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B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung LOTPASTE Die vorliegende
Erfindung betrifft das Löten von Metallen, und insbesondere Pasten für das Löten
von Metallen.
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Die Erfindung kann beim Löten von Metallen unter Verwendung von Pasten
ausgenutzt werden, in denen das pulverförmige Lot mit einem Bindemittel vermischt
wird.
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Bekannt sind Pasten zum Löten von Metallen, die ein pulverförmiges
Lot und ein Bindemittel enthalten. Als Bindemittel werden beispielsweise Aklrylharze
und Polyvinylalkohol verwendet. liner der Nachteile der bisher bekannten :Pasten
ist die Tatsache, daß der Lötprozeß unter Anwendung von Flußmiteteln durchgeführt
werden muß, da sich bei Erwärmung die erwähnten Bindemittel verflüchtigen und deswegen
das geschmolzene Löt und daß erwärmte Metall angeschützt vor Oxydation sind, was
zum Auftauchen von Schlackegebilden in der Lötverbindung
führt.
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Außerdem enthalten die bisher angewandten Bindemittel Kohlenststoffverbindungen,
die bei der Erwärmung während des Lötens zerfallen und freien Kohlenstoff bilden.
Der Kohlenstoff, der in die Lötnant gerät, verringert die plastischen Eigenschaften
und die Korrosionsbeständigkeit der Lötverbindungen, besonders Peim jiöten von Nirosta
und anderer Arten von legiertem Stahl.
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Ein Nachteil der bekannten Paten ist auch das, daß infolge einer
raschen Erstarrung der Bindemittel, beispielsweise der Akrylharze, die Zubereiteung
der Pasten nut un geringen Dosen unmittelbar vor dem Löten möglich ist.
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In den bekannten Pasten werden für die erwähnten Binde mittel beispielsweise
solche Lösungsmittel verwendet, wie das Azeton Butylazetat und das Xylol, die eine
Schichtenbildung der Pasten einen Verlust der Homogenität der Konsistenz herbeiführen,
was das Auftragen der Pasten auf gelötete Oberflächen erschwert und zur Bildung
von Poren in der Lötverbindung führt.
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Pasten dagegen, die unter Anwendung von Wasser als Lösungsmittel
hergestellt werden, frieren bei Minus-Temeperaturen ein.
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Außerdem sind solche organische Lösungsmittel wie das Azeton, Butylazetat,
Xylol usw. Überaus toxisch und wirken auf den Oranismus des Menschen schädlich.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Beseitigung der erwännten
Nachteile.
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Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, eine Paste
zum
Löten der Metalle zu entwickeln, die im Prozeß ihres Auftagens auf die zu lötenden
Oberflächen keine Schichten bei und mit der man den Lötprozeß selbst ohne Schutzmittel
wie z.B. Flußmittel durchfuhren kann, wobei eine hohe Güte der Lötverbindung erzielt
wird.
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Die gestellte Aufgabe wird mit Hilfe einer Paste für das Löten der
Metalle gelöst, die ein pulverförmiges Lot und ein Bindemittel enthält. in der erfindungdgemäß
als Bindemittel einPolyorgansiloxanpolymeres verwendet wird.
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Als Bindemittel ist es zweckmäßig, ein Polyorganosiloxanpolymer zu
verwenden, das eine Viskosität von 5 bis 400 Zentistockes aufweist.
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In Abhängigkeit von der Viskosität des Bindemittels und der Granulation
des Lötpulvers wird empfohlen, eine Paste zu verwenden, die das Polyorganosiloxanopolymere
in einer Menge von 10-45 Gew. bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste, enthalt Die
bestehen technologischen Kennziffern besitzt eine Paste, in der als Polyorganosiloxanpolymere
das Polynethylsiloxanpolymere verwendet wird.
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Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch ausführliche Beschreibung
eines konkreten Beispiels veranschaulicht.
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Die erfindungsgemäße Paste ffür das Löten von Metallen enthält ein
pulverförmiges und ein Bindemittel. Als Bindemittel wird das Polyorganosiloxanpolymere
verwendet.
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Die Polyorganosiloxanpolyeren stellen Stoffe mit folgender struis:t';ireller
Formel dar:
Zur Gruppe der Polyorganosiloxanpolymeren gehören beispielsweise das Polymethylsiloxan
und das Polyäthylsiloxan.
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Die erwähnten Polymeren haben eine Siliziumbasis, was die Möglichkeit
einer Bildung von Kohlenstoff mit freien Bindungen bei der Zerstörung der Kette
während der Erwärmung ausschliebt. Auf diese Weise wird auch die Möglichkeit des
Auftauschen von Korrodionsherde bildenden Metallkarbiden in der Lötverbindung ausgeschlossen.
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bei der Eerwärmung geht während des Lötens der Kohlenstoff, der in
den Polyorgansiloxanpolymeren enthalten ist, in flüchtige Kohlenstoffoxide, solche
wie C0 und C02 über, und das Silizium bildet Siliziumdioxid, was die Rolle eines
Flußmittels spielt. Auf solche Weise verbessern die Polyorgansiloxanpolymeren in
der Paste die Güte der Lötverbindung.
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Die Polyorgansiloxanpol-ymeren besitzen die Fähigkeit, ohne irgendwelche
Verähderung ihrer Eigenschaften lange aufbewahrt zu werden, und deshalb kann man
die Pasten auf dieser Grundlage vorzeitig und in beliebig notwendiger Menge zubereiten.
Außerdem können die Pasten mit Polyorgansiloxanpolymeren dank ihrer niedrigen Lrstarrungstemperatur
von und ihrer hohen Siedetemperatur von +300°C im Temperatur bereich von -50°C bis
+ 200°C verwendet werden. All dies verbessert bedeutend den technologischen Lötprozeß
Die Polyorgansiloxanpolymeren haben einen unterschiedlichen Viskositätsgrad bis
etwa zu dOO Zentistockes. Für .X«
Zubereitung der erfidungsgemäßem
Lötpaste haben die erwähnten Polymeren eine Viskosität von 5 bis 400 Zentristockes.
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Solche eine Viskosität des Polymeren in der Paste gewährleistet eine
stabile Konsistenz der Paste ohne Schichtenbild dung beim Auftragen auf die zu lötenden
Oberflächen, was zu einer Verringerung der Wahrscheinlichkeit führt, daß Poren in
der Lötverbindung auftauschen.
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Zwecks Erzielung der erforderlichen konsistenz und zur bequemlichkeit
des Auftrages der Paste auf die zu lötende Oberfläche des Polymeren muß man das
Polymere in einer Menge von 10 bis 45 Gew.%, Bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste
in Abhängigkeit von der Viskosität ues Polymeren und der Granulation des Lötpulvers
nehmen. Hierbei wird eine stabile Zähigkeit des Gemisches erreicht, und es geht
eine mechanische Zerstörung der Polymerenkette vor sich wie z.B., im Falle mit dem
Polymethylsiloxan:
Die erwähnte Zerstörung gewährleistet ein vollständiges Ausbrennen des Polymeren
bei Eerwärmung während des Lötens was das Löten an der Luft ohne Flußmittel oder
andere Schutzmittel
durchzuführen erlaubt.
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Da die erfindungsgemäße Paste ohne Verwendung der Lösungsmittel zubereitet
werden, sind die nicht toxiecn, weil die Polyorganosiloxanpolymeren absolut unschädlich
sind. Auf diese Weise werden die Arbeitsbedingungen beim Löten bedeutend verbessert.
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Zum besseren Verstehen der vorligenden Verbindung werden nachstehend
konkrete Beispiele angeführt.
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Für vergleichende Teste der erfindungsgemäßen Paste wurde ein pulverförmiges
Lot mit folgender Zusammensetzung verwendet: Fe 40, 6%; Mn 32,0%; Ni 12,5% Cu 12,0%;
Si 2,6%; # o.o7%(Löttemperatur 1180°C).
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Es wurden Proben aus niedriggekohltem Stahl der folgenden Zusammensrtzung:
C 0,12%; Mn 0,75%; Si 0.05%; S<0,05; P<0,25% zusammengelötet. Die Lötfläche
wurde so gewählt, daß die Zerstörung bei den Versuchen längs der Lötnaht verläuft.
Die Ergebnisse der Prüfung werden in nachstehender tabelle angefÜhrt.
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Zusammensetzung der Paste Löttemperatur, Mittlere Größe der zerreißfänigkeit
der °C gelöteten Verbindung kp/mm² 1 2 3 1. Erfindungsgemäße Paste (Polymethylsiloxanpolymere
mit einer Viskosität 1180°C+1200°C
1 2 3 von 10 Zentistockes in
einer Menge von 21,8% und das pulverförmigeLot mit erwähnter Zusammensetzung in
einer Menge von 78,2%).
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2. Erfindungsgemäße Paste (Polymethylsiloxanpolymere mit einer Viskosität
von 25 Zentistokes, in einer Menge von 23,7% und das pulverförmige Lot mit erwähnt
er Zusammensetzung in einer Menge von 76,3%) ll;000C+ 1200 0C 37,89 3. Erfindungsgemäße
Paste. (Polymethylsiloxanpolymere mit einer Viskosität von 400 Zentistokes in einer
Menge von 27,1% und das pülverförmige Lot mit erwännter Zusammensetzung in einer
Menge von 72,9%) 11,80°C+ 1200°C 37,30
Ausgehend von den} oben Dargelegten
kann man die Schlußfolgering ziehen, daß die erfindungsgemäße Paste eine hohe Güte
der Lötverbindung ohne zusätzliche Schnutzmittel zu erreichen ermöglicht. Die Zusammensetzung
der Paste gewährleistet- die Durchführung des Lötens ohne Ausscheiden von freiem
Kohlenstoff, was die plastischen und Korrosionsqualitäten der Lötverbindung steigert
und überdies die Verwendung der Paste in einem breiten '2em-peraturenbereich von
-5D bis +200°C ermöglicht.
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Eine wichtige Eigenschaft der Paste ist die Stabilität ihrer Konsistenz,
d h. das Ausbleiben eines Abblätterns beim Auftragen und eine Verringerung er lulöglichkeit
daß sich in der Lötverbindung Poren bilden.