JPH0330462B2 - - Google Patents

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JPH0330462B2
JPH0330462B2 JP59092994A JP9299484A JPH0330462B2 JP H0330462 B2 JPH0330462 B2 JP H0330462B2 JP 59092994 A JP59092994 A JP 59092994A JP 9299484 A JP9299484 A JP 9299484A JP H0330462 B2 JPH0330462 B2 JP H0330462B2
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Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 各種ワイヤ、音響装置や半導体装置等の電気的
装置のリード線やボンデイングワイヤ等に使用す
るためのアルミニウムまたはアルミニウム合金製
の極細線（以下アルミニウム極細線と総称する）
の製造方法に関する。 従来技術 例えば半導体装置に使用されるボンデイングワ
イヤは半導体と外部端子とを電気的に接続するの
に使用されるものであり、通常は直径が20〜30μ
ｍ程度の非常に細い極細線である。導電性および
耐蝕性の点からボンデイングワイヤとして金線が
使用されてきたが、近年は前述の性質に加えて低
価格なことからアルミニウム線を使用するように
なつてきた。これに使用するアルミニウム極細線
は、0.5〜２重量％のSiを含有せるアルミニウム
合金、１〜４重量％のCuを含有せるアルミニウ
ム合金、0.5〜２重量％のMgを含有せるアルミニ
ウム合金、またはこれらの合金に0.4重量％程度
のMn、Cr、Co等を添加せる合金等を材料として
作られている。 このように直径が20〜30μｍ程度のアルミニウ
ム極細線は従来一般的には次のようにして製造さ
れている。即ち、材料のアルミニウム合金から直
径50mm程度のワイヤバーを鋳造し、均質化熱処理
する。このワイヤバーをロール加工して荒引線を
形成し、これを伸線加工して所定線径のアルミニ
ウム極細線を形成するのであるが、伸線加工によ
り延性が次第に低下するので、この伸線加工の中
間段階で適宜に焼鈍処理を施しつつ伸線加工し、
これにより所定線径のアルミニウム極細線を製造
しているのである。 ところで、アルミニウム極細線を例えばボンデ
イングワイヤとして使用する場合、その引張強度
並びに延性が半導体装置の信頼性および生産性に
大きな影響を与える。即ち、引張強度が小さ過ぎ
ると電気的接続作業において切断し易くなり、ま
た半導体の使用時に発生するジユール熱により軟
化してタブシヨートを生じる危険性が高くなる。
延性が小さ過ぎると超音波接合技術による電気的
接合にそして接合力が小さくなり、また高速度配
線を困難にする。従つて引張強度並びに延性は充
分に大きいことが要求される。 しかしながら、前述した従来方法で製造する場
合は、伸線加工による加工度を大きくして線材の
引張強度を高めると尚のこと延性の著しい低下を
きたすので、延性を高めるために伸線加工の中間
段階で適宜に焼鈍処理を実施せざるを得ない。一
方、この焼鈍処理を実施すれば延性を高め得ても
引張強度の低下は避けられない。即ち焼鈍処理
は、製造するアルミニウム極細線に要求される引
張強度および延性に対して相応する効果を与える
のである。このために、アルミニウム極細線を製
造するのに中間焼鈍処理が不可欠とされる従来技
術では、引張強度に優れた製品を得難く、最終焼
鈍により延性との兼ね合いから或る程度妥協した
引張強度で満足せざるを得なかつた。このこと
は、引張強度の高い極細線を製造する上で解決し
なければならない問題を提起していたのである。 発明の目的 本発明の目的は上述に鑑み、各種ワイヤ、音響
装置や半導体装置等の電気的装置のリード線やボ
ンデイングワイヤ等に使用するのに好適で、引張
強度が高い優れたアルミニウム極細線を製造する
方法を提供することである。 発明の構成 本発明による製造方法は、アルミニウムまたは
アルミニウム合金溶湯を一方向性凝固鋳造して柱
状晶組織からなる鋳造体を鋳造し、該鋳造体を均
質化熱処理した後、中間段階で焼鈍処理を施すこ
となく最終線径の線材にまで塑性加工することを
特徴とする。 さらに詳しく説明すれば、先ず素材として、常
法により溶製したアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金溶湯を加熱鋳型または黒鉛等の断熱材を用
いた鋳型に供給し、所要の位置から該溶湯を冷却
させることにより一方向性凝固を生じさせて鋳造
体を得る。このように一方向性凝固により鋳造し
た素材即ち鋳造体は、一方向に結晶が揃つて配向
された柱状晶の組織を有することになる。本発明
ではこの柱状晶の組織からなる素材即ち鋳造体を
使用することを基本的な特徴とするのである。 極細線の製造は、この柱状晶の組織からなる素
材即ち鋳造体を均質化熱処理した後、伸線加工し
て所望の直径の線材にまで塑性加工して行われる
のであるが、この塑性加工の段階の間に中間焼鈍
は一切行わない。発明者は、柱状晶の組織からな
る素材を使用することにより、中間焼鈍を行わず
に極細線までの伸線加工を達成でき、これにより
高強度のアルミニウム極細線が得られること、そ
してこれは用途に応じて適当に最終焼鈍を施すこ
とにより引張強度および延性に優れたアルミニウ
ム極細線となし得、しかもまたこのようにして製
造した極細線を半導体装置のボンデイングワイヤ
として使用したときにカール特性に優れているこ
とを見出したのである。 ここで鋳造体の均質化熱処理は、それを作る鋳
造に際して発生した粒内偏析による不均質を解消
することにある。またこの均質化熱処理により鋳
造体のガス含有量が大幅に減少することが認めら
れた。これらの効果が柱状晶の組織の素材を使用
することと関連して、中間焼鈍を一切行わずに最
終線径までの伸線加工を可能にしたのである。 このようにして製造されたアルミニウム極細線
は引張強度が優れているから、例えば半導体チツ
プと外部端子とを電気的に接続するボンデイング
ワイヤとして使用する場合に要求される高い引張
強度および延性を充分に満足させることができる
他に、各種ワイヤ、音響装置等の電気的装置のリ
ード線等としても使用でき、作業性並びに装置の
信頼性を向上させ得るのである。また更に細い極
細線の製造を可能にし、様々な使用目的に関して
強度の高い細線の提供を可能とする。 実施例 純度99.99％のアルミニウムと純度99.99％の珪
素とを使用し、加熱鋳型を用いて一方向性凝固を
させ、これにより直径20mmで長さが2000mmのワイ
ヤバーを鋳造した。第１表にこの鋳造体の化学組
成を、また第２表に鋳造条件および結晶粒度をそ
れぞれ示す。
【表】
【表】 次ぎに、この鋳造体を均質化のために２種の異
なる条件の下で熱処理した。第３表にその均質化
熱処理の条件を示す。
【表】 また、上述した均質化熱処理までの溶湯段階、
鋳造後の段階、および均質化熱処理後の段階にお
けるガス含有量を測定した。この測定結果を第４
表に示す。 第４表に示されるように、何れの均質化熱処理
によつても鋳造体は充分に脱ガスされることが確
認されたのである。
【表】 このように鋳造し且つ均質化熱処理した実施例
(A)および実施例(B)の鋳造体を通常の単頭伸線機に
より直径３mmにまで伸線加工し、次にこれを連続
伸線機に掛けて直径0.8mmにまで伸線加工した。
更にこれをダイスのスリツプ率および潤滑油量等
を制御した精密伸線機に掛けて伸線加工し、最終
的に直径30μｍの極細線を製造した。この最終加
工における伸線速度は80mm／分であり、断線する
ことなく極めて順調・良好に伸線加工を遂行でき
たのである。 この伸線加工の各段階における試験片を切り出
し、同一直径につきそれぞれ10本づつの試験片に
つき引張強度および伸びを測定した。測定機は
「東洋ボールドウイン社製万能引張試験機」を使
用した。また引張試験条件は、標点間距離が50
mm、引張速度が10mm／分であつた。この測定結果
を第５表に示す。 ここで第５表において、減面加工率とは極細線
径をｄ、鋳造体径をＤとして次式から算出される
値である。 ｛１−（ｄ／Ｄ）2｝×100
【表】 以上の結果から、本発明の方法によれば少なく
とも30μｍ程度の線径までは伸線加工の途中で焼
鈍処理を一切施さずに伸線加工を遂行できるこ
と、この伸線加工は断線を生じることなく順調・
良好に行なえること、そして製造されたアルミニ
ウム極細線はその引張強度および伸びがともに大
きく、従来法により製造されたもの（引張強さが
大体30Kg／mm2程度）に比較して優れていることが
確認されたのである。 尚、線径が0.07mmから0.03mmへの伸線加工にお
いては引張強さの低下（伸びも低下）が認められ
るが、これは加工軟化現象によるものと推察され
る。 また、上述では最終線径までの伸線加工につき
説明したが、勿論ながらその後に適当に最終焼鈍
処理を実施することができる。このような焼鈍処
理によつて所望される優れた特性の極細線を得る
ことが可能となる。上述では材料の組成について
深く言及しなかつたが、本発明による方法は適正
な柱状晶組織の得られる材料に対して同様に適用
できるのである。また本発明は直径0.1mmや１mm
等の或る程度の太さを有する各種線径の細線の製
造にも適用できることは勿論である。 発明の効果 中間焼鈍することなく最終線径までの伸線加
工が達成されるので、生産性が向上する。 最終線径まで伸線加工して得た極細線は強度
が非常に高い。 従つてこれを適宜に最終焼鈍処理することに
より、引張強さ、伸び、カール特性等に非常に
優れた極細線となすことができる。 今後予想される更に極細の細線の製造を可能
にする技術である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ アルミニウムまたはアルミニウム合金溶湯を
    一方向性凝固鋳造して柱状晶組織からなる鋳造体
    を鋳造し、該鋳造体を均質化熱処理した後、中間
    段階で焼鈍処理を施すことなく最終線径の線材に
    まで塑性加工することを特徴とする引張強度に優
    れたアルミニウム極細線の製造方法。
JP59092994A 1984-05-11 1984-05-11 アルミニウム極細線の製造方法 Granted JPS60238079A (ja)

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