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Dokumentenidentifikation DE19511656C2 27.11.1997
Titel Partiell feuerverzinntes Band
Anmelder Wieland-Werke AG, 89079 Ulm, DE
Erfinder Buresch, Isabell, Dipl.-Ing. Dr.rer.nat., 89257 Illertissen, DE;
Schneider, Traugott, 89075 Ulm, DE;
Sturm, Hermann, 89287 Bellenberg, DE
DE-Anmeldedatum 30.03.1995
DE-Aktenzeichen 19511656
Offenlegungstag 02.10.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.11.1997
IPC-Hauptklasse C23C 2/40
IPC-Nebenklasse C23C 2/02   C23C 2/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein partiell feuerverzinntes Band aus beschichtbarem Werkstoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Bedarf an hochwertig verzinnten Bändern nimmt zu. Definierte Anforderungsprofile seitens der Kfz-Industrie, der Halbleiterindustrie und anderer Anwender bestimmen den Markt. Beschichtungen unterschiedlich dicker Auflagen aus Reinzinn, Zinn-Legierungen und sogenannter Hartzinn-Legierungen werden gewünscht. Bei letztgenannten Legierungen wird besonderer Wert auf die Verringerung der Steckkraft gelegt.

Eine partielle bzw. einseitige Verzinnung wird aus folgenden Gründen erwünscht:

  • a) Einsparung von Rohstoffen (Sn)
  • b) Beschichtung der funktionellen Bereiche,
  • c) Eigenschaftskombination von insbesondere Kupfer- und Kupferlegierungs- und Sn-Oberflächen.


Ein- bzw. beidseitig, partiell verzinnte Bänder lassen sich beispielsweise nach dem Verfahren gemäß US-PS 4.529.628 herstellen.

Hierbei wird über eine Düse flüssiges Metall auf ein Band einseitig oder beidseitig partiell aufgebracht. Die Dicke der Beschichtung wird über die Bandgeschwindigkeit und die Düsenausbringung gesteuert. Die Schichtdicke ist somit über die gesamte Bandbreite identisch. Die Beschichtung ist über die Bandlänge durchgehend. Pro Bandseite ist es nur möglich, einen Beschichtungswerkstoff aufzubringen. Werden mehrere Beschichtungswerkstoffe bzw. unterschiedliche Eigenschaften auf einer Bandseite gefordert, so sind mehrere Produktionsschritte nacheinander notwendig. Zudem besteht bei diesem Verfahren nicht die Möglichkeit, die Bandkanten zu beschichten, was bezüglich Lötbarkeit im Randbereich oder bei Kontaktierung über die Bandkante gefordert wird. Eine hohe Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist somit nicht gegeben.

Die DD-PS 278.819 betrifft das einseitige schmelzflüssige Teilbeschichten von Metallbändern mit einer lötfähigen Schicht aus Zinn oder Zinn-Blei-Legierungen, wobei die Schicht an beliebiger Stelle sowie beliebiger Breite auf dem Bandmaterial angeordnet werden kann.

Die DE-PS 35 36 304 und die DE-OS 35 39 585 betreffen das kontinuierliche Heißverzinnen von Leiterplatten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbes. entsprechend dem Bedarf der Elektronik-Industrie die Palette an partiell verzinnten Bändern zu erweitern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Streifen - in Längsrichtung gesehen - in regelmäßigen und/ oder unregelmäßigen Abständen (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3; . . . ) unterbrochen sind und eine unterschiedliche Schichtdicke aufweisen.

Bei unterschiedlichen Schichtdicken der Streifen bzw. der Verzinnung auf Vor- und Rückseite können die Vorteile dünner Sn-Schichten mit z. B. niedrigen Steck- und Ziehkräften mit den Vorteilen dicker Sn-Schichten mit z. B. guter Lötbarkeit kombiniert werden (speziell für Steckverbinder).

Abstände (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3; . . . )im Bereich von 1 bis 20 mm sind bevorzugt.

Die Streifen sind vorzugsweise auf unterschiedliche Weise unterbrochen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Streifen aus unterschiedlichen Beschichtungswerkstoffen. So können härtere Beschichtungswerkstoffe z. B. in der Kontaktzone mit weicheren Beschichtungswerkstoffen z. B. im Crimp- oder Lötbereich kombiniert werden.

Im Gegensatz zur Galvanik werden durch die Erfindung Strukturen erreicht, bei denen sich die Beschichtungsstreifen durch eine hohe Haftfähigkeit auszeichnen.

Partiell verzinnte Bänder finden Verwendung in der Elektronik und Elektrotechnik. Sie werden z. B. eingesetzt zur Fertigung für Steckverbinder für die Automobilindustrie, die Telekommunikation u. a. Anwendungen finden partiell beschichtete Bänder auch bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen wie QFP&min;s (Quad Flat Package), SOT&min;s (Small Outline Transistor), IC&min;s (Integrated Circuit) u. a. Von Bedeutung ist hier die Kombination der blanken Bandoberfläche mit einer gut lötbaren verzinnten Oberfläche.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1/2 jeweils schematisch die Anordnung unterbrochener Beschichtungsstreifen auf einem Band,

Fig. 3 schematisch den Verfahrensablauf und

Fig. 4-6 schematisch die Ausbildung verschiedener Vorratskammern einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Band 1 nach Fig. 1 bzw. 2 ist jeweils mit vier Beschichtungsstreifen 2, 3, 4, 5 versehen. Gemäß Fig. 1 sind diese etwa in der Bandmitte, gemäß Fig. 2 an den Bandkanten angeordnet. In beiden Fig. 1/2 sollen die Streifen 2, 3 auf der Bandoberseite eine Schichtdicke D1 aufweisen, die Streifen 4, 5 auf der Bandunterseite eine Schichtdicke D2. Weiterhin ist in Fig. 2 angedeutet, daß die Streifen 2, 4 aus einem anderen Beschichtungswerkstoff bestehen als die Streifen 3, 5. Allein aus den beiden Fig. 1/2 sind die vielfachen Möglichkeiten der Bandverzinnung mit in unterschiedlichen Abständen (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3; . . . ) unterbrochenen Streifen 2, 3, 4, 5 ersichtlich.

In Fig. 3 ist der Verfahrensablauf erläutert:

Das von einer Abrollhaspel 6 ablaufende Band 1 durchläuft eine Flußmittelaufgabe 7 und gelangt zur Erwärmung in eine Heizkammer 8, in welche ein Einsatz 9 integriert ist, in dem eine Vorratskammer 10 angeordnet ist. Die in der Vorratskammer 10 befindliche Metallschmelze 11 wird damit gleichzeitig auf Temperatur gehalten. Der Einsatz 9 liegt federnd auf dem Band 1 auf. Die zur Beschichtung vorgesehene Metallschmelze 11 kann über eine Öffnung 12 auf das Band 1 gelangen. Mittel zur Steuerung der Schmelzezufuhr (Stopfenregelung od. dgl.) sind durch Ziffer 13 angedeutet. Die Schichtdicke des aufzubringenden Streifens 2, 3, 4, 5 läßt sich durch die nachfolgende Abstreifung 14 für die Metallschmelze 11 und/oder durch mehr oder minder starkes Anpressen des Einsatzes 9 an das Band 1 variieren. Das verzinnte Band 1 wird schließlich auf eine Aufrollhaspel 15 aufgerollt.

In den Fig. 4 bis 6 sind schematisch die Ausbildung verschiedener Vorratskammern 10 (Draufsicht/Querschnitt) und die sich daraus ergebende Anordnung der Streifen 2, 3, 4, 5 auf dem Band 1 dargestellt.

Gemäß Fig. 4 speist beispielsweise eine Vorratskammer 10 zwei nebeneinander liegende Öffnungen 12.

Gemäß Fig. 5 weist der Einsatz 9 zwei seitlich zu den Schenkeln 8&min; der Heizkammer 8 geöffnete Vorratskammern 10 auf, so daß sich Streifen 2, 3, 4, 5 auf den Randstreifen ergeben.

Falls in demselben Arbeitsgang auch die Bandunterseite mit Streifen versehen werden soll, stehen diese Vorratskammern 10 mit Nuten 16 in der Heizkammer 8 in Verbindung, welche die Bandkanten umgreifen (Mittel zur Steuerung der Schmelzezufuhr sind hier nicht näher dargestellt).

Die im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Heizkammer 8 kann beispielsweise aus einer mit Heizpatronen versehenen Grundplatte bestehen, auf die eine Graphitplatte und Seitenschenkel 8&min; ebenfalls aus Graphit aufgeschraubt sind. Als Werkstoff für den Einsatz 9 kann ebenfalls Graphit vorgesehen werden.

Verzinnt werden können Bänder mit folgenden Abmessungen:

Dicke: 0,05 bis 1,5 mm, Breite: 5 bis 200 mm.

Verzinnungstemperatur: 50 bis 400°C.

Verzinnungsgeschwindigkeit: 5 bis 100 m/min.

Erreicht werden können Schichtdicken von 0,2 bis 25 µm.

Verfahrensbedingt weisen die auf diese Art partiell beschichteten Bänder eine intermetallische Phase zwischen Beschichtung und Grundmaterial auf, welche die Haftung der Beschichtung verstärkt, so daß ein Abplatzen der Beschichtung bei Biegevorgängen auch nach Wärmebehandlungen nicht auftritt.


Anspruch[de]
  1. 1. Partiell feuerverzinntes Band (1) aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung, das an seiner Oberfläche ein- oder beidseitig mindestens zwei, in Längsrichtung verlaufende, metallische Beschichtungsstreifen (2, 3, 4, 5) aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung mit kleinerer Breite als der Bandbreite B aufweist, wobei zwischen dem Bandmaterial und den Streifen (2, 3, 4, 5) eine intermetallische Phase (IMP) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (2, 3, 4, 5) - in Längsrichtung gesehen - in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Abständen (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3; . . . ) unterbrochen sind und eine unterschiedliche Schichtdicke aufweisen.
  2. 2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3; . . . ) im Bereich von 1 bis 20 mm liegen.
  3. 3. Band nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (2, 3, 4, 5) auf unterschiedliche Weise unterbrochen sind (A&sub1; ≠ A&sub2; ≠ A&sub3; . . . ).
  4. 4. Band nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (2, 3, 4, 5) jeweils aus unterschiedlichen Beschichtungswerkstoffen bestehen.






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