DE3227143C1

DE3227143C1 - Lötverfahren und Ofen für Lötarbeiten

Info

Publication number: DE3227143C1
Application number: DE19823227143
Authority: DE
Inventors: Peter Marian 4040 Neuss Biernacki; Georg Schaffner
Original assignee: BIERNACKI PETER MARIAN
Current assignee: BIERNACKI PETER MARIAN
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1983-08-11

Description

Der in der Zeichnung dargestellte Ofen besitzt eine in der Zeichnung nicht dargestellte Beheizung, die ihn auf eine Temperatur von beispielsweise 7500 C aufheizt. Im Boden 1 des Ofens sitzt ein Träger 2 für eine aus Metallgerüst 3 und Keramikverblendung 4 bestehende Zahnkrone. Die Zahnkrone 3, 4 wird über die Öffnung 5 im Boden 1 in das Ofeninnere eingeführt Mittels des Trägers 2 kann die Zahnkrone 3, 4 in verschiedener Höhe im Ofen gehalten werden. In der Decke 6 des Ofens ist ein Fenster 7 aus Quarzglas vorgesehen, über das die Zahnkrone 3, 4 beobachtet werden kann. In einer Öffnung 8 einer Seitenwand 9 ist verschiebbar ein Gasbrenner 10 angeordnet, dessen Flamme 11 auf die zu lötende Stelle 12 des Metallgerüstes 3 gerichtet ist. In einer Öffnung 13 der gegenüberliegenden Wand 14 sitzt nach allen Seiten beweglich aufgrund eines Kugelgelenks 15 ein Zuführungsrohr 16 für einen Lötdraht 17.
Mit einem solchen Ofen wird das Lötverfahren folgendermaßen durchgeführt: Zunächst wird außerhalb des Ofens die Zahnkrone 3, 4 in eine für die Lötarbeiten geeignete Lage auf dem Träger 2 gebracht. Dann wird die Zahnkrone 3, 4 durch den Träger 2 in den Ofen eingebracht und gleichmäßig auf die Vorwärmtemperatur von ca. 7500 C erwärmt.
Bereits während dieser Erwärmung kann die Zahnkrone 3, 4 sich in einer Stellung befinden, die günstig für die zusätzliche, örtliche Erwärmung der zu lötenden Stelle 12 ist. Sofern das Lötgerät 10 sich schon in der in der Zeichnung dargestellten Stellung befindet, muß natürlich die Flamme 11 aus sein. Es ist aber auch möglich, daß die Flamme 11 brennt, das Lötgerät sich aber noch außerhalb der richtigen Position befindet Ist die Temperatur von 7500C erreicht, wird die zu lötende Stelle 12 örtlich durch die Flamme 11 erwärmt und bei Erreichen der Fließtemperatur des Lotes wird der Lötdraht 17 zugeführt. Da dieser Lötvorgang durch das Fenster 7 beobachtet werden kann, kann das Lot an der richtigen Stelle und in richtiger Dosierung zugeführt werden. Sobald die Flamme 11 von der Lötstelle entfernt wird, erkaltet das Lot schnell infolge des Temperaturausgleichs mit dem übrigen Substrat.
Wegen der im Ofen herrschenden hohen Temperatur sollte das Gas für ein insbesondere mit Wasser gefülltes Rohr 18 und der Lötdraht über das entsprechend gekühlte Rohr 16 zugeführt werden. Die Rohre 16, 18 sind doppelwandig mit Hin- und Rückflußkanal ausgebildet und an eine Zu- und Abflußleitung 19, 20, 21, 22 angeschlossen.
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Claims

Batentansprüche: 1. Lötverfahren an einem Substrat aus zwei fest miteinander verbundenen Körpern, die verschiedene Wärmeleit- und Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, insbesondere an einer aus einem Metallgerüst und einer Keramikverblendung bestehenden Zahnkrone und/oder Brücke, in einem Ofen, in dem das Substrat gleichmäßig auf die Temperatur der Ofenatmosphäre erwärmt wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Substrat in der Ofenatmosphäre nur auf eine Vorwärmtemperatur, die geringfügig unter der Fließtemperatur des Lotes liegt, erwärmt wird, und daß dann die zu lötende Stelle unter Zuführung von Lot auf die höhere Fließtemperatur des Lotes gebracht wird.
2. Lötverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu lötende Stelle mit einer Flamme auf die höhere Fließtemperatur gebracht wird.
3. Lötverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerwärmtemperatur 5 bis 10% unter der Fließtemperatur gehalten wird.
4. Ofen für Lötarbeiten an Substraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ofenwand (9, 14) oder Ofendecke (6) ein Beobachtungsfenster (7) vorgesehen ist und daß von den im Ofen befindlichen Gegenständen, dem Substrat (3, 4), einer zusätzlichen Wärmequelle (10, 11) für die örtliche Erwärmung des Substrates (3, 4) und dem Lot (17) mindestens zwei Gegenstände von außerhalb des Ofens über Schleusen manipulierbar sind.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärmequelle (10, 11) im Ofen örtlich feststellbar ist und das von einem Träger (2) getragene Substrat (3, 4) in Richtung der Wärmequelle (10,11) bewegbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lötverfahren an einem Substrat aus zwei fest miteinander verbundenen Körpern, die verschiedene Wärmeleit- und Ausdehungskoeffizienten haben, insbesondere an einer aus einem Metallgerüst und einer Keramikverblendung bestehenden Zahnkrone und/oder Brücke, in einem Ofen, in dem das Substrat gleichmäßig auf die Temperatur der Ofenatmosphäre erwärmt wird.

Solche Lötverfahren an Zahnkronen werden in zahntechnischen Labors durchgeführt. Da der Ofen bei der Erwärmung des Substrates verschlossen ist, ist es erforderlich, vor Einführung des Substrates in den Ofen das Lot an der richtigen Stelle und in ausreichender Menge zu positionieren.

Daß der Erfolg dieses Lötverfahrens, daß einen Eingriff in den Lötprozeß nicht erlaubt, von der Erfahrung des Zahntechnikers und seiner Sorgfalt abhängt, versteht sich von selbst Da das Substrat ganzheitlich gleichmäßig auf die Fließtemperatur des Lotes erwärmt wird, besteht nicht die Gefahr, das aufgrund von inneren Spannungen, die sich wegen der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten und Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Keramik verstärkt auswirken können, die Keramikverblendung reißt oder von dem Metallgerüst abplatzt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lötverfahren der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Substrat in der Ofenatmosphäre nur auf eine Vorwärmtemperatur, die geringfügig unter der Fließtemperatur des Lotes liegt, erwärmt wird, und daß dann die zu lötende Stelle unter Zuführung von Lot auf die höhere Fließtemperatur des Lotes gebracht wird.

Obgleich nicht das Substrat ganzheitlich, sondern nur örtlich auf eine höhere Temperatur gebracht wird, besteht nicht die Gefahr, daß es zu unzulässig hohen Spannungen zwischen den fest miteinander verbundenen Körpern kommt, die bei einer Zahnkrone zum Reißen oder Abplatzen der Verblendung führen können. Die Temperaturdifferenz zwischen der höher erwärmten Stelle und dem übrigen Bereich ist dafür zu klein. Da nur die zu lötende Stelle erwärmt wird, läßt sich der Lötprozeß besser durchführen als bei vollständiger Erwärmung des Substrates. Die Gefahr des Verlaufens von Lot besteht nicht, da nur die zu lötende Stelle auf über Fließtemperatur erwärmt wird und diese durch Temperaturausgleich mit der Umgebung schnell wieder auf eine Temperatur unter der Fließtemperatur erkaltet, wenn die Zufuhr von zusätzlicher Wärmeenergie unterbrochen wird.

Die Vorwärmtemperatur wird vorzugsweise auf 5 bis 10% unter der Fließtemperatur gehalten. Bei einer Zahnkrone, die mit 8500 C gelötet werden kann, wurden gute Ergebnisse mit einer Vorerwärmtemperatur von etwa 8000 C erzielt. Diese Vorerwärmtemperatur liegt genügend tief unter der Fließtemperatur des Lotes und nicht so weit von der Fließtemperatur weg, daß bei örtlicher, stärkerer Erwärmung unzulässig hohe Spannungen entstehen. Die Vorerwärmtemperatur sollte nicht mehr als 100 bis 1300 C unter der Fließtemperatur des Lotes liegen Günstig dürfte es sein, wenn die zu lötende Stelle mit einer Flamme auf die höhere Temperatur gebracht wird.

Für die Durchführung des Lötverfahrens eignet sich ein Ofen der in der Ofenwand oder Ofendecke ein Beobachtungsfenster hat und bei dem von den im Ofen befindlichen Gegenständen, nämlich dem Substrat, einer zusätzlichen Wärmequelle für örtliche Erwärmung des Substrates und dem Lot, mindestens zwei Gegenstände von außerhalb des Ofens über Schleusen manipulierbar sind. Vorzugsweise ist die zusätzliche Wärmequelle im Ofen feststellbar und das von einem Träger gehaltene Substrat in Richtung der Wärmequelle bewegbar. Die zusätzliche Wärmequelle wird man so feststellen, daß sie, unter Berücksichtigung der Bewegungsmöglichkeit des mit dem Substrat bestückten Trägers, die zu lötende Stelle gut erreicht. Das Lot wird dann an diese Stelle geführt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel eines schematisch im Vertikalschnitt dargestellten Ofens näher erläutert.