JP2801355B2 - ニッケルめっき銅線とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はニッケルめっき銅線とその製造方法に関し、
更に詳しくは、耐食性が優れ、電子部品や電子機器のリ
ード線に用いた場合に、耐変色性が良好であるニッケル
めっき銅線とその製造方法に関する。

（従来の技術） 電子部品や電子機器のリード線には、半田付け性が良
好であることからして、従来から銀被覆銅線が多用され
ている。しかし、このリード線は銀で被覆されているの
で高価である。

このため、最近では、銅または銅合金から成る芯線の
表面に、銀に代えてニッケルめっきを施したリード線が
広く用いられている。このニッケルめっき銅線は、芯線
の構成材料である銅または銅合金の良導電性，良加工
性，耐熱性のような特性が充分に発揮されることに加え
て、ニッケル特有の耐食性も備えており、かつ銀に比べ
て安価であるという利点がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記したニッケルめっき銅線を用いて、例
えば、ダイオード製造時におけるシリコンチップの半田
付けを行なった場合、ニッケルめっき銅線は、この工程
において、300〜400℃の温度で約１時間の半田付け、更
に200〜250℃の温度で16時間のキュアという高温環境に
曝される。

しかしながら、ニッケルめっき銅線が上記したような
高温環境に曝されると、芯線の部分を構成する銅成分が
ニッケルめっき層の中を表面に向かって拡散し、その結
果、ニッケルめっき銅線の表面は変色してその耐食性が
低下するという問題が発生する。

本発明は上記した問題を解決し、高温環境下にあって
も表面の変色が少なく、したがって耐食性の低下も少な
いニッケルめっき銅線の製造方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記した目的を達成するために鋭意研
究を重ねたところ、ニッケルめっき層を粗大結晶粒のニ
ッケルで構成すると、この粗大結晶粒にはピンホールや
粒界が少ないので、芯線の銅成分の表面への拡散が抑制
され、その結果、表面変色と耐食性の低下が抑制される
との事実を見出した。

そして、このニッケルめっき層におけるニッケルの結
晶粒径の大小は、その下地である芯線の銅の結晶粒径の
大小に規定されるとの知見も勘案することにより、本発
明のニッケルめっき銅線とその製造方法を開発するに到
った。

すなわち、本発明のニッケルめっき銅線は、銅または
銅合金から成り、銅の結晶粒径が5.0μｍ以上である芯
線と、該芯線の表面に電気めっき法で被覆形成されてい
る厚み0.1〜5.0μｍのニッケルめっき層とから成ること
を特徴とし、また、その製造方法は、伸線処理された銅
または銅合金から成る芯線に焼鈍処理を施して銅の結晶
粒径を5.0μｍ以上に調整し、ついで、前記芯線の表面
に電気めっきを施して厚み0.1〜5.0μｍのニッケルめっ
き層を形成することを特徴とする。

まず、本発明のニッケルめっき銅線の芯線は、銅また
は銅合金で構成される。具体的にはタフピッチ銅（TP
C）や、Cu−0.1％Ag,Cu−0.15％Snなどである。また、
鋼線の表面に銅をクラッドして成るEF線であってもよ
い。

この芯線においては、銅の結晶粒径が5.0μｍ以上の
大きさに調整されている。この結晶粒径が5.0μｍより
小さい場合には、この芯線の表面に後述する電気めっき
法でニッケルめっき層を形成したときに、ニッケルの結
晶粒径は、銅の結晶粒径の大きさに追随するので、ニッ
ケルの結晶粒径も小さくなり、その結果、ニッケルめっ
き層にはピンホールや粒界が多数存在するようになっ
て、ニッケルめっき層による芯線からの銅の拡散防止効
果が低下するからである。

芯線の表面に形成されるニッケルめっき層の厚みは0.
1〜5.0μｍに設定される。この厚みが0.1μｍより薄い
場合は、得られるニッケルめっき銅線の耐変色性や耐食
性が不充分となり、また厚みを5.0μｍより厚くして
も、そのめっき層ではニッケルの粗大結晶が形成されな
いからである。ニッケルめっき層の好ましい厚みは、0.
5〜3.0μｍ程度である。

本発明のニッケルめっき銅線は次のようにして製造さ
れる。

まず、所定の線径にまで伸線処理された芯線に焼鈍処
理を施して銅の結晶粒径を5.0μｍ以上の大きさに調整
する。

伸線処理を受けた芯線は、その伸線時に加えられた減
面加工によって、一般に、銅の結晶粒径が小さくなって
いる。

したがって、この芯線に焼鈍処理を施すことにより、
銅の結晶粒を粗大化し、その結晶粒径を5.0μｍ以上に
調整する。

焼鈍処理の条件は、伸線された芯線への減面加工率や
その結果としての銅結晶粒径の大きさによって適宜選定
されるが、通常、焼鈍温度300℃以上，焼鈍時間0.1〜25
0分の範囲内で選定される。

ついで、焼鈍処理が施された芯線に電気めっき法でニ
ッケルめっきが施される。

このときの電気めっきの条件、例えば、用いるめっき
浴の組成，浴温，電流密度などは、従来からニッケルめ
っきに採用されている条件を転用すればよい。このと
き、上記条件の外、めっき時間などを適宜選定すること
により、ニッケルめっき層の厚みを0.1〜5.0μｍの範囲
に調節する。

この電気めっきの過程で、ニッケルめっき層は下地で
ある芯線の銅結晶粒に沿って成長していく。したがっ
て、銅結晶の粒径が5.0μｍ以上であるため、ニッケル
めっき層を構成するニッケルの結晶粒は粗大化し、銅の
拡散防止効果が大きくなる。

（発明の実施例） 実施例１〜9,比較例１〜３ 第１表に示した材料と、銅の結晶粒径を有する線径0.
8mmの芯線に、N₂雰囲気炉内で第１表に示した条件の焼
鈍処理を行なって、それぞれの銅結晶粒径を第１表に示
した大きさに調整した。

ついで、各芯線に下記条件の電気めっきを施して、第
１表に示した厚みでニッケルめっき層を形成した。

浴組成 ：スルファミン酸ニッケル300g/， 塩化ニッケル30g/，ホウ酸30g/ 浴温 :55℃ 電流密度:5A/dm² 得られた各ニッケルめっき銅線につき、下記の仕様で
評価試験を行った。

銅拡散量：ニッケルめっき銅線に、350℃の水素雰囲
気中で１時間の熱処理を施し、ついで250℃の大気雰囲
気中で16時間の熱処理を施したのち、表面（ニッケルめ
っき層の表面）から100Åの深さまでのめっき層中にお
ける銅の量を定量した。この定量値が小さいものほど、
ニッケルめっき層の銅拡散防止能は良好であることを示
す。

耐食性 ：銅拡散量の測定の場合と同じ条件でニッケ
ルめっき銅線に熱処理を施したのち、15％塩酸溶液に浸
漬して乾燥し、ついで、200℃の大気雰囲気中で10時間
の熱処理を施し、発生した腐食面積を線材の全面に対す
る腐食部分の面積の割合（％）として算出した。

この値が小さいものほど、耐食性に優れていることを
表す。

加工性 ：ニッケルめっき銅線の50mm長さに対し、正
方向40回，逆方向30回の捻回テストを行い、ニッケルめ
っきの健全性を評価した。

○：ニッケルめっきの剥離なし、 ×：ニッケルめっきの剥離あり。

以上の結果を一括して第１表に示した。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明のニッケルめっ
き銅線は、芯線の銅結晶粒径が大きいので、芯線表面に
形成されるニッケルめっき層のニッケル結晶粒径も大き
くなり、その結果、高温環境に曝されて芯線の銅成分が
表面に拡散しようとしても、前記ニッケルめっき層がそ
れを抑制して、表面の変色が抑制され、また耐食性も向
上する。したがって、本発明のニッケルめっき銅線は、
電子部品や電子機器のリード線として、その工業的価値
は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅または銅合金から成り、銅の結晶粒径が
   5.0μｍ以上である芯線と、該芯線の表面に電気めっき
   法で被覆形成されている厚み0.1〜5.0μｍのニッケルめ
   っき層とから成ることを特徴とするニッケルめっき銅
   線。
2. 【請求項２】伸線処理された銅または銅合金から成る芯
   線に焼鈍処理を施して銅の結晶粒径を5.0μｍ以上に調
   整し、ついで、前記芯線の表面に電気めっきを施して厚
   み0.1〜5.0μｍのニッケルめっき層を形成することを特
   徴とするニッケルめっき銅線の製造方法。