DE2333001C3 - Verfahren zum Anlöten von Stromanschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderstände - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlöten von Siromanschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderslände, wobei die mit einem Lotüberzug Versehenen Stromanschlußdrähte in stirnseitig angebrachten metallisierten Sacklöchern der keramischen Widerstandsträgerkörper positioniert und verlötet Werden.

Das Anbringen von Stromanschlüssen, insbesondere an kappenlose elektrische Widerstände, wird — neben anderen Verfahren — durch Einlöten von Anschlußdrähten in stirnseitig an dem Keramikträgerkörper angebrachte Sacklöcher vorgenommen. Verfahren wie Jt. B. das der »Unterdrucklötung« oder der »Wasser-Stofflötung« sind dafür bekannt, Das Anlöten von Anschlußdrähten innerhalb von Sacklöchern unter vermindertem Drück wird in der DE-OS 15 27 415 beschrieben. Das Lötbad ist dabei in einem evakuierba^ ren Behälter untergebracht, in den das mit' den Stromanschlußelementen bestückte Bauelement gleichfalls eingebracht wird. Nach dem Evakuieren des Behälters wird das Bauelement in das auf LÖllempera^ tür erhitzte Lötbad eingetaucht. Danach wird der Behälter mit neutraler oder vorzugsweise reduzierender Atmosphäre gefüllt und die Bauelemente werden aus dem Lötbad genommen und abgekühlt.
Das Anbringen von üblichen Anschlußdrähten ohne Lötüberzug mit Hilfe von Gasflammen ist aus der DE-ASIl 72 376 bekannt.

Es ist hierbei jedoch erforderlich, zusätzliche Löthilfsmittel wie z. B. Lötzinn zur Anwendung

ίο kommen. Beide Verfahren sind jedoch ungeeignet für die Anbringung von Anschlußdrähten an Kappenlosen Metallschichtwiderständen mit Sacklöchern, da es bei beiden Verfahren unvermeidlich ist, daß auf der aufgedampften Widerstindsschichi Lotreste verbleiben und die Schichtwiderstände dadurch in ihrem Konstanzverhalten verschlechtert werden, zum Teil sogar total ausfallen. Das Unterdrucklötverfahren ist darüber hinaus nicht ohne weiteres auf eine Fertigung innerhalb der Fließstraße zu übertragen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Anlöten von Stromanschlußelementen an kappenlose elektrische Widerstände aufzuzeigen, bei dem das Anhaften des verwendeten Lots an der Widerstandsschicht vermieden wird und durch das die Herstellung von elektrischen Widerständen, welche ein ausreichendes Konstanzverhalten der elektrischen Charakteristika, hohe mechanische Beanspruchbarkeit und einwandfreie Kontaktgabe aufweisen, gewährleistet ist. Eine weitere Forderung besteht darin, daß das Verfahren leicht innerhalb eines Herstellungsverfahrens von Massenprodukien einset/bar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußdrähie jeweils nahe der Einführung in das Sackloch mit Hilfe einer gerichteten Wärmequelle.

die eine Erwärmung einer eng begrenzten Zone gestattet, über den Schmelzpunkt des Lotüberzugs erhitzt werden und daß die Erwärmungszone entlang dem Anschlußdrahi auf das Sackloch zu verschoben wird, so daß die aufgeschmolzene Zone des Lotüberzugs in den Lötspalt zwischen Ansi-hlußdisht und metallisierter Sacklochwand wandert und dort beim Erstarren des Lots die Lötverbindung bildet.

Infolge der Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung wird der aufgeschmolzene Lotüberzug bei einer durch einfache Versuche ermittelten Verschiebungsgeschwindigkeit der gerichteten Wärmequelle in den Lötspalt zwischen Sackloch und Draht gezogen und ergibt dort in vorteilhafter Weise ohne zusätzliche Lotzufuhr nach dem Erstarren die herzustellende Lötverbindung. Je nach den Anforderungen an den elektrischen Widerstand isi es für eine einwandfreie Kontaktgabe nicht unbedingt erforderlich, daß der gesamte aufgeschmolzene Lotüberzug in den Lötspalt gezogen wird; es ist vielmehr in vielen Fällen bereits ausreichend, wenn der Lotüberzug der aufgeschmolzenen Zone nur teilweise in den Lötspalt wandert.

Das Erhitzen und Schmelzen des Lotüberzugs auf dem Anschlußdraht wird mit Hilfe einer reduzierenden Wasserstoffflamme vorgenommen. Der Einsatz einer Wasserstoffflamme als Wärmequelle bei dem Verfahren nach der Erfindung birgt einmal den Vorteil in sich, daß die Wasserstoffflamme eine gerichtete Erwärmung eines eng begrenzten Raumes und damit die Bildung einer schmalen Schmelzzone gestattet und zum linderen gleichzeitig eine reduzierende Atmosphäre im Bereich der Schmelzzöne ausbildet

Weitere Möglichkeiten, das Verfahren niich der Erfindung mit Erfolg auszuführen, bestehen U. a. darin,

daß das Erhitzen und Schmelzen des Lotüberzugs mit Hilfe von Pur.ktstrahlern oder durch induktive Erwärmung in reduzierender Atmosphäre vorgenommen wird.

Die Anwendung anderer Wärmequellen ist ebenso denkbar, wenn sie sich in ihrer Wirkungsweise richten lassen und gewährleisten, daß nur ein räumlich kleiner Bereich erhitzt wird. Bei Benutzung anderer Wärmequellen ist jedoch darauf zu achten, daß sich der Schmelzbereich und die anderen an der Lötverbindung beteiligten Oberflächen innerhalb der Atmosphere befinden, welche die Reinheit der genannten Oberflächen garantiert, d.h. keine Oxidbeläge an diesen Oberflächen zuläßt

Zur Schaffung von Stromanschlüssen mit ausreichender Drahtabzugsfestigkeit bei niedrigem Schmelzpunkt wird vorteilhafterweise ein Anschlußdraht mit einem Lötüberzug aus Zinn bzw. einer lötfähigen Zinnlegierung in für die Lötung ausreichender Dicke verwendet. Der Lotüberzug ist dabei dadurch ausgezeichnet, daß er eine Mindestdicke von 3 bis 10 μΐη aufweist Für eine erforderliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darüber hinaus wichtig, daß der Durchmesser des Sacklochs und der Außendurchmesser der rait dem Lotüberzug versehenen Anschlußdrähte aufeinander abgestimmt sind. Dies bedeutet, daß der Lötspalt, insbesondere bei einer Lötung mit Wasserstoff als Reduktionsmittel, eine Breite von .SO₁I mm besitzt.

An Hand der Figur, welche eine Stirnseite eines elektrischen Schichtwiderstandes im Schnitt zeigt, wird das Verfahren nach der Erfindung näher beschrieben.

Ein Trägerkörper 1 aus Keramik ist an seiner äußeren Mantelfläche mit dem Widerstandselement 2 z. B. in Form einer Chrom-Nickel-Schicht belegt An der Stirnseite des Trägerkörpers 1 befindet sich ein trichterförmig angefastes Sackloch 7. Die Stirnseite des Trägerkörpers 1 und die Oberfläche des Sacklochs 7 sind in üblicher Weise mit einer lötfähigen Metallisierung 3 belegt. In dem SacHoch 7 ist ein mit einem Lotüberzug 5 versehener Anschlußdraht 4, z. B. durch Verklemmen, positioniert. Der Anschlußdraht 4 besteht üblicherweise aus einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,3 bis 0,9 mm und besitzt einen Lotüberzug aus Zinn bzw. einer Zinnlegierung mit einer Mindestdicke von 3 bis 7 μπι.

Auf einen eng begrenzten Bereich des Anschlußdrahtes 4 von ca. 1 cm Breite wird nahe der Einführung in das Sackloch (in der Figur mit einem Pfeil 8 bezeichnet) eine

ίο Wärmequelle, insbesondere eine Wasserstoffflamme, gerichtet und bringt eine schmale Zone des Lotüberzugs 5 zum Schmelzen. Durch Verschieben der Erhitzungsstelle in Richtung auf das Sackloch 7 mit einer geeigneten Geschwindigkeit wird der aufgeschmolzene Lotüberzug 5 infolge der Oberflächenspannung in den Lötspalt 6 zwischen Sackloch 7 und Anschlußdraht 4 gezogen.

Beim Verfahren nach der Erfindung zum Anlöten von StromanschJußdrähten an kappenlose elektrische Widerstände wird durch den gleichmäßigen Abzug des Lotüberzugs 5 vom Anschlußdra' ■. 4 mit einer definierten Lotmenge gearbeitet. A η hau fangen von Lot auf den Anschlußdrähten 4, wie sie bisher bei der Wasserstofflötung auftraten, oder sogar anhaftendes Lot in der Widerstandsschicht 2, was bei der Vakuum'ötung nicht völlig auszuschließen ist, sind nicht festzustellen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das Arbeiten mit definierter Lotmenge, gemäß dem Verfahren nach der Erfindung, der darin besteht, daß de? Lotkegel nur innerhalb geringer Toleranzen schwankt und damit ein volleres Wendeln der Widerstandsschicht ermöglicht wird; das wiederum eine Qualitätsverbesserung der elektrischen Widerstände auslöst.

Darüber hinaus wird die Fertigungseinrichtung für das Verfahren nach der Erfindung durch den Wegfall des Lotbades in ihrem Aufbau wesentlich vereinfacht und der Einbau einer derartigen Löteinrichtung in vorhandene Fließstraßen ist leicht zu bewerkstellige.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anlöten von Stromanschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderstände, wobei die mit einem Lotüberzug versehenen Stromanschlußdrähte in stirnseilig angebrachten, metallisierten Sacklöchern der keramischen Widerstandsträgerkörper positioniert und verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (4) jeweils nach der Einführung in das Sackloch (7) mit Hilfe einer gerichteten Wärmequelle, die eine Erwärmung einer eng begrenzten Zone gestattet, über den Schmelzpunkt des Lotüberzugs (5) erhitzt werden und daß die Erwärmungszone entlang dem Anschlußdraht (4) auf das Sackloch (7) zu verschoben wird, bis die aufgeschmolzene Zone des Lotüberzugs (5) in den Lötspalt (6) zwischen Anschlußdraht (4) und metallisierter Sacklochwand wandert und dort beim Erstarren des Lots die Lötverbindung bildet.

2. Verfahsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Lotüberzugs (5) auf dem Anschlußdraht (4) mit Hilfe einer reduzierenden Wasserstoffflamme vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen und Schmelzen des Lotüberzugs (5) mit Hilfe vor. Punktstrahlern oder durch induktive Erwärmung in reduzierender Atmosphäre vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußdraht (4) mit einem ^otüberzug (5) aus Zinn bzw. einer Zinnlegierung versehen word ι ist.

5. Verfahren nach Arspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußd .ht (4) mit einem Lotüberzug (5) von 3 bis 10 μιτι Mindestdicke versehen worden ist.

6.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötspalt (6) zwischen dem Sackloch (7) und dem Anschlußdraht (4) mit derartigen Abmessungen, insbesondere bei einer Lotung mit Wasserstoff als Reduktionsmittel, auf eine Breite von £0,1 mm eingestellt wird.