DE3331212A1 - Verfahren zum weitgehenden whiskerfreistellen von galvanisch verzinntem gut - Google Patents
Verfahren zum weitgehenden whiskerfreistellen von galvanisch verzinntem gutInfo
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- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
- C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
- C25D5/505—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment of electroplated tin coatings, e.g. by melting
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
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Description
D I PL.-I NQ. J. RICHTER \,''\.: ' ''.."·''.."■ ' :,.:'.PAT E N TA N WA LTt
DIPL.-ING. F. WERDERMANN
. VERTRETER BEIM EPA ■ PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO ■ MANDATAIRES AGREES PRES L1OE
ZOOO HAMBURG 3β 29· AUg. 1
NEUER WALL 1O
ISf (O 4O) 34 OO 43/34 OO 56
TELEGRAMME:
INVENTIUS HAMBURG
N. 83 327-:
Anmelder:
Karl Neumayer Gesellschaft m.b.H.,
A42525 Günselsdorf
A42525 Günselsdorf
Verfahren zum weitgehenden. Whiskerfreistellen von
galvanisch verzinntem Gut
galvanisch verzinntem Gut
ORIGINAL INSPECTED
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum weitgehenden Whiskerfreistellen
von galvanisch verzinntem Gut, insbesondere von galvanisch verzinnten Drähten.
Beim Verzinnen, insbesondere von Drähten oder Leiterbahnen besteht
das Problem der Whiskerbildung. Diese aus fadenförmigen Einkristallen bestehenden Whisker wachsen auf Zinn, beispielsweise,
bei verzinnten Drähten oder Leiterbahnen, auf und können zu mannigfaltigen Störungen, wie z.B. Kurzschlüssen bei Leiterbahnen
führen, indem sie von einer Leiterbahn zur anderen wachsen und diese überbrücken. Die Ursache dieser Whiskerbildung liegt in
den Spannungen in der aufgebrachten Schicht aus Zinn bzw. Zinnlegierung. Bauen sich diese Spannungen im Laufe der Zeit durch
Alterung ab, so kommt es zur Bildung von Whiskern zufolge der freigewordenen Energie.
Es sind bereits verschiedene Maßnahmen zur Vermeidung einer derartigen nachteiligen Whiskerbildung bekannt. Wird das Zinn
beispielsweise aufgeschmolzen, tritt eine geringere Whiskerbildung auf. Zinnschichten die durch Feuerverzinnen oder durch
Aufschmelzen von galvanisch aufgebrachten Zinnschichten erhalten werden, haben zwar den Vorteil einer geringeren Neigung
2ur Whiskerbildung, weisen jedoch den.Nachteil auf, daß insbesondere
bei Drähten die aufgebrachte Zinnschicht asymmetrisch zu dem zu verzinnenden Kern liegt. Diese Asymmetrie bzw. Ungleichmäßigkeit
der aufgebrachten Zinnschicht hat den Nachteil, daß sie nicht die von den einschlägigen Normen festge-
legten Mindestschichtstärken über den genannten Querschnitt
aufweisen, wodurch es zu Schwierigkeiten beim Verlöten konner kann. Durch Diffusion von Atomen aus dem z.B. aus Kupfer bestehendem
Kern in die aufgebrachte Zinnschicht und umgekehrt, bildet sich eine Kupfer-Zinnphase aus. Ist nun aber infolge dei
genannten Ungleichmäßigkeit die Zinnschicht so dünn, daß sie . völlig von der Kupfer-Zinnphase besetzt ist, so kann keine Benetzung
mehr mit Zinn im Rahmen eines darauffolgenden Verarbeit Vorganges erreicht werden. Ein solcher Bearbeitungsvorgang kanr
beispielsweise im Einlöten eines Bauteiles in eine Printplatte
liegen oder im Anlöten eines Drahtes an einen Bauteil, wie z.B. bei der Kondensatorherstellung, wobei es im letzteren FaIJ
zu einer Verschmutzung der Elektrode kommt.
Der Erfindung· liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum weitgehenden Whiskerfreistellen von galvanisch verzinntem Gut, insbesondere von galvanisch verzinnten Drähten anzugeben,
wobei die Erfindung darin besteht, daß das galvanisch verzinnte Gut einer nachträglichen Wärmebehandlung unterworfen wii
bei welcher es ,auf eine Temperatur erwärmt wird, welche knapp unterhalb des Schmelzpunktes des galvanisch aufgebrachten Zinn!
bzw. knapp unterhalb der eutektischen Temperatur der aufgebrachten Zinnlegierung liegt. Hierdurch kann der Vorteil einer
durch galvanisches Verzinnen erzielten gleichmäßig dicken Zinnschicht sowie deren weitgehend whiskerfreie Ausbildung erzielt
werden. Damit ist zuverlässig an jeder Stelle eine Benet barkeit der Zinnschicht und somit eine problemlose Durchführun1
etwaiger folgender Bearbeitungsvorgänge gesichert.
Durch die hohe Erwärmung des zu verzinnenden Materials werden die eingangs bereits genannten mechanischen Spannungen abgebaut
und daher die Whiskerbildung auf relativ einfache und
zuverlässige Weise unterbunden. Hiebei ist es ohne Bedeutung, ob die galvanisch aufgebrachte Zinnschicht aus reinem Zinn besteht
oder aus einer Zinnlegierung, wie z.B. einer Zinn-Bleilegierung. Insbesondere bei' Zinn-Bleilegierungen mit hohem Bleianteil
ist es von Vorteil wenn das erfindunsgemäße Erwärmen unter
Schutzgas erfolgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann das verzinnte Gut bis zu etwa 5° bis etwa 300C unterhalb
des Schmelzpunktes von Zinn bzw. bis knapp unterhalb der eutektischen Temperatur der Legierung erwärmt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung von Drähten hat es
sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Draht bzw. die Drähte kontinuierlich eine Wärmebehandlungsstrecke durchlauf
eöi. Die besten Erfahrungen wurden mit einem Wärmeofen gemacht,
jedoch kann die Erwärmung auch induktiv durch Infrarotbehandlung od. dgl. erfolgen. Der solcherart wärmebehandelte Draht wird
zweckmäßig
sodann/einer erzwungenen Abkühlung unterworfen, d. h. er durchläuft
eine Kühlstrecke die in verschiedenster an sich bekannter Weise realisiert werden kann.
Vorzugsweise bei verzinntem Stückgut kann dieses am zweckmäßigsten
als solches in einen Wärmeofen zwecke erfindunqsgemäßer Wärmebehandlung eingebracht werden. Nach erfolgter
Wärmebehandlung wird das Stückgut bevorzugt bei Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Claims (7)
1. Verfahren zum weitgehenden Whiskerfreisteilen von
galvanisch verzinntem Gut, insbesondere von galvanisch verzinnten Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß das
galvanisch verzinnte Gut einer nachträglichen Wärmebehandlung unterworfen wird, bei welcher es auf eine
Temperatur erwärmt wird, welche knapp unterhalb des Schmelzpunktes des galvanisch aufgebrachten Zinns bzw.
unterhalb der eutektischen Temperatur der aufgebrachten Zinnlegierung liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verzinnte Gut auf eine Temperatur erwärmt wird,
die bis zu 50C bis zu etwa 300C unterhalb des Schmelzpunktes
von Zinn bzw. unterhalb der eutektischen Temperatur liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Erwärmen unter Schutzgas erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das galvanisch verzinnte Gut der nachträgliehen Wärmebehandlung durch kontinuierliches Hindurchführen
in einem
.durch eine Wärmebehandlungsstrecke, z.B. / Wärmeofen, unterworfen
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das galvanisch verzinnte Gut nach der nachträglichen
Wärmehhandlung einer erzwungenen Abkühlung unterworfen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn-
zeichnet, daß das galvanisch verzinnte Gut der nachträglichen Wärmebehandlung durch Einbringen als Stückgut in einen Wärmeofen
unterworfen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das verzinnte Gut nach Beendigung der Wärmebehandlung aus dem Ofen ausgebracht und der Raumtemperatur ausgesetzt wird.
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- 1983-09-07 GB GB08323942A patent/GB2126250A/en not_active Withdrawn
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