DE112020002118T5

DE112020002118T5 - Aluminiumbasisdraht, Litzendraht, und Verfahren zur Herstellung von Aluminiumbasisdraht

Info

Publication number: DE112020002118T5
Application number: DE112020002118.1T
Authority: DE
Inventors: Hideaki SAKAIDA; Akihisa Hosoe; Yusuke Kureishi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2022-01-27
Also published as: US11664134B2; JP7415287B2; WO2020217937A1; CN113498543A; CN113498543B; US20220148756A1; JPWO2020217937A1

Abstract

Ein Aluminiumbasisdraht beinhaltet einen Kerndraht, der aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist; eine Vielzahl von Abdeckstücken, die so vorgesehen sind, dass sie auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts verstreut sind, und eine Deckschicht, die auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts und einer äußeren Peripherie jedes der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist. Die Deckschicht beinhaltet eine erste Schicht, die kontinuierlich auf dem äußeren Umfang des Kerndrahts zwischen angrenzenden Abdeckstücken und der äußeren Peripherie jeder der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist, und eine zweite Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Schicht vorgesehen ist. Die Vielzahl von Abdeckstücken, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, ist die erste Schicht aus Metallen zusammengesetzt, die Kupfer und Zinn beinhalten, und ist die zweite Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung zusammengesetzt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Aluminiumbasisdraht, einen Litzendraht und ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 26.4.2019 eingereichten JP 2019-086664 A , deren Inhalt hiermit in Gänze inkorporiert wird.
Stand der Technik
Patentdokument 1 offenbart einen Leiter, der mit einem Aluminiummetalldraht und einer Deckschicht versehen ist, die eine Oberfläche des Aluminiummetalldrahts abdeckt, als einen mit einem Kerndraht und einer Deckschicht, die eine Oberfläche des Kerndrahts abdeckt, bereitgestellten Aluminiumbasisdraht. Diese Deckschicht weist eine Basisplattierschicht, die aus Nickel hergestellt ist, eine Kupferplattierschicht und eine Oberflächenplattierschicht, die aus Zinn oder einer Zinnlegierung hergestellt ist, in der genannten Reihenfolge ab Seite des Aluminiummetalldrahts auf. Die Kupferplattierschicht hat eine Dicke von 20 µm. Dieser Leiter wird durch einen Drahtziehprozess hergestellt, bei dem ein Drahtziehen an einem Basisbauteil durchgeführt wird, in welchem die Plattierschichten auf einer Oberfläche des Aluminiummetalldrahts vorgesehen sind.
Zitateliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: JP 2013-122911 A
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aluminiumbasisdraht gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: einen aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebauten Kerndraht;
eine Vielzahl von Abdeckstücken, die so vorgesehen sind, dass sie auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts zerstreut sind;
eine Deckschicht, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts und einer äußeren Peripherie jeder der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist;
wobei die Deckschicht beinhaltet:

eine erste Schicht, die kontinuierlich auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts zwischen angrenzenden Abdeckstücken und der äußeren Peripherie jedes der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist; und
eine zweite Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Schicht vorgesehen ist, die Vielzahl von Abdeckstücken alle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufgebaut sind,
die erste Schicht aus Metallen aufgebaut ist, die Kupfer und Zinn enthalten, und
die zweite Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufgebaut ist.

Der Litzendraht gemäß der vorliegenden Offenbarung wird erhalten durch Verzwirnen einer Vielzahl von Aluminiumbasisdrähten gemäß der vorliegenden Offenbarung, miteinander.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet:

einen Schritt des Vorbereitens eines Basisteils, das versehen ist mit einem Kerndraht, der aus reinem Aluminium oder einer Legierung aufgebaut ist, und einer Deckschicht, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist;
einen Schritt des Erhitzens des Basisteils; und
einen Schritt des Durchführens von Drahtziehen am Basisteil, das erhitzt wurde, wobei die Deckschicht beinhaltet
eine erste Basisteil-Schicht, die auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist, und
eine zweite Basisteil-Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Basisteil-Schicht vorgesehen ist,
die erste Basisteil-Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufgebaut ist,
die erste Basisteil-Schicht eine Dicke von 2 µm oder weniger aufweist und die Basisteil-Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufgebaut ist.

Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Übersicht eines Aluminiumbasisdrahts gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
2 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts gemäß der Ausführungsform 1 illustriert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Durch die vorliegende Offenbarung zu lösendes Problem
Wenn ein Biegen an den oben beschriebenen Leiter angelegt wird, kann die Deckschicht reißen. Risse in der Deckschicht können zur Exposition des Kerndrahts führen. Falls Feuchtigkeit durch den Rissbereich in der Deckschicht eindringt und den Kontaktbereich zwischen dem Kerndraht und der Deckschicht erreicht, wird die Oberfläche des Kerndrahts korrodiert. Diese Korrosion wird galvanische Korrosion genannt.
Im Hinblick darauf ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung die Bereitstellung eines Aluminiumbasisdrahts, dessen Deckschicht unwahrscheinlich reißt, selbst falls ein Biegen darauf angewendet wird.
Auch ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Drahtlitze bereitzustellen, deren Drähte leicht miteinander verzwirnt werden.
Weiterhin ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts bereitzustellen, durch welchen es möglich ist, den Aluminiumbasisdraht herzustellen, dessen Deckschicht unwahrscheinlicher Weise reißt, selbst falls ein Biegen darauf angewendet wird.
Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Offenbarung
Es ist unwahrscheinlich, dass ein Aluminiumbasisdraht gemäß der vorliegenden Offenbarung bricht, selbst falls daran ein Biegen angelegt wird.
In Bezug auf eine Drahtlitze gemäß der vorliegenden Offenbarung können mehrere Aluminiumbasisdrähte leicht miteinander verzwirnt werden.
Mit dem Verfahren des Herstellens eines Aluminiumbasisdrahts gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Aluminiumbasisdraht herzustellen, von dem es unwahrscheinlich ist, dass seine Deckschicht reißt, selbst falls ein Biegen daran angelegt wird.
Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung
Zuerst werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unten beschrieben.
(1) Ein Aluminiumbasisdraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: einen aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebauten Kerndraht;
eine Vielzahl von Abdeckstücken, die so bereitgestellt sind, dass sie auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts verstreut sind; und
eine auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts und einer äußeren Peripherie jedes der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehene Deckschicht;
wobei die Deckschicht beinhaltet
eine erste Schicht, die kontinuierlich auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts zwischen angrenzenden Abdeckstücken und der äußeren Peripherie jedes der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist; und
eine zweite Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Schicht vorgesehen ist, die Vielzahl von Abdeckstücken alle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zusammengesetzt sind,
die erste Schicht aus Metallen, die Kupfer und Zinn beinhalten, zusammengesetzt ist, und die die
zweite Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung zusammengesetzt ist.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht reißt, selbst wenn ein Biegen angelegt wird. Daher kann die oben beschriebene Konfiguration die Exposition des Kerndrahts reduzieren. Somit kann die oben beschriebene Konfiguration die Korrosion der Oberfläche des Kerndrahts unterdrücken.
In der nachfolgenden Beschreibung kann der Aluminiumbasisdraht als ein „Al-Basisdraht“ bezeichnet werden. Der Mechanismus, durch welchen die Deckschicht in dem oben beschriebenen konventionellen Al-Basisdraht aufgrund von daran angelegtem Biegen bricht, ist wie folgt. Wie oben beschrieben, ist die Dicke der Kupferplattierschicht im konventionellen Al-Basisdraht sehr groß. Auch weist Kupfer eine niedrige Formbarkeit im Vergleich zu Al und Zinn auf. Daher, wenn ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird, bricht die Kupferplattierschicht. Die Plattierschicht, die angrenzend an die Kupferplattierschicht ist, reißt einhergehend mit einem Riss in der Kupferplattierschicht.
Im Gegensatz dazu ist der Al-Basisdraht der vorliegenden Offenbarung nicht mit einer Schicht, wie einer konventionellen Kupferplattierschicht, die bei daran angelegtem Biegen reißt, zwischen dem Kerndraht und der Deckschicht versehen. Das heißt, dass der Al-Basisdraht der vorliegenden Offenbarung nicht mit einer Schicht wie etwa einer konventionellen Kupferplattierschicht versehen ist, die als ein Startpunkt eines Risses in der Deckschicht dienen wird, wenn ein Biegen darauf angewendet wird, zwischen dem Kerndraht und der Deckschicht. Mit dem Al-Basisdraht der vorliegenden Offenbarung werden eine Vielzahl von Abdeckstücken, die aus einem kupferbasierten Material aufgebaut sind, zwischen dem Kerndraht und der Deckschicht verstreut. Es ist unwahrscheinlich, dass die Vielzahl von Abdeckstücken bricht, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird, im Vergleich zur konventionellen Kupferplattierschicht, und es ist weniger wahrscheinlich, dass sie als Startpunkte von Rissen in der Decke dienen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht reißt, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird.
Auch wird mit der oben beschriebenen Konfiguration die Adhäsion zwischen dem aus einem Al-basierten Material aufgebauten Kerndraht und der aus einem Zinn-basierten Material aufgebauten zweiten Schicht verbessert. Üblicher Weise ist die Adhäsion zwischen Al und Zinn schwach. Jedoch ist der Grund, warum die Adhäsion dazwischen verbessert ist, dass bei der oben beschriebenen Konfiguration die Abdeckstücke und die erste Schicht, welche Kupfer enthalten, das eine hohe Adhäsion an Al und Zinn aufweist, zwischen dem Kerndraht und der zweiten Schicht eingefügt sind.
Weiterhin ist es mit der oben beschriebenen Konfiguration unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke sich von dem Kerndraht abschälen, selbst falls ein Biegen auf den Al-Basisdraht angewendet wird. Der Grund dafür ist, dass die Abdeckstücke nicht in Form von Schichten vorliegen, wie die konventionelle Kupferplattierschicht.
(2) Als eine Ausführungsform des Aluminiumbasisdrahts
weisen die Abdeckstücke eine Dicke von 1,5 µm oder weniger auf.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke brechen, selbst falls ein Biegen auf den Al-Basisdraht angewendet wird. Der Grund dafür ist, dass die Abdeckstücke hohe Flexibilität aufweisen, weil die Abdeckstücke dünn sind. Auch, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird und ein Abdeckstück reißt, ist die Last auf der Deckschicht aufgrund des Reißens des Abdeckstücks klein. Der Grund dafür ist, dass die Dicke des Abdeckstücks ausreichend klein ist.
(3) Als eine Ausführungsform des Aluminiumbasisdrahts
weisen die Abdeckstücke eine Breite von 20 µm oder weniger auf.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke brechen, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird. Der Grund dafür ist, dass die Breite der Abdeckstücke ausreichend schmal ist.
(4) Als eine Ausführungsform das Aluminiumbasisdrahts beträgt eine Distanz zwischen Abdeckstücken, die aneinander angrenzend in Längsrichtung des Kerndrahts sind, 0,5 µm oder mehr.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke reißen, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird. Der Grund dafür ist, dass, weil die Distanz zwischen angrenzenden Abdeckstücken ausreichend lang ist, es möglich ist, Kontakt zwischen angrenzenden Abdeckstücken zu vermeiden, wenn ein Biegen daran angelegt wird.
(5) Als eine Ausführungsform des Aluminiumbasisdrahts weist die erste Schicht eine Dicke von 0,1 µm oder mehr und 3 µm oder weniger auf.
Wenn die Dicke der ersten Schicht 0,1 µm oder mehr ist, ist die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der zweiten Schicht hoch. Der Grund dafür ist, dass die Dicke der ersten Schicht ausreichend groß ist. Wenn die Dicke der ersten Schicht 3 µm oder weniger ist, ist die erst Schicht nicht übermäßig dick. Daher wird bei dem Al-Basisdraht, bei welchem die Dicke der ersten Schicht 3 µm oder weniger erfüllt, die Adhäsion der ersten Schicht am Kerndraht und den Abdeckstücken verbessert.
(6) Als eine Ausführungsform des Aluminiumbasisdrahts,
ist ein Flächenverhältnis α:β zwischen einer Fläche α des Abdeckstücks auf dem Querschnitt, welcher sich entlang der Längsrichtung des Kerndrahts erstreckt, und einer Fläche β der ersten Schicht 1:1 oder mehr und 1:120 oder weniger.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht reißt, selbst wenn ein Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wird. Weiterhin wird bei der oben beschriebenen Konfiguration die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der zweiten Schicht verbessert. Dies liegt daran, dass, wenn das oben beschriebene Flächenverhältnis α:β den oben beschriebenen Bereich erfüllt, die Abdeckstücke und die erste Schicht in einer wohlausgewogenen Weise vorhanden sind.
(7) Als eine Ausführungsform des Aluminiumbasisdrahts weist der Aluminiumbasisdraht einen Durchmesser von 0,01 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger auf.
Die oben beschriebene Konfiguration kann leicht für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Der Grund dafür, dass es unwahrscheinlich ist, dass die Deckschicht reißt, selbst obwohl der Al-Basisdraht ein dünner Draht ist, der sich wahrscheinlich biegt.
(8) Eine Drahtlitze gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird durch Verzwirnen einer Vielzahl von Aluminiumbasisdrähten gemäß einem von 1 bis 7 oben miteinander erhalten.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird die Produktivität verbessert. Der Grund dafür ist, dass die Drahtlitze den Al-Basisdraht aufweist, dessen Deckschicht unwahrscheinlicher Weise bricht, falls Biegen angelegt wird, und die Al-Basisdrähte leicht miteinander verzwirnt werden können.
(9) Ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet:

einen Schritt des Vorbereitens eines Basisteils, das mit einem Kerndraht versehen ist, der aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist, und eine Deckschicht, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist;
einen Schritt des Erhitzens des Basisteils; und
einen Schritt des Durchführens von Drahtziehen am Basisteil, das erhitzt worden ist;
wobei die Deckschicht beinhaltet: eine erste Basisteil-Schicht, die auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist, und
eine zweite Basisteil-Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Basisteil-Schicht vorgesehen ist,
die erste Basisteil-Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zusammengesetzt ist,
die erste Basisteil-Schicht eine Dicke von 2 µm oder weniger aufweist und
die zweite Basisteil-Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufgebaut ist.

Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, den Al-Basisdraht herzustellen, für dessen Deckschicht es unwahrscheinlich ist, dass sie reißt, selbst falls Biegen daran angelegt wird. Das Basisbauteil, was dem Drahtziehen zu unterwerfen ist, ist mit einer Deckschicht versehen, die das erste Basisteil beinhaltet, das dünn ist. Daher bricht die erste Basisteil-Schicht beim Drahtziehen. Aufgrund des Brechens der ersten Basisteil-Schicht wird eine Vielzahl von Abdeckstücken in dem oben beschriebenen Al-Basisdraht gebildet. Auch wird eine in der ersten Basisteil-Schicht enthaltene Kupferkomponente in die zweite Basisteil-Schicht diffundiert, durch Erhitzen des Basisteils vor Drahtziehen. Die erste Schicht wird in dem oben beschriebenen Al-Basisdraht aufgrund von Diffusion von Kupfer gebildet. Die zweite Basisteil-Schicht bildet die zweite Schicht des Al-Basisdrahts nach Drahtziehen. Auch ist es durch Erhitzen des Basisteils vor dem Drahtziehen möglich, den Al-Basisdraht mit hoher Biegbarkeit herzustellen.
Details von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Detail unten beschrieben. Dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen geben Objekte an, welche dieselben Namen aufweisen. In der nachfolgenden Beschreibung kann der Aluminiumbasisdraht als „Al-Basisdraht“ bezeichnet werden.
Ausführungsform 1
Aluminiumbasisdraht
Ein Al-Basisdraht 1 gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 zeigt eine Querschnittsansicht, die durch Schneiden des Al-Basisdrahts 1 entlang der Längsrichtung eines Kerndrahts 2 erhalten wird. Der Al-Basisdraht 1 ist mit dem aus reinem Al oder einer Al-Legierung aufgebautem Kerndraht 2 versehen. Eine der Charakteristika des Al-Basisdrahts 1 ist, dass der Al-Basisdraht 1 mit einer Vielzahl von Abdeckstücken 3 versehen ist, die so vorgesehen sind, dass sie auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts 2 verstreut sind, und eine Deckschicht 4 mit einer spezifischen Struktur, die auf den äußeren Peripherien des Kerndrahts 2 und der Vielzahl von Abdeckstücken 3 vorgesehen ist. Jedes Abdeckstück 3 ist aus einem kupferbasierten Material aufgebaut. Die Deckschicht 4 weist eine erste Schicht 41 auf, die in einem spezifischen Bereich auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts 2 vorgesehen ist, und der Vielzahl von Abdeckstücken 3, und eine zweite Schicht 42, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Schicht 41 bereitgestellt wird. Die erste Schicht 41 besteht aus einem spezifischen Material. Die zweite Schicht 42 ist aus einem zinnbasierten Material aufgebaut. Das Nachfolgende beschreibt jedes Bestandteilelement desselben im Detail.
Kerndraht
Der Kerndraht 2 besteht aus reinem Aluminium (Al) oder einer Al-Legierung. Reines Al gestattet den Einschluss von unvermeidbaren Verunreinigungen neben Al. Beispiele der Al-Legierung beinhalten Al-Legierungen, die additive Elemente enthalten und verschiedene Zusammensetzungen aufweisen, in welchen der Restanteil Al und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
Das additive Element kann zumindest ein Element sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, die beispielsweise aus Eisen (Fe), Magnesium (Mg), Silizium (Si), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Nickel (Ni), Mangan (Mn), Silber (Ag), Chrom (Cr) und Zirkon (Zr) besteht. Diese additiven Elemente können Elemente nur eines Typs oder einer Kombination von zwei oder mehr Typen sein. Beispiele einer solchen Legierung beinhalten Al-Fe-Legierungen, Al-Fe-Mg-Legierungen, Al-Fe-Si-Legierungen, Al-Fe-Mg-(Mn, Ni, Zr, Ag)-Legierungen, Al-Fe-Cu-Legierungen, Al-Fe-Cu-(Mg, Si)-Legierungen, und Al-Mg-Si-Cu-Legierungen.
Der Gesamtgehalt der additiven Elemente beträgt vorzugsweise 0,005 Massen% oder mehr und 5,0 Massen% oder weniger und bevorzugterer Weise 0,1 Massen% oder mehr und 2,5 Massen% oder weniger. Der bevorzugte Gehalt jedes additiven Elements ist wie folgt: der Fe-Gehalt ist vorzugweise 0,005 Massen% oder mehr und 2,2 Massen% oder weniger. Der Mg-Gehalt ist vorzugsweise 0,05 Massen% oder mehr und 1,0 Massen% oder weniger. Der Si-Gehalt ist vorzugsweise 0,04 Massen% oder mehr und 1,0 Massen% oder weniger. Der Cu-Gehalt ist vorzugsweise 0,05 Massen% oder mehr und 0,5 Massen% oder weniger. Der Gesamtgehalt von Zn, Ni, Mn, Ag, Cr und Zr ist vorzugsweise 0,005 Massen% oder mehr und 0,2 Massen% oder weniger.
Die Zusammensetzung des Kerndrahts 2 kann durch induktiv gekoppelte Hochfrequenz-Plasmaoptik-Emissions-Spektrometrie (ICP-OES) ermittelt werden. Spezifisch kann die Zusammensetzung des Kerndrahts 2 unter Verwendung des von Thermo Fisher Scientific hergestellten iCAP6500 ermittelt werden.
Der Durchmesser des Kerndrahts 2 ist beispielsweise vorzugsweise 0,01 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger, obwohl das von den Anwendungen des Al-Basisdrahts 1 und dergleichen abhängt. Der Durchmesser bezieht sich auf den Durchmesser des Kerndrahts 2, welcher ein Einzeldraht ist. Der Kerndraht 2, dessen Durchmesser den oben beschriebenen Bereich erfüllt, kann leicht für verschiedene Anwendungen verwendet werden.
Der Durchmesser des Kerndrahts 2 kann ermittelt werden durch Querschnittsbeobachtung unter Verwendung eines Scanning-Elektronmikroskops (SEM). Zuerst werden vier oder mehr transverse Abschnitte des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Ein transverser Abschnitt bezieht sich auf einen Querschnitt, der orthogonal zur Längsrichtung des Al-Basisdrahts 1 ist. Die Fläche des Kerndrahts 2 auf jedem transversen Abschnitt wird ermittelt. Die Fläche des Kerndrahts 2 kann ermittelt werden unter Verwendung von Bildanalysesoftware. Die Grenze zwischen dem Kerndraht 2 und einer Basisschicht, die später beschrieben wird, und die Grenze zwischen dem Kerndraht 2 und der Deckschicht 4 kann identifiziert werden, weil Schnittstellen gebildet werden. Der Durchschnitt der Durchmesser von Gleichflächenkreise, die durch Umwandeln jeder Fläche in die Fläche eines kompletten Rondells erhalten wird, wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als der Durchmesser des Kerndrahts 2 verwendet.
Abdeckstücke
Abdeckstücke 3 sind so vorgesehen, dass sie direkt auf den Kerndraht 2 oder direkt auf eine Basisschicht, falls eine Basisschicht direkt auf dem Kerndraht 2 vorgesehen ist, verstreut werden. Die Vielzahl von Abdeckstücken 3 sind direkt auf dem Kerndraht 2 oder der Basisschicht vorgesehen, so dass sie voneinander beabstandet sind. Angrenzende Abdeckstücke 3 können zueinander kontinuierlich sein. Üblicher Weise ist die Größe jedes Abdeckstücks 3 und die Distanz zwischen den Abdeckstücken 3 nicht konstant. Auf diese Weise ist der Al-Basisdraht 1 nicht mit einer Schicht, wie etwa einer konventionellen Kupferplattierschicht versehen, die bricht, wenn ein Biegen auf den Al-Basisdraht 1 angewendet wird, und dient als ein Startpunkt eines Risses in der Deckschicht 4 zwischen dem Kerndraht 2 und der Deckschicht 4. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht 4 reißt, selbst falls Biegung an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird. Auch wird die Vielzahl von Abdeckstücken 3 in der ersten Schicht 41 in Form von Inseln verstreut. Die Dicke und Breite der in 1 gezeigten Abdeckstücke 3 und die Distanz zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3 sind schematisch gezeigt und entsprechen nicht notwendiger Weise den tatsächlichen Dicken.
Das Material der Abdeckstücke 3 ist zumindest ein Metall, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Cu und Cu-Legierungen besteht. Cu gestattet die Inklusion von anderen unvermeidbaren Verunreinigungen als Cu. Beispiele der Cu-Legierungen beinhalten Cu-Sn (Zinn)-Legierungen, Cu-Zn-Legierungen, Cu-Ni-Legierungen und Cu-Sn-Ni-Legierungen. Die Zusammensetzung der Abdeckstücke 3 kann ermittelt werden unter Verwendung eines Verfahrens, welches dem oben beschriebenen Verfahren zum Ermitteln der Zusammensetzung des Kerndrahts 2 ähnelt. Das Gleiche gilt für die Zusammensetzung der ersten Schicht 41 und die Zusammensetzung der zweiten Schicht 42, die später beschrieben werden.
Die Abdeckstücke 3 weisen beispielsweise eine Dicke von 1,5 µm oder weniger auf. Falls die Abdeckstücke 3 eine Dicke von 1,5 µm oder weniger aufweisen, sind die Abdeckstücke 3 ausreichend dünn. Daher haben die Abdeckstücke 3 hohe Flexibilität. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke 3 reißen, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird. Auch wenn ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird, selbst falls ein Abdeckstück 3 bricht, ist die an die Deckschicht 4 aufgrund des Reißens des Abdeckstücks 3 angelegte Last klein. Die Abdeckstücke 3 weisen eine Dicke von beispielsweise 0,01 µm oder mehr auf. Falls die Abdeckstücke 3 eine Dicke von 0,01 µm oder mehr aufweisen, sind die Abdeckstücke 3 nicht übermäßig dünn. Daher, wenn ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke 3 brechen. Die Abdeckstücke 3 können auch eine Dicke von 0,05 µm oder mehr und 1,2 µm oder weniger aufweisen und insbesondere eine Dicke von 0,1 µm oder mehr und 1,0 µm oder weniger aufweisen.
Die Dicke der Abdeckstücke 3 kann wie folgt gemessen werden. Drei oder mehr Beobachtungsfelder werden auf einem Querschnitt ermittelt, der sich entlang der Längsrichtung des Al-Basisdrahts 1 erstreckt, d.h. auf einem Längsabschnitt des Al-Basisdrahts 1. In einem Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds werden mehrere Abdeckstücke 3 im selben Feld inkludiert und die Grenze zwischen den Abdeckstücken 3 und dem Kerndraht 2, oder zwischen den Abdeckstücken 3 und der Basisschicht und die Grenze zwischen den Abdeckstücken 3 und der ersten Schicht 41 sind hierin beinhaltet. Die Vergrößerung jedes Beobachtungsfelds beträgt 1000. Die Größe jedes Beobachtungsfeldes ist 12,5 µm x 10 µm. Die Länge aller Abdeckstücke 3, die in dem Beobachtungsfeld entlang der Radialrichtung des Kerndrahts 2 enthalten sind, werden gemessen. Die Länge jedes Abdeckstücks 3 entlang der Radialrichtung des Kerndrahts 2 bedeutet die Maximallänge des Abdeckstücks 3. Der Durchschnitt der gemessenen Längen aller Abdeckstücke 3 wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als die Dicke der Abdeckstücke 3 verwendet.
Die Abdeckstücke 3 weisen eine Breite von beispielsweise 20 µm oder weniger auf. Falls die Abdeckstücke 3 eine Breite von 20 µm oder weniger aufweisen, ist die Breite der Abdeckstücke 3 schmal. Daher, selbst falls Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke 3 brechen. Die Abdeckstücke 3 weisen eine Breite von beispielsweise 0,1 µm oder mehr auf. Falls die Abdeckstücke 3 eine Breite von 0,1 µm oder mehr aufweisen, ist die Breite der Abdeckstücke 3 nicht übermäßig schmal. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Abdeckstücke 3 die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der ersten Schicht 41, oder die Adhäsion zwischen der Basisschicht und der ersten Schicht 41 verbessern. Die Abdeckstücke 3 können auch eine Breite von 0,5 µm oder mehr und 15 µm oder weniger aufweisen und können insbesondere eine Breite von 1 µm oder mehr und 10 µm oder weniger aufweisen.
Die Breite der Abdeckstücke 3 kann wie folgt gemessen werden. Ähnlich zum Verfahren des Messens der Dicke der Abdeckstücke 3 werden drei oder mehr Beobachtungsfelder auf einem Längsabschnitt des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Das Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfeldes und die Vergrößerung und Größe derselben sind die gleichen wie jene im Verfahren zum Messen der Dicke der Abdeckstücke 3. Die Längen aller der Abdeckstücke 3, die in jedem Beobachtungsfeld entlang der Längsrichtung des Kerndrahts 2 enthalten sind, werden gemessen. Die Länge jedes Abdeckstücks 3 entlang der Längsrichtung des Kerndrahts 2 bedeutet die Maximallänge des Abdeckstücks 3. Der Durchschnitt der gemessenen Längen aller Abdeckstücke 3 wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als die Breite der Abdeckstücke 3 verwendet.
Die Distanz zwischen Abdeckstücke 3, die aneinander in Längsrichtung des Kerndrahts 2 angrenzend sind, beträgt beispielsweise 0,5 µm oder mehr. Die Längsrichtung des Kerndrahts 2 ist die Links-Rechts-Richtung der Seitenoberfläche von 1. Wenn die oben beschriebene Distanz 0,5 µm oder mehr ist, ist die Distanz breit. Daher wird ein Kontakt zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3, der auftritt, wenn ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird, verändert. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Abdeckstücke 3 brechen, selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird. Die oben beschriebene Distanz beträgt beispielsweise 20 µm oder weniger. Wenn die oben beschriebene Distanz 20 µm oder weniger beträgt, ist die Distanz nicht übermäßig breit. Daher ist es unwahrscheinlich, dass ein Ort, wo keine erste Schicht gebildet ist, zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3 vorhanden ist. Daher ist es möglich, einen Abfall bei der Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der zweiten Schicht 42 oder der Adhäsion zwischen der Basisschicht und der zweiten Schicht 42 zu unterdrücken. Die oben beschriebene Distanz kann auch 0,8 µm oder mehr und 15 µm oder weniger sein und insbesondere 1 µm oder mehr und 10 µm oder weniger.
Die Distanz zwischen ersten Schichten 41, die einander in der Längsrichtung des Kerndrahts 2 angrenzend sind, kann wie folgt gemessen werden. Ähnlich zum Verfahren des Messens der Dicke der Abdeckstücke 3 werden drei oder mehr Beobachtungsfelder an einem Längsabschnitt des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Das Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds und Vergrößerung und Größe desselben sind die gleichen wie jene beim Verfahren zum Messen der Dicke der Abdeckstücke 3. Alle Distanzen zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3 in jedem Beobachtungsfeld werden gemessen. Die Distanz zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3 bedeutet die Minimallänge zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3. Der Durchschnitt aller gemessenen Distanzen wurde ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als die Distanz zwischen ersten Schichten 51, die aneinander angrenzend sind in Längsrichtung des Kerndrahts 2 verwendet.
Deckschicht
Die Deckschicht 4 deckt die äußeren Peripherien der Abdeckstücke 3 ab und schützt den Kerndraht 2 chemisch. Die Deckschicht 4 weist eine Mehrschichtstruktur mit der ersten Schicht 41 und der zweiten Schicht 42 in genannter Reihenfolge ab der Seite des Kerndrahts 2 auf. Die Dicken der ersten Schicht 41 und der zweiten Schicht 42 in 1 sind schematisch gezeigt und entsprechen nicht notwendiger Weise den tatsächlichen Dicken.
Erste Schicht
Die erste Schicht 41 ist direkt auf dem Kerndraht 2 zwischen Abdeckstücken 3 oder direkt auf einer Basisschicht zwischen Abdeckstücken 3, wenn die Basisschicht, die später beschrieben wird, vorgesehen ist, und direkt auf den Abdeckstücken 3, kontinuierlich über die gesamte Außenperipherie des Kerndrahts 2 oder die Basisschicht und die äußeren Peripherien der Abdeckstücke 3 vorgesehen. Das heißt, dass die erste Schicht 41 Bereiche aufweist, die direkt auf dem Kerndraht 2 oder der Basisschicht zwischen den Abdeckstücken 3 vorgesehen sind, und Bereiche, die direkt auf den Abdeckstücken 3 vorgesehen sind. Die direkt auf dem Kerndraht 2 vorgesehenen Bereiche, oder die Basisschicht zwischen den Abdeckstücken 3 und den direkt auf den Abdeckstücken 3 vorgesehenen Bereichen sind zueinander kontinuierlich.
Das Material der ersten Schicht 41 enthält Cu und Sn. Die zweite Schicht 42 kann eine Legierung von Cu und Sn enthalten. Die erste Schicht 41 kann im Wesentlichen aus Cu und Sn zusammengesetzt sein. „aus im Wesentlichen nur Cu und Sn zusammengesetzt“ bezieht sich darauf, den Anschluss anderer unvermeidbarer Verunreinigung als Cu und Sn zu gestatten. Der Sn-Gehalt in der ersten Schicht 41 ist kleiner als der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42. Das Verhältnis Cu:Sn zwischen Cu und Sn in der ersten Schicht 41 beträgt beispielsweise 1:1 oder mehr und 1:5 oder weniger und kann auch 1:1,2 oder mehr und 1:3 oder weniger und insbesondere 1:1,2 oder mehr und 1:2,5 oder weniger sein.
Die erste Schicht 41 weist z.B. eine Dicke von 0,1 µm oder mehr und 3 µm oder weniger auf. Wenn die Dicke der ersten Schicht 41 0,1 µm oder mehr beträgt, ist die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der zweiten Schicht 42 hoch. Der Grund dafür ist, dass die Dicke der ersten Schicht 41 ausreichend groß ist. Wenn die Dicke der ersten Schicht 41 3 µm oder weniger beträgt, ist die erste Schicht 41 nicht übermäßig dick. Daher, mit dem Al-Basisdraht 1, dessen erste Schicht 41 eine Dicke von 3 µm oder weniger aufweist, wird die Adhäsion der ersten Schicht 41 am Kerndraht 2 oder der Basisschicht und an den Abdeckstücken 3 verbessert. Die erste Schicht 41 kann auch eine Dicke von 0,3 µm oder mehr und 2,5 µm oder weniger aufweisen und insbesondere eine Dicke von 0,5 µm oder mehr und 2 µm oder weniger aufweisen.
Die Dicke der ersten Schicht 41 kann wie folgt gemessen werden. Ähnlich zum Verfahren zum Messen der Dicke der Abdeckstücke 3 werden drei oder mehr Beobachtungsfelder auf einem Längsschnitt des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Bei einem Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds sind darin die Grenze zwischen der ersten Schicht 41 und dem Kerndraht 2 oder die Grenze zwischen der ersten Schicht 41 und der Basisschicht, und die Grenze zwischen der ersten Schicht 41 und der zweiten Schicht 42 beinhaltet. Die Vergrößerung jedes Beobachtungsfelds beträgt 1000. Die Größe jedes Beobachtungsfeldes ist 12,5 µm x 10 µm. Die Länge der ersten Schicht 41 in jedem Beobachtungsfeld entlang der Radialrichtung des Kerndrahts 2 wird an fünf oder mehr Positionen gemessen. Zu dieser Zeit wird es bevorzugt, dass die Anzahl von Messungen der Länge der ersten Schicht 41 auf den Abdeckstücken 3 und die Anzahl von Messungen der Länge der ersten Schicht 41 zwischen Abdeckstücken 3 die gleichen sind. Der Durchschnitt der gemessenen Länge der ersten Schicht 41 wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als die Dicke der ersten Schicht 41 verwendet.
Ein Flächenverhältnis zwischen Beschichtungsstück und erster Schicht
Ein Flächenverhältnis α:β zwischen einer Fläche α der Abdeckstücke 3 und einer Fläche β der ersten Schicht 41 auf einem Längsschnitt des Al-Basisdrahts 1 beträgt beispielsweise 1:1 oder mehr und 1:120 oder weniger. Wenn das Flächenverhältnis α:β die oben beschrieben Bereiche erfüllt, ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht 4 bricht, selbst falls ein Biegen daran angelegt wird. Weiterhin wird die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der zweiten Schicht 42 verbessert. Dies liegt daran, dass die Abdeckstücke 3 und die erste Schicht 41 in einer balancierten Weise vorhanden sind. Das Flächenverhältnis α:β kann auch 1:3 oder mehr und 1:60 oder weniger betragen und insbesondere 1:5 oder mehr und 1:30 oder weniger.
Die oben beschriebene Fläche α und die oben beschriebene Fläche β können wie folgt ermittelt werden. Drei oder mehr Beobachtungsfelder werden auf einem Längsschnitt des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Das Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds und Vergrößerung und Größe desselben sind die gleichen wie jene im Verfahren zum Messen der Dicke der ersten Schicht 41. Die Fläche aller Abdeckstücke 3 und die Fläche der ersten Schicht 41 in jenem Beobachtungsfeld werden gemessen. Jede Fläche kann unter Verwendung von Bildanalysesoftware ermittelt werden. Der Durchschnitt aller gemessenen Flächen der Abdeckstücke 3 und der Durchschnitt aller gemessenen Flächen der ersten Schicht 41 werden ermittelt. Die ermittelten Durchschnitte werden jeweils als die oben beschriebene Fläche α und die oben beschriebene Fläche β verwendet.
Zweite Schicht
Die zweite Schicht 42 wird direkt auf der ersten Schicht 41 über der gesamten Außenperipherie der ersten Schicht 41 bereitgestellt.
Das Material der zweiten Schicht 42 ist zumindest ein Metall, welches aus der Gruppe, wie Sn und Sn-Legierungen besteht, ausgewählt wird. Sn gestattet den Anschluss von anderen unvermeidbaren Verunreinigungen als Sn. Beispiele der Sn-Legierungen beinhalten Sn-Cu-Legierungen, Sn-Ag-Cu-Legierungen und Sn-In (Indium)-Legierungen. Der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42 ist größer als der Sn-Gehalt in der ersten Schicht 41. Spezifisch ist der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42 100 Atom% oder weniger. Der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42 ist beispielsweise 85 Atom% oder mehr. Der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42 kann auch 90 Atom% oder mehr betragen und insbesondere 95 Atom% oder mehr. Der Sn-Gehalt in der zweiten Schicht 42 bezieht sich auf einen Wert, der ermittelt wird, wenn der Wert von anderen Elementen als C und O in der zweiten Schicht 42, die durch ICP-OES detektiert werden, auf 100 Atom% eingestellt wird.
Die zweite Schicht 42 weist vorzugsweise eine Dicke von beispielsweise 0,3 µm oder mehr auf. Wenn die Dicke der zweiten Schicht 42 0,3 µm oder mehr beträgt, weist der Kerndraht 2 eine hohe Korrosions-Widerstandsfähigkeit auf. Der Grund dafür ist, dass die Dicke der zweiten Schicht 42 ausreichend groß ist, und es somit unwahrscheinlich ist, dass Nadellöcher gebildet werden. Die Obergrenze der Dicke der zweiten Schicht 42 ist, ist aber nicht besonders beschränkt auf, beispielsweise 10 µm oder weniger. Die Dicke der zweiten Schicht 42 ist bevorzugterer Weise 0,5 µm oder mehr und 7 µm oder weniger und insbesondere bevorzugte Weise 1 µm oder mehr und 5 µm oder weniger.
Die Dicke der zweiten Schicht 42 kann wie folgt gemessen werden. Ähnlich zum Verfahren zum Messen der Dicke der Abdeckstücke 3 werden drei oder mehr Beobachtungsfelder auf einem Längsschnitt des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. In einem Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds sind darin die Grenze zwischen der zweiten Schicht 42 und der ersten Schicht 41 und die äußere Peripherieoberfläche der zweiten Schicht 42 enthalten. Die Vergrößerung jedes Beobachtungsfelds und die Größe des Beobachtungsfelds werden in derselben Weise wie jene beim Verfahren zum Messen der Dicke der ersten Schicht 41 eingestellt. Die Länge der zweiten Schicht 42 in jedem Beobachtungsfeld entlang der Radialrichtung des Kerndrahts 2 wird an fünf oder mehr Positionen gemessen. Zu dieser Zeit wird es bevorzugt, dass die Anzahl von Messungen der Länge der zweiten Schicht 42 an einem Scheitelpunkt der ersten Schicht 41 und die Anzahl von Messungen der Länge der zweiten Schicht an einem Trog der ersten Schicht 41 gleich sind. Der „Scheitelpunkt“ der ersten Schicht 41 bezieht sich auf einen äußeren Peripheriebereich eines Abdeckstücks 3. Der „Trog“ der ersten Schicht 41 bezieht sich auf eine Region zwischen angrenzenden Abdeckstücken 3. Der Durchschnitt aller gemessenen Dicken der zweiten Schicht 42 wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als die Dicke der zweiten Schicht 42 verwendet.
Andere
Der Al-Basisdraht 1 kann weiterhin eine Basisschicht beinhalten, obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt.
Basisschicht
Die Basisschicht verbessert die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und den Abdeckstücken 3 und die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der Deckschicht 4. Die Basisschicht ist direkt auf dem Kerndraht 2 über dem gesamten äußeren Umfang des Kerndrahts 2 vorgesehen.
Die Basisschicht enthält Zn als die Hauptkomponente. Es ist wahrscheinlich, dass die Basisschicht, welche Zn als die Hauptkomponente enthält, die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der ersten Schicht 41 und der zweiten Schicht 42 verbessert. Hauptkomponente bedeutet, dass der Zn-Gehalt 60 Atom% oder mehr erfüllt, wenn der Gehalt aller der Inhaltselemente der Basisschicht 100 Atom% beträgt. Der Zn-Gehalt ist vorzugsweise 75 Atom% oder mehr und insbesondere vorzugsweise 80 Atom% oder mehr. Die Basisschicht kann im Wesentlichen aus Zn aufgebaut sein „aus im Wesentlichen nur Zn aufgebaut seiend“ bezieht sich darauf, die Inklusion unvermeidbarer Verunreinigungen außer Zn zu gestatten. Das Material der Basisschicht kann durch Energie-dispersive Röntgenanalyse (EDX) unter Verwendung eines Scanning-Transmissions-Elektrodenmikroskops (STEM) an einem Querschnitt des Al-Basisdrahts 1, der beispielsweise mit einem fokussierten Ionenstrahl (FIB) prozessiert worden ist, bestimmt werden.
Die Basisschicht weist eine Dicke von beispielsweise 5 nm oder mehr und 100 nm oder weniger auf. Wenn die Dicke der Basisschicht 5 nm oder mehr beträgt, kann die Basisschicht die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und den Abdeckstücken 3 und die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der ersten Schicht 41 verbessern. Wenn die Dicke der Basisschicht 100 nm oder weniger beträgt, weist der Al-Basisdraht 1 hohe Bearbeitbarkeit auf. Der Grund dafür ist, dass die Basisschicht nicht übermäßig dick ist. Die Dicke der Basisschicht ist vorzugsweise 8 nm oder mehr und 50 nm oder weniger und insbesondere vorzugsweise 10 nm oder mehr und 30 nm oder weniger.
Drahtdurchmesser
Der Al-Basisdraht 1 weist einen Drahtdurchmesser von 0,01 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger beispielsweise auf. Der Al-Basisdraht 1, dessen Drahtdurchmesser im oben beschriebenen Bereich ist, kann leicht für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Der Grund dafür ist, dass es unwahrscheinlich ist, dass die Deckschicht 4 bricht, selbst wenn der Al-Basisdraht 1 ein dünner Draht ist, der sich wahrscheinlich verbiegt. Der Al-Basisdraht 1 kann auch einen Drahtdurchmesser von 0,05 mm oder mehr und 0,5 mm oder weniger aufweisen und insbesondere einen Drahtdurchmesser von 0,1 mm oder mehr und 0,4 mm oder weniger aufweisen. Der Drahtdurchmesser des Al-Basisdrahts 1 kann wie folgt gemessen werden. Ähnlich dem Verfahren zum Messen des Durchmessers des Kerndrahts 2 werden vier oder mehr Transvers-Schnitte des Al-Basisdrahts 1 ermittelt. Die Fläche des Al-Basisdrahts 1 an jedem Transvers-Schnitt wird ermittelt. Der Durchschnitt der Durchmesser der Gleichflächenkreise, welche durch Umwandeln jeder Fläche in die Fläche eines kompletten Runds ermittelt wird, wird ermittelt. Dieser Durchschnitt wird als der Drahtdurchmesser des Al-Basisdrahts 1 verwendet.
Anwendungen
Der Al-Basisdraht 1 dieser Ausführungsform kann in geeigneter Weise für Einzeldrähte, Drahtlitze, komprimierte Drähte, isolierte elektrische Drähte und Leiter von Anschluss ausgestatteten elektrischen Kabeln verwendet werden. Eine Drahtlitze wird durch Verzwirnen mehrerer einzelner Drähte miteinander erhalten. Ein komprimierter Draht wird durch Kompressionsformen einer Drahtlitze erhalten. Ein isolierter elektrischer Draht beinhaltet eine Isolierbeschichtung auf einer äußeren Peripherie jegliches eines Einzeldrahts, einer Drahtlitze und eines komprimierten Drahts. Ein Verbinderausgerüsteter elektrischer Draht beinhaltet ein Verbinderteil, das an einem Endbereich einer Drahtlitze, an einem Endbereich eines komprimierten Drahts oder/und einem Endbereich eines Al-Basisdrahts, das durch lokales Entfernen einer Isolierbeschichtung eines isolierten elektrischen Drahts exponiert wird, angebracht wird. Beispiele des Verbinderteils beinhalten ein aus Cu oder einer Cu-Legierung hergestelltes Verbinderteil und ein Verbinderteil, das einen Hauptkörperbereich aufweist, der aus Cu oder einer Cu-Legierung, und einer Sn-Schicht oder einer Sn-Plattierschicht, die auf der Oberfläche des Hauptkörperbereichs gebildet ist hergestellt ist.
Wirkungen
Mit dem Al-Basisdraht 1 dieser Ausführungsform ist es unwahrscheinlich, dass die Deckschicht 4 bricht, selbst falls Biegen daran angelegt wird. Der Al-Basisdraht 1 ist nicht mit einer Schicht wie etwa einer konventionellen Kupferplattierschicht versehen, die bricht, wenn eine Biegung an den Al-Basisdraht 1 angelegt wird, und dient als ein Startpunkt eines Bruchs in der Deckschicht 4 zwischen dem Kerndraht 2 und der Deckschicht 4, und der Al-Basisdraht 1 ist mit einer Vielzahl von Abdeckstücken 3 versehen, die verstreut sind. Weiterhin wird mit dem Al-Basisdraht 1 dieser Ausführungsform die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 2 und der zweiten Schicht 42 verbessert. Dies liegt daran, dass bei dem Al-Basisdraht 1 die Abdeckstücke 3 und die erste Schicht 41, die Cu enthalten, das hohe Anhaftung an Al und Sn aufweist, zwischen dem Kerndraht 2 und der zweiten Schicht 42 eingefügt sind. Weiterhin selbst falls ein Biegen an den Al-Basisdraht 1 dieser Ausführungsform angelegt wird, ist es unwahrscheinlich, dass sich die Abdeckstücke 3 abschälen. Dies liegt daran, dass die erste Schicht 41 die äußeren Peripherien der Abdeckstücke 3 abdeckt und zwischen den Abdeckstücken 3 in dem Al-Basisdraht 1 eingefügt ist.
Verfahren zur Herstellung von Al-Basisdraht
Ein Verfahren zum Herstellen des Al-Basisdrahts gemäß Ausführungsform 1 wird hauptsächlich unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigt eine Querschnittssicht, die erhalten wird durch Schneiden eines Basisteils 10 längs der Längsrichtung eines Kerndrahts 100. Das Verfahren zum Herstellen des Al-Basisdrahts gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet einen Schritt S1 des Vorbereitens des Basisteils 10, einen Schritt S2 des Erhitzens des Basisteils 10 und einen Schritt S3 zum Durchführen von Drahtziehen am Basisteil 10.
Schritt S1
Das vorzubereitende Basisteil 10 beinhaltet den Kerndraht 100 und eine Deckschicht 110, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts 100 bereitgestellt wird. Die Deckschicht 110 beinhaltet eine erste Basisteilschicht 111, die auf der äußeren gesamten Peripherie des Kerndrahts 100 vorgesehen ist und eine zweite Basisteil-Schicht 112, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Basisteil-Schicht 111 vorgesehen ist. Das Basisteil 10 kann vorbereitet werden durch Ausbilden der Deckschicht 110 auf der äußeren Peripherie des vorbereiteten Kerndrahts 100. Alternativ kann das Basisteil 10 vorbereitet werden durch Ausbilden der Basisschicht und der Deckschicht 110 auf der äußeren Peripherie des vorbereiteten Kerndrahts 100 in der genannten Reihenfolge.
Vorbereitung des Kerndraht
Der Kerndraht 100, der vorzubereiten ist, wird aus reinem Al oder einer Al-Legierung aufgebaut. Das reine Al und die Al-Legierung sind die gleichen wie jene in der Beschreibung des Kerndrahts 2 des Al-Basisdrahts 1 oben. Der Durchmesser des Kerndrahts 100 ist 0,3 mm oder mehr und 5 mm oder weniger beispielsweise und kann auch 0,4 mm oder mehr und 2 mm oder weniger sein und insbesondere 0,5 mm oder mehr und 1 mm oder weniger.
Bildung von Basisschicht
Die Basisschicht kann durch Durchführen einer Zinkat-Behandlung oder einer doppelten Zinkat-Behandlung am Kerndraht 100 gebildet werden. Bekannte Bedingungen können als Behandlungsbedingungen verwendet werden.
Bildung von Deckschicht
Die Deckschicht 110 kann gebildet werden durch Bereitstellen der ersten Basisteil-Schicht 111 und der zweiten Basisteil-Schicht 112 auf dem äußeren Umfang des Kerndrahts 100 oder der Basisschicht in der genannten Reihenfolge.
Die erste Basisteil-Schicht 111 besteht aus Cu oder einer Cu-Legierung. Cu und die Cu-Legierung sind die gleichen wie jene in der Beschreibung der Abdeckstücke 3 des Al-Basisdrahts 1 oben. Die erste Basisteil-Schicht 111 ist direkt auf dem Kerndraht 100 oder der Basisschicht über die gesamte Außenperipherie des Kerndrahts 100 oder der Basisschicht vorgesehen. Die Dicke der ersten Basisteil-Schicht 111 kann wie angemessen anhand des Durchmessers des Kerndrahts 100 und des nach Schritt S3 ermittelten Enddrahtdurchmessers ausgewählt werden, was später beschrieben wird. Die erste Basisteil-Schicht 111 weist eine Dicke von beispielsweise 2 µm oder weniger auf. Wenn die Dicke der ersten Basisteil-Schicht 111 2 µm oder weniger ist, ist es möglich, den Al-Basisdraht 1, der die oben beschriebenen Abdeckstücke 3 aufweist, durch Drahtziehen herzustellen, was später beschrieben wird. Der Grund dafür ist, dass die erste Basisteil-Schicht 111 wahrscheinlich beim Drahtziehen bricht, weil die erste Basisteil-Schicht 111 dünn ist. Die erste Basisteil-Schicht 111 weist eine Dicke von beispielsweise 0,1 µm oder mehr auf. Wenn die Dicke der ersten Basisteil-Schicht 111 0,1 µm oder mehr beträgt, kann die erste Basisteil-Schicht 111 mit einer gleichförmigen Dicke leicht über den gesamten Außenumfang des Kerndrahts 100 oder der Basisschicht bereitgestellt werden. Die erste Basisteil-Schicht 111 kann eine Dicke von 0,3 µm oder mehr und 1,5 µm oder weniger aufweisen und insbesondere eine Dicke von 0,5 µm oder mehr und 1,0 µm oder weniger aufweisen.
Die zweite Basisteil-Schicht 112 besteht aus Sn oder einer Sn-Legierung. Sn und die Sn-Legierung sind die gleichen wie jene in dieser Beschreibung der zweiten Schicht 42 (1) des Al-Basisdrahts 1. Die zweite Basisteil-Schicht 112 wird direkt auf der ersten Basisteil-Schicht 111 über den gesamten Außenumfang der ersten Basisteil-Schicht 111 bereitgestellt. Ähnlich zur ersten Basisteil-Schicht 111 kann die Dicke der zweiten Basisteil-Schicht 112 angemessen anhand des Durchmessers des Kerndrahts 100 und des nach Schritt S3 erhaltenen Enddrahtdurchmessers ausgewählt werden, was später beschrieben wird. Die zweite Basisteil-Schicht 112 weist beispielsweise eine Dicke von 1 µm oder mehr und 40 µm oder weniger auf. Wenn die Dicke der zweiten Basisteil-Schicht 112 1 µm oder mehr beträgt, ist es möglich, den Al-Basisdraht 1 mit der oben beschriebenen zweiten Schicht 42 mit ausreichender Dicke durch Drahtziehen, was später beschrieben wird, herzustellen. Wenn die Dicke der zweiten Basisteil-Schicht 112 40 µm oder weniger beträgt, kann die Produktivität des Al-Basisdrahts 1 erhöht werden. Der Grund dafür ist, dass die Zeit zum Ausbilden der zweiten Basisteil-Schicht 112 nicht übermäßig lang ist, weil die zweite Basisteil-Schicht 112 nicht übermäßig dick ist. Die Dicke der zweiten Basisteil-Schicht 112 kann auch 3 µm oder mehr und 20 µm oder weniger betragt und insbesondere 5 µm oder mehr und 15 µm oder weniger.
Die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112 können durch Plattieren, Dampfabscheidung, Fitten oder dergleichen gebildet werden. Beispiele der Plattierung beinhalten Elektroplattierung, elektrolose Plattierung und Heiß-Tauchen. Bekannte Plattierbedingungen können verwendet werden, um die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112 durch Plattierung zu bilden. Beispiele von Dampfzerstäubung beinhalten CVD (chemische Dampfzerstäubung) und PVD (physikalische Dampfzerstäubung). Das Basisteil 10 kann erzeugt werden durch Einpassen, beispielsweise wie folgt. Eine äußere Peripherie eines Drahts, welcher schließlich der Kerndraht 100 wird, wird mit einem ersten Rohr und einem zweiten Rohr in der genannten Reihenfolge von der Innenseite bedeckt. Das erste Rohr ist aus einem Bestandteilsmaterial der ersten Basisteil-Schicht 111 hergestellt und wird schließlich die erste Basisteil-Schicht 111. Das zweite Rohr wird aus einem Bestandteilsmaterial der zweiten Basisteil-Schicht 112 hergestellt und wird schließlich die zweite Basisteil-Schicht 112. Es wird an dieser Baugruppe ein Drahtziehen durchgeführt. Weil die Bauteile, wie etwa die aus dem Bestandteilsmaterial der ersten Basisteil-Schicht 111 hergestellten Röhren dick sind, bricht die erste Basisteil-Schicht 111 nicht beim Drahtziehen, was durchgeführt wird, wenn das Basisteil 10 durch Einpassen erzeugt wird. Durch Ausbilden der ersten Basisteil-Schicht 111 und der zweiten Basisteil-Schicht 112 vor dem Drahtziehen in Schritt S3 werden die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112 auf dem vergleichsweise dicken Kerndraht 100 gebildet. Daher können die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112, die beide eine gleichförmige Dicke aufweisen, leicht gebildet werden. Insbesondere, falls die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112 durch Plattieren gebildet werden, ist es wahrscheinlich, dass die erste Basisteil-Schicht 111 und die zweite Basisteil-Schicht 112 eine gleichförmige Dicke aufweisen.
Schritt S2
Das Basisteil 10 wird vor dem Drahtziehen in Schritt S3 erhitzt. Obwohl nicht gezeigt, wird als Ergebnis der Erhitzung des Basisteils 10 eine Zwischenschicht, welche Cu enthält, welches die Komponente der ersten Basisteil-Schicht 111 ist, und Sn, welches die Komponente der zweiten Basisteil-Schicht 112 ist, zwischen der ersten Basisteil-Schicht 111 und der zweiten Basisteil-Schicht 112 des Basisteils 10 gebildet. Der Grund dafür ist, dass in der ersten Basisteil-Schicht 111 enthaltenes Cu in die zweite Basisteil-Schicht 112 diffundieren kann. Diese Zwischenschicht kann die oben beschriebene erste Schicht 41 (1) des Al-Basisdrahts 1 nach Drahtziehen bilden.
Das Basisteil 10 wird auf eine Temperatur von beispielsweise 50°C oder mehr erhitzt. Falls das Basisteil 10 auf eine Temperatur von 50°C oder mehr erhitzt wird, ist es wahrscheinlich, dass Cu diffundiert. Daher ist es wahrscheinlich, dass die oben beschriebene Zwischenschicht gebildet wird. Falls das Basisteil 10 auf eine Temperatur von beispielsweise 230°C oder weniger erhitzt wird, ist es möglich, übermäßige Diffusion von Cu zu verhindern. Es ist auch möglich, das Schmelzen von Sn zu verhindern. Auch, weil die Zeit zum Steigern der Temperatur verkürzt werden kann, kann die Produktivität des Al-Basisdrahts 1 verbessert werden. Das Basisteil 10 kann auch auf eine Temperatur von 80°C oder mehr und 200°C oder weniger erhitzt werden, und insbesondere auf eine Temperatur von 100°C oder mehr und 150°C oder weniger. Die Haltezeitperiode bei der Heiztemperatur beträgt beispielsweise 0,2 min oder mehr und 5 min oder weniger. Wenn die Haltezeitperiode 0,2 min oder mehr ist, ist es wahrscheinlich, dass Cu diffundiert. Wenn die Haltezeitperiode 5 min oder weniger ist, kann die Haltezeitperiode verkürzt werden und somit kann die Produktivität des Al-Basisdrahts 1 verbessert werden. Die Haltezeitperiode kann auch 0,5 min oder mehr und 3 min oder weniger sein und insbesondere 1 min oder mehr und 2 min oder weniger.
Schritt S3
Beim am erhitzten Basisteil 10 durchzuführenden Drahtziehen wird der Al-Basisdraht 1 mit einem gewünschten Drahtdurchmesser erzeugt. Dieses Drahtziehen ist Kalt-Drahtziehen. Die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 wird aufgrund dieses Drahtziehens gebrochen. Aufgrund der Risse in der ersten Basisteil-Schicht 111 werden die oben beschriebenen Abdeckstücke 3 des Al-Basisdrahts 1 gebildet. Auch diffundiert in der ersten Basisteil-Schicht 111 enthaltenes Cu in die zweite Basisteil-Schicht 112 aufgrund dieses Drahtziehens. Aufgrund der Diffusion von Cu wird die oben beschriebene erste Schicht 41 des Al-Basisdrahts 1 gebildet. Die zweite Basisteil-Schicht 112 des Basisteils 10 bildet die oben beschriebene zweite Schicht des Al-Basisdrahts 1.
Der Grund dafür, warum die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteil 10 reißt, ist dass die Verformbarkeit der ersten Basisteil-Schicht 111 niedriger als die Verformbarkeit des Kerndrahts 100 und der zweiten Basisteil-Schicht 112 ist. Auch ist der Grund, warum die erste Deckschicht 110 des Basisteils 10 reißt, dass die erste Basisteil-Schicht 111 dünn ist. Selbst falls die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 reißt und die Abdeckstücke 3 des Al-Basisdrahts 1 gebildet werden, reißt die zweite Basisteil-Schicht 112 des Basisteils 10 nicht und die erste Schicht 41 und die zweite Schicht 42 des Al-Basisdrahts 1 werden erzeugt. Der Grund dafür ist, dass die harte erste Basisteil-Schicht 111 dünn ist und die weiche Basisteil-Schicht 112 dick ist. Auch schälen sich die Abdeckstücke 3 des Al-Basisdrahts 1, die aufgrund dem gebildet werden, dass die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 reißt, nicht vom Kerndraht 100 oder der Basisschicht ab. Dies liegt daran, dass die erste Schicht 41 des Al-Basisdrahts 1 die äußeren Umfänge der Abdeckstücke 3 des Al-Basisdrahts 1 bedeckt, die aufgrund dem gebildet werden, dass die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 reißt, und die erste Schicht 41 des Al-Basisdrahts 1 in die Region zwischen Abdeckstücke 3 eindringt.
Typischer Weise kann ein Drahtziehprozess in mehreren Durchgängen durchgeführt werden. Falls ein Drahtziehprozess in mehreren Durchgängen durchgeführt wird, kann der Verarbeitungsgrad pro Durchgang und die Bewegungsgeschwindigkeit des Basisteils 10 angemessen anhand des Enddrahtdurchmessers so justiert werden, dass die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 reißt und die erste Schicht 41 (1) gebildet wird.
Falls ein mehrdurchgängiger Drahtziehprozess durchgeführt wird, beträgt der Verarbeitungsgrad pro Durchgang, dass heißt die Reduktion bei der Querschnittsfläche pro Durchgang 8% oder mehr. Falls der Verarbeitungsgrad 8% oder mehr beträgt, ist es wahrscheinlich, dass die erste Basisteil-Schicht 111 des Basisteils 10 reißt. Auch, falls der Verarbeitungsgrad 8% oder mehr beträgt, ist es wahrscheinlich, dass die erste Schicht 41 (1) gebildet wird. Der Verarbeitungsgrad beträgt 30% oder weniger. Falls der Verarbeitungsgrad 30% oder weniger beträgt, kann ein Bruch des Kerndrahts 100 und Beschädigung an der zweiten Basisteil-Schicht 112 reduziert werden. Weiterhin kann der Bearbeitungsgrad auch 10% oder mehr und 25% oder weniger und insbesondere 12% oder mehr und 20% oder weniger betragen. Der Bearbeitungsgrad ist {(transverse Querschnittsfläche vor Drahtziehen - transverse Querschnittsfläche nach Drahtziehen) / transverse Querschnittsfläche vor Drahtziehen} x 100.
Es ist anzumerken, dass die ersten Basisteilstücke in Form von Inseln auf dem äußeren Umfang des Kerndrahts 100 durch Plattierung beispielsweise gebildet sind und die zweite Basisteil-Schicht 112 auf äußeren Umfängen der ersten Basisteilstücke und dem äußeren Umfang des Kerndrahts 100 zwischen ersten Basisteilstücken durch Plattierung beispielsweise gebildet ist und Schritt S2 und Schritt S3, die oben beschrieben sind, daran durchgeführt werden. Entsprechend können die Abdeckstücke 3 gebildet werden, aber die erste Schicht 41 mit gleichförmiger Dicke kann nicht gebildet werden.
Effekte
Mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen des Al-Basisdrahts ist es möglich, den Al-Basisdraht 1 herzustellen, dessen Deckschicht 4 unwahrscheinlich ist zu brechen, selbst falls ein Biegen daran angelegt wird.
Testbeispiel 1
Ein Al-Basisdraht wurde hergestellt und der Zustand seiner Deckschicht, wenn Biegen an den Al-Basisdraht angelegt wurde, wurde untersucht.
Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 7
Die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 7 wurden durch den Schritt des Vorbereitens eines Basisteils, den Schritt des Erhitzens des Basisteils und den Schritt des Durchführens von Drahtziehen am erhitzten Basisteil erzeugt.
Vorbereitung von Basisteil
Das Basisteil wurde erzeugt durch Bilden einer Basisschicht direkt auf einem Kerndraht und Ausbilden einer Deckschicht direkt auf der Basisschicht, wobei die Deckschicht eine Zwei-Lagenstruktur einer erste Basisteil-Schicht und einer zweiten Basisteil-Schicht in der genannten Reihenfolge ab der Basisschichtseite aufweist. Ein reiner Al-Draht mit einem Durchmesser von 0,5 mm wurde als der Kerndraht verwendet. Die Komponente des reinen Al-Drahts entspricht dem in „JIS H 4000 (2014), Aluminium und Aluminium-Legierungsbleche, Streifen und Platten“ spezifizierten A1070.
Die Basisschicht wurde in Reihenfolge von Entfetten, Ätzen, Dekappierung, erster Zinkatbehandlung, Zinkstrippen und zweiter Zinkatbehandlung gebildet.
SZ CLEANER, hergestellt von der Kizai Corporation, wurde als Behandlungsflüssigkeit beim Entfetten verwendet. „SZ CLEANER“ ist ein Produktname. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 70°C eingestellt. Die Immersionszeit in die Flüssigkeit in die Flüssigkeit wurde auf 90 Sek. eingestellt.
SZ ETCHANT, hergestellt von der Kizai Corporation, wurde als Behandlungsflüssigkeit beim Ätzen verwendet. „SZ ETCHANT“ ist ein Produktname. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 70°C eingestellt. Die Zeit für die Immersion in die Flüssigkeit wurde auf 90 Sek. eingestellt.
Eine wässrige Lösung von Salpetersäure mit einer Konzentration von 50 Massen% wurde als Behandlungsflüssigkeit beim Dekappieren verwendet. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 25°C eingestellt. Die Immersionszeit in die Flüssigkeit wurde auf 30 Sek. eingestellt.
SZ-II, hergestellt durch die Kizai Corporation, wurde als Behandlungsflüssigkeit in der ersten Zinkatbehandlung verwendet. „SZ-II“ ist ein Produktname. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 20°C eingestellt. Die Immersionszeit in die Flüssigkeit wurde auf 60 Sek. eingestellt.
Ein Zink-Stripping wurde durchgeführt unter Verwendung derselben Behandlungsflüssigkeit unter denselben Bedingungen wie beim Dekappieren.
Ein zweites Zink-Strippen wurde durchgeführt unter Verwendung derselben Behandlungsflüssigkeit unter denselben Bedingungen wie bei der ersten Zinkatbehandlung.
Die erste Basisteil-Schicht und die zweite Basisteil-Schicht wurden alle durch Plattierung gebildet.
Eine Cu-Plattierungsschicht wurde in der ersten Basisteil-Schicht durch Elektroplattierung gebildet. Diese Cu-Plattierungsschicht wurde direkt auf der Basisschicht gebildet, über den gesamten äußeren Umfang der Basisschicht. Eine Kupfer-Pyrophosphate-Plattierflüssigkeit wurde als Plattierflüssigkeit verwendet. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 45°C eingestellt. Die Immersionszeit in die Flüssigkeit wurde auf 150 Sek. eingestellt. Die Stromdichte wurde in verschiedener Weise verändert. Die Dicken (µm) der ersten Basisteil-Schichten in den Basisteilen von Proben Nr 1 bis Proben Nr. 7 wurden entsprechend der Stromdichte verändert.
Eine Sn-Plattierschicht wurde als die zweite Basisteil-Schicht durch Elektroplattierung gebildet. Die Sn-Plattierschicht wurde direkt auf der ersten Basisteil-Schicht gebildet, über den gesamten äußeren Umfang der ersten Basisteil-Schicht. Eine, Zinn-Sulfat (40g/L) enthaltene Flüssigkeit, Kalium-Pyrophosphat (165g/L), Polyethylen-Glykol (1 g/L) mit einer durchschnittlichen Molekularmasse von 3000 und 37 Massen% Formaldehyd (0,6 mL/L) wurde als eine Plattierflüssigkeit verwendet. Die Flüssigkeitstemperatur wurde auf 40°C eingestellt. Die Immersionszeit des Basisteils in der Flüssigkeit wurde auf 16 Sek. eingestellt.
Die Dicken der ersten Basisteil-Schichten unten und die Dicken der zweiten Basisteil-Schichten in den erhaltenen Basisteilen wurden alle ermittelt. Die Dicke jeder Basisteil-Schicht wurde durch Querschnittsbeobachtung unter Verwendung von SEM (Scan-Elektron-Mikroskop) ermittelt.
Die Dicken der Basisteil-Schichten wurden wie folgt gemessen. Zuerst wurde ein Längsschnitt des Basisteils erhalten. Drei Beobachtungsfelder wurden auf dem Längsschnitt des Basisteils ermittelt. Bei einem Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds in einem Fall, bei dem die Dicke der ersten Basisteil-Schicht ermittelt wird, die Grenze zwischen der im ersten Basisteil-Schicht und der Basisschicht und die Grenze zwischen der ersten Basisteil-Schicht und der zweiten Basisteil-Schicht, sind hierin beinhaltet. Bei einem Verfahren zum Ermitteln jedes Beobachtungsfelds in einem Fall, bei dem die Dicke der zweiten Basisteil-Schicht ermittelt wird, sind die Grenze zwischen der zweiten Basisteil-Schicht und der ersten Basisteil-Schicht und der äußeren Peripherieoberfläche der zweiten Basisteil-Schicht darin beinhaltet. Die Vergrößerung jedes Beobachtungsfelds betrug 1000. Die Größe jedes Beobachtungsfelds war 12,5 µm x 10 µm. Die Länge der Schichten in jedem Beobachtungsfeld entlang der Radialrichtung des Kerndrahts wurde bei 5 oder mehr Positionen gemessen. Der Durchschnitt der gemessenen Längen der ersten Basisteil-Schicht und der Durchschnitt der gemessenen Längen der zweiten Basisteil-Schicht wurden ermittelt. Die Durchschnitte wurden als die Dicken der entsprechenden Basisteil-Schichten verwendet. Die Dicken der ersten Basisteil-Schichten in den Basisteilen von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 7 sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt. Die Dicken der zweiten Basisteil-Schichten in den Basisteilen der Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 7 betrugen alle 12 µm.
Erhitzen von Basisteil
Die Basisteile wurden so erhitzt, dass die Temperatur der Basisteile 200°C erreichte. Die Haltezeitperiode während der Heizzeit wurde auf 0,5 min, das heißt 30 Sek. eingestellt. Wenn die Heizzeit verstrichen war, wurde die Temperatur der, dem Drahtziehen zu unterwerfenden Basisteile auf Normaltemperatur eingestellt.
Drahtziehen
Ein Drahtziehen wurde unter den nachfolgenden Bedingungen so durchgeführt, dass der Enddrahtdurchmesser 0,3 mm war. Die Anzahl von Durchgängen betrug 5. Der Bearbeitungsgrad pro Durchgang wurde auf 15% eingestellt.
Querschnitte der erhaltenen Al-Basisdrähte wurden unter Verwendung eines SEM beobachtet. Als Ergebnis wurden die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 5 alle mit mehreren Beschichtungsstücken direkt auf der Basisschicht so versehen, dass die mehreren Abdeckstücke darauf verstreut waren. Auch wurden die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 5 alle mit der ersten Schicht versehen, welche kontinuierlich Regionen direkt über der Basisschicht zwischen angrenzenden Abdeckstücken und Regionen direkt über den Abdeckstücken bedeckt. Weiterhin wurden die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 5 alle mit der zweiten Schicht versehen, welche die gesamte Außenperipherie der ersten Schicht direkt auf der ersten Schicht abdeckt. Die Komponenten der Abdeckstücke, die erste Schicht und die zweite Schicht wurden unter Verwendung von ICP-OES analysiert. iCAP6500, hergestellt durch Thermo Fisher Scientific, wurde bei ICP-OES verwendet. Als Ergebnis bestanden die Abdeckstücke aus Cu. Die erste Schicht wurde im Wesentlichen aus Cu und Sn aufgebaut. Die zweite Schicht bestand aus Sn. Auch wurden die Dicke (µm) und die Breite (µm) der Abdeckstücke, die Distanz zwischen Abdeckstücken, die aneinander entlang der Längsrichtung der Kerndrähte angrenzend waren, die Fläche α der Abdeckstücke, die Fläche β der ersten Schicht und die Dicke (µm) der zweiten Schicht unter Verwendung der oben beschriebenen Messverfahren gemessen. Die Ergebnisse davon sind in Tabelle 1 gezeigt.
Andererseits, anders als der Al-Basisdraht von Probe Nr. 1 und dergleichen wurden die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 6 und Probe Nr. 7 nicht mit mehreren Abdeckstücken direkt auf den Basisschichten versehen. Die Al-Basisdrähte von Probe Nr. 6 und Probe Nr. 7 wurden alle mit einer Deckschicht direkt auf der Basisschicht versehen, wobei die Deckschicht eine Drei-Schicht-Struktur der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der dritten Schicht in der genannten Reihenfolge ab der Basisschichtseite aufweist. Jede Schicht wurde direkt auf einer Schicht einwärts der Schicht bereitgestellt, über die gesamte Außenperipherie der Schicht einwärts der Schicht. Ähnlich zu der Weise für den Al-Basisdraht von Probe Nr. 1 und dergleichen wurden die Komponenten der ersten Schichten, der zweiten Schichten und der dritten Schichten in den Al-Basisdrähten von Probe Nr. 6 und Probe Nr. 7 analysiert. Als Ergebnis bestand die erste Schicht im Wesentlichen aus Cu. Die zweite Schicht bestand im Wesentlichen aus Cu und Sn. Die dritte Schicht bestand aus im Wesentlichen Sn. Auch wurden die Dicken (µm) der ersten Schicht bis zur dritten Schicht gemessen. Die Ergebnisse davon sind in Tabelle 2 gezeigt. Ein Verfahren zum Messen der Dicke jeder Schicht war das Gleiche wie das Verfahren zum Messen der Dicken der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Al-Basisdraht von Probe Nr. 1.
Biegetest

Selbst-Durchmesser-Biegen, in welchem der Al-Basisdraht jeder Probe um ein Stabbauteil mit demselben Durchmesser wie der Al-Basisdraht der Probe gewickelt wurde, wurde als ein Biegetest durchgeführt. Die Anwesenheit oder Abwesenheit von Rissen in und Abschälen der Deckschichten der Al-Basisdrähte der Proben, an welchen der Biegetest durchgeführt wurde, wurden unter Verwendung eines optischen Mikroskops beobachtet und die Zustände der Deckschichten wurden evaluiert. Die Zustände der Deckschichten wurden in drei Kriterien „A“, „B“ und „C“ evaluiert. Eine Probe, bei der kein Riss oder Abschälen in der Deckschicht auftrat, wurde als „A“ evaluiert. Eine Probe, bei der eine kleine Anzahl von Rissen in der Deckschicht auftrat, wurde als „B“ evaluiert. Eine Probe, bei der ein große Anzahl von Rissen in der Deckschicht auftrat, wurde als „C“ evaluiert. Eine „kleine Anzahl von Rissen“ bedeutet, dass die Exposition von Al nicht visuell identifiziert wurde, selbst falls die Oberfläche der Deckschicht unter Verwendung eines SEM bei einer Vergrößerung von 200 vergrößert wurde, und Al wurde durch EDX durch Vergrößern der Oberfläche der Deckschicht unter Verwendung des SEM bei einer Vergrößerung von 2000 detektiert. Miniscope TM3030Plus, hergestellt durch Hitachi High-Technologies Corporation, wurde als das SEM verwendet. Durch Hitachi High-Technologies Corporation hergestelltes Quantax70 wurde bei der EDX verwendet. Eine „große Anzahl von Rissen“ bedeutet, dass die Exposition von Al sichtbar identifiziert wurde, wenn die Oberfläche der Deckschicht unter Verwendung eines SEM bei einer Vergrößerung von 200 vergrößert wurde. Die Ergebnisse davon sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1

Probe-Nr.	Basisteil (vor Drahtziehen)	Al-Basisdraht (nach Drahtziehen)										Evaluierung des Biegens
	Deckschicht	Abdeckstück					Flächenverhältnis α:β	Abdeckschicht
	Erste BasisTeilschicht	Abdeckstück						Erste Schicht		Zweite Schicht
	Dicke (µm)	Anwesenheit	Zusammenset -zung	Dicke (µm)	Breite (µm)	Distanz (µm)		Zusammensetzung	Dicke (µm)	Zusammensetzung	Dicke (µm)
1	0,1	Ja	Cu	0,06	0,2	10	1:55	Cu und SN	0,2	Sn	3,6	A
2	0,3	Ja	Cu	0,18	1,6	6	1:15	Cu und SN	0,5	Sn	3,3	A
3	0,5	Ja	Cu	0,3	4,2	5	1:10	Cu und SN	0,8	Sn	3,8	A
4	1,0	Ja	Cu	0,6	5,7	3	1:3	Cu und SN	1,5	Sn	3,2	A
5	1,5	Ja	Cu	0,9	5,5	1	1:2	Cu und SN	1,6	Sn	3,9	A

Tabelle 2

Probe-Nr.	Basisteil (vor Drahtziehen)	Al-Basisdraht (nach Drahtziehen)							Evaluierung des Biegens
	Deckschicht	Abdeckstück	Abdeckstück
	Erste BasisTeilschicht	Abdeckstück	Erste Schicht		Zweite Schicht		Dritte Schicht
	Dicke (µm)	Anwesenheit	Zusammensetzung	Dicke (µm)	Zusammensetzung	Dicke (µm)	Zusammensetzung	Dicke (µm)
6	2,1	Nein	Cu	1,2	Cu und Sn	2,2	Sn	3,9	B
7	4	Nein	Cu	2,4	Cu und Sn	3,5	Sn	4,1	C

Wie in 1 gezeigt, traten mit den Al-Basisdrähten von Probe Nr. 1 bis Probe Nr. 5 keine Risse in Deckschichten auf und die Deckschichten schälten sich nicht ab, selbst falls Biegen darauf angewendet wurde. Andererseits, wie in 2 gezeigt, traten mit den Al-Basisdrähten von Probe Nr. 6 und Probe Nr. 7 Risse in den Deckenschichten aufgrund davon auf, dass das Biegen daran angelegt wurde.
Die vorliegende Erfindung wird durch die Ausdrücke in den Ansprüchen definiert, ist aber nicht auf die obige Beschreibung beschränkt und es ist beabsichtigt, dass sie jegliche Modifikation innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs Äquivalenz zu den Ausdrücken der Ansprüche beinhalten kann.
Bezugszeichenliste

1: Al-Basisdraht
2: Kerndraht
3: Abdeckstück
4: Deckschicht
41: Erste Schicht
42: Zweite Schicht
10: Basisteil
100: Kerndraht
110: Deckschicht
111: Erste Basisteil-Schicht
112: Zweite Basisteil-Schicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019086664 A [0002]
JP 2013122911 A [0004]

Claims

Aluminiumbasisdraht, umfassend: einen aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Kerndraht; eine Vielzahl von Abdeckstücken, die so vorgesehen sind, dass sie auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts verstreut sind; eine Deckschicht, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts und einer äußeren Peripherie jeder der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist; wobei die Deckschicht beinhaltet: eine erste Schicht, die kontinuierlich auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts zwischen angrenzenden Abdeckstücken und der äußeren Peripherie jedes der Vielzahl von Abdeckstücken vorgesehen ist; und eine zweite Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Schicht vorgesehen ist, die Vielzahl von Abdeckstücken alle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufgebaut sind, die erste Schicht aus Metallen aufgebaut ist, die Kupfer und Zinn enthalten, und die zweite Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufgebaut ist.
Aluminiumbasisdraht gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckstücke eine Dicke von 1,5 µm oder weniger aufweisen.
Aluminiumbasisdraht gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckstücke eine Breite von 20 µm oder weniger aufweisen.
Aluminiumbasisdraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Distanz zwischen den Abdeckstücken, die aneinander angrenzend in Längsrichtung des Kerndrahts sind, 0,5 µm oder mehr beträgt.
Aluminiumbasisdraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Schicht eine Dicke von 0,1 µm oder mehr und 3 µm oder weniger aufweist.
Aluminiumbasisdraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich ein Flächenverhältnis α:β zwischen einer Fläche α der Abdeckstücke auf einem Querschnitt, der sich entlang einer Längsrichtung des Kerndrahts erstreckt, und einer Fläche β der ersten Schicht 1:1 oder mehr und 1:120 oder weniger beträgt.
Aluminiumbasisdraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Aluminiumbasisdraht einen Durchmesser von 0,01 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger aufweist.
Drahtlitze, welche durch Verzwirnen einer Vielzahl der Aluminiumbasisdrähte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 miteinander erhalten wird.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbasisdrahts, umfassend: einen Schritt des Vorbereitens eines Basisteils, das mit einem Kerndraht versehen ist, der aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist, und eine Deckschicht, die auf einer äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist; einen Schritt des Erhitzens des Basisteils; und einen Schritt des Durchführens von Drahtziehen am Basisteil, das erhitzt worden ist; wobei die Deckschicht beinhaltet: eine erste Basisteil-Schicht, die auf der äußeren Peripherie des Kerndrahts vorgesehen ist, und eine zweite Basisteil-Schicht, die auf einer äußeren Peripherie der ersten Basisteil-Schicht vorgesehen ist, die erste Basisteil-Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zusammengesetzt ist, die erste Basisteil-Schicht eine Dicke von 2 µm oder weniger aufweist und die zweite Basisteil-Schicht aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufgebaut ist.