DE936324C

DE936324C - Manufacture of soft-solderable aluminum, especially capacitor housings

Info

Publication number: DE936324C
Application number: DEB24547A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Burkon
Original assignee: Burkon Dr GmbH
Current assignee: Burkon Dr GmbH
Priority date: 1953-03-03
Filing date: 1953-03-03
Publication date: 1955-12-07

Description

Herstellung von weichlötbaren Aluminium-, insbesondere Kondensatorengehäusen Kondensatorengehäuse werden, um sie an der offenen Seite mit dem Deckel dicht verbinden zu können, in der Regel aus Eisen, Messing, Kupfer od. dgl., also aus lötbaren Metallen nahtlos gezogen oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt, wobei im letzteren Fall der Mantel mit dem Boden entweder verschweißt oder verlötet werden kann. Wenn auch 'auf diese Weise hergestellte Kondensator:engehäuse im allgemeinen höhen-, tropen- und seefest sind und größeren Temperatur- und Druckschwankungen ausgesetzt werden können, besteht doch infolge der zahlreichen Arbeitsgänge der Nachteil, daß sie teuer und verhältnismäßig schwer sind. Solche Gehäuse bedürfen außerdem noch eines Korrosionsschutzes, der zu einer weiteren Verteuerung führt und bei andauernden chemischen Einflüssen trotzdem nicht immer einen ausreichenden Schutz verbürgt. Da sich Aluminium, insbesondere Reinaluminium, billig durch Fließpressen verformen läßt und außerdem keines besonderen Korrosionsschutzes bedarf, ist man dazu übergegangen, leichte Kondensatorengehäuse aus Aluminium im Fließpreßverfahren herzustellen, die zudem auch ohne besondere Nachbehandlung ein glattes und gefälliges Aussehen haben; jedoch stößt die Herstellung eines dichten Verschlusses durch Löten bei Aluminium auf Schwierigkeiten. Lötmittel für Aluminium sind zwar bekannt, aber die bekannten Lötmittel erfordern Temperaturen, denen die in die Gehäuse eingesetzten, hochempfindlichen Kondensatorenwickel nicht ausgesetzt werden dürfen. Man hat es daher schon mit Vergußmitteln auf Kunststoffbasis versucht, die jedoch an dem Aluminium nur haften, so daß die Verbindungsstelle keinen großen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden darf, wie solche z. B. bei hohen Temperatur- und Druckschwankungen auftreten.Manufacture of soft-solderable aluminum, especially capacitor housings Capacitor housings are used to connect them tightly to the lid on the open side to be able to, usually made of iron, brass, copper or the like. So made of solderable metals seamlessly drawn or assembled from several parts, in the latter case the jacket can either be welded or soldered to the bottom. If also '' Capacitors manufactured in this way: enclosures in general altitude, tropical and are seaworthy and exposed to greater temperature and pressure fluctuations can, but due to the numerous operations, the disadvantage that they are expensive and relatively heavy. Such housings also require one Corrosion protection, which leads to a further increase in price and if it persists chemical influences, however, do not always guarantee adequate protection. Since aluminum, especially pure aluminum, can be deformed cheaply by extrusion and, moreover, does not require any special corrosion protection, one has gone over to to produce lightweight capacitor housings made of aluminum in an extrusion process, the also have a smooth and pleasing appearance even without special post-treatment; however, making a tight seal by soldering hits against aluminum on difficulties. Soldering agents for aluminum are known, but the known ones Soldering agents require temperatures that those used in the housings are highly sensitive to Capacitor windings must not be exposed. So you already have to deal with casting compounds Tried based on plastic, but only adhere to the aluminum, so that the The connection point must not be exposed to great mechanical loads, how such z. B. occur with high temperature and pressure fluctuations.

Es ist weiter bekanntgeworden, Aluminiumgehäuse auf der Innenseite auf galvanischem Wege mit einer Kupferschicht zu versehen, in der sich das Weichlot verankert. Nachteilig ist aber, daß sich das Kupfer schon bei -verhältnismäßig geringen mechanischen Beanspruchungen von dem Aluminium löst, also hohen Anforderungen nicht genügen kann. Nach den für hochwertige Gehäuse geltenden Prüfbestimmungen wird neben der Vakuumdichtigkeit auch ein vollkommen dichter Abschluß bei Temperaturschwankungen zwischen -6o und zoo° C gefordert.It has also become known to have aluminum housings on the inside galvanically provided with a copper layer in which the soft solder anchored. The disadvantage, however, is that the copper is already relatively low at -relatively low removes mechanical stresses from the aluminum, i.e. not high requirements can suffice. According to the test regulations that apply to high-quality housings, besides the vacuum tightness also a completely tight seal in case of temperature fluctuations between -6o and zoo ° C required.

Zwar ist schon vor langer Zeit in der Fachliteratur in allgemeiner Art darauf hingewiesen worden, daß es unter anderem auch möglich ist, kupferplattiertes Aluminium kalt zu Becherformen fließzupressen, so daß also z. B. die Becherform auf der Innenseite eine Plattierung aus Kupfer aufweist, wie es weiter auch bekannt ist, daß bei entsprechender Fließfähigkeit einer Auflage das Innenplättieren beim Fließpressen selbst bewirkt werden kann.It is true that a long time ago in the specialist literature in general Kind has been advised that, among other things, it is also possible to make copper-clad To extrude cold aluminum into cup shapes, so that z. B. the cup shape has a copper plating on the inside, as it is also known is that with the appropriate flowability of a layer, the inside plating at Extrusion itself can be effected.

Offenbar hat es aber bisher an der Erkenntnis gefehlt, daß gerade dieses Verfahren sich dazu eignet, um ein weichlötbares Gehäuse aus dem leichten Werkstoff Aluminium einfach und billig durch Kaltfließpressen zu erzeugen.Obviously, however, there has so far been a lack of knowledge that precisely this method is suitable for making a soft-solderable housing from the lightweight Material aluminum can be produced easily and cheaply by cold extrusion.

Die Erfindung, die in dem Vorschlag besteht, das Fließpressen von innen mit Kupferauflagen versehenen, z. B. kupferplattierten Aluminiumplatinen zur Herstellung von an der offenen Innenseite weichverlötbaren Kondensatorengehäusen anzuwenden, schließt damit eine Lücke in der Massenfertigung, indem sie mit den bisherigen Schwierigkeiten und Verteuerungen überraschend einfach aufräumt.The invention, which consists in the proposal, the extrusion of inside with copper plating, z. B. copper-clad aluminum boards for Manufacture of capacitor housings that can be soft-soldered on the open inside thus bridging a gap in mass production by using the clears up previous difficulties and price increases surprisingly easily.

Ein auf diese Weise hergestelltes -Gehäuse liegt nicht nur im Gewicht sehr günstig, sondern läßt sich auch wirtschaftlich herstellen, da es nur eines einzigen Arbeitsganges bedarf, um es aus einer plattierten oder sonst mit einer Auflage versehenen Platine zu fertigen. Wie fest die Bindung des Überzuges und deshalb auch die Lötverbindung eines erfindungsgemäß erzeugten Gehäuses ist, geht daraus hervor, daß derartige Gehäuse, die mit Nasser angefüllt und anschließend so lange erhitzt wurden, bis das Wasser zu verdampfen begann, sich an den Wänden stark nach außen durchbogen, ohne daß an der Verschlußstelle Undichtigkeiten auftraten und selbst bei zur Explosion gebrachten Gehäusen sich nur das Weichlot von dem Deckel losriß, während die Verbindung zwischen Aluminium und Kupfer unbeschädigt blieb. Die erfindungsgemäß erzeugten Gehäuse zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie im Ganzen eine erhöhte mechanische Festigkeit besitzen, da die Kupferhaut eine wirkungsvolle Versteifung des weicheren Aluminiums ergibt. Ob man für die Herstellung als Ausgangswerkstoff plattiertes oder nur geschichtetes Material, d. h. ein Material, bei dem das Kupfer nur lose auf dem Aluminium aufliegt, verwendet, hat auf die Güte der Verbindung keinen wesentlichen Einfluß, da beim Fließpressen von nur geschichtetem Material die molekulare Verbindung auch während des Fließpressens erzielt werden kann.A housing made in this way is not just about weight very cheap, but can also be produced economically, since there is only one single operation is required to get it from a clad or otherwise with a To manufacture the printed circuit board. How tight the binding of the cover and therefore is also the soldered connection of a housing produced according to the invention shows that such housing, which is filled with water and then so long were heated until the water began to evaporate, strongly reflected on the walls arched on the outside without leaks occurring at the sealing point and even with the housings exploded, only the soft solder is removed from the cover tore away while the connection between aluminum and copper remained undamaged. The housing produced according to the invention are also characterized in that they are in All of them have increased mechanical strength, since the copper skin is an effective one Stiffening of the softer aluminum results. Whether one is used for manufacturing as a starting material clad or just layered material, d. H. a material in which the copper only rests loosely on the aluminum, has a negative impact on the quality of the connection no significant influence, since only layered material is extruded the molecular connection can also be achieved during extrusion.

Es genügt im allgemeinen, wenn die Stärke des Kupfers etwa ein Zehntel der Aluminiumstärke ausmacht, so daß- keine wesentliche Gewichtserhöhung eintritt.It is generally sufficient if the thickness of the copper is about a tenth the thickness of the aluminum, so that no significant increase in weight occurs.

Der Erfindungsgedanke ist selbstverständlich auch bei der Herstellung sonstiger; an der Innenseite weich zu verlötender Aluminiumgehäuse anwendbar, wobei es sich um Gehäuse mit rundem oder sonstigem, z. B. viereckigem Grundriß handeln kann.The idea of the invention is of course also applied to the manufacture other; Aluminum housing to be soldered softly on the inside can be used, whereby it is a case with a round or other, z. B. act square plan can.

Um das Fließen der Kupferauflage dem Fließen der Aluminiumschicht anzupassen, so daß eine gleichmäßig plattierte Gehäuseinnenseite entsteht, wird in weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsgedankens die folgende neuartige Maßnahme vorgeschlagen, die darin besteht, daß die Kupferauflage vor dem Fließpressen im Abstand vom Rande nach Maßgabe der Form des zu fertigenden Gehäuses derart bearbeitet, z. B. eingeschnitten oder eingekerbt wird, daß die Auflage an den bearbeiteten Stellen ganz oder teilweise durchtrennt ist: Durch diese Bearbeitung ergibt sich nämlich eine Verminderung der Festigkeit der Kupferauflage an den bearbeiteten Stellen, d. h., ihr Widerstand, den sie der Fließverformung entgegensetzt, sinkt ab., so daß die Auflage dem Fluß des Aluminiums zu folgen und die angestrebte gleichmäßige Innenplattierung zu bilden vermag.Around the flowing of the copper plating the flowing of the aluminum layer adapt, so that a uniformly plated inside of the housing is produced in a further development of the manufacturing concept according to the invention the following novel measure proposed that the copper plating before Extrusion at a distance from the edge according to the shape of the housing to be manufactured processed in such a way, z. B. cut or notched that the support on the processed areas is completely or partially severed: By this processing This results in a reduction in the strength of the copper plating on the machined Bodies, d. That is, the resistance it opposes to the flow deformation decreases so that the support to follow the flow of the aluminum and the desired uniform Able to form inner plating.

Wie Versuche ergeben haben, ist es durch das vollkommene oder teilweise Durchtrennen der Kupferauflage ohne weiteres möglich, verhältnismäßig hohe Gehäuse zu fertigen, ohne Gefahr zu laufen, daß die aufplattierte oder bei Arbeitsbeginn nur lose aufgelegte Kupferauflage der Aluminiumplatinen die Fließhöhe des Aluminiums nicht erreicht und letztere abschnürt, zumindest aber einen fühlbaren Absatz hinterläßt.As experiments have shown, it is by the total or partial Cutting through the copper layer is easily possible, relatively tall housing to manufacture without running the risk of the plated or at the start of work only loosely applied copper plating of the aluminum plates reduces the flow height of the aluminum not reached and the latter constricts, but at least leaves a noticeable paragraph.

Bei den durchgeführten Versuchen hat sich ferner ergeben, daß es z. B. bei runden Gehäusen zweckmäßig ist, die Kupferauflage ringförmig einzuschneiden oder einzukerben. Ob dabei der Einschnitt die Auflage ganz oder teilweise durchdringt, hängt sowohl von der Größe des Gehäuses als auch von dem verwendeten Material ab. Von den gleichen Faktoren wird auch der Durchmesser des Einschnittes bestimmt. Rechteckige Gehäuse erfordern naturgemäß ein anderes Trennen. So wurde z. B. mit einem gradlinigen Schnitt, der sich an seinen Enden gabelt, ein sehr günstiges Ergebnis erzielt. Ebenso brachte ein rechteckiger Schnitt einen vollen Erfolg. Auch hier richten sich die Form, das Ausmaß und die Tiefe des Schnittes oder der Einkerbung nach der Materialbeschaffenheit und nach den Abmessungen des zu fertigenden Gehäuses.In the tests carried out it has also been found that there are, for. B. with round housings it is useful to cut the copper plating in a ring or notch. Whether the incision penetrates the support completely or partially, depends on both the size of the housing and the material used. The same factors also determine the diameter of the incision. Rectangular Housings naturally require a different separation. So was z. B. with a straight line Cut that forks at its ends gives a very favorable result. as well a rectangular cut was a complete success. Here too, the Shape, extent and depth of the cut or notch depending on the material properties and according to the dimensions of the housing to be manufactured.

Claims

PATENTARY APPLICATIONS: z. The application of extrusion from the inside clad Cup shapes made of with copper plating provided, e.g. B. plated Aluminum boards for the production of soft solderable on the open inside Housings, in particular capacitor housings.

2. Internal extrusion method Copper-clad cup shapes made of aluminum, especially soft-solderable housings according to claim i, characterized in that for the purpose of adapting the flow the copper layer to the flowing of the aluminum layer the copper layer before the Extrusion at a distance from the edge is cut or notched in such a way that the support is completely or partially severed at the machined areas. Dressed Publications: German Patent No. 866 216; French patent specification no. 811 5o8; British Patent No. 625 22o; U.S. Patent No. 2,532,804; "TZ for practical metalworking", year 1947 No. 13/14, July 1937, p. 528 to 532; Journal "Aluminum", October 1940, pp. 511 to 518.