JPS604526B2 - 電子部品用光沢めつきリ−ド線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主に抵抗器、コンデンサー等の電子部品又は電
子機器用リード線に係わるもので、優れた耐変色性、半
田付け性、溶接性、柔軟性を備えた光沢のある電気めっ
きりード線に関するものである。

以下「めつき」という言葉はすべて「露気めつき」を指
すものとする。従釆、特にアルミコンデンサー、アルミ
電解コンデンサー等に使用されるリード線は、その構造
上長ご約１０〜５仇岬こ切断されたアルミ線とのつき合
わせ溶接をする際の溶接性の観点から、第１図に示す如
く、銅線、銅合金線、銅燈鋼線、軟鋼線などの金属線１
の上に錫めつき２を施した線が使用されてきた。

しかし上記錫めつき線は主として次に述べるような欠点
を有している。

■ 半田めつき線に比べ半田付け性が悪い。

電子部品用のりード線として半田付け性は最も重要な特
性であるが、例えば錫３０％、鉛７０％の重量組成比の
半田めつき線に比べて半田付け性が悪く、いよいよ半田
付け性不良事故を発生した。この原因としては、通常の
半田付け温度が、２３００〜２４０つ○であり、半田め
つきの場合その組成比のほとんどの場合１８３午Ｃにて
一部溶融し始めるのに対し、錫めつきの場合２３２℃に
ならないと溶融しないことが考えられる。■ ウィスカ
ーを発生する。

錫めつきはある使用条件下でウィスカーと呼ばれる針状
単結晶を発生し、部品相互の短絡事故を起こしやすい。

このような問題点を解決するために錫めつきの替りに、
鉛２〜９５重量％（以下、％と略す）、錫９８〜５％の
半田めつきを施したりード線が考えられた。鉛は、ウィ
スカー生成の防止に効果があり、同時に合金化によりめ
つき層の融点を下げて半田付け性を向上させる。しかし
この半田めつき線にもいくつかの欠点があり、それは主
として次の３点に要約できる。

■ 溶接欠陥を発生する。アルミ電解コンデンサー等を
製造する際、第２図に示す如く、金属線１の上にめつき
８を施したりード線をアルミ線９と溶接する工程があり
、その際リード線は瞬間的には２０００午○程度の高温
になる。

リード線のめつき層に鉛が含有されていると溶接に関与
する金属のうち、錫、銅、鉄、アルミニウム等は沸点が
いずれも２２００００以上であるのに対し、鉛のそれは
１７２ぴ○と低いため、溶接の瞬間に鉛が気化していま
いま溶接部にブローホール１０という欠陥を生じ、その
部分の強度を低下させるという好ましくない現象を生ず
る。

■ 半由めつきは通常無光沢めつきであるため、光沢を
出すための工程が必要である。

半田めつきは、部品メーカーより主として商品価値、半
田付け性の観点から光沢化を要求され、そのためのフェ
ルト研摩、あるいは線引ダイスによる研摩により光沢を
出している。

フェルト研摩では鉛を含む研摩粉を生じ、作業環境を悪
化させる。

一方ダイス研摩では厳密な寸法精度についての要求に合
わせるため頻繁なダイス交換が必要になって製造コスト
を高くし、また線がダイス通過時にわずかながら線引加
工を受けることになるので、金属線の機械的特性を変え
てしまうことになる。また同時に研摩粉の発生を伴ない
、さらにはダイスに研摩粉が固着して断線するなどの量
産上不適な欠点を含んでいる。

■ 無光沢半由めつきは耐変色性が低い。

無光沢めつき表面は光沢めつき表面に比べ凹凸が激しく
、実質表面積が大きい。

−そのため腐食性ガス等の吸着が容易となり、変色等の
腐食被害を受けやすい。このような半田めつき線の欠点
のうち、特に無光沢めつきに起因するものに対し、光沢
めつきに替える解決法も計られてきた。

しかし従来の光沢めつきは次の３つの理由から使用する
ことが困難であった。■ 光沢電気めつき層は、無光沢
電気めつき層に比べ、めつき層中への有機物の吸蔵が多
く、例えば発明者らの実施した例では、無光沢半田めつ
き層中の炭素吸蔵濃度はＩＱ柳程度であったのに比べ、
光沢半田めつき層においては１０の皿程度となり、この
ため半田めっきりード線を用いた部品が実装される時点
で半田付けされる際、吸藤有機物が分解してガス発生を
伴なうため、半田の濡れ性を阻害する。

特にフローソルダー等の短時間の半田付け時間での作業
においては、これは大きな問題となる。

■ 光沢半田めつき層は金８と錫の亀着比率が異なると
めつき層の柔軟性が異なる。

例えば自己線径でリード線を曲げあるいは巻きつけた場
合に、めつき層に割れ（クラツク）を生じない組成範囲
は、めつき厚さにも依存するが、通常めっきりード線が
施される代表的めつき厚さである１０ミクロンにおいて
は、鉛含有量が２０％以上であり、使用目的によっては
その要求を満足できない。■ 市販の光沢半田めつき用
の光沢添加剤の成分は多成分のものが多く、めつき液管
理、特に添加剤の補給が経験的になり、健全なめつき状
態を長期間維持することがむつかしく、熟練を要し、液
の寿名が短かし、。以上の理由から、従釆の錫および半
田めつき線は品質上「経済上の向上が望まれていた。

本発明は、上述の欠点を解消するもので、表面が美麗な
光沢を有し、曲げ、巻きつけ等の加工にも割れを生じな
い柔軟性と、使用中加熱を受けたり、長期間放置されて
も半田付け性が劣化しない耐熱・性、耐変色性と、アル
ミ線との溶援時強度が低下しない良好な熔駿性を備えた
光沢めっきりード線を提供せんとするものである。

本発明は「金属線と、その上の無光沢電気錫めつき層と
、さりこその上の光沢電気半由めつき層とより成ること
を特徴とする電子部品用光沢めっきりード線である。

第３図〜第５図は本発明のそれぞれ実施例を示す断面図
である。

図において、３は例えば銅または銅合金などよりなる金
属線１の上に施こされた無光沢電気錫めつき層で、４は
さらにその上に施こされた光沢電気半田めつき層である
。本発明において、金属線とは、銅、銅合金、例えば銅
に錫、銀、カドミウム、カルシウム、亜鉛、クロム、鉄
、ニッケル、アルミニウム等の１種以上の元素を添加し
たもの、欧鋼鉄線または複合線例えば鋼（鉄）線上にク
ラッド法若しくはめつき法により銅若し〈は鋼合金を被
覆した導電材料を意味する。

特に金属線として亜鉛を含む銅合金線を用いる場合には
第４図に示す如く、金属謙擬１と無光沢電気錫めつき層
３の中間に銅、ニッケルなどの金属よりなる亜鉛の拡散
防止用下地めつき層６を設ける。これにより亜鉛が素地
からめつき層中を拡散して、表面にて酸化皮膜を形成し
、半田付け性を阻害するという好ましくない現象を防止
することができる。第５図は金属線として複合線を使用
する場合を示し、６は鋼線または鉄線、７は銅または銅
合金被覆層を示す。

無光沢めつき層は、通常のホウフッ化俗、硫酸格、スル
フアミン酸格などによって形成され、その厚さは使用目
的によって異なり、無光沢錫めつき層３と光沢半田めつ
き層４の厚さの合計として５〜２５ミクロンであること
が多い。従がつて５〜２５ミクロンから一般的には後述
する光沢電気半由めつき層４の厚さを差し引いた厚さが
無光沢電気半田錫めつき層の厚さということになり、３
〜２４ミクロン程度になるが、用途に応じこの範囲に限
定されるものではない。一方、光沢電気半由めつき層は
、通常のホウフッ化格、硫酸浴、スルフアミン酸格、フ
ェノールスルフオン酸浴等に光沢添加剤を添加しためつ
き液により形成される。

光沢添加剤としては、有機物を中心としたものが多く、
例えば市販の石原薬品株式会社製ュニコンティンブラィ
ト（商品名）、西ドイツのブラスバーグ社製スタノスタ
ー（商品名）等を使用する。その厚さは、主として柔軟
性と半田付けＩ性の点から０．３〜５ミクロンが好まし
く、厳重に管理される必要がある。その理由は、光沢電
気半田めつき層が５ミクロンを越えて厚くなりすぎる場
合には、光沢めつき層は吸蔵された有機物によって脆く
なっているため、例えば自己径巻きつけにより大きなク
ラックを生じ、その結果耐変色性、半田付け性の低下を
ひき起こす。また全めつき層中に吸蔵される有機物の比
率が高くなり、めつき層の半田付け性を低下させる。ま
た０．５ミクロン未満の場合には、無光沢電気錫めつき
層表面の凹凸を充分には平滑化できないため光沢、耐変
色性が不充分となる。もちろん下層のめつき層の平滑度
とも関係し、平滑であるほど必要な光沢半田めつき層の
厚さは異なる。従って光沢半由めつき層の好適な厚さ範
囲は０．５〜５ミクロン程度であり、目的、用途に応じ
てこの範囲から選定される。次に光沢電気半由めつき層
の組成は、そのめつき厚さと関係し、溶接性、半田付け
性から決められる。鉛の含有量は２〜８０％が望ましく
、その理由は、２％未満では半田めつき層の融点が錫に
比べてさほど低くならなく、半田付け性も良くないため
であり、またウィスカーの生成を防止することができな
いためでもある。鉛の量が８０％を越えると、光沢めつ
き層自体の厚さとも関係するが、全めつき層中での鉛の
比率が高くなり、アルミ線との溶接の際ブローホールを
生成して、溶接箇所の強度を低下させ、溶後性を低下さ
せるので好ましくない。上述のように構成された本発明
の光沢めっきりード線は下記に述べる効果を有する。

■ 空気と接する最外層が光沢電気半田めつき層で平滑
な光沢面であるため、空気中の腐食性ガスの吸着が起こ
り１こく〈、従って表面の変色による半田付け性の低下
がない。

■ 表面の光沢電気半由めつき層を薄くしうるので、有
機物の吸蔵が少なく、半田付け時のガス発生を抑制し、
半田付け性が優れている。

■ 表面の光沢電気めつき層を薄くしうるので、曲げ巻
きつけ等の厳しい加工にも割れが発生しない柔軟性を有
する。

■ 表面が光沢電気半田めつき層で光沢を具備している
ので、フェルトあるいは線引ダイスによる研摩が不要で
あり、作業環境が改善される。

■ 表面の光沢電気半田めつき層の厚さと組成を適当に
選定して全めつき層中の鉛の量を調整することにより、
アルミ線との溶接時の多量の鉛の気化によるブロールホ
ールの生成と溶接性の低下という現象を防止できる。次
に実施例を用いて更に詳細に述べる。

実施例 １ 線径０．５肌の銅覆鋼線の上に無光沢電気錫めつき層を
１１Ａ、さらにその上に鉛５％、錫９５％の光沢電気半
田めつき層を３仏の厚さ施こし、本発明のめつき線を作
成した。

めつき用光沢添加剤としては西ドイツのブラスバーグ社
製スタノスターを用い、めつき格は通常のホウフッ化格
を用いた。比較のため、めつき厚を１４Ａの上述の光沢
半由めつき層と同一組成の無光沢半田めつき線と、光沢
半由めつき線、さらに無光沢錫めつき線を作成し、特性
を測定した結果は第１表に示すとおりである。第１表は
、自己径巻きつけによる割れ発生の有無、１７０２０で
２日ｒ力ｏ熱後の変色の有無、１７０午０で１、２、』
日のｏ熱後の半田付け性、アルミ線との溶接後の被断曲
げ回数を示す。ここで半田付け性は、線試料を２３００
０に保持した共晶半田組成の溶融格に２秒間浸債後、引
上げた時の浸薄部の半田による濡れ面積を百分率で表わ
したものである。

破断曲げ回数は、アルミ線と溶接後、リード線部分を下
方にしてｌｋｇの荷重をかけ、アルミ線部分をチャック
に挟んで保持した状態で、アルミ線部を９０ｏ宛左右交
互に曲げて被断するまでの回数を、９０ｏ曲げて元に戻
すことを１回として表わしたものである。第１表より、
本発明のめっきりード線は、自己径巻きつけて割れを発
生せず柔軟性があり、加熱によって変色せず、半田付け
性も低下せず、溶接後の曲げ特性が優れていることが分
る。

これに対し、光沢半田めつき線は自己径巻きつけで割れ
を発生し、曲げ特性が悪く、無光沢半田めつき線は加熱
により変色し、半田付け性が低下し、曲げ特性が悪く、
無光沢錫めつき線は、加熱により変色し、半田付け性の
低下が著しいことが分る。第１表 各種リード線の特性
比較実施例 ２ 実施例１と同様な方法で、第２表に示すように光沢半田
めつき層の組成と厚さを変えためつき線試料をつくり、
特性を比較した。

但し、無光沢めつき層と光沢半田めつき層の厚さの合計
は１４仏になるようにした。それらの特性の測定結果を
第２表に示す。表２ 第２表より、光沢半田めつき層の組成は、鉛が２％と少
ないものは半田付け性が低く、９０％と高し・場合には
曲げ特性が著しく低下するのに対し鉛が５％のものでは
厚さ２．７仏で加熱後の半田付け性、溶接後の曲げ特性
が優れていることがわかる。

また光沢半田めつき層の厚さは０．２仏と薄い場合には
めつき表面の平滑化が不充分であるため加熱により変色
が起こり、半田付け性も低下し、一方７仏と厚い場合に
は自己径巻きつけで割れを発生し、加熱により半田付け
性も低下するのに対し、厚さ２〆のものでは自己径巻き
つけで割れを発生せず、加熱によって変色せず、半田付
け性も低下せず、曲げ特性が優れていることがわかる。
以上述べたように、本発明の光沢めっきりード線は、優
れた特性を有するものであり、その断面形状は図に示し
た円形に限定されるものではなく、楕円、正方形、矩形
、多角形、その他の異形のものであっても差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の錫めつき線を示す断面図である。 第２図はめつき線とアルミ線を溶接した場合の溶接部を
示す縦断面図である。第３図〜第５図は本発明のリード
線のそれぞれ実施例を示す断面図である。１…・・・金
属線、２・・・・・・錫めつき、３・…・・無光沢電気
錫めつき層、４・・…・光沢電気半由めつき層、５・・
・・・・下地めつき層、６・・・・・・鋼または鉄線、
７・・・．・・鋼または銅合金被覆層、８・・・・・・
めつき、９・・・・・・アルミ線、１０……フローホー
ル。 オー図 才２図 才３図 才４図 才５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属線と、その上の無光沢電気錫めつき層とさらに
   その上の光沢電気半田めつき層とより成ることを特徴と
   する電子部品用光沢めつきリード線。 ２ 光沢電気半田めつき層の組成が鉛２〜８０％、錫９
   ８〜２０％である請求の範囲第１項記載の電子部品用光
   沢めつきリード線。 ３ 無光沢電気錫めつき層と光沢電気半田めつき層の厚
   さの合計が５〜２５ミクロンである請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の電子部品用光沢めつきリード線。 ４ 光沢電気半田めつき層の厚さが０．５〜５μである
   請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の電子部品
   用光沢めつきリード線。