DE3246920A1

DE3246920A1 - Loetfaehiger eisendraht

Info

Publication number: DE3246920A1
Application number: DE19823246920
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: NEUMAYER KARL GmbH
Current assignee: NEUMAYER KARL GmbH
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1983-07-21
Also published as: JPS58165211A; AT373188B; GB2112417B; GB2112417A; ATA565681A; NL8205054A

Description

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Karl iieumayer Ges.m.b.H.

Giradonigasse 1

A-2525 Günselsdorf Österreich

D-2000 HAMBURG 30 NEUER WALL 10

W (0 40) 34 00 45 34 00 56

TELEX 2163551 INTU D TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG

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Patentanmeldung

Lö t. f ä h i p\ e r K i s e η d r ah t

BAD ORIGINAL

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Die Erfindung bezieht sich auf einen lötfähigen Eisendraht mit Nickel- und Zinnauflage.

Zur Herstellung der Verdrahtung elektrischer Schaltungen sowie als Anschlußleiter für passive elektronische Bauteile ist es gemäß CH-PS 310 839 und 310 840 oder DE-AS 1 082 094 bekannt, beschichtete, insbesondere verzinnte Kupferdrähte zu verwenden. Kupfer ist leicht verarbeitbar, hat einen sehr hohen elektrischen Leitwert und am passiven Bauelement als Zuleitungsdraht eingesetzt, ist es ein bedeutender Kostenfaktor.

Bei den heutigen elektronischen Schaltungen bringt jedoch eine extrem gute elektrische Leitfähigkeit der Verdrahtungen und der Anschlußdrähte elektronischer Bauteile meist keine Vorteile. Wichtig ist in erster Linie eine bestimmte Duktilität und eine einwandfreie Lötbarkeit der Leiterdrähte. Versuche bei der Anmelderin
mit verzinnten Eisendrähten, niedrigen Kohlenstoffgehaltes haben ergeben, daß solche verzinnte Eisendrähte
zwar nach dem Verzinnen gut verlötbar sind, aber nach
einer längeren Lagerung oder einer künstlichen Alterung beim Lötvorgang von der Lötschmelze nicht mehr benetzt
werden, und zwar deshalb, weil die oberflächige Zinnschicht durch die Lagerung bzw. Alterung in eine Eisen-Zinn-Phase übergeht, die entnetzende Eigenschaften aufweist .

BAD ORIGINAL

Bekannt sind ferner Starkstromleiter, die einen Eisendrahtkern aufweisen, der mit einer äußeren Kupferschicht plattiert ist. Bei diesen bekannten Leitern, aus denen z.B. Leiterseile für Hochspannungsleitungen hergestellt werden, wird die Stromleitungsfunktion im wesentlichen durch die äußere Kupferschicht übernommen, während die Zugfestigkeit des Leiters hauptsächlich durch den Eisendrahtkern bestimmt ist. Im Gegensatz dazu trägt bei
dem Erfindungsgegenstand die auf den Eisendrahtkern
galvanisch aufgebrachte dünne Kupferschicht zu der Gesamtleitfähigkeit des Leiters nur unwesentlich bei.

Die Erfindung strebt einen lötfähigen Draht mit einem billigen Eisenkern an, wobei der Eisenkern billiger als Kupferdraht sein soll, bei welchem die lötfähige: Auflageschicht wärmelagerungsfest, den Lötnormen entsprechend, und beständig ist. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß auf den Eisendraht direkt galvanisch eine Diffusionssperrschicht und auf diese Schicht eine Zinnschicht oder Zinnbleilegierungsschicht aufgebracht ist.

Insbesondere wird vorgeschlagen, daß die Diffusionssperrschicht eine Kupferschicht und/oder eine Nickelschicht ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die galvanische Aufbringung eine sehr dünne

Diffusionssperrschicht erzeugt werden kann und sich diese, also die Kupferschicht und/oder Nickelschicht als auch die Zinnschicht mit dem Eisenkern wärmelagerungsfest und den Lötnormen entsprechend verbindet und man einen den Prüfnormen für Löten entsprechenden Draht erhält, der dank des Eisenkerns und der dünnen Nickel- oder Zinnschicht zu einem wesentlich günstigeren Preis als herkömmliche lötfähige Drähte hergestellt werden kann. Die Haftung des Lötzinns auf den galvanisch aufgebrachten Schichten ist überraschenderweise auch nach künstlicher Alterung mit Sicherheit gegeben.

Weiters wird vorgeschlagen, daß die galvanisch auf den Eisendraht aufgebrachte Kufperschicht eine Stärke von 0,5 bis 4μ, vorzugsweise 2μ, beträgt.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besagt, daß die Stärke der Nickelschicht 0,5 bis 4μ, vorzugsweise 2μ, beträgt.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß die Stärke der Zinnschicht 3 bis 1Ou, vorzugsweise 5μ, beträgt.

Derartig dünne Materialschichten lassen sich kostengünstig nur galvanisch aufbringen. Der erfindungsgemäße Draht besteht im wesentlichen aus dem billigen Eisenkern, vorzugsweise aus niegrig legiertem Eisendraht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,03 bis 0,1%,. wobei jedoch auch ein anderer Eisenkern für Spezialzwecke verwendet werden kann und sehr dünnen Kupfer-, Nickel und Zinnschichten, sodaß der Verbrauch an teuren Buntmetallen gering ist und damit der Preis des Gesamtproduktes gering gehalten werden kann, obwohl überraschenderweise das Endprodukt den Lötnormen voll entspricht.

Unter Draht wird selbstverständlich nicht nur Runddraht, sondern auch Flachdraht, Draht mit quadratischem Querschnitt, Draht mit rechteckigem Querschnitt oder Profildraht mit beliebigem Querschnitt verstanden. Alle diese Drähte lassen sich galvanisch behandeln. Selbstverständlich ist es möglich statt einem Eisenkern mit geringem Kohlenstoffgehalt für andere Festigkeitserfordernisse oder Materialeigenschaften entsprechend legierte Drähte zu verwenden« Insbesondere ist es auch möglich für Sonderzwecke nichtraagnetisches Eisen zu beschichten, wobei dabei auch eine dünne Beschichtung von Sonderprofilen möglich ist.

Insbesondere ist es möglich, bei der galvanischen Herstellung eine genaue und ökonomische Dimensionierung der Schichten zu erzielen und eine gleichmäßige Beschichtung zu erreichen.

Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken.

In Fig. 1 ist in Schrägansicht und Schnitt schematisch vergrößert ein Teil eines lötfähigen Drahtes gezeigt, wobei aus zeichentechnischen Gründen die Beschichtung nur vergrößert gezeigt werden kann. Fig. 2 zeigt schematisch eine galvanische Erzeugungsanlage. Fig. zeigt in Ansicht von oben eine Variante einer Anlage, bei welcher drei Drahtbahnen zu je sechs Drähten nebeneinander in verschiedenen Behandlungsstationen hintereinander angeordnet sind.

Der in Fig. 1 gezeigte Draht'besteht aus einem Eisenkern 1, aus einem Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,05%, der an sich schweißbar ist. Auf diesem Eisenkern ist galvanisch eine Kupferauflage 2 mit einer Stärke von 2μ und darüber eine Nickelauflage 3, mit einer Stärke von gleichfalls 2μ aufgebracht. Die äußerste

Schicht besteht aus einer Zinnauflage, die eine Stärke von 5μ aufweist. Der Eisendraht wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist„ von einer Eisendrahtvorratsrolle 5 in ein galvanisches Kupferbad mit Zusatzeinrichtungen, wie Äbwärtseinrichtung usw., geführt, in welchem die Kupferauflage 2 aufgebracht wird. In einem Nickelbad 9 einer galvanischen Nickelaufbringanlage wird daraufhin die Nickelauflage 3 aufgebracht und sodann in einem Zinnbad gleichfalls galvanisch eine Zinnauflage aufgebracht,, worauf der fertige Draht auf der Afwickelrolle 10 aufgewickelt wird.

In der Ausführung gemäß Fig. 3 ist ein Teil einer kompletten GaIvanisierungsanlage detaillierter gezeigt. In dieser Anlage sind parallel drei Drahtbahnen mit je sechs Drähten übereinander vorgesehen, wobei mehrere Bäder hintereinander angeordnet sind. Der Draht durchläuft zunächst analoge Entfettungsstationen, danach mit ,geradlinigem Durchlauf eine Dekapierungsstation, die mit 10%iger Salzsäure bei 20° gefüllt ist. Diese Stationen sind nicht gezeigt. Von dort läuft der Draht in die Unterkupferungsstation 13, in welcher bei 40⁰C mit 800A bei einer

Tauchlänge von 4,5m 1μ Kupfer aufgebracht wird. In der folgenden Dekapierungsstation 14 wird der Draht mit Sulfamidsäure behandelt und kommt weiter in ein Nickelbad 15, wo eine Nickelschicht von 2μ mit 2000 A und einer Tauchlänge vom 9m aufgebracht wird, wobei die Anoden-Kathoden-Spannung 12V beträgt. Weiter gelangt der Draht über eine weitere Dekapierungsstation in ein nicht gezeigtes analoges Zinnbad, in welchem eine 4μ starke Zinnschicht mit 2000 A und einer Tauchlänge von 12m aufgebracht wird. Nach einer Behandlung mit Heißwasser wird der Draht auf Rollen gespult. Das Ausgangsdrahtmaterial ist dabei ein Eisendraht, das Endprodukt ein lötfähiger Draht.

Es hat sich gezeigt, daß die galvanische Aufbringung gute Ergebnisse bringt. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, auch andere Schichtaufbringungsmethoden zu verwenden, so wäre es beispielsweise möglich, den vernickelten Draht durch ein Zinnbad durchzuziehen, statt einem Zinnbad können auch ähnliche lötfähige Legierungen verwendet werden.

Lee rseite

Claims

' y. Lötfähiger Eisendraht mit Nickel- und Zinnauflage,, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Eisendraht (1) direkt galvanisch eine Diffusionssperrschicht und auf diese Schicht eine Zinnschicht (4) oder Zinnbleilegierungsschicht aufgebracht ist,
2. Lötfähiger Eisendraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperrschicht eine Kupferschicht (2) und/oder eine Nickelschicht (3) ist.
3. Lötfähiger Eisendraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch auf den Eisendraht aufgebrachte Kupferschicht eine Stärke von 0,5 bis 4μ, vorzugsweise 2μ, beträgt.
4. Lötfähiger Eisendraht nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Nickelschicht 0,5 bis 4μ, vorzugsweise 2μ, beträgt.
5. Lötfähiger Eisendraht nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Zinnsicht 3 bis 10μ, vorzugsweise 5μ, beträgt.
6. Verfahren zur Herstellung eines lötfähigen Eisendrahtes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Eisendraht (1) direkt galvanisch eine Kupferschicht (2) und/oder Nickelschicht (3) und auf diese Schicht (3) bzw. Schicht (2), wie an sich bekannt, eine Zinnschicht (4) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinnschicht oder Zinnbleilegierungsschicht galvanisch aufgebracht ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinnschicht oder Zinnbleilegierungsschicht in an sich bekannter Weise durch Ziehen des Drahtes durch ein Zinnbad oder ein Bad mit einer lötfähigen Legierung aufgebracht ist.

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