JPS5825010A - 電子部品用光沢めつきリ−ド線 - 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】 本発明は主に抵抗器、コンデンサー等の電子部品又は電
子機器用リード線に係わるもので、優れた耐変色性、半
田付は性、溶接性、柔軟性を備えた光沢のある電気めっ
きリード線に関するものである。以下「めっき」という
言葉はすべて「電気めっき」を指すものとする。

従来、特にアルミコンデンサー、アルミ電解コンデンサ
ー等に使用されるリード線は、その構造上長さ約１０〜
５０ａｖｔに切断されたアルミ線とのつき合わせ溶接を
する際の溶接性の観点から、第１図に示す如く、銅線、
銅合金線、銅覆−線、軟鋼線などの金属線ｌの上に錫め
つき２を施した線が使用されてきた。

しかし上記錫めっき線は主として次に述べるような欠点
を有している。

■半田めっき線に比べ半田付は性が悪い。

電子部品用のリード線として半田付は性は最も重要な特
性であるが、例えば錫３０％、鉛７０％の重量組成比の
半田めっき線に比べて半田付は性が悪く、しばしば半田
付は性不良事故を発生した。この原因としては、通常の
半田付は温度が、２８０°〜２４０℃であり、半田めっ
きの場合その組成比のほとんどの場合１８８°Ｃにて一
部溶融し始めるのに対し、錫めっきの場合２８２℃にな
らないと溶融しないことが考えられる。

■ウィスカーを発生する。

錫めっきはある使用条件下でウィスカーと呼ばれる針状
単結晶を発生し、部品相互の短絡事故を起こしやすい。

このような問題点を解決するために錫めっきの替りに、
鉛２〜９５重量９６（以下、％と略す）、錫９８〜５％
の半田めっきを施したリード線が考えられた。鉛は、ウ
ィスカー生成の防止に効果があり、同時に合金化により
めっき層の融点を下げて半田付は性を向上させる。

しかしこの半田めっき線にもいくつかの欠点があり、そ
れは主として次の８点に要約できる。

■溶接欠陥を発生する。

アルミ電解コンデンサー等を製造する際、第２図に示す
如く、金属線１の上にめつき８を施したリード線をアル
ミ線９と溶接する工程があり、その際リード線は瞬間的
には２０００℃程度の高温になる。

リード線のめつき層に鉛が含有されていると溶接に関与
する金属のうち、錫、銅、鉄、アルミニウム等は沸点が
いずれも２２００℃以上であるのに対し、鉛のそれは１
７２０℃と低いため、溶接の瞬間に鉛が気化してしばし
ば溶接部にブローホール１０という欠陥を生じ、その部
分の強度を低下させるという好ましくない現象を生ずる
。

■半田めっきは通常無光沢めっきであるため、光沢を出
すための工程が必要である。

半田めっきは、部品メーカーより主として商品価値、半
田付は性の観点から光沢化を要求され、そのためフェル
ト研摩、あるいは線引、ダイスによる研摩により光沢を
出している。

フェルト研摩では鉛を含む研摩粉を生じ、作業環境を悪
化させる。一方ダイス研摩では厳密な寸法精度について
の要求に合わせるため頻繁なダイス交換が必要になって
製造コストを高くシ、また線がダイス通過時にわずかな
がら線引加工を受けることに令るので、金属線の機械的
特性を変えてしまうことになる。

また同時に研摩粉の発生を伴ない、さらにはダイスに研
摩粉が固着して断線するなどの量産上不適な欠点を含ん
でいる。

■無光沢半田めっきは耐変色性が低い。

無光沢めっき表面は光沢めっき表面に比べ凹凸が激しく
、実質表面積が大きい。そのため腐食性ガス等の吸着が
容易となり、変色等の腐食被害を受けやすい。

このような半田めっき線の欠点のうち、特に無光沢めっ
きに起因するものに対し、光沢めっきに替える解決法も
計られてきた。しかし従来の光沢めっきは次の８つの理
由から使用することが困難であった。

■光沢電気めっき層は、無光沢電気めっき層に比べ、め
っき層中への有機物の吸蔵が多く、例えば発明者らの実
施した例では、無光沢半田めっき層中の炭素吸蔵濃度は
ｌ　Ｏｐｐｍ程度であったのに比べ、光沢半田めっき層
においては１００　ｐｐＩｐ程度となり、このため半田
めっきリード線を用いた部品が実装される時点で半田付
けされる際、吸蔵有機物が分解してガス発生を伴なうた
め、半田の濡れ性を阻害する。

特にフローソルダー等の短時間の半田付は時間での作業
においては、これは大きな問題となる。

■光沢半田めっき層は鉛と錫の電着比率が異なるとめつ
き層の柔軟性が異なる。例えば自己線径でリード線を曲
げあるいは巻きつけた場合に、めっき層に割れ（クラッ
ク）を生じない組成範囲は、めっき厚さに、も依存する
が、通常めっきリード線が施される代表的めっき厚さで
ある１０ミクロンにおいては、鉛含有量が２０９６以上
であり、使用目的によってはその要求を満足できない。

■市販の光沢半田めっき用の光沢添加剤の成分は多成分
のものが多く、めっき液管理、特に添加剤の補給が経験
的になり、健全なめつき状態を長期間維持することがむ
つかしく、熟練を要し、液の寿命が短かい。

以上の理由から、従来の錫および半田めっき線は品質上
、経済上の向上が望まれていた。

本発明は、主述の欠点を解消するもので、表面が美麗な
光沢を有し、曲げ、巻きつけ等の加工にも割れを生じな
い柔軟性と、使用中加熱を受けたり、長期間放置されて
も半田付は性が劣化しない耐熱性、耐変色性と、アルミ
線との溶接待強度が低下しない良好な溶接性を備えた光
沢めっきリード線を提供せんとするものである。

本発明は、金属線と、その上の無光沢電気錫めっき層と
、さらにその上の光沢電気半田めっき層とより成ること
を特徴とする電子部品用光沢めっきリード線である。

第８図〜第５図は本発明のそれぞれ実施例を示す断面図
である。図において、８は例えば銅または銅合金などよ
りなる金属線ｌの上に施こされた無光沢電気錫めっき層
で、４はさらにその上に施こされた光沢電気半田めっき
層である。

本発明において、金属線とは、銅、銅合金、例、ｔば銅
に錫、銀、カドミウム、カルシウム、亜鉛、り田ム、鉄
、ニッケル、アルミニウム等の１種以上の元素を添加し
たもの、軟鋼鉄線または複合線例えば鋼鉄線上にクラッ
ド法若しくはめっき法により銅若しくは銅合金を被覆し
な導電材料を意味する。特に金属線として亜鉛を含６銅
合金線を用いる場合には第４図に示す如く、金属線ｌと
無光沢電気錫めっき層８の中間に銅、ニッケルなどの金
属よりなる亜鉛の拡散防止用下地めっき層５を設ける。

これにより亜鉛が素地からめっき層中を、拡散して、表
面にて酸化皮膜を形成し、半田付は性を阻害するという
好ましくない現象を防止することができる。

第５図は金属線として複合線を使用する場合を示し、６
は鋼線または鉄線、７は銅または銅合金被覆層を示す。

無光沢錫めっき層は、通常のホウフッ化浴、硫酸浴、ス
ルファミン酸浴などによって形成され、その厚さは使用
目的によって異なり、無光沢錫めっき層３と光沢半田め
っき層４の厚さの合計として５〜２５ミクロンであるこ
とが多い。従がって５〜２５ミクロンから一般的には後
述する光沢電気半田めっき層４の厚さを差し引いた厚さ
が無光沢電気半田鏝めっき層の厚さということになり、
８〜２４ミクロン程度になるが、用途に応じこの範囲に
限定されるものではない。

一方、光沢電気半田めっき層は、通常のホウフッ化浴、
硫酸浴、スルファミン酸浴、フェノールスルフォン酸浴
等に光沢添加剤を添加しためつき液により形成される。

光沢添加剤としては、有機物を中心としたものが多く、
例えば市販の石原薬品′株式会社製ユニコンテインプラ
イト（商品名）、西ドイツのブラスバーグ社製スタノス
ター（商品名）等を使用する。

その厚さは、主として柔軟性と半田付は性の点から０．
８〜５ミクロンが好ましく、厳重に管理される必要があ
る。その理由は、光沢電気半田めっき層が５ミクロンを
越えて厚くなりすぎる場合には、光沢めっき層は吸蔵さ
れた有機物によって脆くなっているため、例えば自己径
巻きつけにより大きなりラックを生じ、その結果耐変色
性、半田付は性の低下をひき起こす。また全めっき層中
に吸蔵される有機物の比率が高くなり、めっき層の半田
付は性を低下させる。また０、５ミクロン未満の場合に
は、無光沢電気錫めっき層表面の凹凸を充分には平滑化
できないため光沢、耐変色性が不充分となる。もちろん
下層のめつき層の平滑度とも関係し、平滑であるほど必
要な光沢半田めっき層の厚さは異なる。従って光沢半田
めっき層の好適な厚さ範囲は０．５〜５ミクロン程度で
あり、目的、用途に応じてこの範囲から選定される。

次に光沢電気半田めっき層の組成は、そのめっき厚さと
関係し、溶接性、半田付は性から決められる。鉛の含有
量は２〜８０％が望ましく、その理由は、２９６未満で
は半田めっき層の融点が錫に比べてさほど低くならなく
、半田付は性も良くないためであり、またウィスカーの
生成を防止することができないためでもある。鉛の量が
８０９６を越えると、光沢めっき層内体の厚さとも関係
するが、全めっき層中での鉛の比率が高くなり、アルミ
線との溶接の際ブローホールを生成して、溶接箇所の強
度を低下させ、溶接性を低下させるので好ましくない。

上述のように構成された本発明の光沢めっきリード線は
下記に述べる効果を有する。

■空気と接する最外層が光沢電気半田めっき層で平滑な
光沢面であるため、空気中の腐食性ガスの吸着が起こり
に＜＜、従って表面の変色による半田付は性の低下がな
い。

３表面の光沢電気半田めっき層を薄くしうるので、有機
物の吸蔵が少なく、半田付は時のガス発生を抑制し、半
田付は性が優れている。

０表面の光沢電気めっき層を薄くしうるので、曲げ巻き
つけ等の厳しい加工にも割れが発生しない柔軟性を有す
る。

■表面が光沢電気半田めっき層で光沢を具備Ｌ７ている
ので、フェルトあるいは線引ダイスによる研摩が不要で
あり、作業環境が改善される。

■表面の光沢電気半田めっき層の厚さと組成を適当に選
定して全めっき層中の鉛の量を調整することにより、ア
ルミ線との溶接時の多量の鉛の気化によるブロールホー
ルの生成と溶接性の低下という現象を防止できる。

実施例１： 線径０，５Ｂの銅覆鋼線の上に無光沢電気錫めっき層を
１１μ、さらにその上に鉛５９６、錫９５９６の光沢電
気半田めっき層を８μの厚さ施こし、本発明のめつき線
を作成した。めっき用光沢添加剤としては西ドイツのブ
ラスバーグ社製スタノスターを用い、めっき浴は通常の
ホウフッ化浴を用いた。

比較のため、めっき厚を１４μの上述の光沢半田めっき
層と同一組成の無光沢半田めっき線と、光沢半田めっき
線、さらに無光沢錫めっき、線を作成し、特性を測定し
た結果は第１表に示す通らである。第１表は、自己径巻
きつけによる割れ発生の有無、１７０℃で２　Ｈｒ　　
加熱後の変色の有無、１７０℃で１．２．４　Ｈｒ　　
加熱後の半田付は性、アルミ線との溶接後の破断曲げ回
数を示す。

ここで半田付は性は、線試料を２８０℃に保持した共晶
半田組成の溶融浴に２秒間浸漬後、引上げた時の浸漬部
の半田による濡れ面積を百分率で表わしたものである。

破断曲げ回数は、アルミ線と溶接後、リード線部分を下
方にしてＩ　ＫＦの荷重をかけ、アルミ線部分をチャッ
クに挾んで保持した状態で、アルミ線部を９０°宛左右
交互に曲げて破断するまでの回数を、９０°曲げて元に
戻すことを１回として表わしたものである。

第１表より、本発明のめつきリード線は、自己径巻きつ
けて割れを発生せず柔軟性があり、加熱によって変色・
せず、半田付は性も低下せず、溶接後の曲げ特性が優れ
ていることが分る。これに対し、光沢半田めっき線は自
己径巻きつけで割れを発生し、曲げ特性が悪く、無光沢
半田めっき線は加熱に上り変色し、半田付は性が低下し
、曲げ特性が悪く、無光沢錫めっき線は、加熱により変
色し、半田付は性の低下が著しいことが分る。

第１表　各種リード線の特性比較 実施例２： 実施例１と同様な方法で、第２表に示すように光沢半田
めっき層の組成と厚さを変えためつき線試料をつくり、
特性を比較した。但し、無光沢めっき層と光沢半田めっ
き層の厚さの合計は１４μになるようにした。それらの
特性の測定結果を第２表に示す。

表２゜ 第２表より、光沢半田めっき層の組成は、鉛が２％と少
ないものは半田付は性が低く、９０％と高い場合には曲
げ特性が著しく低下するのに対し鉛が５９６のものでは
厚さ２．７μ　で加熱後の半田付は性、溶接後の曲げ特
性が優れていることがわかる。まに光沢半田めっき層の
厚さはα２μ　と薄い場合にはめつき表面の平滑化が不
充分であるため加熱により変色が起こり、半田付は性も
低下し、一方７μと厚い場合には自己径巻きつけで割れ
を発生し、加熱により半田付は性も低下するのに対し、
厚さ２μのものでは自己径巻きつけで割れを発生せず、
加熱によって変色せず、半田付は性も低下せず、曲げ特
性が優れていることがわかる。

以上述べたように、本発明の光沢めっきリード線は、優
れた特性を有するものであり、その断面形状は図に示し
た円形に限定されるものではなく、楕円、正方形、矩形
、多角形、その他の異形のものであっても差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の錫めっき線を示す断面図である。 第２図はめつき線とアルミ線を溶接しな場合の溶接部を
示す縦断面図である。 第８図〜第５図は本発明のリード線のそれぞれ実施例を
示す断面図である。 ｌ・・・金属線、２・・・錫めっき、８・・・無光沢電
気錫めっき層、４・・・光沢電気半田めっき層、５・・
・下地めっき層、６・・・鋼または鉄線、７・・・・銅
または銅合金被覆層、８・・・めっき、９・・・・アル
ミｍｌ、１０・・・ブローホール。 １Ｆ ］１９ １ど二 ／ １ニ二つ： 〜 １７３図 Σ 才４図 夏 才５図 を畷■ ）　９ − 一３ １ ３ ′４３ ７

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属線と、その上の無光沢電気錫めっき層とさら
   にその上の光沢電気半田めっき層とより成ることを特徴
   とする電子部品用光沢めっきリード線。
2. （２）光沢電気半田めっき層の組成が鉛２〜８０％、錫
   ９８〜２０９６である請求の範囲第（１）項記載の電子
   部品用光沢めっきリード線。
3. （３）無光沢電気錫めっき層と光沢電気半田めっき層の
   厚さの合計が５〜２５ミクロンである請求の範囲第（１
   ）項または第（２）項記載の電子部品用光沢めっきリー
   ド線。
4. （４）光沢′電気半田めっき層の厚−さが０．５〜５μ
   である請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３
   ）項記載の電子部品用光沢めっきリード線。