DE533026C

DE533026C - Lot

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Publication number: DE533026C
Application number: DEB141177D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-12-30
Filing date: 1928-12-30
Publication date: 1931-09-10

Description

Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf die als Streulot bekannten Lötpulver, ist aber auch anwendbar auf alle Arten von Loten, bei welchen solche Pulver zur BiI-dung von Lötpasten oder Lötstreifen dienen. Der Zweck der Erfindung ist, ein derart aus Lotmetall und Flußmitteln zusammengesetztes Lot anzugeben, daß die Anwendung besonderer Flußmittel bei dem Löten selbst überflüssig wird; dazu hat sie noch später im einzelnen zu beschreibende Vorteile.

Es gibt schon Mischungen von fein verteilten Metallen und fein verteilten Flußmitteln, welche den angegebenen Zweck anstreben und entweder in Pulverform oder als Paste angerührt oder in Stäbe gepreßt zur Anwendung gelangen. Ebenso ist bei Lötstäben die Einfüllung solcher Gemische oder von Flußmitteln allein in ein Metallrohr bekannt, dessen Metall in der Lötflamme schmilzt. Ein großer Übelstand war die Unbeständigkeit solcher Lote, namentlich wegen der Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft und der gegenseitigen Einwirkung von Metall und Flußmittel aufeinander. Soweit dabei bekannte Flußmittel, wie Borax, allein benutzt oder mitbenutzt wurden, war deren Aufblähung infolge des Wasserverlustes ein für viele Lötungen mißlicher Umstand. ·

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß bei der Erhitzung eines -Gemisches von gebräuchlichen Lotmetallen oder -legierungen mit Flußmitteln in Pulverform auf eine erhebliche, aber unterhalb des Schmelzpunktes der verwendeten Metalle bleibende Temperatur sich ein Lötpulver herstellen läßt, · welches alle diese Übelstände vermeidet und in der Anwendung einfach und sparsam ist. Bei einer solchen Erhitzung bildet sich eine feste Verbindung der einzelnen Metallpulverteilchen mit dem Flußmittel, welche an der Luft durchaus beständig ist, in der Schmelzhitze der Lötung das Flußmittel aber' in der Art wieder freiläßt, daß es die bekannten Wirkungen ausüben kann. Von der Bindung der Metalle an das Flußmittel läßt sich mit '-Bestimmtheit nur sagen, daß sie keine chemische ist, während dahingestellt bleiben kann, ob das einzelne Metallteilchen von einem festhaftenden feinen Überzug des Flußmittels umgeben ist, ob eine teilweise Lösung der Oberflächenschicht des Metallteilchens in dem Flußmittel stattfindet oder das Flußmittel in die Poren der metallischen Oberflächenschicht eindringt. Jedenfalls besteht bei der Pulverform dieser Stoffe eine so große Verwandtschaft irgendwelcher Art zwischen ihnen, daß sie sich schon bei der .Erweichung des bei niedrigerer Temperatur erweichenden Stoffs in ■ der angegebenen Weise verbinden, ohne daß eine Schmelzung des letzteren eintreten muß. Um dies zu er-.

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reichen, im besonderen die Pulverform zu erhalten, ist es auch notwendig, die Menge des Flußmittels so zu bemess'en, daß kein Überschuß über die von den Metallteilchen so gebundene "'Menge vorhanden"'ist, aber eine genügende Menge, um die Flußmittelwirkung bei dem Löten vollständig auszuüben. Das ist im allgemeinen der Fall, wenn der Rauminhalt der feinkörnigen Flußmittelmenge das to Anderthalbfache des Rauminhalts der feinkörnigen Metallmenge ist. Bei Legierungen mit hohem Edelmetallgehalt genügt schon ¹Z₂ bis ι Raumteil Flußmittel. Verwendbar sind hierbei zunächst alle bekannten Lotmetalle. Dabei ist darauf Bedacht zu nehmen, daß staubförmiges Unedelmetall eine sehr . große Oberfläche hat und deshalb eine entsprechend große Oxydbildung an dieser Oberfläche aufweist. Deshalb ist darauf zu 2Q achten, Flußmittel von einer entsprechend starken Reduktionswirkung zu verwenden oder auch solche Mittel zuzusetzen, welche gewöhnlich nicht als Flußmittel bezeichnet werden und welche ausschließlich reduzierende Eigenschaften haben; Aus diesem Grunde sind bisher die Streulote meist in Form von groben Pulvern hergestellt worden, um diese übermäßige Oxydbildung zu verhindern, so daß auch die Möglichkeit dieser Feinheit des neuen Lotpulvers ein besonderer Vorzug für viele Verwendungsarten ist.

Bei Verwendung von staubförmigem Metall können die Metalle solche sein, welche erst zusammen eigentliche Lotlegierungen bilden, die bei der erwähnten Erhitzung schon wenigstens teilweise durch Diffusion der Metalle ineinander entstehen. Bei Verwendung von gröberen Pulvern, wie dem bekannten Feillotpulver, können die schon fertigen Legierungen verwendet werden.

Um eine möglichst innige Mischung des Metalls und des Flußmittels zu erreichen, ist es zweckmäßig, das Flußmittel in gelöster . Form oder als eine Suspension zu verwenden, vvelche mit dem Metallpulver verrührt wird. Dann wird das Ganze erhitzt, die Flüssigkeit verdampft und dann die Temperatur noch höher getrieben. Auf diese Weise kommt man auch mit einem Mindestmaß von Flußmittel aus,- um jedes Metallkörnchen mit Sicherheit mit einer Flußmittelschicht zu überziehen. So kann man z. B. das zeichenrechtlich unter dem Namen »Fluoron« geschützte Flußmittel mit Lotmetallen anrühren und erhitzen und gegebenenfalls, wenn das Ergebnis noch zu arm an Flußmittel ist, das Pulver nochmals in demselben Flußmittel anrühren und erhitzen.

Die Anwendung des Lötmittels geschieht durch einfache Anrührung mit Wasser, bei .welcher keine bemerkbaren Reaktionen eintreten, und Auftragen an der Lötstelle mit einem Pinsel. Die durch das schwache Glühen hergestellte Masse hat auch eine solche Sprödigkeit, daß sie leicht durch das nachfolgende Verreiben zu einem gleichförmigen Pulver gestaltet werden kann. Pulver von fertigen Lotlegierungen sind bisher nur als ziemlich grobe Pulver bekannt. Behandelt man diese nach diesem Verfahren mit Flußmitteln, so lassen sie sich nach dem Erhitzen zu einem feineren Pulver verreiben. Bei der Verwendung von mehreren staubförmig feinen Pulvern von einzelnen Metallen, welche im Handel leichter zu haben sind als staubförmige Pulver von Legierungen, wird bei der schwachen gleichen Hitze auch schon mindestens eine Art Vorlegierung, wenn nicht. vollständige Legierung" stattfinden, durch welche der Lötvorgang gegenüber den bisherigen Mischlingen solcher Pulver begünstigt .wird, bei weichen die Legierung erst bei dem Löten selbst stattfindet.

Weiter hat sich der eigentümliche Umstand gefunden, daß die Höhe der Erhitzung einen Einfluß auf die Korngröße in dem Sinne hat, daß sich bei stärkerer Erhitzung ein gröberes Korn bildet. Ein solches ist für manche Lötzwecke erwünscht. Das Verfahren ist also auch ein Mittel, die Korngröße an das Bedurfnis anzupassen.

Weiter ist hierbei möglich, statt Metallpulver auch solche Metallverbindungen als Ausgangsstoffe zu verwenden, welche in bekannter Weise bei der Erhitzung erst das Metall freimachen, wie Metallsalze und Metalloxyde, und dabei den für das Löten schädlichen Bestandteil entweichen lassen. So können z. B. Silbercarbonat und Silberoxyd verwendet werden. Im Falle von solchen sauerstoffhaltigen Verbindungen wird dann natürlich auch zweckmäßig eine entsprechende Menge eines Reduktionsmittels zugesetzt werden. Als solche Desoxydationsmittel haben sich im besonderen Silicium, roter Phosphor und Carborund als zweckmäßig erwiesen. ' ' .

Weiter hat sich ergeben, daß zur Verbesserung der Lötwirkung und Erreichung anderer Vorzüge Stoffe verwendbar sind, im besonderen Metalle, welche bisher als Lötmittel wenig Verwendung gefunden haben. Ein kleiner Zusatz von Silicium z. B., etwa in dem Verhältnis 1 : 8, zu den anderen Metallen setzt den Schmelzpunkt bei der Legierung herunter und wirkt reduzierend und begünstigt so die Lötung. Für den Fall, daß diese Lötpulver in Form einer wasserhaltigen Paste oder eines Breies oder einer Suspension gebraucht werden und in dieser Form eine gewisse Zeit vor ihrer Anwendung vorhanden sind,. ist von Bedeutung, daß .das Silicium

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auch die elektrische Leitfähigkeit herabsetzt und damit schädliche elektrolytische Wirkungen in solchen wasserhaltigen Gebilden hemmt oder ganz vermeidet. Als besonders zweckmäßige Flußmittel haben sich solche erwiesen, welche von vornherein schon wasserfrei oder wasserarm sind oder, wenn in Wasser gelöst, Wasserdampf leicht abgeben ohne Blähung, im besonderen ίο Gemische oder Verbindungen von Borax mit Oxalsäure. Der Wassergehalt dieses Gemisches geht in besonders leichter Weise ohne Aufblähen und Krustenbildung bei der Erhitzung ab.

Diese Lötpulver können mit Wasser oder Öl u. dgl. leicht in Pasten- oder Breiform gebracht werden oder auch in der Hitze oder Kälte mit oder ohne ein bei der Loterhitzung leicht entweichendes, gegenüber den Metallen und Flußmitteln indifferentes Bindemittel zu Stäben gepreßt werden.

Von Metallen kommen für die Erfindung in Betracht: Feinmetallpulver von Zink, Kupfer, Zinn, Nickel, Silber, Gold, Cadmium usw. in den für die verschiedenen Lötzwecke bekannten Mischungsverhältnissen, und als Flußmittel: Borsäure, Borax, Phosphate, Silikate usw. und im besonderen das erwähnte Borax-Oxalsäure-Gemisch oder deren Verbindung, und dazu noch Silicium und Metalle, und zwar bei Raumtemperatur oxydfreie, in der Löthitze dagegen sich oxydierende und den Schmelzpunkt herabsetzende Metalle. Als Reduktionsmittel werden Phosphor, in der Löthitze Phosphor abgebende Phosphorverbindungen und Carborund verwendet.

Zur Herstellung eines Silberlotes wird beispielsweise wie folgt verfahren:

7 Raumteile Zinkpulver, 2 Teile Kupferpulver, 1 Teil Silbercarbonat werden mit 4 g eines Gemisches von Borax, Borsäure und Natriumphosphat im Verhältnis 1,5 : 1,5 : 1 fein gemischt und in einer dünnen Schicht auf etwa 400 bis 500⁰C erhitzt und das Erzeugnis dann verrieben.

4 Teile Zinkpulver, 3 Teile Kupferpulver und 3 Teile Silbercarbonat werden sorgfältig gemischt mittels einer Auflösung von Borax und Borsäure und Phosphorsalzen in Wasser im Verhältnis von 1 Teil der Salze auf 2 Teile Wasser, alsdann zu einem Brei verrieben, dann erhitzt, bis das Wasser entfernt ist, darauf noch weiter auf etwa 400 bis 500 ° C erhitzt. Das Erzeugnis wird ebenfalls verrieben. Die Durchtränkung mit Flußmittellösung und neue Erhitzung kann wiederholt werden.

Die so erhaltenen feinen Lotpulver mit

Flußmitteln lassen sich auch vorteilhaft als Zusatz zu gewöhnlichen billigen Feilloten verwenden. Sie haben nämlich die eigentümliche Eigenschaft, solche Aufschwemmungen homogener und klebkräftiger zu machen, so daß sie leichter und sicherer auf kleine oder schmale Lötflächen aufgetragen werden können und auf ihnen fester haften.

Claims

Patentansprüche:

1. Aus Lotmetallen oder lotbildenden Metallverbindungen sowie Flußmitteln in Pulverform bestehendes oder aus ebensolchen Pulvern zu Pasten verrührtes oder zu Stäben gepreßtes Lot, dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Lotmetall- oder Metallverbindungsteilchen in fester Verbindung mit einem Überzug aus wasserfreiem Flußmittel steht.

2. Lot nach' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es noch bei der Löttemperatur stark reduzierende Stoffe enthält.

3. Lot nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es auf 1 Raumteil Lotmetall 1 bis 1,5 Raumteile Flußmittel oder Flußmittel und Reduktionsmittel enthält.

4. Lot nach Anspruch 3 für Edelmetalle, dadurch gekennzeichnet, daß genanntes Verhältnis auf 1 : 0,5 bis 1 herabgesetzt ist.

5. Lot nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Beimengung von an sich bekannten Lötmitteln, wie Silicium, Phosphor oder Carborundum.

6. Verfahren zur Herstellung von Loten nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bestandteile in Pulverform in inniger Mischung auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der verwendeten Metalle oder ihrer Legierungen erhitzt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bis zu einer Temperatur erfolgt, bei der alles Wasser entfernt und das Fluß- oder Reduktionsmittel erweicht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bis nahe an den Schmelzpunkt der Metalle oder der sich bildenden Legierungen herangeht.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Bestandteile in Pulverform in eine Lösung oder Suspension des Flußmittels innig eingemischt werden, dann die Flüssigkeit verdampft und hierauf die Temperatur bis unterhalb des Schmelzpunktes eines der verwendeten Metalle oder ihrer Legierungen getrieben wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, da-

durch gekennzeichnet, daß das Erzeugnis des Verfahrens nach Anspruch 9 nochmals in eine Lösung oder Suspension von Flußmitteln eingerührt und nach den Ansprüchen 6 bis 9 behandelt wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erzeugnis zerreibt.

12. Lot, bestehend aus dem Gemisch eines bekannten, gegebenenfalls grobkörnigen Lotes, z. B. Feillotes, mit den Loten nach Anspruch 1 bis 5.