JPH0466695A

JPH0466695A - 耐熱銀被覆銅線とその製造方法

Info

Publication number: JPH0466695A
Application number: JP17923690A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Suzuki; 智鈴木; Kenji Kawada; 健二川田; Kinji Kanayama; 金山　欽治; Akiyoshi Nakatsu; 中津　朗善
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-03
Also published as: JPH058276B2

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）本発明は耐熱銀被覆銅線とその製造方法に関し、更に詳
しくは、耐食性、半田付は性および銀被膜の密着性が優
れていて、しかも高温環境下においても上記特性の劣化
がなく、樹脂モールドを行うダイオードのリード線とし
て有用な耐熱銀被覆銅線とそれを製造する方法に関する
。

（従来の技術）銅または銅合金から成る芯線の表面を銀または銀合金の
めっき層で被覆した銀被覆銅線は、芯線の機械的特性と
導電性が優れていることに加えて、銀特有の優れた耐食
性と半田付は性を備えているので、電子部品のリード線
や電子機器内の導体として広く使用されている。この銀
または銀合金の被膜の厚みは、耐食性、半田付は性、経
済性を勘案して、一般に１〜ＩＯμｍ程度である。

しかしながら、上記したような銀被覆銅線を大気中で高
温環境に曝すと、芯線の銅成分が銀被膜へと拡散して、
銀被膜の表面変色を起こすと同時に半田付は性が著しく
劣化する。

このような問題に対しては、銅芯線と銀被膜の間に、ニ
ッケルまたはニッケル合金の下地層を形成した銀被膜銅
線が開発され、既に実用化されている。

この場合の下地層は、芯線の銅成分の銀被膜への拡散を
防止するバリヤーとして機能する。したがって、銀被膜
の厚みが薄い場合であっても、銅の拡散に基づく表面変
色とそれに伴う半田付は性の劣化は有効に防止される。

（発明が解決しようとする課題）上記した下地層を有する銅線は、銅の拡散に基づく表面
変色と半田付は性の劣化に対しては抵抗性を備えている
が、しかし、大気中の高温環境に曝されたときは、次の
ような問題が生ずる。

第１の問題は、大気中の酸素が銀被膜を活発に浸透・透
過して下地層に達し、そこで下地層を酸化するという問
題である。このような状態になると、半田付は性は著し
く劣化する。

その理由は、半田付は時においては、銅線の最外層を形
成している銀は溶融半田の中に拡散して消滅し、半田と
下地層との反応によって半田付は性が律速されるわけで
あるが、下地層が酸化している場合は、下地層と半田と
の反応が進まず、いわゆる半田がのらなくなるからであ
る。

また、下地層の酸化が進むと、その上に形成されている
銀被膜が剥離しやすくなる。その結果、電子機器回路に
おける電気接続の信頼性の低下を招き、あわせて、半田
付は強度の低下も招く。

このようなことから、用途によっては、上記下地層を形
成することなく、芯線の表面に可なり厚い銀被膜を形成
することがある。

本発明は、従来の銀被覆銅線における上記した問題を解
決し、最外層の銀被膜それ自体が、芯線の銅成分の拡散
や大気中からの酸素透過に対して大きな抵抗を示す組織
になっていて、したがって、高温環境下においても半田
付は性、銀被膜の密着性、耐食性が劣化しない耐熱銀被
覆銅線とそ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・作用）上記目的を達成するために、本発明者らは、高温環境下
における銀被膜内への酸素の透過に関しては、その銀被
膜を構成する銅結晶粒の粒内を透過する速度よりも各粒
界を透過する速度の方が著しく速く、したがって、芯線
の表面酸化はその大半が結晶粒界を透過する酸素に基づ
くものであるという事実を見出した。

それゆえ、最外層の銀被膜において、それを構成する結
晶粒を大きくして粒界の数を減少せしめれば、前記した
不都合な問題を解消し得るとの着想を得、この着想に基
づいて本発明の耐熱銀被覆銅線とその製造方法を開発す
るに到った。

すなわち、本発明においては、芯線が銅または銅合金か
ら成り、最外層が銀または銀合金から成る銀被覆銅線に
おいて、前記銀または銀合金の結晶粒径が、平均値で、
５μｍ以上であることを特徴とする耐熱銀被覆銅線が提
供され、また、銅または銅合金から成る芯線の表面に銀
または銀合金のめっき層を形成し、ついで、非酸化性ガ
ス雰囲気中において、３００〜８００℃の温度で１０秒
以上の加熱処理を行なうことを特徴とする耐熱銀被覆銅
線の製造方法が提供される。

まず、本発明の銀被覆銅線の芯線は、銅または銅合金で
構成される。具体的にはタフピッチ銅（ＴＰＣ）や、Ｃ
ｕ−０，１％Ａｇ、　Ｃｕ−０，１５％Ｓｎなどである
。また、鋼線の表面に純銅をクラッドまたはめっきして
成る銅被覆鋼線であってもよい。

この芯線の表面は銀または銀合金の被膜で被覆される。

具体的には、芯線の表面に銀または銀合金の電気めっき
を施して、そのめっき層が形成される。このめっき層の
厚みは、格別限定されないが、通常、０．５〜５．０μ
ｍ程度でよい。

また、用いる銀合金としては、例えば、Ａｇ−０，１〜
５％Ｓ　ｎ、Ａｇ−０，１〜５％Ｓｂ、ＡｇＯ，１〜１
０％Ｉｎなどをあげることができる。

なお、芯線の表面に、ニッケルもしくはコバルトまたは
これらの合金から成る下地層を電気めっきで形成し、更
にその上に上記銀または銀合金のめっき層を最外層とし
て形成してもよい。この場合には、下地層の働きにより
耐食性が一層向上して有用である。

この銀または銀合金の被膜において、その結晶粒径は、
平均値で、５μｍ以上となるように調整される。この結
晶粒径が平均値で５μｍ未満である場合には、被膜は微
細な結晶粒で構成されることになり、その結果、粒界の
数は増加し、高温環境下ににおける酸素の透過速度は大
となるからである。

高温環境の条件によっても変わるが、結晶粒径の好まし
い値は、平均値で１１μｍ以上である。

本発明の銀被覆銅線は次のようにして製造することがで
きる。

まず、所定径の芯線に電気めっきを施して銀または銀合
金のめっき層を形成する。前記した下地層を形成する場
合は、芯線表面に電気めっきで所定組成の下地層を形成
したのち、更にその上に、銀または銀合金のめっき層を
形成する。

ついで、この銀被覆銅線に加熱処理を施す。雰囲気は非
酸化性のガス雰囲気であればよいが、雰囲気中に水素ガ
スが含まれていると、脆化を引き起す虞れがあるので、
水素を含まないガス雰囲気を用いることが好ましい。例
えば、窒素、アルゴンのような不活性ガスの雰囲気、と
りわけ、安価であるという点で窒素雰囲気が好適である
。

加熱温度は３００〜８００℃に設定する。温度が３００
℃より低い場合は、銀または銀合金の再結晶は起るもの
の、成長した再結晶の粒径が５μｍより小さくなり、目
的とする効果が得られず、また、８００℃より高い温度
の場合は、高温でありすぎるため、芯線の銅成分の銀被
膜への拡散が激しく進んで表面変色を引き起こすからで
ある。

また、上記温度域における加熱時間は１０秒以上とする
。１０秒より短い加熱では、５μｍ以上の再結晶粒が得
られないからである。

なお、本発明方法においては、上記した加熱処理が終了
してから、更に、得られた銀被覆銅線に伸線加工を施し
てもよい。この伸線加工により芯線の強度を高めること
ができるからである。しかし、そのときの減面加工率は
３０％以下とする。

減面加工率が３０％より大きい伸線加工を施すと、平均
で５μｍ以上の結晶粒で構成されていた銀被膜のその結
晶粒が５μｍより小さくなり、目的とする効果を減殺し
てしまうからである。

また、芯線表面に銀被膜を形成したのち、伸線加工を行
い、ついで、上記した加熱処理を施してもよい。このよ
うにすると、加熱処理時に生成する再結晶は粗大化して
酸素の透過に対する抵抗性が向上して有効である。この
場合の減面加工率は５〜９８％程度である。

更に、上記した加熱処理前の伸線加工と、前記した加熱
処理後の伸線加工を同時に組合せて行なってもよい。

（発明の実施例）実施例１〜９　比較例１，２第１表に示した線径の純銅線に常法の脱脂、酸洗処理を
施したのち、その表面に、下記の電解めっき条件で、表
示の厚みのニッケル下地層、銀または銀合金層を形成し
た。

Ｎｉ下地層の形成浴組成：スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌ。

塩化ニッケル３０ｇ／Ａ’、ホウ酸３０ｇ／ｌ。

浴温　：５０℃、電流密度１０　Ａ／ｄｍ’Ａｇ層の形
成浴組成ニジアン化銀５０ｇ／Ａ’、　　シアン化カリ６
０ｇ／ｊ！、炭酸カリウム３０ｇ／ｌ。

浴温　：３０℃、電流密度２　Ａ／ｄｍ’Ａｇ合金層の
形成浴組成ニジアン化銀５０ｇ／Ｃシアン化カリ６０ｇ／１
．酒石酸アンチモニルカリウム２．５ｇ／ｉ！、炭酸カリウム３０ｇ／　（１。

浴温　：３０℃、電流密度３　Ａ／ｄｍ”得られた各線
材に表示した条件の加熱処理を施し、ついで、アンチモ
ニア４．過酸化水素水１の溶液に５秒間浸漬して表面を
エツチングしたのち、最外層における結晶粒を走査型電
子顕微鏡で観察してその平均粒径を測定した。なお、実
施例６については加熱処理前に、実施例７については加
熱処理後にそれぞれ約２０％の減面加工率で伸線加工を
行った。

ついで、これらの各銀被覆銅線を、２５０℃の大気中で
１０時間加熱したのち、温度２７０℃に保持された共晶
半田浴に５秒間デイツプし、そのときの半田付着面積を
観定し、全面積に対する濡れ面積比（％）を算出した。

また、各線材につき、ゲージ長さ５０ａ＋ｍで、正３５
回、逆３０回の捻回試験を行い、銀被膜の剥離状態を観
察した。

以上の結果を一括して第１表に示した。

（以下余白）（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明の耐熱銀被覆銅線
は２５０℃という高温の大気中に曝されても、半田付は
性と銀被膜の密着性は劣化せず、極めて良好な特性を保
持している。これは、最外層の銀被膜における結晶粒を
、平均値で５μｍ以上と粗大にしたので、粒界の数が減
少し、酸素の拡散や芯線の銅成分の拡散が有効に防止さ
れた結果である。したがって、下地層を形成した場合で
も、下地層の酸化は防止されるので、銀被膜の剥離はな
くなるとともに、下地層による銅成分の拡散防止効果は
確保される。

本発明の耐熱銀被覆銅線は、例えば、高温で長時間の樹
脂モールドがなされるダイオードに用いるリード線とし
て極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）芯線が銅または銅合金から成り、最外層が銀また
は銀合金から成る銀被覆銅線において、前記銀または銀
合金の結晶粒径が、平均値で、５μｍ以上であることを
特徴とする耐熱銀被覆銅線。
（２）前記芯線と前記最外層との間には、ニッケルもし
くはコバルトまたはそれらの合金が下地層として形成さ
れている請求項１に記載の耐熱銀被覆銅線。
（３）銅または銅合金から成る芯線の表面に銀または銀
合金のめっき層を形成し、ついで、非酸化性ガス雰囲気
中において、３００〜８００℃の温度で１０秒以上の加
熱処理を行なうことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造
方法。
（４）銅または銅合金から成る芯線の表面にニッケルも
しくはコバルトまたはそれらの合金の下地層を形成し、
更にその上に銀または銀合金のめっき層を形成し、つい
で、非酸化性ガス雰囲気中において、３００〜８００℃
の温度で１０秒以上の加熱処理を行なうことを特徴とす
る耐熱銀被覆銅線の製造方法。
（５）銅または銅合金から成る芯線の表面に銀または銀
合金のめっき層を形成したのち、非酸化性ガス雰囲気中
において、３００〜８００℃の温度で１０秒以上の加熱
処理を行ない、ついで、３０％以下の減面加工率で伸線
加工を行うことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法
。
（６）銅または銅合金から成る芯線の表面にニッケルも
しくはコバルトまたはそれらの合金の下地層を形成し、
更にその上に銀または銀合金のめっき層を形成したのち
、非酸化性ガス雰囲気中において、３００〜８００℃の
温度で１０秒以上の加熱処理を行ない、ついで、３０％
以下の減面加工率で伸線加工を行うことを特徴とする耐
熱銀被覆銅線の製造方法。
（７）銅または銅合金から成る芯線の表面に銀または銀
合金のめっき層を形成したのち、伸線加工を行い、つい
で、非酸化性ガス雰囲気中において、３００〜８００℃
の温度で１０秒以上の加熱処理を行うことを特徴とする
耐熱銀被覆銅線の製造方法。
（８）銅または銅合金から成る芯線の表面にニッケルも
しくはコバルトまたはそれらの合金の下地層を形成し、
更にその上に銀または銀合金のめっき層を形成したのち
、伸線加工を行い、ついで、非酸化性ガス雰囲気中にお
いて、３００〜８００℃の温度で１０秒以上の加熱処理
を行うことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。
（９）銅または銅合金から成る芯線の表面に銀または銀
合金のめっき層を形成したのち、伸線加工を行い、つい
で、非酸化性ガス雰囲気中において、３００〜８００℃
の温度で１０秒以上の加熱処理を行なったのち、３０％
以下の減面加工率で伸線加工を行うことを特徴とする耐
熱銀被覆銅線の製造方法。
（１０）銅または銅合金から成る芯線の表面にニッケル
もしくはコバルトまたはそれらの合金の下地層を形成し
、更にその上に銀または銀合金のめっき層を形成したの
ち、伸線加工を行い、ついで、非酸化性ガス雰囲気中に
おいて、３００〜８００℃の温度で１０秒以上の加熱処
理を行なったのち、３０％以下の減面加工率で伸線加工
を行うことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。