DE3909677A1 - Spritzzusatz zum thermischen spritzen loetfaehiger schichten elektrischer bauelemente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spritzzusatz zum ther­ mischen Spritzen lötfähiger Schichten elektrischer Bauelemente, insbesondere der Stirnkontaktschichten elektrischer Kondensato­ ren, bestehend aus einer wenigstens Zinn und/oder Blei enthal­ tenden Metallegierung.

Der Spritzzusatz der Erfindung wird mit besonderem Vorzug bei Kondensatoren eingesetzt, aber auch bei allen anderen elektri­ schen Bauelementen, beispielsweise Steckverbindern, sofern es auf die Erzeugung lötfähiger Spritzschichten ankommt.

Kondensatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Stapel- oder Schichtkondensatoren, aber auch flachgepreßte Wickelkon­ densatoren, wie sie an sich bekannt sind. Derartige Kondensa­ toren bestehen aus vielen Schichten eines metallisierten Kunst­ stoffdielektrikums, beispielsweise Polyphenylensulfid oder Polyethylenterephthalat. Auf die Stirnflächen der Kondensator­ körper werden durch thermisches Spritzen, Metallauflagen aufge­ tragen, beispielsweise durch das an sich bekannte Schoop-Ver­ fahren, die dazu dienen, die alternierend in die Stirnflächen reichenden Metallisierungen der Dielektrikumsschichten elek­ trisch miteinander zu verbinden.

Einzelheiten der Technik des thermischen Spritzens kann man der DIN-Norm 32 530 entnehmen.

Im Rahmen der Oberflächenmontagetechnik (SMD-Technik) gelangen zunehmend nichtumhüllte Schichtkondensatoren zum Einsatz, die zur direkten Lötung auf Leiterplatten vorgesehen sind. Dabei treten jedoch Probleme auf, da die bisher verwendeten Konden­ satoren mit thermisch aufgespritzten, im wesentlichen aus Zinn-Bleilegierungen bestehenden Metallauflagen Oxidschichten ausbilden, die die Lötbarkeit herabsetzen.

Bekanntlich ist für eine ausreichende Benetzung eines Objektes mit Lot neben dem Material vor allem die Reinheit der Oberflä­ che entscheidend. Deshalb wirken sich Verunreinigungen, bei­ spielsweise Oxide sehr nachteilig aus. Die Oxidschichten auf den ungeschützten Schoopflächen entstehen verstärkt durch Tem­ peratureinwirkung im Zusammenhang mit Temperprozessen oder Vor­ wärmstrecken während des Fertigungsprozesses der Kondensatoren und später während des Einbaus in die Leiterplatte. Prinzipiell ist es zwar möglich, in der Praxis jedoch nachteilig, der uner­ wünschten Oxidbildung durch nachträgliche mechanische und/oder chemische Maßnahmen zu begegnen.

Anders als in der Oberflächenmontagetechnik treten die Oxid­ schichten in der konventionellen Montagetechnik von Bauelemen­ ten zunächst nicht als besonders problematisch in Erscheinung. Zwar ist auch hier ein Anlöten der geschoopten Kondensatoren auf der Leiterplatte notwendig, jedoch werden die aufgespritz­ ten Schichten nicht direkt mit der Leiterplatte kontaktiert, sondern über zusätzliche Anschlußelemente, beispielsweise Dräh­ te oder Kappen. In einem üblichen Verfahren werden beispiels­ weise Drähte durch Punktschweißen an den thermisch aufgespritz­ ten Metallauflagen befestigt. Dabei wird die Schweißenergie so hoch gewählt, daß die Oxidschicht zerstört wird. Dieses Verfah­ ren ist jedoch nicht völlig befriedigend, da eine derart hohe Schweißenergie den Kondensator gefährdet.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, thermisch aufgespritzte Schichten auf elektrischen Bauelementen zu schaf­ fen, bei denen Probleme mit Oxidschichten, insbesondere in Hin­ sicht auf die Kontaktierbarkeit, nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eingangs angeführte Spritzzusatz zusätzlich Phosphor enthält.

Die gestellte Aufgabe ist überraschenderweise in einfachster Weise lösbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich Probleme mit und nachträgliche Maßnahmen zur Beseitigung der Oxidschicht am einfachsten vermeiden lassen, indem eine Oxidbildung von vorneherein verhindert wird. Zwar ist die oxidationshemmende Wirkung von Phosphor im Prinzip bekannt. Diese wird bisher jedoch nicht in Materialien für thermische Spritzverfahren ausgenutzt.

Das Ausgangsmaterial beim thermischen Spritzen, d. h. der Spritzzusatz, kann beispielsweise als massiver Draht oder als Pulver vorliegen. Wie erfolgreich durchgeführte Versuche ge­ zeigt haben, genügt es, den üblichen Spritzdrähten auf Zinn- Blei-Basis, beispielsweise einem Weißmetall-Flammspritzdraht, höchstens einige tausendstel Gewichtsprozent Phosphor beizumen­ gen, um die unerwünschte Oxidbildung der aus diesem Material hergestellten Metallauflagen zuverlässig zu verhindern. Ent­ scheidend ist, daß der Phosphoranteil beim thermischen Spritzen nicht verdampft, sondern in ausreichendem Maße auch in der auf­ gespritzten Metallauflage vorhanden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem Verhältnis der Gewichtsprozente von Zinn und Blei von etwa 3 : 2 im Flammspritz­ draht der Phosphorgehalt der für den Flammspritzdraht verwende­ ten Metallegierung zwischen 0,001 und 0,004 Gewichtsprozent beträgt.

Claims (3)

1. Spritzzusatz zum thermischen Spritzen lötfähiger Schichten elektrischer Bauelemente, insbesondere Stirnkontaktschichten elektrischer Kondensatoren, bestehend aus einer wenigstens Zinn und/oder Blei enthaltenden Metallegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzzusatz zusätzlich Phosphor enthält.

2. Spritzzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphorgehalt des Spritzzusatzes zwischen 0,0005 und 0,007 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0,001 und 0,004 Gewichtsprozent beträgt.

3. Spritzzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verhältnis der Gewichtsprozente von Zinn und Blei von etwa 3 : 2 der Phosphorgehalt des Spritzzusatzes zwischen 0,002 und 0,003 Gewichtsprozent beträgt.