CH650437A5

CH650437A5 - Shaped flux body

Info

Publication number: CH650437A5
Application number: CH510/79A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Dr Dipl-Ch Hasenpusch; Karl-Friedrich Dr Zimmermann; Albert Heilmann
Original assignee: Degussa
Priority date: 1978-01-19
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1985-07-31
Also published as: SE7900467L; AT358354B; NO790065L; DK149484C; DE2802187C2; BE873575A; FR2414976B1; DK149484B; FR2414976A1; DK21479A; ATA36879A; IT7869908A0; SE428539B; NL188741C; IT1108320B; FI64066B; ZA786461B; NO149412B; NL7810896A; FI64066C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flussmittelformkörper in Form eines Formteils oder einer Beschichtung von Lot- oder Schweissmaterialformteilen, bestehend aus einem Flussmittelgemisch und einem Bindemittel, die besonders günstige Eigenschaften in bezug auf Bruchunempfind-lichkeit, Biegbarkeit, Geruchsbelästigung und Feuchtigkeitsabweisung besitzen, und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper. The present invention relates to molded flux bodies in the form of a molded part or a coating of solder or welding material molded parts, consisting of a flux mixture and a binder, which have particularly favorable properties with regard to being insensitive to breakage, flexibility, odor nuisance and moisture repellency, and to a method for the production of such moldings.

Flussmittel untersützten sowohl beim Löten wie auch in der Schweisstechnik den Arbeitsprozess. Die Flussmittel werden dabei als Pulver, Suspensionen oder als Lotpasten verwendet. In vielen Fällen hat sich auch die kombinierte Anwendung von Flussmittel und Lot in Form von beschichteten oder umhüllten Stanzteilen oder Drähten als vorteilhaft erwiesen. Fluxes supported the work process both in soldering and in welding technology. The fluxes are used as powders, suspensions or as solder pastes. In many cases, the combined use of flux and solder in the form of coated or coated stamped parts or wires has also proven to be advantageous.

Die Flussmittel haften aber im allgemeinen nur äusserst schlecht auf den metallischen Lotformteilen, auch wenn die Metalloberfläche aufgerauht ist. Ausserdem entstehen selbst bei äusserster Sorgfalt in der Verpackung Transportschäden, bei denen grosse Teile des Flussmittels abplatzen. In general, however, the fluxes adhere very poorly to the metallic solder molded parts, even if the metal surface is roughened. In addition, even with the utmost care in the packaging, transport damage occurs in which large parts of the flux flake off.

Der Einsatz von Flussmittelformteilen und flussmittel-beschichteten Stanz- oder Formteilen scheitert daher meist an der mangelnden Haftfähigkeit auf dem Lotmetall und der mangelnden Duktilität des Flussmittelformkörpers. The use of flux molded parts and flux-coated stamped or molded parts therefore usually fails due to the lack of adhesion to the solder metal and the lack of ductility of the flux molded body.

Die Herstellung flussmittelumhüllter Lotformkörper und Formkörper aus Flussmittel ist zwar bekannt (z.B. DE-OS 2 428 808), aber die fehlende Haftfestigkeit und Duktilität beschränkt den Einsatz weitgehend. Dabei wird dem Flussmittel ein organisches oder anorganisches Bindemittel zugesetzt. Den hohen Anforderungen, die an Flussmittelbe-schichtung und -formkörper gestellt werden, wird nur ein Bindemittel gerecht, das wowohl die Haftfähigkeit erhöht als auch durch hohe Duktilität ein Biegen der beschichteten Lotformteile um mindestens 90° erlaubt, beim Lötvorgang jedoch keine russenden Rückstände hinterlässt oder in anderer Weise das Fliessverhalten des Flussmittels negativ beeinflusst. Eine Geruchsbelästigung beim Erschmelzen der Flussmittel ist ebenfalls nicht erwünscht. So erreichen auch Cellu-losederivate, Polymethacrylate (DE-OS 2 336 442) und Poly-vinylharze (CH-PS 588 325) durch ihr Russen und ihre Geruchsbelästigung keinen hohen Qualitätsstandard. The production of flux-coated solder moldings and moldings from flux is known (e.g. DE-OS 2 428 808), but the lack of adhesive strength and ductility largely limits its use. An organic or inorganic binder is added to the flux. The high demands that are placed on the flux coating and shaped body are only met by a binding agent, which both increases the adhesiveness and also allows the coated solder molded parts to bend by at least 90 ° due to high ductility, but does not leave any sooting residues during the soldering process or in another way negatively affects the flow behavior of the flux. An unpleasant smell when melting the flux is also undesirable. Thus cellulose derivatives, polymethacrylates (DE-OS 2 336 442) and polyvinyl resins (CH-PS 588 325) do not achieve a high quality standard due to their Russians and their unpleasant odors.

Ein Abbröckeln des Flussmittels von der Metallunterlage konnte auch durch den Einbau anorganischer und/oder metallischer Fasern (DE-OS 2 529 190) nur unwesentlich eingeschränkt werden. Crumbling of the flux from the metal base could only be limited insignificantly by the incorporation of inorganic and / or metallic fibers (DE-OS 2 529 190).

Es war Aufgabe der Erfindung, einen Formkörper aufzuzeigen, welcher die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist. It was an object of the invention to show a shaped body which does not have the disadvantages described above.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemässen, im Patentanspruch 1 definierten Erfindungsgebenstand gelöst. This object is achieved by the inventive aspect defined in claim 1.

Normalerweise enthält das Flussmittelgemisch Kaliumtetraborat, Borsäure, sowie freie und komplexgegundene Fluoride, wobei dieseni Gemisch vorteilhafterweise eine Lösung von gequollenem Äthylenpropylenkautschuk in Benzin untergemischt wird. Typically, the flux mix contains potassium tetraborate, boric acid, as well as free and complex fluoride, which mixture is advantageously mixed with a solution of swollen ethylene propylene rubber in gasoline.

Die Herstellung des erfindungsgemässen Formkörpers erfolgt, indem man die Flussmittelkomponenten innig vermischt, homogen mit dem Bindemittel benetzt und die erhaltene Masse zu Formteilen oder Beschichtungen verformt. Vorteilhafterweise wird das Bindemittel in einem organischen Lösungsmittel aufgequollen. Als Quellmittel hierfür eignen sich viele organische Lösungsmittel. In der Praxis haben sich jedoch besonders Benzinfraktionen mit einem Siedebereich um 100 °C bewährt, insbesondere einem Siedebereich von 80 bis 200 °C. The molded article according to the invention is produced by intimately mixing the flux components, wetting them homogeneously with the binder and shaping the mass obtained to give molded parts or coatings. The binder is advantageously swollen in an organic solvent. Many organic solvents are suitable as swelling agents for this. In practice, however, petrol fractions with a boiling range around 100 ° C have proven particularly useful, in particular a boiling range from 80 to 200 ° C.

Eine gute Durchmischung aller Komponenten, die schliesslich zu einer hochviskosen Paste führt, bewerkstelligt z.B. am besten ein Schnellmischer. A thorough mixing of all components, which ultimately leads to a highly viscous paste, is achieved e.g. preferably a high-speed mixer.

Der beschriebene Formkörper zeigt gute Benetzbarkeit für das Lotmetall sowie hohe Duktilität. Ausserdem entstehen bei der thermischen Zersetzung weder Rückstände noch Geruchsbelästigungen. The molded body described shows good wettability for the solder metal and high ductility. In addition, there is no residue or odor nuisance during thermal decomposition.

Polyäthylen oder andere Verbindungen mit langkettiger aliphatischer Struktur (Stearin, Wachse, Fettsäuren) zersetzen sich unter dem intensiven Einwirken der Lötflamme in kohlenstoffreiche Bruchstücke, die schliesslich als Russrückstand in der Flussmittelschmelze schwimmen. Polyethylene or other compounds with a long-chain aliphatic structure (stearin, waxes, fatty acids) decompose into carbon-rich fragments under the intense action of the soldering flame, which ultimately float as soot residue in the flux melt.

Polypropylen verbrennt zwar an sich russfrei. Bei starker Hitzeeinwirkung ohne Zutritt von Sauerstoff ist aber ebenfalls ein Russen zu bemerken. Polypropylene actually burns soot-free. A Russian can also be noticed when exposed to strong heat without oxygen.

Erst die Copolymerisation von Äthylen und Propylen verbindet die Vorteile von Duktilität und rückstandsfreiem thermischen Zersetzen in gewünschter Weise. Das rückstandsfreie thermische Zersetzen ist durch den Zerfall in kleine Bruchstücke zu erklären, die gasförmig entweichen, bevor sie weiter thermisch beansprucht werden. Only the copolymerization of ethylene and propylene combines the advantages of ductility and residue-free thermal decomposition in the desired way. The residue-free thermal decomposition can be explained by the disintegration into small fragments that escape in gaseous form before they are subjected to further thermal stress.

Neben reinen Äthylenpropylenmischpolymerisaten sind auch Polyäthylenpropylen-Bindemittel mit aliphatischen Seitenketten anwendbar. Bewährt haben sich auch Mischpolymerisate aus Äthylen- und Propylenoxid. Weniger geeignet sind aromatische Bausteine oder andere imgesättigte Komponenten in dem Polymerisat. In addition to pure ethylene-propylene copolymers, polyethylene-propylene binders with aliphatic side chains can also be used. Copolymers of ethylene and propylene oxide have also proven successful. Aromatic building blocks or other unsaturated components in the polymer are less suitable.

Der Anteil des Bindemittels kann in der trockenen Mischung 0,5 bis 30 Gewichtsprozent betragen. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw der Copolymerisate beträgt vorzugsweise 50 000-500 000. Die Zersetzungsprodukte riechen paraffinartig und stören daher nicht. The proportion of the binder in the dry mixture can be 0.5 to 30 percent by weight. The weight average molecular weight Mw of the copolymers is preferably 50,000-500,000. The decomposition products smell paraffin-like and therefore do not interfere.

Beispiel 1 example 1

Eine Flussmittelmischung aus 60 Gew.% Kaliumpenta-borat, 35 Gew.% Kaliumtetrafluorborat und 5 Gew.% Ka-liumhydrogenfiuorid, wird, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockenmasse, mit 2 Gew.% Äthylenpropylenmischpo-lymerisat in Form eines in Benzin gequollenen Gels ange- A flux mixture of 60% by weight of potassium pentoborate, 35% by weight of potassium tetrafluoroborate and 5% by weight of potassium hydrogen fluoride is, based on the total weight of the dry matter, mixed with 2% by weight of ethylene-propylene mixed polymer in the form of a gel swollen in petrol -

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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50 50

55 55

60 60

65 65

teigt. Die für die Weiterverarbeitung erforderliche Viskosität wird durch weitere Lösungsmittelzusätze eingestellt. doughs. The viscosity required for further processing is set by additional solvent additives.

Diese Mischung wird in üblicher Weise zu Formkörpern verarbeitet, in einer Elektrodenpresse auf Hartlötstäbe oder auf andere Lotformteile aufgetragen. This mixture is processed in the usual way to form bodies, applied in an electrode press to brazing rods or to other solder molded parts.

Die Flussmittelumhüllungen oder Schichten haften so stark auf ihrer metallischen Unterlage, dass solche Lotteile ohne Abplatzen der Schicht zerschnitten werden können. Aus solchen flussmittelumhüllten Stäben lassen sich Formteile, sogar enge Spiralen, biegen. Diese Duktilität der Flussmittelschicht ermöglicht somit ein einfaches Verarbeiten. Beim Löten werden störende Geruchsbelästigungen vermieden, wie sie bei ähnlichen Loten mit Cellulosederivaten oder Acrylaten als Bindemittel entstehen. The flux coatings or layers adhere so strongly to their metallic base that such solder parts can be cut without the layer flaking off. Molded parts, even narrow spirals, can be bent from such flux-coated rods. This ductility of the flux layer enables easy processing. During soldering, annoying odor nuisances are avoided, as they occur with similar solders with cellulose derivatives or acrylates as binders.

Diese Flussmittelformteile sind ausserdem feuchtigkeitsabweisend. These molded flux parts are also moisture-repellent.

Beispiel 2 Example 2

Eine Flussmittelmischung aus 65 Gew.% Kaliumpenta-borat und 35 Gew.% Kaliumtetrafluorborat, wird, bezogen A flux mixture of 65% by weight potassium pentoborate and 35% by weight potassium tetrafluoroborate is obtained

650 437 650 437

auf das Gesamtgewicht der Trockenmasse, mit 5 Gew.% Äthylenpropylenmischpolymerisat je nach Thermoplastizität erwärmt, lösungsmittelfrei in einem aufheizbaren Mischer verrührt und die homogene Paste zu Formkörpern verarbeitet, auf Stäbe oder andere Lotformteile aufgezogen. to the total weight of the dry matter, heated with 5% by weight of ethylene propylene copolymer depending on the thermoplasticity, stirred in a heatable mixer without solvent and the homogeneous paste processed into moldings, drawn onto rods or other solder molded parts.

Diese lösungsmittelfreie Anmischung führt zu ähnlichen Eigenschaften wie die Produkte aus lösungsmittelhaltigen Pasten. Die Verarbeitungsdauer verkürzt sich jedoch erheblich, da das Ausdunsten von Lösungsmittelresten mehrere Stunden erfordert. This solvent-free mixture leads to similar properties to the products made from solvent-containing pastes. However, the processing time is shortened considerably because the evaporation of solvent residues takes several hours.

Erfindungsgemässe Flussmittelformkörper in Form einer Beschichtung von drahtförmigem Lotmaterial ermöglichen gleichzeitige Flussmittel- und Lotzuführung zu einer Lötstelle. Dies hat den besonderen Vorteil, dass derartig kombinierte Formkörper in Lötmaschinen eingesetzt werden können, da sie wegen ihrer Duktilität auf Spulen aufgewickelt werden können. Flux shaped bodies according to the invention in the form of a coating of wire-shaped solder material enable simultaneous supply of flux and solder to a solder joint. This has the particular advantage that shaped bodies combined in this way can be used in soldering machines, since they can be wound onto coils because of their ductility.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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60 60

Claims

650 437 PATENTANSPRÜCHE650 437 PATENT CLAIMS

1. Flussmittelformkörper in Form eines Formteils oder einer Beschichtung von Lot- oder Schweissmaterialformtei-len, bestehend aus einem Flussmittelgemisch und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass er als Bindemittel Copolymerisate von Äthylen und Propylen und/oder Copo-lymerisate von Äthylen- und Propylenoxid enthält. 1. Flux shaped body in the form of a molded part or a coating of solder or welding material molded parts, consisting of a flux mixture and a binder, characterized in that it contains copolymers of ethylene and propylene and / or copolymers of ethylene and propylene oxide as a binder .

2. Flussmittelformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelgehalt 0,5-30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockenmasse, beträgt. 2. Flux molded article according to claim 1, characterized in that the binder content is 0.5-30% by weight, based on the total weight of the dry matter.

3. Flussmittelformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisate Komponenten mit verzweigter Struktur aufweisen. 3. Flux molded article according to claim 1, characterized in that the copolymers have components with a branched structure.

4. Flussmittelformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw der Copolymerisate 50 000-500 000 beträgt. 4. Flux molded article according to claim 1, characterized in that the weight average molecular weight Mw of the copolymers is 50,000-500,000.

5. Verfahren zur Herstellung eines Flussmittelformkör-pers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flussmittelkomponenten innig vermischt, homogen mit dem Bindemittel benetzt und die erhaltene Masse zu Formteilen oder Beschichtungen verformt. 5. A process for the production of a flux molded article according to claim 1, characterized in that the flux components are mixed intimately, homogeneously wetted with the binder and the mass obtained is shaped into molded parts or coatings.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die homogene Benetzung unter Zuhilfenahme organischer Lösungsmittel herbeiführt. 6. The method according to claim 5, characterized in that one brings about the homogeneous wetting with the aid of organic solvents.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Benzinfraktionen mit einem Siedebereich von 80-200 °C einsetzt. 7. The method according to claim 6, characterized in that gasoline fractions with a boiling range of 80-200 ° C are used as solvents.