DE1266603B

DE1266603B - Vorrichtung und Verfahren zum einseitigen schmelzfluessigen Metallisieren von Koerpern, insbesondere von Kupferbloecken

Info

Publication number: DE1266603B
Application number: DEP30512A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Zimmermann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1962-11-06
Filing date: 1962-11-06
Publication date: 1968-04-18
Also published as: GB1003440A; US3318726A

Description

Vorrichtung und Verfahren zum einseitigen schmelzflüssigen Metallisieren von Körpern, insbesondere von Kupferblöcken Beim Eintauchen von einzelnen Metallteilen in ein flüssiges Metallbad ergibt sich stets die Schwierigkeit, daß das flüssige Metall nicht nur die mit der Oberfläche des Metallbades in Berührung gebrachte Oberfläche des Metallteiles benetzt, sondern daß das flüssige Metall infolge seiner hohen Oberflächenspannung sich auch teilweise über die Berührungsfläche zwischen dem Metallteil und der Badoberfläche an höher gelegenen anschließenden Flächenteilen des Werkstückes hochzieht, deren Metallisierung nicht erwünscht ist. Da sich dieses Benetzen höher gelegener Teile bisher nicht verhüten ließ, war es erforderlich, die Stellen,. an denen die Benetzung unerwünscht war, durch aufwendiges Nacharbeiten wieder zu säubern. Eine andere Möglichkeit, die Benetzung an unerwünschten Stellen zu vermeiden, besteht im Abdecken dieser Stellen. Auch die Bedekkung muß nachträglich aber wieder entfernt werden.
Die Dicke der aufzubringenden Schicht läßt sich üblicherweise variieren, indem die Zähigkeit der Schmelze, beispielsweise durch den Zusatz von Fremdstoffen, verändert wird. Es läßt sich jedoch mit dem bisherigen Tauchverfahren nicht vermeiden, daß die Schichtdicke ungleichmäßig wird und die Schicht sogar Tropfenbildung aufweist.
Beim Metallisieren von bandförmigem Material ist es bekannt, das Lot mittels Walzen auf eine oder beide Bandoberflächen aufzutragen. Das zum Auftragen dienende Zinn befindet sich dabei in einer Wanne, in die ein Teil der umlaufenden Walzen eintaucht. Zum Metallisieren einzelner Körperoberflächen sind die bekannten Verfahren ungeeignet, da die Körper vor allem dann, wenn sie kurz und gedrungen sind, die Walzen nicht reibungslos passieren. Auch besteht bei intermittierendem Auftragen die Gefahr, daß Schlacken, die sich wegen.der großen Walzenoberflächen leicht bilden werden, mit auf die zu bedeckenden Oberflächen aufgewalzt werden, was später zu Kontaktstörungen führen kann.
Es ist auch bekannt, ein zu metallisierendes Band über einen geschlitzten mit flüssigem Lot angefüllten Dom hinwegzuführen. In dem Schlitz des Dornes steigt das Lotmetall durch Kapillarwirkung bis zur Benetzungsebene an, von der das Band das Lotmetall dann zum überziehen seiner Oberfläche entnimmt. Bei einem anderen bekannten Verfahren entnimmt ein vertikal geführtes Band das Lot einem Schlitz am Rand eines Metallisierungsbades.
Auch bei diesen Verfahren gilt, daß zum sauberen, schlackenfreien und gleichmäßigen Arbeiten das zu metallisierende Band ständig über den Dorn hinweg-oder an dem Badschlitz vorbeigezogen werden muß. Sobald ein intermittierender Betrieb, wie er beim Metallisieren von einzelnen Körpern notwendig ist, eingeführt wird, ist eine gleichmäßig starke und schlackenfreie Metallisierung infolge der glatten, durchgehenden Schlitze nicht mehr gewährleistet.
Mit herkömmlichen Mitteln war es bisher nicht zu erreichen, die auf der Metallschmelze schwimmenden Oxyde von den einzeln nacheinander zu metallisierenden Metallflächen fernzuhalten. Diese an der MetaUfläche haftenden Unreinheiten können beim späteren Bearbeitungsprozeß, insbesondere wenn es sich um die Metallisierung von Halbleiterbauteilen handelt, zu Funktionsstörungen führen.
Die Nachteile der bekannten Bedeckungsverfahren werden auf einfache Weise mittels einer Vorrichtung zum einseitigen schmelzflüssigen Metallisieren von Körpern, insbesondere zum Metallisieren einzelner Oberflächen von Kupferblöcken, bei der das aufzubringende Metall aus einem Metallschmelzbad durch Kapillarwirkung in einer Auftrageebene bereitgehalten ist, vermieden, die gekennzeichnet ist durch ein netz- bzw. mattenartiges Gebilde mit einer Vielzahl einzelner Bereitstellungsporen, über das bzw. unter dem die zu metallisierenden Einzeloberflächen schleifend hinwegbewegbar sind. Als mattenartiges Gebilde kommt beispielsweise ein Drahtgewebe oder ein gelochtes Blech in Betracht. Dieses mattenartige Gebilde kann zur Aufnahme des flüssigen Metalls entweder die Oberfläche des Metallbades bedecken oder aber durch ein Metallbad hindurchgezogen werden. Ist das mattenartige Gebilde auf der Oberfläche des flüssigen Metallbades angeordnet, dann lassen die Oberflächenkräfte innerhalb des Gebildes das flüssige Metall in den Poren ansteigen.
Die zwischen den einzelnen Metallisierungsgängen der Oxydation zugänglichen Oberflächen sind durch die Aufteilung in Poren verhältnismäßig klein. Außerdem bedingt die Rauhigkeit des netz- bzw. mattenartigen Gebildes, daß Schlacken immer aus dem Metallisierungsbereich hinweggerissen werden. Es kommt damit zu einer gleichmäßigen glatten schlakkenfreien Metallisierung, die praktisch nur auf den mit den netz- bzw. mattenartigen Gebilde in Berührung gebrachten Oberflächen vorhanden ist.
Die Benetzung der an sich nicht zu metallisierenden Randflächen ist dabei so unbedeutend, daß dieser unerwünschten Metallisierung keine Beachtung mehr geschenkt zu werden braucht.
Wird das mattenartige Gebilde durch das Metallbad hindurchgezogen, dann bleiben die Poren in ihm ebenfalls mit flüssigem Metall gefüllt. Das mattenartige Gebilde kann dann schleifend über ein zu metallisierendes Teil hinweggezogen werden, wobei das in den Poren enthaltene flüssige Metall die zu metallisierende Fläche bedeckt. In beiden Fällen dient das mattenartige Gebilde dabei als eine Art Benetzungsschwamm.
Durch eine geeignete Wahl der Maschenweite und der Anzahl der Maschen läßt sich eine gleichmäßige und definierte Schichtdicke einstellen. Abgesehen davon, daß die freie Oberfläche des flüssigen Metalls beim Bedecken mit einem mattenartigen Gebilde nach der Erfindung wesentlich verringert und damit die Oxydbildung herabgesetzt wird, hat es sich gezeigt, daß praktisch keine Oxydreste an den zu metallisierendenFlächen haftenbleiben, da sie ständig von der zu inetallisierenden Fläche weggerissen werden.
Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
F i g, 1 zeigt die, Benetzungsverhältnisse bei einem bisher üblichen Verfahren zum Metallisieren von Metallteilen; F i g. 2 zeigt das Metallisieren mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung; F i g. 3 und 4 zeigen eine Abwandlung einer Vorrichtung nach der Erfindung.
la einem Behälter 1 befindet sich flüssiges Metall 3, beispielsweise Zinn. Wird mit der Oberfläche dieses Zinnbades eine zu metallisierende Fläche 5 eines Werkstückes 7 in Berührung gebracht, dann benetzt dieses Bad infolge seiner hohen Oberflächenspannung nicht nur die Fläche 5, sondern auch große Teile der Werkstückfläche 9, deren Benetzung an sich unerwünscht ist.
In F i g. 2 ist die Badoberfläche 11 mittels eines Drahtgewebes 13 abgedeckt. Die Poren 15 des Drahtgewebes 13 sind mit flüssigem Metall ausgefüllt, das infolge seiner Oberflächenkräfte in den Poren 15 ansteigt. Wird das zu metallisierende Werkstück 7 auf das Drahtnetz 13 aufgesetzt, dann steigt das flüssige Zinn an den nicht zu metallisierenden Werkstückseiten 9 nur sehr geringfügig an, da die Oberfläche des Zinnbades 3 in diesem Fall nicht mehr frei beweglich ist. Um zu einer ausreichenden Metallisierung zu kommen, wird das Werkstück 7 nach dem Aufsetzen über das Drahtnetz 13 schleifend hinweggezogen. Die Dicke der Metallisierung hängt dabei von der Maschenweite bzw. der Porengröße des Drahtnetzes 13 ab. Gegenüber dem in F i g. 1 dargestellten bisher üblichen Metallisierungsverfahren entsteht bei der Metallisierung mit Hilfe des Drahtnetzes 13 nach der Erfindung an der Bedeckungsschicht keine Tropfenbildung und gelangen an der Oberfläche des Bades 3 schwimmende Schlackenteile kaum in die Bedeckungsschicht. Beim Hinwegziehen über das Drahtnetz 13 werden diese von der zu metallisierenden Oberfläche 5 des Werkstückes weggerissen.
Es ist nicht notwendig, daß das Drahtnetz 13 unmittelbar über die Oberfläche des Metallbades 3 gespannt ist. Das Drahtnetz kann ebenso auch durch das Metallbad 3 hindurchgezogen werden. Nach'98in Hindurchziehen sind die Poren 15 des Drahtnetzes 13 mit flüssigem Metall gefüllt. Die Oberflächenspannung hindert das Metall am Ausfließen aus den Poren. Das Drahtnetz 13 wird anschließend'über die zu metallisierende Oberfläche 5 des Werkstückes 7 schleifend hinweggezogen. Dabei bleibt ein Teil des in den Poren 15 enthaltenden flüssigen Metalls auf der zu metallisierenden Oberfläche 5 zurück. Das Drahtnetz 13 kann beispielsweise als endloses Band 17 ausgebildet sein und über die auf einem Förderband 19 entlanggeführten Werkstücke 7 schleifend hinweggezogen werden. Auf diese Weise läßt sich die Metallisierung von Werkstückflächen voll mechanisieren.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum einseitigen schmelzflüssigen Metallisieren von Körpern, insbesondere zum Metallisieren einzelner Oberflächen von Kgferblöcken, bei der das aufzubringende Metall aus einem Metallschmelzbad durch Kapillarwirkung in einer Auftrageebene bereitgehalten ist, g e - kennzeichnet durch ein netz- bzw. mattenartiges Gebilde (13) mit einer Vielzahl einzelner Bereitstellungsporen (15), über das bzw. unter dem die zu metallisierenden Einzeloberflächen (5) schleifend hinwegbewegbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das netz- bzw. mattenartige Gebilde (13) ein Drahtgewebe ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das netz- bzw. mattenartige Gebilde (13) ein gelochtes Blech ist. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde (13) als endloses umlaufendes Metaffisierungsband ausgebildet ist (F i g. 3, 4). 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das netzartige Gebilde (13) auf der Oberfläche des Metallschmelzbades (3) angeordnet ist (F i g. 2). 6. Verfahren zum schmelzflüssigen Metallisieren von Körpern unter Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das netz- bzw. mattenartige Gebilde (13) durch flüssiges Metall hindurchgezogen und anschließend schleifend über eine zu nietallisierende Oberfläche (5), die quer zum Metallisierungsband fortbewegt wird, hinweggezogen wird (F i g. 3, 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 325 672; deutsche Auslegeschriften Nr. 1053 895, 1080 373; österreichische Patentschrift Nr. 57 420; französische Patentschrift Nr. 1153 715; USA,-Patentschrift Nr. 1289 260.