DE2441366B1

DE2441366B1 - Hard, ternary indium-copper-silver alloy solder - for use in high vacuum technology, esp. in electronic tubes

Info

Publication number: DE2441366B1
Application number: DE2441366A
Authority: DE
Inventors: Eugen 8000 Muenchen Achter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-08-29
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1975-06-05
Also published as: DE2441366A1

Abstract

This hard solder contains 20-35% Indium, 10-20% copper and bal. silver and unavoidable impurities. The pref. material contains 27-32% In, 12-17% Cu and bal. Ag, one pref. compsn. being 30% In, 15% Cu, 55% Ag. Theses alloys are made by melting the silver and the copper adding the indium and cooling the melt; they are then converted to power. Used for brazing electronic devices e.g. fixing delay lines in travelling wave-tubes. The alloy provides a combination of low m. pt. low vapour pressure and seals which are tight in high vacuum. Brazing can be undertaken in vacuum or protective atmospheres.

Description

Patentansprüche: 1. Ternäres Indium-Kupfer-Silber-Lot als Hartlot für die Hochvakuumtechnik, bestehend aus 20 bis 35% Indium, 10 bis 20% Kupfer, Rest Silber neben zufälligen Verunreinigungen. Claims: 1. Ternary indium-copper-silver solder as hard solder for high vacuum technology, consisting of 20 to 35% indium, 10 to 20% copper, the rest Silver next to incidental impurities.

2. Lot nach Anspruch 1, bestehend aus 27 bis 32% Indium, 12 bis 17% Kupfer, Rest Silber neben zufälligen Verunreinigungen. 2. Lot according to claim 1, consisting of 27 to 32% indium, 12 to 17% Copper, the remainder silver, in addition to incidental impurities.

3. Lot nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus etwa 30% Indium, 15% Kupfer und 55% Silber. 3. Lot according to claim 1 or 2, consisting of about 30% indium, 15% Copper and 55% silver.

4. Verfahren zur Herstellung eines Lotes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Indium in eine Schmelze aus Kupfer und Silber gegeben wird und daß die so gewonnene Drei-Stofflegierung nach Erkalten der Schmelze pulverisiert wird. 4. A method for producing a solder according to one of the preceding Claims, characterized in that the indium is initially converted into a melt Copper and silver is given and that the three-material alloy thus obtained after Cooling the melt is pulverized.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lot, das aus den Elementen Indium, Kupfer und Silber zusammengesetzt ist. Eine solche Drei-Stoff-Legierung ist aus der deutschen Patentschrift 9 25 987 seit langem bekannt. The invention relates to a solder made from the elements indium, It is composed of copper and silver. Such a three-component alloy is made of the German patent 9 25 987 has long been known.

Bei diesem vorbekannten Lot liegt der Indiumgehalt zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent, d. h. im Bereich ternärer Mischkristalle; in einer bevorzugten Ausführung enthält dabei das Lot 10% Indium mit Kupfer und Silber in eutektischer Zusammensetzung. Die Legierung eignet sich insbesondere zum Hartlöten in der Hochvakuumtechnik, beispielsweise zum Verbinden von Röhrenteilen, und hat insbesondere deshalb praktische Bedeutung erlangt, weil durch den Indiumanteil der Schmelzpunkt auf 7300c (10% Indium) bzw. 7050C (15% Indium) gesenkt ist.In this previously known solder, the indium content is between 5 and 15 percent by weight, i.e. H. in the area of ternary mixed crystals; in a preferred Execution the solder contains 10% indium with copper and silver in eutectic Composition. The alloy is particularly suitable for brazing in high vacuum technology, for example for connecting tube parts, and therefore has particularly practical Gained importance because the melting point of 7300c (10% indium) due to the indium content or 7050C (15% indium) is lowered.

Bei der Durchführung einer abgestuften Lötung, also bei aufeinanderfolgenden Lötungen unter jeweils verringerten, die bereits geschaffenen Lötverbindungen erhaltenden Temperaturen, sind jedoch insbesondere für die letzten Lötstufen Lote mit Liquidustemperaturen deutlich unter 7000C erforderlich. Alle bislang auf dem Markt befindlichen Hartlote mit derart niedrigen Schmelzpunkten enthalten aber mindestens eines der Elemente Zink, Zinn oder Kadmium und weisen dementsprechend bei erhöhten Betriebstemperaturen unzulässig hohe Dampfdrucke auf oder sind so spröde, daß sie sich mechanisch nicht verarbeiten lassen. When carrying out a graded soldering, that is, when successive Solderings under each reduced, preserving the soldered connections that have already been made Temperatures, however, are solders with liquidus temperatures, especially for the last soldering stages required well below 7000C. All brazing alloys currently on the market but with such low melting points contain at least one of the elements Zinc, tin or cadmium and exhibit accordingly at elevated operating temperatures inadmissibly high vapor pressures or are so brittle that they cannot be mechanically removed let process.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Lot anzugeben, das auch bei erhöhten Temperaturen sowohl hochvakuumdicht ist als auch einen vergleichsweise ge- ringen Dampfdruck hat, dabei einen Schmelzpunkt deutlich unter 7000 C aufweist und keine Verarbeitungsschwierigkeiten aufgibt Ein diesen Forderungen genügendes Lot besteht erfindungsgemäß aus 20 bis 35% Indium, 10 bis 20% Kupfer, Rest Silber neben zufälligen Verunreinigungen (es sind stets Gewichtsprozente angegeben). The invention has the task of specifying a solder that also at elevated temperatures is both a high vacuum tight and a comparatively ge wrestling has vapor pressure, with a melting point well below 7000 C. and does not give up any processing difficulties. One satisfying these requirements According to the invention, solder consists of 20 to 35% indium, 10 to 20% copper, the remainder silver in addition to incidental impurities (percentages by weight are always given).

Überraschend hat sich herausgestellt, daß trotz der Erhöhung des lndium-Gehaltes zur Herabsetzung des Schmelzpunktes auf einen Wert unter 7000 C die für die Vakuumtechnik vorteilhaften Eigenschaften der vorbekannten Indium-Kupfer-Silber-Lote voll erhalten bleiben. It has surprisingly been found that despite the increase in the Indium content to reduce the melting point to a value below 7000 ° C the advantageous properties of the previously known indium-copper-silver solders for vacuum technology fully preserved.

Versuche haben nämlich ergeben, daß das erfindungsgemäß zusammengesetzte Lot über ausgezeichnete Fließeigenschaften verfügt und nicht oxidierende (gegebenenfalls vernickelte oder verkupferte) Metalle auch ohne Zusatz von Flußmitteln gut benetzt. Die vorgeschlagene Legierung kann dabei sowohl im Vakuum als auch in üblichen Schutzgasatmosphären gelötet werden und vermag auch größere Fugen zu füllen. Tests have shown that the compound according to the invention Solder has excellent flow properties and is non-oxidizing (if necessary nickel-plated or copper-plated) metals are well wetted even without the addition of fluxes. The proposed alloy can be used both in a vacuum and in conventional protective gas atmospheres can be soldered and can also fill larger joints.

Ein erfindungsgemäß zusammengesetztes Lot ist sehr hart, läßt sich deshalb bequem zerspanen und kann dann in Pulverform auch an schwer zugängliche, kompliziert gestaltete Lötstellen gebracht werden. Die Lotverbindungen bewiesen darüber hinaus in einer Reihe von Abreißtests stets eine außerordentlich hohe Festigkeit Wollte man zu Löttemperaturen unter 6500 C gelangen, so sollte das erfindungsgemäße Lot aus 27 bis 32% Indium, 12 bis 17% Kupfer, Rest Silber neben zufälligen Verunreinigungen zusammengesetzt sein. A solder composed according to the invention is very hard, can therefore easy to machine and can then be used in powder form even on difficult to access, complicated solder joints are brought. The solder connections proved moreover, in a series of tear-off tests, always extremely high strength If you wanted to get to soldering temperatures below 6500 C, so should the invention Solder made from 27 to 32% indium, 12 to 17% copper, the remainder silver in addition to incidental impurities be composed.

Besonders günstige Eigenschaften zeigt eine Lotzusammensetzung mit etwa 30% Indium, 15% Kupfer, 55% Silber, da sich die Schmelztemperaturen mit wachsendem Indiumanteil noch bis etwa 30% Indium (etwa 600°C) verringern, der Dampfdruck der Legierung jedoch mit zunehmendem Indiumgehalt ansteigt. A solder composition exhibits particularly favorable properties about 30% indium, 15% copper, 55% silver, since the melting temperature increases with increasing Indium content still to about 30% indium (about 600 ° C) reduce the vapor pressure of the However, alloy increases with increasing indium content.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer Legierung dieser Zusammensetzung die relativen Anteile von Kupfer und Silber nicht in der Nähe ihres Eutektikums (Gewichtsverhältnis 1: 2,57) liegen.It should be noted that in an alloy of this composition the relative proportions of copper and silver not near their eutectic (Weight ratio 1: 2.57).

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lote kann wie folgt verfahren werden: Zunächst gibt man Indium in eine Kupfer-Silber-Schmelze, läßt sodann diese Schmelze erkalten und bringt schließlich die so gewonnene Drei-Stoff-Legierung in Pulverform. The following procedure can be used to produce the solders according to the invention be: First you put indium in a copper-silver melt, then leave it The melt cools and finally brings in the three-component alloy obtained in this way Powder form.

Claims

The solders according to the invention are used in particular in high-frequency tube technology Use, for example, to fix the delay line of a running wave tube.