JP2003092029A

JP2003092029A - はんだ付け可能なエナメル被覆銅線

Info

Publication number: JP2003092029A
Application number: JP2001284637A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishikawa; 洋石川
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】鉛を含まない鉛フリーはんだ合金ではんだ付
けするのに適したエナメル被覆導線に関し、特にいわゆ
る「銅喰われ」の対策を施したエナメル被覆銅線を提供
する。【解決手段】下地銅線にメッキを施した後にエナメル
被覆しエナメル被覆銅線とする。そのメッキは、Ｆｅ又
はＮｉ又はＦｅ−３０±２％Ｎｉの組成のものであるこ
とが好ましい。これにより製造したはんだ付け可能なエ
ナメル被覆銅線は鉛フリーソルダによる「銅喰われ」現
象の顕在化による接続信頼性の劣化を防ぐことができ
る。また、電磁石に使用されるマグネットワイヤ等にも
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛を含まない鉛フ
リーはんだ合金ではんだ付けするのに適したエナメル被
覆銅線に関し、特にいわゆる「銅喰われ」の対策を施し
たエナメル被覆銅線に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器及び一般家電品は、故障したり
性能が悪くなったりした場合には、ユーザーは修理する
よりも新しく購入した方が性能的にも経済的にも得策で
あると考えている。そのため完全に故障したものは勿
論、まだ使用できる電子機器でも捨てられている状況で
ある。捨てられた電子機器は、ケースやプリント基板が
樹脂であり、またフレームやブラケット、配線などが金
属であるため、焼却処分ができず、ほとんどが海岸や山
間の埋立地に埋められている。ところで、ガソリンや重
油のような化石燃料が使用されていることから、大気中
には硫黄酸化物が大量に放出されるようになってきた。
このように硫黄酸化物が多い大気中に雨が降ると、雨は
大気中の硫黄酸化物で酸性雨となり、それが地中に染み
込むようになる。地中に染み込んだ酸性雨は、地中に埋
められた電子機器のはんだ付け部を濡らし、はんだ中の
鉛を溶解する。そして鉛を溶解した酸性雨は、さらに地
中に浸透して地下水となる。地下水はいずれ海へ流れ出
し、鉛イオンを飲み込んだ魚を人間が食することに至
る。そして終には人間が障害を受ける危険性が高まって
きている現状がある。

【０００３】このように鉛は地下水を汚染する等の環境
問題となつている。そのため、電子機器業界からは、鉛
を含まない所謂「鉛フリーはんだ合金」の出現が強く望
まれるようになつてきた。鉛フリーはんだ合金とは、Ｓ
ｎを主成分とし、これにＡｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ等を添加したものである。

【０００４】プリント基板と電子部品との接続には、は
んだが一般に用いられている。そこに用いられるはんだ
の多くは、Ｓｎ−Ｐｂ合金のうち、最も融点の低い６３
Ｓｎ−Ｐｂの共晶合金である。共晶合金は融点が低いば
かりでなく、はんだ付け性も優れているため、作業性及
び信頼性に富むはんだ合金である。電子部品の銅製の端
子を銅製の回路導体にはんだ付けする際に共晶合金が用
いられる。

【０００５】その場合に回路導体や端子に要求される条
件は、固相線温度と液相線温度が２００℃以上であるこ
とは勿論であるが、銅を溶解させる「銅喰われ」がない
こと等の条件を満足するものでなければならない。はん
だ付け部が銅回路のようなところでは、溶融したはんだ
は銅との親和力が強くなるため、銅が高融点であるにも
かかわらず銅を拡散溶解してしまうものである。或る温
度のＳｎ中には、Ｃｕの一定の溶解度があり、溶融はん
だ中にＣｕが添加されていると、それ以上はＣｕが拡散
溶解しなくなる。そのため、はんだ合金中には予め所定
量のＣｕを添加しておくことが通常行われている。Ｃｕ
の添加量は１重量％未満では銅喰われ防止の効果がな
く、４重量％越えると、液相線温度が急激に高くなっ
て、はんだ付け温度も高くせざるを得なくなり、耐熱性
のある電子部品に対しても熱損傷を与えるようになつて
しまう。またはんだ付け性も悪くなってしまう。要する
にはんだそのものに対して、銅喰われ対策を施すことに
は限界がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、「鉛フ
リーはんだ合金」は、あくまでもＰｂを含まないことと
接続信頼性とを重視しているため、「銅喰われ」により
端子が細くなり、ついには破断してしまう問題が表面化
している。これはいわゆる鉛フリーソルダによる「銅喰
われ」現象の顕在化である。

【０００７】それ故に本発明の課題は、鉛フリーソルダ
による「銅喰われ」を低減したはんだ付け可能なエナメ
ル被覆銅線を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下地銅
線にメッキを施した後にエナメル被覆したことを特徴と
するエナメル被覆銅線が得られる。

【０００９】前記メッキは、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＦｅ−３
０±２％Ｎｉの組成のもののうちから選ばれた一つであ
るとよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係るはんだ
付け可能なエナメル被覆銅線について説明する。

【００１１】ポリウレタン被覆の銅線（即ち、エナメル
被覆銅線）の製造エ程において、ポリウレタン被覆をす
る前に下地銅線に５種類のメッキ材を用いて電解メッキ
を施した。これらのメッキ材としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａ
ｕ、Ａｇ、及びＦｅ−３０％Ｎｉの組成のものをそれぞ
れ用いた。さらに、その上にポリウレタン被覆を施し,
５種類のエナメル被覆銅線（これらを「本発明品」と呼
ぶ）を得た。ここで、下地銅線の直径は０．６ｍｍ、メ
ッキ厚は５μｍ、ポリウレタン被覆の厚みは１５μｍと
した。

【００１２】また、比較品として通常のエナメル被覆銅
線を用意した。比較品は、直径０．６ｍｍの下地銅線に
対して直接にポリウレタン被覆を施したものである。こ
こで、ポリウレタン被覆の厚みを２０μｍにした。

【００１３】上述した本発明品と比較品とについて比較
試験を行なった。比較試験はこれら６種類のエナメル被
覆銅線を、鉛フリーはんだであるＳｎ−３．０Ａｇ−
０．５Ｃｕはんだを溶かした槽に一定時間浸漬し、取り
出した後、それぞれの線径を測定して評価した。即ち、直
径１００ｍｍ、高さ５０ｍｍの大きさのはんだ槽に８割
の高さまで所定のはんだを溶解し、４００℃に維持しつ
つ、そのはんだにエナメル被覆銅線を1０ｍｍ浸漬した
状態で３０秒保持後、即取り出し、投影機×５０で銅線
線径を測定した。なお、はんだに浸漬する前にＲＡタイ
プフラックスにエナメル被覆銅線を1０ｍｍ３秒間浸漬
し、その後３秒以内にはんだに浸漬した。

【００１４】本発明品と比較品との評価結果を表１に示
す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１から、比較品では線径が０．６ｍｍか
ら０．５５ｍｍに細り、Ａｕ、Ａｇでも細りが生じてい
るが、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＦｅ−３０％Ｎｉの組成のもの
は、いずれも線径が０．６ｍｍに維持され、ほとんど細
ることを確認できなかった。

【００１７】したがって、本発明のエナメル被覆銅線
は、はんだ可能であるにも拘らず、銅喰われ性に対して
非常にすばらしい特性をもつことが分かった。その中で
も特にＦｅ、Ｎｉ、及びＦｅ−３０％Ｎｉの組成のもの
が優れている。

【００１８】確認のため界面断面のＳＥＭ観察を行った
ところ、本発明品のいずれにおいても、良好な金属間化
合物が形成されていた。また、本発明品を直径０．６ｍ
ｍの丸棒に巻きつけても特に剥がれ等の問題は起こらな
かった。

【００１９】なお、Ｆｅ−Ｎｉ合金の組成は例示したも
のに限らず、Ｆｅ−３０±２％Ｎｉの組成のものでも十
分な効果を奏するが、この組成範囲外では丸棒に巻きつ
けた際に剥がれが生じる虞があり好ましくない。

【００２０】また、本発明によるエナメル被覆銅線は、
電磁石に使用されるマグネットワイヤ等にも好適であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるはん
だ付け可能なエナメル被覆銅線は、いわゆる鉛フリーソ
ルダによる「銅喰われ」現象の顕在化による接続信頼性
の劣化を防ぐことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下地銅線にメッキを施した後にエナメル
被覆したことを特徴とするエナメル被覆銅線。
【請求項２】前記メッキは、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＦｅ−
３０±２％Ｎｉの組成のもののうちから選ばれた一つで
ある請求項１に記載のエナメル被覆銅線。