DE1207769B

DE1207769B - Ternaeres Hartlot auf Silber-Kupfer-Basis

Info

Publication number: DE1207769B
Application number: DET21582A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Mineraloge Manfr Dressler
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-02-13
Filing date: 1962-02-13
Publication date: 1965-12-23

Description

Ternäres Hartlot auf Silber-Kupfer-Basis Die Erfindung bezieht sich auf ein ternäres Hartlot auf Silber-Kupfer-Basis zur Herstellung vakuumdichter Lötverbindungen, insbesondere an in Metall-Keramik-Technik aufgebauten Elektronenröhren.
Auf dem Gebiete der Elektrotechnik und hier insbesondere auf dem Gebiete der Elektronenröhren werden sehr häufig vakuumdichte Verbindungen zwischen Metallteilen oder zwischen Metallteilen und Isolierstäben gefordert. In solchen Fällen können die üblichen Punktschweiß- oder Nietverbindungen aus fabrikationstechnischen Gründen meistens nicht angewandt werden. Es hat sich daher im allgemeinen die Löttechnik zur Herstellung von vakuumdichten Verbindungen durchgesetzt.
Als für vakuumdichte Verbindungen in Frage kommende Lote sind hauptsächlich 2-Komponenten-Lote bekannt, die Kupfer, Silber, Titan, Nickel oder ähnliche Metalle enthalten. Solche Lote sollen einen verhältnismäßig niedrigen Dampfdruck besitzen und eine gute Diffusionsmöglichkeit oder Löslichkeit aufweisen. Sie sollen ferner Korrosionsfestigkeit und ein verhältnismäßig enges Schmelzintervall besitzen. Darüber hinaus sollen diese Lote die Eigenschaft besitzen, verschiedene Metalle miteinander verbinden zu können und gegebenenfalls auch vakuumdichte Verbindungen zwischen Metallteilen und beispielsweise keramischen Teilen zu ergeben.
Für Lötverbindungen an Halbleiterkörpern sind bereits germaniumhaltige Lote bekannt, die außer Germanium Gold oder Silber sowie gegebenenfalls weitere Zusätze aufweisen. Auch sind ternäre germaniumhaltige Lote bekannt, die Nickel und Kobalt oder Nickel und Chrom enthalten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein ternäres Hartlot vorzusehen, welches sich besonders gut zur Herstellung vakuumdichter Verbindungen eignet und welches bei guter Fließfähigkeit gegenüber den in der Elektronenröhrentechnik bevorzugt verwendeten Aufbauteilen eine gute Benetzungsfähigkeit und Haftfestigkeit besitzt.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die neben Kupfer und Silber dritte Komponente aus 1 bis 15'°/o Germanium besteht.
Der beschriebene Germaniumanteil von 1 bis 150/0 des ternären Lotes gibt dem Lot eine besonders gute Fließ- und Benetzungseigenschaft insbesondere in Verbindung mit den in der Röhrentechnik üblichen Materialien, wie z. B. Keramiken, Vacon, Nickel, Wolfram und Molybdän. Durch Änderung der Kupfer- und Silberanteile kann der Schmelzpunkt des Lotes in weiten Grenzen verändert werden, ohne daß darunter die vorteilhaften Eigenschaften des Lotes leiden. Die dadurch entstehende Vielseitigkeit des Lotes ist bei der Verwendung an Elektronenröhren sehr vorteilhaft.
Während es bislang im allgemeinen üblich war, die zuvor genannten zu verlötenden Metalle bzw. Metallegierungen oberflächlich durch Aufbringen einer Edelmetallschicht zu vergüten, um dadurch eine bessere Haftung der üblichen Lote zu gewährleisten, kann bei Verwendung des beschriebenen Lotes auf eine solche Oberflächenveredelung verzichtet werden. Der eigentliche Lötvorgang selbst kann - wie bislang üblich - in einer Wasserstoff-oder Formiergasatmosphäre oder aber im Vakuum erfolgen.
Ein bevorzugtes Hartlot gemäß der Erfindung besteht beispielsweise aus 88% Kupfer, 2% Silber und 1011/o Germanium. Ein derartiges ternäres Lot zeigt besonders gute Benetzungs- und Fließeigenschaften und einen engen Schmelzbereich zwischen 950 und 1000° C.
Ein anderes erfindungsgemäßes Hartlot hat sich ebenfalls sehr gut bewährt. Es besteht aus 851/o Kupfer, 10"/o Silber und 5% Germanium. Auch hier ist der Schmelzbereich ziemlich eng. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 910° C. Durch Variieren der einzelnen Komponenten kann der Schmelzpunkt in Grenzen beliebig beeinflußt werden.
Das erfindungsgemäße Hartlot zeigt aber nicht nur außerordentlich gute vakuumdichte Löteigenschaften an Metallen. Ein weiterer Vorteil des Lotes besteht darin, daß es auch zur Herstellung vakuumdichter Hartlotverbindungen zwischen Keramikteilen und Metallteilen verwendet werden kann. Während es bislang üblich war, die Keramikteile vor dem eigentlichen Lötvorgang oberflächlich zu metallisieren, kann dies bei der Verwendung des erfindungsgemäßen ternären Lotes gegebenenfalls unterbleiben. Hierin ist ein ganz besonderer Vorteil des Lotes nach der Erfindung zu erblicken. Beispielsweise bei den sogenannten Metallkeramikröhren kommen eine Vielzahl von Metall-Metall- und Metall-Keramik-Lötungen vor. Bislang waren je nach Art der einzelnen Lötstellen auch verschiedene Lote zu verwenden. Nunmehr können solche Röhren gegebenenfalls unter Verwendung des einen erfindungsgemäßen Hartlotes hergestellt werden. Dies bringt beachtliche fertigungstechnische und wirtschaftliche Vorteile.

Claims

Patentansprüche: 1. Ternäres -Hartlot auf Silber-Kupfer-Basis zur Herstellung vakuumdichter Lötverbindungen, insbesondere an in Metall-Keramik-Technik aufgebauten Elektronenröhren, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die dritte Komponente aus 1 bis 1511o Germanium besteht.
2. Hartlot nach Anspruch 1, dadurch Bekennzeichnet, daß es aus 88 % Kupfer, 2'% Silber und 10% Germanium besteht.
3. Hartlot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 8511/o Kupfer, 10% Silber und 5,% Germanium besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 681890; britische Patentschriften Nr. 809 877, 838 516; USA.-Patentschriften Nr. 2 763 822, 2 901347.