DE1665768C - Verfahren zum Erhöhen der Sicherheit des elektrischen Kontaktes und zum Verbessern der Lötbarkeit der an elektrischen Bauelementen vorhandenen Stromzuführungen - Google Patents

Description

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- aufgebracht wird.

kennzeichnet, daß die Metallschmelze aus 1 bis Durch den vorliegenden Vorschlag wird somit

30 Gewichtsprozent Indium und 70 bis 99 Ge- der Mangel an Benetzungsfähigkeit und die Neigung

wichtsprozent Zinn besteht. 35 zur Korrosion dadurch vermieden, daß den stoff-

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- schlüssigen Lötverbindungen vorher ein bestimmt kennzeichnet, daß die Metallschmelze aus 0,5 gewählter Zusatz eines Metallelements mit guten bis 40 Gewichtsprozent Indium und Rest aus Diffusionseigenschaften und hoher Benetzungsfähig-Zinn und Blei im eutektischen Gemisch besieht. keit, wie es bei Indium der Fall ist, zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- 40 Die große Diffusionsgeschwindigkeit und Legierkennzeichnet, daß die Metallschmelze aus 80 Ge- fähigkeit dieses Elements führt auch unter ungünstigen wichtsprozent Indium und 20 Gewichtsprozent Bedingungen, z. B. bei Abwesenheit von Flußmitteln Zinn besteht. an schwer zugänglichen Stellen, zur Beseitigung aller

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- Korrosionsschichten, wodurch einwandfreie Lötverkennzeichnet, daß die Metallschmelze aus 5 bis 45 bindungen gewährleistet sind.

80 Gewichtsprozent Indium und Rest Blei besteht. Lote mit Indiumzusatz sind an sich bekannt und

können handelsüblich bezogen werden. Dies betrifft

aber nicht die vorliegende Erfindung. Eine Erniedrigung des Schmelzpunktes von Loten durch Beigabe 50 von Indium, wie dies bei den bekannten Loten mit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen Indiumzusatz bezweckt wird, ist hier nicht beabsichder Sicherheit des elektrischen Kontaktes und zum tigt. Es geht bei der Erfindung allein um den sicheren Verbessern der Lötbarkeit der an elektrischen Bau- Abbau von Korrosionsschichten auf den zu verlötenelementen vorhandenen Stromzuführungen. den Oberflächen der Bauteile.

Die Ausfälle mechanischer und elektronischer 55 Das vorgeschlagene Verfahren kann auf zweierlei Geräte sind hauptsächlich auf die Ausfälle der be- Weise durchgeführt werden. Um immer einen optinutzten elektrischen Schalt-Bauelemente und deren malen Benetzungsgrad durch Abbau der Oberflächen-Lötverbindungsstellen zurückzuführen. korrosionsschichten auf Bauteilen zu erzielen, sind

Um einwandfreie stoffschlüssige Lötverbindungen folgende Wege möglich:

herzustellen — dies ist vor allem in der Massenpro- 60 ._,.,. . , , , .... , _D

duktion von besonderer Bedeutung, wo hohe Zu- ^h _t ^Df ^{Indium w}'^rd \ ^{uf den z}.^u verlotenden Bauverlässigkeitsanforderungen gestellt werden _, müssen ^teilen !ⁿ«™ ^ ™ .^b/^{s ZU l} ^^{m auf} ^

die auf den Oberflächen der Bauteile befindlichen vanischem Wege aufgebracht.

Korrosionsschichten vollständig beseitigt werden. a) Zur Verbesserung der Lötfestigkeit kann auf

Dies gelingt nicht immer und ist auch schwer über- 65 die galvanisch niedergeschlagene Indiumschaubar, wo Schalt- und Bauelemente auf kleinstem schicht eine weitere Schicht aus Zinn (Sn),

Raum dicht gepackt zusammengebaut werden. Es Silber (Ag) oder Gold (Au) ebenfalls auf

entstehen hierbei unter anderem die sehr gefürchteten galvanischem Wege aufgetragen werden.

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b) Die galvanisch aufgetragene In'diumschicht d) Indium 5 bis 80 Gewichtsprozent, Rest Blei;

kann aber auch, weil Indium sehr stark zur Badtemperatar z. B. +24O⁰C.

Legierung neigt, mit einer galvanisch auf dem . . ,

Bauteil erzeugten Schicht aus Zinn, Silber · Die unter l,a) und b) aufgeführten galvanisch oder Gold unterlegt sein. 5 beschichteten Oberflächen lassen sich besonders gut

anwenden bei allen Anschlußdrähten von elektrischen

Die Stärke der zusätzlichen, galvanisch aufge- Bauelementen, wie Transistoren, Dioden, ^Kondentragenen Schichten liegt ebenfalls in der Größen- sätoren, kompletten Baugruppen der Elektronik und· ordnuns bis zu 1 μΐη. deren lötmäßige Verschaltung auf Leiterbahnen und

ίο -platten. Gleicherweise erlaubt dieses Verfahren die

2. Das Indium kann auch in gewissen Fällen, näm- großtechnische Herstellung von stets gut lotbaren Hch wenn galvanische Prozesse wegen der Emp- Oberflächen von Schaltdrähten aus Kupfer ^un(J ^an" findlichkeit der Bauelemente vermieden werden deren Metallen. Entsprechend vorbereitete. Anschlußsollen, durch Tauchen der zu verlötenden Bauteile dsähte besitzen, wenn sie nach den Vorschlagen der in indiumhaltige Metallschmelzen erfolgen. Be- 15 vorliegenden Erfindung oberflächlich belegt sind, gute vorzugte Schmelzbäder sind wie folgt zusammen- Kontaktiereigenschaften mit besonders schwer lotgesetzt: baren Metallen, wie Aluminium u. dgl.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel fur

a) 1 bis 30 Gewichtsprozent Indium; ein Bauelement mit Anschlußdfähten dargestellt, die 70 bis 99 Gewichtsprozent Zinn; Badtem- ao gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Indiumperatur z. B. 260⁰C; ^l schicht versehen sind. .

F i g. 1 zeigt das elektrische Bauelement 1 mit den

b) 0,5 bis 40 Gewichtsprozent Indium, Rest Zinn beiden Anschlußdrähten 2. .

und Blei im eutektischen Gemisch; Badtem- F i g. 2 zeigt eine Vergrößerung des Ausschnittes 11

peratur z. B. 260⁰C; a₅ in Fig. 1. Der Anschlußdraht2 besteht aus dem

eigentlichen Draht 3, der von einer aus Indium be-

c) Indium 80 Gewichtsprozent; · stehenden oder wenigstens Indium enthaltenden Zinn 20 Gewichtsprozent; Schicht 4 umgeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ί 665 768 5 ι ^i kalten Lötstellen und Kontaktunterbrechungen, die Patentansprüche: unter Umständen zum. Ausfall komplizierter Geräte führen und zu schwerwiegenden Folgeerscheinungen

1. Verfahren zum Erhöhen, der Sicherheit des Anlaß geben können. Den technischen Lötverfahren, elektrischen Kontaktes und zum Verbessern der 5 gleichgültig ob es sich um Schwallötungen oder Tauch-Lötbarkeit von Stromanschlußelementen elektri- lötungen u. a. handelt, haftet der Mangel an Bescher Bauelemente durch Aufbringen einer dünnen netzungsfähigkeit der zu verbindenden Teile an.
Metallschicht auf die Anschlußelemente, d a- Zur Behebung dieser Nachteile ist es bereits bedurch gekennzeichnet, daß eine wenig- kannt, während des Lötvorganges der Lötstelle sostens Indium enthaltende Metallschicht aufgebracht io genannte Lötflußmittel zuzuführen. Diese Lötflußwird. . mittel besitzen einen leicht basischen oder sauren

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Charakter und beizen deshalb die an der Lötstelle kennzeichnet, daß die Stromzuführungen auf befindlichen Korrosionsschichten weg. Abgesehen galvanischem Wege mit einer Indiumschicht von davon, daß es oftmals schwierig ist, die Flußmittel etwa 1 μπι versehen werden. 15 an die Lötstelle zu brjngen, verursachen diese sogar

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- im Laufe der Zeit eine verstärkte Korrosion der Lötkennzeichnet, daß auf die Indiumschicht auf gal- stelle; man muß sie daher nach dem Lötvorgang vanischem Wege eine weitere Schicht aus Zinn, wieder von der Lötstelle entfernen.

Silber oder Gold ebenfalls auf galvanischem Wege Es ist weiterhin bekannt, die zu verlötenden Kontaktin einer Stärke von etwa 1 μπι aufgetragen wird. 20 .flächen mit einer dünnen Edelmetallschicht zu über-

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- ziehen. Dieses Verfahren ist jedoch naturgemäß sehr kennzeichnet, daß vor dem galvanischen Auf- teuer. Auch müssen beide zu verlötenden Kontakttragen der Indiumschicht auf die Stromzuführungen flächen mit Edelmetall beschichtet sein

diese mit einer etwa 1 μπι starken Schicht aus Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuZinn, Silber oder Gold auf galvanischem Wege 25 gründe, d^:e Kontaktsicherheit der Lötstellen an versehen werden. Stromanschlußelementen elektrischer Bauelemente und

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- die Sicherheit der Lötstelle selbst durch Aufbringen kennzeichnet, daß die wenigstens aus Indium be- einer dünnen Metallschicht auf die Anschlußelemente stehende Schicht auf die Stromzuführungen durch zu erhöhen.

Tauchen in ein Bad einer Metallschmelze erfolgt, 30 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-. die Indium enthält. löst, daß eine wenigstens Indium enthaltende Schicht