JPH04268093A - めっき線条材のリフロー処理方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、錫又ははんだ等の金属
がめっきされためっき線条材のリフロー処理に好適のめ
っき線条材のリフロー処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】錫、錫−鉛合金等の金属が電気めっきさ
れためっき線条材には、めっき外観、はんだ付け性及び
耐食性等の表面性の改善又はウイスカの生成防止等の目
的でリフロー処理が施される。

【０００３】一般的に、錫めっき線条材又ははんだめっ
き線条材のリフロー処理は、電気めっき工程において錫
めっき又ははんだめっきされためっき線条材を加熱炉内
に通すことにより実施する。加熱炉内の温度は、めっき
金属の溶融温度に比して高い温度に設定されている。従
って、めっき層を構成する金属は加熱炉内で一旦溶融し
た後、加熱炉を出たところで再び凝固する。例えば、特
開昭６３−１６１１８６　号に示されているように、は
んだめっき線条材は、電気炉内において大気雰囲気中で
所定時間保持することによりリフロー処理を実施してい
る。

【０００４】しかしながら、通常、ガス雰囲気の熱伝達
係数は極めて小さいため、炉内の温度を極めて高く設定
しても、めっき線条材の温度が上昇するまでには長時間
を必要とする。従って、めっき線条材を加熱炉内に通す
ことによりリフロー処理を実施する方法は、処理に長時
間を必要とするという欠点がある。

【０００５】これを改善した方法として、例えば特開昭
５７−１２３９９８　号に示されているように、誘導加
熱炉若しくは抵抗加熱装置又は両者を併用して、めっき
線条材に電流を通すことによりめっき層の温度をめっき
金属の溶融温度以上に加熱し、これによりリフロー処理
を施す方法がある。これらの方法によりリフロー処理を
実施すると、例えば錫めっき鋼板においては、めっき層
の温度を極めて短時間で上昇させることができるという
長所がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リフロー処理方法には以下に示す問題点がある。

【０００７】加熱炉内において、めっき線条材を大気雰
囲気中で加熱する場合は、前述の如く、炉内温度を極め
て高い温度に設定する必要があると共に、加熱炉内にお
ける線条材の保持時間を長くする必要があり、熱効率及
び生産性が低い。

【０００８】一方、誘導加熱炉又は抵抗加熱装置を使用
してめっき線条材をリフロー処理すると、芯材に直接電
流が流れるため、芯材自体が過剰に加熱され、めっき層
のリフロー処理に伴って、芯材の軟質化を招来する。ま
た、めっき金属と芯材とが反応してめっき層と芯材との
界面に合金層が形成されてしまう。この合金層が薄い場
合は特に支障はないが、合金層の層厚が厚い場合は、芯
材とめっき層との密着性が劣化する。そして、合金層が
めっき層の表面にまで延出している場合は、はんだ付け
性が劣化する等の不都合が発生する。

【０００９】更に、例えば芯材が銅であってめっき金属
がはんだの場合は、芯材の抵抗がめっき層の抵抗に比し
て低いため、電流が芯材に優先的に流れてしまう。この
ため、めっき層表面を優先的に加熱することができない
。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、芯材とめっき層との界面に合金層が形成さ
れることを回避できると共に熱効率及び生産性が良好な
めっき線条材のリフロー処理方法を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るめっき線条
材のリフロー処理方法は、その表面にめっき層が設けら
れためっき線条材のリフロー処理方法において、所定の
形状の挿通孔が設けられたダイスを前記めっき層を構成
するめっき金属の溶融温度以上に加熱し、前記挿通孔に
前記めっき線条材を通すことを特徴とする。

【００１２】なお、前記ダイスの温度は、前記めっき金
属の溶融開始温度＋３００　℃以下であることが好まし
い。 また、前記めっき線条材に対し、前記ダイスの前記挿通
孔を通す前に予備加熱を施すことが好ましい。

【００１３】

【作用】本願発明者等は、熱効率が高く、且つめっき層
を優先的に加熱することができてめっき金属と芯材との
反応を抑制できるめっき線条材のリフロー処理方法を開
発すべく種々実験研究を行なった。その結果、高温に加
熱したダイスを使用し、このダイスに設けられた挿通孔
にめっき線条材を通してめっき層と高温ダイスとを直接
接触させることによりめっき層を優先的に加熱すると、
芯材とめっき金属との反応を回避しつつリフロー処理を
実施することができることが判明した。

【００１４】即ち、本発明においては、めっき金属の溶
融温度よりも高温に加熱したダイスに設けられた挿通孔
にめっき線条材を通す。これにより、めっき層を優先的
に加熱することができるため、芯材とめっき金属との反
応による合金層の形成を回避することができる。また、
本発明方法においては、ダイスによりめっき層を直接加
熱するため、従来の雰囲気からの加熱（輻射による加熱
）に比してめっき線条材表面の温度上昇が早く、熱効率
及び生産性が優れている。

【００１５】この場合に、ダイスの温度がめっき金属の
溶融温度未満の場合は、ダイスの摩耗が激しく、ダイス
通過後の線条材の表面に条痕が形成されて、外観不良と
なってしまう。従って、ダイスの加熱温度は、めっき金
属の溶融温度以上であることが必要である。

【００１６】また、ダイスの挿通孔の断面積をめっき線
条材の断面積の０．９０乃至１．０　倍とすることによ
り、平滑性及び光沢等が優れた表面状態を得ることがで
きる。従って、前記挿通孔の断面積は、めっき線条材の
断面積の０．９０乃至１．０　倍であることが好ましい
。

【００１７】更に、ダイスの温度がめっき金属の溶融開
始温度（即ち、液相線温度）＋３００　℃を超えると、
ダイス通過後の溶融めっき金属の凝固が遅れるため、リ
フロー処理後のめっき層表面の平滑性が劣化する。従っ
て、ダイスの温度は、めっき金属の溶融開始温度＋３０
０　℃以下にすることが好ましい。

【００１８】更にまた、ダイスを通す前にめっき線条材
を予備加熱すると、めっき線条材によりダイスから奪わ
れる熱量を低減でき、リフロー処理速度をより一層向上
させることができる。従って、めっき線条材は、ダイス
を通す前に予備加熱することが好ましい。なお、めっき
線条材の予備加熱は、例えば電熱炉内を通過させること
により実施してもよく、まためっき線条材に通電してめ
っき線条材を抵抗発熱させることにより実施してもよい
。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００２０】図１は、本発明方法において使用するリフ
ロー処理装置を示す模式的断面図である。

【００２１】ダイス２には、めっき線１の断面積の０．
９０乃至１．０　倍の断面積を有する挿通孔が設けられ
ている。 このダイス２の周囲には加熱装置３が配置されている。

【００２２】ダイス２は、加熱装置３により、めっき金
属の溶融温度以上であり、且つ、めっき金属の溶融開始
温度＋３００　℃以下の温度に加熱される。めっき線１
は、例えば銅の芯線の表面にはんだが電気めっきされた
ものである。

【００２３】めっき線１がダイス２に設けられた挿通孔
に到達すると、めっき層はダイス２から熱を受けてめっ
き金属の溶融温度以上に加温され、溶融状態になる。そ
の後、めっき線１がダイスを通過すると、めっき金属は
凝固する。このようにして、リフロー処理が完了する。

【００２４】次に、本実施例方法により実際にはんだめ
っき銅線のリフロー処理を実施した結果について説明す
る。

【００２５】先ず、錫の含有量が６０重量％であり、鉛
の含有量が４０重量％である共晶はんだを銅線に電気め
っきして、はんだめっき線を得た。このはんだめっき線
の線径は０．６１ｍｍであり、めっき層の厚さは　０．
００５ｍｍである。 なお、この共晶はんだの溶融温度は１８３　℃である。

【００２６】一方、超鋼製ダイスを用意した。このダイ
スには、直径が０．６０ｍｍの挿通孔が設けられている
。このダイスの周囲にニクロム線からなるヒータを配置
した。 また、このダイスに熱電対を取り付けた。この熱電対に
よりダイスの温度を測定し、温度制御装置により前記ヒ
ータに流れる電流を調整して、ダイスを所望の温度に維
持することができるようになっている。

【００２７】ダイスの温度及びめっき線の走行速度を種
々変化させて、前述のはんだめっき線に対してリフロー
処理を施した。また、比較例１として、ダイス温度をは
んだの融点よりも低くしてリフロー処理を実施した。更
に、比較例２として、ダイスを使用せず、ヒータのみで
めっき線を加熱する従来方法により、リフロー処理を実
施した。そして、実施例及び比較例によりリフロー処理
を実施した後のはんだめっき線の外観、線径及び合金層
の形成状態を調べた。その結果を下記表１にまとめて示
す。但し、外観は、リフロー処理後のめっき線の表面の
状態を調べ、良好な場合を○、若干凹凸がある場合を△
、条痕が発生した場合を×で示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表１から明らかなように、実施例１乃
至５においては、従来方法である比較例２に比して２倍
以上の処理速度でリフロー処理を実施することができる
。また、実施例１乃至５は、いずれも処理後のはんだめ
っき線の線径が一定であった。更に、実施例１において
は処理後のめっき線の表面に若干の凹凸が発生したもの
の、実施例２乃至５においては、いずれも処理後のめっ
き線の外観が良好であった。

【００３０】一方、ダイス温度が低い比較例１は、めっ
き層の表面に条痕が発生し、外観が好ましくないもので
あった。また、従来方法である比較例２は、処理後の線
径にバラツキが発生したと共に、芯線とめっき層との界
面に銅と錫との合金層が形成された。

【００３１】このように、本発明に係る実施例方法によ
り、芯材とめっき層との界面に合金層が形成されること
を回避できると共に、良好な外観を得ることができる。

【００３２】なお、めっき線がダイスを通過する際に、
加熱した潤滑剤をめっき線の表面に塗布すると、より一
層良好な外観を得ることができる。また、ダイス通過前
にめっき線を予備加熱しておくと、処理速度をより一層
向上できる。更に、上述の実施例においては、めっき線
の場合について説明したが、例えば断面が矩形状のめっ
き条材についても、同様の効果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれば
、めっき金属の溶融温度以上に加熱したダイスに設けら
れた挿通孔にめっき線条材を通すから、処理速度が速く
、めっき層と芯材との界面に合金層が形成されることを
回避できると共に、処理後のめっき線条材の寸法のバラ
ツキが極めて少なく、外観が良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において使用するリフロー処理
装置を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１；めっき線 ２；ダイス ３；加熱装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　その表面にめっき層が設けられためっ
   き線条材のリフロー処理方法において、所定の形状の挿
   通孔が設けられたダイスを前記めっき層を構成するめっ
   き金属の溶融温度以上に加熱し、前記挿通孔に前記めっ
   き線条材を通すことを特徴とするめっき線条材のリフロ
   ー処理方法。
2. 【請求項２】　　前記挿通孔の断面積は、前記めっき線
   条材の断面積の０．９０乃至１．０　倍であることを特
   徴とする請求項１に記載のめっき線条材のリフロー処理
   方法。