NL8205054A - SOLDERED WIRE WITH NICKEL AND TIN LAYER. - Google Patents

Description

i '<*.........- *i '<* .........- *

PP

* VO 4029* VO 4029

Titel: Voor solderen geschikte ijzerdraad met nikkel-en tinlaag.Title: Iron wire with a nickel and tin layer suitable for soldering.

De uitvinding heeft betrekking op een voor solderen geschikte ijzerdraad met nikkel- en tinlaag.The invention relates to a solderable iron wire with a nickel and tin layer.

Voor het vervaardigen van de bedrading van electrische schakelingen, 5 alsmede aansluitgeleiders voor passieve electronische onderdelen is het volgens de Zwitserse octrooischriften 310.839 en 310.840 of het Duitse "Auslegeschrift" 1.082.094 bekend om beklede, in het bijzonder vertinde koperdraden toe te passen. Koper is gemakkelijk verwerkbaar, heeft een zeer hoge electrische geleiding en is als toevoerdraad toegepast aan 10 een passief onderdeel, een beduidende kostenfactor.For the manufacture of the wiring of electrical circuits, as well as connection conductors for passive electronic parts, it is known according to Swiss patents 310,839 and 310,840 or German "Auslegeschrift" 1,082,094 to use coated, in particular tin-plated, copper wires. Copper is easy to process, has a very high electrical conductivity and is used as a supply wire to a passive part, a significant cost factor.

Bij de huidige electronische schakelingen geeft een uitstekende electrische geleiding van de bedradingen en de aansluitdraden van electronische onderdelen, veelal geen voordelen. In de eerste plaats is een bepaalde pletbaarheid en een zonder fouten geschikt zijn voor het sol-15 deren van de geleiderdraden van belang. Onderzoekingen met vertinde ijzerdraden met een laag koolstofgehalte hebben uitgewezen, dat deze vertinde ijzerdraden na het vertinnen weliswaar nog goed soldeerbaar zijn, maar na een langere opslagtljd of een kunstmatige veroudering bij het solderen niet langer worden bevochtigd door de soldeersmelt, omdat de 20 oppervlakkige tinlaag door de opslag respectievelijk veroudering overgaat in een ijzer- tin- fase, die bevochtiging tegengaande eigenschappen heeft.With the current electronic circuits, excellent electrical conductivity of the wiring and connecting wires of electronic parts does not usually provide any advantages. In the first place, a certain crushability and flawlessness are suitable for soldering the conductor wires. Studies with low carbon tinned iron wires have shown that these tinned iron wires are still solderable after tinning, but are no longer wetted by the solder melt after a longer storage period or an artificial aging during soldering, because the surface tin layer is the storage or aging changes to an iron-tin phase, which has anti-wetting properties.

Verder zijn sterkstroomgeleiders bekend, die een ijzerdraadkem hebben, die is geplatteerd met een uitwendige koperlaag. Bij deze beken-25 de geleiders, waarvan bijvoorbeeld geslagen geleiders worden vervaardigd voor hoogspanningsleidingen, wordt de stroomgeleiding in beginsel overgenomen door de uitwendige koperlaag, terwijl de treksterkte van de geleider in hoofdzaak is bepaald door de ijzerdraadkern. In tegenstelling hiermee draagt bij het onderwerp van uitvinding de galvanisch op de 30 ijzerdraadkern aangebrachte dunne koperlaag slechts in onbelangrijke mate bij aan de totale geleiding van de geleider.Furthermore, high current conductors are known which have an iron wire core which is plated with an external copper layer. In these known conductors, of which, for example, stranded conductors are manufactured for high-voltage lines, the current conduction is in principle taken over by the external copper layer, while the tensile strength of the conductor is mainly determined by the iron wire core. In contrast, in the subject matter of the invention, the thin copper layer galvanically applied to the iron wire core contributes only insignificantly to the overall conductivity of the conductor.

De uitvinding streeft naar een voor solderen geschikte draad met een goedkope ijzerkern, die goedkoper moet zijn dan koperdraad, waarbij de voor solderen geschikte bekledingslaag bestendig is tegen opslag in de 35 warmte, voldoet aan de soldeernormen en bestendig is. Dit wordt bereikt, 8205054 -2- doordat direct galvanisch op de ijzerdraad een diffusie keerlaag is aangebracht en daarop een tinlaag of een tinloodlegeringslaag.The invention aims at a solderable wire with an inexpensive iron core, which is to be cheaper than copper wire, the solderable coating layer being resistant to heat storage, satisfying the soldering standards and resistant. This is achieved, 8205054 -2- in that a diffusion barrier layer is directly galvanized on the iron wire and a tin layer or a tin lead alloy layer is applied thereon.

In het bijzonder wordt voorgesteld, dat de diffusiekeerlaag een koperlaag en/of een nikkellaag is. Verrassenderwijze is gebleken, dat 5 door het galvanisch aanbrengen een zeer dunne diffusiekeerlaag kan worden geproduceerd, en deze zich, te weten de koperlaag en/of nikkellaag alsmede de tinlaag met de ijzerkern tegen opslag in de warmte bestendig en overeenkomstig de soldeernormen verbindt, waardoor een met de proef-normen voor solderen overeenkomende draad wordt verkregen, die dank zij 10 de ijzerkern en de dunne nikkel- of tinlaag voor een aanzienlijk gunstiger prijs kan worden vervaardigd dan gebruikelijke voor solderen geschikte draden. De hechting van het soldeertin aan de galvanisch aangebrachte lagen is verrassender wijze ook met zekerheid gegeven na kunstmatige veroudering.In particular, it is proposed that the diffusion barrier layer be a copper layer and / or a nickel layer. Surprisingly, it has been found that a very thin diffusion barrier can be produced by electroplating and that it connects, namely the copper layer and / or nickel layer as well as the tin layer, with the iron core to heat storage and in accordance with the soldering standards, so that a wire corresponding to the test standards for soldering is obtained, which, thanks to the iron core and the thin nickel or tin layer, can be manufactured at a considerably more favorable price than conventional wires suitable for soldering. Surprisingly, the adhesion of the solder to the galvanically applied layers is also given with certainty after artificial aging.

15 Verder wordt voorgesteld, dat de galvanisch op de ijzerdraad aan gebrachte koperlaag een dikte heeft van 0,5 - 4 ai , bij voorkeur 2 M.It is further proposed that the copper layer applied galvanically to the iron wire has a thickness of 0.5 - 4 ai, preferably 2 M.

Een verder voorstel luidt, dat de dikte van de nikkellaag 0,5 - 4^ bij voorkeur 2 U , bedraagt.A further proposal is that the thickness of the nickel layer is 0.5-4, preferably 2 µ.

Verder wordt voorgesteld, dat de dikte van de tinlaag 3 - 10M., 20 bij voorkeur 5M, bedraagt.It is further proposed that the thickness of the tin layer is 3-10M, preferably 5M.

Dergelijke dunne materiaallagen kunnen goedkoop alleen galvanisch worden aangebracht. De onderhavige draad bestaat in beginsel uit de goedkope ijzerkern, bij voorkeur uit laag gelegeerd ijzerdraad met een koolstofgehalte van 0,03 - 0,1 %, waarbij echter ook een andere ijzerkern 25 kan worden toegepast voor bijzondere doeleinden, en zeer dunne koper-nikkel- en tinlagen, zodat het verbruik van kostbare non-ferrometalen klein is en zodoende de prijs van het totale produkt laag kan worden gehouden hoewel het eindprodukt verrassenderwijze volledig voldoet aan de soldeernormen.Such thin material layers can cheaply only be applied galvanically. The present wire in principle consists of the inexpensive iron core, preferably low-alloy iron wire with a carbon content of 0.03 - 0.1%, but also another iron core 25 can be used for special purposes, and very thin copper-nickel and tin layers, so that the consumption of expensive non-ferrous metals is small and thus the price of the total product can be kept low although the end product surprisingly fully complies with the soldering standards.

30 Onder draad wordt natuurlijk niet alleen een ronde draad verstaan, maar ook een vlakke draad, een draad met een vierkante doorsnede, een draad met een rechthoekige doorsnede of een profieldraad met een willekeurige doorsnede. Al deze draden kunnen galvanisch worden behandeld. Natuurlijk is het mogelijk om in plaats van een ijzerkern met een laag koolstofgehalte, voor andere sterkte eisen of materiaal-eigenschappen 35 aangepast gelegeerde draden toe te passen. In het bijzonder is het voor 8205054 rj -» -3- bijzondere doeleinden ook mogelijk niet magnetisch ijzer te bekleden, waarbij ook een dunne bekleding mogelijk is van bijzondere profielen.30 Wire is of course understood to mean not only a round wire, but also a flat wire, a wire with a square cross-section, a wire with a rectangular cross-section or a profile wire with any cross-section. All these wires can be galvanically treated. Of course, instead of a low carbon iron core, it is possible to use modified alloy wires for other strength requirements or material properties. In particular, for special purposes, it is also possible to coat non-magnetic iron, whereby a thin coating of special profiles is also possible.

In het bijzonder is het mogelijk om bij de galvanische vervaardiging een nauwkeurige en economische bemeting van lagen te bereiken en 5 een regelmatige bekleding.In particular, it is possible to achieve an accurate and economical dimensioning of layers and a regular coating during the galvanic production.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:The invention is further elucidated with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 een ruimtelijk doorsnede aanzicht is van de voor solderen geschikte draad, 10 Fig. 2 schematisch een galvanische produktie-installatie toont enFig. 1 is a spatial sectional view of the wire suitable for soldering, FIG. 2 schematically shows a galvanic production installation and

Fig. 3 een bovenaanzicht is van een andere installatie, waarbij drie draadbanen voor elke zes draden naast elkaar en in verschillende behandelingsstations achterelkaar zijn aangebracht.Fig. 3 is a plan view of another installation, with three wire paths for each six wires arranged side by side and in different treatment stations in sequence.

De in Fig. 1 getoonde draad bestaat uit een ijzerkem 1 van een 15 ijzer met een koolstofgehalte van 0,05 %, dat op zichzelf lasbaar is. Op deze ijzerkern is galvanisch een koperlaag 2 aangebracht met een dikte van 2 μ en daaroverheen een nikkellaag 3 met een dikte van eveneens 2 μ.The one shown in FIG. 1 wire shown consists of an iron core 1 of an iron with a carbon content of 0.05%, which is weldable per se. A copper layer 2 with a thickness of 2 μ and a nickel layer 3 with a thickness of 2 μ are galvanically applied to this iron core.

De buitenste laag 4 bestaat uit een tinlaag, die een dikte heeft van 5 μ.The outer layer 4 consists of a tin layer, which has a thickness of 5 μ.

De ijzerdraad 1 wordt, zoals blijkt uit fig. 2, vanaf een ijzerdraad-20 voorraadrol 5 geleid in een galvanisch koperbad 8 met hulpinrichtingen, zoals een verlagingsinrichting, enz., waarin de koperlaag 2 wordt aangebracht. In een nikkelbad 9 van een installatie voor het galvanisch aanbrengen van nikkel wordt vervolgens de nikkellaag 3 aangebracht, waarna in een tinbad 10 eveneens galvanisch een tinlaag 4 wordt aange-25 bracht, waarna de gerede draad op de opwikkelrol 6 wordt gewikkeld.The iron wire 1, as can be seen from Fig. 2, is led from an iron wire 20 supply roll 5 into a galvanic copper bath 8 with auxiliary devices, such as a lowering device, etc., in which the copper layer 2 is applied. The nickel layer 3 is then applied in a nickel bath 9 of a nickel galvanic installation, after which a tin layer 4 is also galvanically applied in a tin bath 10, after which the finished wire is wound on the take-up roll 6.

In de uitvoering volgens fig. 3 is een deel van een volledige installatie voor het galvaniseren gedetailleerder weergegeven. In deze installatie zijn evenwijdig drie draadbanen met elk zes draden boven-elkaar voorzien, waarbij een. aantal baden achterelkaar is aangebracht.In the embodiment according to Fig. 3, part of a complete galvanizing installation is shown in more detail. In this installation, three wire paths with six wires one above the other are provided in parallel, one of which is. number of baths have been arranged one after the other.

30 De draad loopt eerst door gelijke ontvettingsstations, dan met een rechte loop door een afbijtstation, dat is gevuld met tien procentig zoutzuur bij 20°. Deze stations zijn niet weergegeven. Vandaar loopt de draad in het station 13 voor het aanbrengen van de koperen onderlaag, o waarin bij 40 C met 800 A bij een dompellengte van 4,5 m, 1 μ koper wordt aangebracht. In het volgende afbijtstation 14 wordt de draad 8205054 t -4- behandeld met sulfamidezuur en komt hij verder in een nikkelbad 15, waar een nikkellaag van-2 μ met 2000 A en een dompellengte van 9 m wordt aangebracht, waarbij de anode-kathode-spanning 12 V bedraagt. Verder komt de draad via nog een afbijtstation 16 in een niet weergegeven ge-5 lijk tinbad, waarin een 4 μ dikke tinlaag met 2000 A en een dompellengte van 12 m wordt aangebracht. Na een behandeling met heet water wordt de draad op rollen gespoeld. Het uitgangsdraad materiaal is hierbij een ijzerdraad, waarbij het eindprodukt een voor solderen geschikte draad is.The wire first passes through equal degreasing stations, then with a straight run through a stripping station, which is filled with ten percent hydrochloric acid at 20 °. These stations are not shown. Hence the wire runs into the station 13 for the application of the copper substrate, o in which 1 μ copper is applied at 40 C with 800 A at an immersion length of 4.5 m. In the next stripper 14, the wire 8205054 t -4- is treated with sulfamic acid and advances in a nickel bath 15, where a -2 μ nickel layer with 2000 A and a 9 m immersion length is applied, the anode-cathode- voltage is 12 V. The wire also passes through another stripping station 16 into a non-shown equal tin bath, in which a 4 µm thick layer with 2000 A and an immersion length of 12 m is applied. After treatment with hot water, the thread is spooled on reels. The starting wire material is an iron wire, the end product being a wire suitable for soldering.

10 Gebleken is, dat het galvanisch aanbrengen goede resultaten geeft. Natuurlijk is het in het raam van de uitvinding mogelijk om ook andere laag-aanbreng-werkwijzen toe te passen, waarbij het bijvoorbeeld mogelijk is om de vernikkelde draad door een tinbad te trekken, en in plaats van een tinbad ook soortgelijke voor solderen geschikte lege-15 ringen kunnen worden toegepast.10 It has been found that the galvanic application gives good results. It is of course possible within the scope of the invention to also use other layer-applying methods, for example, it is possible to draw the nickel-plated wire through a tin bath, and instead of a tin bath also to use similar soldering-suitable materials. 15 rings can be used.

82050548205054

Claims (8)

1. Voor solderen geschikte ijzerdraad met nikkel- en tinlaag, met het kenmerk, dat direct op de ijzerdraad (1) galvanisch een diffusie-keerlaag is aangebracht, en daarop een tinlaag (4) of tinloodlegerings-laag.Iron wire with a nickel and tin layer suitable for soldering, characterized in that a diffusion barrier layer is electroplated directly on the iron wire (1) and a tin layer (4) or tin lead alloy layer thereon. 2. Ijzerdraad volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de diffusie- keerlaag een koperlaag (2) en/of een nikkellaag (3) is.Iron wire according to claim 1, characterized in that the diffusion barrier layer is a copper layer (2) and / or a nickel layer (3). 3. Ijzerdraad volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de galvanisch op de ijzerdraad aangebrachte koperlaag een dikte heeft van 0,5-4 -ΊΟ», bij voorkeur 2Λ*-.Iron wire according to claim 1 or 2, characterized in that the copper layer galvanically applied to the iron wire has a thickness of 0.5-4 -ΊΟ, preferably 2Λ * -. 4. Ijzerdraad volgens één der voorgaande conclusies, met het ken merk, dat de dikte van de nikkellaag 0,5 - 4>*», bij voorkeur 2 AA., bedraagt.Iron wire according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the nickel layer is 0.5 - 4>, preferably 2 AA. 5. Ijzerdraad volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dikte van de tinlaag 3-10 M., bij voorkeur 5λΚ , bedraagt.Iron wire according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the tin layer is 3-10 M., preferably 5λΚ. 6. Werkwijze voor het vervaardigen van een voor solderen geschikte ijzerdraad volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat direct op de ijzerdraad (1) galvanisch een koperlaag (2) en/of nikkellaag (3) wordt aangebracht, en op deze laag respectievelijk de koperlaag, een tinlaag (4).Method for manufacturing a solderable iron wire according to any one of the preceding claims, characterized in that a copper layer (2) and / or nickel layer (3) is galvanically applied directly to the iron wire (1) and to this layer the copper layer, a tin layer (4), respectively. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de tinlaag of tinloodlegeringslaag galvanisch wordt aangebracht.Method according to claim 6, characterized in that the tin layer or tin lead alloy layer is applied galvanically. 8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de tinlaag of tinloodlegeringslaag door het door een tinbad of een bad met een voor solderen geschikte legering trekken van de draad wordt aangebracht. 8205054A method according to claim 6, characterized in that the tin layer or tin lead alloy layer is applied by drawing the wire through a tin bath or a bath with an alloy suitable for soldering. 8205054