DE2623778C3

DE2623778C3 - Vorrichtung zum Löten eines schwer lötbaren Metalls

Info

Publication number: DE2623778C3
Application number: DE2623778A
Authority: DE
Inventors: Koji Nomaki; Yoshihito Saoyama
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1980-11-13
Also published as: DE2623778B2; US4042725A; JPS51138561A; DE2623778A1; JPS5536032B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten eines schwer lötbaren Metalls aus der Gruppe Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung derselben mit einer oxidierten Oberfläche, mit einem Gefäß, welches eine Lotschmelze aufnehmen kann und einer Spitze, mittels derer die Lotschmelze mit Ultraschallschwingungen beaufschlagbar ist.

Es ist schwierig, ein Lot direkt auf eine Oxidoberfläehe von Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung derselben aufzubringen. Zum Beispiel besteht der Zuleitungsrahmen einer Elektronenanzeigeröhre, welche zur Anzeige von numerischen Symbolen auf einem tragbaren Rechner od. dgl. dient, aus Nickel oder aus einer Eisenlegierung desselben und die Oberfläche wird oxydiert, damit sie eine große Affinität zu einem Glaslot zum Zwecke der luftdichten Verbindung mit der Anzeigeröhre aufweist. Daher ist es schwierig mit einem herkömmlichen Lot vom Pb-Sn-Typ eine direkte Lötverbindung mit dem Zuleitungsrahmen herzustellen. Man schweißt daher Hilfszuleitungselemente aus Nickel oder Kupfer an den Zuleitungsrahmen und danach erst werden die Anschlüsse auf die Hilfszuleitungselemente gelötet Anstelle der Schweißverbindung kann man herkömmlicherweise auch eine Lötverbindung mit Hilfe einer Lotlegierurig herstellen, wobei man einen Teil der Oxidhaut durch Behandlung des Zuleitungsrahmens mit einer Säure entfernt und wobei man das Legierungslot mit Hilfe eines Flußmittels, welches eine starke Säure enthält, z. B. Salzsäure, aufbringt, worauf schließlich das Flußmittel abgewaschen wird. Diese herkömmlichen Verfahren erfordern eine Vielzahl von zum Teil auch recht komplizierten Stufen, so daß die Effizienz dieses Lötverfahrens gering ist

Aus der Siemens-Zeitschrift 25 (2), 1 -4 (1951), ist es bereits bekannt, Aluminium nach dem Tauchlötverfahren unter Eintauchen eines Ultraschall erzeugenden Lötgriffels ins Lötbad zu löten. Die dabei mit den bisher üblichen Loten erzielbaren Lötverbindungen sind jedoch im Falle von oxidiertem Eisen, Nickel oder Kupfer unzureichend.

Aus der GB-PS 9 07 734 ist bereits ein Lot aus Zn, Sn, Al und gegebenenfalls weiteren Komponenten bekannt. Solche Lote führen jedoch bei Einsatz in UltraschalltauchLötvorrichtungen zu einer Korrosion des mit Ultraschall beaufschlagten Gefäßes und des Lötgriffels.

Hs ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Vorrichtung zum Löten eines schwer lötbaren Metalls aus der Gruppe Eisen, Nickel oder Kupfer nach dem Ultraschalltauchlötverfahren zu schaffen, welche bei Einsatz eines Lotes mit den Komponenten Zn, Sn, Al und gegebenenfalls Ag, keine Korrosion der mit Ultraschall beaufschlagten Teile der Vorrichtung erleidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gefäß zur Aufnahme einer an sich bekannten Lotschmelze, bestehend aus 15 bis 98% Zn, 85 bis 2% Sn, 0,01 bis 0,5% Al und 0 bis 5% Ag vorgesehen ist und mindestens der mit dem Bad in Berührung stehende Teil der Spitze aus Tantal, Niob, Molybdän oder Wolfram oder aus einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente besteht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Löten unter Anwendung von Ultraschallschwingungen,

Fi g. 2 eine schematische Ansicht eines in ein Bad aus geschmolzener Lotlegierung zu tauchenden Griffels für die Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen.

F i g. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsforni eines Griffels für die Beaufschlagung mit Ultraschallschwingung und

F i g. 4 einen Schnitt durch ein Gefäß mit einer Siliciumschicht, welches der Aufnahme der geschmolzenen Lotlegierung dient.

Die erfindungsgemäße Lotlegierung ist gekennzeichnet durch im wesentlichen 15 bis 98 Gew.-% Zn, 85 bis 2 Gew.-% Sn₁O₁Ol bis 0,5 Gew.-% Al und 0 bis 5 Gew.-% Ag. Die Gründe für die Bereiche der Komponenten der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Lotlegierung werden im folgenden angegeben. Zn und Sn sind die Hauptkomponenten der Lotlegierung. Zn bildet eine Diffusionsschicht der Legierung durch gegenseitige Diffusion mit dem schwer lötbaren Metall und ist somit zur Erzielung einer festen Lötverbindung unabdinglich. Sn ist unabdinglich zur Erstellung einer sekundären Lötverbindung zwischen einem herkömmlichen Lot vom Pb-Sn-Typ und der Schicht aus der erfindungsgemäßen Lotlegierung. Wenn die Menge an Zn in dem

Legierungslot weniger als 15 Gew.-°/o beträgt (Sn>85 Gew.-°/o), so wird die gewünschte Bindewirkung nicht erzielt Wenn die Menge an Zn in dem Lot 98 Gew.-°/o übersteigt (Sn<2%), so ist es schwierig, eine sekundäre Lötwirkung zu erzielen. Al ist wirksam zur Verhinderung einer Oxydation der Lotlegierung. Wenn die Menge an Al in dem Lot mehr als 0,01 Gew.-°/o beträgt, so wird der gewünschte Effekt erzielt Wenn der Gehalt jedoch 0,5 Gew.-°/o übersteigt, so ist die Festigkeit der Lötverbindung herabgesetzt Silber ist keine unabdingbare Komponente. Wenn jedoch mehr als 0,5 Gew.-% Silber zugesetzt werden, so erzielt maD eine wesentliche Verbesserung der sekundären Lötbarkeit Man kann bis zu 5 Gew.-% Silber zusetzen. Wenn die Silb'ermenge 5 Gew.-% übersteigt, so ist die Bindefestigkeit nachteiligerweise gering. Die folgende Zusammensetzung in Gew.-°/o ist besonders bevorzugt:

Zn	etwa 18-80%
Sn	etwa 20-72%
Al	0,01-0,03%
Ag	0,5-3%.

10

15

20

Die erfindungsgemäße Lotlegierung hat einen Schmelzpunkt von 200-400⁰C. Demgemäß kann die Lotlegierung durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes und durch Berührung des geschmolzenen Lotes mit der Oxidoberfläche des schwer lötbaren Metalls in herkömmlicher Weise gelötet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, eine Schicht der Lotlegierung auf einer Oxidoberfläche eines schwer lötbaren Metalls aus Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung derselben dadurch herzustellen, daß man das Metall in ein Bad aus dem geschmolzenen Lot unter Anwendung von Ultraschallschwinguhgen kurzzeitig eintaucht, wobei ein Flußmittel nicht verwendet wird. Um in diesem Falle eine Oxydation des geschmolzenen Lotes zu verhindern, ist es bevorzugt, das Bad aus dem geschmolzenen Lot unter einer Inertgasatmosphäre oder unter einer reduzierten Atmosphäre zu halten, z. B. unter einem Inertgas, wie Kohlendioxid oder Argon od. dgl. oder unter einem Inertgas, welches bis zu 10% Wasserstoff enthält. Wenn das Bad aus dem geschmolzenen Lot mit Ultnaschallschwingungen beaufschlagt wird, so ist es bevorzugt, eine Spitze (oder einen Kopf), welcher am Ende eines Schwingungsübertragungsteils (Horn) befestigt ist, das seinerseits mit einem Ultraschallschwingungsgerät verbunden ist, in das Bad aus dem geschmolzenen Lot einzutauchen, um die Ultraschallschwingung direkt auf das Bad zu übertragen. Es ist aber auch möglich, die Ultraschallschwingung zunächst auf das Gefäß für das Bad aus dem geschmolzenen Lot zu übertragen. Befriedigende Ergebnisse können erhalten werden, wenn man eine Ultraschallschwingung mit einer Frequenz von 20 bis 100 kHz und einer Gesamtamplitude von etwa 1 bis 40 μ anwendet. Das zu lötende Teil wird in das Bad aus geschmolzener Lotlegierung eingetaucht, welche mit der Ultraschallschwingung beaufschlagt wird. Die Eintauchzeit beträgt gewöhnlich weniger als 10 see und vorzugsweise 1 bis 5 ser

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese umfaßt einen Körper 10 mit einem Gefäß 1 und Heizelementen 9 für das Schmelzen der Lotlegierung, welche um das Gefäß 1 herum angeordnet Sind. In dem Gefäß befindet sich ein Bad 2 aus geschmolzenem Lot. Eine Spitze 3 für die Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen taucht mit ihrem Ende in das Bad aus geschmolzenem Lot 2 und überträgt so die Ultraschallschwingungen auf das Bad. Ein Horn 4 für die Übertragung von Ultraschallschwingungen ist mit der Spitze 3 und einem Ultraschallschwingungsgeber 5 verbunden. Der zu lötende Gegenstand 6 wird in das Bad aus geschmolzenem Lot nahe dem Ende der Spitze 3 eingetaucht Das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein«m Atrappenblock (Dummyblock), welcher dazu dient, die Ultraschallschwingung, weiche von der Spitze auf das Bad übertragen wird, auf dem zu lötenden Gegenstand zu konzentrieren und er ist an oder entlang einer Seitenwandung 8 des Gefäßes angeordnet, derart, daß der zu lötende Gegenstand 6 zwischen der Spitze 3 und dem Block 7 zu liegen kommt Die Spitze und der Block 7, welche mit dem Bad aus geschmolzenem Lot in Berührung stehen, sollten aus Tantal, Niob, Molybdän, Wolfram oder einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente bestehen. Das Gefäß besteht aus Tantal, Wolfram, Molybdän oder aus einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponenten. Das Metall oder die Legierung aus dem bzw. der die Spitze 3 und der Block 7 sowie das Gefäß 1 bestehen und welche mit dem geschmolzenen Lot in Berührung kommen, reagieren nicht mit der Lotlegierung und insbesondere nicht mit einer Lotlegierung vom Zn-Sn-Al-Typ oder vom Zn-Sn-Al-Ag-Typ. Es ist zwar eine Legierungsbildung zwischen diesen Metallen möglich; die gegenseitige Diffusionsgeschwindigkeit ist jedoch bei der Temperatur des Lötverfahrens recht gering. Demgemäß treten im praktischen Betrieb keine Störungen auf.

Die F i g. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsformen der Spitze. Ein Schutz aus korrosionsfestem Metall oder einer korrosionsfesten Legierung bedeckt das Ende der Spitze, welches in das Bad aus geschmolzenem Lot eintaucht. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist am Ende der Spitze 3 ein Schutz 13 vom Manteltyp vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist am Ende der Spitze 3 ein Schutz 14 vom Kappentyp vorgesehen. Im Falle der F i g. 2 sind die Seitenflächen der Spitze 3 nicht geschützt und gelangen in Berührung mit dem Bad aus geschmolzener Lotlegierung, so daß hier eine leichte Korrosion eintreten könnte. Die maximale Amplitude der Ultraschallschwingung liegt jedoch am Ende der Spitze vor, so daß bei dieser Ausführungsform auf jeden Fall derjenige Teil der Spitze, welcher der höchsten Korrosionswirkung unterliegt, geschützt ist. Daher besteht bei dieser Ausführungsform keine Gefahr einer Störung im praktischen Betrieb. Bei dieser Ausführungsform kann der Körper der Spitze aus Stahl oder Edelstahl oder aus einem 13-Chromedelstahl oder aus einem 18-Chromedelstahl od. dgl. bestehen. Auch der Block 7 kann leicht durch die geschmolzene Lotlegierung korrodiert werden. Demgemäß ist es bevorzugt, mindestens die Oberfläche dieses Blocks mit einem korrosionsfesten Metall oder einer korrosionsfesten Legierung zu bedecken. Somit kann dieser Block aus einem nichtmetallischen feuerfesten Material bestehen, z. B. aus Aluminiumoxid, da in diesem Falle die Funktion einer Ultraschallfortpflanzung nicht erforderlich ist. In einigen Fällen kann man auch ohne einen solchen Block 7 arbeiten, wobei jedoch eine geringe Abnahme der Effizienz hinsichtlich der Konzentrierung der Ultraschallschwingung auf den zu lötenden Gegenstand eintritt.

Fig.4 zeigt einen Schnitt durch eine weitere

Ausfiihiungsform des Gefäßes. Dabei ist die Oberfläche des Gefäßes 11, welches aus Tantal, Wolfram, Molybdän oder aus einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente besteht, mit einer Siliciumschicht 12 beschichtet. Auf der Oberfläche des Gefäßes 11, welches mit der Siliciumschicht 12 beschichtet ist, werden TaSi₂, MoSi₂ bzw. WSi₂ od. dgl. gebildet Die Siliciumbeschichtung zeigt eine ausgezeichnete Wirkung bei hoher Temperatur, und zwar insbesondere hinsichtlich der Oxydationsfestigkeit. Zur Herstellung der Siliciumbeschichtung wird die Oberfläche des Gefäßes, welches aus dem genannten korrosionsfesten Metall oder der genannten korrosionsfesten Metallegierung besteht, mit metallischem Silicium beschichtet, und zwar durch Yakuumabscheidung oder durch chemische Abscheidung oder durch ein Plasmaaufsprütiverfahren. Zum Zwecke der Erzielung einer größeren Bindungsfestigkeit der aufgetragenen Siliciumschicht kann man eine Diffusionsbehandlung bei etwa 1300-1400° C während mehrerer Stunden im Vakuum oder unter einem Inertgas durchführen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel

Ein Zuleitungsrahmen aus einer Ni-Fe-Legierung (42% Ni-Komponente) mit einer Oxidoberfläche wird mit einer primären Lotschicht versehen. Es wird eine Lotlegierung verwendet, welche aus 77 Gew.-% Zn, 20 Gew.-% Sn, 3 Gew.-% Ag und 0,02 Gew.-% Al besteht (Schmelzpunkt 38O⁰C). Das Bad aus dem geschmolzenen Lot wird auf 450° C erhitzt und unter einer Atmosphäre von N₂ gehalten, welche 7% H₂ enthält, um eine Oxydation zu verhindern. Der Zuleitungsrahmen wird wiihrend 3 see in das Bad aus geschmolzener Lotlegierung eingetaucht, wobei eine Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen von 20 kHz und 150 W mittels eines Ultraschallschwingungsgebers erfolgt. Man erhält dabei eine primäre Lotschicht einer Dicke von etwa 0,01 mm auf der Oberfläche des Zuleitungsrahmens. Sodann werden Bindungsfestigkeitstesis durchgeführt. Hierzu wird der Zuleitungsrahmen mit der primären Lotschicht bis zum Bruch gebogen und die Bruchflische des Zuleitungsrahmens wird auf Anzeichen von Ablösungen der primären Lotschicht untersucht. Es wird keim Ablösungseffekt festgestellt

Nun wird der Zuleitungsrahmen mit Hilfe der primären Lotschicht mit einem Zuleitungsdraht aus Kupfer verbunden, wozu ein herkömmliches Lot aus einem Pb-Sn-Eutektikum verwendet wird. Mit dem erhaltenen Erzeugnis wird ein Zugversuch durchgeführt Dabei reißt der Zuleitungsdraht, ohne daß die primäre Lotschicht vom Zuleitungsrahmen abgelöst wird.

Beispiel 2

Nach dem Verfahren des Beispiels 1 bringt man eine primäre Lotschicht auf die Oberfläche eines Zuleitungsrahmens aus 18-Chromedelstahl mit einer Oxidfläche auf. Hierzu verwendet man eine Lotlegierung mit 70 Gew.-% Zn, etwa 30 Gew-% Sn und 0,02 Gew.-% Al (Schmelzpunkt 375⁰C). Das Bad aus der geschmolzenen Lotlegierung wird dabei auf 420° C erhitzt und unter einer Stickstoffgasatmosphäre gehalten. Es werden die gleichen Bedingungen der Ultraschallschwingungsbehandhinu wie bei Beispiel 1 angewandt und der Zuleitungsrahmen wird während 4 see in das Bad eingetaucht, wobei eine primäre Lotschicht einer Dicke von etwa 0,02 mm ausgebildet wird. Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wird mit dem erhaltenen Erzeugnis ein Zugtest durchgeführt. Es wird festgestellt, daß der Zuleitungsdraht reißt, ohne daß die primäre Lotschicht vom Zuleitungsrahmen abgelöst wird.

Beispiel 3

Es wird eine Lotlegierung aus 18 Gew.-% Zn, etwa 80 Gew.-% Sn, 2 Gew.-% Ag und 0,02 Gew.-% Al

ίο verwendet (Schmelzpunkt 275°C) und auf einen Zuleitungsdraht eines Zungenschalters aufgebracht, welcher aus Kupfer besteht und eine Oxidoberfläche aufweist (0,5 mm Durchmesser; 15 mm Länge). Dies gelingt durch Eintauchen des Zuleitungsdrahtes in das Bad aus der geschmolzenen Lotlegierung bei 350° C während 3 see unter Anwendung von Ultraschallschwingungen von 20 kHz. Es wird festgestellt, daß eine Lotlegierung mit einer Dicke von 0,02 mm ausgebildet wird. Bei Durchführung des Biegetests des Beispiels 1 wird keine Ablösung der Lotschicht festgestellt. Der Zuleitungsdraht mit der primären Lotschicht wird in ein Bad aus einem herkömmlichen Eutektikum-Lot aus 60 Gew.-% Pb und 40 Gew.-% Sn während 20 see eingetaucht, wobei eine Schicht des herkömmlichen Lotes ausgebildet wird. Bei Durchführung des Biegetests mit dem erhaltenen Erzeugnis wird keine Ablösung der Lotschicht festgestellt

Beispiel 4

(1) Man verwendet eine Lotlegierung aus etwa 77 Gew.-% Zn, 20 Gew.-% Sn, 0,02 Gew.-% Al und 3 Gew.-% Ag und diese wird in ein Gefäß aus Edelstahl gegeben und dort bei 450° C geschmolzen. Ein Zuleitungsrahmen aus einer Ni-Cr-Fe-Legierung mit 42 Gew.-% Ni und 6 Gew.-% Cr und mit einer Oxidoberfläche wird in das Bad aus dem geschmolzenen Lot eingetaucht. Man verwendet eine Spitze für die Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen und einen Atrappenblock aus Weichstahl, 18-Chromedelstahl oder 18-8-Edelstahl und man wendet kontinuierlich eine Ultraschallschwingung von 20 kHz an, wobei das Ende der Spitze in das Bad eintaucht Vertiefungen mit. einem Durchmesser von etwa 0,6 mm, d.h. kleine Löcher, entwickeln sich durch Korrosion nach 30 min und die Spitze wird im Verlauf von 3 h auf eine Dicke von 5 mm korrodiert. Weder die Spitze noch der Atrappenblock sind weiter verwendbar.

(2) Wenn man die Spitze und den Atrappenblock aus Tantal verwendet und eine Ultraschallschwingung von 15 kHz bei einer Badtemperatur von 430⁰C anwendet so wird keine Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks nach 30 min und auch nicht nach 3 h festgestellt Nach 400 h Betriebsdauer liegt eine Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks vor, welche sich gleichförmig über eine Dicke von 0,5 mm erstreckt In diesem Falle ist jedoch die praktische Durchführung des Verfahrens noch nicht gestört

(3) Ein Zuleitungsdraht aus Kupfer mit einer Oxidoberfläche wird in ein Bad aus geschmolzener Lotlegierung eingetaucht wobei man eine Spitze und einen Atrappenblock verwendet, welche aus Edelstahl bestehen und mit Tantal einer Dicke von 1 mm beschichtet sind. Man verwendet eine Lotlegierung mit 18 Gew.-% Zn, etwa 82 Gew.-% Sn und 0,03 Gew.-% Al und es erfolgt bei einer Badtemperatur von 350° C eine Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen von 20 kHz. Es wird keine Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks festgestellt und zwar weder nach 30

min noch nach 3 h. Nach 400 h wird eine gleichförmige Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks über eine Dicke von 0,5 mm beobachtet. Im praktischen Betrieb tritt jedoch keine Störung ein.

(4) Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 4-(3), wobei man jedoch eine Beschichtung mit Niob einer Dicke von 2 mm verwendet und wobei man einen Zuleitungsdraht aus Eisen mit einer Oxidoberfläche in das Bad des geschmolzenen Lotes eintaucht. Dieses besteht aus 18 Gew.-% Zn, etwa 82 Gew.-% Sn und 0,02 Gew.-% Al und die Temperatur beträgt 350°C. Man wendet Ultraschallschwingungen von 20 kHz an. Nach 3 h wird noch keine Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks (Bummyblock) festgestellt. Nach 400 h beobachtet man eine gleichförmige Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks über eine Dicke von 0,5 mm. Im praktischen Betrieb verursacht dieses jedoch keine Störungen.

(5) Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 4-(4), wobei jedoch die Spitze und der Atrappenblock aus einer Mo-30W-Legierung bestehen und wobei ein Zuleitungsdraht aus Eisen mit einer Oxidoberfläche in das Bad der geschmolzenen Lotlegierung bei 47O⁰C unter Anwendung von Ultraschallschwingungen von 21 kHz eingetaucht wird. Man beobachtet keine Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks nach einer Betriebszeit von 3 h. Nach einer Betriebsdauer von 400 h beobachtet man eine gleichförmige Korrosion der Spitze und des Atrappenblocks über eine Dicke von nur 0,1 mm.

Beispiel 5

(1) Man verwendet ein Gefäß aus Edelstahl mit einer Dicke von 1,5 mm sowie eine Lotlegierung aus etwa 77 Gew.-% Zn, 20 Gew.-% Sn, 0,02 Gew.-% Al und 3 Gew.-% Ag. Der Zuleitungsrahmen aus Ni-Cr-Fe-Legierung mit einem Gehalt von 42 Gew.-% Ni und 6 Gew.-% Cr und mit einer Oxidoberfläche wird in das Bad aus geschmolzenem Lot bei 450° C eingetaucht, wobei kontinuierlich Ultraschallschwingungen von 20 kHz angewandt werden. Nach 420 min Betriebsdauer werden Vertiefungen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm gebildet. Nach 21 h Betriebsdauer ist das Gefäß

bis zu einer durchschnittlichen Dicke von 1 mm korrodiert, so daß es nicht weiter verwendbar ist.

(2) Man verwendet ein Gefäß aus Tantal, Molybdän oder Wolfram mit einer Dicke von 1,0 mm und es wird eine Ultraschallschwingung von 19,5 bis 20,0 kHz angewandt, wobei die Badtemperatur 500°C, 525°C oder 550° C beträgt. Die Zeitdauer bis zum Eintritt einer Korrosion oder einer Oxydation des Gefäßes bei der hohen Temperatur durch die Lotlegierung ist jeweils in der Tabelle angegeben.

Tabelle

Temperatur

500 (

525 ( 550 (.

Gelaß aus Tantal 2600 h 670 h 240 h

Gefäß aus Molybdän 2500 h 270 h 200 h
Gefäß aus Wolfram 3000 h 1800 h 260 h

(3) Wenn man ein Gefäß aus 30% Wolfram-Molybdän-Legierung einer Dicke von 1 mm verwendet und eine Ultraschallschwingung von 19,5 bis 20,0 kHz anwendet und wenn die Badtemperatur der geschmolzenen Lotlegierung 470°C beträgt, so stellt man noch nach 2000 h Betriebsdauer keine Korrosion des Gefäßes fest.

(4) Man verwendet ein Gefäß aus Molybdän mit einer JO Dicke von 1,0 mm. Siliciumpulver (150 bis 325 Maschen/2,5 cm) wird unter Verwendung einer Plasmaflamme (65 Volt; 450 Ampere) aufgebracht (Schmelzinjektion), wobei man unter einer Atmosphäre von Stickstoff (Durchfluß: 2,7 m³/h) und Wasserstoff (Durchfluß: 0,27 mVh) arbeitet. Dabei wird eine Siliciumbeschichtung einer Dicke von 0,1 mm ausgebildet. Sodann gibt man die Lotlegierung in das mit einer Siliciumbeschichtung versehene Gefäß und die Ultraschallschwingungsbehandlung mit 19,0 bis 21,0 kHz wird bei einer Badtemperatur von 520°C durchgeführt. Nach einer Betriebsdauer von 2000 h findet man keinerlei Korrosion oder Oxydation des Gefäßes und auch keinerlei andere unnormale Effekte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Löten eines schwer lötbaren Metalls aus der Gruppe Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung derselben mit einer oxidierten Oberfläche, mit einem Gefäß, welches eine Lotschmelze aufnehmen kann und einer Spitze, mittels derer die Lotschmelze mit Ultraschallschwingungen beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) zur Aufnahme einer an sich bekannten Lotschmelze, bestehend aus 15 bis 98% Zn, 85 bis 2% Sn, 0,01 bis 0,5% Al und 0 bis 5% Ag vorgesehen ist und mindestens der mit dem Bad (2) in Berührung stehende Teil der Spitze (3) aus Tantal, Niob, Molybdän oder Wolfram oder aus einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) aus Tantal, Wolfram, Molybdän oder einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente besteht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gefäßes (1) mit Silicium beschichtet ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Block (7), mittels dessen die Ultraschallschwingungen zwischen der Spitze (3) und einer Seitenwandung (8) des Gefäßes (1), konzentrierbar sind, wobei mindestens der in Berührung mit dem Bad (2) stehende Teil des Blockes (7) aus Tanta¹, Niob, Molybdän oder Wolfram oder aus einer Legierung mit mindestens einer dieser Komponenten als Hauptkomponente besteht.

5. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Löien eines schwer lötbaren Metalls aus der Gruppe Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung derselben mit einer oxidierten Oberfläche mit einem an sich bekannten Lot, bestehend aus 15 bis 98% Zn, 85 bis 2% Sn, 0,01 bis 0,5% Al und 0 bis 5% Ag.