DE2057719C3 - Vorrichtung zum Überziehen von Metalldraht oder -streifen mit schmelzflüssigem Metall - Google Patents

Description

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zogenen Drahtes angrenzend an die Flüssigkeit fest- eines Zylinders auf und ist an der Außenseite mit stellt und das zur Einregulierung der Temperatur auf einem Flansch 55 veisehen. Das Gehäuse M ist am einen vorherbestimmten Wert mit der Flüssigkeits- unteren Teil mit großen öffnungen 56 versehen, 2ufuhr gekoppelt isL durch die die frisch geschmolzene Zinn-Blei-Legie-

Eine weitere Ausführungsfoim ist dadurch ge- 5 rung des Schmelzbades 4 in dai Gehäuse 54 einkennzeichnet, daß die Regelvorrichtioig eine Ab- strömen kann. , . deckdüse aufweist, die zwischen dim Führungsglied Das Gehäuse 54 ist mit dem Flansch 55 aul einer und der Kühlkammer eingestellt und befestigt ist. Platte 59 bewegbar gelagert, die in der Mitte^ mit Nachstehend werden mehrere Ausführungsformen einer kreisrunden Ausnehmung 60 versehen ^IS*>i*^eren AtT Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen ist io Boden 61 in der Mitte eine große kreisrunde Ottnung de 62 aufweist. Die den Flansch 55 aufnehmende kreis-Fig. 1 -ω senkrechter Schnitt, der eine Kontroll- runde Ausnehmung60 wird von einer Deckplatte *> einrichtung zeigt, die an einem das geschmolzene abgedeckt, die in der Mitte mit einer großen kreis-Metall enthaltenden Behälter in der Einrichtung runden Öffnung 64 versehen ist. Die Deckplatte ft3 ist nach der Erfindung angebracht ist, 15 an der Platte 59 mittels Schrauben 66 befestigt. Zwi-Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der in der sehen der Deckplatte 63 und der Oberseite des t-tan-Fig. 1 dargestellten Kontrolleinrichtung und die sches 55 sind mehrere Lagerkugeln 67 angeordnet, bs Fi g. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung ist ein Lagerring 68 mit Löchern 69 vorgesehen, von zwischen der Dicke des Überzugs und der Entfer- denen jedes Loch eine der Lagerkugeln 67 aufnimmt, nung der Unterseite einer Düse von ö^a,i Oberfläche ao Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, ist zwischen dei ceschmolzenen Metalls. Unterseite des Flansches 55 und dem. Boden 61 eine Zwecks Vereinfachung der Beschreibung wird eine Anzahl von Lagerkugeln 70 angeordnet, die von aen Einrichtung nach, der Erfindung beschrieben, die Löchern 72 eines Lagerringes 71 aufgenommen wereinen Kupferdraht mit einem Überzug aus einer löt- den. Die Lagerplatte59 ist an den KantenstreitenÄ fähigen Zinn-Blei-Legierung versieht, welche Drähte a₅ und 36 mittels Schrauben 73 und 74 befestigt. Mit als Anschlußdrähte elektrischer Bauteile, wie Wider- Hilfe dieser Anordnung kann das Gehäuse 54 m einer stände, Kondensatoren und Transistoren, verwindet waagerechten Ebene frei bewegt werden, wahrend die werden können. Die erfindungsgemäße Einrichtung Achse des Gehäuses 54 senkrecht gehalten wird, kann ohne wesentliche Änderungen des Aufbaus Die beiden Führungsglieder 51 und 52 sind ^?" natürlich auch zum Beschichten von Metallstreifen 30 Innenwand 77 des Gehäuses 54 befestigt. Beide tunmit verschiedenen Metallen und Legierunger ein- rungsglieder 51 und 52 sind in der Mitte mit den gerichtet werden. Führungslöchern 78 bzw. 79 versehen, deren Weite Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 1 so bemessen ist, daß der Draht 1 hmdurcugieiien dargestellt. Nachdem ein Draht 1 einer notwendigen kann. Die beiden Führungslöcher 78 und 13 «na Oberflächenbehandlung unterworfen worden ist, wird 35 aufeinander ausgerichtet und liegen auf einer Linie, er in ein Schmelzbad 4 aus einer Zinn-Blei-Legierung die im wesentlichen parallel zur Mittelachse des ueim Behälter 10 durch einen Kanal 31 eingetaucht. häuses 54 verläuft. Die beiden Führungsloclier10 Eine Öffnung 11 des Kanals ist in der einen Seiten- und 79 führen daher den Draht 1 im wesentlicnen wand des Behälters 10 vorgesehen. Der Draht 1 wird parallel zur Mittelachse des Gehäuses 54. Die beiden an den Unterseiten von Senkrollen entlanggeführt *o Führungsglieder 51 und 52 werden vorzugsweise aus und erstreckt sich nach oben durch eine Regelvor- einem harten Stahl, wie Formstahl, hergestellt, um richtung 15, wo der Draht 1 mit der Zinn-Blei-Legie- eine Abnutzung zu vermeiden.

rung aus dem Schmelzbad 4 in der gewünschten Die beiden Führungsglieder 51 und 3Z Können

Dicke überzogen und nachfolgend gekühlt wird. Zu auch durch ein einzelnes Führungsglied mit einer diesem Zeitpunkt weist der Überzug 13 des gekühlten 45 entsprechend großen Dicke ersetzt werden, so oau Drahtes aus der Zinn-Blei-Legierung eine breiartige der Draht 1 ausreichend gefuhrt werden kann. Konsistenz auf. Der Draht wird mit Hilfe einer Vor- An der Innenwand 77 des Gehäuses154 ist eine

richtung nach oben in Richtung des Pfeiles 75 ge- Abdeckdüse 80 in Form einer Scheibe befestigt, oie zoeen Dadurch kühlt der Draht 12 auf Zimmertem- in der Mitte mit einer Öffnung 81 versehen ist, aeren peratur ab, so daß der Überzug 13 fest wird. 50 Weite so groß bemessen ist daß der Draht 1 unge-

Der Behälter 10 ist auf einem Untersatz 21 aufge- hindert hindurchgeführt werden kann Die Auaecxsiellt Jede Seitenwand 33 und 34 weist an ihrer düse 80 ist im wesentlichen in der Hone des apiegei* oberen Kante einen Kantenstreifen 35 oder 36 auf. der geschmolzenen Legierung 4 im zweiten öenaiter Wellen 41 sind an Trägern 37 und 38 befestigt, die 10 angeordnet. .

wiederum an den Streifen 35, 36 befestigt sind (nicht ₅₅ Die Kühlkammer 53 ist becherförmig; ^au^^tal[^e dargestellt). Elektrische Heizelemente 45 und 46 sind und mit dem Gehäuse 54 durch «ne Schraubverbm an den Seitenwänden 33 und 34 angebracht. An- dung 82 verbunden. Die KuhlkaiM^ 53 ist in «äer Schlußleiter 47 und 49 sind mit einem elektronischen Mitte des Bodens 83 mit einer Bohrung 84 versehen, Temperaturregler (nicht dargestellt) verbunden, so die genau auf die Fuhrungslocher 781 undI 79 auge daß die elektrischen Heizelemente durch den elek- 60 richtet ist. Die Kühlkammer-531 wirf ^WM££ ironischen Temperaturregler geregelt werden können. aus wärmeisolierendem Material, wie Tetrafluor

angeordnet sind. Das Gehäuse 54 weist die Form Kühlkammer 53 wird eine

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85 bis zu eine

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gegebenen Höhe eingelassen, di< den Übei-zug 13 auf Abkühlung des Drahtes 1 und des Überwachungs-

dem Draht 1 abkühlt, so daß dieser in einen breiarti- gliedes 87 vermindert, so daß die Temperatur am

gen Zustand versetzt wird. Punkt 97 ansteigt. Durch Regulieren der Höhe des

Es wurde festgestellt, daß ein Heraussickern der Spiegels der Flüssigkeit 85 kann in Höhe des Punktes Flüssigkeit 85 durch Regulieren des Flüssigkeits- 5 97 der Überzug 13 auf einer vorherbestimmten Tempegels und des Spielraumes zwischen der Innenwand peratur gehalten werden. Ein elektronischer Tempeder Bohrung 84 und dem Draht 1 mit dem Überzug raturregler mit selbsttätiger Rückleitung ist beschrie-13 verhindert werden kann. ben z. B. in dem Aufsatz: Automatic Feedback Con-

Die Weite des Spielraumes hängt von der Ober- trol von W. Ahrend und J. F. Taplin, 1951,

flächenspannung der Flüssigkeit 85 ab. Weis:: die io McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, Tront,

Flüssigkeit 85 eine große Oberflächenspannung auf, London.

etwa beispielsweise die des Wassers, so kann die Nachstehend wird die Arbeitsweise der Regelvor-Weite des Spielraumes ungefähr 0,15 mm betragen. richtung 15 beschrieben. Im Betrieb wird der Draht 1 Ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit jedoch durch die Führungslöcher 78, 79, durch die öffnung klein, so muß der Spielraum kleiner als 0,15 mm be- 15 81 und die Bohrung 84 nach oben in die Umgebungsmessen werden. ^luft gezogen. Hierbei wird der Draht 1 mit dem

Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels hängt gleichfalls Überzug 13 versehen, der anfangs flüssig und später von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit 85 ab breiartig ist. Die Abkühlung des Überzugs 13 erfolgt und beträgt in der Praxis 1 bis 5 mm. Der Flüssig- größtenteils durch Wänneabsorption der Flüssigkeit keitsspiegel wird von einer selbsttätigen Regulie- *> 85 in Form latenter Verdampfungswärme. Es wird rungseinrichtung auf einer vorherbestimmten Höhe ^dah« vorzugsweise eine Flüssigkeit mit einer großen gehalten, die aus einem Überwachungsglied 87 und latenten Verdampfungswarme gewählt,
einem Flüssigkeitsversorgungsmittel 86 besteht. Beide ^{Da da}s Gehäuse 54 auf der Platte 59 bewegbar ge-Bauteile sind nach den Fig. 1 und 2 an der Kühl- ^la8^{ert ist}> ^{kann es dem} Draht 1 folgen, wenn dieser kammer 53 befestigt. Das Überwachungsglied 87 hat »s Schwingbewegungen ausführt, und femer führen die die Form eines Drahtes und ungefähr den deichen Führungslöcher 78, 79 den Draht 1 genau in der ZuDurchmesser wie der den Überzug tragende Draht führungsnchtung, so daß eine Beschädigung des Über- und besteht vorzugsweise auch aus demselben Metall. zugsl3 als Folge eines Kontaktes mit der Innen-Das Überwachungsglied 87 ist flüssigkeitsdicht durch wandung der Bohrung 84 vermieden wird,
eine Bohrung 94 am Boden 83 der Kühlkammer 53 30 Nachstehend werden einige Beispiele für die Arhindurchgeführt und steht mit der Abdeckdüse 80 in bertsweise der Einrichtung nach der Erfindung beBerührung, so daß die Wärme durch das Über- schrieben.

wachungsglied 87 hindurch nach oben strömen kann. ^{Em Draht aus} Elektrolytkupfer mit einem Durch-

Ao einem Punkt 97 ist am Überwachungsglied 87 ein ^m?^{sser von} 1 ™n wurde anfangs mit einem FIuS-

Thermoelement 96 befestigt, mit dem eine Tempera- 35 ^m'^{tiel be}"^andelt' ^das ^d>e m der Tabelle I angeführte

tür gemessen werden kann, die ungefähr der Tempe- Zusammensetzung hatte:
ratur des Überzuges 13 auf dem Draht 1 entspricht.
Das Thermoelement 96 steht mit einem elektro-

nischen Temperaturregler 98 in Verbindung, der labeile 1

seinerseits mit einem elektromagnetischen Ventil 91 40 Zusammensetzung des Flußmittels

in Verbindung steht, das einen Einlaß 93 und einen ⁶
Auslaß 92 aufweist. Der Einlaß 93 des Ventils steht

mit einer nicht dargestellten Flüssigkeitsquelle in Gewichtsprozent

Verbindung. Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, weist Chlor 6,0

das Flüssigkeitszuführungsmittel 86 die Form eines 45 ^Zmk · · · 1.3

kleinen Rohres mit einem Mundstück 88 und mit Ammonium 0,3

einer an diesem angebrachten Klammer 89 auf, mit Oberflächenbehandlungsmittel 1,0

deren Hilfe das Mundstück 88 an der Seitenwandung Wasser 91,4

der Kühlkammer 53 befestigt wird. Am Mundstück

88 ist ein biegsames Rohr oder ein Schlauch 90 an- 50

gebracht, das am anderen Ende mit dem Auslaß 92 Der Behälter 10 wurde mit einer geschmolzenen

des elektromagnetischen Ventils 91 verbunden ist. Blei-Zinn-Legierung gefüllt, wobei der Anteil des

Wird das elektromagnetische Ventil 91 vom elektro- Zinns 30 Gewichtsprozent und der Anteil des Bleis

nischen Temperaturregler 98 geöffnet, so wird die 70 Gewichtsprozent betrug. Die Temperatur der

Flüssigkeit 85 aus einer nicht dargestellten Flüssig- 55 Schmelze im Behälter 10 wurde auf 290° ±1° C gc-

keitsquelle durch den Einlaß 93, den Auslaß 92 und halten.

durch das biegsame Rohr 90 in die Kühlkammer 53 Die lichte Weite der Führungslöcher 78, 79 betrug

eingelassen. 1,02 mm, während die lichte Weite der öffnung 81

Im Betrieb ist die Temperatur des Drahtes 1 an ungefähr 2 nun betrug. Die lichte Weite der Bohrung

der Bohrung 84 viel höher als die Siedetemperatur 60 84 betrag 1,2 mm. Die Drahtgeschwindigkeit betrug

der Flüssigkeit 85. Unter der Einwirkung der von 50 m/min. Die resultierende Dicke des Überzuges auf

dem den Überzug 13 tragenden Draht 1 und dem dem Draht veränderte sich mit der Temperatur der

Überwachungsglied 87 ausgestrahlten Hitze ver- Legierung und der Drahtgeschwindigkeit. Außer die-

dampft ein Teil der Flüssigkeit 85. Das Ausmaß der sen beiden Faktoren ist als wirksamster Faktor noch

Abkühlung des Drahtes 1 und des Überwachungs- 65 die Entfernung der Unterseite der Abdeckdüse 80

gliedes 87 ist proportional den Oberflächenbezirken, vom Spiegel der geschmolzenen Legierung im Behäl-

die mit der Flüssigkeit 85 in Berührung stehen. Wird ter 10 anzusehen. In der F i g. 3 ist diese Beziehung

der Spiegel der Flüssigkeit 85 abgesenkt, so wird die veranschaulicht.

Mit der soweit beschriebenen Einrichtung nach der Erfindung kann nicht nur ein Draht mit einem Überzug aus einer Zinn-Blei-Legierung versehen werden, sondern es kann auch ohne wesentliche Anstreifen mit einem Oberzug aus einem gewünschten Metall oder einer Legierung versehen werden. In diesem Falle werden die Führungslöcher 78, 79, die öffnung 81 und die Bohrung 84 dem Querschnitt des

derungen des Aufbaus der Einrichtung ein Metall- 5 Streifens entsprechend ausgestaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409633/314

Claims (3)

fahren angewendet wird. Damit das Zusammenlötei Patentansprüche: zuverlässig durchgeführt werden kann, müssen di< Anschlußleiter der elektrischen Bauteile eine gut<

1. Vorrichtung zum Überziehen von Metall- Lötfähigkeit aufweisen. Die Anschlüsse bestehen au draht oder-streifen mit schmelzflüssigem Metall, 5 Drähten oder Streifen, die mit einer Zinn-Blei-Legie bestehend aus einem das geschmolzene Metall rung plattiert sind. Die Dicke der Plattierungsschich: enthaltenden Badbehälter, Ziifuhreinrichtungen muß bekanntlich mehr als 10 μΐη betragen, um ein< für den Draht oder den Streifen zum und in den gute Lötfähigkeit zu gewährleisten. Bisher wurdet Badbehälter, in dem Senkrollen angeordnet sind, solche Drähte und Streifen unter Anwendung eine; eine Einrichtung zum Abfuhren des Drahtes oder io Elektropiattierungsverfahrens mk einer dicken Plat des Streifens nach aufwärts aus dem Badbehälter, tierungsschicht versehen, die jedoch ziemlich porö< eine Regelvorrichtung zur Kontrolle der Dicke ist und sich nicht in einem eutektischen Zustand be· des Metallüberzuges sowie eine Kühleinrichtung findet. Durch diese Umstände wird die gute Lötfür die Metallschicht unmittelbar am Austritt aus fähigkeit jedoch beeinträchtigt. Bei dem Elektrodem Bad, dadurch gekennzeichnet, daß 15 plattierungsverfahren ist es schwierig, aus. mehreren die Regelvorrichtung (15) mindestens ein in das Elementen, wie Zinn, Blei und Wismuth, eiine Schicht Schmelzbad (4) eintauchendes Führungsglied (Sl, mit einer homogenen Zusammensetzung zu erzeugen. 52), und eine Kühlkammer (53) mit einer Zufuhr Ebenso war es bisher ziemlich schwierig, mit dem (86) für Kühlflüssigkeit (85), die an ihrem Boden herkömmlichen Heißtauchverfahren eine dicke Plat-(83) eine Bohrung (84) für den Eintritt des Drah- so tierungsschicht mit Sicherheit zu erzeugen.

tes oder des Streifens besitzt, aufweist und daß Nach der USA.-Patentschrifi "λ 284 892 wird ein,

ein Gehäuse (54) zur Verbindung von Führungs- z. B. durch Ausglühen behandelter Draht in einen glied (51, 52) und Kühlkammer (53) zu einem geschmolzenes Metall enthaltenden Badbehälter abeinheitlichen Körper vorgesehen ist, das mittels gesenkt, und bei dem Herausziehen des Drahtes aus eines Flansches (55) auf einer es stützenden, im as dem Behälter nach oben vrird das an der Oberfläche wesentlichen horizontal angeordneten Tragplatte des resultierenden Belags auf dem Draht haftende (59) frei bewegbar ist. Zinn abgestreift, wonach der Belag von einer direkt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- einwirkenden Wasserströmung abgekühlt wird. Weikennzeichnet, daß zusätzlich ein Übeirwachungs- terhin wird nach der deutschen Offenlegungsschrift glied (87) vorhanden ist, das die Temperatur des 30 1 521418 ein in geschmolzenes Metall eingetauchter überzogenen Drahtes (1) angrenzend an die Streifen aus der Schmelze nach oben durch zwei Flüssigkeit (85) feststellt und das i.ur Einregulie- Preßwalzcn hindurchgezogen, die nahe am Spiegel rung der Temperatur auf einem vorherbestimm- der Schmelze angeordnet sind und die am Streifen ten Wert mit der Flüssigkeitszufuhr (86) gekop- haftende Schcaelzmetallschicht zusammenpressen, pelt ist. 35 wonach der resultierende Streifen abgekühlt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Diese älteren Verfahren sind insofern nachteilig, als kennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (15) eine mit diesen ein für eine gute Leitfähigkeit erforder-Abdeckdüse (80) aufweist, die zwischen dem licher gleichmäßig dicker Belag mit einer Dicke von Führungsglied (51,52) und der Kühlkammer (53) mehr als 10 μΐη nicht erzeugt werden kann,
eingestellt und befestigt ist. 40 In der französischen Offenlegungsschrift 2 009 335

wird ein Verfahren offenbart, nach dem ein Draht mit einem dicken Belag versehen werden kann. Hierbei wird ein in eine Metallschmelze eingetauchter Draht aus dieser nach oben durch eine nicht-

45 metallische Flüssigkeit, z. B. durch ein auf der

Oberfläche der Metallschmelze schwimmendes geschmolzenes Salz, hindurchgezogen, um den Belag aus dem Schmelzzustand in den Festzustand zu versetzen. Es ist jedoch schwierig, die nichtmetallische

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Über- 5" Flüssigkeit vollständig zu beseitigen, die die Lötziehen von Metalldraht oder -streifen mit schmelz- fähigkeit des Belags beeinträchtigt,
flüssigem Metall, bestehend aus einem das geschmol- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

zene Metall enthaltenden Badbehälter, Zufuhrein- Heißtaucheinrichtung zu schaffen, mit der ein Draht richtungen für den Draht oder den Streifen zum und oder ein Streifen kontinuierlich mit einem dicken und is den Badbehälter, in dem Senkrollen angeordnet 55 gut lötfähigen Belag versehen werden kann. Diese sind, eine Einrichtung zum Abführen des Drahtes Aufgabe wird mit Hilfe einer Regelvorrichtung ge- oder des Streifens nach aufwäiis aus dem Badbehäl- löst, die mindestens ein in das Schmelzbad eintauter, eine Regelvorrichtung zur Kontrolle der Dicke chsndes Führungsglied, eine Kühlkammer mit einer des Metallüberzuges sowie eine Kühleinrichtung für Zufuhr für Kühlflüssigkeit, die an ihrem Boden eine die Metallschicht unmittelbar am Austritt aus dem 60 Bohrung für den Eintritt des Drahtes besitzt, auf-Bad. weist, wobei ein Gehäuse zur Verbindung von Füh-

Elektrische Schaltungen für elektronische Geräte, rungsglied und Kühlkammer zu einem einheitlichen wie Computer, Radiogeräte und Fernsehgeräte, be- Körper vorgesehen ist, das mittels eines Flansches stehen aus zahlreichen elektrischen Bauteilen, wie auf einer es stützenden, im wesentlichen horizontal Widerständen, Kondensatoren, Transistoren und in- 65 angeordneten Tragplatte frei bewegbar ist.
tegrierten Schaltungskreisen, die an einer Schaltungs- Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch

tafel befestigt und miteinander durch Verlöten ver- gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Überwachungsbunden sind, wobei im allgemeinen ein Tauchlötver- glied vorhanden ist, das die Temperatur des über-