DE1627500A1

DE1627500A1 - Verfahren zum kontinuierlichen haftenden Auftragen eines schmalen Lotstreifens auf Streifenblechmaterial

Info

Publication number: DE1627500A1
Application number: DE19671627500
Authority: DE
Inventors: Wozniak Theodore A; Spooner Howard E
Original assignee: Engelhard Industries Inc
Current assignee: Engelhard Industries Inc
Priority date: 1966-09-12
Filing date: 1967-09-12
Publication date: 1970-12-10
Also published as: DE1627500B2; US3451836A; GB1162887A

Description

EHaELHARD INDUSTRIES, IMC_n 113 A»tor Street, Newark, New Jereey 07114« V.St.A,

Verfahren zum kontinuierlichen haftenden Auftragen eines schmalen Lot streifens auf Streifenblechmaterial.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum haftenden Aufträgen eines schmalen Lotstieifens auf Streifenbischmaterial und insbesondere ein Verfahren zum fcontinuierliehen haftenden Verbinden eines dünnen und schmalen Lotstreifens mit einem breiteren Streifenblechmaterial in dessen Längsrichtung„

Beim kontinuierlichen haftenden Auftragen eines Lotstreifens auf ein Streifenblechmaterial besteht„wenn die Genauigkeit der Lage, der Dicke imd der Brette des Lotstreifens; von kritischer Bedeutung ist, beispielsweise wenn der zusammengesetzte Streifen als Lager·* bzw. Vorratsmaterial zur Her-

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Stellung elektrischer Baudemente wie elektrischer Kontaktarne, Zungenschalter usw, von gleichmässiger Leistung verwendet werden soll, die Schwierigkeit einer genauen Regelung der Lage, Dicke und Breite des Lotstreifenso Zum Beispiel erfordert das kontinuierliche haftende Auftragen des Lotes auf den Streifen daß das Lot in irgendeiner Stufe in einem geschmolzenen Zustand ist, um die haftende Verbindung herbeiführen zu können. Bei. den bekannten. Regel" verfahren ist eine gewisse Veränderung in der Breite und Dicke des Lotes wegen des seitlichen Fliessens des Lotes unvermeidliche Diese Bedingung wird noch erschwert, wenn das Lot kontinuierlich auftragen werden soll, während der Blechstreifen mit lohen Geschwindigkeiten bewegt wirdο

Die Erfindung ist cuf ein Verfahren zum kontinuierlichen haftenden Auftrager eines schmalen LotStreifens auf ein Streifenblechmaterial gerichtet, bei welchem ein vorgeformter Lotstreifei in Form eines dünnen Bandes bzw« einer dünnen Folie verwendet wird, das Aufbringen eines Flußmittels ent wed ei auf den Lot streifen oder auf den" Blechstreifen oder auf beiden geregelt wird, wobei ein besonderes Verhälti is zwischen dem Lotstreifen und dem Flußmittel, vorgesel en wird,, und die haftende Verbindung des Lotstreifens m:t dem Streifenblechmaterial kritisch

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geregelt wird»

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum haftenden Auftrisgen eines Lot Streifens auf Streifen·= blechniaterialj, bei welchem die anfängliche Lage und Breite des Lotstreifens auf dem Streifenblech während des Binde« Vorgangs und während-der nachfolgenden Bearbeitungsvorgänge genau aufrechterhalten Wird«

Ein weiteres Ziel dsr Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Aufr<5chfcexhaltung."des' Genauigkeit der Lage und Breite des Lot Streifens beim-kontinuierliches haffenden Auftragen mit hoher GeschwindigJkeit,

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgendsn Beschreibung in Verbindung mit 4er beiliegenden Zeichnung.-und swar zeigein

Figo I eine Seitenansicht teilweise in schema ti-scher" Darstellung und teilwei se im Schnitt, e iner AnIage -Äur -Durchführung des erfindungsgeinässen Verfahrens

Figo 2 eine Draufsicht nach der Linie 2-2 in Figo.1"«,

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Wie Fig. 1 und 2 zeilen, wird ein Blechstreifen Io aus einer Berylliiim-Kupfor-Legierung, Messing» Stahl oder anderen Metallen und Legierungen von einer Haspel oder Vorratsrolle 12 über eine Basis« bzw₀ unterlage 13 gefördert« Auf der Basis 13 ist eine Flußmittel»Auftragvorrichtung 14 angeordnet, die einen nachgiebigen porösen Körper IS, . ZoB₀ ein Filzkissen, enthält, das mit einem flüssigen ©der halbflüssigen,Flußmittel vorzugsweise mittels eines Zumeßrdires16 beladen oder getränkt wird« welches Flußmittel dem porösen Körper in einer geregeilten Menge zumißt ₉ damit der poröse Körper nicht mit dem Flußmittel übersättigt wird-. Eine Fläche dieses mit dem Flußmittel getränkten porösen Körpers ist in Kontakt' mit der Oberseite des Streifens Io ₈ der zwischen der Auftragvorrichtung 14 und der Basis 13 hindurchgefördert wird, belastet. Bei der Bewegung über die Basis 13 erfährt die Oberseite des Streifens Io'eine »'Wisch·= benetzung" durch den mit dem Flußmittel, getränkten porösen Körper, wodurch die Ütreifenoberfläehe mit einer optimalen Menge des flüssigen, Flußmittels angefeuchtet bzw„ benetzt wird ο Die Wischflächi; des porösen Körpers ist so bemessen, daß das Flußmittel Über einen sich in der Längsrichtung er-.streckenden Bereich aufgetragen wird,, der im wesentlichen der Breite der Lotfolie bzw. des Lotbandes entspricht, die bzw. das nachfolgend auftragen, wird. Die Bezeichnung "Wisch-

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benetzung*' ist so Su verstehen «daß das Flußmittel als dünner Film mit einer Menge aufgetragen wird, die gerade ausreicht, die Blech Streifenoberfläche ohne Überschuß zu'.-benetzen und dadurch ein wesentliches seitliches Fliessen des Flußmittels unter Druck zu verhindern* Ein vorgeformter Lotstreifen 17 beispielsweise zusammengesetzt aus einer bekannten Zinn-Blei-Legierung, Zi.nn-S-ilber-Lisgierung,-. Blei-Antimon-Legierung, Zinn-Indium-Legierung oder aus einer Kombination von Blei"Antimon- und Zinn~tndium>Legierungen, jedoch auch jedes Lot_p dessen Verfliiss igungs temperatur unterhalb derjenigen des^^ Unterlage streif ens liegt, Z₀B₉ ein Lotg das unter 7jo°G (13oo°F) schmilzt _s in Form eines, Bandes oder einer Folie wird von einer Haspel 18 zugeführt, und geführt auf die sich in der Längsrichtung erstreckenden wischbenetzten FlußsiLttelbereiche in Ausfluchtung mit diesen aufgelagert und sowo.il der Lot st reif en 17 als auch der Blechstreifen Io werden gleichzeitig zwischen der Basis ISj und . einer Druckrolle 2o, -die.-sich vor der Basis-13 befinden„ unter Druck hindurchjeführt, wobei jedoch der Druck so bemessen wird-j, daß er nicit ausreicht, den Lotstreifen in seinen Maßen zu verformen,, )er zusammengesetzte Streifen wird durch die Druckstufe und weitere Stufen dadurch hindurchgeleitets-daß er durch diese Stufen gezogen wirdo Das Ziehen des zusammengesetzte:! Streifens durch die Druckstufe- ist

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wesentlich, da es <«rmöglicht,. daß der Streifen Io den dünnen Lötstreifen 17 ohne Bruch oder anderweitige Verformung, beispielsweise durch Riffelung,, trägt, wenn die Antriebskraft durch die Druckrolle 2o ausgeübt werden würde, Der Lotstreifen 17 ist im wesentlichen ein biegsames dünnes Band bzw. eine Folie und wird _s da er gegen den Streifen Io durch lie Rolle 2o gedrückt'wird_e Luft oder Gas zwischen den bilden Streifen herausgedrückt, so daß der Streifen .17 auf'dem wischbenetzten Bereich des Streifens Io infolge des llsnstandes haftet, daß· er durch das Flußmittel unter Bffuejk■ TbeaetJEjar ist, wobei ferner sich seine Oberfläche leicht der «dschbenetzteii Oberfläche des Streifens Io infolge seise; Biegsamkeit und sehr geringen Dicke von etwa o,o38 mm (o,ool5 ") anpassen kann» Der Lötstreifen 17 würde durch das Flußmittel ohne Druck benetzbar sein, wenn- grosser« Mengsn Flußmittel .verwen&t werden, jedoch

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würde' dann feel der örMckawsülraiig zur haftenden Verbindung ein unerwüiisclifes unkontrollierbares seitliches Pliessen. des Flußmittels "stattfinden. Ferner würde sich, wenn die Dide des Lotstreifens laehr als etwa 1„27 mm (etwa o_to5 ") betragen würde_s dieser sich nicht leicht in seiner Oberfläche der wischbenetzten Oberfläche unter einem Druck anpassen, der "nicKt ausreicht» den Lötstreifen in seinen Maßen, zu Wrformer.

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Da jedoch ein besonieres Verhältnis zwischen dem Lotstreifen und den Flußmittel besteht, wie vorstehend angegeben, wird durch das Haften, des Lotstreifens 17 am Streifen Io jede Notwendigkeit sines weiteren nachfolgenden Anärückens des Lotstreifens an den "Blechstreifen ausgeschaltet, das für die Formbeständigkeit des-'zusammengesetzten Streifens

*■ - ■■----■■"■- - besonders während des Bindevorgangs nach-teilig sein würde.

Nachdem der Lotstreifen 17 und der Blechstreifen Io durch die Rolle Zo /haften2 miteinander vszbundsii worden "SiXViI₅-wird der zusammengesetzte Streifen durch slhxe Behei2"iings« " zone 22 hindurchgelsitet= Die BeheizungsScme" 22 umfaßt eine Heizeinrichturg 2*_p die so gerichtet ist„ daß der zusammengesetzte Streifen beheizt wird, der fortschreitend während seines Durchgangs durch die Beheizungszone erhitzt* wird, wobei der Blechstreifen Io mit Hilfe voa Ftihrungs- - stift en- 26 geführt wird„ Beim Durchtritt "durch die .'Beheizungs» zone 22 wird der zusammengesetzte Streifen d«reife, die 1®gelang ■ seiner .Fördergeschvindigkeit fortschreitend s®..".erhitzt _a daß der LptstreifeK 17 erst schmilzt, wenn er Schmelz- bzw» Verflüssigungszone 28 ηπ Ende der zone .22 erreicht* Jn der "Schmelz« bzwc VerflüssigüBgszoB© wir4 das Lot nur während eines sehr kurzen Zeitraums vom etwa o₉ol Sekunden bis etwa 2^o Sekunden oder während einer

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Periode im schmelzflussigen Zustand gehalten, während welcher es noch durch seine Oberflächenspannung gehalten wird, worauf es sofort durch das¹ Einleiten in eine Abschrecktone So abgeschreckt wird. Die Obergangsperiode vom flüssigen Zustand zum- ersterrten Zustand ist sehr kurz, wie voranstellend angegeben, so daß jede Möglichkeit eines seitlichen Kriechens des Lotes ausgeschaltet ist« Um den sofortigen Übergang vom flüssigen zum erstarrten Zustand zu begünstigen, sird die Beheizungszone und die Abschreck» zone voneinander dtrch ein schmales !solierox^aIt₁. beispielsweise durch eine isolierend« Dichtung 52 voweinand31 isoliert < > Die AbgchTeckzoFSi© So wird durch eisier* Abschreck«= block 34 _e der durch ein flüssiges Kühlmittel gekühlt wird, welches tu Kühltaschen 36 im Block 34 Zutritt erhält» oder durch einen geeigneten Wärmeaustauscher gebildete

Kachfolgend der Abschreckzone wird der zusammengesetzte . abgeschreckte Streifen ferner fortschreitend dadurch gekühlt „ daß ei durci eine progressive Kühlstufe geleitet wird«, Dies geschielt dadurch» daß der Streifen Io über und in Kontakt mit einer Platte 38 gefördert wird, die zweckmässig aus einem-leitenden Metall, ZoB. Aluminium* besteht_P und-sich mit einem Kühlmedium, ζ.Bo Wasser, in Kontakt

befindet, das in e; nem Gefäß 4o enthalten ist,, Wenn sich

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der Streifen Io über und in Kontakt mit der Platte 38 bewegt, erfolgt eiie ziemlich rasche Kühlung durch Leitung. Vorzugsweise wird gleichzeitig mit der Kühlung des Streifens Io ein flüssiges Ki hlmittel mittels einer Düse 42 auf den abgeschreckten Lötstreifen 17 aufgespritzt» wodurch eine weitere Kühlung des zusammengesetzten Streifens bewirkt wird, wobei gleichseitig das aufgespritzte Kühlmittel, ZoB. Wasser, die Ol erf lache des zusammengesetzten Streifens abwäscht» bzw. reii SpUIt₉ so daß überschüssiges Flußmittel, welches den Lötstreifen begrenzen kann* entfernt wird« Hierauf wird der gekühlte zusammengesetzte Streifen in ein Bad 44, z.B. ii.einWasserbad„ geleitet. In diesem Wasserbad wird etw; restlich vorhandenes überschüssiges Flußmittel im wesei tlichen'vollständig aufgelöst und abgebürstet und der {ekühlte- ."sowi-e gereinigte zusammengesetzte Streifen wild dann durch eine geeignete Öffnung 46 im Badbehälter 48 fus dem Bad 44 heraus und durch eine Schaleinrichtung Sc-52 geleitet, in welcher der Lotstreifen 17 geschält wird, im eine geregelte Dicke.des Lotstreifens von etwa o,o75 m» (etwa o₉oo3 ")„ wenn dies so gewünscht wird, zu erhalten* Nachdem auf diese Weise ein maßgenauer zusammengesetzter itreifen erhalten worden ist, wird der fertige zusammengesetzte Streifen auf eine Haspel 54 aufgerollt, die mit einem Kraftantrieb vorsehen ist, um den

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Streifen Io von der Haspel 12 und den Lötstreifen 17 von der Haspel 18 sowie den koabinlerten zusammengesetzten Streifen während des ganzen Herstellungsverfahrens kontinuierlich abzuziehen^ '

Durch das erfindungsfenässe Herstellungsverfahren ist es nunaehf abglich, einen vorgeformten Streifen Io «it optimalen elektrischen uiid physikalischen Eigenschaften zu erhalten, die durch dar haftende Auftragen des LotStreifens auf den-Blechst-relfer- Io bei der Hersteilung des zusammengesetzten Streifens rieht verändert werden. Da die optimalen elektrisch©» und physikalischen Betriebseigenschaften nicht verändert werden, hat jede beliebige Zahl von elektrischen Kontakt®leaenten, die nachfolgend aus dem zusänmengesetzten Streifen gebildet werden, ein glelchaassige* Verhalten, Beispielsweise findet, da das Lot als mafigenauer Streifen aufgebracht wird, kein ttberaässiges Fliessen beim Verlöten der Kontaktelemente *it anderen elektrischen Bauteilen zur überbrückung der Stroiftkrelse. zu den jeweiligen Kontajctele-■enten statt, was einυ Stromkreisüberkreuzung verursachen und ferner die erford srliehe gleichmässige Grammbelastung der Kontaktelesente bseintrlchtigen kann, besondere wenn der Streifen Io Hederingseigenschaften haben soll« Ferner wird, da sich der Binlevorgang zur Fabrikation alt hohen

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Geschwindigkeiten eignet, das Lot selbst nicht einer Erhitzung Ober.seine Schmelztemperatur hinaus während eines Zeitraums ausgesetzt:) der eine Veränderung in der Lotzusanaensetzung verursachen kann) die höhere Löttempersturen als die des ursprünglich aufgebrachten Lotstreifens notwenig aachen würde» durch welche andere elektrische Bau-' elemente, mit denen das Kontaktelement verlötet werden soll_s nachteilig beeinflußt werden können.

Obwolil in Vorangehe iden beschrieben wurde,, daß das Flußmittels auf eine waidernde Oberfläche des Streifens Io aufgebracht wird, kann es auch auf den Lötstreifen statt auf den Blechstreifen 1ϊ aufgebracht werden oder es kann das Flußmittel sowohl a if den Streifen Io als aueh auf den Streifen 17 aufgebracht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims

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M-9S1 12. September 19$Ί

P a t e η t a. η s ρ r ü c h e :

Verfahren zum kontinuierlichen haftenden Auftragen eines vorgeformten biegsamen» schmälen und dünnen Lot» Streifens auf ein breiteres Streifenbleehraaterial> in dessen Längsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Streuen kontinuierlich zueinander gezogen werden, zumindest der eine Streifen_f d»h. der Lötstreifen und ein schmaler ausgewählter Längsbereich des Blechstreifens in einer demjenigen des Lotstreifens entsprechenden Breite mit einem flüssigen Flußmittel in einer Menge wischbenetzt werden , die ausreicht, den Lotstreifen zu benetzen,, jedcch nicht ausreicht, ein leicht bemerkbares seitliches FIiessen des Flußmittels über die Breit® des Lotstreifens hinaus beim nachfolgenden Anpressen des Lotstreif ens. auf das Blechstreifenmaterial herbeizuführen *, der Lotstreifen in der Längsrichtung des ausgewählten Llngsbereiches des BlechStreifens aufgelagert wird, der Lotstrelfen gegen den Blechstreifen unter einem Druck angepreßt wird, der nicht ausreicht, den Lotstreifen in

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seinen Maßen zu verformen, jedoch ausreicht, das Haften . des Lotstreifens am Blechstreifen beim Ziehen der kombinierten Streifen miteinander zu bewirken, die kombinierten Streifen dadurch fortschreitend erhitzt werden, daß sie durch eine. Beheizungszone gezogen werden, bis der Lotstreifen am Ende der Beheizung?zone schmilzt, das Lot nur während einer sehr kurzen Dauer in seinem sehaelzflüssigen Zustand gehalten wird, während welcher es noch allein durch seine Oberflächenspannung im geschmolzenen Zustand seitlich begrenzt gehalten werden kann, worauf das Lot sofort auf einen erstarrten Zustand durch Ziehen durch eine Abschreckzone abgeschreckt wird, sodann die miteinander kombinierten Streifen dadurch gespült und gekühlt werden, daß sie durch eine Spül» und KOhIzone gezogen werden« die kombinierten Streifen anschliessend durch ein flüssiges Bad gesogen werden, in welchem etwa auf dem Blechstreifen gebliebenes überschüssiges Flußmittel su£g©löst wird_? welches Z iehen der beiden Streifen kontinuierlichund gleichiaössig während der vorangehend beschriebenen Maßnahmen erfolgtο

2» Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet ₉ daß der

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.Lotstreifen zur Verringerung seiner Dicke geschält

wird. · ' ^: ■■■..'■

3. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Dicke des Lotstreifens zwischen etwa o,o38 mn und etwa 1,2? rom (etwa o_ffool5 und etwa o,oS ") beträgt.

4«, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gskennzeichnet, daß der Lötstreifen in einem schmelzflüssigen Zustand während eines kurzen Zeitraums von etwa o,öl Sekunden bis etwa 2,ö Sekunden gehalten wird <>

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