DE1627596A1 - Verfahren zum Verzinnen und/oder Verloeten von metallischen Stellen,insbesondere der Leiterbahnen von Schaltungsplatten der Fernmeldetechnik - Google Patents
Verfahren zum Verzinnen und/oder Verloeten von metallischen Stellen,insbesondere der Leiterbahnen von Schaltungsplatten der FernmeldetechnikInfo
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Description
PA 67/2125 P 16 27 596.0
Verfahren zum Verzinnen und/oder Verlöten von metallischen Stellen insbesondere der Leiter«·
bahnen Ton Schaltungeplatten der Fernmeldetechnik,
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verzinnen
von auf einem flächigen Isolierstoffträger angeordneten metallischen Stellen und/oder zum Verlöten dieser Stellen
mit weiteren metallischen Elementen, insbesondere sum Verzinnen der geätzten Leiterbahnen von Schaltungsplatten der
Fernmeldetechnik.
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Es sind Verfahren zum Verzinnen oder Verlöten von metallischen
Leiterbahnen gedruckter Schaltungsplatten "bekannt, "bei denen die, die Leiterbahnen enthaltende Fläche der
aus Isolierstoff bestehenden Schaltungsplatte über einen Schwall aus flüssigem lötzinn geführt wird, derart, dass
die Kuppe des Schwalles mit der Plattenoberfläche in Berührung kommt. Diese Verfahren sind unter dem Begriff
"Schwall-lötung" der Fachwelt geläufig. Von Machteil ist
dabei die Tatsache, dass die Höhe des Schv/alles infolge Turbulenz des flüssigen Lotes schwankt, sodass durch das
während einem Lötvorgang unterschiedliche Berührungs-Verhältnis ein gleichmässiger Lotüberzug auf den Leiterbahnen
nicht gewährleistet ist. Ein A/eiterer Nachtdil besteht
darin, dass sich zwischen sehr eng benachbarten Leiterbahnen Lotbrücken bilden, und dass Öffnungen in den Leiterbahnen,
die dem späteren Anschluss von Bauelementen dienen sollen, in den allermeisten Fällen durch das in Richtung
der Schaltungsplatte geschleuderte Lot verstopft bzw„ zugelötet
werden, was die anschliessende Bestückung der Schaltungsplatte mit Bauelementen behindert oder gar unmöglich
macht» Weiterhin ändert sich bei allen Verfahren, bei denen das zu lötende oder zu verzinnende Objekt,
also z.Bo die Kupferleiter mit dem Lotbad, z.B„ über den
vorerwähnten lot schv/all in Berührung gebracht wird, die korrekte Zusammensetzung des Lotbades durch Anschwemmung
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fremder Metallteile, sodass derartige lotbäder schon
nach relativ kurzem Gebrauch regeneriert doho gereinigt
werden müsseno
Diese Nachteile v/erden zum Teil bei anderen "bekannten Verfahren
vermieden,so z.B. "bei dem sogenannten "Spritzoder
Sprühverfahren", "bei welchem flüssiges Metall, ZoB0
Zinn, mit Hilfe einer Spritzpistole auf die gesamte Oberfläche einer Platte, in die Kanäle und Vertiefungen eingearbeitet
sind, gesprüht wird«," Nach dem Erkalten muss das
überschüssige Metall durch Überschleifen der Platte wieder
entfernt werden, sodass nur das leitungsmuster in den
Kanälen bzw. Vertiefungen bestehen bleibt= Der grösste
Aufwand an Zeit und Arbeitskraft muss bei diesem Verfahren für das Entfernen des überschüssigen Metalles verwendet
werden= Zur Verzinnung oder zum»Verlöten bereits bestehender Metall stellen, ζ „Β. von le it erbahnen, ist dieses Verfahren
ausserdem wenig geeignet, da durch den grossen Luftweg, den das flüssige lot von dem Lötbad bis zu dem
Lötobjekt zurücklegen muss, eine einwandfreie Legierungsbildung nicht gewährleistet ist.
Der Erfindung ist nun die Aufgabe gestellt, ein wirtschaftliches und automatisierbares Verfahren zu schaffen, das die
vorgenannten Nachteile vermeidet.
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Gemäss" der Erfindung besteht dieses Verfahren darin, dass
auf die, die verzinn- und/oder verlötbaren Stollen enthaltende Fläche eine ,.gloichmässige Schicht aus Lötzinn
mit unterhalb einer, eine Legierungsbildung mit den metallischen Stellen ermöglichenden Erwärmung liegender
Temperatur haftend aufgebracht wird, und dass die Lötzinn-Schicht anschliessend auf ihre Löttemperatur erwärmt v/ird,
sodass sich das Lötzinn auf die verzinn- und/oder verlötbaren Stellen zusammenzieht und mit diesen unter Zuhilfenahme
eines Flussmittels in Legierungsbildung tritt» Dieses "Zusammenziehen" des Lötzinnes ausschliesslich auf
die verzinn- bzw. verlötbaren Stellen bei entsprechender Wärmeeinwirkung ist zu erklären durch die Oberflächenspannung
des Lotes, die mit steigender Temperatur zunimmt, und die einen Pluss des Lotes in Richtung der metallischen
Lötobjekte und einen Pluss auf diesen Lötobjekten bewirkte Versuche haben orgeben, dass das als gleichmässigc Schicht
auf dem Isolierstoffträger aufgetragene, unterhalb der
Legierungsteraperatur erkaltete und daher poröse Lötzinn auch über grosso Strecken z.B. zwischen benachbarten
Leiterbahnen zu v/andern vermag, da das Lötzinn beim Auftragen auf die Pläche des Isolierstoffträgers lediglich
haften bleibt, keinesfalls aber eine Benetzung im löttochnischon
Sinn mit dem Isolierstoff oder mit den metallischen Stellen stattfindet» Das erfindungsgemässo Verfahren
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v/eist gegenüber den "bekannten Verfahren den Vorteil auf,
dass einerseits "beim Aufbringen des Lötzinnes z.B. durch,
einfaches Sprühen, Streichen oder Streuen auf etwaige nicht .zu verzinnende Stellen keine Rücksicht genommen zu
werden "braucht, und dass andererseits für den eigentlichen lot- bzw. Verzinnungsvorgang jede Art von Wärraespender,
sei es Flamme, Heissluft oder Strahlungsheizung "benutzt v/erden kann, wobei mit Sicherheit nur die gewünschten
metallischen Stellen auf der Fläche sauber und klar voneinander getrennt verzinnt "bzw. verlötet werden,
Brückenbildungen oder Yerpatzungen von öffnungen sind ausgeschlossen,,
Ein weiterer Vorteil "besteht darin, dass nach Aufbringen der Lötzinn-Schicht zur restlosen Beseitigung
von auf den metallischen Stollen evtl. noch vorhandenen Oxyden mit einfachsten Hittein Flussmittel Z0B0 in flüssiger
Form durch Sprühen aufgetragen v/erden kann, das dann, durch die porös erstarrte Lötzinn-Schicht hindurchsickert
oder während des Lötzinn-Flusses bei der Erwärmung mit den metallischen Stellen in Berührung kommt. Das Verfahren beschränkt
sich nicht auf die Verzinnung bzw. Verlötung ebener metallischer Stellen. Mit dem selben Erfolg kann es
bei zueinander winkeligen Flächen, wie z.B„ bei den Wandflächen
von metallisierten Öffnungen in Isolierstoffplatten oder bei aus der Ebene des Isolierstoffträgers herausragenden
Bauelemente-Anschlüssen angewendet werden- In
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jedem Pall können Platten, die durch, das erfindungsgemässe
Verfahren behandelt v/urden, ohne Bedenken auch längere Zeit gelagert v/erden, da die, die metallischen
Stellen "bedeckende Zinnschicht, im Gegensatz zu bekannten Verfahren, z.B. zu dem Ätzverfahren, fast beliebig
dick aufgebracht v/erden kann, sodass ohne Nacharbeit eine spätere Bestückung der Platte mit Bauelementen erfolgen
kann.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden, durch eine Zeichnung verdeutlichte Beschreibung
des erfindungsgemässon Verfahrens.
In der Zeichnung ist ein Isolierstoffträger 1 dargestellt,
auf dessen Oberfläche metallische Stellen 2 angeordnet sind, die als leiterbahnen für eine elektrische Schaltung
ausgebildet und in bekanntem Ätzverfahren auf Isolierstoffträger 1 aufgebracht sind. Diese metallischen Stellen 2
sollen nun mit einer Zinnschicht überzogen v/erden. Gleichzeitig sollen die .Anschlüsse eines Bauelementes 3 sov/ie
die abgebogenen Enden einer Drahtbrücke 4 mit den Leiterbahnen an deren Erv/eiterungen 2' verlötet v/erden,, Diese
Erweiterungen 2' v/eiseh Öffnungen für die Halterung dieser
anzulötenden Elemente auf, die den Isolierstoffträger 1
durchdringen. Zv/eckmlissigerv/eise v/ird vor Durchführung
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des erfindungsgemässen Verfahrens die gesamte Oberfläche
der Isolierstoffplatte mitsamt den metallischen Stellen 2 und 21 zur Beseitigung von Schmutz- oder Oxydteilen in
bekannter Weise gereinigte In Durchführung dieses Verfahrens
v/ird nun auf die gesamte Oberfläche des Isolierstoffträgers
1 eine gleichmässige Schicht aus Lötzinn auf gebracht ο Dies kann beispielsv/eise mittels einer
Spritzpistole geschehen« Die Temperatur des auf den Isolierst off träger 1 sowie auf die metallischen Stellen 2
und 2f auf treffenden Lötzinnes muss so gewählt werden9
dass "beim Auftragen keine Legierungsbildung mit den metallischen Stellen 2 und 2' stattfindet. Es entsteht
also eine schon vor der Legierungstemperatur erkaltete, poröse Lötzinn-Schicht, die in der Figur in dem mit 4
"bezeichneten Bereich durch Punktierung angedeutet isto
Zweckmässigerweise wird nun auf diese Schicht zum Beispiel mittels einer Sprühvorrichtung flüssiges Flussmittel aufgetragen
ο Das Flussmittel sickert durch die poröse Schicht bis zu den metallischen Stellen 2 und 2! durcho In Fortsetzung
den Verfahrens v/ird nun die gesamte Lötzinn-Schicht ZoBo durch eine Flamme auf eine Temperatur erwärmt,
die für eine LegierungsMldung des betreffenden Lötzinnes mit dem Grundwerkstoff der metallischen Stellen
2 uiid 21 notwendig ist=. Diese Legierungstemperatur schwankt
je nach Zusammensetzung des Lötzinnes« In der Figur ist
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der mit 5 bezeichnete Bereich des Isolierstoffträgers 1
bereits einer solchen Wärmebehandlung unterzogen worden» Das über die gesamte Oberfläche des Isolierstoffträgers
verteilte Lötzinn zieht sich nun infolge seiner Oberflächenspannung,
in scharfer Abgrenzung ausschliesslich auf die metallischen Stellen 2 und 2' zusammen, v/o es in
einwandfreie Legierungsbildung mit dem Grundwerkstoff dieser Stellen 2 und 2' tritt ο Gleichzeitig v/erden die
Anschlüsse des Bauelementes 3 und der Drahtbrücke 4 in' den Öffnungen mit den Erweiterungen 2' der Leiterbahnen
fest und einwandfrei verlötet» Es ist vorteilhaft, für die Erwärmung der Lötzinn-Schicht ein reduzierendes, doh,
desoxydierend λ/irkendes, brennbares Gas zu verwenden, wodurch
die Wirkung des Plussmittels noch unterstützt wird«
Durch das beschriebene, erfindungsgemässe Verfahren ist es
ZoB0 möglich, eine mit geätzten Leiterbahnen versehene
Schaltungsplatte nach ihrer Behandlung entsprechend dem beschriebenen Verfahren auch auf der, die Leitungsbahnen
enthaltenden Seite durch einfache Wärmebehandlung mit elektrischen Bauelementen zu bestücken.
Weiterhin ist es unter Umständen zweckmässig, etwaige nicht
zu verzinnende metallische Stellen eines Isolierstoffträgers vor dem Aufbringen der Lötzinn-Schicht durch Abdeck-
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maskenoder Schablonen abzudecken. Da auf diesen Stellen
anschlicssend kein Lötzinn anhaftet, kann auch keine. ¥anderung-der Lötzinn-Schicht in Richtung dieser Stellen
und auf diesen Stellen stattfinden.
4- Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
- 10 -
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Claims (1)
- ΡΛ 9/420/4200 - 10 -Patentansprücheο Verfahren zum Verzinnen von auf einem flächigen Isolierstoffträger angeordneten metallischen Stellen und/oder zum Verlöten dieser Stollen mit weiteren metallischen Elementen, insbesondere zum Vorzinnen der geätzten Leiterbahnen von Schaltungsplatten der Fernmeldetechnik, dadurch gekennzeichnet, dass auf die, die verzinn- und/oder verlöfbaren Stellen (2 ΐιζλ/ο 21) enthaltende Fläche eine gleichmässige Schicht aus Lötzinn mit unterhalb einer, eine Legierungsbildung mit den Stollen (2.und 2f) ermöglichenden Erwärmung liegender Temperatur haftend aufgebracht v/ird, und dass die Lötzinn-Schicht anschliessend auf ihre Löttemperatur erv/ärmt v/ird, sodass sich das Lötzinn auf die verzinn- und/oder verlötbaren Stollen i2 und 2') zusammenzieht und mit diesen unter Zuhilfenahme eines Flussmittels in Legierimgsbildung tritt»2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötzinn-Schicht durch Aufsprühen des flüssigen Lötzinnes auf den Isolierstoffträger (1) erfolgt»3ο Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch- 11 - . 109829/0255PA 9/420/4200 - 11. -gekennzeichnet, dass das Flussmittel auf die Lötzinn-Schicht aufgetragen v/ird.4ο Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet j dass die Erwärmung der Lötzinn-Schicht durch ein reduzierendes, "brennbares Gas geschieht.109829/02 55Lee rs ei te
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