-
Lötmittel zum Weichlöten von .Aluminium Die Erfindung betrifft eine
Verbesserung des im Hauptpatent beschriebenen Lötmittels.
-
Bei der Verwendung einer 'Lötpaste; .die ein Lötmittel gemäß dem Hauptpatent
und eiri Lotmetall, das z. B. aus 40 %, Zinn, 40 010 Zink und 2o°%0 Kadmium
besteht,, enthält; hat sich gezeigt, daß :die pastenförmige Mischung nicht beständig
ist sondern zur Zersetzung neigt, die zunächst eine Verschlechterung der sonst guten
Löteigenschaften, schließlich aber auch clie völlige Unbrauchbarkeit der Paste-
im Gefolge hat: Eingehende Untersuchungen der Ursache dieser Erscheinungen haben
zu folgender Erkenntnis geführt: Wird als Halogenhydrat Z,
der wasserstoffreichen
organischen Aininbase: z. B. das Trimethylaminchlorhydrat ver-"-endet, dann wird
das Chlor schon durch die Luftfeuchtigkeit ionogen- ungefähr nach folgender Formel
abgespalten: (C H3)3. 1\THCI--(CH3)3NH++Cl--. Dieses als Chlorion :vorhandene Chlor
verbindet sich nun mit dem Zink des Lotstaubes zu Chlorzink: Chlorzink alber ist
stark- hygroskopisch und zieht nunmehr noch mehr Wasser an, das infolge seiner hydrolytischen
Wirkung aus dem in der Paste befindlichen Basenchlorhydrat neue Salzsäure bildet,
die wiederum- das Legierungszink angreift. So-bald sich also erst einmal
eine ganz geringe Menge Chlorzink gebildet hat, dann muß der Zersetzungsvorgang
immer rascher fort-,schreiten.
-
Nun ist zwar im Hauptpatent auch vorgeschlagen worden, der aus dem
Lötmittel und dein Lotmetall gebildeten Paste ein Plastifizierungsinittel zuzusetzen.
Besteht dieses aus Vaseline, Paraffinöl, Vaseline-Öl, Terpentinöl oder ähnlichen
nicht hygroskopischen Mitteln, -dann wird wohl der Metallstaub von fliesen Mitteln
gewissermaßen mit einer schützenden, Hülle überzogen, und: die "Zersetzung _ kann
nicht so leicht 'eintreten,
Auch bei der Verwendung von Reinzinn
als Lotmetall zeigten sich die genannten Erscheinungen nicht in einer Weise, die
zur völligen Unbrauchbarkeit des Lötmittels gemäß dein Hauptpatent geführt hätten.
-
Nun ist es aber «wünschenswert, einerseits wegen der gegenwärtigen
Zinirknappheit an Stelle reinen Zinns eine billigere Zinnlegie-rung als Lotinetall
zu verwenden und andererseits die Brauchbarkeit der Lötpaste nicht von einem sicheren
Abschluß vor der Luftfeuchtigkeit durch das Plastifizierungsmittel abhängig: zu
machen. Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, die Ursache für die oben erläuterte
Zersetzung der in der Lötpaste enthaltenen Stoffe zu vermeiden. Dies geschieht .durch
eine derartige Vereinigung der wasserstoffreichen organischen Aminbasen mit dem
Halogenhydrat zu einem Doppelsalz oder einer Komplexverbindung, daß sich das Halogen
nicht als Ion, sondern als mit einer Base verbundenes Ion, z. B. als Chlorostannation,
abspaltet.
-
Die Erfindung macht sich also die bekannte Tatsache zunutze, daß die
sogenannten Doppelsalze, oder besser Komplexverbindungen, infolge der Absätti:gung
ihrer Nebenwertigkeiten durch andere Atomgruppen die einzelnen Elemente, hier also
das Halogen, viel fester binden, während bei den im Hauptpatent beschriebenen Verbindungen
das Halogen nur ionogen gebunden ist. Allerdings war es schwierig, ein Metall zu
finden, welches :das Halogen innerhalb einer Komplexverbindung in dieser Weise zu
binden in der Lage war. Die im Hauptpatent offenbarten Erkenntnisse über die Eigenschaften
der beim Löten zu entfernenden Oxydhaut auf :dem Aluminium und über .die beim Weichlöten
von Aluminium herrschenden Bedingungen hatten sich als richtig erwiesen, so daß
die Lösung des jetzt vorliegenden Problems nur auf dem im Hauptpatent beschriebenen
Wege möglich sein konnte, d. h. also nur unter Verwendung.eines Halogenhydrates
einer wasserstoffreichen organischen Aminbase oder .deren Derivats als Lötmittel.
Bei der Suche nach einem Metall, das innerhalb der der Erfindung als Ziel vorschwebenden
Komplexverbindung die Bindung des Halogens herbeiführen könnte, würde das Zinn gefunden.
Dieses Metall erscheint an sich schon brauchbar, weil es in metallischer Form das
Lot selbst darstellt und weil es, wenn es in Form einer Verbindung verwendet wird,
beim Löten verhältnismäßig leicht reduziert werden kann. Von dieser Eigenschaft
des Zinns machen die bekannten Reaktionslote Gebrauch.
-
Unter den Zinnverbindungen zeigt nun das Zinntctrachlorid (ZnCl4)
die .Eigenschaft, sich leicht mit anderen Verbindungen, insbesondere mit dem Chlorammonium,
zu Doppelsalzen oder Komplexverbindungen zu vereinigen, wie es auch mit dessen ö7.ganischen
Abkömmlingen, nämlich den Aminbasen-Chlorhydraten, auskristallisierbare, wohl definierte
Komplexe bildet. Aus Stannitetrachlorid mit Triinethylaminchlorhydrat entsteht z.
B. eine Komplexverbindung gemäß folgender Formel: SnC14 #2 (CH3)3 NHCI oder in anderer
Schreibweise: [(C H3)3 # '\T H12. Sn Cl,. Diese Verbindung, Trimethylaminchlorostannat,
ist ein weißes, nicht hygroskopisches Salz, welches in wässeriger Lösung in die
Ionen a[ (CH3)s' NH] + und SnCl,-zerfällt. Wie aus der-Forinel ersichtlich, entsteht
bei der "ionogenen Spaltung nicht das Chlorion, sondern:das Ion SnClß-. Dieses Ion
aber verhält sich gegenüber dem Metallstaub in einer Aluminiumweichlötpaste unwirksam.
Gemäß derErfindung hergestellteAluminium-Weichlötpasten haben sich auch in feuchter
Atmosphäre sehr lange beständig gezeigt, selbst wenn der@etallstaub einen. sehr
hohen Prozentsatz Zink enthielt. War der Metallstaub aus reinem Zinn, dann konnte
überhaupt keine Zersetzung festgestellt werden.
-
Wenn gemäß der Erfindung eine zinnhaltige Komplexverbindung verwendet
wird, dann wirkt Glas Lötmittel selbst schon als Reaktionslot, :d. h. das beim Lotvorgang
freiwerdende Zinn führt die Lötverbindung herbei, und in vielen Fällen kann diese
Zinnmenge allein schon für dieLötung ausreichen. Mit Rücksicht auf die einfachere
Handhabung und auf die größere Sicherheit der Wirkung ist es jedoch empfehlenswert,
dem Lötmittel noch etwas Zusatzlotmetall in einer der bekannten Formen, vorzugsweise
aber als Paste, zuzufügen. Für die Herstellung der Komplexverbindung eignen sich
im wesentlichen alle im Hauptpatent genannten wasserstoffreichen organischen Aminbasen
oder deren Derivate, sofern sie nur in ihrer Form als Doppelsalz in der Löthitze
noch merkbar flüssig sind. Manche dieser Basen scheinen diese nämlich als Komplexverbindung
zu verlieren. Das Monomethylaminchlorhydrat in Verbindung mit Stannichlorid z. B.
geht in der Hitze aus dem festen unmittelbar in den gasförmigen Zustand über; so
daß es an der Lötstelle nicht zur Wirkung kommen kann und für die Herstellung eines
Lötinittels.geinäß der Erfindung ungeeignet ist.
Als- Komponenten
der Komplexsalzbildung kommen alle Halogenhydrate, also die Chlor-, Brom-, Jod-
und Fluorhydrate der _ Wasserstoffreichen organischen Aminbasen sowie alle vier
Stannihalogenide (Zinn-4-chlorid; -brornid, -jodid, -fiuorid) in Frage.