JPS60248873A - 超極細線の製造方法 - 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】 ｍ乱 技術分野 この発明は、たとえば電子時計用マグネットに使用され
る巻線や集積回路の配線に使用されるボンディングワイ
ヤ等の超極細線の製造方法に関する。

従来の技術 近年、電子材料や電子機器等の発達に伴い、電子時計用
マグネットに使用される巻線や集積回路の配線に使用さ
れるボンディングワイヤ等の導体はますます細線化が要
求されてきている。これらの細線化は、電子機器の小型
化や緻密な配線を可能とするための重要な鍵の１つであ
る。

従来の超極細線製造方法では、第３図に示すように、鋳
造した後、得られた鋳塊を（熱間加工）−冷間加工−中
間焼鈍−冷間加工の順に順次加工するものであった。な
お、熱間加工は常に実施されるものではなく、また加工
度を上げるために、中間焼鈍と中間焼鈍後の冷間加工は
複数回繰返されることが多い。

しかしながら、上述したような従来の超極細線製造方法
による、たとえば直径５０μｍ以下の超極細線への伸線
加工は、金属の種類によらず断線が頻繁に発生し、極め
て困難であった。＠線は、種々の原因すなわら鋳塊段階
での結晶組織の欠陥もしくは各加工時の欠陥等の材料に
起因する原因、または加工の際のダイスもしくは潤滑剤
等の伸線加工条件に関連する原因に基づくものであるが
、この頻発する断線により、生産効率および歩留りが極
めて悪いこと、したがって製品がかなり高価につくこと
などの欠点があった。

発明が解決しようとする問題点 それゆえに、この発明の目的は、伸線加工時の断線頻度
が極めて少な（、したがって生産効率および歩留りを飛
躍的に向上させ得る、超極細線の製造方法を提供するこ
とにある。

１ｍ この発明は、要約すれば、冷間加工および中間焼鈍庵行
なった後に、断面積比的１〜５０％の冷間加工を行ない
、しかる後、材料の導入部分から最高温度部分までが急
激な温度勾配を有し、かつ最高温度部分の温度が中間焼
鈍時の温度よりも高くなるように加熱処理することを特
徴と１−る、超極細線の製造方法である。すなわち、こ
の発明においても、第１図に示すように、まず鋳造して
得られた鋳塊を熱間加工し、冷間加工を施す。次に、「
断面積比的１〜５０％」の冷間加工を行なう（第２図の
小加工度の冷間加工に相当するものである）。この冷間
加工は、延伸加工、ダイス引き他の加工方法によりなさ
れ得る。しかる後、温度勾配加熱すなわち導入部分から
最高温度部分までが急激な温度勾配を有し、かつ最高温
度部分の温度が中間焼鈍時の温度よりも高くなるように
加熱処理するものである。この小加工度の冷間加工およ
び温度勾配加熱は、連続的に実施されてもよく、あるい
はバッチ式に個々に施されてもよい。

この発明では、上述のような特徴的加工工程すなわち小
加工度の冷間加工と急激な温度勾配を有する加熱工程と
を経ることにより、金属線・線の結晶粒を極細線への伸
線加工性に好適な状態に変化させるものである。約１〜
５０％程度と比較的小さな加工度の冷間加工を施すのは
、この加工度が大きい場合には結晶の核となる場所が多
くなり、次に施される加熱工程を得たとしても結晶粒の
平均径こそ粗大化するが、十分に好ましい状態とならず
、また長い処理時間を必要とＪ−るからである。

また、小加工度の冷間加工に続いて施される加熱処理は
、上述のように急激な温度勾配を有するように加熱され
る。これは、中間線材の結晶粒を十分大きく、かつ線材
の長手方向に配向しゃすくづるためである。好ましくは
、成る長さの領域にわたり単結晶となるような組織を右
するように加熱処理が施される。このように温度勾配を
有する加熱処理により結晶粒が線材の長手方向に配向し
やすくなることなどにより、続いて行なわれる冷間加工
における伸線加工性は著しく改善される。

実施例の説明 第２図は、この発明の超極細線の製造方法を実施するた
めの装置の一例を示す概略構成図である。

ここでは、鋳造して得られた鋳塊を熱間加工、冷間加工
および中間焼鈍して得られた中間線材が、供給ローラ１
に巻取られた状態で準備されている。

供給ローラ１からは、矢印六方向に中間線材２が送り出
される。供給ローラ１の前方には、第１図に示した小加
工度の冷間加工を施すための２個のローラ３．４が配置
さ、れている。線材２は、各ローラ３，４を１回転巻い
た状態で、さらに前方に送り出されている。したがって
、第２のローラ４の回転速度を、第１のローラ３の回転
速度よりも大きくすれば、２個のローラ３，４間で中間
線材２は延伸されることになる。このように、２個のロ
ーラ３，４を設け、各ローラの回転速度を調整すること
により、第１図に示したこの発明の特徴的工程である小
加工度の冷間加工が施される。

ローラ４の前方には、加熱炉５が配置されている。加熱
炉５は、両端に冷却液が収納された冷却部６，７を備え
、中央に加熱部８を有する。冷却部６は、加熱部８の加
熱に先立ち中間線材２を冷却するものであり、これによ
って加熱炒゛５内での中間線材の温度勾配をより急峻に
することが可能とされている。すなわち加熱炉５内での
加熱雰囲気は、導入部分から加熱部分に至る経路におい
て急峻な温度勾配を有するように構成されている。

なお、加熱炉５の加熱部８での加熱最高温度は、中間焼
鈍時の処理温度よりもはるかに高く設定されている。中
間焼鈍時の温度よりも高くなければ、結晶粒の長手方向
への配向は困難だからである。

加熱部８の後に設けられた冷却部７は、以後のか外での
酸化防止のために（長手方向に配向された結晶粒をその
ままの状態で確実に維持するために）設けられているも
のである。加熱炉５を経た中間線材２は、加熱炉５のさ
らに前方に設けられた巻取リール９により巻取られる。

上述した第２図に示した製造装置は、この発明を実施す
るための装置の単なる一例に過ぎず、第１図に示した鋳
造から最後の冷間加工までを一連の装置により連続的に
行なってもよいことは言うまでもない。

次に、この月明の具体的な実施例につき説明する。

実施例１ 半連続鋳造により製造したＡｍ−１重間％３ｉ鋳塊を直
径１２ｍｒｎの線材に熱間押出しし、しかる後冷間伸線
および皮剥工程を経て、直径３，１ｍｍの中間線材とし
た。次に、該中間線材を３５０℃の温度で２時間中間焼
鈍を施し、しかる後直径３＋ｎｍまで軽く伸線し、小加
工度の冷間加工を施した。

しかる後、炉内が入口から最高温度部にわたり長さ１Ｑ
ｃｍの間で、雰囲気温度が３５０℃から６００℃に変化
する温度分布（温度勾配は２５℃／ｃｍ）を有するトン
ネル炉内を、該炉内に線材が１５分間留まるような速度
で連続的に通過させた。この急峻な温度勾配を有する加
熱処理を施した線材を、直径３０μｍまで伸線加工した
ところ、１断線あたりの伸線量は約１０．０００１１１
であった。比較のために、上述の特徴的工程すなわち小
加工度の冷間加工および急峻な温度勾配を有する加熱処
理を施さない同一組成かつ同一径の線材を、３０μ腸ま
で伸線したところ、１断線あたりの゛伸線量は２．００
０〜３．．０００ｍであった。

したがって、この発明の実施例によれば、従来の製造方
法に比べて１断線あたりの伸線量は４〜５倍となり、断
線頻度が飛躍的に低減され、したがって生産効率および
歩留りの飛躍的な改善を果たし得ることがわかる。

連続鋳造および圧延工程を経て得られた直径８ＩＩ１ｍ
のタフピッチ銅ワイヤロッドを、皮剥工程および冷間伸
線工程を経て直径０．４ｍｍまで加工し、しかる後２２
０℃の温度で２時間中間焼鈍した。

次に、このようにして得られた中間線材を、第２図に示
したような装置により約２％延伸し、小加工度の冷間加
工を施し、直ちに冷却部と高周波加熱高温部とを有し、
線材が通過する際に急峻な温度勾配与えることが可能で
ありかつ非酸化性雰囲気（たとえばＡｒガス雰囲気下）
の加熱炉内で長さ２ｃｍ程度の高温部を８５０℃の温度
で通過させ、第１図の温度勾配加熱工程ｉ＊施した。こ
のときの温度勾配は、高温部近傍で約１００℃／ｃｍで
あった。

なお、中間線材の表面に存在する若干の酸化層は、第２
図に示した加熱Ｆ５内の冷却部６に貯留された冷却水に
数％アルコールを含有させることにより還元しておいた
。

上述のようにして得られた中間線材を２０μｍまで伸線
加工した。同様に、比較のために小加工度の延伸加工お
よび加熱処理を施していない線材を２０μｍまで伸線加
工した。その結果、この実施例の製造方法では、１断線
あたりの伸線■が、上記特徴的工程を実施していない場
合に比べて約５倍と飛躍的に改善されることが確かめら
れた。

なお、この実施例の製造方法により得られたタフピッチ
銅線を、プレアニーラとエナメル焼付炉を通して、エナ
メル被覆を施したところ、しなやかなマグネットワイヤ
を得ることができた。

及１ｉ１ 水平式連続鋳造により製造した直径１２ＩＩ１ｍのり−
ん青銅合金線を均一化焼鈍と冷間圧延を施した後、６０
０℃、３時間の条件で中間焼鈍し、該中間焼鈍と冷間伸
線とを繰返し、直径Ｑ、５ａｕ＋＋の中間焼鈍終了線材
を得た。次に、該線材を約３％冷間伸線し、小加工度の
冷間加工を施した。しかる後実施例２と同様の加熱炉を
用いて、６０℃／ｃｍの温度勾配にて低速で加熱炉中を
通過させ、急峻な温度勾配を有する加熱処理を施した。

上記のように処理された線材と、小加工度の冷間加工お
よび加熱処理を施していない線材を、５０μｍまで冷間
伸線したところ、断線間で見た場合、この実施例の方法
により１ｑられた線材は、約３倍程度伸線性が優れてい
ることが確かめられた。

したがって、この発明は合金に対して用いても有効であ
ることがわかる。

１１悲１１ 以上のように、この発明によれば、冷間加工および中間
焼鈍を行なった後に、断面積比的１〜５０％の冷間加工
を行ない、しかる後材料の導入部分から最高湿度部分ま
でが急激な温度勾配を有し、かつ最高温度部分の湿度が
中間焼鈍時の温度よりも高（なるように加熱処理するも
のであるため、Ｉｌｉｌ明線を飛躍的に低減することが
でき、したがって超極細線の生産効率および歩留りを飛
躍的に改善することが可能となり、安価な超極細線を得
ることが可能となる。

この発明は、マグネット用超極細導線、半導体配線用ア
ルミニウム細線もしくはアルミニウム合金線、金線など
のように、種々の用途および材ｉ３＋に適用し得るもの
であることを指摘しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の金属細線製造方法を説明するため
の工程図である。第２図は、この発明の一実施例を実施
するための製造装置の概略構成図である。第３図は、従
来の金属１線製造方法を説明するための工程図である。 図において、２は線材、３．４は小加工度の冷間加工を
施すためのローラ、５は加熱炉を示ず。 特許出願人　住友電気工業株式会社 第１図　第３図 粥２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　冷間加工および中間焼鈍を行なった後に、断面
   積比的１〜５０％の冷間加■を行ない、しかる後材料の
   導入部分から最高温度部分までが急激な温度勾配を有し
   、かつ前記最高温度部分の温度が前記中間焼鈍時の温度
   よりも高くなるように加熱処理することを特徴とする、
   超極細線の製造方法。
2. （２）　前記断面積比的１〜５０％の冷間加工と、前記
   加熱処理工程とが連続的に行なわれる、特許請求の範囲
   第１項記載の超極細線の製造方法。
3. （３）　前記温度勾配は、平均で１０℃／ｃｍ以上であ
   る、特許請求の範囲第１項または第２項記載の超極細線
   の製造方法。
4. （４）　前記加熱処理を行なった後に、減面率９９％以
   上の冷間加工を施す、特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の超極細線の製造方法。