DE1172376B

DE1172376B - Verfahren zum Anloeten von Anschlussdraehten an elektrische Kondensatoren oder aehnliche elektrische Bauelemente

Info

Publication number: DE1172376B
Application number: DES71344A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Baumann; Dipl-Phys Dr Hermann Heywang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-11-21
Filing date: 1960-11-21
Publication date: 1964-06-18
Also published as: SE301255B; FR1306473A; NL271535A; GB917098A

Description

Verfahren zum Anlöten von Anschlußdrähten an elektrische Kondensatoren oder ähnliche elektrische Bauelemente Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlöten von Anschlußdrähten an elektrische Kondensatoren oder ähnliche elektrische Bauelemente, bei dem die Anschlußdrähte erhitzt werden, solange sie das Bauelement noch nicht berühren, und erst dann gegen die Kontaktflächen des Bauelementes gepreßt werden.
Beim Anbringen von Anschlußdrähten an elektrischen Bauelementen tritt in vielen Fällen die Aufgabe auf, das Ende der Anschlußdrähte in geeigneter Weise mit eurer Kontaktschicht der Bauelemente zu verbinden. Derartige Kontaktschichten werden z. B. in Form von Stirnkontaktschichten verwendet für elektrische Kondensatoren, deren Belegungen aus aufgedampften Metallschichten bestehen, oder aber auch bei elektrischen Widerständen u. dgl. Falls sich die Kontaktschicht zum Löten schlecht eignet, wird , dabei üblicherweise eine gut lötfähige Zwischenschicht aufgebracht, mit der die Drähte verlötet werden. Das Anlöten der Drähte erfolgt üblicherweise von Hand, wobei die dazu notwendige Wärme von einem Lötkolben zugeführt wird. Es läßt sich dabei nur sehr schwer vermeiden, daß die Kontaktflächen stark erwärmt werden, was unter Umständen zu einer Schädigung des Bauelementes führt.
Daneben sind allerdings auch noch andere Verfahren zur Herstellung von Lötverbindungen zwischen elektrischen Bauelementen und Anschlußdrähten bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, beim Anlöten von Stromzuführungen an den Metallbelag eines Keramikkondensators den Anschlußdraht auf den Metallbelag aufzudrücken und über zwei Lötelektroden einen elektrischen Strom durch den Anschlußdraht zu leiten, wobei der Anschlußdraht erhitzt wird und eine Verlötung erfolgt. Während der gesamten Erwärmung des Anschlußdrahtes steht bei diesem Verfahren der Anschlußdraht in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Kontaktfläche und dem Barunterliegenden Dielektrikum. Die Anwendung dieses Verfahrens bei Kondensatoren mit einem thermisch unempfindlichen Keramikdielektrikum ist unbedenklich, hingegen besteht bei der Anwendung für thermisch empfindliche Bauelemente, z. B. Kunststoffwickelkondensatoren, die Gefahr der thermischen Schädigung des Dielektrikums.
Es ist andererseits ein Verfahren zum Verbinden eines Drahtes mit einer Halbleiterperle bekannt, bei dem das Ende des Drahtes auf die Halbleiterperle gedrückt und der Draht gleichzeitig induktiv erhitzt wird. Auch hier wird gleichzeitig mit dem Draht die Halbleiterperle erhitzt. Bei Anwendung dieses Verfahrens zum Anlöten von Anschlußdrähten an thermisch sehr empfindliche elektrische Bauelemente besteht daher die Gefahr, daß das elektrische Bauelement beschädigt wird.
Es ist ferner bekannt, Anschlußelemente mit Belegungsfolien elektrischer Kondensatoren dadurch zu verbinden, daß eine auf dem Anschlußelement angeordnete Scheibe aus Lötmetall durch induktive Erhitzung zum Schmelzen gebracht wird, worauf das Anschlußelement auf die an den Stirnseiten herausstehenden Metallfolien gepreßt wird und dort mit diesen eine feste Verbindung eingeht. Um eine ausreichend feste Verbindung zu erhalten, muß der Kopf der Anschlußdrähte weit über den Schmelzpunkt des Lötmetalls erwärmt werden. Hierbei kann sich aber auf dem Lötmetall eine Oxydschicht bilden, die das Zustandekommen einer einwandfreien Lötverbindung, insbesondere einer guten elektrischen Verbindung, verhindert.
Die erwähnten und noch weitere hier nicht genannte Schwierigkeiten werden bei dem Verfahren zum Anlöten von Anschlußdrähten an elektrische Kondensatoren oder ähnliche elektrische Bauelemente, bei dem die Anschlußdrähte erhitzt werden, solange sie das Bauelement noch nicht berühren, und erst dann gegen die Kontaktflächen des Bauelementes gepreßt werden, nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Erwärmung der zu verlötenden Drahtenden durch je eine oder mehrere reduzierende Gasflammen erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert nicht nur die Bildung von Oxydhäuten auf den Anschlußdrähten und dem Lötmetall beim Erhitzen und ermöglicht hierdurch die Herstellung einwandfreier Lötverbindungen, sondern es bildet auch ein außerordentlich einfaches Lötverfahren, das mit geringem Aufwand eine einwandfreie und rationelle Lötung gestattet.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung benutzt man zweckmäßig in an sich bekannter Weise eine Transporteinrichtung, vorzugsweise ein Transportband, das die Bauelemente in die Arbeitsstellung bringt, in der das Anpressen der erhitzten Anschlußdrähte an die Stirnflächen vorgenommen wird. Weitere Transporteinrichtungen stellen die Anschlußdrähte gegenüber den Kontaktflächen auf, wobei ein Abstand zwischen Kontaktflächen und Drahtenden von wenigstens einigen zehntel Millimetern, vorzugsweise 0,5 bis 3 mm, eingehalten wird. Gleichzeitig erfolgt die Erwärmung der Anschlußdrähte durch je eine oder mehrere Gasflammen; daraufhin tritt eine Anpreßvorrichtung in Tätigkeit. Mit Hilfe eines Elektromagneten wird je ein Bolzen gegen das der Lötstelle abgewandte Ende jedes der erhitzten Drähte gestoßen, wodurch das erhitzte Ende des Anschlußdrahtes an die Kontaktfläche des Bauelementes gepreßt wird. Dort tritt augenblicklich eine festhaftende Lötung ein. Die vom Drahtende mitgebrachte Wärme reicht nur dazu aus, das leicht lötbare Metall in der unmittelbaren Umgebung des Drahtes zu schmelzen; sie reicht aber bereits nicht mehr dazu aus, die gesamte Kontaktschicht stärker zrr erwärmen, so daß die empfindlichen Teile des Bauelementes selbst in keinem Fall thermisch geschädigt werden.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen. die Anschlußdrähte an dem Ende, das mit der Kontaktfläche des Bauelementes verlötet werden soll, in bekannter Weise mit einer kleinen Winkelring oder einer kleinen Schleife zu versehen, weil dadurch eine größere Auflage auf der Kontaktfläche des Bauelementes erzielt wird. Als besonders vorteilhaft erwiesen sich Drähte mit flachgeschlagenen Köpfen. In manchen Fällen reicht die Verzinnuna der Kupferdrähte nicht aw@. Durch eine zusätzliche Verzinnun2 der zu verlöte ,-den Enden läßt sich dieser Mangel leicht beheben.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist darin zu erblicken, daß keine nennenswerte Auftragung an Lötmengen erforderlich ist. Die Außenlänee der Bauelemente wird dadurch gegenüber einem gleichen Bauelement, das mit Hilfe eines Lötkolbens mit den Anschlußdrähten verlötet worden ist, um etwa 2 min verkürzt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfirdrinf kann die Zcicliriung dienen.
In der Zeichnunc ist eine Vorrichtung zur Durchf ührrinn des erfindungsgemäßer Vexfrrhrens dar-?estellt. Die Bauelemente 1 könncri wie auch die _'@nschluPclr;ihte 3 nebeneinender in Transportbänder-;? :1, wie dargestellt, oder au-jh ir, Fassetten od. !i'@l. a'ifgereiht sein. Dabei sind die Bauelemente 1 derart festgeklemmt. daß eine axiale Verschiebung unmöglich ist. während ci:e rlncchlr!ßdr:;l;te 3 nur sn in `Füh-r:;@!c!i 7 @,ehaltert sind. cii#f= @ie Ir? ihrer `.är?@säch@c vcr,;clioben @@-e=den L:et.»en. her Abstand wiocleii dem verziririt@°n Dr ahtl#-opf der Anschlußdräbte 3 und der Kontaktschicht 2 beträgt z. B. 0,5 bis 3 mm. Nach erfolgter Lötung werden die Bauelemente 1 und die Aiischlt!ßdr-ähte 3 durch ihre Transportvorrichtungen jeweils um eine Takteinlicit vorgeschoben, so da.ß das nächste Bauelement in Arbeitsstellung gelangt.
Die Erwärmung der Anschlußdrähte erfolgt mit Hilfe von reduzierenden Gasflammen ' , wobei aeaebenenfalls bereits eine Vorerwärmung zur Verkürzung der Anheizzeit durch weitere Gasflammen 9 und 10 erfolgen kann, die jeweils un. eine Arbeitslänge versetzt vor den Gasflammen 8 angeordnet sind, so daß die Erwärmung in mehreren Takten erfolgt. Höhe und Durclimes@er der Flammen 8, 9,10 werden so gewählt, daß die sorbeigeführten Bauelemente nur unwesentlich durch Strahlung erwärmt werden können. Die Wärmeübertragung auf die Bauelemente 1 durch Strahlung kann noch durch ein zwischen den Flammen 8, 9, 10 und den Bauelementen 1 angeordnetes Abschirrrb:ech 5 vermindert werden. Von entscheidender Bedeutung bei dem Verfahren ist, daß die Erwärmung des Drahtes 3 nicht im Bereich größter Temperatur, sondern in tiefer gelegenen Bereichen der Flamme erfolgt, in denen die Flamme stark reduzierend wirkt. Vorteilhaft ist die Verwendung von Wasserstoff, niederen Paraffinen oder Leuchtgas, die bei Verbrennungen eine stark reduziererde Atmosphäre bilden ohne zu rußen. Es wird dadurch eine Oxydation und Verschmutzung der Drähte vermieden Das Anpressen der Anschlußdrähte 3 an die Kontaktflächen 2 der Bauelemente 1 durch die Anpreßstempel6 erfolgt im gezeichneten Beispiel in derselben Arbeitsstellung wie die Erwärmung. Es wird dadurch erreicht, daß eine möglichst kurze Zeit zwischen Erwärmung und Anpressen verstreicht.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Anlöten von Anschlußdrähten an elektrische Kondensatoren oder ähnliche elektrische Bauelemente, bei dem die Anschlußdrähte erhitzt werden, solange sie das Bauelement noch nicht berühren, und erst dann gegen die Kontaktflächen des Bauelements gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der zu verlötenden Drahtenden durch je eine oder mehrere reduzierende Gasflammen erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Transportvorrichtungen, vorzugsweise Transportbänder, die die Bauelemente und die Anschlußdrähte zu den Erwärmungs- und Anpreßvorrichtungen leiten, ein oder mehrere Paare von Flammen, die die Anschlußdrähte in der Umgebung der zu verlötenden Drahtenden in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitstakten erhitzen, und Anpreßstempel, die durch Elektromagnete oder pneumatisch betätigt werden und die Anschlußdrähte mit ihren erwärmten Enden auf die Kontaktflächen der Bat«lemente pressen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift S 26983 VIII c,'21 g (bekannt;emaclit am 26. %. 1956j: Patentschrift Nr. 17 033 des Amtes für Erfindun2s-und Patentwesen der ,owjetischen Besatzungszone Deutschlands; britische Patentschrift Nr. 774 800; USA.-Patentschrift Nr. 2 455 136