JPH11181593A - 銅被覆アルミニウム線の製造方法 - Google Patents

銅被覆アルミニウム線の製造方法

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JPH11181593A
JPH11181593A JP36357397A JP36357397A JPH11181593A JP H11181593 A JPH11181593 A JP H11181593A JP 36357397 A JP36357397 A JP 36357397A JP 36357397 A JP36357397 A JP 36357397A JP H11181593 A JPH11181593 A JP H11181593A
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弘 北沢
Tatsuo Yamaguchi
辰男 山口
Etsuro Tsukada
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間塑性加工が施し易く，効率よく細径化が
できる、密着力に優れた銅被覆アルミニウム線の製造方
法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム導体またはアルミニウム合
金導体の外周表面に亜鉛置換によって亜鉛薄膜を形成す
る亜鉛置換工程Ｆ１と、前記亜鉛薄膜の外周に電気めっ
きにより銅皮膜を連続被覆して銅被覆アルミニウム導体
とする電気めっき工程Ｆ２と、前記銅被覆アルミニウム
導体を不滑性ガス雰囲気中で１２０〜６００℃の温度で
熱処理を施すことにより熱拡散せしめ電着応力を緩和さ
せる熱拡散処理工程Ｆ３と、により密着力に優れた銅被
覆アルミニウム線を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅被覆アルミニウム線の
製造方法に関し、更に詳しくは、アルミニウム導体と銅
被覆境界面を熱拡散した、密着力に優れた銅被覆アルミ
ニウム線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、電子機器あるいは電子部品の軽薄
短小化に伴い、これらに用いられているコイル等の導体
においても細径化がなされ、また導体の軽量化要求に対
しては比重が銅の１／３以下であるアルミニウム導体ま
たはアルミニウム合金導体（以下、アルミ導体と略記す
る）が採用されてきている。しかしながら、アルミ導体
は電気化学的に卑な電位を有しており、例えば伸線加工
等により形成された新しい金属面が空気に触れると、瞬
時に表面に酸化皮膜が形成されるため、はんだ付けが非
常に困難な金属材料である。また、アルミ導体自身の機
械的強度不足もあって、接続箇所に対する十分な信頼性
を保持させるには特別な接続技術が必要であった。
【０００３】このように、アルミ導体ははんだ付けによ
る接続に問題があるため、アルミ導体より若干比重は大
きくなるが、アルミ導体の外周に銅テープを溶接によっ
てパイプとなした銅パイプ被覆層を設け、線引き加工を
施した銅クラッドアルミ線が製品化され、はんだ付け可
能な軽量化電線として上市されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た銅クラッドアルミ線を線引き加工によって所定のサイ
ズまで細径化させた場合、素地アルミ導体と銅被覆層と
の境界面の接合不足により、しばしば断線を引き起こす
という問題があった。
【０００５】また、アルミ導体と銅被覆層との境界面を
密着良く形成させるためには、めっき法を利用するのが
好適であることは知られている。その場合、先ずアルミ
導体の外周に密着良くめっき皮膜を形成させる手段とし
ては、公知のジンケート法が利用でき、表面に亜鉛また
は亜鉛合金皮膜（以下、亜鉛皮膜と略記する）が密着良
く得られる。更に、前記亜鉛皮膜上に直接電気めっきを
施すことによって、良好な銅被覆層が形成され、銅被覆
アルミニウム線が得られる。
【０００６】しかしながら、ここで更に冷間塑性加工に
於いて、ダイスにより何回も引き抜き加工を施した場
合、アルミ導体と，めっきにより得られる銅被覆境界面
との密着力に乏しく、例えば、φ０．１５ｍｍ以下の極
細径とした場合は、しばしば断線を引き起こす要因とな
ってしまうという問題があった。
【０００７】本発明は上記従来技術が有する各種問題点
を解決するためになされたものであり、冷間塑性加工が
施し易く，効率よく細径化ができる密着力に優れた銅被
覆アルミニウム線の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の観点による本発明
は、アルミニウム導体またはアルミニウム合金導体（以
下、アルミ導体と略記する）の外周表面に亜鉛置換によ
って亜鉛薄膜を形成する亜鉛置換工程Ｆ１と、前記亜鉛
薄膜の外周に電気めっきにより銅皮膜を連続被覆して銅
被覆アルミニウム導体とする電気めっき工程Ｆ２と、前
記銅被覆アルミニウム導体を不活性ガス雰囲気中で１２
０〜６００℃の温度で熱処理を施すことにより熱拡散せ
しめ電着応力を緩和させる熱拡散処理工程Ｆ３と、によ
り密着力に優れた銅被覆アルミニウム線とする銅被覆ア
ルミニウム線の製造方法にある。
【０００９】本発明の第１の観点の製造方法によれば、
熱拡散処理工程Ｆ３において、銅被覆アルミニウム導体
（以下、銅被覆アルミ導体と略記する）を不活性ガス雰
囲気中で１２０〜６００℃の温度で熱処理を施すことに
より熱拡散せしめ電着応力を緩和させることによって、
アルミ導体と銅被覆層境界面に熱拡散層が形成され、電
気めっきによって得られる密着力と熱拡散によって得ら
れる密着力との相乗効果が得られる。その結果、密着力
に優れた銅被覆アルミニウム線が得られる。前記電気め
っきにより銅皮膜を連続被覆する例としては、ストライ
ク銅めっきによりストライク銅めっき皮膜を設けた後、
硫酸銅めっきにより厚付け銅めっき皮膜を設ける等があ
る。
【００１０】前記熱処理温度を１２０〜６００℃と限定
した理由は、１２０℃未満の熱処理条件では、アルミ導
体と銅被覆層境界面に熱拡散層が形成されず、また６０
０℃を超える熱処理条件では、熱拡散が瞬時になされる
ため熱拡散層が厚くなりすぎ、かえって脆弱な層となっ
てしまうためである。
【００１１】第２の観点による本発明は、前記熱拡散処
理工程に於いて、熱処理温度Ｔ（℃）と熱処理時間Ｓ
（分）を下記数式１の範囲内で行う銅被覆アルミニウム
線の製造方法にある。
【００１２】
【数１】 ５０ｅ-0.012S ≦Ｔ≦１４００ｅ-0.012S ──(1) 但し、１２０≦Ｔ≦６００
【００１３】本発明の第２の観点の製造方法によれば、
熱処理温度Ｔ（℃）と熱処理時間Ｓ（分）を上記数式１
の範囲内で行うことによって、アルミ導体と銅被覆層境
界面に更に好適に熱拡散層が形成されるため、第１の観
点で述べた密着力の相乗効果が更に良くなり、密着力に
優れた銅被覆アルミニウム線が得られる。従って、特に
極細径（例えばφ０．１０ｍｍ以下）での線引き加工等
の冷間塑性加工時の断線を激減できる。
【００１４】前記数式１は熱処理温度と熱処理時間との
関係について数多くの実験を行い、そこから導き出され
たものである。この数式１を、縦軸（対数目盛）を熱処
理時間Ｓ（分）、横軸を熱処理温度Ｔ（℃）としたグラ
フに示すと図２のようになり、斜線の部分が本数式１に
該当する。
【００１５】第３の観点による本発明は、前記第１の観
点および第２の観点のアルミ導体が、直径１．０ｍｍ以
下でアルミニウム純度９９．０％以上の展伸用アルミニ
ウム、またはアルミニウム純度９０％以上の展伸用アル
ミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金、アルミニ
ウム−マグネシウム−シリコン（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）合
金である銅被覆アルミニウム線の製造方法にある。
【００１６】第３の観点による本発明は、前記アルミ導
体として、直径１．０ｍｍ以下の展伸用アルミニウム、
または展伸用Ａｌ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合
金を用いることにより本発明の銅被覆アルミニウム線が
好ましく製造できる。
【００１７】第４の観点による本発明は、前記第１、第
２および第３の観点の銅被覆アルミニウム線を母材と
し、該母材に冷間塑性加工を施して所望のサイズに加工
する冷間塑性加工工程を加えた銅被覆アルミニウム線の
製造方法にある。
【００１８】本発明の第４の観点の製造方法によれば、
線引き加工等の冷間塑性加工により、所望のサイズ、特
に極細径（例えばφ０．１０ｍｍ以下）迄の銅被覆アル
ミニウム線が断線を激減して製造できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内容を、図に示す
実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これによ
り本発明が限定されるものではない。図１は本発明の銅
被覆アルミニウム線の製造方法の一実施例を示すフロー
図、また図３は本発明の銅被覆アルミニウム線の一実施
例を示す断面図である。
【００２０】これらの図において、１はアルミ導体、２
は亜鉛薄膜、３は銅皮膜、３ａはストライク銅めっき皮
膜、３ｂは厚付け銅めっき皮膜、４は銅被覆アルミニウ
ム線である。
【００２１】実施例１ 先ず亜鉛置換工程Ｆ１は、アルミ導体(1) として、外径
０．９０ｍｍ，アルミニウム純度９９．０％のアルミニ
ウム線を用い、該アルミ導体(1) の表面を、脱脂，エッ
チング後、亜鉛置換によって亜鉛薄膜(2) を形成させ
た。
【００２２】続いて、電気めっき工程Ｆ２は、先ず前記
亜鉛薄膜を形成させたアルミ導体を浴温４０℃のストラ
イク銅めっき液に浸漬させ、電流密度２Ａ／ｄｍ2 のめ
っき条件によって１分間通電し、２μｍ厚さのストライ
ク銅めっき皮膜(3a)を形成させ、更に浴温４０℃の硫酸
銅めっき浴に浸漬させ、電流密度５Ａ／ｄｍ2 のめっき
条件によって４０分間通電し、４０μｍ厚さの厚付け銅
めっき皮膜(3b)を形成させ、両めっき皮膜(3a)，(3b)か
らなる銅皮膜(3) を設けた銅被覆アルミ導体とした。
【００２３】続いて、熱拡散処理工程Ｆ３は、前記銅被
覆アルミ導体を水洗，乾燥後、窒素ガスからなる不活性
ガス雰囲気中で５００℃，１分間の熱処理を施し、外径
０．９８ｍｍの銅被覆アルミニウム線 (4)とした。
【００２４】続いて、冷間塑性加工工程Ｆ４は、前記外
径０．９８ｍｍの銅被覆アルミニウム線 (4)を母線と
し、伸線機を用いダイスを通過させて線引き加工を施
し、仕上がり外径０．１０ｍｍの銅被覆アルミニウム線
(4)を製造した。
【００２５】実施例２ アルミ導体(1) として、外径０．９０ｍｍ，アルミニウ
ム純度９５．０％のＡｌ−Ｍｇ合金線を用いる以外は実
施例１と同様にして仕上がり外径０．１０ｍｍの銅被覆
アルミニウム線 (4)を製造した。
【００２６】実施例３ アルミ導体(1) として、外径０．９０ｍｍ，アルミニウ
ム純度９７．０％のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金線を用いる以
外は実施例１と同様にして仕上がり外径０．１０ｍｍの
銅被覆アルミニウム線 (4)を製造した。
【００２７】実施例４ 熱拡散処理工程Ｆ３に於いて、実施例１と同じ銅被覆ア
ルミ導体を水洗，乾燥後、窒素ガスからなる不活性ガス
雰囲気中で４００℃，５分間の熱処理を施す以外は実施
例１と同様にして仕上がり外径０．１０ｍｍの銅被覆ア
ルミニウム線 (4)を製造した。
【００２８】実施例５ 熱拡散処理工程Ｆ３に於いて、実施例１と同じ銅被覆ア
ルミ導体を水洗，乾燥後、窒素ガスからなる不活性ガス
雰囲気中で２００℃，６０分間の熱処理を施す以外は実
施例１と同様にして仕上がり外径０．１０ｍｍの銅被覆
アルミニウム線(4)を製造した。
【００２９】なお、前記実施例１〜５の熱拡散処理工程
Ｆ３に於ける熱処理時間と熱処理温度は前記数式１の範
囲内で行っていることが図２のグラフより明らかであ
る。
【００３０】比較例１ アルミ導体として、実施例１と同じ外径０．９０ｍｍ，
アルミニウム純度９９．０％のアルミニウム線を用い、
実施例１と同様にして亜鉛置換工程Ｆ１と電気めっき工
程Ｆ２を行って銅皮膜を形成させ、外径０．９８ｍｍの
銅被覆アルミ導体とした。続いて、実施例１と同様にし
て冷間塑性加工工程Ｆ４の線引き加工を行い、仕上がり
外径０．１０ｍｍの銅被覆アルミニウム線を製造した。
【００３１】線引き加工時の断線回数調査 前記実施例１〜５および比較例１について、線引き加工
時の断線回数を調査した。その結果を下記表１に示す。
なお本調査では、それぞれ仕上がり外径０．１０ｍｍの
銅被覆アルミニウム線を１０Kg製造し、そのときの断線
回数を調査している。また、伸線条件としては、リダク
ション１５％、伸線速度４００ｍ／分に統一している。
【００３２】
【表１】
【００３３】上記表１から明らかなように、本発明の製
造方法によれば、線引き加工時の断線回数が少なく、そ
の結果、１断線当りの平均引き抜き量を示す平均重量も
大きな値になっていることが分かる。但し実施例２，３
は断線がないので、実際は平均重量がもっと大きな値に
なる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、熱拡散処理
工程において、銅被覆アルミ導体を不滑性ガス雰囲気中
で１２０〜６００℃の温度で熱処理を施すことにより熱
拡散せしめ電着応力を緩和させることによって、アルミ
導体と銅被覆層境界面に熱拡散層が形成され、電気めっ
きによって得られる密着力と熱拡散によって得られる密
着力との相乗効果が得られ、細径、軽量化が図れる。ま
た、熱処理温度Ｔ（℃）と熱処理時間Ｓ（分）を前記数
式１の範囲内で行うことによって、アルミ導体と銅被覆
層境界面に更に好適な熱拡散層が形成されるため、密着
力の相乗効果が更に向上し、極細径（例えばφ０．１０
ｍｍ以下）迄の冷間塑性加工時の断線を激減できる。従
って、本発明は産業に寄与する効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の銅被覆アルミニウム線の製造方法の一
実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明の数式１を示すグラフ図である。
【図３】本発明の銅被覆アルミニウム線の一実施例を示
す断面図である。
【符号の説明】
１ アルミニウム導体またはアルミニウム合金導体（ア
ルミ導体） ２ 亜鉛薄膜 ３ 銅皮膜（銅被覆層） ３ａ ストライク銅めっき皮膜 ３ｂ 厚付け銅めっき皮膜 ４ 銅被覆アルミニウム線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウム導体またはアルミニウム合
    金導体の外周表面に亜鉛置換によって亜鉛薄膜を形成す
    る亜鉛置換工程と、前記亜鉛薄膜の外周に電気めっきに
    より銅皮膜を連続被覆して銅被覆アルミニウム導体とす
    る電気めっき工程と、前記銅被覆アルミニウム導体を不
    活性ガス雰囲気中で１２０〜６００℃の温度で熱処理を
    施すことにより熱拡散せしめ電着応力を緩和させる熱拡
    散処理工程と、により密着力に優れた銅被覆アルミニウ
    ム線とすることを特徴とする銅被覆アルミニウム線の製
    造方法。
  2. 【請求項２】 前記熱拡散処理工程に於いて、熱処理温
    度Ｔ（℃）と熱処理時間Ｓ（分）を下記数式１の範囲内
    で行うことを特徴とする請求項１記載の銅被覆アルミニ
    ウム線の製造方法。 【数１】 ５０ｅ-0.012S ≦Ｔ≦１４００ｅ-0.012S ──(1) 但し、１２０≦Ｔ≦６００
  3. 【請求項３】 前記アルミニウム導体またはアルミニウ
    ム合金導体が、直径１．０ｍｍ以下でアルミニウム純度
    ９９．０％以上の展伸用アルミニウム、またはアルミニ
    ウム純度９０％以上の展伸用アルミニウム−マグネシウ
    ム（Ａｌ−Ｍｇ）合金、アルミニウム−マグネシウム−
    シリコン（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）合金であることを特徴と
    する請求項１または２記載の銅被覆アルミニウム線の製
    造方法。
  4. 【請求項４】 前記請求項１、２または３記載の銅被覆
    アルミニウム線を母材とし、該母材に冷間塑性加工を施
    して所望のサイズに加工する冷間塑性加工工程を加えた
    ことを特徴とする銅被覆アルミニウム線の製造方法。
JP36357397A 1997-12-16 1997-12-16 銅被覆アルミニウム線の製造方法 Pending JPH11181593A (ja)

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