by melting the components and processed by conventional means into semi-finished products. The solidus temperature of this soft solder is 225 ° C, the liquidus temperature is at 235 0 C. At a soldering temperature of 240T is making a solder connection between a copper-coated oxide-ceramic disc capacitor and a copper lead wire using an alcoholic rosin solution with succinic acid and adipic acid as activators.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß eine Lötbindung an wärmeempfindlichen verkupferten oxidkeramischen Teilen beieiner Temperatur erzielt wird, die unterhalb der Temperatur-Belastbarkeitsgrenze der zu fügenden Teile und ausreichend weit oberhalb der Betriebstemperatur der gefügten Teile liegt. Es wird dadurch zuverlässig vermieden, daß beim Fügen die elektrischen Eigenschaften der gefügten Teile beeinträchtigt werden. Die Bindung der gefügten Teile ist zufriedenstellend, da das erfindungsgemäße Weichlot auch eine sehr dünne Verkupferung nichtwesentlich auflöst und dennoch das Kupferin ausreichenderWeise benetzt. Dieses günstige Verhalten ermöglichtauch die Verwendung dererfindungsgemäßen Weichlotes zum Fügen von Kupfer und Kupferwerkstoffen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Weichlot nur einen relativ niedrigen Anteil an Zinn aufweist und gänzlich cadmiumfrei ist.The advantages of the solution according to the invention are that a solder bond to heat-sensitive copper-plated oxide-ceramic parts is achieved at a temperature which is below the temperature capacity limit of the parts to be joined and sufficiently far above the operating temperature of the joined parts. It is thereby reliably avoided that the electrical properties of the joined parts are impaired during joining. The bonding of the joined parts is satisfactory since the solder according to the invention does not dissolve even a very thin copper plating and yet wets the copper sufficiently. This favorable behavior also allows the use of the soft solder according to the invention for joining copper and copper materials. Another advantage is that the soft solder has only a relatively low content of tin and is completely cadmium-free.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28848386A DD247398A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | SOFT PLATE ON LEADBAND |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28848386A DD247398A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | SOFT PLATE ON LEADBAND |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD247398A1 true DD247398A1 (en) | 1987-07-08 |
Family
ID=5577654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28848386A DD247398A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | SOFT PLATE ON LEADBAND |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD247398A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993003884A1 (en) * | 1991-08-22 | 1993-03-04 | Multicore Solders Limited | Lead-based solder alloy and its use in soft soldering |
-
1986
- 1986-03-31 DD DD28848386A patent/DD247398A1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993003884A1 (en) * | 1991-08-22 | 1993-03-04 | Multicore Solders Limited | Lead-based solder alloy and its use in soft soldering |
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