DE4243141A1 - Verfahren zur Herstellung von plattierten Kupferbändern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von plattierten KupferbändernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von einseitig oder beidseitig mit kaltspröden,
gegebenenfalls auch Silber enthaltenden
Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen plattierten Bändern aus
Kupfer oder Kupferbasislegierungen, wobei die Dicke
des Bandes zwischen 0,5 und 3 mm und die Dicken der
Lotschichten jeweils zwischen 0,1 und 0,8 mm betragen,
durch Vorerwärmen entsprechender
Kupfer-Phosphor-Legierungsbänder und Walzplattieren.
Das Walzplattieren von Bändern wird heute vielfach bei
der Herstellung von Schichtloten eingesetzt. Dabei
wird zur Erzeugung von Endlosband (haspelfähig) häufig
als Mittellage ein Kupferband verwendet. Dieses
Verfahren ist jedoch als Kaltplattierverfahren auf
dünne Schichten bis 0,1 mm beschränkt, um lange
Bandabschnitte herzustellen. Die Plattierung selbst
besteht meistens aus duktilen Silberhartloten. Für
spröde Lotwerkstoffe kann das
Kalt-Walzplattierverfahren derzeit nur für dünne
Lotschichten bis 0,1 mm Dicke eingesetzt werden.
Schichtdicken größer 0,1 mm, die Einlaufdicken von
mehr als 0,25 mm verlangen, sind mit den bekannten
Kaltplattierverfahren nicht möglich.
Um Beschichtungen aus weniger duktilen Lotlegierungen
mit Schichtdicken von mehr als 0,1 mm auf einem
weichen Grundwerkstoff zu erzielen,
wird heute das Preßplattieren bei erhöhten
Temperaturen durchgeführt. Dabei werden ausschließlich
kurze Längen erzeugt, die nach Abschluß des
Preßvorganges zusätzlich warm gewalzt werden müssen,
um eine Dickenreduktion des spröden
Plattierwerkstoffes zu erreichen. Diese Vorgehensweise
erlaubt nicht eine Herstellung großer Längen, wie sie
für eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung notwendig
wären. Zugleich stellt der Kraftbedarf der
Plattierpressen aufgrund der Flächenpressung eine
technische Grenze dar, die die Herstellung größerer
Längen unmöglich macht. Außerdem muß der Preßvorgang
aufgrund der erhöhten Temperaturen unter Schutzgas
oder durch Einpacken in Metallfolien durchgeführt
werden, um eine Oxidation der beteiligten Werkstoffe
zu vermeiden.
Neuerdings werden in der Löttechnik einseitig oder
beidseitig lotplattierte Bänder aus Kupfer oder
Kupferbasislegierungen wie Cu, Sn oder Cu Ni benötigt,
wobei die Kupferschicht Dicken von mehr als 0,5 mm und
die Plattierungen Enddicken von mehr als 0,1 mm
aufweisen müssen. Außerdem verwendet man als
Lotwerkstoffe Kupfer-Phosphorlegierungen, die auch
einige Prozente Silber enthalten können, die bei
Normaltemperatur sehr spröde sind und eine deutlich
geringere Duktilität als das Trägerband aus Kupfer
aufweisen. Mit den bekannten Verfahren ist die
Herstellung von haspelfähigem Endlosband aus diesen
Materialien mit den geforderten Schichtdicken nicht
möglich.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zur Herstellung von einseitig oder
beidseitig mit kaltspröden,
gegebenenfalls auch Silber enthaltenden
Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen plattierten Bändern aus
Kupfer oder Kupferbasislegierungen zu entwickeln,
wobei die Dicke des Trägerbandes zwischen 0,5 und
3 mm und die Dicken der Lotschichten jeweils zwischen
0,1 und 0,8 mm betragen, durch Vorerwärmen
entsprechender Kupfer-Phosphor-Legierungsbänder und
Walzplattieren. Das entstehende Band sollte dabei
wirtschaftlich herstellbar, als Endlosband haspelfähig
und bei der Weiterverarbeitung mechanisch bearbeitbar
sein, insbesondere stanz- und schneidbar.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die 0,25 bis 1,5 mm dicken
Kupfer-Phosphor-Legierungsbänder unter Schutzgas auf
150 bis 300°C vorerwärmt werden, das Walzplattieren
bei einer Temperatur von 150 bis 250°C in einem
einzigen Schritt mit einer Mindestumformung des
Gesamtverbundes von 50% durchgeführt und anschließend
bei 400 bis 500°C wenigstens eine Stunde unter
Schutzgas diffusionsgeglüht wird.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die Bänder aus der spröden
Kupfer-Phosphor-Legierung je nach Legierungsgehalt bei
Temperaturen zwischen 150°C bis 300°C unter
Schutzgas wie Argon oder einem Gemisch aus Stickstoff
und Wasserstoff vorgewärmt. Die vorgewärmten
Plattierbänder, deren Dicke beispielsweise zwischen
0,25 mm und 1,5 mm liegen kann, werden ohne weitere
Schutzgasspülung der Plattierwalze zugeführt und dort
mit dem kalten Kupferband zusammengefügt. Es wird
dabei nur ein Umformschritt mit einer
Mindestformänderung von 50% durchgeführt. Die so
erhaltenen Verbunde weisen am Walzenaustritt
Gesamtschichtdicken zwischen 0,7 mm und 4,6 mm auf.
Das Band wird abschließend aufgehaspelt und bei
Temperaturen zwischen 400°C-500°C
diffusionsgeglüht.
Die Vorwärmung der spröden Kupfer-Phosphor-Legierung
ist für die Verbesserung des Umformverhaltens
notwendig. Dieses vorgewärmte Band oxidiert auf dem
Transport zwischen Schutzgasofen und Plattierwalze.
Eine zusätzliche Schutzgasabdeckung ist trotzdem nicht
notwendig, kann bei Bedarf jedoch eingesetzt werden.
Die Wahl der Vorwärmtemperatur wird so ausgelegt, daß
eine ausreichende Erniedrigung des Umformwiderstandes
und Erhöhung der Duktilität erreicht wird. Im
Walzspalt werden das Trägerband aus Kupfer (kalt) und
ein oder zwei Plattierbänder zusammengefügt, wobei im
Kontaktbereich des Kupfer-Grundwerkstoffes und der
Plattierlegierung die Oxidschicht des vorgewärmten
Bandes auf den Kupfergrundwerkstoff übertragen wird.
Durch die gleichzeitig starke Streckung der
eingesetzten Bänder aufgrund des hohen Umformgrades
von mindestens 50% reißen die Oxidhäute auf, und es
kommt zu einem Verschweißen der Bänder. Bei der
abschließenden Diffusionsglühung bei 400°C-500°C
werden die Oxide durch Auflösung in den Randzonen des
Übergangs beseitigt, so daß eine sehr gute Anbindung
der Deckschichten erreicht wird. Es sind
metallografisch keinerlei Oxideinschlüsse oder
Werkstofftrennungen im Übergang nachweisbar. Das so
entstandene Endlosband ist mechanisch bearbeitbar.
Als Plattierbänder werden vorzugsweise Lotlegierungen
auf Kupferbasis mit 4,5 bis 6,5% Phosphor
eingesetzt.
Auf Kosten des Kupfergehaltes können außerdem 0,5 bis
20% Silber zulegiert sein.
Folgendes Beispiel soll das erfindungsgemäße
Plattierverfahren näher erläutern:
Zur Herstellung eines beidseitig plattierten
Kupferbandes mit einer Gesamtenddicke des Verbunds von
1,2 mm, wobei die Dicke der Lotplattierung pro Seite
0,2 mm beträgt, werden Kupferbänder mit einer Dicke
von 2 mm und Bänder einer Cu-Basis-Legierung mit 6,5%
P, 15% Ag, Rest Cu als Plattierwerkstoff mit einer
Dicke von jeweils 0,5 mm eingesetzt. Die gereinigten
Plattierbänder werden im Schutzgasofen (95% N2,
5% H2) auf 250°C vorgewärmt und anschließend ohne
weitere Schutzgasspülung der Plattierwalze zugeführt.
Dort werden die Plattierbänder mit dem kalten
Kupferband mit einem Umformgrad von 60% verbunden,
wobei bei diesem Prozeß auch die entstehende
Umformwärme genutzt wird, um die Prozeßtemperatur von
200°C konstant zu halten. Der notwendige Umformgrad
wird in einer einzigen Stichabnahme aufgebracht. Das
aufgehaspelte Band wird bei 500°C für 2 Stunden
gehalten, um durch diese Diffusionsglühung einen guten
Verbund zu erreichen.
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von einseitig oder beidseitig mit kaltspröden, gegebenenfalls auch Silber enthaltenden Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen plattierten Bändern aus Kupfer oder Kupferbasislegierungen, wobei die Dicke des Kupferbandes zwischen 0,5 und 3 mm und die Dicken der Lotschichten jeweils zwischen 0,1 und 0,8 mm betragen, durch Vorerwärmen entsprechender Kupfer-Phosphor-Legierungsbänder und Walzplattieren, dadurch gekennzeichnet, daß die 0,25 bis 1,5 mm dicken Kupfer- Phosphor-Legierungsbänder unter Schutzgas auf 150 bis 300°C vorerwärmt werden, das Walzplattieren bei einer Temperatur von 150 bis 250°C in einem einzigen Schritt mit einer Mindestumformung des Gesamtverbundes von 50% durchgeführt und anschließend bei 400 bis 500°C wenigstens eine Stunde unter Schutzgas diffusionsgeglüht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924243141 DE4243141C2 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Kaltspröde Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen auf Kupferbändern |
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DE19924243141 DE4243141C2 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Kaltspröde Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen auf Kupferbändern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19924243141 Expired - Fee Related DE4243141C2 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Kaltspröde Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen auf Kupferbändern |
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- 1992-12-19 DE DE19924243141 patent/DE4243141C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4243141C2 (de) | 1995-11-30 |
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