JP2007042355A - 複合被覆銅線及び複合被覆エナメル銅線 - Google Patents
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【解決手段】 銅又は銅合金からなる中心導体11と、中心導体11の外周上に形成されたカーボン複合めっき皮膜12と、最外層に形成されたはんだ付け可能なめっき皮膜13とを少なくとも有する。カーボン複合めっき皮膜12は、カーボンファイバー又はカーボンナノチューブと、銅、金及び銀の群から選ばれる金属を有する複合めっき皮膜である。複合被覆エナメル銅線は、さらにその外周に、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜、又は、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜と融着エナメル被膜が塗布焼付けされる。
【選択図】 図1
Description
中心導体11は、銅又は銅合金からなるものであり、具体的には、タフピッチ銅、無酸素銅等の銅材料や、銀入り銅等の銅合金材料を挙げることができる。中心導体11の直径は、はんだ細りが問題になる範囲であることが好ましく、例えば0.02〜0.40mm程度の範囲内である。なお、本発明の複合被覆銅線10が塑性加工により細径化されて製造される場合には、カーボン複合めっき皮膜等が形成される前の中心導体の直径は特に限定されず、通常は、0.1〜1.0mm程度の範囲を例示できる。
カーボン複合めっき皮膜12は、めっき金属21中にカーボン材料22が分散されている分散めっき皮膜である。このカーボン複合めっき皮膜12を構成するめっき金属21としては、例えば、銅、金及び銀の群から選ばれるいずれかを挙げることができる。いずれの材質を選択するかは、それぞれの特徴を考慮して選択され、例えば、導電性、耐食性、強度、等を考慮して選択される。さらに、これらのめっき金属21は、展延性がよいので屈曲や塑性加工にも優れており、例えば本発明の複合被覆銅線10が塑性加工により細径化されて製造される場合の塑性変形にも十分に追従できる。
カーボン複合めっき皮膜は、めっき液中にカーボン材料を分散させた状態で中心導体に給電して形成することができる。めっき液としては、通常、上述しためっき金属の無機塩と、支持電解質と、カーボン材料とを少なくとも有する分散めっき液が用いられる。このめっき液には、必要に応じて、界面活性剤、光沢剤、塩素成分等の各種の添加剤が含有される。特に本発明における分散めっきは、多少の撥水性を有するカーボン材料22をめっき液中で均一に分散させておくことが重要であるので、界面活性剤を添加することが好ましい。めっき液中へのカーボン材料の分散量は、めっき液の性質やめっき皮膜中に含有させようとする量によって任意に設定される。
はんだ付け可能なめっき皮膜13は複合被覆銅線10の最外層に形成されるが、その具体例としては、銅、金、銀、錫等を好ましく挙げることができる。これらの金属は、はんだやエナメル塗料に対する濡れ性がよいので、はんだ付けやエナメル塗料の塗布を不具合なく行うことができる。
こうして得られた本発明の複合被覆銅線は、その切断強度(N)が、複合被覆銅線の中心導体と同じ種類の導体からなる同一径の銅線又は銅合金線と比較して、1.1倍を超え、1.3倍未満であることが好ましい。切断強度の上昇は、マグネットワイヤとした後にコイル部品に巻線加工する際に、工程中の断線を低減できると共に、はんだ付け部の接合強度を向上させることができる。その結果、完成部品のはんだ付け部の信頼性を高めることができる。なお、切断強度が極度に高すぎると、コイル巻線中にスプリングバック現象が生じて巻線不良が発生し易いので、その上限値を設定することが好ましい。
図2は、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜が形成された本発明の複合被覆エナメル銅線の一例を示す断面図であり、図3は、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜と融着エナメル被膜が形成された本発明の複合被覆エナメル銅線の一例を示す断面図である。本発明の複合被覆エナメル銅線20,30は、上記本発明の複合被覆銅線10の外周に、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜21、又は、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜21と融着エナメル被膜31が塗布焼付けされていることを特徴とする。はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜21は、例えば汎用ポリウレタン、ポリウレタンナイロン等のはんだ付け可能なエナメル塗料を塗布焼付けして形成できる。また、更にその外周に形成する融着エナメル被膜31は、例えばナイロンやエポキシ等の融着エナメル塗料を塗布焼付けして形成できる。
カーボン複合めっき皮膜形成用めっき液として、硫酸銅220g/L、硫酸55g/L、塩酸50mg/L、カーボン材料(昭和電工株式会社、気相法炭素繊維、商品名:VGCF、繊維径150nm、繊維長10〜20μm)10g/L、界面活性剤(和光純薬工業株式会社、商品名:PA5000)0.14g/Lを含有するものを用いた。また、はんだ付け可能なめっき皮膜形成用めっき液として、硫酸銅100g/L、硫酸100g/Lから構成される硫酸銅めっき液を用いた。
カーボン複合めっき皮膜形成用めっき液として、シアン化金カリウム8g/L、シアン化カリウム30g/L、カーボン材料(昭和電工株式会社、気相法炭素繊維、商品名:VGCF、繊維径150nm、繊維長10〜20μm)10g/L、界面活性剤(和光純薬工業株式会社、商品名:PA5000)0.14g/Lを含有するものを用い、0.3A/dm2、60℃、撹拌条件下で、厚さ1.5μmとなるまでカーボン複合めっき皮膜を形成した他は、実施例1と同様にして、線径0.041mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例2の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.37Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.12倍であった。
った。
カーボン複合めっき皮膜形成用めっき液として、シアン化銀カリウム10g/L、シアン化カリウム25g/L、炭酸カリウム10g/L、カーボン材料(昭和電工株式会社、気相法炭素繊維、商品名:VGCF、繊維径150nm、繊維長10〜20μm)10g/L、界面活性剤(和光純薬工業株式会社、商品名:PA5000)0.14g/Lを含有するものを用い、0.3A/dm2、30℃、撹拌条件下で、厚さ1.5μmとなるまでカーボン複合めっき皮膜を形成した他は、実施例1と同様にして、線径0.041mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例3の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.38Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.15倍であった。
カーボン複合めっき皮膜の厚さを0.71μmとした以外は、実施例1と同様にして、線径0.039mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例4の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.36Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.32Nと比較して1.13倍であった。
カーボン複合めっき皮膜の厚さを1.59μmとした以外は、実施例1と同様にして、線径0.041mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例5の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.43Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.30倍であった。
はんだ付け可能なめっき皮膜形成用めっき液として、シアン化金カリウム8g/L、シアン化カリウム30g/Lからなるものを用い、0.3A/dm2、60℃、撹拌条件下で、厚さ0.5μmとなるまで金めっき皮膜を形成した他は、実施例1と同様にして、線径0.040mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例6の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.38Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.15倍であった。
はんだ付け可能なめっき皮膜形成用めっき液として、シアン化銀カリウム10g/L、シアン化カリウム25g/L、炭酸カリウム10g/Lからなるものを用い、0.3A/dm2、30℃、撹拌条件下で、厚さ0.5μmとなるまで銀めっき皮膜を形成した他は、実施例1と同様にして、線径0.040mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例7の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.39Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.18倍であった。
中心導体として、直径0.90mmのタフピッチ銅線を用い、その銅線を電解脱脂、酸洗いした後、実施例1のカーボン複合めっき皮膜形成用めっき液に供してカーボン複合めっきを行った。めっき条件は、4A/dm2、30℃、撹拌条件下で、厚さ10μmとなるまでカーボン複合めっき皮膜を形成した。水洗後、さらに、実施例1の硫酸銅めっき液に供して銅めっきを行った。めっき条件は、10A/dm2、40℃、撹拌条件下で、厚さ5μmとなるまで銅めっき皮膜を形成した。その後、超音波洗浄、アルコール洗浄等を行った後に乾燥させて、線径0.930mmの複合被覆銅母材を作製した。続いて、この複合被覆銅母材を冷間伸線機によってφ0.20mmに線引きし、更にφ0.20mmからφ0.04mmまで熱処理を施すことなく線引きして、複合被覆銅線を得た。その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、実施例6の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られたφ0.04mmの複合被覆銅線の切断強度は0.40であり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.21倍であった。
カーボン複合めっき皮膜形成用めっき液として、シアン化金カリウム8g/L、シアン化カリウム30g/L、カーボン材料(昭和電工株式会社、気相法炭素繊維、商品名:VGCF、繊維径150nm、繊維長10〜20μm)10g/L、界面活性剤(和光純薬工業株式会社、商品名:PA5000)0.14g/Lを含有するものを用い、0.3A/dm2、30℃、撹拌条件下で、厚さ10μmとなるまでカーボン複合めっき皮膜を形成した他は、実施例8と同様にして実施例9の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.39Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.18倍であった。
はんだ付け可能なめっき皮膜形成用めっき液として、シアン化金カリウム8g/L、シアン化カリウム30g/Lからなるものを用い、0.3A/dm2、60℃、撹拌条件下で、厚さ5μmとなるまで金めっき皮膜を形成した他は、実施例8と同様にして実施例10の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.40Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.21倍であった。
φ0.04mmにまで線引きしたタフピッチ銅導体に、ポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、比較例1のエナメル銅線を作製した。
カーボン複合めっき皮膜の厚さを0.60μmとした以外は、実施例1と同様にして、線径0.039mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、比較例2の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.35Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.32Nと比較して1.09倍であった。
カーボン複合めっき皮膜の厚さを1.70μmとした以外は、実施例1と同様にして、線径0.041mmの複合被覆銅線を作製した。続いて、その複合被覆銅線にポリウレタンを10μm厚さに塗布焼付けし、比較例3の複合被覆エナメル銅線を作製した。なお、得られた複合被覆銅線の切断強度は0.56Nであり、同一径のタフピッチ銅線の切断強度0.33Nと比較して1.69倍であった。
図4は、実施例1の複合被覆エナメル銅線と、比較例1,2のエナメル被膜銅線とのはんだ溶食性について、千住金属工業KK製鉛フリーはんだ商品名:M705(Sn−3.0Ag−0.5Cu)の溶融はんだを400℃に加熱したはんだバス中に任意の時間浸漬させ、その後はんだを除去し、導体の線径をマイクロメーターにて測定し、耐はんだ溶食性を確認した。その結果、本発明に係る複合被覆エナメル銅線は、はんだ細りの抑制効果が顕著であった。また、実施例2〜8の複合被覆エナメル銅線も同様であった。特に、実施例8の複合被覆エナメル銅線は、複合被覆銅線をダイヤモンドダイスで線引き加工したにもかかわらず、ダイの摩耗の程度は通常のタフピッチ銅線を線引きする場合とあまり変わらなかった。
11 中心導体
12 カーボン複合めっき皮膜
13 はんだ付け可能なめっき皮膜
20,30 複合被覆エナメル銅線
21 絶縁エナメル被膜
31 融着エナメル被膜
Claims (6)
- 銅又は銅合金からなる中心導体と、当該中心導体の外周上に形成されたカーボン複合めっき皮膜と、最外層に形成されたはんだ付け可能なめっき皮膜とを少なくとも有することを特徴とする複合被覆銅線。
- 前記カーボン複合めっき皮膜が、カーボンファイバー又はカーボンナノチューブと、銅、金及び銀の群から選ばれる金属を有する複合めっき皮膜であることを特徴とする請求項1に記載の複合被覆銅線。
- 前記カーボン複合めっき皮膜の厚さt(μm)が、0.7<t<1.6の範囲内にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合被覆銅線及び複合被覆エナメル銅線。
- 前記複合被覆銅線の切断強度(N)が、当該複合被覆銅線の中心導体と同じ種類の導体からなる同一径の銅線又は銅合金線と比較して、1.1倍を超え、1.3倍未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合被覆銅線。
- 前記はんだ付け可能なめっき皮膜が、塑性加工が容易で炭素との親和力が低い金属からなるものであり、前記複合被覆銅線が、塑性加工により細径化されてなるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の複合被覆銅線。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の複合被覆銅線の外周に、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜、又は、はんだ付け可能な絶縁エナメル被膜と融着エナメル被膜が塗布焼付けされていることを特徴とする複合被覆エナメル銅線。
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