JPS6092011A - 超極細線導体の製造方法 - Google Patents

超極細線導体の製造方法

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JPS6092011A
JPS6092011A JP58198049A JP19804983A JPS6092011A JP S6092011 A JPS6092011 A JP S6092011A JP 58198049 A JP58198049 A JP 58198049A JP 19804983 A JP19804983 A JP 19804983A JP S6092011 A JPS6092011 A JP S6092011A
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稔 横田
Kazuo Sawada
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026Alloys based on copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
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    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、たとえば電子時計用マグネットに使用され
る巻線や集積回路の配線に使用されるボンディングワイ
ヤ等の超極細線導体G、:rIRする。
先行技術の説明 近年、電子材料や電子機器等の発達に伴い、電子時計用
マグネットに使用れる巻線や集積回路の配線に使用され
るボンディングワイヤ等の導体はますます細線化が要求
されてきた。これらの細線化は、電子機器の小型化や密
な配線を可能にするための重要な鍵の1つである。
しかしながら、従来、鋳塊を順次加工してゆきたとえば
直?!50μm以下の超極細線を得ようとすると、種々
の問題点が生じていた。すなわち、素材となるべき鋳塊
が半連続式鋳造法や連続式鋳造法等の通常の鋳造法で作
られているものならば、伸線加工性が優れず、加工途中
において断線し所望の製品を得ることが困難であったり
した。また、伸縮加工時における断線頻度数が多く(言
い換えれば、断線俵新たに伸線加工された線材が次に断
線するまでの重量が、小さい)、そのため生産効率の悪
化、歩省りの低下、製品のコストアップなどを来たして
いた。
上述の問題点は、主に超極@糠の素材となるべき鋳塊に
起因する。なぜなら、通常の鋳造法によって製造された
鋳塊には、■溶解・鋳造工程で異物が混入する、■凝固
時に引は巣が生ずる、■鋳塊中にガスが残存する、■含
有合金成分の偏析が生ずる、■結晶学的方位がその後の
加工にとって必ずしも好ましいものではない、等の欠点
が存在しており、これらが原因となって鋳塊の伸線加工
性を悪くしているからである。
発明の目的 それゆえに、この発明の主たる目的は、素材となるべき
鋳塊が上述の欠点を有しないよう(し、そしてこの鋳−
を順次加工していくことによって111111I輪導体
を得ようとする、超極輯輪導体の製造方法を提供するこ
とである。
発明の構成 この発明は、面心立方格子型結晶構造となるべき組成の
合金を、単結晶となるように処理し、その後、この合金
に冷−加工または温間加工を施すことによプて超極ll
l1a導体を得ることを特徴とする超極@線導体の製造
方法である。
rli心立方格子型結晶構造となるべき組成の台金」と
したのは、この結晶構造ならばすべり聞が多く、結晶学
的に塑性加工しゃすく超極11111G−まで加工する
のに適しているからである。
「申枯晶となるように処理する」としたのけ、このよう
にすれば従来よく見られていた鋳造欠陥が生じにくいか
らである。すなわち、まず第1に、単結晶であるので、
従来よく見られていた結晶粒界(おける偏析をなくすこ
とができるからである。
さらに、単結晶は、一般的に、8!痘勾配を持たせて一
方向的に凝固させて作られるものであるので、鋳塊中に
異物が混入または残存するのを防止できること、脱ガス
を完全に行なうことができること、引1プ乗を生じさせ
ないこと、等の利点が得られるからである。
なお、上述した単結晶の長手方向の方位は、結晶の<1
11>方向または(112>方向であるのが望ましい、
なぜなら、この結晶方位であるならば、良好な伸線加工
性が得られるからである。
上述のように、素材となるべき鋳塊が伸線加工性に優れ
たものであるので、冷間加工における減面率を99%以
上にすることも可能となる。また、鋳造欠陥を有せずか
つ伸線加工性に優れた素材に冷fIl加工またはsm加
工を施すことによって得られた超極@線導体は、たとえ
ば電子機器のマグネットワイヤ用巻線として使用される
。この場合、使用される材料はCu、またはCu合金等
であり、好ましくは、導体上に、エナメルが被覆されさ
らに焼付処理されている。
なお、合金の単結晶処理は、ブリッジマン法や浮遊帯溜
S法等の公知の単結晶作成方法によって行なわれる。
実施例 11図に模式的に示すブリッジマン法単結晶作成装置に
よって、珂電解銅(純度99.997%)からなる直1
!201■の単結晶インゴットを得た。
より詳しく説明する1図において、鉛直に吊り下げられ
た上下に長いるっぽ1内(は、溶融状態の#12が入っ
ている。そして、るっぽ1の移動l!路を囲むように、
管状の加熱炉3が配置される。加熱炉3内は、A「ガス
雰囲気下に−かれ、その長手方向の温度勾配は3℃/−
騰であった。なお、るつぼ1の先端部には毛細管4が設
けられており、そこに種子結晶5を挿入して結晶の成長
方位を<112>となるようにした、そして、るっぽ1
をQmm/hrの速度で下方に移動させていくと、綱2
はるつぼ1の底から上方に徐々に凝固してゆき、単結晶
のインゴットが得られた。
このインゴットに、冷開圧延、冷閣伸翰および中一段階
での焼鈍の各処理を1目実施して、直径0.03m−の
超極幅線に加工した。このとき、中m焼鈍後の冷開加工
度は、減面率99.2%で寅施した。
この場合において、最終伸線加工時の1断線あたりの平
均伸縮加工重量は、約25kaであった。
一方、同一原材料を用いて従来の半連続鋳造、熱間圧延
、および冷間伸線(最終冷開加工度は99゜2%)を行
なって超極細線を製造した場合、その加工重量は約2k
Oである。したがって、この発明に従って製造された超
極ll141!導体は、従来のものに比べて、極めて伸
線加工性に優れていることが判明した。
:1iJiJLL 実施例1に示された製造方@(この発明の一実施例)に
よって作成された銅導体上に、エナメルを被覆・焼付け
してマグネットワイヤ用巻線を製造した。同様に、従来
の方法によって作成された銅導体上に、エナメルを被覆
・焼付けしてマグネットワイヤ用巻線を製造した。この
両巻線の破断荷重とそのときの伸びとを比較調査したと
ころ、以下の結果が得られた。
すなわち、この発明に従って製造された銅導体では、破
断荷重が20g、伸びが28%であったのに対し、従来
の製造法によって得られた銅導体では、破断荷重が18
01伸びが22%であった。
つまり、破断荷重および伸びの両者において、この発明
に従って製造された銅導体の方が優れていることが判明
した。
去JJI 第1図に示される装置を使用して、cu 5%3n合金
からなる直径101mの単結晶インゴットをIJ造した
。なお、長手方向の結晶方位は〈111〉方向となるよ
うにされた。このインゴットを、直径11IIlにて中
間焼鈍した後、冷間伸線によって直径0.04mmにま
で伸線加工した(冷間加工度は約99.8%)。
このときの1断線あたりの平均伸wAfiIIは、約2
7kaであった。一方、従来の水平連続鋳造法によって
得られた直径10−のインゴットを同様の加工・熱処理
工程を経て伸縮加工した場合、1断線あたりの平均伸線
重量は、約4koである。したがって、この発明に従っ
て超極細線を製造すれば、優れた伸線加工性が得られる
ことが判明した。
友m 第2図は、公知の浮遊帯溶融法による単結晶作成装置を
示す図である。図において、11は多結晶試料棒であり
、この実施例ではAl1−1%81多結晶梓が使用され
た。12は溶融帯、13は種子結晶、14は高周波コイ
ルを示す。この装置は、よく知られているように、多結
晶試料棒11を両端で鉛直に保持し、その一部を高周波
コイル14によって加熱溶融して溶融帯12を作り、こ
の溶融帯12を試料棒の一端から他端にまで移動させる
ことにより、単結晶化するものである。
この装置によって、真空下でへ見−1%Stからなる直
径10腸−の単結晶インゴットを作成した。
なお、このとき、種子結晶13を用いて、結晶の成長方
位が<111>方向となるようにした。このインゴット
を直径1−にて中間軟化した後、直径0.03111に
まで冷間にて伸縮加工した。
比較のため、従来の半連続式鋳造と熱間押出し法によっ
て得られた同一組成の合金からなる直径1Qiiの荒引
線を、それ以後同一工程で冷間伸線と中間軟化の各処理
を施すことによって直径0゜03鵬望にまで加工した。
1断線あたりの平均伸輸更量は、前者(この発明に従っ
て製造された超極細線)の場合950gであり、後者(
従来のtJ造法によって製造された超極細線)の場合1
20gであった。
また、上述のようにして得られた超極細線をICのボン
ディングワイヤとして使用したところ、この発明の製造
法に従って製造されたAA−1%81合金は、高強度で
信頼性が高いものであった。
効果 以上のように、この発明によれば、面心立方格子型結晶
構造となるべき組成の合金を、単結晶となるように処理
し、その後、この合金に冷間加工または温間加工を施す
ことによって超極細線導体を得ようとするものであるの
で、素材となるべき鋳塊の伸線加工性を大幅に向上させ
ることができ、伸線加工工程での断線を少なくすること
ができる。
その結果、歩留りの向上や生産性の向上を図ることがで
き、ひいては超極III導体の製造コスト、鯛品コスト
を低減することができる。さらに、結晶の成長方位を訓
Wすることが可能であるので、超極m線の機械的特性を
良好にすることができる。
そのような良好な超極imtよ、たとえば、電子機器の
マグネット用超極VAFi1巻Im導体(この場合、た
とえばQu、Cu合金が用いられる)として、または、
束積回路の配線用ボンディングワイヤ(この場合にはた
とえば、All、76111合金、AfL。
AQ、合金、An 、An合金が用いられる)として、
または電子m器の配線用導体(この場合にはたとえば、
CII、CL1合金等が用いられる)と1ノで、有効に
利用されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ブリッジマン法単結晶作成装置を模式的に示
ず図である。第2図は、浮遊帯溶ia法による単桔品作
成装置を模式的に示す図である。 図において、1はるつぼ、2は銅、3は管状加熱炉、4
は毛@管、5は種子結晶、11は多結晶高周波コイルを
示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 面心立方格子型結晶構造となるべき組成の合金
    を、単結晶となるように処理し、その後、該合金に冷間
    加工または温間加工を施すことによって超極am導体を
    得ることを特徴とする、超極細ml導体の製造方法。
  2. (2) 前記単結晶の長手方向の方位は、結晶の<11
    1>方向または<112>方向であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の超極細線導体の製造方法。
  3. (3) 前記冷間加工における減面率は、99%1ス上
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の超極細線導体の製造方法。
  4. (4) 前記冷間加工または温間加工を施すことによっ
    て得られた超極細線導体上に、エナメルを*iし、かつ
    、焼付けることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第3項のいずれかに記載の超極細線導体の製造方法。
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