JPH03260045A - 銅線への容融めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は銅線への溶融めっき方法に関し、更に詳しくは
、絞りダイスを用いることなく、偏向度が小さく、光沢
度が良好で、しかも異物が付着していない溶融めっき層
を銅線の表面に形成する方法に関する。

（従来の技術） 従来から、電子機器部品のリード線にはすずめつき銅線
が多用されている。このすずめつき銅線は、概ね、すす
ホットデイツプ法で製造されている。

この方法は、所定の温度に管理されている溶融すずめつ
き浴中に銅線を連続的に浸漬せしめ、銅線の導出部分に
絞りダイスを配設し、この銅線をめっき浴から導出せし
めるときに、この絞りダイスで銅線表面に付着した半溶
融状態のすすめつき層を除去して均一な線径にする方法
である。この方法は一般にめっき層が薄い場合に適用さ
れているか、しかし絞りダイスに酸化すずが堆積して、
その抵抗によって処理過程にある銅線の断線することが
ある。

このため、断線の防止を意図し、更には例えば厚みが１
０μｍ以上の厚いすずめつき層を形成する場合には、上
記した絞りダイスを用いることなく、銅線をすすめつき
浴に浸漬したのち、直接、めっき浴から導出するという
方法か一般に採用されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記したダイスレス法で溶融めっきを行うと、当然のこ
ととして断線事故の発生は皆無になるが、しかし、得ら
れたすずめつき銅線の線径は不整いとなり、形成された
すずめつき層の厚みも不整いになるという問題か発生す
る。

この溶融めっき層の厚みのばらつきは、厚みの最大値／
厚みの最小値、で示される偏肉度として表されるが、ダ
イスレス法で厚い溶融めっき層を形成すると、偏肉度か
１０以上になってしまう場合が頻発する。

偏肉度がこのように大きくなると、そのすずめつき銅線
に半田付は処理を行った場合、接合強度が大幅に変動し
て半田付けの信頼性か低下するという不都合を招く。こ
のようなことから、厚いすずめつき層の形成時において
は、その偏肉度を２以下に管理することが必要とされて
いる。

一般に、溶融すすのめっき厚みは、銅線の線径。

銅線の送り速度（線速）およびすすのめっき浴温度に依
存して変化することか知られている。

例えば、線径、線速を一定とした場合、すすのめっき浴
温度を高めると、溶融めっき層の偏肉度は小さくかつめ
っき層の表面は平滑になるという点で好都合であるが、
しかし、銅線のめっき浴への再溶解または一部溶解によ
って銅−すす合金か形成されたり、また、めっき浴中に
すず酸化物が増加してそれが銅線の表面に付着するとと
もに厚いめっき層の形成が困難になる。

一方、めっき浴温度を低くすると厚いめっき層の形成は
可能になるが、しかしめっき浴の銅線への濡れ性が低下
し、それに伴って、すずめつき層と銅線との密着性の低
下やめっき層の偏肉度の増加が引き起される。

本発明は、絞りダイスを用いることなく厚い溶融めっき
層を銅線の表面に形成するときにおける上記問題を解決
し、形成された溶融めっき層の偏肉度を小さくすること
ができ、また、変色もしない溶融めっき層を形成するこ
とかできる銅線への溶融め１き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
を重ねた結果、銅線表面への溶融すずのめっき状態は、
銅線か導出されるめっき浴表面における銅線とすずめつ
き浴との接触界面の状態によって規定されるとの事実を
見出した。

すなわち、すすめつき浴に浸漬された銅線の表面周辺で
は、溶融すずが瞬間的に冷却される。このとき、すすが
銅線表面に付着してすす層か形成される。しかしながら
、形成されたこのすす層は単に銅線と付着した状態にあ
って、銅線と接合した状態にはない。

その後、この付着すず層は周囲の溶融すずによって加熱
されて徐々に再溶融し、更に時間が経過する（銅線がめ
つき浴中を走行する）と、銅線表面と溶融すずが反応を
起こして化合物相を生成するとともに、銅が溶融すずに
溶解しはじめる。そして、長時間、銅線をめっき浴に浸
漬すると銅線は溶解してしまう。

このようなことから、銅線の表面に良好なすずめつき層
を形成するためには、前記した付着すず層が溶解して銅
線の表面で溶解すずと反応して前記化合物相を生成しは
しめる時点で銅線をめっき浴から導出せしめることが有
効である。

上記した状態において、めっき浴から導出される銅線の
表面に形成されるすずめつき層は、銅線の表面に対する
めっき浴の濡れ角度によって規定されることが判明した
。

すなわち、第３図で示したように、溶融すず”のめっき
浴２から矢印Ｐ方向に導出される銅線１は、その表面に
接触しているめっき浴２の浴面２ａを引き上げる。

めっき浴２と銅線１の表面との濡れ性が良好である場合
は、濡れ角度はθ１のように大きくなり、浴面２ａは図
の実線で示したような軌跡を描いて引きあげられ、また
両者の濡れ性が悪い場合は、濡れ角度はθ２のように小
さくなり図の破線で示したような軌跡を描いて引き上げ
られていく。

二のように、めっき浴２が上昇し始める点Ｘは、銅線ｌ
とめっき浴２の濡れ性によって定まり、両者の濡れ性が
良好な場合はＸ点が銅線ｌの表面から離れて距離Ｒは大
きくなっていく。そして、両者の濡れ性が悪い場合は、
距離Ｒが小さくなっていく。

したがって、銅線１とめっき浴２の濡れ性を良好にすれ
ば、導出後の銅線１の表面に形成されるめっき層は、そ
の厚みが厚くなり、偏肉度も小さくなる。

また、本発明者らの研究によれば、めっき浴２の浴面が
波立っていると、形成されためつき層の偏肉度は大きく
なり、更には、めっき浴２の浴面が大気と接触している
場合には、その浴面にすず酸化物が生成して、これが銅
線表面に付着することによって、形成されるめっき層の
偏向度は大きくなると同時に実用に供することが困難で
あるということが判明した。

本発明は上記した知見に基づき、ダイスレス法であって
も偏肉度が小さく、光沢度が良好で、異物か付着してい
ないめっき層を形成することができる銅線への溶融めっ
き方法の提供を目的とする。

すなわち、本発明においては、銅線を低融点金属または
合金のめっき浴中に連続的に浸漬して導出せしめること
により前記銅線の表面に溶融めっき層を形成する銅線へ
の溶融めっき方法において、前記銅線が導出される前記
めっき浴の浴面部分に、前記銅線の導出表面を覆い、か
つ加熱手段を備えた加熱筒体を配設し、前記加熱筒体内
に非酸化性ガスを送入し、かつ前記銅線の線速に応して
前記加熱手段で前記銅線の導出表面におけるめっき浴の
浴面部分を所望の温度に加熱しなから、前記銅線の表面
に溶融めっき層を形成することを特徴とする銅線への溶
融めっき方法か提供される。

以下に添付図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する
。

まず、第１図は本発明方法を行う際に用いる装置例を示
す概略図である。

すなわち、浴槽１１の中には所定温度で溶融しているす
ずめつき浴１２か収容されていて、このめっき浴１２の
中には、予め所定の前処理が施されている銅線１３が矢
印のように導入される。そして銅線１３は、押えローラ
１４を経由し、めっき浴の浴面１２ａの所定位置に配設
された加熱筒体１５の中を通って巻取リリール１６で巻
取られるようになっている。このとき、銅線１３の線速
は巻取リリール１６の回転速度によって規制される。

ここで加熱筒体１５の浴面部分への配設状態を第２図に
示す。加熱筒体１５においては、アルミナのような耐火
物素材で製造されたスリーブ１５ａと、その外周に例え
ばニクロム線を巻回して形成した発熱体１５ｂと、この
発熱体１５ｂの外周を被包して配置したアルミナのよう
な断熱材１５ｃとで筒状体が構成され、その上部には、
中央に銅線１３の導出孔１６ａが穿設されている蓋１６
が載置されて筒状体が覆われ、更にこの導出孔１６ａに
はガイドバイブ１７が接続されている。ガイドパイプ１
７の基部にはガス導入口１７ａが形成されていて、この
ガス導入口１７ａからＮ２ガスや不活性ガスのような非
酸化性ガスが導入されるようになっている。

めっき浴１２の中を通過してきた銅線１３は、加熱筒体
１５の中心部を通って矢印ｑ方向に導出されていく。

このとき２発熱体１５ｂを動作せしめて加熱筒体１５の
内部に位置するめっき浴１２の浴面１２１〕の温度を所
定温度に調整し、かつガス導入口１６ａから非酸化性カ
スを加熱筒体１５内か外気に比べてプラス圧となるよう
に導入する。

銅線１３の線速に応して加熱筒体１５内のめっき浴１２
の浴面１．２　ｂの温度は適宜に決められる。

一般に、加熱筒体１５内のめっき浴１２の温度を高める
と、銅線とめっき浴との濡れ性か向上して偏肉度の小さ
い厚いめっき層を形成することができる。

また、全体の浴面１２ａが波立っていても、加熱筒体１
５内の浴面１２ｂは筒状体が防壁となってその波立ちは
少なく、そのため、形成されるめっき層の偏肉度も小さ
くなる。更に、導入される非酸化性ガスによって加熱筒
体Ｉ５内の雰囲気は非酸化性雰囲気になっているので、
浴面１２ｂにおけるすず酸化物の生成も抑制され、その
結果、めっき層の偏肉度が小さくなると同時に、導出さ
れたすずめつき銅線の表面は前記非酸化性ガスによって
急速に冷却されるので、全体の線速を大きくしても偏肉
度が小さくしかも厚いめっき層を形成することができる
。

なお、以上の説明はすずめつき浴について行ったが、本
発明方法は、すずめつき浴を対象にするだけではなく、
例えば、鉛、半田のような低融点金属または合金に対し
ても適用すことができる。

（発明の実施例） 内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミナ
製スリーブ１５ａの周囲にニクロム線を巻きつけて発熱
体１５ｂとし、更にその周りをアルミナ製断熱材１５ｃ
で覆って筒状体とし、その上面に直径５ｍｍの孔１６ａ
が形成されているステンレス製の蓋１６を載置し、更に
その上に、内径５ｍｍ。

外径１０ｍｍ、長さ５００＋ｎｍの鉄製ガイドパイプ１
７を接続して、加熱筒体１５を構成した。

この加熱筒体を５００１の溶融すずめつき浴（浴温度２
５０°Ｃ）１２の中に３０ｍｍ程度浸漬してめっき浴１
２の浴面部分に配設し、カス導入口１７ａからＮ２ガス
を１．ｊ／ｎ＋ｉｎの流量で導入しながら、線径０．２
ｍｍの銅線１３を線速２００　ｍ／ｍｉｎで通した。

このとき、発熱体＋５ｂからの発熱量を調整して、加熱
筒体１５内のめっき浴の浴面温度を変化させた。

得られたすずめつき銅線につき、すずめつき層の偏向度
１表面の光沢度、付着物の有無を観測した。その結果を
、加熱筒体１５内のめっき浴の浴面温度との関係として
第１表に一括して示した。

なお、比較のために、本発明に係わる加熱筒体１５を配
設することなく、めっき浴温度を変化させた場合につい
てもすずめつきを行い、その結果も合わせて第１表に示
した。

（以下余白） 表の結果から明らかなように、比較例の方法の場合、め
っき浴の温度が上昇するに伴い偏肉度は小さくなり、光
沢度も良好になっていくか、しかし、表面付着物が多く
なって製品としては使用できなくなる。これに反し、本
発明方法によれば、偏肉度、光沢度は良好で、しかも表
面付着物は全く認められなくなる。

つぎに、加熱筒体１５の内部めっき浴温度を２９０°Ｃ
の一定に保持し、導入するＮ２ガスの流量を変化させて
、線径０．２　ｍｍの銅線１３に厚み約１０μｍのすず
めつき層を形成した。そのときの銅線の最大線速とＮ２
カス流量との関係を第４図に示した。

第４図から明らかなように、Ｎ２ガス流量を大きくする
ことにより、銅線の線速を大きくすることができ、その
結果、その生産性を向上せしめることが可能になる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法は、偏向度が
小さく、光沢度も良好で、かつ表面付着４゜ 物が全く認められない厚いめっき層を高い生産性の下で
製造することができるので、その工業的価値は極めて犬
である。

なお、本発明方法で用いた加熱筒体１５の蓋１６に複数
個の孔１６ａを形成し、これらの各社にそれぞれ１本の
ガイドパイプを接続すれば、ひとつの加熱筒体で同時に
複数体の銅線へのめっき処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる装置例の概略図、第２図は加熱
筒体の配設状態を示す概略図、第３図は銅線のめっき浴
からの導出状態を説明するための説明図、第４図は本発
明におけるＮ２ガス流量と銅線の線速との関係を示すグ
ラフである。 １１・・・浴槽、１２・・・溶融すずめつき浴、１２ａ
。 １２ｂ・・・めっき浴の浴面、１３・・・銅線、１４・
・・抑えロール、１５・・・加熱筒体、１５ａ・・・ス
リーブ、１５ｂ・・・発熱体、１５ｃ・・・断熱材、１
６・・・蓋、１６ａ・・・導出孔、１７・・・ガイドパ
イプ、１７ａ・・・非酸化性ガスの導入口。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　銅線を低融点金属または合金のめっき浴中に連続的に
   浸漬して導出せしめることにより前記銅線の表面に溶融
   めっき層を形成する銅線への溶融めっき方法において、
   前記銅線が導出される前記めっき浴の浴面部分に、前記
   銅線の導出表面を覆い、かつ加熱手段を備えた加熱筒体
   を配設し、前記加熱筒体内に非酸化性ガスを送入し、か
   つ前記銅線の線速に応じて前記加熱手段で前記銅線の導
   出表面におけるめっき浴の浴面部分を所望の温度に加熱
   しながら、前記銅線の表面に溶融めっき層を形成するこ
   とを特徴とする銅線への溶融めっき方法。