DE2645953C3 - Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer LötverbindungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer abstandsgenauen, vakuumdichten Lötverbindung
zwischen zwei Bauteilen mit metallischen Lötflächen, die unter Zwischenfügung eines Lotes in
einer Schutzgasatmosphäre bei Anwendung erhöhter Temperaturen und eines Druckes miteinander verlötet
werden.
Auf dem Gebiet der Elektronenröhren, insbesondere der Mikrowellenröhren, ist es bereits bekannt, das
Vakuumgefäß zumindest teilweise aus Metallteilen herzustellen. Es ist ferner bekannt, die vakuumdichten
Verbindungen der einzelnen Gehäuseteile als Lötverbindungen zwischen zwei metallischen Teilen auszubilden.
Die zu verlötenden metallischen Oberflächen können dabei auch als Metallschichten bestehen, die auf
Isolierteile, insbesondere auf Keramikteile aufgebracht sind.
Es ist weiter bekannt, daß die vakuumdichten Verbindungen bei Elektronenröhren auf eine Lötverbin-■;
dung zwischen Kupferteilen mit Hilfe eines Silberlotes zurückgeführt werden. Die beiden zu verwendenden
Partner können dabei aus Kupferteilen oder aber an den zu verwendenden Oberflächen mit einer Kupferschicht
versehene Keramikteilen bestehen.
in Bei Röhren, bei welchen sehr hohe Genauigkeitsanforderungen
bezüglich der Abstände der Elektroden gestellt werden, treten bei Anwendung der bekannten
Lötverfahren häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Maßgenauigkeiten der herzustellenden Lötverbindung
auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von
Lötverbindungen der eingangs genannten Art anzugeben, das die Herstellung von Lötverbindungen hoher
2(i Genauigkeit, großer Vakuumdichtigkeit und großer
mechanischer Stabilität herzustellen gestattet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Lot auf eine der beiden zu verbindenden Lötflächen in
Form einer galvanisch abgeschiedenen Schicht in einer Dicke aufgebracht wird, die in etwa der mittleren
Rauhigkeit der zu verbindenden Lötflächen entspricht, jedoch nicht dünner ist als 2 bis 3 μΐη, und daß nur 50 bis
80%, vorzugsweise 60 bis 70% der Lötfläche mit der Lotschicht bedeckt wird.
!0 Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin,
daß die herzustellenden Lötverbindungen eine hohe Maßgenauigkeit aufweisen, und zwar eine Maßgenauigkeit,
die etwa in der Größenordnung der Oberflächenrauhigkeit der Lötflächen liegt. Die erfindungsgemäß
« hergestellten Lötverbindungen besitzen eine hohe Vakuumdichtigkeit, so daß sie sich besonders als
Lötverbindung an Elektronenröhren eignen. Infolge der hohen mechanischen Festigkeit der beschriebenen
Lötverbindungen eignen sich diese besonders zur
in Anwendung bei Mikrowellenröhren, die starken Schockbelastungen ausgesetzt werden, z. B. die Mikrowellenröhren
für die Raumfahrt.
Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erklärt.
4t Die Figur zeigt zwei miteinander zu verbindende
Metallteile 1 und 2, die bevorzugt aus Kupfer bestehen. Eine vakuumdichte Verlötung soll zwischen den
Oberflächen 4 und 5 erfolgen. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung nur auf eine der Lötflächen, bei
ίο dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Lötfläche
5 eine Silberschicht 3 aufgebracht, und zwar durch galvanisches Abscheiden. Auf diese Weise ist es
möglich, die Stärke der aufgebrachten Silberschicht 3 sehr genau einzuhalten, denn die Stärke dieser
v, Silberschicht 3, die in der Figur übertrieben dick dargestellt ist, soll gemäß der Erfindung in der
Größenordnung der Oberflächenrauhigkeit der Lötflächen 4 und 5 liegen. Handelt es sich dabei um
Oberflächen mit extrem geringer Rauhigkeit, so kann
bo die Silberschicht 3 ggf. etwas dünner sein. Sie soll jedoch
eine Stärke von 2 bis 3 μΐη nicht unterschreiten. Bei
geringeren Stärken konnte keine einwandfreie vakuumdichte Lötverbindung mehr erzielt werden.
Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal wird
οι die zur Verbindung vorgesehene Lötfläche 5 nicht
vollständig mit der Silberschicht 3 bedeckt, sondern nur 50 bis 80%, insbesondere etwa 1Ii dieser zur
Verbindung vorgesehenen Fläche.
Nachdem die eine Lotfläche mit der Silberschicht 3 versehen worden ist, werden die zu verlötenden Teile 1
und 2 in einer Lötlehre fixiert und unter einem Druck ρ zusammengepreßt Der Anpreßdruck auf die Lötflächen
ist so einzustellen, daß er bei der Erwärmung nicht so hoch ansteigt, daß er in den Druckbereich gelangt, bei
dem eine plastische Verformung de; Lötteile auftreten kann. Bei der bevorzugten Verwendung von Kupfer als
Lötflächenmaterial ist darauf zu achten, daß der Druck nicht über einen Wert von 0,8 km/mm2 ansteigt. ι ο
Die Lotung wird dann bei einer Temperatur zwischen etwa 750 und 8500C durchgeführt, und zwar bevorzugt
über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten in einer Schutzgasatmosphäre. Als Schulzgas wird bevorzugt
Wasserstoff gewählt Es bildet sich eine Silber-Kupfer- is
Eutektikum-Zone, in welcher das Silber weitgehend vollständig in das Kupfer eindiffundiert. Die nicht mit
der Silberschicht versehenen Lötflächen bewirken dabei den minimalen Zusammensatz der Lötteile, der durch
die Verzahnung des Oberflächenprofiles der Lötflächen und durch ggf. eine geringfügige Formänderung des
Oberflächenprofils entsteht
Eine solche erfindungsgemäß hergestellte Lötverbindung besitzt eine ausgezeichnete Vakuumfestigkeit und
erreicht eine Zugfestigkeit, die größer ist als 15 kp/mm2.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Zugfestigkeit einer solchen Lötverbindung noch weiter
erhöht werden, indem anschließend noch einmal oder aufeinanderfolgend mehrere Male eine Erwärmung der
Lötstelle auf 800 bis 10000C, vorzugsweise 850 bis 950°C, insbesondere 9000C, vorgenommen wird. Es
konnte festgestellt werden, daß dadurch eine Erhöhung der Zugfestigkeit auf etwa 22 kp/mm2 eintritt
Der Zusammensatz der Lötteile nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrug etwa das IV2
bis 2-fache des Mittenrauhenwertes der Lötflächen. Ein kleinerer Zusammensatz als etwa 2 μιη ließ sich in der
Praxis kaum erreichen, da unterhalb eines Wertes die Vakuumdichtigkeit und die mechanische Festigkeit
nicht mehr hinreichend gewährleistet waren.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zum Herstellen einer abstandsgenauen, vakuumdichten Lötverbindung zwischen zwei
Bauteilen mit metallischen Lötflächen die unter Zwischenfügung eines Lotes in einer Schutzgasatmosphäre
bei Anwendung erhöhter Temperaturen und eines Druckes miteinander verlötet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lot auf eine der beiden zu verbindenden Lötflächen in Form
einer galvanisch abgeschiedenen Schicht in einer Dicke aufgebracht wird, die in etwa der mittleren
Rauhigkeit der zu verbindenden Lötflächen entspricht, jedoch nicht dünner ist als 2 bis 3 μηι, und
daß 50 bis 80% der Lötfläche mit der Lotschicht bedeckt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 60 bis 70% der Lötfläche mit der
Lotschicht bedeckt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötflächen aus Kupfer
bestehen und als Lot eine Silberschicht aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötung bei einer
Temperatur zwischen 750 und 8500C, insbesondere bei etwa 8000C vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötung in einer
Wasserstoffatmosphäre vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löttemperatur
über einen Zeitraum von 10 bis 30 min, insbesondere 20 min einwirken gelassen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine
Lötfläche ringförmig ausgebildet ist und die Lotschicht ringförmig aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erhöhung der
Zugfestigkeit der Lötverbindung, diese nachfolgend noch ein- oder mehrere Male auf eine Temperatur
von 800 bis 10000C, vorzugsweise 850 bis 95O0C,
insbesondere 9000C erhitzt wird.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung von vakuumdichten
Lötverbindungen an Elektronenröhren, insbesondere an Mikrowellenröhren.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762645953 DE2645953C3 (de) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762645953 DE2645953C3 (de) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2645953A1 DE2645953A1 (de) | 1978-04-13 |
DE2645953B2 DE2645953B2 (de) | 1979-09-13 |
DE2645953C3 true DE2645953C3 (de) | 1981-04-30 |
Family
ID=5990250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762645953 Expired DE2645953C3 (de) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2645953C3 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4320910C1 (de) * | 1993-06-18 | 1994-09-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer gasdichten Lötverbindung und Anwendung des Verfahrens bei der Herstellung von Bauelementen mit vakuumdichten Gehäuse |
DE4428875C2 (de) * | 1994-08-08 | 1996-10-24 | Mannesmann Ag | Verfahren zur Herstellung einer hohlen Achse |
KR100255027B1 (ko) * | 1995-05-17 | 2000-05-01 | 니시무로 타이죠 | 세라믹 금속접합재 및 이를 사용한 세라믹 금속접합체 제조방법 및 이를 이용하여 제작한 진공기밀용기 |
-
1976
- 1976-10-12 DE DE19762645953 patent/DE2645953C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2645953A1 (de) | 1978-04-13 |
DE2645953B2 (de) | 1979-09-13 |
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