DE102014118521A1 - Lotformteil, process for its preparation and use of the solder preform - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein ringförmiges Lotformteil (10, 80) mit einem Lot (30, 100), das einen Hohlkörper (26, 98) ausbildet mit einem Hohlraum (28, 102), der mit Flussmittel (32, 104) gefüllt ist. Um das Lotformteil (10, 80) derart weiterzubilden, dass die im Hohlraum (28, 102) befindliche Flussmittelmenge möglichst vollständig zum Verlöten von zwei elektrischen Bauteilen genutzt werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Hohlkörper (26, 98) eine in den Hohlraum (28, 102) einmündende Aussparung (38, 114) aufweist zum definierten Austreten von Flussmittel (32, 104) aus dem Hohlraum (28, 102).The invention relates to an annular solder preform (10, 80) comprising a solder (30, 100) forming a hollow body (26, 98) having a cavity (28, 102) filled with flux (32, 104). In order to further develop the solder preform (10, 80) in such a way that the quantity of flux in the cavity (28, 102) can be used as completely as possible for soldering two electrical components, it is proposed according to the invention that the hollow body (26, 98) penetrate into the cavity (28, 102) opening (38, 114) for the defined escape of flux (32, 104) from the cavity (28, 102).
Description
Die Erfindung betrifft ein ringförmiges Lotformteil mit einem Lot, das einen Hohlkörper ausbildet mit einem Hohlraum, der mit Flussmittel gefüllt ist. The invention relates to an annular Lotformteil with a solder, which forms a hollow body having a cavity which is filled with flux.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lotformteils sowie die Verwendung eines derartigen Lotformteils. Moreover, the invention relates to a method for producing such a solder preform and the use of such a solder preform.
Lotformteile kommen zum Verlöten elektrischer Bauteile zum Einsatz, wobei diese durch das Verlöten mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Lotformteile weisen eine vorgegebene Gestalt auf, häufig sind sie ringförmig ausgestaltet, so dass ein elektrisches Bauteil, beispielsweise ein Kontaktstift, in das Lotformteil eingesetzt oder das Lotformteil auf den Kontaktstift aufgesetzt werden kann. Sie weisen ein Lot auf, das heißt eine Metalllegierung, die durch Wärmebeaufschlagung geschmolzen werden kann, um die mechanische und elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Bauteilen herzustellen. Um eine gute Benetzung der Bauteile mit dem flüssigen Lot sicherzustellen und um zu vermeiden, dass sich während des Lötens Oxidschichten bilden, die die Qualität der mechanischen und elektrischen Verbindung beeinträchtigen könnten, weisen die Lotformteile häufig zusätzlich zum Lot ein Flussmittel auf, das die Benetzung der Bauteile mit flüssigem Lot unterstützt, die Bauteile chemisch aktiviert und einer Oxidation entgegenwirkt. Das Flussmittel befindet sich in einem Hohlraum, der vom Lot umgeben ist. Das Lot bildet einen Hohlkörper aus, dessen Hohlraum zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig mit Flussmittel gefüllt ist. Soldered parts are used for soldering electrical components, wherein these are mechanically and electrically conductively connected to one another by soldering. Lotformteile have a predetermined shape, often they are designed annular, so that an electrical component, such as a contact pin, can be inserted into the solder preform or the solder preform can be placed on the contact pin. They comprise a solder, that is to say a metal alloy which can be melted by applying heat in order to produce the mechanical and electrically conductive connection between the electrical components. In order to ensure a good wetting of the components with the liquid solder and to avoid that oxide layers form during soldering, which could affect the quality of the mechanical and electrical connection, the solder preforms often have a flux in addition to the solder, the wetting of the Supports components with liquid solder, which chemically activates components and counteracts oxidation. The flux is located in a cavity surrounded by the solder. The solder forms a hollow body whose cavity is at least partially and preferably completely filled with flux.
Wird das derart gebildete Lotformteil von einer Heizeinrichtung, beispielsweise einer Induktionsschleife, mit Wärme beaufschlagt, so schmilzt das Lot und gibt das Flussmittel frei. Hierbei besteht die Schwierigkeit, dass das Flussmittel beim Erwärmungsprozess des Lotformteils unkontrolliert aus dem Hohlraum austritt. Dies kann dazu führen, dass nur ein Teil der im Hohlraum befindlichen Flussmittelmenge zum Verlöten der elektrischen Bauteile genutzt werden kann, wohingegen ein restlicher Teil der Flussmittelmenge ungenutzt aus dem Verbindungsbereich der Bauteile heraustritt und zu einer Verschmutzung führt. Als Verbindungsbereich wird der Bereich der Bauteile bezeichnet, in dem diese mit Hilfe des Lots miteinander verbunden werden sollen. If the solder preform formed in this way is subjected to heat by a heating device, for example an induction loop, the solder melts and releases the flux. In this case, there is the difficulty that the flux exits the cavity uncontrolled during the heating process of the solder preform. This can lead to only a part of the amount of flux in the cavity being used for soldering the electrical components, whereas a remaining part of the amount of flux escapes unused from the connection region of the components and leads to contamination. The connection area is the area of the components in which they are to be connected with the help of the solder.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein ringförmiges Lotformteil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die im Hohlraum des vom Lot gebildeten Hohlkörpers befindliche Flussmittelmenge möglichst vollständig zum Verlöten der elektrischen Bauteile genutzt werden kann. Object of the present invention is therefore to develop an annular solder preform of the type mentioned in such a way that the amount of flux located in the cavity of the hollow body formed by solder can be used as completely as possible for soldering the electrical components.
Diese Aufgabe wird bei einem ringförmigen Lotformteil der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der vom Lot gebildete Hohlkörper eine in den Hohlraum einmündende Aussparung aufweist zum definierten Austreten von Flussmittel aus dem Hohlraum. This object is achieved in an annular solder preform of the generic type according to the invention that the hollow body formed by the solder has a recess opening into the cavity for the defined escape of flux from the cavity.
In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass durch die Bereitstellung einer vorgegebenen Fließrichtung für das beim Erwärmen des Lotformteils aus dem Hohlraum austretende Flussmittel das Flussmittel gezielt dem zu verlötenden Verbindungsbereich der Bauteile zugeführt werden kann. Die Fließrichtung wird durch eine Aussparung des Hohlkörpers vorgegeben. Beim Erwärmen des Lotformteils tritt das Flussmittel vorzugsweise über die Aussparung des Hohlkörpers aus dem Hohlraum heraus, und durch Positionierung des Lotformteils dergestalt, dass die Aussparung dem Verbindungsbereich der zu verlötenden Bauteile zugewandt ist, kann das aus dem Hohlraum austretende Flussmittel gezielt dem Verbindungsbereich zugeführt werden. Die im Hohlraum befindliche Flussmittelmenge kann dadurch möglichst vollständig zum Verlöten der elektrischen Bauteile genutzt werden. Die Gefahr, dass ein beachtlicher Teil der Flussmittelmenge aus dem Verbindungsbereich heraustritt und letztlich zu einer Verschmutzung der Bauteile führt, kann gering gehalten werden. In the invention, the idea flows in that by providing a predetermined flow direction for the flux emerging from the cavity when the solder preform is heated, the flux can be selectively supplied to the connection region of the components to be soldered. The flow direction is determined by a recess of the hollow body. When the solder preform is heated, the flux preferably emerges from the cavity via the recess of the hollow body, and by positioning the solder preform such that the recess faces the connection region of the components to be soldered, the flux emerging from the cavity can be selectively supplied to the connection region. The amount of flux in the cavity can thereby be used as completely as possible for soldering the electrical components. The risk that a considerable part of the amount of flux emerges from the connection area and ultimately leads to contamination of the components can be kept low.
Bevorzugt ist die Aussparung des vom Lot gebildeten Hohlkörpers keilförmig ausgestaltet, wobei sie sich in Richtung auf eine Außenfläche des Hohlkörpers kontinuierlich erweitert. Das beim Verlöten der Bauteile aus dem Hohlraum austretende Flussmittel kann auf konstruktiv einfache Weise über die keilförmige Aussparung in eine durch die Lage der Aussparung vorgegebene Richtung geführt werden. Preferably, the recess of the hollow body formed by the solder is wedge-shaped, wherein it widens continuously in the direction of an outer surface of the hollow body. The flux emerging from the cavity during soldering of the components can be guided in a structurally simple manner via the wedge-shaped recess into a direction predetermined by the position of the recess.
Der Keilwinkel der Aussparung beträgt bevorzugt 20° bis 50°, insbesondere 45°. The wedge angle of the recess is preferably 20 ° to 50 °, in particular 45 °.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der ringförmige Hohlkörper eine innere und eine äußere Mantelfläche aufweist und die Aussparung an der inneren Mantelfläche angeordnet ist. Dem Flussmittel kann dadurch gezielt eine bevorzugte Fließrichtung vorgegeben werden, die auf die innere Mantelfläche des vom Lot gebildeten Hohlkörpers gerichtet ist. It can be provided, for example, that the annular hollow body has an inner and an outer lateral surface and the recess is arranged on the inner lateral surface. The flux can thereby be specified in a targeted manner a preferred flow direction, which is directed to the inner circumferential surface of the hollow body formed by the solder.
Bevorzugt ist die innere Mantelfläche des Hohlkörpers zylinderförmig ausgestaltet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sowohl die innere Mantelfläche als auch die äußere Mantelfläche zylinderförmig ausgestaltet sind, wobei die beiden Mantelflächen vorteilhafterweise koaxial zueinander ausgerichtet sind. Preferably, the inner circumferential surface of the hollow body is designed cylindrical. In particular, it can be provided that both the inner circumferential surface and the outer circumferential surface are cylindrical, wherein the two lateral surfaces are advantageously aligned coaxially with each other.
Günstig ist es, wenn sich die an der inneren Mantelfläche angeordnete Aussparung in axialer Richtung über die gesamte Länge des Hohlkörpers erstreckt. Dies erlaubt ein Austreten des Flussmittels aus dem Hohlkörper über dessen gesamte Länge, das heißt über dessen gesamte axiale Ausdehnung. It is favorable if the recess arranged on the inner lateral surface extends in the axial direction over the entire length of the hollow body. This allows leakage of the flux from the hollow body over its entire length, that is over its entire axial extent.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der ringförmige Hohlkörper eine erste und eine zweite Stirnfläche aufweist und die Aussparung an einer der Stirnflächen angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lotformteils kann dem beim Verlöten der elektrischen Bauteile aus dem Hohlraum entweichenden Flussmittel gezielt eine bevorzugte Fließrichtung vorgegeben werden, die auf eine Stirnfläche des Hohlkörpers gerichtet ist. It can also be provided that the annular hollow body has a first and a second end face and the recess is arranged on one of the end faces. In such an embodiment of the solder preform according to the invention, the flux escaping from the cavity during soldering of the electrical components can be given a specific direction of flow in a targeted manner, which is directed onto an end face of the hollow body.
Bevorzugt erstreckt sich die an einer Stirnfläche des Hohlkörpers angeordnete Aussparung über die gesamte Breite des Hohlkörpers, das heißt über dessen gesamte radiale Ausdehnung. Preferably, the recess arranged on an end face of the hollow body extends over the entire width of the hollow body, that is over its entire radial extent.
Zur Herstellung eines Lotformteils, wie es voranstehend beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem man einen hohlen, mit Flussmittel gefüllten Lotdraht an einem ersten Drahtende mit einer ersten Schnittfläche und an einem zweiten Drahtende mit einer zweiten Schnittfläche versieht, wobei die zweite Schnittfläche zumindest in einem Teilbereich schräg zur ersten Schnittfläche ausgerichtet ist, und man den Lotdraht zu einem Ring formt, wobei die beiden Drahtenden einander zugewandt sind und günstigerweise aneinander anliegen. To produce a solder preform, as described above, a method according to the invention is proposed in which a hollow flux-filled solder wire is provided at a first wire end with a first cut surface and at a second wire end with a second cut surface, wherein the second cut surface at least in a partial area is aligned obliquely to the first sectional area, and to form the solder wire into a ring, wherein the two wire ends face each other and conveniently abut each other.
Zur Herstellung des ringförmigen Lotformteils kommt gemäß der Erfindung ein hohler, mit Flussmittel gefüllter Lotdraht zum Einsatz, der eine vorgegebene Länge aufweist und zu einem in sich geschlossenen Ring geformt wird. Der Lotdraht weist ein erstes Drahtende und ein zweites Drahtende auf, die nach dem ringförmigen Verbiegen des Lotdrahtes einander zugewandt sind und vorzugsweise unmittelbar aneinander anliegen. Die Drahtenden werden von einer ersten Schnittfläche und einer zweiten Schnittfläche gebildet, wobei die zweite Schnittfläche zumindest in einem Teilbereich schräg zur ersten Schnittfläche ausgerichtet ist. Die schräge Ausrichtung zumindest eines Teilbereichs der zweiten Schnittfläche relativ zur ersten Schnittfläche hat zur Folge, dass der zu einem Ring geformte, mit Flussmittel gefüllte Lotdraht zwischen den beiden Schnittflächen eine Aussparung aufweist, über die beim Verlöten zweier Bauteile Flussmittel aus dem Hohlraum gezielt in eine durch die Ausrichtung der Aussparung vorgegebene Richtung austreten kann. To produce the annular solder preform, according to the invention, a hollow solder wire filled with flux is used, which has a predetermined length and is formed into a self-contained ring. The solder wire has a first wire end and a second wire end, which face each other after the annular bending of the solder wire and preferably abut directly against one another. The wire ends are formed by a first cut surface and a second cut surface, wherein the second cut surface is aligned at least in a partial region obliquely to the first cut surface. The oblique orientation of at least a portion of the second cut surface relative to the first cut surface has the consequence that the solder-wire filled with flux has a recess between the two cut surfaces, via which, when two components are soldered, flux from the cavity is directed into a through the orientation of the recess predetermined direction can escape.
Die erste Schnittfläche ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens radial zu einer Längsachse des ringförmigen Lotformteils ausgerichtet. Nach dem Verbiegen des Lotdrahtes zu einem ringförmigen Lotformteil ist die erste Schnittfläche in einer Radialebene des Rings ausgerichtet, wohingegen die zweite Schnittfläche zumindest in einem Teilbereich zu dieser Radialebene geneigt ist. The first cut surface is aligned in an advantageous embodiment of the method according to the invention radially to a longitudinal axis of the annular Lotformteils. After bending the solder wire to an annular Lotformteil the first cut surface is aligned in a radial plane of the ring, whereas the second cut surface is inclined at least in a partial region to this radial plane.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die erste Schnittfläche und/oder die zweite Schnittfläche eben ausgebildet. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the first cut surface and / or the second cut surface are flat.
Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Schnittflächen jeweils einen ersten und einen zweiten Teilbereich aufweisen, wobei sie mit ihren ersten Teilbereichen flächig aneinander liegen und mit ihren zweiten Teilbereichen schräg zueinander ausgerichtete Keilflächen ausbilden. Die schräg zueinander ausgerichteten Keilflächen definieren zwischen sich eine keilförmige Aussparung, über die das Flussmittel beim Verlöten des zu einem Ring geformten Lotformdrahtes aus dessen Hohlraum austreten kann. It can be provided that the two cut surfaces each have a first and a second portion, wherein they lie flat against each other with their first portions and form with their second portions obliquely aligned wedge surfaces. The obliquely aligned wedge surfaces define between them a wedge-shaped recess, through which the flux can emerge from the cavity during soldering of the formed into a ring Lotformdrahtes.
Wie bereits erwähnt, kommt das erfindungsgemäße Lotformteil zum Verlöten elektrischer Bauteile zum Einsatz. Das erfindungsgemäße Lotformteil kann insbesondere zum Verlöten eines Koaxialkabels mit einem Koaxialsteckverbinder verwendet werden. As already mentioned, the solder preform according to the invention is used for soldering electrical components. The solder preform according to the invention can be used in particular for soldering a coaxial cable with a coaxial connector.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das ringförmige Lotformteil zum Verlöten des Außenleiters eines Koaxialkabels mit dem Außenleiterteil eines Koaxialsteckverbinders verwendet wird. Das ringförmige Lotformteil kann hierzu beispielsweise in einer rückseitigen Aufnahme des Außenleiterteils positioniert werden. Ein Koaxialkabel kann mit freigelegtem Außenleiter durch das ringförmige, eine Hülse ausbildende Lotformteil hindurch in axialer Richtung in den Koaxialsteckverbinder eingeführt werden, und anschließend kann der Außenleiter des Koaxialkabels mit dem Außenleiterteil des Koaxialsteckverbinders verlötet werden, indem das Lotformteil mittels einer Heizeinrichtung erwärmt wird. Zum Erwärmen kann beispielsweise eine Induktionsschleife oder Induktionsspule zum Einsatz kommen. Beim Verlöten kann das im Hohlraum des Lotformteils befindliche Flussmittel über die Aussparung gezielt beispielsweise der Außenseite des Außenleiters des Koaxialkabels oder beispielsweise einer Bodenfläche der Aufnahme des Außenleiterteils zugeführt werden. Praktisch die gesamte Flussmittelmenge, die sich im Hohlraum des Lotformteils befindet, kann hierbei zum Verlöten des Außenleiters des Koaxialkabels mit dem Außenleiterteil des Koaxialsteckverbinders genutzt werden. Die Gefahr, dass eine beachtliche Menge an Flussmittel aus der Aufnahme des Außenleiters des Koaxialsteckverbinders heraustritt und zu einer Verschmutzung führt, ist gering. It can be provided, for example, that the annular solder preform is used for soldering the outer conductor of a coaxial cable to the outer conductor part of a coaxial connector. For this purpose, the annular solder preform can be positioned, for example, in a rear receptacle of the outer conductor part. A coaxial cable can be inserted into the coaxial connector with the outer conductor exposed through the annular sleeve-forming solder preform in the axial direction, and then the outer conductor of the coaxial cable can be soldered to the outer conductor part of the coaxial connector by heating the solder preform by means of a heater. For heating, for example, an induction loop or induction coil can be used. During soldering, the flux located in the cavity of the solder preform can be supplied via the recess in a targeted manner, for example, to the outside of the outer conductor of the coaxial cable or, for example, to a bottom surface of the receptacle of the outer conductor part. Virtually all of the flux that is in the cavity of the solder preform can be used to solder the outer conductor of the coaxial cable to the outer conductor part of the coaxial connector. The risk that a considerable amount of flux emerges from the receptacle of the outer conductor of the coaxial connector and leads to contamination is low.
Die nachfolgende Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: The following description of advantageous embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:
In den
Die
Zur Herstellung des Lotformteils
Wie insbesondere aus
Das Lotformteil
Zum Verlöten des Koaxialkabels
Das Koaxialkabel
Anschließend kann der Außenleiter
In den
In entsprechender Weise wie das Lotformteil
Das Lotformteil
Zur Herstellung des Lotformteils
Zum Verlöten des Koaxialsteckverbinders
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