DE2333001C3 - Method for soldering power connection wires to electrical sheet resistors without a cap - 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.The invention relates to a method for soldering sir connection wires to capless electrical ones Layer opposing sides, with the power connection wires provided with a solder coating attached to the front metallized blind holes of the ceramic resistor carrier body positioned and soldered Will.

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.The attachment of power connections, in particular to electrical resistors without a cap, is carried out - among other methods - by soldering connecting wires into blind holes attached to the end of the ceramic support body. Processes such as "vacuum soldering" or "water-material soldering" are known for this. The soldering of connecting wires within blind holes under reduced pressure is described in DE-OS 15 27 415. The solder bath is housed in an evacuable container into which the component equipped with the power connection elements is also introduced. After evacuating the container, the component is immersed in the soldering bath heated to soldering temperature. The container is then filled with a neutral or preferably reducing atmosphere and the components are removed from the solder bath and cooled.
The application of conventional connecting wires without a solder coating with the aid of gas flames is known from DE-ASIl 72 376.

Es ist hierbei jedoch erforderlich, zusätzliche Löthilfsmittel wie z. B. Lötzinn zur AnwendungHowever, it is necessary here to use additional soldering aids such as. B. solder for use

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.ίο come. However, both methods are unsuitable for the attachment of connecting wires to capless metal film resistors with blind holes, as there is With both methods it is inevitable that solder residues will remain on the vapor-deposited resistive layer and the layer resistances are thereby worsened in their constancy behavior, in some cases even totally fail. In addition, the vacuum soldering process is not easy to manufacture within to transfer the flow road.

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.The object of the present invention is therefore to provide a method for soldering power connection elements to show capless electrical resistors, in which the adherence of the solder used to the Resistance layer is avoided and by the production of electrical resistors, which a Sufficient constancy behavior of the electrical characteristics, high mechanical strength and have perfect contact is guaranteed. Another requirement is that the Process is easy to use within a mass production process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußdrähie jeweils nahe der Einführung in das Sackloch mit Hilfe einer gerichteten Wärmequelle.According to the invention, this object is achieved in that the connecting wires each close to the introduction into the blind hole with the help of a directed heat source.

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.which allows a narrow zone to be heated above the melting point of the solder coating be heated and that the heating zone moved along the connecting wire to the blind hole so that the melted zone of the solder coating into the soldering gap between the connection plate and the metallized Blind hole wall migrates and forms the soldered connection there when the solder solidifies.

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.As a result of the temperature dependence of the surface tension, the melted solder coating becomes with a displacement speed of the directional heat source determined by simple experiments in pulled the soldering gap between the blind hole and wire and results there in an advantageous manner without additional Solder supply after solidification the soldered connection to be made. Depending on the requirements of the electrical resistance, it is not absolutely necessary that the entire melted solder coating is drawn into the soldering gap; rather, it is already in many cases sufficient if the solder coating of the melted zone only partially migrates into the soldering gap.

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 ausbildetThe heating and melting of the solder coating on the connecting wire is carried out with the help of a reducing Hydrogen flame. The use of a hydrogen flame as a heat source in the process according to the invention once has the advantage that the hydrogen flame provides directional heating a tightly limited space and thus education a narrow melting zone and to alleviate a reducing atmosphere in the area at the same time which forms melt tones

Weitere Möglichkeiten, das Verfahren niich der Erfindung mit Erfolg auszuführen, bestehen U. a. darin,Further possibilities for successfully carrying out the method according to the invention are, inter alia. in this,

daß das Erhitzen und Schmelzen des Lotüberzugs mit Hilfe von Pur.ktstrahlern oder durch induktive Erwärmung in reduzierender Atmosphäre vorgenommen wird.that the heating and melting of the solder coating with the help of pure radiators or inductive heating is carried out in a reducing atmosphere.

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 zuläßtThe use of other heat sources is also conceivable if they are based on their mode of action and ensure that only a spatially small area is heated. When using other heat sources However, care must be taken that the melting range and the others are at the soldered joint involved surfaces are located within the atmosphere, which is the purity of said surfaces guaranteed, i.e. no oxide deposits on these surfaces

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.To create power connections with sufficient wire pull-off strength at a low melting point, a connection wire with a solder coating of tin or a solderable tin alloy in a thickness sufficient for the soldering is advantageously used. The solder coating is distinguished by the fact that it has a minimum thickness of 3 to 10 μm. For a necessary application of the method according to the invention, it is also important that the diameter of the blind hole and the outer diameter of the connecting wires provided with the solder coating are matched to one another. This means that the soldering gap, especially when soldering with hydrogen as the reducing agent, has a width of .SO ₁ mm.

An Hand der Figur, welche eine Stirnseite eines elektrischen Schichtwiderstandes im Schnitt zeigt, wird das Verfahren nach der Erfindung näher beschrieben.On the basis of the figure, which shows an end face of an electrical sheet resistor in section, is the method according to the invention described in more detail.

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.A carrier body 1 made of ceramic is on its outer surface with the resistance element 2 z. Am Form of a chromium-nickel layer covered Funnel-shaped beveled blind hole 7. The end face of the support body 1 and the surface of the blind hole 7 are covered in the usual way with a solderable metallization 3. In the SacHoch 7 is one with one Solder coating 5 provided connecting wire 4, z. B. by jamming positioned. The connecting wire 4 consists usually made of a copper wire with a diameter of 0.3 to 0.9 mm and has a Solder coating made of tin or a tin alloy with a minimum thickness of 3 to 7 μm.

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) eineOn a narrowly limited area of the connecting wire 4 of about 1 cm wide is near the introduction into the Blind hole (denoted by an arrow 8 in the figure) a

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.ίο heat source, especially a hydrogen flame, directed and brings a narrow zone of the solder coating 5 to melt. By moving the heating point in the direction of the blind hole 7 with a suitable speed is the melted solder coating 5 due to the surface tension in the Solder gap 6 drawn between blind hole 7 and connecting wire 4.

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.In the method according to the invention for soldering power connection wires to electrical resistors without a cap, the uniform removal of the solder coating 5 from the connection wire . 4 worked with a defined amount of solder. A η hau catch of solder on the connecting wires 4, as they occurred so far with hydrogen soldering, or even adhering solder in the resistance layer 2, which cannot be completely ruled out in the case of vacuum soldering, cannot be determined.

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.Another advantage results from working with a defined amount of solder, according to the method according to the invention, which consists in the fact that de? Solder cone fluctuates only within small tolerances and thus a fuller coiling of the resistive layer is enabled; that in turn improves the quality of the electrical resistance triggers.

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.In addition, the production facility for the method according to the invention is made possible by the omission of the solder bath is significantly simplified in its structure and the installation of such a soldering device in existing flow roads is easy to manage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 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.1. Process for soldering power connection wires to electrical sheet resistors without a cap, where the power connection wires provided with a solder coating are attached in front ropes, metallized blind holes of the ceramic resistor body are positioned and soldered, characterized in that the connecting wires (4) each after the introduction into the blind hole (7) with the help of a directional heat source, which a warming of a tight limited zone allowed to be heated above the melting point of the solder coating (5) and that the Heating zone along the connecting wire (4) to the blind hole (7) is moved until the melted zone of the solder coating (5) in the soldering gap (6) between connecting wire (4) and metallized blind hole wall migrates and forms the soldered connection there when the solder solidifies. 2. Verfahsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Lotüberzugs (5) auf dem Anschlußdraht (4) mit Hilfe einer reduzierenden Wasserstoffflamme vorgenommen wird.2. Method according to claim 1, characterized in that that the heating of the solder coating (5) on the connecting wire (4) with the help of a reducing Hydrogen flame is made. 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.3. The method according to claim 1, characterized in that the heating and melting of the Solder coating (5) with the help. Point radiators or by inductive heating in a reducing atmosphere is made. 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.4. The method according to any one of claims I to 3, characterized in that the connecting wire (4) is provided with a ^ otüberzug (5) made of tin or a tin alloy. 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.5. The method according to Arspruch 4. characterized in that that the connection .ht (4) with a solder coating (5) of 3 to 10 μιτι minimum thickness has been provided. 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.6.Verfahren according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the soldering gap (6) between the blind hole (7) and the connecting wire (4) with such dimensions, in particular in a plumbing with hydrogen as reducing agent, is set to a width of £ 0.1 mm.