DE754996C

DE754996C - Loetmittel zum Verloeten von Silizium und Siliziumlegierungen

Info

Publication number: DE754996C
Application number: DEI70186D
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Frank; Erich Kranz
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1941-08-07
Filing date: 1941-08-07
Publication date: 1952-11-24

Description

Lötmittel zum Verlöten von Silizium und Siliziumlegierungen Bis jetzt ließen sich Silizium und Siliziumlegierun-en nur nach einer vorhergehenden Metallisierung durch Aufspritzen, Galvanisieren, Kathodenzerstäubung oder durch thermische Zersetzung von Dämpfen oder Flüssigkeiten mit gewöhnlichen Loten verlöten oder mit leichtschmelzenden Legierungen überziehen. Nur bei der Verwendung eines besonderen, Aluminium enthaltenden Zinnlotes oder anderer Aluminium enthaltender Lote unter Zuhilfenahme von Lötpulvern auf der Grundlage von Chloridgemischen des Kaliums, Natriums, Lithiums mit \ atriumfluorid war ein Verlöten von Silizium und Siliziumlegierungen mit sich selbst oder mit anderen Metallen möglich. Solche Lote wurden von Silizium und Siliziumlegierungen aber erst beim eutektischen Punkt des Aluminium-Silizium-Svstems, also bei 5j8° C, angenommen, auch wenn sie schon bei aoo° C zu erweichen begannen, wie z. B. das Zinnlot mit Aluminium.
Es wurde nun gefunden, daß man zum Verlöten von Silizium und Siliziumlegierungen vor allem von nieder- oder hochprozentigem Ferrosilizium mit sich selbst oder mit anderen Metallen mit Hilfe bekannter Lote sowie zum Überziehen von Silizium und Siliziumlegierungen mit schmelzflüssigen 1@Ietallen gewöhnliche bekannte Zinnlote oder zinnfreie Lote benutzen kann, wenn man als Lötmittel Gemische verwendet, die wenigstens zu 5o % aus Ammoniumfluorid, Ammonium-Silizium-Fluorid, Kieselfluorwasserstoffsäure oder sonstigen flüchtigen Fluoriden oder Silicofluoriden organischer oder anorganischer Art, jedes für sich allein oder in Mischung _ miteinander oder in Mischung mit üblichen Lötmitteln, wie Zinkchlorid oder Ammoniumclilorid, bestehen. Dabei ist es gleichgültig, ob das betreffende Lötmittel fest ist und in fester oder in gelöster Form angewandt wird, oder ob es an sich von vornherein flüssig ist und so benutzt wird. Die Zusammensetzung des Lötmittels hat sich vor allem nach dem Schmelzpunkt des Lotes zu richten, d.li. daß der Zerfall des Lötmittels in die wirksamen Bestandteile etwa beim Z.otschmelzpunkt eintreten muß und nicht schon wesentlich früher. Falls Silicofluoride organischer Basen benutzt werden, so ist darauf zu achten, (1a1:1 diese Basen ohne Abspaltung von Kohlenstoa oder kohlenstoffhaltigen Schmieren bei gewöhnlichem Druck verdampfbar sind.
An Stelle des flüchtigen Fluorides, wie z. B. :'lmmoniumfluorides, Ammoniumsilicofluorides, kann man auch irgendein anderes an und für sich schwer oder nicht flüchtiges Fluorid oder Silicofluorid verwenden, falls in dem Lötmittel ein flüchtiges Salz vorhanden ist, da dann von selbst in der Schmelze ein flüch-@figes- Fluorid beim Löten entsteht.
Es' sind zwar bereits Löt- und Schweißmittel bekanntgeworden, in denen gleichzeitig Alkalifluoride und Ainnionsalze vorhanden sind. Diese Lötmittel wurden jedoch nicht zum Verlöten oder Verschweißen von siliziumreichen Legierungen, sondern von Eisen oder Stahl, Kupfer, Zink oder Aluminium mit zinnhaltigen Loten vorgeschlagen. Ein Schluß von den verhältnismäßig leicht lötbaren und schweißbaren Metallen Eisen, Zink, Kupfer oder Aluminium auf die Lötbarkeit von Silizium und siliziumreichen Le-ierungen lag weder nahe, noch konnte er auf Grund der Zusammensetzungen der hekannt-ewordenen Lote ;-zogen werden, weil diese Lote auch in ihrer Zusaminensetzuiig nicht denjenigen der vorliegenden Erfindung entsprechen.
In (len bekanntgewordenen Mischungen :1n(1 nämlich die Fluoride nur in Gestalt nicht t#liti-rr \-erl)in(Ilin#en und in sehr geringer ilrn@@e %-()rlianduli. daneben liegen etwas ; Ammonsalze und in der Hauptsache sehr große Mengen anderer Salze vor, die vielleicht beim bisher bekannt gewesenen Lötverfahren Vorteile bieten, beim Löten von Silizium dagegen nur als Ballaststoffe anzusehen sind. Selbst wenn in diesen bekannten Lötmittelgemischen eine Umsetzung zwischen dem Ammonsalz und den Fluoriden zustande käme, so wäre doch die Menge der sich bildenden flüchtigen Fluorverbindungen sehr gering, im Höchstfall 12%. Dies genügt jedoch für das Löten und Schweißen von Silizium und siliziumreichen Legierungen nicht. Beispiel . ' Für ein zinnfreies Lot von 81,7% Blei, 17,3 % Kadmium und i % Zink vom Schmelzpunkt 2,48° C hat sich als Lötmittel ein Gemisch aus 66% Ammoniumsiliziumfluorid, 25% Zinkchlorid und 9% Ammoniumchlorid am besten zum Verlöten von Silizium und Siliziumlegierungen und zum Auflöten auf Eisen bewährt. Die Zusammensetzung des Lötmittels kann aber in ziemlich großen Grenzen schwanken, ohne Schwierigkeiten zu machen. wenn nur die betreffenden flüchtigen Fluoride oder Silicofluoride in genügender Menge vorhanden sind.

Claims

PATENTANSPRUCH: Lötmittel zum Verlöten von Silizium und Siliziumlegierungen mit sich selbst oder mit anderen Metallen mit Hilfe bekannter Lote sowie zum Überziehen von Silizium und Siliziumlegierungen mit schmelzflüssigen Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel wenigstens 5o % Ammoniumfluorid, Ammoniumsilicofluorid oder sonstige organische oder anorganische flüchtige Fluoride oder Silicofluoride oder Kieselfluorwasserstofsäure, jedes für sich allein oder in Mischung miteinander, gegebenenfalls lieben bekannten Lötmitteln, wie Zinkchlorid oder Ammoniunichlorid, enthält. Zur Abgrenzung des Erfndunzsgegenstands vorn Stand der Technik sind im Erteilunsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Fr.nizösisclie Patentschriften \r. 55(i,#<8. 8: 7 -1o().