JPH058276B2

JPH058276B2 -

Info

Publication number: JPH058276B2
Application number: JP2179236A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Suzuki; Kenji Kawada; Kinji Kanayama; Akyoshi Nakatsu
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1993-02-01
Also published as: JPH0466695A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は耐熱銀被覆銅線とその製造方法に関
し、更に詳しくは、耐食性、半田付け性および銀
被膜の密着性が優れていて、しかも高温環境下に
おいても上記特性の劣化がなく、樹脂モールドを
行うダイオードのリード線として有用な耐熱銀被
覆銅線とそれを製造する方法に関する。（従来の技術）銅または銅合金から成る芯線の表面を銀または
銀合金のめつき層で被覆した銀被覆銅線は、芯線
の機械的特性と導電性が優れていることに加え
て、銀特有の優れた耐食性と半田付け性を備えて
いるので、電子部品のリード線や電子機器内の導
体として広く使用されている。この銀または銀合
金の被膜の厚みは、耐食性、半田付け性、経済性
を勘案して、一般に１〜10μm程度である。しかしながら、上記したような銀被覆銅線を大
気中で高温環境に曝すと、芯線の銅成分が銀被膜
へと拡散して、銀被膜の表面変色を起こすと同時
に半田付け性が著しく劣化する。このような問題に対しては、銅芯線と銀被膜の
間に、ニツケルまたはニツケル合金の下地層を形
成した銀被覆銅線が開発され、既に実用化されて
いる。この場合の下地層は、芯線の銅成分の銀被膜へ
の拡散を防止するバリヤーとして機能する。した
がつて、銀被膜の厚みが薄い場合であつても、銅
の拡散に基づく表面変色とそれに伴う半田付け性
の劣化は有効に防止される。（発明が解決しようとする課題）上記した下地層を有する銅線は、銅の拡散に基
づく表面変色と半田付け性の劣化に対しては抵抗
性を備えているが、しかし、大気中の高温環境に
曝されたときは、次のような問題が生ずる。第１の問題は、大気中の酸素が銀被膜を活発に
浸透・透過して下地層に達し、そこで下地層を酸
化するという問題である。このような状態になる
と、半田付け性は著しく劣化する。その理由は、半田付け時においては、銅線の最
外層を形成している銀は溶融半田の中に拡散して
消滅し、半田と下地層との反応によつて半田付け
性が律速されるわけであるが、下地層が酸化して
いる場合は、下地層と半田との反応が進まず、い
わゆる半田がのらなくなるからである。また、下地層の酸化が進むと、その上に形成さ
れている銀被膜が剥離しやすくなる。その結果、
電子機器回路における電気接続の信頼性の低下を
招き、あわせて、半田付け強度の低下も招く。このようなことから、用途によつては、上記下
地層を形成することなく、芯線の表面に可なり厚
い銀被膜を形成することがある。本発明は、従来の銀被覆銅線における上記した
問題を解決し、最外層の銀被膜それ自体が、芯線
の銅成分の拡散や大気中からの酸素透過に対して
大きな抵抗を示す組織になつていて、したがつ
て、高温環境下においても半田付け性、銀被膜の
密着性、耐食性が劣化しない耐熱銀被覆銅線とそ
の製造方法の提供を目的とする。（課題を解決するための手段・作用）上記目的を達成するために、本発明者らは、高
温環下における銀被膜内への酸素の透過に関して
は、その銀被膜を構成する銀結晶粒の粒内を透過
する速度よりも各粒界を透過する速度の方が著し
く速く、したがつて、芯線の表面酸化はその大半
が結晶粒界を透過する酸素に基づくものであると
いう事実を見出した。それゆえ、最外層の銀被膜において、それを構
成する結晶粒を大きくして粒界の数を減少せしめ
れば、前記した不都合な問題を解消し得るとの着
想を得、この着想に基づいて本発明の耐熱銀被覆
銅線とその製造方法を開発するに到つた。すなわち、本発明においては、芯線が銅または
銅合金から成り、最外層が銀または銀合金から成
る銀被覆銅線において、前記銀または銀合金の結
晶粒径が、平均値で、5μm以上であることを特徴
とする耐熱銀被覆銅線が提供され、また、銅また
は銅合金から成る芯線の表面に銀または銀合金の
めつき層を形成し、ついで、非酸化性ガス雰囲気
中において、300〜800℃の温度で10秒以上の加熱
処理を行なうことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の
製造方法が提供される。まず、本発明の銀被覆銅線の芯線は、銅または
銅合金で構成される。具体的にはタフピツチ銅
（TPC）や、Cu−0.1％Ag，Cu−0.15％Snなどで
ある。また、鋼線の表面に純銅をクラツドまたは
めつきして成る銅被覆鋼線であつてもよい。この芯線の表面は銀または銀合金の被膜で被覆
される。具体的には、芯線の表面に銀または銀合
金の電気めつきを施して、そのめつき層が形成さ
れる。このめつき層の厚みは、格別限定されない
が、通常、0.5〜5.0μm程度でよい。また、用いる銀合金としては、例えば、Ag−
0.1〜５％Sn，Ag−0.1〜５％Sb，Ag−0.1〜10％
Inなどをあげることができる。なお、芯線の表面に、ニツケルもしくはコバル
トまたはこれらの合金から成る下地層を電気めつ
きで形成し、更にその上に上記銀または銀合金の
めつき層を最外層として形成してもよい。この場
合には、下地層の働きにより耐食性が一層向上し
て有用である。この銀または銀合金の被膜において、その結晶
粒径は、平均値で、5μm以上となるように調整さ
れる。この結晶粒径が平均値で5μm未満である場
合には、被膜は微細な結晶粒で構成されることに
なり、その結果、粒界の数は増加し、高温環境下
における酸素の透過速度は大となるからである。高温環境の条件によつても変わるが、結晶粒径
の好ましい値は、平均値で11μm以上である。本発明の銀被覆銅線は次のようにして製造する
ことができる。まず、所定径の芯線に電気めつきを施して銀ま
たは銀合金のめつき層を形成する。前記した下地
層を形成する場合は、芯線表面に電気めつきで所
定組成の下地層を形成したのち、更にその上に、
銀または銀合金のめつき層を形成する。ついで、この銀被覆銅線に加熱処理を施す。雰
囲気は非酸化性ガス雰囲気であればよいが、雰囲
気中に水素ガスが含まれていると、脆化を引き起
す虞れがあるので、水素を含まないガス雰囲気が
用いられる。例えば、窒素、アルゴンのような不
活性ガスの雰囲気、とりわけ、安価であるという
点で窒素雰囲気が好適である。加熱温度は300〜800℃に設定する。温度が300
℃より低い場合は、銀または銀合金の再結晶は起
るものの、成長した再結晶が粒径が5μmより小さ
くなり、目的とする効果が得られず、また、800
℃より高い温度の場合は、高温でありすぎるた
め、芯線の銅成分の銀被膜への拡散が激しく進ん
で表面変色を引き起こすからである。また、上記温度域における加熱時間は10秒以上
とする。10秒より短い加熱では、5μm以上の再結
晶粒が得られないからである。なお、本発明方法においては、上記した加熱処
理が終了してから、更に、得られた銀被覆銅線に
伸線加工してもよい。この伸線加工により芯線の
強度を高めることができるからである。しかし、
そのときの減面加工率は30％以下とする。減面加
工率が30％より大きい伸線加工を施すと、平均で
5μm以上の結晶粒で構成されていた銀被膜のその
結晶粒が5μmより小さくなり、目的とする効果を
減殺してしまうからである。また、芯線表面に銀被膜を形成したのち、伸線
加工を行い、ついで、上記した加熱処理を施して
もよい。このようにすると、加熱処理時に生成す
る再結晶は粗大化して酸素の透過に対する抵抗性
が向上して有効である。この場合の減面加工率は
５〜98％程度である。更に、上記した加熱処理前の伸線加工と、前記
した加熱処理後の伸線加工を同時に組合せて行な
つてもよい。（発明の実施例）実施例１〜９、比較例１，２第１表に示した線径の純銅線に常法の脱脂、酸
洗処理を施したのち、その表面に、下記の電解め
つき条件で、表示の厚みのニツケル下地層、銀ま
たは銀合金層を形成した。 Ni下地層の形成浴組成：スルフアミン酸ニツケル400g／ｌ、
塩化ニツケル30g／ｌ、ホウ酸30g／
ｌ浴温：50℃、電流密度10A／ｄm²。 Ag層の形成浴組成：シアン化銀50g／ｌ、シアン化カリ
60g／ｌ、炭酸カリウム30g／ｌ浴温：30℃、電流密度2A／ｄm²。 Ag合金層の形成浴組成：シアン化銀50g／ｌ、シアン化カリ
60g／ｌ、酒石酸アンチモニルカリウ
ム2.5g／ｌ、炭酸カリウム30g／ｌ、浴温：30℃、電流密度3A／ｄm²。得られた各線材に表示した条件の加熱処理を施
し、ついで、アンモニア４、過酸化水素水１の溶
液に５秒間浸漬して表面をエツチングしたのち、
最外層における結晶粒を走査型電子顕著鏡で観察
してその平均粒径を測定した。なお、実施例６に
ついては加熱処理前に、実施例７については加熱
処理後にそれぞれ約20％の減面加工率で伸線加工
を行つた。ついで、これらの各銀被覆銅線を、250℃の大
気中で10時間加熱したのち、温度270℃に保持さ
れた共晶半田浴に５秒間デイツプし、そのときの
半田付着面積を観定し、全面積に対する濡れ面積
比（％）を算出した。また、各線材につき、ゲージ長さ50mmで、正35
回、逆30回の捻回試験を行い、銀被膜の剥離状態
を観察した。以上の結果を一括して第１表に示した。

【表】（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明の耐熱銀
被覆銅線は250℃という高温の大気中に曝されて
も、半田付け性と銀被膜の密着性は劣化せず、極
めて良好な特性を保持している。これは、最外層
の銀被膜における結晶粒を、平均値で5μm以上と
粗大にしたので、粒界の数が減少し、酸素の拡散
や芯線の銅成分の拡散が有効に防止された結果で
ある。したがつて、下地層を形成した場合でも、
下地層の酸化は防止されるので、銀被膜の剥離は
なくなるとともに、下地層による銅成分の拡散防
止効果は確保される。本発明の耐熱銀被覆銅線は、例えば、高温で長
時間の樹脂モールドがなされるダイオードに用い
るリード線として極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】１芯線が銅または銅合金から成り、最外層が銀
または銀合金から成る銀被覆銅線において、前記
銀または銀合金の結晶粒径が、平均値で、5μm以
上であることを特徴とする耐熱銀被覆銅線。２前記芯線と前記最外層との間には、ニツケル
もしくはコバルトまたはそれらの合金が下地層と
して形成されている請求項１に記載の耐熱銀被覆
銅線。３銅または銅合金から成る芯線の表面に銀また
は銀合金のめつき層を形成し、ついで、水素を含
まない非酸化性ガス雰囲気中において、300〜800
℃の温度で10秒以上の加熱処理を行うことを特徴
とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。４銅または銅合金から成る芯線の表面にニツケ
ルもしくはコバルトまたはそれらの合金の下地層
を形成し、更にその上に銀または銀合金のめつき
層を形成し、ついで、水素を含まない非酸化性ガ
ス雰囲気中において、300〜800℃の温度で10秒以
上の加熱処理を行うことを特徴とする耐熱銀被覆
銅線の製造方法。５銅または銅合金から成る芯線の表面に銀また
は銀合金のめつき層を形成したのち、水素を含ま
ない非酸化性ガス雰囲気中において、300〜800℃
の温度で10秒以上の加熱処理を行ない、ついで、
30％以下の減面加工率で伸線加工を行うことを特
徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。６銅または銅合金から成る芯線の表面にニツケ
ルもしくはコバルトまたはそれらの合金の下地層
を形成し、更にその上に銀または銀合金のめつき
層を形成したのち、水素を含まない非酸化性ガス
雰囲気中において、300〜800℃の温度で10秒以上
の加熱処理を行ない、ついで、30％以下の減面加
工率で伸線加工を行うことを特徴とする耐熱銀被
覆銅線の製造方法。７銅または銅合金から成る芯線の表面に銀また
は銀合金のめつき層を形成したのち、伸線加工を
行い、ついで、水素を含まない非酸化性ガス雰囲
気中において、300〜800℃の温度で10秒以上の加
熱処理を行うことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の
製造方法。８銅または銅合金から成る芯線の表面にニツケ
ルもしくはコバルトまたはそれらの合金の下地層
を形成し、更にその上に銀または銀合金のめつき
層を形成したのち、伸線加工を行い、ついで、水
素を含まない非酸化性ガス雰囲気中において、
300〜800℃の温度で10秒以上の加熱処理を行うこ
とを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。９銅または銅合金から成る芯線の表面に銀また
は銀合金のめつき層を形成したのち、伸線加工を
行い、ついで、水素を含まない非酸化性ガス雰囲
気中において、300〜800℃の温度で10秒以上の加
熱処理を行うことを特徴とする耐熱銀被覆銅線の
製造方法。１０銅または銅合金から成る芯線の表面にニツ
ケルもしくはコバルトまたはそれらの合金の下地
層を形成し、更にその上に銀または銀合金のめつ
き層を形成したのち、伸線加工を行い、ついで、
水素を含まない非酸化性ガス雰囲気中において、
300〜800℃の温度で10秒以上の加熱処理を行つた
のち、30％以下の減面加工率で伸線加工を行うこ
とを特徴とする耐熱銀被覆銅線の製造方法。