DD140214A1 - Hartlot zum fuegen von silber-metalloxid-werkstoffen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hartlot zum Fuegen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen, insbesondere zum Fuegen von Kontaktstuecken aus Silber-Metalloxid auf Traegerteile aus Kupfer oder Kupferwerkstoffen, vorzugsweise zinkfreien Werkstoffen. Ziel der Erfindung ist es, ein Hartlot zum Fuegen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen zu entwickeln, das nicht uebermaessig aus dem Loetspalt hervordringt und sich nicht auf der Oberflaeche des aufgeloeteten Schaltstueckes ausbreitet. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Hartlot zu entwickeln, das eine geringe Kriechneigung aufweist und geeignet ist, Silber-Metalloxid-Werkstoffe dirkt auf Traegerteile aus Kupfer oder Kupferwerkstoffen, insbesondere zinkfreien Kupferwerkstoffen, zu loeten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Hartlot zum Fuegen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen auf Kupfer oder Kupferwerkstoffe, insbesondere zinkfreie Kupferwerkstoffe, aus 25 bis 50 Ma.-% Silber, 1 bis 20 Ma.-% Zink, 1 bis 3 Ma.-% Phosphor, Rest Kupfer besteht.
Description
Hartlot zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Hartlot zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werk stoff en, insbesondere zum Fügen von Kontaktstücken aus Silber-Metalloxid auf Träger teile aus Kupfer oder Kupferwerkstoffen, vorzugsweise zinkfreien Kupf erv/erks tof fen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Hartlote auf Silberbasis zum Löten von Silber-Metalloxidwerkstoffen sind bekannt.
Es ist mehrfach versucht worden, zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen Silberhartlote zu verwenden. Derartige Hartlote bestehen aus 56 Masse~% Silber, 22 Masse-% Kupfer, 1? Masse--% Zink und 5 Masse-% Zinn oder 65 Masse-% Silber, 20 Masse-% Kupfer und 15 Masse-% Zink.
Der Nachteil dieser Lote besteht darin, daß sie zum Löten von Silber-Metalloxid-Werkstoffen auf Kupferwerkstoffe nur dann verwendet werden können, wenn der Silber-Metalloxid-Werkstoff eine metalloxidfreie Fügeschicht aufweist (US-PS 3941299).
Versuche, Silber-Kadmiumoxid-Werkstoffe mit den bekannten Silberhartloten direkt zu löten, d.h. ohne zusätzlich eine lötfähige Schicht auf den Silber-Metalloxid-Werkstoff
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aufzubringen, ergaben wegen der auftretenden Koagulation der Metalloxid-Teilchen keine befriedigenden Ergebnisse.
Weiterhin ist bekannt, Silberhartlote mit einem reduzierend wirkenden Bestandteil, dz.B. Phosphor, zum Löten von Silber-Kadmium zu verwenden (Jap. Patente 7609046 und 7609047» 24.1.1976, referiert in: New Silver Technology, Okt. 1976, S, 1138, Herausgeben The Silver-Institute, Washington)
Dieses Lot der Zusammensetzung 50 Masse-% Silber, 29 Masse-% Kupfer, 18 Masse-% Zink, 2 Masse-% Indium und 1 Masse-% Phosphor läßt sich lediglich für die Kombination ßilber-Kadmiumoxid und Messing anwenden. Für.Kupfer oder andere Kupferwerkstoffe sind keine ausreichenden Lötverbindungen erzielt worden.
Ein weiterer Nachteil ist der Gehalt an Indium. Dadurch wird das Lot dünnflüssig and ist für die vorgesehene Verwendung ungeeignet. Außerdem ist die Herstellung dieser Fünfstofflegierung kompliziert und kostenaufwendig. Für das Fügen von Silber-Metalloxid-Kontaktstücken an Trägerteile ist es bekannt $ ein Hartlot aus 35 Masse-% Silber, 4 Masse-% Phosphor und 61 Mas se-% Kupfer zu ν er v/enden (DD-WP 130725). Dieses Lot ist bei der Arbeitstemperatur um 700 C sehr dünnflüssig und eignet sich nur unzureichend zum Fügen von Auflötschaltstücken aus Silber-Metalloxid auf Träger teile aus Kupfer oder zinkfreien Kupferwerkstoffen. Es hat.die nachteilige Eigenschaft, beim Fügen aus dem Lotspalt hervorzudringen und sich auf der Oberfläche der aufzulötenden Teile auszubreiten«, Dadurch tritt einerseits im Lotspalt Lotmangel auf, so daß eine ausreichende Haftfestigkeit nicht mehr gewährleistet ist. Andererseits wird die Oberfläche der Auflötschaltstücke durch das relativ niedrig schmelzende Lot zumindest teilweise bedeckt und somit die Qualität der Schaltstücke beeinträchtigt.
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Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Hartlot zu entwickeln zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen auf Kupfer oder Kupferwerkstoffe, insbesondere zinkfreie Kupferwerkstoffe, das nicht übermäßig aus dem Lötspalt hervordringt, die Arbeitsfläche des Schaltstückes nicht benetzt und eine ausreichend feste Lötverbindung gewährleistet.
Wesen der Erfindung
Die bekannten Hartlote zum Fügen von Silber-Metalloxid« Werkstoffen weisen auf Grund ihrer Zusammensetzung eine Kr ieohneigung beim Löten auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hartlot auf Silber-Kupfer-Phosphor-Basis zu entwickeln» das eine geringe Kriechneigung auf-» weist iind das geeignet ist, Silber-Metalloxid-Werkstoffe direkt auf Trägerteile aus Kupfer oder Kupferwerkstoffen» insbesondere zinkfreien Kupferwerkstoffen bei einer Temperatur Kin 700 0C zu löten.
Erfindungsgemäß wird die -Aufgabe dadurch gelöst, daß das Hartlot auf Basis einer Silber-Kupfer-Phosphor-Legierung zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen auf Kupfer oder Kupferwerkstoffe, insbesondere zinkfreie Kupferwerkstoffe aus 25 bis 50 Massel Silber, 1 bis 20 Masse-% Zink, 1 bis 3 Masse~% Phosphor, Rest Kupfer besteht und daß der Anteil an Zink und Phosphor mindestens 3 Masse-?* beträgt.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung.wird anhand eines Ausführungsbeispiels; näher erläutert.
Ein Hartlot der Zusammensetzung 40 Masse-% Silber, 7 Masse~$ Zink, 2 Massel Phosphor, Rest Kupfer, wird mittels Schmelzen von Silber, Zink, Kupfer und einer KupferPhosphor-Vorlegierung hergestellt,
Der Gußblock wird in bekannter Weise zu Band oder Folie ausgewalzt und in Formteile geschnitten. Ein Formteil wird zwischen einen träger aus einem zinkfreien Kupferwerkstoff und ein Kontaktstück aus einem Silber-Kadmium-5 oxid-*Werkstoff mit 15 "Masse-% Kadmiumoxid eingebracht
und auf ca. 700 0C erwärmt. Dabei wird ein übliches Flußmittel für Silberlote verv/endet. Nach dem Verschießen des Lotes und dem Erkalten der Anordnung sind Träger und Kontaktstück fest miteinander verbunden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Lotes besteht darin, daß eine direkte Lötung von Silber-Metalloxid-Kontaktstücken auf Träger teile aus Kupfer oder einem Kupferwerkstoff, insbesondere einem zinkfreien Kupferwerkstoff möglich ist. Weiterhin ist vorteilhaft, daß das Lot nicht übermäßig aus dem Lotspalt herausdringt und sich nicht auf der Oberfläche des Auflötschaltstückes ausbreitet. Das Lot hat eine geringe Kriechneigung und eine für den Anwendungs-* fall günstige Dünnflüssigkeit, so daß eine glatte, gleichmäßige Hohlkehle zwischen Träger teil und Kontaktstück ge-* bildet wird. Die Oberfläche des Auflötschaltstückes bleibt frei von Lotwerkstoff, so daß eine nachbehandlung zur Beseitigung der Lotreste entfällt.
Die erhaltene Oberflächengüte gewährleistet auch bei hoher Schalthäufigkeit eine lange Lebensdauer der Schaltstücke.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Lot einen reduzierend v/irkenden Bestandteil enthält, daß es eine für das Hartlöten günstige, relativ niedrige.Arbeitstemperatur und einen kleinen Schmelzbereich aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei minimalem Lo tv er brauch eine hohe Haftfestigkeit der Lötverbindung erzielt wird. Das erfindungsgemäße Lot kann zu Form teil en, Halb·»» zeug oder Pulver verarbeitet werden und mit einem üblichen Flußmittel für Silberhartlote angewendet werden.
Claims (3)
1. Hartlot auf Basis einer Silber-Kupfer-Phosphorlegierung zum Fügen von Silber-Metalloxid-Werkstoffen auf Kupfer oder Kupferwerkstoffe, insbesondere zinkfreie Kupferwerkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 25 bis 50 Masse-% Silber, 1 bis 20 Massel Zink, 1 bis 3 Masse-% Phosphor, Rest Kupfer besteht.
2« Hartlot nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Zink und Phosphor mindestens
3 Masse-% beträgt.
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