JPS619538A - 分散強化合金線の製造方法 - Google Patents

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】 発明の目的 技術分野 この発明は、たとえば導電性が良好でかつ耐熱性あるい
は強度などを向上させるために金属材料に酸化物、等の
高温で安定な微細粒子を分散させた分散強化合金線の製
造方法の改良に関する。

従来技術 耐熱性等の特性を向上させるために、従来より金属ある
いは合金に微細な酸化物、炭化物、窒化物、硼化物等の
微細粒子を分散させた分散強化合金が種々開発されてき
ている。ところで、従来の分散強化合金の製造方法とし
ては、■固相変態法、■気相、固相反応法、■気相、液
相反応法、ならびに■粉末冶金などがある。

しかしながら、従来のいずれの゛製造方法を採用したと
しても、長尺状の分散強化合金線を製造することは極め
て困難であった。また、たとえ長尺状の分散強化合金線
の製造が可能な場合であっても、その製造コストは極め
て高くつき、また、特に細線が必要な場合には加工も困
難で、工業的に分散強化合金細線を得ることは極めて困
難であった。

この発明が解決しようとする問題点 それゆえに、この発明の目的は、長尺状の細物分散強化
合金線を容易にかつ安価に製造し得る製造方法を提供す
ることにある。

発明の構成 問題点を解決するための手段 この発明は、要約すれば、金属または合金マトリックス
を準備し、該金属または合金の融点以上の温度にて安定
である無機物微粒子を前記金属または合金マトリックス
に混合し、該混合体をマトリックスの溶融状態とし、ノ
ズルから噴出させ、しかる後急冷凝固させることを特徴
とする、分散強化合金線の製造方法である。すなわち、
この発明は、無機物微粒子が分散された溶融状態の金属
マトリックスを、ノズルから噴出させ、しかる後急冷凝
固させることにより、分散強化合金線を得るものである
。

したがって、無機物微粒子としては、使用する金属また
は合金の融点以上の温度にて安定であるましい。１０μ
ｍ以上の径では、分散強化の効果を期待することができ
ず、また溶湯紡糸の際にノズルの閉塞が起こりやすいか
らである。

「急冷凝固」が条件であるため、噴出させるノズルは、
Ｑ、５ｍ以下のノズル径のものが好ましい。

０．５Ｍを越えると、冷却速度が遅くなり、連続的に長
尺状の複合材を得ることが困難だからである。

急冷凝固の条件としての冷却速度は、少なくとも１０９
℃／秒以上である。１０ｇ℃／秒より遅ければ、上記と
同様に長尺状の複合金属材を得ることは困難だからであ
る。

また使用する金属または合金マトリックスとしては、種
々の金属材料および合金材を用いることができるが、耐
熱導電線としての目的のためには銅やアルミニウムのよ
うな導電性に優れた合金が好ましい。

さらに、金属または合金マトリックスを溶融状態とする
ための加熱手段としては、高周波加熱、電気炉など種々
の加熱手段を用いることができる。

次に、第１図を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図は無機物微粒子が分散された溶融金属マトリック
スを噴出させた状態を示す略図的断面図である。第１図
において、るつぼ１内には金属マトリックス２が充填さ
れており、該金属マトリックス２内には無機物微粒子３
が分散されている。

るつぼ１内には、無機物微粒子３を金属マトリックス２
に均一に分散させるために攪拌機構７が設けられている
。金属マトリックス２は、るつぼ１の周囲に配設された
加熱源としての高周波コイル４により加熱されて溶融状
態とされている。この状態で、るつぼ１の上方からは入
方向に加圧ガスが吹き込まれており、該ガスの圧力によ
り、るつぼｌの先端のノズル５から溶融金属流が噴出さ
れている。該溶融金属流内では無機物微粒子は、溶融金
属流に均一に分布されているが、この状態のままこの溶
融金属流は直ちに急冷され凝固される。よって、この発
明の方法によれば、無機物微粒子が均一に分布された長
尺状の分散強化合金線を得ることができることがわかる
。

第１図に示した溶融金属流６を急冷凝固させる手段とし
ては、たとえば回転液中紡糸法、およびロール急冷法な
どの公知の方法を用いることができる。第２図および第
３図は、回転液中紡糸法にて急冷凝固させる装置の一例
を示す縦断面図および横断面図を示す。第２図および第
３図から明らかなように、回転液中紡糸法では、ノズル
５から噴出されたジェット流は、回転ドラム１１の内面
に遠心力により保持された冷却液体１２内において急冷
され凝固される。

他方、第４図はロール急冷法により複合金属材を得る場
合の装置の略図的断面図を示し、ここでは第４図から明
らかなようにノズル５から噴出された溶融金属流はそれ
ぞれ、ＢおよびＣ方向に回転するロール２１．２２に接
触することにより急冷・凝固されて分散強化合金線とな
る。

この発明における急冷凝固手段としては、上記のような
回転液中紡糸法およびロール急冷法のほか回転ドラムを
直接溶融金属流を噴射して冷却する方法など任意の方法
を用いることができることは言うまでもない。

実施例の説明 実施例１゜ ＡＪ９　　に、粒径的０．１μｍのＡｊ’ｇＯＢ微粒子
を体積％で２９６配合し、先端に細径ノズルを有するる
つぼ内に充填し、高周波コイルにて溶解し、しかる後回
転水中紡糸法により直径２００μｍの複合金属材料より
なる丸線に紡糸した。得られた丸線は、Ａｌマトリック
スにＡｊ’ｇＯｓ微粒子が均一に分布した理想的な分散
強化合金線であることが確められた。

この複合金属材の７５％、冷間加工後の耐軟化温度はＡ
ｌ　　の融点（６６０℃）に近かった。また導電率も５
８％ｌＡＣ３と優れた導電性耐軟化材料の線が得られた
。

実施例２゜ 上記のように作製した１００μｍｇ　　の線をポールボ
ンディングによるボンディング線として半導体の配線に
接続するテストを実施した所、ボール部のネック部分の
強度低下も少なく、好適であることが判明した。

実施例３゜ Ｃｕ−１，５％Ｂｅ合金に、平均粒径０．０２μｍのＡ
Ａ’ｇＯｓと５ｉ（Ｌ＋とＴｈＢ４微粒子複合体を体積
％にて３％配合し、実施例１と同様の方法にて直径１０
０μｍの丸線に紡糸した。

得られた丸線は、導電率９７％、引張り強度３０Ｋｇ／
ｍｘ”、伸び１５％、軟化温度約８００°Ｃと、耐熱性
に極めて優れた導電材料であることが確められた。

実施倒毛 溶解したニッケルにＳｉＣ粒子を５体積％となるように
混合したものを、双ロールカ式により厚み５０μｍ１幅
２Ｍの分散強化合金平角線を試作した。

得られた分散強化合金線中において、Ａ？＋Ｏｓ微粒子
は均一に分散しており、したがって理想的な分散強化合
金線を得ることができた。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、金属または合金マト
リックスを準備し、該金属または合金の融点以上の温度
にて安定である無機物微粒子を金属または合金マトリッ
クスに混合し、該混合体をマトリックスの溶融状態とし
、ノズルから噴出させ、しかる後急冷凝固させるもので
あるため、単一の金属材料よりなる金属細線の製造方法
である溶融紡糸法と本質的に同様の装置で溶融状態の金
属マトリックスから直接製造することができるので、長
尺状の細物分散強化合金線を容易にかつ安価に製造する
ことが可能となる。

この発明は、耐熱性導電材料あるいは高強度構造用材料
など、分散強化合金線の一般の製造方法に応用すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

れた状態を示す縦断面図であり、第２図および第３図は
、この発明を実施するための装置の一例を示す縦断面図
および横断面図であり、いわゆる回転液中紡糸法と呼ば
れる方法を実施するための装置を示す。第４図は、この
発明を実施するための装置の他の例を示す略図的断面図
であり、いわゆるロール急冷法と称される急冷凝固方法
を実施するための装置を示す。 図において、２は金属マトリックス、３は強化粒子、４
は加熱源としての高周波コイル、５はノズル、６はノズ
ルから噴出された溶融金属流を示す。７は攪拌機構、１
１は回転ドラム、１２は冷却液体、２１・２２はロール
である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属または合金マトリックスを準備し、該金属ま
   たは合金の融点以上の温度にて安定である無機物微粒子
   を前記金属または合金マトリックスに混合し、該混合体
   をマトリックスの溶融状態において、ノズルから噴出さ
   せ、しかる後急冷凝固させることを特徴とする、分散強
   化合金線の製造方法。
2. （２）前記急冷凝固は、回転液中紡糸法で行なう、特許
   請求の範囲第１項記載の分散強化合金線の製造方法。
3. （３）前記無機物微粒子として、直径１０μｍ以下の酸
   化物もしくは炭化物もしくは窒化物もしくは硼化物を用
   いる、特許請求の範囲第１項または第２項記載の分散強
   化合金線の製造方法。
4. （４）前記ノズルとして、ノズル内径が０．５ｍｍ以下
   のノズルを用いる、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分散強化合金線の製造方法。
5. （５）前記分散強化合金線の用途が半導体配線用ボンデ
   ィングワイアである、特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかに記載の分散強化合金線の製造方法。