DE4020884C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE4020884C2 DE4020884C2 DE4020884A DE4020884A DE4020884C2 DE 4020884 C2 DE4020884 C2 DE 4020884C2 DE 4020884 A DE4020884 A DE 4020884A DE 4020884 A DE4020884 A DE 4020884A DE 4020884 C2 DE4020884 C2 DE 4020884C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloys
- alloy
- materials
- temperature
- solder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
- H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0744—Manufacture or deposition of contacts or electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lotlegierung
gemäß Patentanspruch 1 sowie
die Verwendung einer solchen Lotlegierung.
Die Supraleitung wurde zuerst von dem holländischen Physiker
H. Kamerlingh-Onnes 1911 während seiner Untersuchungen der
elektrischen Leitfähigkeit von Metallen bei sehr niedrigen
Temperaturen beobachtet. Er stellte fest, daß wenn
gereinigtes Quecksilber abgekühlt wird, sein spezifischer
elektrischer Widerstand bei einer Temperatur von 4,16 K
abrupt verschwindet. Oberhalb dieser Temperatur ist der
spezifische elektrische Widerstand klein, jedoch endlich und
meßbar, wenn jedoch die Temperatur unter 4,16 K abgesenkt
wird, ist der spezifische elektrische Widerstand so klein,
daß er effektiv gleich null ist. Diese spezielle Temperatur,
bei welcher der Übergang und das Verschwinden des effektiven
spezifischen elektrischen Widerstandes stattfindet, wird als
kritische Temperatur oder Sprungtemperatur Tc bezeichnet.
Kamerlingh-Onnes glaubte, daß er einen neuen physikalischen Zustand der
Materie bei Temperaturen unterhalb der Sprungtemperatur
entdeckt habe und prägte den Begriff "supraleitender Zustand"
für das beobachtete Phänomen bei Temperaturen unterhalb der
Sprungtemperatur Tc und den Begriff "normaler oder (normal
leitender) Zustand" für die elektrischen Eigenschaften, die
bei Temperaturen oberhalb der Sprungtemperatur beobachtet
werden. Kamerlingh-Onnes fand auch, daß der Übergang zur Supraleitung
reversibel ist und daß ein supraleitendes Material bei der
Sprungtemperatur seinen normalen spezifischen elektrischen
Widerstand wieder annimmt.
Die moderne Theorie der Supraleitfähigkeit ist das Ergebnis
der Forschungen von Bardeen, Cooper und Schrieffer [Phys.
Rev. 106 : 162 (1957)]. Die von diesen Forschern entwickelte
Theorie, die gewöhnlich als "BCS-Theorie" bezeichnet wird,
hat allgemeine Anerkennung gefunden, da sie die meisten
Erscheinungen, die im Zusammenhang mit der Supraleitfähigkeit
beobachtet werden können, zu erklären vermag. Das
Prinzip beruht auf einer quantenmechanischen Behandlung der
Phänomene der Supraleitung und die BCS-Theorie ist dazu
verwendet worden, die verschiedenen beobachtbaren Effekte
der Supraleitung zu erklären, wie das Verschwinden des
elektrischen Widerstandes, den Meissner-Effekt und dergl. Da
die BCS-Theorie tief in die Quantenmechanik führt, sei hier
bezüglich weiterer Einzelheiten auf die wissenschaftliche
Literatur verwiesen, z.B. M.A. Omar, Elementary Solid State
Physics: Principles and Applications, Addison-Wesley
Publishing Company, 1975, S. 496 bis 527; und M. Tinkham,
Introduction To Superconductivity, McGraw-Hill Co., 1975.
Es hat sich gezeigt, daß die Supraleitfähigkeit kein
seltenes Phänomen ist. Sie tritt bei einer beträchtlichen
Anzahl von atomaren Elementen, metallischen Legierungen und,
wie neuerdings festgestellt wurde, warmfesten Oxidkeramiken
auf. Für viele Jahre war die höchste Sprungtemperatur, die
bekannt war, nur 23 K. Es bestanden dementsprechend ein
starkes Interesse und Forschungsaktivitäten, supraleitfähige
Materialien mit wesentlich höheren Sprungtemperaturen zu
finden, möglichst solche, die nahe bei der Raumtemperatur
(20°C) liegen. Bis vor nicht allzu langer Zeit waren die
diesbezüglichen Bemühungen jedoch ganz erfolglos.
1986 wurde jedoch entdeckt, daß polykristalline gesinterte
Keramik-Pellets aus Yttrium-Barium-Kupferoxid und Mischungen
von Kalium, Barium, Wismut und Sauerstoff ohne Kupfer
verhältnismäßig hohe Sprungtemperaturen Tc und Supraleit
fähigkeit bei Temperaturen bis hinauf zu 120 K aufweisen
[Bednorz, J.G. und K. A. Muller, Z. Phys. B64 : 189 (1986);
Wu et al Phys. Rev. Lett. 58 905 (1987); und Chu et al,
Phys. Rev. Lett. 60 : 941 (1988)]. Diese Forschungen und
Entwicklungen von Supraleitermaterialien mit immer höherer
Sprungttemperatur Tc sind immer noch Gegenstand intensiver
Forschungen.
Ein in diesem Zusammenhang aufgetretenes und noch nicht
zufriedenstellend gelöstes Problem stellt die elektrische
Verbindung von supraleitfähigen Materialien, insbesondere
von Hoch-Tc-Supraleitern, mit sich selbst und anderen
elektrisch leitfähigen Materialien im normalleitenden
Zustand dar. Per Definition sind unter elektrisch
leitfähigen Materialien im Normalzustand sowohl Normallei
ter, wie Gold, Silber, Kupfer und Eisen als auch Halbleiter,
wie Kohlenstoff, Silizium, graues Zinn und Germanium sowie
ihre Mischungen mit Indium, Gallium, Antimon und Arsen,
u.a.m. zu verstehen.
Zum elektrischen Verbinden von Leitern mit sich selbst und
mit Halbleitern verwendet man traditionell Lote, ein
genereller Terminus für Legierungen, die sich zum Verbinden
von Metallen durch Löten eignen. Die Haupttypen der konven
tionellen Lote sind Weichlote, wie Blei-Zinn-Legierungen
und Hartlote, wie Legierungen von Kupfer und Zink und
gegebenenfalls Silber. Bezüglich des Standes der Technik auf
dem Gebiet der Lote und der Lötverfahren sei auf die
folgenden Patentschriften verwiesen: US-PS 36 00 144, in der
eine niedrig schmelzende Hartlotlegierung beschrieben ist;
US-PS 40 50 956, in der ein Verfahren zum chemischen
Verbinden von Metallen mit warmfesten Oxidkeramiken
beschrieben ist; US-PS 45 80 714, in der eine Hartlotlegierung
beschrieben ist, die Kupfer, Titan, Aluminum und Vanadium
enthält. US-PS 45 82 240, in der ein Verfahren zur Verbindung
piezoelektrischer Bauteile durch intermetallische Diffusion
beschrieben ist; US-PS 46 21 761, in der ein Hartlötver
fahren zum Herstellen fester Verbindungen zwischen Metallen
und Keramiken beschrieben ist, bei dem die Hartlöttempera
turen auf Werte von höchstens 750°C beschränkt sind; und
US-PS 46 31 099, in der ein Verfahren zum Verbinden von
Oxidkeramik mit Kupfer oder Kupferlegierungen beschrieben
ist. Jüngere Bestrebungen zur Weiterentwicklung von Ver
fahren zum Herabsetzen des Widerstandes elektrischer Kon
takte oder Verbindungen zwischen supraleitfähigen Materialien
haben zu Verfahren geführt, bei denen massegesinterte Proben
von Yttrium-Barium-Kupferoxid für eine Stunde bei Tempera
turen bis zu 500°C getempert werden [Superconductor News,
Mai-Juni, 1988, Seite 5]; oder bei denen Laserstrahlung dazu
verwendet wird, eine dünne Schicht aus supraleitfähigem
Yttrium-Barium-Kupferoxid direkt auf einem Siliziumsubstrat
niederzuschlagen [Superconductor News, Mai-Juni, 1988,
Seite 1]. Alle diese Verfahren erfordern entweder extreme
Temperaturen oder komplizierte Einrichtungen. Es besteht also
ein seit langem erkannter Bedarf an Materialien, die sich als
Lot eignen und bei Supraleitungstemperaturen keinen oder nur
einen kleinen elektrischen Widerstand aufweisen und die
trotzdem eine starke und gut haftende Verbindung zwischen
Supraleitern und Leitern oder Halbleitern herzustellen ge
statten.
Aus Chemical Abstracts, Band 112, 1990, Nr. 2 28 203 k, Seite 771
zur CN 87 101 568 vom 28.12.1988 ist eine Lotlegierung zum
Verlöten von superleitenden und normalleitenden Metallen
bekannt, welche 0 bis 97 Gew.-% Indium, 0 bis 60 Gew.-% Blei,
0 bis 80 Gew.-% Zinn, 0 bis 25 Gew.-% Zink, 0 bis 55 Gew.-%
Kalzium und 0 bis 10 Gew.-% Wismut enthält. Beim Verlöten, das
vorzugsweise bei einer Temperatur unter 300° erfolgt, soll ein
Zink- oder Zinnsalz zugesetzt werden.
Aus der GB-PS 8 30 412 ist eine In-Cd-Lotlegierung mit 40 bis
85% In und gegebenenfalls zusätzlich bis zu 5 Gew.-% mindestens
eines der Metalle Gallium, Zink und Germanium bekannt. Diese
Lotlegierungen sollen, je nach dem verwendeten Flußmittel, für
alle lötbaren Metalle, wie Stahl, Aluminium, Nickel, Kupfer,
Platin, Gold, Silber, Indium, Germanium, sowie Silizium, Blei-Antimonlegierungen
und intermetallische Verbindungen wie InSb
geeignet sein.
Aus der GB-PS 9 27 380 ist eine Lotlegierung für Halbleiter
bekannt, die aus 2 bis 25 Gew.-% Blei, 0 bis 4 Gew.-% Zinn,
0 bis 2 Gew.-% Cadmium, Rest Indium besteht.
Aus Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 13,
1977, Seiten 203 und 204 sind verschiedene Indiumlote bekannt,
z. B. (in Gew.-%) 75 In, 25 Cd; 55 In, 35 Bi, 10 Pb und 65 In,
35 Bi. Außerdem wird dort erwähnt, daß In-Ga-Lote von
eutektischer Zusammensetzung als Lot geeignet sind.
Aus der DE-AS 11 25 551 ist ein In-Ga-Lot mit 0,5 bis 2% Ga,
Rest In bekannt.
In der US-PS 31 65 403 werden Hg-In-Sn-Lote beschrieben, die
70 bis 95% Hg und 5 bis 30% einer In-Sn-Legierung aus 50% In
und 50% Sn enthalten. Diese Lote werden zum Verbinden von
Supraleitern verwendet.
Aus der US-PS 19 59 668 ist ein Amalgam aus 1 bis 50% In, Rest
Hg für Dentalzwecke bekannt.
Aus der DE-AS 14 83 474 sind Weichlotlegierungen auf Wismutbasis
mit mindestens 32% Wismut, die auch z. B. 26% In
enthalten können, ferner Weichlotlegierungen aus 50% In und
50% Pb sowie 75% Pb und 25% In u. a. m. bekannt, die mit einem
Flußmittel unter hohem Preßdruck geformt werden sollen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lotlegierungen zu schaffen,
die sich zum elektrischen Verbinden von supraleitfähigen
Materialien, insbesondere Hoch-Tc-Supraleitermaterialien, mit
sich selbst, mit elektrisch normal leitfähigen Materialien
oder mit halbleitenden Materialien eignen und sich durch einen
niedrigen Schmelzpunkt sowie einen niedrigen Kontaktwiderstand
auszeichnen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete
Lotlegierung gelöst.
Die vorliegende Legierung enthält:
60 bis 90 Atom-Prozent Indium und einen Zusatz von 40 bis 10 Atom-Prozent aus mindestens zwei der Metalle Quecksilber, Gallium und Wismut, wobei die Legierung in der Lage ist, die zu verbindenden Materialien in erheblichem Ausmaße zu benetzen und bei Temperaturen bis zu etwa 20°C einen elektrischen Grenzflächenwiderstand in der Verbindung von nicht mehr als etwa 10-3 Ohm cm-2 aufweist.
60 bis 90 Atom-Prozent Indium und einen Zusatz von 40 bis 10 Atom-Prozent aus mindestens zwei der Metalle Quecksilber, Gallium und Wismut, wobei die Legierung in der Lage ist, die zu verbindenden Materialien in erheblichem Ausmaße zu benetzen und bei Temperaturen bis zu etwa 20°C einen elektrischen Grenzflächenwiderstand in der Verbindung von nicht mehr als etwa 10-3 Ohm cm-2 aufweist.
Eine bevorzugte Verwendung der vorliegenden Lotlegierungen
ist das elektrische Verbinden von Hoch-Tc-Supraleitermaterialien
mit sich selbst, mit Normal-Leitermaterialien oder mit halbleiten
den Materialien.
Eine bevorzugte Verwendung dieser Legierungen
ist das Verbinden von Hoch-Tc-Supraleitern mit
sich.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Lotlegierungen,
die sich im geschmol
zenen, flüssigen oder halbflüssigen Zustand zum Verbinden
von und Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen
supraleitfähigen Materialien, zwischen Supraleitern und
normalen metallischen Leitern und zwischen Supraleitern und
halbleitenden Materialien eignen. Bei richtiger Verwendung
ergeben diese metallischen Legierungen einen
festhaftenden und innigen direkten Kontakt zwischen dem
supraleitfähigen Material und dem Material, mit dem es elek
trisch zu verbinden ist, während gleichzeitig die mechani
schen und chemischen Beanspruchungen und Änderungen des
supraleitfähigen Materials selbst minimal gehalten werden.
Obwohl die erfindungsgemäßen Metallegierungen eine Vielzahl
verschiedener chemischer Zusammensetzungen
umfassen, sind allen Ausführungsformen zumindest vier wert
volle physikalische Eigenschaften gemeinsam, und zwar:
ausgezeichnete Benetzungsfähigkeit; ein Schmelzpunkt unter
100°C; ein ungewöhnlich hoher Grad an chemischer Stabilität,
durch den eine Oxidation bei Temperaturen unter 100°C und
ein chemischer Angriff anderer Metalle und/oder keramischer
Oxide vermieden werden; und ein elektrischer Grenzflächen-
oder Übergangswiderstand bei Raumtemperatur (20°C), der
10-3 Ohm pro Quadratzentimeter nicht überschreitet.
Bei der folgenden
Beschreibung werden die üblichen und
gewöhnlich benutzten Definitionen von
Begriffen, wie Supraleiter, Normalleiter, Halbleiter und
dergl. verwendet. Auch die physikalischen Eigenschaften,
Merkmale und Parameter von Legierungen, die als
elektrisch leitfähige Materialien verwendet werden, sowie die
Verfahren zum Analysieren dieser Parameter und Merkmale sind
Stand der Technik. Aus diesen Gründen werden Einzelheiten
bezüglich der Mittel sowie der Art und Weise der Durchführung
empirischer Bestimmungen nur summarisch abgehandelt.
Genauere Lehren und Informationen können beispielsweise den
folgenden Veröffentlichungen entnommen werden, deren Kenntnis
hier vorausgesetzt wird: Howard H. Manko, Solders and
Soldering, McGraw-Hill Book Company, 2. Auflage 1979 und
M.A. Omar, Elementary Solid State Physics; Principles and
Applications, Addison-Wesley Publishing Company, 1975.
Zum leichteren und vollständigen Verständnis der chemischen
Zusammensetzungen, Anwendungen, wesentlichen physikalischen
Parameter und Eigenschaften sowie der Vorteile der erfindungs
gemäßen Metallegierungen ist die folgende, ins einzelne
gehende Erläuterung in einzelne Abschnitte aufgegliedert,
welche spezielle Merkmale betreffen und an die sich die
Beschreibung von Experimenten und empirischen Daten, die die
Erläuterungen belegen und stützen, anschließt.
Die erfindungsgemäßen Lotlegierungen sind elektrisch leit
fähige Legierungen auf der Basis von Indium,
das mit
Zusätzen legiert ist, welche mindestens zwei andere
Metalle umfassen. Auf dieser Basis haben sich
mindestens drei verschiedene Gruppen oder Unterklassen von
ternären Metallegierungen als brauchbar erwiesen. Diese
sind: Legierungen, bei denen ein Zusatzmetall Quecksilber
ist; Legierungen, bei denen ein Zusatzmetall Gallium ist und
Legierungen, bei denen ein Zusatzmetall Wismut ist. Diese
ternären Legierungen werden jeweils einzeln erläutert.
Alle bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
enthalten Quecksilber.
Es können ternäre und quarternäre
Legierungssysteme unter Verwendung von sowohl Indium als
auch Quecksilber hergestellt werden. In diesen Fällen können
die anderen Zusätze einen oder mehrere der folgenden Stoffe
enthalten: Gallium, Wismut und sogar
sehr kleine Anteile an Kupfer und Silber.
Die zweckmäßigen und bevorzugten Bereiche sind für jedes
Zusatzmetall in der folgenden Tabelle I in Atom-Prozent
angegeben:
Unabhängig davon, welche Metalle für die mit
dem Indium zu legierenden Zusätze verwendet werden, wird man
eine Legierung erhalten, die einen minimalen Schmelzpunkt
hat, der in allen Fällen weniger als 100°C betragen wird.
Der genaue Wert der Schmelztemperatur hängt selbstverständ
lich von der Wahl der als Zusatz verwendeten Metalle und
deren Anteile in Atom-Prozent ab. Selbstverständlich haben
die den Zusatz bildenden Metalle jeweils individuelle
Schmelztemperaturen, die erheblich voneinander verschieden
sind. Dies ist aus der folgenden Tabelle II ersichtlich.
Trotzdem zeigen die resultierenden Legierungen, wenn sie in
der beschriebenen Weise hergestellt werden, in jedem Falle
einen Schmelzpunkt unter 100°C und vorzugsweise einen
Schmelzpunkt im Bereich von etwa 50 bis 60°C.
Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Bedingung bezüglich der
maximalen Schmelztemperatur für die vorliegenden Legierungen
kritisch und wesentlich ist, damit sie für Hochtemperatur
supraleiter und andere Leiter geeignet sind. Je höher die
Schmelztemperatur des Lotes ist, um so höher ist nämlich die
Wahrscheinlichkeit einer Oberflächen-Oxidation, -Reduktion
und -Kontamination, was einen erhöhten elektrischen
Widerstand der Verbindung zur Folge hat. Die Vermeidung
einer solchen Oxidation, Reduktion und Kontamination der
Oberflächen ist ein Hauptunterschied und Vorteil der
vorliegenden einzigartigen Metallegierungen gemäß der
Erfindung.
Gallium kann mit Indium und Wismut
mit oder ohne Quecksilber legiert werden.
Die zweckmäßigen und bevorzugten Bereiche der anderen
Metalle, die für die Zusätze als nützlich angesehen werden,
sind in der folgenden Tabelle III aufgeführt.
Die dritte Gruppe von Metallegierungen, die die gewünschten
Eigenschaften aufweisen, enthalten Indium und Wismut.
Es gibt einen weiten Bereich verschiedener
Zusammensetzungen, die Wismut
in Kombination mit anderen Lotlegierungsmetallen enthalten.
Aus den in der folgenden Tabelle IV enthaltenen Angaben ist
ersichtlich, daß jedes der als mögliche Komponente der
Zusatzzusammensetzung aufgeführten Metalle auch schon vorher
als nützlich für die Herstellung von Legierungen auf der
Basis von Quecksilber und Gallium gemäß Tabelle I bzw.
Tabelle III angegeben wurde. Die hauptsächlichen Unterschie
de liegen jedoch im Atom-Prozentanteil des jeweiligen
Metalles in den zweckmäßigen und bevorzugten Bereichen, wenn
Wismut in einem verhältnismäßig hohen Anteil vorhanden ist.
Es gibt nicht weniger als vier Merkmale und physikalische
Eigenschaften, die den zweckmäßigen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in demonstrierbarem Grade gemeinsam
sind. Diese physikalischen Parameter und Merkmale ergeben
die Fähigkeiten und Vorteile, die allen diesen Legierungs
loten gemeinsam sind und sie dienen als tatsächliche Basis,
aufgrund derer jedes Glied dieser Klasse von Legierungen
identifiziert und von den bekannten sowie konventionell ver
wendeten Loten unterschieden werden kann. Es sind dies:
Eine einzigartige Benetzungsfähigkeit von supraleitfähigen
Keramiken; eine Schmelztemperatur von weniger als 100°C in
allen Fällen; eine ausgezeichnete chemische Stabilität der
Legierung, die nicht oxidiert, wenn sie geschmolzen wird,
und nicht als Reduktionsmittel wirkt, das andere Metalle
und/oder keramische Oxide nachteilig angreift; ein niedriger
elektrischer Grenzflächen- oder Kontaktwiderstand der auf
gebrachten Legierungen, welcher nicht mehr und vorzugsweise
weniger als 10-3 Ohm pro Quadratzentimeter beträgt; und ein
einfacher sowie schneller Verbindungsprozeß unähnlich den
konventionellen, bekannten Verfahren.
Die Rolle der Benetzung und die Eigenschaft der physischen
Benetzung, aufgrund derer sich ein geschmolzenes Lot über
eine Oberfläche ausbreitet und an ihr haftet, sind gut
verstanden und in der Literatur eingehend beschrieben [siehe
zum Beispiel Howard H. Manko, Solder and Soldering, 1975,
Seiten 4 bis 24 und die dort zitierten Literaturstellen]. Es
ist die physische Benetzung des durch die geschmolzene Le
gierung elektrisch anzuschließenden Materials, die die sich
ausbreitende haftende Oberflächengrenzschicht erzeugt und
die Verfestigung der geschmolzenen Legierung nach der Be
netzung, welche eine permanente Verbindung und Fuge oder
Verbindungsstelle ergibt. Ein allgemein anerkanntes Maß für
die Benetzungsfähigkeit einer Legierung ist der Flächen-,
Kontakt- oder Randwinkel δ zwischen der geschmolzenen Le
gierung und der Oberfläche des elektrisch anzuschließenden
festen Materials. Der Randwinkel δ ist eine Funktion der
Oberflächenspannung, der Schwerkraft und der Grenzflächen
spannung zwischen der geschmolzenen Legierung auf der Ober
fläche des zu fügenden Materials und seiner Umgebung. Bei
gänzlich nicht benetzenden Zusammensetzungen ist der
Randwinkel δ etwa 180°; vollständig benetzende Legierungen
bilden einen Randwinkel δ von etwa 0° und Substanzen, bei
denen der Randwinkel δ zwischen 180° und 0° liegt, werden
als teilweise benetzende Zusammensetzungen angesehen. Je
kleiner also der Randwinkel δ ist, um so größer ist die
Benetzungsfähigkeit der betreffenden Zusammensetzung.
Alle erfindungsgemäßen Metallegierungen weisen stark
verbesserte Benetzungseigenschaften mit nachweisbaren
Randwinkeln, die im allgemeinen zwischen etwa 65 und 105°
liegen, auf.
Der Grad der Benetzung und der
gemessene Randwinkel ändern sich selbstverständlich stark in
Abhängigkeit von der Reinheit und Sauberkeit der Oberfläche
des zu verlötenden Materials und der Metallegierung selbst.
Es ist äußerst erwünscht, daß diese Materialien frei von Öl,
Feuchtigkeit, oxidierten Fremdkörpern und dergl. sind, da
jede dieser Verunreinigungen beträchtlich zur Verringerung
des Benetzungsgrades beiträgt. Die besten Resultate werden
mit frisch gereinigten und polierten Oberflächen der
elektrisch zu verbindenden Materialien erreicht. Ein Beispiel
einer Metallegierung mit besonders guter Benetzungsfähigkeit ist
in der folgenden Tabelle V aufgeführt:
Einige bevorzugte
Metallegierungen einschließlich Amalgamen sind eutektische
Mischungen und manche sind feste metallische Mischungen.
Der Schmelzpunkt für alle diese Legierungen ist in jedem
Falle kleiner als 100°C.
Die vorliegenden
Legierungen, mit oder ohne Quecksilber, haben
im allgemeinen Schmelzpunkte im Bereich von etwa -40°C bis
95°C. Keine dieser metallischen Legierungen hat einen
Schmelzpunkt über 100°C.
Diese niedrigen Schmelztemperaturen, die allen richtig
hergestellten erfindungsgemäßen Metallegierungen gemeinsam
sind, haben sowohl physikalische als auch chemische Vorteile.
Als erstes werden durch diese Legierungen die mechanischen
und chemischen Beanspruchungen sowie potentielle Änderungen
der chemischen Zusammensetzung von supraleitfähigen Kerami
ken und Leitermetallen minimal gehalten. Die Anwendung von
Temperaturen, die unter 100°C liegen, schafft die Möglich
keit, die Wärmeeinwirkung zu verringern. Dies ist gleich
falls wichtig hinsichtlich der nun gut verstandenen Tat
sache, daß einer der ausschlaggebenden Parameter bezüglich
der Aufrechterhaltung der Supraleitereigenschaft von kerami
schen Oxiden die Begrenzung oder Kontrolle des Anteils des
Sauerstoffs in der Verbindung ist. Dadurch, daß die Schmelz
temperaturen und die Löttemperaturen der
vorliegenden Legierungen nicht größer als 100°C sind, ist
auch die Fügetemperatur genügend niedrig, um eine nennens
werte Oxidation oder Reduktion der Oberflächen der kerami
schen Oxide und Leitermetalle zu vermeiden; die Fügetempera
tur ist auch niedrig genug, um andere chemische Änderungen
der supraleitfähigen oder leitfähigen Materialien selbst zu
verhindern.
Manche der vorliegenden Legierungen zeichnen sich außerdem
auch durch eine schnelle Verfestigung des geschmolzenen
Lotes aus, d. h. daß die
Zeitspanne, die benötigt wird, um einen haftenden,
effektiven mechanischen und elektrischen Kontakt zwischen
den zu verbindenden Materialien herzustellen, kurz ist.
Eine andere wesentliche Eigenschaft und Charakteristik der
vorliegenden Legierungen ist ihre
Fähigkeit, auch im flüssigen Zustand nicht wesentlich zu
oxidieren. Dies beruht auf der Eigenschaft,
bei Temperaturen unter 100°C zu schmelzen und auch auf der
chemischen Stabilität der Lotlegierungen selbst, welche
einer Oxidation während des Erhitzungsprozesses in den halb
flüssigen oder vollständig verflüssigten Zustand zu
widerstehen. In gleicher Weise wichtig ist es, daß die che
mischen Zusammensetzungen der Legierungen
selbst, unabhängig von den Anteilen ihrer Komponenten, che
misch stabil sind und nicht in irgendeinem nennenswerten
Grade supraleitende keramische Oxide oder Leitermetalle, die
zu verbinden sind, angreifen oder mit diesen reagieren.
Durch diese Legierungen werden also zwischen supraleit
fähigen Materialien und anderen Metallen und Keramiken ein
elektrischer Kontakt und eine Fügestelle gebildet, die für
eine unbegrenzte Zeitspanne mechanisch fest und chemisch
widerstandsfähig ist.
Wie im folgenden hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften
der erfindungsgemäßen Legierungen
gezeigt werden wird, weisen diese bei richtiger Anwendung
und Benutzung einen elektrischen Grenzflächenwiderstand bei
Raumtemperatur auf, der nicht mehr als etwa 10-3 Ohm pro
Quadratzentimeter beträgt. Gewisse bevorzugte Ausführungs
formen ergeben einen elektrischen Grenzflächenwiderstand bei
Raumtemperatur bis herunter zu 10-5 Ohm pro Quadratzentime
ter. In allen Fällen sind die durch die vorliegenden
Legierungen gebildeten elektrischen Kontakte bei
Raumtemperatur (etwa 300 K oder 20°C) und bei der Temperatur
des flüssigen Stickstoffs (etwa 77 K oder -195°C) prinzi
piell ohmsch. Der elektrische Kontaktwiderstand hängt von
der anfänglichen Oberflächenbearbeitung und der Zusammen
setzung der verwendeten Metallegierung ab.
Der
genaue elektrische Grenzflächen- oder Übergangswiderstand
hängt also offensichtlich von der chemischen Zusammensetzung
und der genauen Formulierung der verwendeten Metallegierung
ab. Aus der folgenden Tabelle VI ist der
elektrische Grenzflächenwiderstand
einer Lotlegierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ersichtlich.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Metallegierungen macht
von der konventionellen Praxis hinsichtlich der Mischung von
Metallen Gebrauch. Bekanntlich hat jedes Metall seinen
individuellen und spezifischen Schmelzpunkt, wie schon unter
Bezugnahme auf die Tabelle II erwähnt wurde. Nachdem man
sich für die gewünschte
Zusammensetzung der herzustellenden Legierung entschieden
hat, werden dann die aufgrund des Atom-Prozentanteils
bemessenen Mengen jedes in einen Schmelztiegel einzubringen
den Metalles abgemessen, der dann auf eine Temperatur
erwärmt wird, die etwas höher ist als der Schmelzpunkt des
Metalles mit der höchsten Schmelztemperatur. Die Metalle
werden dann jeweils nacheinander in den Schmelztiegel
eingebracht und die resultierende Flüssigkeit wird vorzugs
weise mechanisch gerührt, um den Legierungsprozeß zu unter
stützen. Wenn die verflüssigte Legierung hergestellt worden
ist, läßt man sie bewegungslos stehen, damit sich Oxide und
andere Verunreinigungen, die sich etwa gebildet haben,
aufschwimmen und abgeschöpft werden können. Es ist sehr
wünschenswert, daß die Temperatur des Schmelztiegels so
exakt wie möglich gesteuert wird, um die Gefahr der Bildung
von Oxiden nach Möglichkeit zu verringern. Wenn es von einem
der verwendeten Metalle bekannt ist, daß
es leicht mit molekularem Sauerstoff reagiert, ist es außer
dem erforderlich, daß der Legierungsprozeß in einer ge
schlossenen, nichtoxidierenden Atmosphäre (z.B. unter
Stickstoff) durchgeführt wird, um eine Beeinträchtigung des
Mischungs- und Legierungsprozesses zu vermeiden.
Nach der Herstellung als geschmolzene Legierung kann die
flüssige Mischung unter Anwendung üblicher Verfahren und
Geräte zum Gießen, Formen und dergl. in jede Form, Größe
oder jedes Format, die gewünscht werden, gebracht werden. Es
ist jedoch sehr zweckmäßig, daß sorgfältige Vorkehrungen
getroffen werden, um eine unbeabsichtigte Oxidierung oder
Verfälschung der Legierung während dieses Formungsprozesses
zu vermeiden.
Die vorliegenden Legierungen
werden zur Herstellung elektrischer und mechanischer Kon
takte oder Verbindungen zwischen supraleitfähigen Materia
lien und diesen selbst, sowie zwischen supraleitfähigen
Materialien und normal leitfähigen Materialien und halblei
tenden Materialien und Metallen verwendet. Ein typisches
Beispiel ist das Anbringen von normalleitenden metallischen
Elektroden an einer supraleitenden Oxidkeramik zur
Herstellung einer gewünschten elektrischen Schaltung. Nur
zum Zwecke der Erläuterung wird daher dieses Anwendungs
beispiel genauer beschrieben, selbstverständlich ist dies
nicht einschränkend auszulegen, die im folgenden beschriebene
Anwendung ist lediglich ein typisches Beispiel für die
generelle Verfahrensweise, welche mutatis mutandis auf jede
beliebige Kombination von elektrisch leitfähigen Materialien
jeder Art von Zusammensetzung angewendet werden kann. Um
bei Verwendung der vorliegenden Lotlegierungen
eine einwandfreie Benetzung und einen minimalen
elektrischen Widerstand zu gewährleisten, ist es unbedingt
erforderlich, daß die Oberflächen der Oxidkeramik und der
Metallelektrode frei von Öl, Feuchtigkeit, Legierungsoxiden
und anderen Verunreinigungen sind. Die bevorzugte relative
Feuchte in der Umgebung der Verbindung während des Lötens
liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 75%, wobei die
Benetzungsfähigkeit der Legierung um so besser ist, je
trockener die Atmosphäre ist.
Im allgemeinen ist ein Lötkolben, wie er gewöhnlich zum
Löten von gedruckten Schaltungen verwendet wird, geeignet,
um die Legierung zu schmelzen, wenn sie im festen Aggregats
zustand vorliegt und um die erhitzte Legierung auf dem Oxid
keramikmaterial zu verteilen. Die empfohlene Temperatur
des Lötkolbens (oder eines anderen ähnlichen Erhitzungsgerä
tes) beträgt etwa 60°C, diese Temperatur kann dadurch gut
eingestellt werden, daß man den Lötkolben an einen Regel
transformator anschließt. Selbstverständlich wird sich der
genaue Wert der Erhitzungstemperatur, die durch den Löt
kolben (oder das andere Erhitzungsgerät) erzeugt wird, nach
der Mindesttemperatur richten, die erforderlich ist, um eine
feste Legierung in einen halbflüssigen, teigigen oder brei
artigen Zustand oder in den vollständig verflüssigten Zu
stand zu bringen. Unter keinen Umständen soll diese
Erhitzungstemperatur jedoch den Wert von etwa 100°C über
schreiten.
Als erster Schritt soll die Oberfläche der Oxidkeramik (oder
des anderen Materials), an der die Verbindung herzustellen
ist, frisch vorbereitet, gereinigt und vorzugsweise mit
feinem Schmirgelleinen poliert werden. Der physikalische Akt
der Verbindung durch die Legierung läßt sich auch dann noch
durchführen, wenn die Oberfläche der Keramik nicht ausrei
chend poliert ist, der Grad der mechanischen Festigkeit und
der elektrische Grenzflächenwiderstand werden sich jedoch
dementsprechend ändern. Es ist ferner sehr zweckmäßig, daß
die Oberfläche des Metalls (oder anderen Materials), das mit
dem Oxidkeramikmaterial verbunden werden soll, ebenfalls
trocken und frei von Öl und anderen Verunreinigungen, Löt
flußmittelpaste, Fingerabdrücken, Staub und dergl. ist.
Die Lotlegierung wird
dann mit dem Lötkolben bei der gesteuerten Minimal
temperatur erhitzt und die Legierung wird in einen halb
flüssigen (breiigen oder pastosen) oder vollständig verflüs
sigten Zustand gebracht. Die erhitzte Legierung wird dann
physisch auf die frisch vorbereitete, polierte Oberfläche
des Oxidkeramikmaterials aufgerieben, bis die Oberfläche
vollständig von der erhitzten Legierung benetzt ist. Es ist
wünschenswert, daß die Temperatur des Oxidkeramikmaterials
im Augenblick des mechanischen Kontaktes mit der Temperatur
der erhitzten Legierung übereinstimmt, um den Benetzungspro
zeß zu fördern. In entsprechender Weise sollte auch die ge
reinigte, oxidfreie Oberfläche der Metallelektrode, die an
der Oxidkeramik anzubringen ist, in entsprechender Weise mit
der erhitzten Legierung benetzt werden. Dieses physikalische
Aufbringen der erhitzten Legierung und Benetzen der
Oberflächen der elektrisch zu verbindenden Materialien ist
ein notwendiger vorbereitender Schritt, um einen effektiven
mechanischen Verbindungskontakt zu gewährleisten, der
mechanischen und chemischen Beanspruchungen widersteht. Die
erhitzte Legierung wird direkt auf die Keramikoberfläche
aufgebracht, vorzugsweise unter Verwendung eines Lötkolbens
mit der gewünschten Erhitzungstemperatur und gleichzeitig
auf die Oberfläche des Metalls. Anschließend werden die mit
Legierung benetzten Oberflächen der Oxidkeramik und der Me
tallelektrode mit zusätzlicher erhitzter Legierung zusammen
gebracht, um eine Fügestelle oder physikalische Verbindung
unter Verwendung der zusätzlichen erhitzten Legierung als
Überbrückungsmaterial zu bilden. Nachdem die Legierungsver
bindung physikalisch oder mechanisch gebildet ist, läßt man
sie abkühlen und verfestigen. Die verfestigte Legierungs
verbindung stellt dann nicht nur eine mechanische Verbindung
dar, die widerstandsfähig gegen physikalische und chemische
Beanspruchungen ist, sondern weist auch einen elektrischen
Grenzflächen- oder Übergangswiderstand auf, der in der
Größenordnung von höchstens etwa 10-3 Ohm cm-2 liegt.
Es sei auf mehrere Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der Art und
Weise der Verwendung der metallischen Legierungen und ihres
Aufbringens auf die Oberflächen von supraleitfähigen
Oxidkeramiken und normalleitenden Metallelektroden hingewie
sen. Als erstes sei daran erinnert, daß sich die erfindungs
gemäßen Legierungen bei Raumtemperatur (20°C) anfänglich
entweder im festen oder im flüssigen Aggregatszustand
befinden können. Für feste Legierungen
ist die empfohlene Temperatur für den Lötkolben (oder das
andere Heizgerät) höchstens gleich der höchsten Temperatur,
die für den Beginn des Schmelzprozesses nötig ist, und zwar
vorzugsweise höchstens 60°C. Bei Temperaturen, die wesent
lich höher sind als es zum Schmelzen der Legierung erforder
lich ist, nimmt das Benetzungsvermögen der Legierung ab und
es besteht ein reales Risiko, daß eine mäßige Oxidation,
Reduktion oder Oberflächenkontaminiation eintreten. Bei
Temperaturen, die niedriger sind als die minimale Schmelz
punkttemperatur der Legierung wird andererseits die Fähig
keit, die Oberflächen der Oxidkeramik und der Metallelektro
den zu benetzen, beeinträchtigt. Alternativ erstrecken sich
die Grenzen der zweckmäßigen Gebrauchstemperaturen für die
jenigen Legierungsformulierungen, die bei Raumtemperatur
flüssig sind, von etwa 20°C bis zu der tatsächlichen Ver
festigungstemperatur der Lotlegierung.
In zeitlicher Hinsicht beträgt die Mindestzeitdauer, die bei
dem Lötprozeß erforderlich ist, unter Verwendung einer halb
flüssigen oder flüssigen Legierung eine wirksame Verbindung
herzustellen, etwa 3 Sekunden pro Quadratmillimeter Ober
fläche bei Verwendung eines Lötkolbens des Bleistift-Typs.
Für das Löten selbst gibt es keine obere zeitliche Grenze,
es ist jedoch zweckmäßig, nicht mehr als 10 Sekunden pro
Quadratmillimeter Kontaktfläche aufzuwenden, um das
Auftreten von oxidierenden Bedingungen oder Änderungen der
Materialien selbst zu vermeiden. Beim Löten von metallischen
Oberflächen ist es nicht empfehlenswert, die Lötdauer
unnötig zu verlängern, damit sich keine intermetallischen
Verbindungen bilden, die den Schmelzpunkt, die Benetzungs
fähigkeit oder andere Eigenschaften der Lotlegierung ver
ändern. Auch hier sollte die relative Feuchte in der
Umgebung der Lötstelle beim Löten von leitfähigen Materia
lien so niedrig wie möglich sein, auf alle Fälle weniger
als 75% relative Feuchte.
Die erfindungsgemäßen metallischen Lotlegierungen sind be
sonders nützlich zum Verbinden von supraleitfähigen Materia
lien mit sich selbst, mit bei der Betriebstemperatur normal
leitenden elektrischen Leitern oder mit halbleitenden
Materialien. Die Eigenschaften und Vorteile, die diese
Klasse von Lotlegierungen einzigartig machen und sie von den
bisher auf diesem Gebiet bekannten Loten unterscheiden,
sind:
- 1. Die Legierungen stellen einen innigen direkten Kontakt zwischen den miteinander verbundenen Materialien her, gleichgültig ob es sich um Supraleiter, wie Oxidkeramiken, oder Normalleiter, wie gewöhnliche Metalle, oder Halbleiter handelt.
- 2. Die Lotlegierungen gewährleisten, daß die mechanischen und chemischen Beanspruchungen minimal bleiben und verhindern Veränderungen von Supraleitern, wie Oxidkeramiken. Da einer der entscheidenden Parameter von Hoch-Tc-Supraleitermaterialien die Menge des in der Verbindung gegenwärtigen Sauerstoffes ist und die bei den vorliegenden Legierungen und Verfahren angewendeten Bindetemperaturen genügend niedrig sind, besteht keine Gefahr, daß eine nennenswerte Reduktion oder chemische Veränderung des supraleitenden Materials selbst eintreten.
- 3. Die Lotlegierungen sind wesentlich einfacher und bequemer zu verwenden als die derzeit benutzten Lote, und
- 4. die vorliegenden Legierungen und Verfahren zu ihrer Verwendung reduzieren die Zeit erheblich, die zur Herstellung eines zuverlässigen Kontaktes mit Gußfestig keit und minimalem elektrischen Grenzflächenwiderstand erforderlich ist.
Materialien, die unter Verwendung der vorliegenden Lotlegierungen elektrisch verbunden werden
können, sind u. a. Supraleiter, Normalleiter und Halbleiter.
Bei supraleitenden Materialien gibt es viele
Substanzen, einschließlich hitzebeständigen, hochschmel
zenden Oxidverbindungen, metallischen Legierungen und atoma
ren Elementen, die Eigenschaften haben, die sie als
Supraleiter ausweisen. Eine repräsentative, jedoch nicht er
schöpfende Aufstellung findet sich in der folgenden
Tabelle VII.
Es sei bemerkt, daß gewisse Arten von warmfesten Oxidkera
miken, die erst kürzlich entdeckt worden sind und für
"Hoch-Tc-Supraleiter" repräsentativ sind, sich auch sehr gut
für die Verwendung mit den Lotlegierungen gemäß der Erfindung
eignen. Die Verwendung und Verbreitung von Hoch-Tc-Supralei
termaterialien in Hochstromanwendungen wird in erheblichem
Maße von dem elektrischen Grenzflächenwiderstand der
Hoch-Tc-Materialien miteinander, mit anderen Supraleitern und
mit normalen Metallen abhängen. Die erfindungsgemäßen
Lotlegierungen haben sich als prinzipiell ohmsch gemäß
der generellen mathematischen Formel (U=R×I) für das ohmsche
Verhalten erwiesen. Der elektrische Kontaktwiderstand wird
dementsprechend von der
Zusammensetzung der Legierung, der Reinheit der vorbereiteten
Oberflächen und der Zeit seit der Herstellung der Verbindung
mit der Legierung abhängen.
Alternativ können supraleitfähige Materialien unter Verwen
dung der erfindungsgemäßen Legierungen
elektrisch mit normalleitenden Metallen verbunden werden,
u.a. mit Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Eisen, Zinn, Blei,
Zink und ihren jeweiligen Legierungen. Diese Metalle werden
üblicherweise alleine oder in Form von Legierungen zur
Herstellung elektrischer Kontakte und Schaltungen innerhalb
der normalen Temperaturvariation und -Grenzen der natürlichen
Umgebung verwendet.
Die Lotlegierungen gemäß der Erfindung können
außerdem auch dazu verwendet werden, supraleitfähige Materia
lien mit Halbleitern zu verbinden. Bekannte und normal
verfügbare Halbleiter sind u.a. Kohlenstoff, Silizium, Ger
manium und Metallsalze von Arsen, Phosphor, Antimon,
Schwefel, Selen, Technetium, Phosphate und dergl. Die am
meisten bevorzugte Verwendung der Lotlegierun
gungen gemäß der Erfindung ist jedoch zweifellos die Verbin
dung von hochschmelzenden Oxidkeramiken mit Perovskit-Struk
tur und supraleitende Oxidkeramiken im allgemeinen [Novel
Superconductivity (S.A. Wold and V.Z. Kresin, editors) Plenum
Press, 1987, S. 599].
Claims (2)
1. Lotlegierung auf Indiumbasis,
gekennzeichnet durch 60 bis 90 Atom-Prozent Indium und einen
Zusatz von 40 bis 10 Atom-Prozent aus mindestens zwei der
Metalle Quecksilber, Gallium und Wismut, wobei die Legierung
in der Lage ist, die zu verbindenden Materialien in erheblichem
Ausmaße zu benetzen und bei Temperaturen bis zu etwa
20°C einen elektrischen Grenzflächenwiderstand in der Verbindung
von nicht mehr als etwa 10-3 Ohm cm-2 aufweist.
2. Verwendung der Lotlegierung nach Anspruch 1 zum Verbinden
von Supraleitern, insbesondere
von Hoch-Tc-Supraleitern, mit solchen Supraleitern, elektrisch
normalleitenden Materialien oder halbleitenden Materialien.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/374,411 US4966142A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Method for electrically joining superconductors to themselves, to normal conductors, and to semi-conductors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4020884A1 DE4020884A1 (de) | 1991-01-03 |
DE4020884C2 true DE4020884C2 (de) | 1992-09-10 |
Family
ID=23476698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4020884A Granted DE4020884A1 (de) | 1989-06-30 | 1990-06-29 | Verfahren und legierung zum elektrischen verbinden von supraleitfaehigen materialien |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4966142A (de) |
JP (1) | JP2538104B2 (de) |
DE (1) | DE4020884A1 (de) |
GB (1) | GB2233344B (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4960886A (en) * | 1986-12-15 | 1990-10-02 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Charge transfer complex formed between benzoquinone derivative and electron donor and process for producing the same |
JP2550188B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1996-11-06 | 株式会社日立製作所 | 酸化物系高温超電導体と接合方法及びろう材 |
US5131582A (en) * | 1989-06-30 | 1992-07-21 | Trustees Of Boston University | Adhesive metallic alloys and methods of their use |
US5122509A (en) * | 1990-04-30 | 1992-06-16 | Advanced Technology Materials, Inc. | High temperature superconductor/diamond composite article, and method of making the same |
US5284825A (en) * | 1990-05-14 | 1994-02-08 | General Atomics | Contaminant diffusion barrier for a ceramic oxide superconductor coating on a substrate |
US5149681A (en) * | 1990-05-14 | 1992-09-22 | General Atomics | Melt texturing of long superconductor fibers |
DE4102891A1 (de) * | 1991-01-31 | 1992-08-06 | Siemens Ag | Loetbare, supraleitende leitung und verwendung der leitung |
US5306705A (en) * | 1991-07-18 | 1994-04-26 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Superconductor-normal-superconductor with distributed Sharvin point contacts |
CA2077286C (en) * | 1991-09-10 | 1996-08-06 | Tatsuo Chiyonobu | Electrical connecting method |
US5376755A (en) * | 1992-04-10 | 1994-12-27 | Trustees Of Boston University | Composite lead for conducting an electrical current between 75-80K and 4.5K temperatures |
US5248476A (en) * | 1992-04-30 | 1993-09-28 | The Indium Corporation Of America | Fusible alloy containing bismuth, indium, lead, tin and gallium |
US5242658A (en) * | 1992-07-07 | 1993-09-07 | The Indium Corporation Of America | Lead-free alloy containing tin, zinc and indium |
WO1994018698A1 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-18 | Hans Peter Peloschek | METHOD FOR ELECTRICALLY CONDUCTIVE CONNECTING AND MECHANICAL FASTENING OF ICs ON CONDUCTING PATTERNS OF SUBSTRATES AND THE APPLICATION THEREOF |
US5435857A (en) * | 1994-01-06 | 1995-07-25 | Qualitek International, Inc. | Soldering composition |
US5670204A (en) * | 1995-06-26 | 1997-09-23 | General Electric Company | Nb--Sn precursors having controlled impurities and method of making |
US5808874A (en) * | 1996-05-02 | 1998-09-15 | Tessera, Inc. | Microelectronic connections with liquid conductive elements |
US5989256A (en) * | 1999-01-19 | 1999-11-23 | Spineology, Inc. | Bone fixation cable ferrule |
US6312431B1 (en) | 2000-04-24 | 2001-11-06 | Wilson T. Asfora | Vertebrae linking system |
JP4298450B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2009-07-22 | 住友電気工業株式会社 | 超電導ケーブルの端末構造 |
JP4899735B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2012-03-21 | 富士通株式会社 | 同軸コネクタ及びその製造方法並びに超伝導装置及びその製造方法 |
ATE505798T1 (de) * | 2008-11-24 | 2011-04-15 | Nexans | Anordnung mit einem supraleitfähigen kabel |
JP5041102B2 (ja) | 2009-09-04 | 2012-10-03 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだ合金、接合用部材及びその製造法、並びに電子部品 |
US8450246B2 (en) * | 2010-02-24 | 2013-05-28 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Low resistivity contact to iron-pnictide superconductors |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1959668A (en) * | 1932-07-09 | 1934-05-22 | Onelda Community Ltd | Alloys |
US2897587A (en) * | 1955-05-23 | 1959-08-04 | Philco Corp | Method of fabricating semiconductor devices |
NL216978A (de) * | 1956-05-04 | |||
US3184303A (en) * | 1960-10-31 | 1965-05-18 | Ibm | Superconductive solder |
GB927380A (en) * | 1962-03-21 | 1963-05-29 | Mullard Ltd | Improvements in or relating to solders |
US3165403A (en) * | 1962-03-27 | 1965-01-12 | Gen Electric | Superconductive materials |
DE1483474C3 (de) * | 1963-05-20 | 1974-11-21 | Mitsutaro Kyoto Ohara (Japan) | Verfahren zur Herstellung eines vorgeformten Weichlotes |
US3323912A (en) * | 1964-12-02 | 1967-06-06 | Ibm | Indium-bismuth-gold alloys |
US3374093A (en) * | 1966-04-21 | 1968-03-19 | Lockheed Aircraft Corp | Method of forming a solder material |
US3600144A (en) * | 1969-06-05 | 1971-08-17 | Westinghouse Electric Corp | Low melting point brazing alloy |
US4050956A (en) * | 1970-02-20 | 1977-09-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization | Chemical bonding of metals to ceramic materials |
DE3316807A1 (de) * | 1983-05-07 | 1984-11-08 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Hartlot-legierung zum verbinden von oxidkeramiken unter sich oder mit metallen |
JPS6028210A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-13 | Toshiba Corp | パルスマグネツト用超電導導体 |
US4582240A (en) * | 1984-02-08 | 1986-04-15 | Gould Inc. | Method for low temperature, low pressure metallic diffusion bonding of piezoelectric components |
US4621761A (en) * | 1984-12-04 | 1986-11-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Process for forming unusually strong joints between metals and ceramics by brazing at temperatures that do no exceed 750 degree C. |
US4631099A (en) * | 1985-01-04 | 1986-12-23 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method for adhesion of oxide type ceramics with copper or alloy thereof |
JPS6329437A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Hitachi Ltd | 低圧放電灯 |
JP2936329B2 (ja) * | 1987-05-28 | 1999-08-23 | 京セラ株式会社 | 導電物質を付設した酸化物系超伝導体 |
-
1989
- 1989-06-30 US US07/374,411 patent/US4966142A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-13 GB GB9013227A patent/GB2233344B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-29 DE DE4020884A patent/DE4020884A1/de active Granted
- 1990-06-30 JP JP2174292A patent/JP2538104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4020884A1 (de) | 1991-01-03 |
JPH03150273A (ja) | 1991-06-26 |
GB9013227D0 (en) | 1990-08-01 |
GB2233344B (en) | 1993-08-25 |
GB2233344A (en) | 1991-01-09 |
US4966142A (en) | 1990-10-30 |
JP2538104B2 (ja) | 1996-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4020884C2 (de) | ||
DE69919276T2 (de) | Thermoelektrisches Modul und Lotverbindung für dessen Herstellung | |
DE2514922C2 (de) | Gegen thermische Wechselbelastung beständiges Halbleiterbauelement | |
DE19816671A1 (de) | Lötmittel-Legierungen | |
DE112017000184T5 (de) | Lotverbindung | |
DE1292260B (de) | Silicium-Halbleiteranordnung mit Legierungselektroden und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE69834924T2 (de) | Keramik/metall supraleitendes verbundmaterial unter ausnutzung des supraleitenden nahwirkungseffekts | |
DE4433093C2 (de) | Verfahren zum Verbinden von Oxid-Supraleitern auf Y-Basis | |
DE1927454B2 (de) | Supraleitende Verbindung von zwei Teilen aus hochfeld-supraleitendem Material | |
EP1647352B1 (de) | Lotmaterial | |
DE19721649C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Mischkristallpulvers mit geringem spezifischen elektrischen Widerstand | |
DE3413885A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE2251938A1 (de) | Legierung zur thermoelektrischen energieumwandlung, verfahren zu deren herstellung und daraus gebildeter thermoelektrischer energieumwandler | |
DE1213922B (de) | Verfahren zur Herstellung einer leicht benetzbaren Metallschicht auf einer keramischen Unterlage fuer Halbleiterbauelemente | |
DE1639262A1 (de) | Halbleiterbauelement mit einer Grossflaechen-Elektrode | |
DE2511882A1 (de) | Supraleitende legierungen vom typ ii, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in supraleitenden elementen | |
US5098656A (en) | Alloys for electrically joining superconductors to themselves, to normal conductors, and to semi-conductors | |
DE69938283T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen supraleitendem Oxyd und normalem Leiter | |
DE3704372C2 (de) | ||
DE4136395C2 (de) | Oxidsupraleiter mit Anschlußteilen | |
DE1266510B (de) | Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkoerper mit mindestens einem Kontakt und Verfahren zum Herstellen | |
DE19964478B4 (de) | Verfahren zu metallischen Beschichtung von Hochtemperatur-Supraleitern und Verwendung der Beschichtung | |
DE1277967C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere einer thermoelektrischen Halbleiteranordnung | |
DE2165169C3 (de) | Legierung, Herstellung derselben und Verwendung derselben für Vorrichtungen zur unmittelbaren thermoelektrischen Energieumwandlung | |
DE1298387C2 (de) | Halbleiter-Anordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |