DE2037553A1 - Rucklotbare Anschlußverbindung - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen GeielUdiaft mbH

Böblingen, 27. Juli 1970 ar/du

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 969 029

Rücklötbare Anschlußverbindung

Die Erfindung betrifft eine rücklötbare Anschlußverbindung zwischen einem elektrischen ersten Bauelement, z.B. Modul oder dergl., und einem zweiten Bauelement, z.B. einer Schaltungskarte oder dergl., durch eine die Anschlußteile dieser Bauelemente aufnehmenden, ein Weichlotmaterial enthaltenden, Verbindungsbuchse.

Derartige Anschlußverbindungen werden vorwiegend in elektronischen Schaltungsanordnungen, die eine große Packungsdichte von Bauelementen aufweisen, verwendet. Sie erleichtern den Ein- und den Ausbau von Bauelementen oder Bausteinen, den sogenannten Moduln, welche häufiger ausgetauscht werden müssen, z.B. bei Entwicklungsarbeiten, Versuchen und bei der Wartung bereits im Betrieb befindlichen elektronischen Anlagen. Auch in der Fabrikation werden derartige Anschlußverbindungen häufig verwendet um eine sichere, zuverlässige Kontaktverbindung zwischen den Bauelementen, Bausteinen oder Baugruppen und dem diese tragenden Verteilerplatten, den sogenannten Schaltungskarten oder Schaltungstafeln, zu bekommen und um den Herstellungsprozeß wirtschaftlicher zu gestalten.

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Es 1st schon lange bekannt, eine elektrische und mechanische Verbindung von zwei Bauteilen durch eine verzinnte hülsenförnlge Verbindungsbuchse vorzunehnen, die in ihrem Hohlraum mit einer starken Weichlotschicht ausgekleidet ist. Bei diesem Verfahren werden die ebenfalls verzinnten Anschlußteile z.B. Anschlußstifte, Drähte oder Litzen der Bauteile während einer Erwärmung der Verbindungsbuchse auf den Schmelzpunkt des Weichlotes in deren öffnung eingeschoben. Dieses bekannte Verfahren hat den Vorzug, daß während der Verbindungsherstellung kein Lotaaterial und kein Flußmittel benötigt wird, daß eine sichere Kontaktverbindung erhalten wird und daß kein Lot verspritzt wird oder abtropft, wodurch die Fehler und Ausfälle verursachende Brückenbildung als Störungsquelle weitestgehend vermieden wird. Ein weiterer Vorzug dieser bekannten Anschlußverbindung ist, daft die Bauteile leicht wieder entfernt und auch ausgewechselt werden können, d.h., daß sie rücklötbar sind, ohne daß die Umgebung der Verbindungsstelle durch Lotmaterial oder Flußmittel verunreinigt oder durch die Wärmeeinwirkung verbrannt wird.

Durch die amerikanische Patentschrift 2 915 678 wurde eine derartige Anschlußverbindung bekannt, bei der kleine röhrchenförmige Anschlußbuchsen in eine Leitungsbahnen tragende Schaltungskarte eingesetzt und mit diesen verbunden sind. In die öffnungen der Anschlußbuchsen, deren Enden trichterförmig erweitert sind, sind die Bauelemente eingelötet. Eine andere Anschlußbuchse, die auch in eine gedruckte Leitungsbahnen tragende Schaltungstafel eingesetzt und mit den Leitungsbahnen verbunden 1st, wurde durch die amerikanische Patentschrift 3 213 325 bekannt. Diese Anschlußbuchse ist als Hohlniet ausgeführt, in deren Hohlraum die Anschlußdrähte der Bauelemente einlötbar sind.

In der neuzeitlichen integrierten Schaltüngs'technik bei der die Bauelemente und die diverse Schaltraigsweise in kleinen Bausteinen, den sogenannten Moduls, untergebracht sind (sieh© hierzu OS-Pa-= tentschrift 3 189 978) und die Moduls eine große Anzahl von sehr

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nahe beieinanderliegenden Anschlüssen aufweisen ist es besonders schwierig, eine gute, zuverlässige Anschlußverbindung zu bekommen und eine bequeme AustauschnBglichkeit zu schaffen. Die Moduls sind auf Schaltungskarten oder Schaltungstafeln zur Erzielung einer kompakten Bauweise sehr nahe beieinanderliegend angeordnet. Die mechanische und die elektrische Anschlußverbindung zwischen den Anschlüssen der Moduls und der Schaltungstafel wird dadurch hergestellt, daß diese Bauelemente als Anschlußteile einerseits Anschlußstifte und andererseits sockeiförmige Anschlufistücke aufweisen, die aufeinandergesetzt miteinander verlötet werden oder, , daß, wie bereits erwähnt wurde, verzinnte Anschlußbuchsen als Zwischenstücke verwendet werden, in deren Hohlräume die ebenfalls verzinnten AnschluBstifte eingesteckt und durch eine anschließende Erwärmung zur Schmelzung des Weichlots miteinander verbunden werden. Es ist ein Problem, die schwer zugänglichen Verbindungsstellen gleichzeitig zu erwärmen, ohne daß eine Beschädigung der Bauelemente, insbesondere der Halbleiterelemente erfolgt. Eine weitere Schwierigkeit ist die Ausrichtung der sehr dünnen Anschlußteile aufeinander und der Ausgleich von Toleranzen in den Abständen der Anschlußteile zueinander. Da bei den in Miniaturtechnik ausgeführten Schaltungsanordnungen die Abstände zwischen zwei benachbarten Anschlüssen sehr klein sind, ist besondere Sorgfalt darauf zu verwenden, daß bei der Herstellung der Verbindung keine Brücken- | bildung oder eine Verunreinigung des dazwischenliegenden Isolierraumes erfolgt; Diese Bedingung ist besonders schwer zu erfüllen wenn das Bauelement mehrmals rückgelötet wird, d.h. mehrmals ein- und ausgelötet wird.

Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Rücklotung von Bauelementen durch die ungewollte Veränderung der Lötstelle und des Lötmittels. Im allgemeinen bestehen die Anschlußteile, insbesondere die Anschlußstifte, aus Kupfer, und zur Verbindung wird ein üblicher Zinnlot mit einem relativ niedrig liegenden Schmelzpunkt verwendet. Es hat sich herausgestellt, daß das Zinnlot mit dem Kupfer duiuu den Lötprozeß leicht eine metallische Verbindung ein-

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geht, was dazu führt, daß bei jedem

einer erneuten Erwärmung des Weichlotes auf sowohl beim Anlöten als auch beim Auslöt@a ©laus Bati©leMent<is jeweils der Schmelzpunkt des Weichlotes sieh ätaxk erhöhte B©± einer mehrmaligen Rücklötung kann sich dfr Seh»©ispuakt dos Lotes soweit erhöhen, daß die Umgebung der Lotstell© ta. das zu verbindende Bauteil durch die zu große Wärae feeieMdift wlsd ößd daß außerdem die Lötverbindung brüchig wird mad aiefnt mehr· di@ derten Eigenschaften aufweist wie as Aafang.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine bindung zwischen zwei elektrisch u&c

verbindenden Bauelementen unter ferweadiang ©ijsdr ¥©sfoiactagsbusdhs©< die ein Weichlotmaterial enthält _B gis schaff®u._c feoi &(MZ-mä,t Üehes¹= helt die schädliche Brückenbildung aflseheia sw©l fe@iaaefebart(is Schlüssen verhindert wird und di© die Eigeasdhaffessa smi^mlBtt auch nach einer raelimallgen Rüe&löttmf &@x lotmaterlals niclit weseatlldti v@rlad©rt wL· Verbindungsstelle wie zu Anfang ©rSaalt©®

Diese Aufgabe wird er flashing© epnaä© daänarisii foloisfei? äal dl© bindungsbuchse aas wenigstens ©ia©r SraSfSs-dis w&ü @äia.Q£ &,®sü&z@®.

Haterialschicht bestelitj, <äaS die änB^ism ein flüssiges Weichlot kaum bm@fcäb&s ws& .daß die innere Haterialschidht raad-di© SsM3elii?s©EBfeiffees mente gut lötbar si&d and daß da® Material dosr ismasdsi SekioSit der Anschlufistifte zeit d©a Weielalöfeiiaterial !sdisao-

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erflsadwag äojfe_p äaß &&(s ¥© bindungsbuchse becherförmig gestaltet ist Wää üslB, ©id ©isa© ! platte enthält, die mit eiaee s©ekelfösmig Bauelementes fest verbanden ist,? evtl» änz der Sockel des Anschlußstttek©s an§ elja@iß Mat©sial bm^t/äkti, ü@z durch das Weichlot ka«a beaetst tfirdo Disseli @isi@ domsfeig© nung wird die Brückenbildung

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verhindert, well sich in den Zwischenräumen kein überschüssiges Lotmaterial festsetzen oder anhaften kann.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Verbindungsbuchse in etwa die Form eines Kelches aufweist. Durch die konische Gestaltung des Hohlraumes der Verbindungsbuchse wird das Einsetzen der Anschlußstifte bei der Herstellung der Verbindung erleichtert und außerdem ein Ausgleich von Abstandsabweichungen erzielt.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Anschlußverbindung ist, daß eine gleichmäßige Erwärmung des in den Verbindungsbuchsen befindlichen Weichlotmaterials bis zum Schmelzpunkt dadurch erreicht wird, daß in wenigstens einem der Bauelemente in unmittelbarer Nähe der Anschlußteile, insbesondere der Anschlußstücke, Heizleiter in Form von Leiterbahnen aus Widerstandsmaterial angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung das sich auf die Anschlußverbindung zwischen Moduls und einer Schaltungstafel als Träger und Verteilerplatte bezieht, wird in folgenden anhand von Zeichnungen (Flgn. 1 bis 4) ausführlicher beschrieben.

Es zeigen:

Flg. 1 eine fragmentarisch· perspektivische Darstellung •ines Moduls alt den auf einer Oberfläche dee Module angeordneten Anschlußstücken auf denen die Verbindungsbuchsen befestigt werden können?

Fig. 2 eine vergrößert· fragmentarische Schnittansicht

•in·* Teil·» des in Fig. 1 abgebildeten Moduls, an deren Anschluß*tue*· sw·! Verbindungsbuchsen ange schlossen sind und wo aus dieser Abbildung zu ersehen 1st, wie die Verbindungsbuchsen mit den An-

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schlußstiften einer benachbarten Schaltungstafel, Verteilerplatte oder dergl. verbunden werden können;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung von einigen er-

findungsgemäJSeii verbindungsbuchsen, die auf dem in Fig. 1 gezeigten Bauelement oder Modul befestigt sind, und

t Fig. 4 die Draufsicht eines KMaIs und die Art, in der

die Moduln mit all ihren Ferbindtsngsbuctisen gleich zeitig erwärmt werden körnen, damit die Moduln mit einem benachbarten Bauelement; a.JS« einer Schaltungstafel, verbunden werten

Gemäß der Darstellung, in Fig» I tast-eht el» Modisi i© aus. mehreren dielektrischen Schichten O, die aus Matertaliea,? as. B. Keramik; Glas, synthetischen E&sz&n oüe% astxqX*_t bestellen kops©». Daß Mod»! kann auf verschiedene Waise hergestellt werdest wst Qiasa Keramikkörper zu bilden. Sine d«ixn£ti$e m&hoa- :hm $m ta- m$%&kMu,edbmn 3 18t 91$ mm j'3*'

der ö*K«t«Uung in
Leiter 12, die' su ämn
der oberes, Seit© 14 d«# Moöw.Iä Muckml
Leiter 12 sich durch die BoeNmdsic^t #P»»_ MoiMlii' iü-p und in eine* gebiss·» Afoetead w$n®inm$m 4» teltnitieii S^eteJL» Ii] den folgend gen*anten hm^XnSm&fkAmm -Φμ-.amt Module 10 «nden. Einige Abmwlfimfia IM, Cwr: 8tellung»gemäfl in

angeordnet. Die AnecliluflatücJte 15 sewit· die η·η aus Verechiedsoen Natuiirieiism
neu di· AaechluietOck· 15 «β» WelJ.tf*u
Heia« dadurch gebildet war des, 4%i sau c^ Moduls 10 «in Gitter sieht, <Ü«»s ®mAM,oLccA oisJiö .,,- gq

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eine poröse Matrix erzeugt, die dann adt Kupfer gefüllt wird. Genauso können die Leiter 12 sowie die Leiterabzweigungen 12A z.B. aus Molybdäntrioxyd zusammengesetzt sein, welches zur Bildung einer Leitermatrix für die Aufnahme von Kupfer erwärmt wird.

Es liegt im Sinn des Erfindungsgedankens, daß eine kegeisturapfförmige Löt-Verbindungsbuchse 20 mindestens an einige der Anschlußstücke 15 angeschlossen werden. Die Verbindungsbuchsen 20 können eine gewisse Menge Weichlot aufnehmen , so daß ein mehrmaliges Erwärmen des Lotes und ein mehrmaliges Auswechseln des angeschlossenen Bauteiles, z.B. des Moduls 10, möglich ist ohne daß bei jedem Aus- oder Einlötvorgang Lotmaterial zusätzlich bendtigt wird und ohne daß die normalerweise in solchen Situationen ,auftretenden Probleme auftreten. Die kegeistumpfförmigen Verbindungsbuchsen 20 werden so auf dem Modul 10 angebracht, daß der Bodenteil 21 möglichst nahe an der unteren Seite 16 des Moduls sich befindet und auf dem Anschlußstück 15 aufliegt. Da das normal gebräuchliche Weichlot mit dem Kupfer der Anschlußstifte 31 eine derart starke metallische Verbindung eingeht, daß bei mehrfachem Löten die Sprödigkeit der.Lotsteile sich erhöht und die zum Schmelzen des Lotes erforderliche Temperatur erhöht werden muß, ist zur Vermeidung dieser nachteiligen Eigenschaft die Verbindungsbuchse 20 an der Innenseite mit einem hitzebeständigen, lötbaren Material zu versehen, das sich zwar gut löten läßt, aber mit dem Lot nur begrenzt reagiert. Die Außenseite der Verbindungsbuchse dagegen sollte mit dem Lot kaum eine Verbindung eingehen, um eine Brückenbildung zu vermelden. Zur Erfüllung dieser Forderung werden die Verbindungsbuchsen 20 aus wenigstens zwei übereinanderliegenden Materialschichten 22A, 22B hergestellt, die die verschiedenen Eigenschaften aufweisen. Die innere Schicht 22A besteht aus einem überzug oder einem Schichtmaterial das gut lötbar ist, und die äußere Schicht 22B bzw. ein Oberzug besteht aus einem schlecht lötbaren Material. Für die innere Schicht 22A wird vorzugsweise Nickel und für die äußere Schicht eine handelsüblich erhältliche Legierung, die unter der Bezeichnung "Kovar" bekannt ist, verwen-

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det (Kovar ist ein Warenseichen der Firma Westiüghoiase Electric Corporation). In diesem Aus führ «agsb©ispl@l ist ein® ¥erbisduags· buchse 20 in der Fig. 2 swar geschichtet dargestellt? si© kann j'< doch auch durch ein anderes bekanntes Verfahren hergestellt werden· Als Werkstoffe für die Xnneasehieht 22A können anaeh andere hitzebeständige aber lötbare Materialien awier Nieksl, wie 2 „Bo Wolfram, Molybdän usw. verwendet worden, w@sm s£<s ia eia©r redp» zierenden oder reinigenden Atmosphäre (^J, wärmt werden. Das Metall für die Iisneiwaiicl f buchse 20 muß zwar gut lötbar sei» und sollte mit, dem als Weich»

lot verwendeten Material jedoch
Verbindung eingehen.

Das bei diesem Ausfüfarustgsbeispiel für di@ ämBmsm der VerbiBdmsgsbiicnse 20 ^erweafet© ""Ko^ar" fe@st@lit ödkassitliefe aus einer Legierung voa 29 Gswldatsprosnat M£@k©l_ff 3.7 § !©bait 53 % Eisen sowie kleinen Beitteagimgesa ^Qa Efeafsa,? SiIisi« und Kohlenstoff» Obwohl anach andere Mafe©ffiali©sa„ %-y£© f Stahl oder Xnconeli? verwendet w©rd©a köawtsäi? ©j^fiss sieh dia gierung Kovar als am geeignetste»» Onzdk @isa© «ädifaetig wand der VerbindungsbectiBe 20 _r di@ sieh wm ®dlm®z M,t verbindet, wird eine öberbriclsisag &ndk milmdktBm §£ außer liegendem ¥efbiBdamgsbwclis@a 20 firareh ü#£<@Snl©t b@£» holten Mcklöteis verhindert»

Damit die Löt-¥erbindungsbi3<sliis©sa 20

fest verbunden werden kÖKaesa? seil dss das mittel einen SchmelzpoalEt

Weichlotes, z.B· des üblicih@n ZiBml©t@s_ff liegte wärmen der Verbindungsbuchse 20 z&s WeistlüssigiaiS findlichen Weichlotes diese VerMadttBgsbeefee© 20 AnschluEstück 15 gelöst wird» D£© iLiagieEiaag Km&iis Zweck gut geeignet, da es leicht Jiartlötfeas· ist Sb eines normalen Kupfer-Silber-Hartl©tes. Ig ist K^nekaSfiif _v die Verbindungsbuchsea 20 dmrefe Hürtlötisg as d£® togdklraastie&Q 15

anzuschließen. Eine Hartlotlegierung bestehend aus 82 Gewichtsprozent Gold und 18 % Nickel eignet sich jedoch noch besser für diesen Zweck und zwar deswegen, weil das aus einer Kupfer-Silber-Legierung bestehende Hartlot dazu neigt, über die Kanten des Kegelstumpfes hinauszukriechen, wodurch die äußere Schicht 22B der Verbindungsbuchse 20 lötbar wird und die Brückenbildung gefördert wird. Die Verbindungsbuchsen 20 können an die Anschlußstücke 15 hartgelötet werden, indem man ein kugelförmiges Stück des Hartlotes zwischen das Anschlußstück 15 und die Bodenplatte 21 der Verbindungsbuche 20 legt und danach das Modul 10 mit den j daraufgesetzten Verbindungsbuchsen 20 in einen Wasserstoffofen legt und die Moduln 10 so erhitzt, daß die Hartlötlegierung eine feste Verbindung zwischen dem Kovar der Verbindungsbuchsen 20 und dem Anschlußstück 15 herstellt.

Im reinen Zustand ist die Legierung Kovar lötbar und muß daher vor der Verwendung als Außenmaterial für die Verbindungsbuchsen 20 oxydiert werden. Das kann erfolgen, indem man Kovar einfach ein oder zwei Wochen lang in normaler Umgebung bei Raumtemperatur liegenläßt. Die Oxydationsgeschwindigkeit kann jedoch durch Feuchtigkeitszugabe nach Erreichen der Hartlöttemperatur und während der Abkühlung der Moduln 10 und der Verbindungsstecker erhöht werden.

Um die Entfernung und den Wiederanschluß von Moduln 10 an benachbarte Verteiler- oder Trägerplatten, wie z.B. die Schaltungskarte 30, zu erleichtern, können zwischen die unteren Schichten 11 des Moduls 10 und die Oberseite 16 des Moduls Wolfram oder andere Widerstandsleitungen (siehe Fig. 4) als Heizleiter 33 gelegt werden. Die Heizleiter 33 können als Gittermuster auf einer der Bodenschichten UA so aufgetragen werden, daß sie zwischen der untersten der Bodenschichten 11 und der unteren Oberseite 16 des Moduls 10 liegen. Wenn die Heizleitung 33 so ausgebildet ist, daß sie dicht wenigstens an Teilen der Anschlußstücke 15 liegt, können die aus dem Modul 10 hervorragenden Anschlußleitungen 34 und

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35 leicht an eine nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen . und Strom durch die Heizleitungen 33 geschickt werden* um die Anschlußstücka 15 zu erwärnsen und so das Weichlot in den Verbindungsbuchsen 20 zu verflüssigen.

Der erste Anschluß des Moduls 10, z.B·. an die aus der Schaltungstafel 30 heraus ragenden Anschluss ti f te 31, erfolgt leicht durch Aufbringen einer kleinen Menge Flußmittel auf die Anschlußstifte 31, durch das Anlegen eines Stromes an die Heizleiteranschlüsse 34 und 35, wodurch eine Verflüssigung des Weichlotes erfolgt, durch ein anschließendes Abs@siken der Sehaltungs-tafel 30, bis deren Anschlußstifte 31 in das flüssige geschmolzene Weichlot eintauchen. Da die Öffnung 22 an Oberteil der Verbindungsbuchse 20 einen größeren Durchmesser hat als ihr Bodast^ kann <§lne geringfügige Feh laus richtung der Anschlusstlfte' 31 leief&t korrigiert und somit das Modul 10 schnell aa die Sdfealttmgstafel 30 angeschlossen werden.

Um zu verhindern, daß die Jtoschiwßsfe±ft@ 31 b@A öee wiederholten Rücklötung, d.h. der Lösung vmd Wedsrn^rsteilung ä&s Verbindung mit den Anschlußstiften 31 ₁ ein©- «etalläsefe© ¥@fbtodim<f mit dem Blei-Zinn-Lot eingehen, sollten diese A&sehltiSstifbg 31 aus einem Material bestehen, das nur begrenat mit iea L&t reagiert ©der.sich nicht in diesem löst. Ein solches Material ist Miek©l ©äBt vor- : zugsweise eine mit Nickel überzogene dem Eovaar entsprechemde tegierung, wodurch eine zu schnelle 'BiMuif eiser Bstallischem Verbindung verhindert wird. Da Kovar auBeirdea schlechte Wärmeleiteigenschaften aufweist, wird die Wärste w&re»i gIssqü h&t- ' \ -prozesses nicht so- schnell auf dea folieiifdnaifdii einer Schaltungstafel oder zu dem §@$&altwttgsluDslsest Ia übertragen und so eine Beschädigung der elektrischem verhindert.

Die erfindungsgamäße Aaechlu®v®rbiad»mf
einer Kupfer-Verbindungsbuchae geprKfto

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Prüfung Nr. 1

(1) Vier Kupfer-Verbindungsbuchsen, ähnlich den er findlingsgemäßen Buchsen, mit Röhrenform, einem mittleren Durchmesser von 1,10 nun, einer Wandstärke von 0,075 mm sowie einer Höhe von 0,8 im wurden für den Versuch vorgesehen.

(2) Die Verbindungsbuchsen wurden auf eine heiße Platte gesetzt und eine kleine Menge Flußmittel in der Verbindungsbuchee erhitzt, bis die Blasenbildung des Flußmittels aufhörte.

(3) Blei-Zinnlot (63 % Blei und 37 % Zinn) wurde in die Verbindungsbuchsen gegeben und zum Schmelzen gebracht, wobei eine Temperati
halten wurde.

eine Temperatur von 225 ⁰C etwa 3 Minuten lang aufrechter-

(4) Nach der Abkühlung auf ungefähr Raumtemperatur wurde ein Tropfen Flußmittel auf das gehärtete Weichlot in jeder der Verbindungsbuchsen gegeben.

(5) Vier Anschlußstifte aus Kupfer (99 % kupfer mit einer Spur von Zirkon) mit einem Durchmesser von 0,40 mm wurden auf die Oberfläche des Lotes in jeder Verbindungsbuchse gesetzt und mit einem kleinen Tropfen Flußmittel benetzt. .

(6) Die Verbindungsbuchsen wurden auf eine Temperatur von ungefähr 225 ⁰C erwärmt und 3 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten; anschließend konnte das verflüssigte Lot abkühlen.

(?) Die Anschlußstifte wurden später wieder entfernt durch erneute Erwärmung der Verbindungsbuchsen auf eine Temperatur von 225 ⁰C und Beibehaltung dieser Temperatur für 3 Minuten.

(B) Anschließendes Eintauchen und Herausnehmen der Anschlußstifte erfolgte genauso wie es in den Schritten 4-7 beschrieben wurde.

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Eine Prüfung nach den ersten beiden Schritten Eintauchen und Entfernung der Anschlußstifte in die bzw. aus den Kupferverbindungsbuchsen ergab, daß das gesamte Volumen des Weichlotes schmolz und wieder abkühlte, und daß die Oberfläche des Weichlotes glatt xind schimmernd war. Nach dem zweiten Herausziehen aus den Verbindungsbuchsen wiesen die Spitzen der Anschlußstifte dasselbe Aussehen auf. Beim dritten Eintauchen der Stifte in die entsprechenden Verbindungsbuchsen kroch etwas Lot aus den Verbindungsbuchsen heraus und obwohl das Lot in den Verbindungsbuchsen und auf den Anschlußstiften noch einigermaßen glatt war, zeigte die Lotoberfläche in den Verbindungsbuchsen doch ein frostiges Aussehen, während das Lot auf den Anschlußstiften bereits klumpig und zackig erschien.

Beim fünften Eintauchen der Anschlußstifte in die Verbindungsbuchsen ergab sich folgendes Bild: Im flüssigen Lot befand sich festes Material, das flüssige Material trennte sich von dem festen Material bei einer Temperatur von 225 ⁰C. Ab diesem fünften Schritt wurde die Lötverbindung brüchig und beim Herausnehmen zeigten die Anschlußstifte ein sehr klumpiges, sackiges und stumpf-graues Bild.

Beim siebten Eintauchen hatte das Gesamtvolumen des Lotes gegen-* über der Anfangsmenge beim ersten Eintauchen um 50 % abgenommen. Das verbleibende Lot war nach oben gekrochen und hatte sich jeweils am Anschlußstift und an den Seiten der VerblBdungsbuchse niedergeschlagen. Im flüssigen Zustand war das Lot sehr klumpig und zeigte ein etwas breiiges Aussehen, uad die nach dem Abkühlen hergestellte Lötverbindung konnte nicht nehr als brauchbar betrachtet werden, da sie leicht durchzubrechen war«,

Prüfung Nr. 2

Zu dieser Prüfung wurden erfinduiagsgemäß hergestellte Nickel-Kovar-Verbindungsbuchsen mit Kegelstumpfform verwendet, die

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Boden einen Durchmesser von 0,76 nun, oben einen Durchmesser von 1,0 nun und eine Höhe von 0,8 nt bei einer Wandstärke von 0,051 mm aufwiesen und auf einem Prüfträger durch Hartlöten befestigt waren. Es wurde dasselbe Prüfverfahren angewendet wie es oben für die Kupfer-Verbindungsbuchsen beschrieben wurde. Diese Prüfungen brachten das Ergebnis, daß das Weichlot in den Verbindungsbuchsen und auf den Anschlußstiften auch nach zwanzig Eintauch- und Entfernungsvorgängen der Nickel-Kovar-Stifte sowohl in den Verbindungsbuchsen als auch an den Anschlußstiften fast identisch war. Auch nach vierzig Eintauchungen und Entfernungen war das Lot in den Verbindungsbuchsen und auf den Anschlußstiften noch voll funktionsfähig.

Mit Nickel-Kovar-Verbindungsbuchsen und legierten Anschlußstiften aus 99 % Kupfer und einer Spur Zirkon erzielte man immerhin noch 15 Eintauchungen und Entfernungen dieser Anschlußstifte, bevor das Lot in den Verbindungsbuchsen und auf den Anschlußstiften so ähnlich aussah, wie es nach nur drei Eintauchungen und Entfernungen der Kupfer-Anschlußstifte in der ersten Prüfung beschrieben wurde.

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Claims (12)

1. - 14 PATENTANSPRÜCHE

   Rücklötbare Anschlußverbindung zwischen einem elektrischen ersten Bauelement, ss.B« Modul oder,- dergleichen, und einem zweiten Bauelement, Schaltraagstafel oder dergleichen, durch eine die Änschlußteile dieser Bauelemente aufnehmenden, eis Welchlotmaterial enthaltenden Verbindungsbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbuchse (20) aas w@nigst@BS einer äußeren (22B) und einer inneren (22A) Materialschicht besteht, daß die äußere Materialschiehfc dws-ch ein flüssiges Weichlot kaum benetzbar und schlecht lötbar ist, daß die innere Materialschicht und die Anschlusstifte (31) der Bauelemente mit Weichlot gut lötbar siad and daß das Material der inneren Schicht und der AnsehIuBstifte mit dem Weichlotmaterial keine Legierraag bilden»
2. 2. Anschlußverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbuchse (20) becherförmig 1st und eine Bodenplatte (21) aufweist, daß die Bodenplatte fest mit einem Anschlusstuck (15) des einen Bauelementes (10) verbunden ist; und daß ein Anschlußstift (31) des anderen Bauelements (30) in die Verbindungsbuchse einragt und durch Weichlot mit dieser lösbar verbunden ist.
3. 3. Anschlußverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (21) durch Hartlötung mit dem Anschlußstück (15), das ein verbreitertes, sockeiförmiges Ende aufweist, verbunden ist, und daß dieses Anschlußstück aus einem Weichlot abweisendem Material besteht.
4. 4. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Verbindungsbuchse (20) die Form eines Kegelstumpfes aufweist.

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5. 5. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (22A) der Verbindungsbuchse aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung besteht.
6. 6. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (22A) der Verbindungsbuchse aus Wolfram oder Molybdän besteht, das in einer reduzierenden oder reinigenden Atmophäre erwärmt wurde. ■
7. 7. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (22B) der Verbindungsbiichse (20) aus einer Legierung besteht, die 29 Gewichtsprozent Nickel, 17 % Kobalt, 53 % Eisen, kleine Beimengungen von Mangan, Silizium und Kohlenstoff enthält.
8. 8. AnschIuBverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rücklötbare Weichlot aus 63 Gewichtsprozent Blei und 37 % Zinn besteht.
9. 9. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartlot aus 82 Gewichtsprozent Gold und 18 Gewichtsprozent Nickel besteht.
10. 10. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußstift (31) aus Nickel oder einer Nickel-Legierung besteht oder einen überzug aus diesen Materialien aufweist.
11. 11. Anschlußverbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (15) aus gesintertem Wolfram besteht.

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12. 12. Vorrichtung zur Herstellung einer Ansehlußverbindung nach einem der Anspruch© 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daS zur- Verflüssigimg des Weichlotes wenigstens in einem der Bauelemente wenigstens teilweise die Anschlußteile (15, 31) ^ausgebende Heizleiter (33) vorgesehen sind. <

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