JPH10130882A - 電子ワイヤー用複合金属線材及びその製造方法 - Google Patents

電子ワイヤー用複合金属線材及びその製造方法

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JPH10130882A
JPH10130882A JP8299305A JP29930596A JPH10130882A JP H10130882 A JPH10130882 A JP H10130882A JP 8299305 A JP8299305 A JP 8299305A JP 29930596 A JP29930596 A JP 29930596A JP H10130882 A JPH10130882 A JP H10130882A
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electronic
composite metal
metal wire
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Yasushi Yoshida
泰 吉田
Hiroshi Murai
洋 村井
Akira Ichida
晃 市田
Shinichi Kaneko
信一 金子
Tadashi Ogushi
正 大串
Takehiro Shimazu
毅弘 島津
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Tokyo Tungsten Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度が高く，なおかつ導体抵抗の低い電子ワ
イヤー用複合金属線材とその製造方法とを提供するこ
と。 【解決手段】 電子ワイヤー用複合金属線材は，タング
ステンワイヤー１と前記タングステンワイヤー１表面に
形成された導電性のＣｕ被覆層２とを備え，前記Ｃｕ被
覆層２は，耐熱性樹脂被膜が表面に形成可能なＣｕめっ
きによって形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，電子機器に用いら
れる電子ワイヤー用複合金属線材に関し，詳しくは，小
型モーター（マイクロエレクトロニクス等），リレーや
コイルの微細化技術に対応する極細線，プローピングで
のリード線又は半導体装置や電子機器類の内部に用いる
導体ワイヤー，タッチパネル内の導電線等に用いられる
極めて細く且つ高強度を有する電子ワイヤーに用いられ
る複合金属線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】モーター，リレーやコイル等近年小型化
の一途をたどっており，そこに使用される導電性金属ワ
イヤーも極細線化が進んでいる。この種の導電性金属ワ
イヤーは，通常，導体抵抗を低くするために，Ｃｕ線や
Ｃｕ合金線などを用い線引き加工により極細線化し使用
している。特に細い事例として，下記表１に示した線径
２０μｍ程度で，破断荷重が６．９〜約１５ｇ程度のも
のがある。
【０００３】
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に，装置の
小型化が進むにつれ，Ｃｕ線やＣｕ合金線も極細線化が
進んでいる。
【０００５】しかし，極細線とした場合に，引っ張り強
度が低いため，取り扱い，捲替えや接合時のテンション
等で断線が多発し，歩留まりを低下させていた。また，
時としてこの断線によって使用不能であった。
【０００６】この極細線が，断線を起こさない破断荷重
は，１５〜２０ｇ程度と考えられるが，Ｃｕ線でこの破
断荷重になるような線径の場合，下記表２に示すように
線径が２０μｍ以上になって，Ｃｕ線自体が，太くなっ
てしまい，小型化を阻む事となる。
【０００７】
【表２】
【０００８】上述したように，導電性金属ワイヤーの導
体抵抗を低く抑えるためにはＣｕ線，Ｃｕ合金線，アル
ミニウム線，金線等いろいろあるが，どれも強度が低く
極細線での取り扱いが困難であった。また，極細線での
強度を得るためにタングステン（Ｗ）ワイヤーを使用し
た場合，引っ張り強度は有するものの，絶縁性の樹脂被
覆することが困難であり，電子機器用の導電性ワイヤー
（電子ワイヤー）として使用するには不向きである。
【０００９】そこで，強度の高いＷと導体抵抗の低いＣ
ｕを混ぜることによって，求められている電子ワイヤー
を作製できると考えられたが，従来の技術では，線引き
加工が出来ずに極細線化は出来ないという欠点があっ
た。
【００１０】以上の理由により，自ずと装置の更なる小
型化では製品化が著しく困難な為，強度が高く，なおか
つ導体抵抗の低い電子機器用ワイヤーの開発が望まれて
いる。
【００１１】そこで，本発明の一技術的課題は，強度が
高く，なおかつ導体抵抗の低い電子ワイヤー用複合金属
線材とその製造方法とを提供することにある。
【００１２】また，本発明の他の技術的課題は，絶縁耐
圧を有し，耐熱性を確保するため前記電子用複合金属線
材の表層に，容易に絶縁被膜を形成することができる電
子ワイヤー用複合金属線材とその製造方法とを提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは，細線とな
っても抗張力が高く，可撓性のある金属材料とすればＤ
１００μｍ以下では，ほとんど例が無く，検討の結果，
強度が高いＷワイヤーを芯材とし，この芯材と，導体抵
抗が低いＣｕやＡｇを複合線化し，さらに，ＣｕかＡｇ
を隙間無く被覆することにより，高強度を備え且つ絶縁
樹脂被覆の容易な電子ワイヤー用複合金属線材を作製で
きることを見いだし，本発明をなすに至ったものであ
る。
【００１４】本発明によれば，タングステンワイヤーと
前記タングステンワイヤー表面に形成された導電性の被
覆層とを備え，前記被覆層は，導電性金属めっきによっ
て形成されていることを特徴とする電子ワイヤー用複合
金属線材が得られる。
【００１５】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材において，前記導電性金属は，Ｃｕ及び
Ａｇの内の少なくとも一種からなることを特徴とする電
子ワイヤー用複合金属線材が得られる。
【００１６】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材において，線径が１５μｍ以下で，可撓
性を有し，導体抵抗が少なくとも１４０Ω／ｍである事
を特徴とする電子ワイヤー用複合金属線材が得られる。
【００１７】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材において，線径が１４μｍ以下で，引張
強度が破断荷重で１５ｇ以上である事を特徴とする電子
ワイヤー用複合金属線材が得られる。
【００１８】また，本発明によれば，前記したいずれか
に記載の電子ワイヤー用複合金属線材において，前記被
覆層は，断面においてワイヤー軸方向に交差するととも
に空孔の無い金属組織を有することを特徴とする電子ワ
イヤー用複合金属線材が得られる。
【００１９】また，本発明によれば，前記したいずれか
の電子ワイヤー用複合金属線材の前記被覆層の上に，更
に，表層としてポリエステルイミドからなる耐熱性絶縁
被膜を有することことを特徴とする電子ワイヤーが得ら
れる。
【００２０】また，本発明によれば，タングステンワイ
ヤー表面に導電性の被覆層を導電性金属めっきによって
形成することを特徴とする電子ワイヤー用複合金属線材
の製造方法が得られる。
【００２１】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材の製造方法において，前記導電性金属
は，Ｃｕ及びＡｇの内の少なくとも一種からなることを
特徴とする電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法が得
られる。
【００２２】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材の製造方法において，前記導電性金属
は，Ｃｕから実質的になり，タングステンワイヤーのキ
ャタライズを塩化パラジウム，塩化第１錫の共存下で行
い，少なくともめっきの初期においては，ホウ酸を硫酸
銅に対し，２ｗｔ％以上含有してなるめっき浴で形成す
ることを特徴とする電子ワイヤー用複合金属線材の製造
方法が得られる。
【００２３】また，本発明によれば，前記いずれかの電
子ワイヤー用複合金属線材の製造方法において，線径が
１５μｍ以下で可撓性を有し，導体抵抗が少なくとも１
４０Ω／ｍである事を特徴とする電子ワイヤー用複合金
属線材の製造方法が得られる。
【００２４】また，本発明によれば，前記電子ワイヤー
用複合金属線材の製造方法において，線径が１４μｍ以
下で，引張強度が破断荷重で１５ｇ以上である事を特徴
とする電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法が得られ
る。
【００２５】また，本発明によれば，前記したいずれか
の電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法において，前
記被覆層は，断面においてワイヤー軸方向に交差すると
ともに空孔の無い金属組織を有することを特徴とする電
子ワイヤー用複合金属線材の製造方法が得られる。
【００２６】ここで，本発明においては，耐熱性被膜に
用いる合成樹脂として，２００℃での耐熱性を有するポ
リエステルイミドの他に，ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ；テフロン）を用いることもできる。
【００２７】即ち，本発明では，芯材に強度の高いＷワ
イヤーを使用し，めっきにより導体抵抗の低いＣｕ又は
Ａｇを被覆した複合線を作製することにより，導体抵抗
を低く抑えつつ，引張り強度の高く且つ耐熱性樹脂によ
る絶縁性被覆の容易な極細線を供給するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【００２９】図１は本発明の実施の形態による電子ワイ
ヤー用複合金属線材の金属組織を示す電子顕微鏡写真で
ある。図１に示すように，電子ワイヤー用複合金属線材
は，中心部にタングステン（Ｗ）ワイヤー１，その周囲
にＣｕ被覆層２が形成されている。この電子ワイヤー用
複合金属線材は，電子機器に使用される電子ワイヤーと
して用いられるために，その周囲に，表層として合成樹
脂からなる絶縁層３が図示のように形成される。尚，図
１において，絶縁層３の周囲には，試料を埋め込むため
の樹脂が示されている。
【００３０】Ｃｕ被覆層２は，Ｗワイヤー軸方向に直角
に交差する組織をもち，実質的に空孔の無い，Ｗワイヤ
ーの表層に密着した金属組織を有する。また，絶縁層３
を形成する樹脂として，図１の例では，ポリウレタン樹
脂を用いているが，２００℃での耐熱性を有するポリエ
ステルイミド樹脂及びポリテトラフルオロエチレン樹脂
（ＰＴＦＥ；テフロン）が用いられる。
【００３１】本発明の実施の形態による電子ワイヤー用
複合金属線材では，任意の太さのＷワイヤーに電気伝導
度の高く且つＷと反応しないＣｕかＡｇの内の少なくと
も一種を被覆することにより任意の強度，任意の導体抵
抗を持つように作製したものである。
【００３２】ここで，Ｃｕ被覆層２の厚みは，Ａｇ被覆
層の場合も同様に，０．５μｍより薄かった場合，導体
抵抗が高くなりすぎて，電子ワイヤー用複合金属線材と
しては使用できなくなり，逆に厚すぎた場合，全体の線
径を細くするために芯材のＷを細くすることになり，必
要な強度が得られなくなってしまうので，０．５μｍ以
上であることが必要である。
【００３３】また，一方微弱な磁界を検出するために
は，導体といっても程々の電気抵抗があるが良い場合が
あり，導体径が太くなると導体抵抗が低くなるため極細
線化が進み，既述構成の複合線が好ましい。
【００３４】また，本発明の実施の形態による電子ワイ
ヤー用複合金属線材では，表面に被覆処理を施し密着性
を向上させるために，Ｗワイヤー１の表面状態は，電解
研磨により清浄化され，かつ程々の面粗さを有すること
が望ましい。このＷワイヤー１上にめっきにより被覆
し，電子ワイヤー用複合金属線材とする。
【００３５】本発明の実施の形態におけるこのＷワイヤ
ー上の具体的なめっきの方法としては，先に清浄化され
たＷ表面を成膜させる銅が強固に又実用上支障無い程度
に成膜速度が確保できるようにする為，キャタライズ工
程では，塩化パラジウム，塩化第一錫の共存下で行う事
と，少なくともめっきの初期は塩化銅を含む硫酸銅基溶
液にホウ酸を硫酸銅に対し２ｗｔ％以上含有した溶液で
めっきを行う事で，Ｗワイヤーと直角な組織で空孔の無
い所謂緻密な銅組織を形成させることが出来る。
【００３６】此のことにより，本発明の実施の形態にお
いては，Ｗ表面に出来た所謂めっきの種を秩序良く積み
上げることとなり，結果として粒子を細かく付け，６０
０〜８００℃の水素中でアニールを行う事で安定しため
っきが出来るように成った。
【００３７】これにより作製された複合線はめっき粒子
が細かいため空孔が無く，かつワイヤーと垂直（直角）
な組織を持たせることが出来る。
【００３８】ここで，本発明の実施の形態において，め
っきは，被処理物表面に生成する初期段階の種をゆっく
りと成長させることが大切で，通電の具体的コントロー
ルとしては，初期には低い電流，電圧とし，徐々に所望
の設定値に上昇させると良い。このことも緻密な被覆層
形成の要因である。およそ１〜２Ｖ，４０Ａ／ｄｍ2位
である。このように空孔が無く密に被覆層が形成される
ことにより導体抵抗が抑えられ，かつ強固にＷワイヤー
とくっつく事になる。また，本発明の電子ワイヤー用複
合金属線材では，このような組織を有することにより熱
膨張差による剥がれの発生の不安が解消される。
【００３９】一方，電気抵抗，熱抵抗の小さい金属群か
らＣｕ，Ａｇを選択したが，後者のＡｇについても当然
可能である。
【００４０】但し，Ａｇめっきによる方法は，純金属相
としての被覆層がＣｕより制御し難く次の点に留意しな
ければならない。
【００４１】（１）銅より電流密度を低く抑える。銅
は，６０〜９０Ａ／ｄｍ2 で可能であり，銀は３０〜６
０Ａ／ｄｍ2 で可能である。
【００４２】（２）めっきの線速度は，銅１０〜２５ｍ
／ｍｉｎ，銀５〜１３ｍ／ｍｉｎ。
【００４３】又，それぞれの融点を鑑みて銅より１００
℃アニール温度を下げて行うのが好ましい。
【００４４】これらの電子用複合金属線材は，Ｗ単体で
は困難な溶接や，半田付けが被覆層があるおかげで容易
に出来る場合もある。
【００４５】また，これらの電子ワイヤー用複合金属線
材は，殆ど周辺の部品との導体やコイルに発生する磁場
を利用する。導通が必要な時には，線同士の接触では，
絶縁してなければ，役を果たさない。一方，磁場を利用
する場合においても，コイルの一巻一巻は絶縁が必要で
あり，通常は，絶縁被覆されて用いられる。絶縁の方法
としては，種々の合成樹脂被覆が従来よりなされてきて
おり，殆どの場合，同様の技術で処理為れば良い。表面
が銅や銀であれば，処理及び密着性も確立できている。
Ｗ単体では，困難であるが，ＣｕやＡｇをＷ上に被覆す
ることにより，テフロンやポリエステルイミド等の絶縁
皮膜を容易に被覆することができる。
【００４６】特に，ポリエステルイミドを被覆すること
により絶縁性を有し，市場要求である２００℃での耐熱
性を有する電子ワイヤーが作製できる。
【００４７】尚，ハードディスクドライブの方式には，
いくつかあり，その内メタルインギャップ方式ではセラ
ミックコアに，２０〜３０μｍの銅や銅合金の絶縁性ワ
イヤーを巻いていた。この分野でも，サイズの小型化は
急速に進んでおり，本発明の実施の形態による電子ワイ
ヤーも十分適用可能である。
【００４８】次に，本発明の実施の形態による電子ワイ
ヤー用複合金属線材の具体的な製造について説明する。
【００４９】（第１の実施の形態）１５μｍまで線引き
加工を施した後，電解研磨により８μｍに仕上げ，表面
の面粗さが，Ｒｍａｘ０．２μｍ程度のＷワイヤーを塩
化パラジウム，塩化第１錫を溶かした塩酸酸性溶液で約
５分キャタライズさせ，次に硫酸銅に対し，１０ｗｔ％
の塩化銅を混合溶解しためっき液にホウ酸を硫酸銅に対
して，２．５％添加（２％未満では効果が薄い）し，電
流密度９０Ａ／ｄｍ2 ，ワイヤースピード２０ｍ／ｍｉ
ｎの条件でめっき厚さ３．３μｍのＣｕめっきを施した
後，めっき液の濃度を半分にし，電流密度を１５Ａ／ｄ
ｍ2 として同じ線速で所謂仕上げめっきを０．２μｍ施
した後，洗浄乾燥し，７００゜ＣのＨ2 雰囲気中で，ア
ニールを行い，トータル線径１５μｍでめっき層に欠陥
のないＣｕ被覆ワイヤーを得た。
【００５０】これらのワイヤーの機械的特性及び電気的
特性を下記表３に示す。比較用に１５μｍのＣｕワイヤ
ーを用意した。
【００５１】ここで，ポリウレタン絶縁被膜は，銅のめ
っき表面が凹凸の状態による安定して成膜しない。した
がって，仕上げめっきで，低速成膜を行うことで，絶縁
被膜を良好にすることができる。また，溶媒に解けたポ
リウレタン中を通して被覆するが，この時の銅表面にポ
リウレタンがコブ状になったり，剥離，フクレが起きた
りすることが多い。したがって，仕上げでの低速メッキ
が大切である。
【００５２】
【表３】
【００５３】上記表３に示すように，本発明の第１の実
施の形態により作製した電子用複合金属線材は，線径１
５μと細いにもかかわらず，導体抵抗がＣｕワイヤーよ
りも幾分高いが，２０ｇの破断荷重を有していることが
わかる。この電子用複合金属線材を小型モーターのコイ
ルに組み込むことを想定して，所定の巻き数巻いたコイ
ルに電気を通じた所，絶縁不良もなく，また，巻き数と
導体特性に見合う磁気特性が得られた。
【００５４】（第２の実施の形態）第１の実施の形態の
めっきと同様の方法でめっき厚さ０．５μｍ，トータル
線径１５μｍのＣｕ被覆ワイヤーを作製した。
【００５５】絶縁被覆としてポリエステルイミドとポリ
ウレタンをそれぞれ２．５μｍの厚さで被覆し常温と２
００℃の絶縁テストを行った。その結果を以下の表４に
示す。
【００５６】また，ポリウレタンを被覆したものは，図
１の電子顕微鏡写真に示されているが，ポリエステルイ
ミドを被覆したものも同様な組織を呈した。
【００５７】
【表４】
【００５８】本発明の第２の実施の形態による電子用複
合金属線材にポリエステルイミドを被覆した電子ワイヤ
ーとして超ＬＳＩ検査用プロープコンタクトのプランジ
ャーコンタクトに使用した結果，導通検査にも適用でき
る実用的プローブコンタクトが作製できた。
【００５９】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，強度が高く，なおかつ導体抵抗の低い電子ワイヤー
用複合金属線材とその製造方法とを提供することができ
る。
【００６０】さらに，本発明によれば，前記電子ワイヤ
ー用複合金属線材の表層に，容易に耐熱絶縁樹脂被覆を
形成することができる電子ワイヤー用複合金属線材とそ
の製造方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による電子ワイヤー用複合
金属線材の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１ タングステン（Ｗ）ワイヤー ２ Ｃｕ被覆層 ３ 絶縁層（ポリウレタン樹脂）
フロントページの続き (72)発明者 市田 晃 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 金子 信一 新潟県長岡市大島本町３丁目１番23 第１ 吉栄荘74号室 (72)発明者 大串 正 新潟県長岡市表町１丁目10番７ リバービ ュー長岡515号 (72)発明者 島津 毅弘 新潟県長岡市槙山町1737番地１

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タングステンワイヤーと前記タングステ
    ンワイヤー表面に形成された導電性の被覆層とを備え，
    前記被覆層は，導電性金属めっきによって形成されてい
    ることを特徴とする電子ワイヤー用複合金属線材。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電子ワイヤー用複合金属
    線材において，前記導電性金属は，Ｃｕ及びＡｇの内の
    少なくとも一種からなることを特徴とする電子ワイヤー
    用複合金属線材。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電子ワイヤー用複合金属
    線材において，線径が１５μｍ以下で，可撓性を有し，
    導体抵抗が少なくとも１４０Ω／ｍである事を特徴とす
    る電子ワイヤー用複合金属線材。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の電子ワイヤー用複合金属
    線材において，線径が１４μｍ以下で，引張強度が破断
    荷重で１５ｇ以上である事を特徴とする電子ワイヤー用
    複合金属線材。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４の内のいずれかに記載の
    電子ワイヤー用複合金属線材において，前記被覆層は，
    断面においてワイヤー軸方向に交差するとともに空孔の
    無い金属組織を有することを特徴とする電子ワイヤー用
    複合金属線材。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５の内のいずれかに記載の
    電子ワイヤー用複合金属線材の前記被覆層の上に更に表
    層としてポリエステルイミドからなる耐熱性絶縁被膜を
    有することを特徴とする電子ワイヤー。
  7. 【請求項７】 タングステンワイヤー表面に導電性の被
    覆層を導電性金属めっきによって形成することを特徴と
    する電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の電子ワイヤー用複合金属
    線材の製造方法において，前記導電性金属は，Ｃｕ及び
    Ａｇの内の少なくとも一種からなることを特徴とする電
    子ワイヤー用複合金属線材の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の電子ワイヤー用複合金属
    線材の製造方法において，前記導電性金属は，Ｃｕから
    実質的になり，タングステンワイヤーのキャタライズを
    塩化パラジウム，塩化第１錫の共存下で行い，少なくと
    もめっきの初期においては，ホウ酸を硫酸銅に対し，２
    ｗｔ％以上含有してなるめっき浴で形成することを特徴
    とする電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項７乃至９の内のいずれかに記載
    の電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法において，線
    径が１５μｍ以下で可撓性を有し，導体抵抗が少なくと
    も１４０Ω／ｍである事を特徴とする電子ワイヤー用複
    合金属線材の製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の電子ワイヤー用複合
    金属線材の製造方法において，線径が１４μｍ以下で，
    引張強度が破断荷重で１５ｇ以上である事を特徴とする
    電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項７乃至１１の内のいずれかに記
    載の電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法において，
    前記被覆層は，断面においてワイヤー軸方向に交差する
    とともに空孔の無い金属組織を有することを特徴とする
    電子ワイヤー用複合金属線材の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010171378A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Junde Li 合金線およびその製造方法
US7956469B2 (en) 2007-07-27 2011-06-07 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same
KR101106011B1 (ko) 2009-05-28 2012-01-17 주식회사 샤인 내식층을 가지는 페라이트계 스테인리스 강선
KR101106010B1 (ko) * 2011-06-27 2012-01-17 주식회사 샤인 내식층을 가지는 페라이트계 스테인리스 강선의 제조방법
US8901569B2 (en) 2010-02-19 2014-12-02 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Power semiconductor device
JP2020033631A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 タングステン線及び弾性部材

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