DD247399A1

DD247399A1 - LOW MELTING SOFT PLUM

Info

Publication number: DD247399A1
Application number: DD28848486A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Mueller; Claudia Otto; Margitta Heinrich
Original assignee: Funk A Bergbau Huettenkombinat
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein niedrigschmelzendes Weichlot zum Fuegen versilberter oxidkeramischer Teile, wie Kondensatoren. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Weichlotes mit eingeschraenkter Silberloeslichkeit. Aufgabe der Erfindung ist es, ein cadmiumfreies Mehrstoff-Weichlot mit einem Schmelzbereich von etwa 140 bis 160C zu entwickeln. Die erfindungsgemaesse Loesung besteht aus einem Weichlot der Zusammensetzung (Ma.-%): 48-55 Blei, 20-24 Zinn, 20-26 Wismut und 2-5 Silber.The invention relates to a low-melting soft solder for joining silvered oxide ceramic parts, such as capacitors. The aim of the invention is the development of a soft solder with limited Silberloeslichkeit. The object of the invention is to develop a cadmium-free multi-material soft solder with a melting range of about 140 to 160C. The solution according to the invention consists of a soft solder of the composition (% by mass): 48-55 lead, 20-24 tin, 20-26 bismuth and 2-5 silver.

Description

Field of application of the invention

DieErfindung betrifft ein niedrigschmelzendes Weichlotzum Fügen metallisierter oxidkeramischerTeile, wie Kondensatoren.The invention relates to a low melting plug for joining metallized oxide ceramic parts, such as capacitors.

Characteristic of the known technical solutions

Derartige oxidkeramische Teile sind nicht direkt lötbar; sie müssen deshalb mit einer das Fügen ermöglichenden dünnen Metallschicht, z. B. aus Silber, versehen sein.Such oxide ceramic parts are not directly solderable; They must therefore with a joining enabling thin metal layer, for. B. of silver, be provided.

Das verwendete Weichlot muß einerseits eine gewisse Löslichkeit fü r Silber aufweisen, um dieses zu benetzen, andererseits darf diese Silberlöslichkeit nicht so hoch sein, daß sie zum Auflösen der dünnen Silberschicht führt. Solche oxidkeramische Teile sind außerdem wärmeempfindlich, so daß das Weichlot eine Schmelztemperatur aufweisen muß, die die geringe Temperaturbelastbarkeit der zu fügenden Teile berücksichtigt. Diese an das zu verwendende Weichlot gestellten Forderungen erschweren die Auswahl-eines geeigneten Lotes.The soft solder used must, on the one hand, have a certain solubility for silver in order to wet it, on the other hand, this silver solubility must not be so high that it leads to the dissolution of the thin silver layer. Such oxide ceramic parts are also sensitive to heat, so that the solder must have a melting temperature, which takes into account the low temperature resistance of the parts to be joined. These demands placed on the soft solder to be used make it difficult to select a suitable solder.

Es ist ein Weichlot zum Fügen von Kondensatoren mit dünner Silberauflage bekannt. Dieses Lot besteht aus einer eutektischen Zusammensetzung mit 31 bis 33Ma.-% Blei, 17 bis 19Ma.-% Cadmium, Rest Zinn und weist einen Schmelzpunkt von 145⁰C aufIt is a soft solder for joining capacitors with thin silver plating known. This solder consists of a eutectic composition with 31 to 33Ma .-% lead, 17 to 19Ma .-% cadmium, remainder tin and has a melting point of 145 ⁰ C.

(M. Beckert, A. Neumann, Grundlagen der Schweißtechnik, Band Löten, VEB Verlag Technik, Berlin 1972, S.40)., Dieses Weichlot erfüllt zwar hinsichtlich der Silberlöslichkeit, der Schmelztemperatur und der Lötbarkeit die genannten Forderungen; wegen des Cadmiumgehaltes ist jedoch die Herstellung dieses Lotes, sein Einsatz beim Fügen und auch die Aufarbeitung von Rückständen und Schrott nicht unbedenklich.(M. Beckert, A. Neumann, Foundations of Welding, Tape Soldering, VEB Verlag Technik, Berlin 1972, p.40)., Although this solder meets the silver solvency, the melting temperature and the solderability said requirements; because of the cadmium content, however, the production of this solder, its use in joining and also the processing of residues and scrap is not safe.

Bekannt ist weiterhin ein Weichlotzum Fügen von versilberter Keramik, das aus 60 Ma.-% Zinn, 3,5 Ma.-% Silber, Rest Blei besteht und einen Schmelzbereich von 178 bis 18O⁰C aufweist (DDR-TGL 14908/02 Tabelle 3). Der Schmelzbereich dieses Weichlotes ist für bestimmte Anwendungsfälle noch zu hoch.Also known is a Weichlotzum joining silvered ceramic, which consists of 60 wt .-% tin, 3.5 wt .-% silver, the rest lead and a melting range of 178 to 18O ⁰ C has (DDR-TGL 14908/02 Table 3 ). The melting range of this soft solder is still too high for certain applications.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Weichlotzum Fügen wärmeempfindlicher versilberter oxidkeramischerTeile, wie Kondensatoren, zu entwickeln, das eine eingeschränkte Silberlöslichkeit aufweist.The object of the invention is to develop a soft solder for joining heat-sensitive silver-plated oxide ceramic parts, such as capacitors, which has limited silver solubility.

Essence of the invention

Ein bekanntes Weichlot zum Fügen versilberter oxidkeramischer Teile weist zwar eine ausreichend niedrige Schmelztemperatur, aber auch in unerwünschter Weise Cadmium auf. Bekannte cadmiumfreie Weichlote zum Fügen solcher Teile besitzen eine zu hohe Schmelztemperatur.Although a known soft solder for joining silver-plated oxide-ceramic parts has a sufficiently low melting temperature, it also undesirably has cadmium. Known cadmium-free soft solders for joining such parts have too high a melting temperature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein cadmiumfreies Mehrstoff-Weichlot auf der Basis von Zinn und Blei mit Silberzusatz zum Fügen versilberter oxidkeramischer Teile, wie Kondensatoren, zu entwickeln, das einen Schmelzbereich von etwa 140 bis etwa 160°C und begrenzte Silberlöslichkeit aufweist.The invention has for its object to develop a cadmium-free multi-solder solder based on tin and lead with silver additive for joining silvered oxide ceramic parts, such as capacitors, which has a melting range of about 140 to about 160 ° C and limited silver solubility.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Weichlot aus 48 bis55Ma.-% Blei, 20 bis 24 Ma.-% Zinn, 20 bis 26Ma.-% Wismut und 2 bis 5 Ma.-% Silber besteht.According to the invention, this object is achieved in that the solder consists of 48 to 55Ma .-% lead, 20 to 24 wt .-% tin, 20 to 26Ma .-% bismuth and 2 to 5 wt .-% silver.

Das erfindungsgemäße Weichlot eignet sich zum Löten versilberter oxidkeramischerTeile. Es weist einen Schmelzbereich von etwa 140 bis etwa 16O⁰C auf. Die Silberlöslichkeit ist für die Benetzung ausreichend; sie ist gegenüber bekannten silberhaltigen Weichloten soweit verringert, daß sogar Silberschichten mit einer Dicke unter 1 /xm zufriedenstellend weichgelötet werden können und dadurch eine ausreichende Bindung an oxidkeramischen Teilen zustandekommt.The solder according to the invention is suitable for soldering silvered oxide ceramic parts. It has a melting range of about 140 to about 16O ⁰ C. Silver solubility is sufficient for wetting; it is so far reduced compared to known silver-containing soft solders that even silver layers with a thickness of less than 1 / xm can be satisfactorily solder-soldered and thereby a sufficient bond to oxide-ceramic parts comes about.

Ein Weichlot des Typs Blei—Zinn—Wismut-Silber ist zwar bereits bekannt, doch wird dieses Lot der Zusammensetzung 43,53 Ma.-% Wismut, 22 bis 28 Ma.-% Blei, 22 bis 28 Ma.-% Zinn; 1 bis 3 Ma.-% Silber zur Erzeugung einer korrosionsbeständigen Lotfüllung in Kupfer-Leitverbindungen eingesetzt (N. F.Lasko, S.V. Lasko, Pajka metallov, Verlag Masinostroenie, Moskau 1977, S.78). Diese für Kupfer bekannte Lösung legt es nicht nahe, dieses Weichlot zum Fügen versilberter oxidkeramischerTeile einzusetzen.Although a lead-tin-bismuth-silver type solder is already known, this solder becomes 43.53 mass% bismuth, 22-28 mass% lead, 22-28 mass% tin; 1 to 3% by weight of silver used to produce a corrosion-resistant solder filling in copper lead compounds (N.F.Lasko, S.V. Lasko, Pajka metallov, Masinostroenie, Moscow 1977, p.78). This solution known for copper does not suggest to use this soft solder for joining silvered oxide ceramic parts.

embodiment

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 51 Ma.-%Blei,22Ma.-%Zinn, 24 Ma.-% Wismut und 3 Ma. -% Silber wird auf üblichem Wege aus den Komponenten erschmolzen und zu Halbzeug verarbeitet. Die Solidustemperatur dieses Lotes liegt bei 143⁰C, die Liquidustemperatur bei 153⁰C.A solder of the composition 51% by weight lead, 22% by weight tin, 24% bismuth by weight and 3% by mass. -% silver is melted in the usual way from the components and processed into semi-finished products. The solidus temperature of this solder is 143 ^° C., the liquidus temperature is 153 ^° C.

Bei einer Löttemperatur von 170⁰C wird unter Verwendung einer alkoholischen Kolophoniumlösung als Flußmittel eine Lötverbindung zwischen einem versilberten oxidkeramischen Trimmerkondensator und einem Kupfer-Anschlußdraht hergestellt.At a soldering temperature of 170 ⁰ C, a solder joint between a silvered oxide ceramic trimmer capacitor and a copper lead wire is prepared using an alcoholic rosin solution as a flux.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß eine Lötbindung an wärmeempfindlichen versilberten oxidkeramischen Teilen bei einer 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 hinreichend, da das erfindungsgemäße Weichlot die versilberte Oberfläche benetzt, ohne die Silberschicht wesentlich aufzulösen, selbst wenn diese lediglich eine Dicke von unter 1 μ,ηη aufweistThe advantages of the solution according to the invention are that a solder bond to heat-sensitive silver-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 sufficient, since the solder according to the invention wets the silvered surface without substantially dissolving the silver layer, even if it only has a thickness of less than 1 μ, ηη

Das Lot ist frei von unerwünschtem Cadmium. The solder is free of unwanted cadmium.

Claims

Invention claim:

A tin-lead low-melting soft solder for joining silver-plated oxide ceramic parts, characterized in that it comprises 48 to 55 mass% lead, 20 to 24 mass% tin, 20 to 26 mass% bismuth and 2 to 5% by weight of silver.

2. soft solder according to item 1, characterized in that it consists of 51 wt .-% lead, 22 wt .-% tin, 24Ma .-% bismuth and 3Ma .-% silver.