KR100249922B1 - 구리 와이어 및 그 제조 방법 - Google Patents

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루돌프 비흐만
베른트 스나이더
울리케 봄레르
알 두안 어펄슨
로버트 제이 페드로
샤론 케이 영
로거 엔 라이트
스테펜 제이 코허트
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Abstract

본 발명은, 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정 구조를 갖는 구리 와이어에 관한 것이다. 본 발명은 또한 구리 와이어를 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 즉, 한가닥 이상의 구리 와이어를 형성하기 위해 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정구조를 갖는 어닐링할 수 있는 전착된 구리 박편이고, 177℃의 온도에서 15분 동안 어닐링한 후에 피로연성이 약 25% 이상인 것을 특징으로 하는 구리 박편의 절단 공정과, 상기 가닥에 소정의 단면 형상과 크기를 제공하기 위해 상기 와이어 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 구리 와이어 제조 공정에 관한 것이다. 본 발명은 또한 구리 와이어를 제조하는 공정에 관한 것이다. 아노드와 캐소드 사이에 약 5ppm까지의 염화 이온 농도와 약 2ppm까지의 유기 첨가 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 수용성 전해액을 흐르게 하고, 캐소드상에 구리 박편을 집적하기 위해 아노드와 캐소드를 통하여 효과적인 전압을 인가하는 공정과, 한가닥 이상의 와이어를 형성하기 위해 상기 박편을 절당하는 공정, 소정의 단면 형상과 크기를 상기 가닥에 제공하기 위해 상기 와이어의 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 구리 와이어 제조 공정에 관한 것이다.

Description

구리 와이어 및 그 제조 방법
구리 와이어 제조를 위한 종래 방법은 아래의 단계를 포함한다. 전해 구리 (전해 정제, 전해 추출, 또는 전해 정제와 전해 추출) 는 용융되어, 봉강 (bar) 형상으로 주조되고, 로드 (rod) 형태로 열간 압연된다. 그런 다음, 와이어가 신장될 때, 로드는 직경을 대칭적으로 감소시키는 인발 다이 (die) 를 통과함으로써, 냉간 가공된다. 종래 공정에서, 로드 제조자는 용융 전해 구리를 단면적이 약 7 평방 인치이고 단부를 둥글게 한 실질상 사다리꼴 형상인 단면을 갖는 봉강으로 주조한다. 상기 봉강은 모서리를 다듬기 위해 미리 준비한 단을 통과한후, 0.3125 인치 직경 구리 로드의 형상으로 존재하는 단으로부터 열두 개 압연대를 통과한다. 그 다음, 구리 로드는 표준 원형 인발 다이를 통해 소정의 와이어 크기로 감소된다. 전형적으로, 이러한 감소는 가공된 와이어를 부드럽게 하기 위하여 최종 어닐링 단계 및 일부의 경우에는 중간 어닐링 단계로하는 연속적 장치에서 일어난다.
구리 와이어 생산의 종래 기술은 많은 양의 에너지를 소비하고 값비싼 노동력과 투자비가 요구된다. 용융, 주조와 냉간 압연 공정은, 인발시 일반적으로 와이어 파단의 형태로 와이어 인발기에 문제를 부수적으로 야기할 수 있는 내화물과, 압연 재료등의 이 물질로부터 산화와 잠재적인 오염을 생산물에 부여하기 쉽다.
본 발명의 공정으로 인해, 종래 기술과 비교하여 보면, 구리 와이어는 간단하고 값싼 방법으로 생산된다. 본 발명의 공정은 구리 조각, 산화 구리 또는 재생 구리와 같은 구리 재료를 이용한다. 상기 공정은 구리 로드 피드스톡(feedstock) 을 제공하기 위하여 캐소드를 용융, 주조 및 열간 압연하여 구리 캐소드를 만드는 종래 기술의 제1단계 사용이 요구되지 않는다.
본 발명은 새로운 형상의 구리와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구리와이어는 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정 구조인 것을 특징으로 한다. 공정은 구리 박편을 전착하여 낮은 피로 연성을 형성하고, 한가닥 이상의 와이어를 형성하기 위해 박편을 절단하는 것과, 소정의 단면 형상과 크기를 와이어에 제공하기 위해 가닥을 쉐이핑 (shaping) 하는 단계를 포함한다.
제1도는 구리가 구리박편을 형성하기 위해 수직으로 배열된 캐소드상에 전착되고, 박편이 눈금 표로 절단되며, 캐소드에서 구리와이어의 가닥으로 제거된 후, 구리 와이어의 소정의 단면 형상과 크기로 제공되도록 쉐이핑되는 본 발명의 일 실시예를 도시한 작업 공정도.
제2도는 구리박편을 형성하기 위해 수평 방향의 캐소드상에 구리가 전착된 후, 박편이 캐소드로부터 제거되고, 한 가닥 이상의 구리 와이어를 형성하기 위해 절단된후, 구리와이어의 가닥이 소정의 단면 형상과 크기를 갖는 구리 와이어로 형성되도록 쉐이핑하는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 작업 공정도.
제3도 내지 제20도는 본 발명에 따라 제조된 와이어 단면의 형상을 도시한 도면.
제21도는 실시예 1 로 부터 박편 샘플 번호 5 의 단면을 800 배 확대한 현미경 사진을 도시한 도면.
제22도는 실시예 1 로 부터 박편 샘플 번호 8 의 단면을 800 배 확대한 현미경 사진을 도시한 도면.
본 발명은, 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정 구조를 갖는 구리 와이어에 관한 것이다. 본 발명은 또한 구리 와이어를 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 즉, 한 가닥 이상의 구리 와이어를 형성하기 위해 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정구조를 가진 어닐링할 수 있는 전착된 구리 박편과, 177 ℃ 의 온도에서 15 분 동안 어닐링한 후에 피로연성이 약 25% 이상인 것을 특징으로 하는 구리 박편의 절단 공정과, 상기 가닥에 소정의 단면 형상과 크기를 제공하기 위해 상기 와이어 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 구리 와이어 제조 공정에 관한 것이다. 본 발명은 또한 구리 와이어를 제조하는 공정에 관한 것이다. 아노드와 캐소드 사이에 약 5 ppm 까지의 염화 이온 농도와 약 2 ppm 까지의 유기 첨가 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 수용성 전해 액을 흐르게 하고, 캐소드상에 구리 박편을 퇴적하기 위해 아노드와 캐소드를 통하여 효과적인 전압을 인가하는 공정과, 한 가닥 이상의 와이어를 형성하기 위해 상기 박편을 절단하는 공정, 소정의 단면 형상과 크기를 상기 가닥에 제공하기 위해 상기 와이어의 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 구리 와이어 제조 공정에 관한 것이다.
첨부 도면에서 유사 부분과 형체는 동일 참조번호로서 나타내었다. 본 발명 구리 와이어는 독특하고 새로운 결합의 특성을 공개한 것이다. 일 실시예에서, 구리 와이어는 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정 구조인 것을 특징으로 한다. 일 실시예에서, 발명의 와이어는 본질적으로 쌍정입계가 없다. 일 실시예에서는 본 발명의 와이어는 실질적으로 다공질이 없다. ''본질적으로 원주 결정이 없음'', ''본질적으로 쌍정입계가 없음'', 그리고 ''실질적으로 다공질이 없음'' 이라는 표현은 대부분의 경우에 본 발명 와이어의 현미경 또는 투과전자 현미경 분석 (TEM) 에 의해 원주결정이 없고, 쌍정입계가 없거나 다공질이 없는 것을 설명하고 있지만, 소량의 원주결정조직, 쌍정입계조직 혹은 다공질이 관찰될 수도 있다. 일 실시예에서, 본 발명 구리 와이어는 무산소이다. 본 구리 와이어 발명의 장점은 종래 기술에서의 와이어보다 더욱 쉽게 인발될 수 있다는 것이다.
일 실시예에서, 본 발명 와이어의 평균 결정 크기는 약 8 마이크론 (μ) 정도이고, 일 실시예에서, 약 0.5 에서 8 마이크론의 범위내이다. 일 실시예에서 어닐링이나 열처리 전에 생산된 본 발명의 와이어는 평균 결정크기가 약 5 마이크론 범위내이며, 또는 일 실시예에서 약 0.5 에서 약 5 마이크론 범위내이며, 또한 일 실시예에서 약 1 에서 약 4 마이크론이다.
일 실시예에서, 본 발명 와이어는 23 ℃ 에서 최대 인장강도 (UTS) 가 약 60,000 내지 약 95,000 psi, 혹은 일 실시예에서 약 60,000 내지 85,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 65,000 내지 75,000 psi 정도의 범위를 가진다. 일 실시예에서, 상기 와이어에 대한 최대 인장강도는 180 ℃ 에서 약 22,000 내지 32,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 23,00 내지 30,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 25,000 내지 28,000 psi 정도의 범위를 가진다. 일 실시예에서, 본 발명 와이어의 연신율은 23 ℃ 에서 약 8 % 내지 18 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 9 % 내지 16 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 9 % 내지 14 % 정도의 범위를 가진다. 일 실시예에서, 본 발명에 대한 연신율은 180 ℃ 에서 약 24 % 내지 45 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 27 % 내지 42 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 29 % 내지 38 % 정도의 범위를 가진다.
일 실시예에서, 본 발명 구리 와이어는 냉간 가공되어 약 60 % 감소되며, 인장강도는 약 65,000 내지 90,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 70,000 내지 75,000 psi 의 범위내이며, 또한 연신율은 일 실시예에서, 약 0 % 내지 4 % 이며, 또한 일 실시예에서, 약 0 % 내지 2 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 1 % 를 가진다.
일 실시예에서, 본 발명 구리 와이어는 냉간 가공되어 약 60 % 감소된 후, 2 시간동안 200 ℃ 의 온도에서 어닐링된다. 본 발명 와이어는 약 25,000 에서 40,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 27,000 내지 30,000 psi 의 범위내에서 인장강도를 가지며, 또한 일 실시예에서 약 30 % 이상, 또는 일 실시예에서 약 30 % 내지 40 % 의 연신율을 가진다.
일 실시예에서, 본 발명 구리 와이어는 100 % 이상의 IACS (International Annealed Copper Standard) 전도도를 가지며, 또한 일 실시예에서 약 100 % 내지 102.7 % IACS 전도도를 가진다.
일 실시예에서, 본 발명은 구리 와이어를 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 즉, 하나 이상의 구리 와이어 가닥을 형성하기 위하여 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정구조를 가진 어닐링 할 수 있는 전착된 구리 박편과, 15 분 동안 약 177 ℃ 에서 어닐링 된 후에 피로 연성이 약 25 % 이상인 것을 특징으로하는 구리 박편을 절삭하는 공정, 와이어의 상기 가닥은 소정의 단면 형상과 크기로 상기 가닥에 제공하기위해 쉐이핑 공정을 포함하는 구리 와이어 제조 공정에 관한 것이다.
이 공정에 의해 사용된 구리박편은 독특하고 새로운 특성의 조화를 나타낸 구리 박편으로써 높은 피로 연성을 가진다. 상기 박편은 본질적으로 원주 결정이 없는 균일한 비방향성 결정구조를 갖는 낮은 온도에서 어닐링할 수 있는 박편들이며, 상기 박편은 15 분 동안 약 177 ℃ 에서 어닐링 된 후에 피로 연성이 약 25 % 이상인 것이 특징이다. 일 실시예에서, 상기 박편들은 피로 연성이 65 % 이상인 것을 특징으로 하는 어닐링된 박편들이다. 피로 연성 측정을 위한 절차는 IPC-TM-650의 시험 방법 2.4.2.1 에 나타나 있다. 피로 연성은 아래의 식을 이용해 계산된다.
[식 1]
Figure kpo00001
식 1 에서, Df는 피로 연성 (인치/인치(100.0배)), Nf는 피로 사이클, Su는 최대 인장강도 (psi), E 는 탄성계수 (psi), tM은 코어 (core) 두께 (inch), t 는 견본 측미계 두께 (inch), p 는 0.005 ㎜ (0.0002인치) 내의 축 곡률반경이다.
일 실시예에서, 상기 구리박편은 다루기 쉽고 표면질이 조절을 쉽게하기위해 높은 최대 인장강도를 가지며, 또한 균열을 줄이기 위해 상승된 온도에서 높은 연신율을 가진다. 일 실시예에서, 구리 박편은 무산소이다.
일 실시예에서, 상기 구리박편은 본질적으로 원주결정이 없는 균일한 비방향성 결정구조인 것을 특징으로 한다. 일 실시예에서, 상기 박편은 본질적으로 쌍정 입계가 없다. 일 실시예에서, 구리박편은 실질적으로 다공질이 없다. 상술한 바와 같이, ''본질적으로 원주 결정이 없음'', ''본질적으로 쌍정입계가 없음'', 그리고 ''실질적으로 다공질이 없음'' 이라는 표현은 대부분의 경우 본 발명 와이어의 현미경적 또는 투과전자 현미경 분석에 의해 원주결정이 없고, 쌍정입계가 없거나 다공질이 없다는 것을 설명하고 있다. 그러나 소량의 원주결정조직, 쌍정입계조직 또는 다공질이 관찰될 수도 있다.
일 실시예에서, 어닐링이나 열처리 전에 생산된 발명의 와이어는 평균 결정크기가 약 3 마이크론 범위내이며, 또한 일 실시예에서 약 0.5 내지 약 3 마이크론 범위내이며, 또한 일 실시예에서 약 1 내지 약 2 마이크론이다. 177 ℃ 에서 5 분간 열처리된 상기 박편은, 평균 결정크기가 약 5 마이크론 범위내이며, 또한 일 실시예에서 약 1 내지 5 마이크론 이며, 또한 일 실시예에서 약 2 내지 4 마이크론 범위내이다. 일 실시예에서, 200 ℃ 이상의 온도에서 30 분 이상 열처리된 상기 박편은, 상기 박편의 평균 결정크기는 약 8 마이크론 범위내이며, 또한 일 실시예에서 약 3 내지 8 마이크론, 또한 일 실시예에서 약 4 내지 7 마이크론 범위내이다.
일 실시예에서, 어닐링이나 열처리전에 생산된 구리 박편은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 60,000 psi 내지 95,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 60,000 내지 85,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 65,000 내지 75,000 psi 의 범위내 횡축 방향에서 23 ℃ 에서 최대 인장강도를 가진다. 일 실시예에서, IPC-TM-650 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 22,000 psi 내지 32,000 psi, 또한 일 실시예에서 약 23,000 내지 30,000 psi, 또한 일 실시예에서, 약 25,000 내지 28,000 psi 의 범위내 횡축 방향에서 180 ℃ 에서 최대 인장강도를 가진다. 일 실시예에서, 횡축방향 23 ℃ 에서 상기 박편의 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 8 % 내지 18 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 9 % 내지 16 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 9 % 내지 14 % 이다. 일 실시예에서, 횡축방향 180 ℃ 에서 상기 박편의 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 24 % 내지 45 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 27 % 내지 41 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 29 % 내지 38 % 이다.
일 실시예에서, 상기 구리 박편은 177 ℃ 에서 15 분간 열처리 되거나 어닐링되고, 횡축방향 23 ℃ 에서 상기 박편에 대한 최대 인장 강도는 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 42,000 psi 내지 70,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 44,000 내지 65,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 46,000 내지 60,000 psi 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축방향 180 ℃ 에서 상기 박편에 대한 최대 인장 강도는 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 22,000 psi 내지 32,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 23,000 내지 30,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 25,000 내지 28,000 psi 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축방향 23 ℃ 에서 상기 박편에 대한 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2.4.18 을 사용하여 측정한 약 15 % 내지 31 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 17 % 내지 27 % 이며, 또한 일실시예에서 약 19 % 내지 23 % 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축방향 23 ℃ 에서 상기 박편에 대한 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 15 % 내지 31 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 17 % 내지 27 % 및 일 실시예에서 약 19 % 내지 23 % 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축방향 180 ℃ 에서 상기 박편에 대한 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 24 % 내지 45 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 27 % 내지 40 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 29 % 내지 37% 의 범위내이다. 일 실시예에서, 구리 박편은 200 ℃ 이상의 온도에서 30 분 이상의 시간동안 열처리 되거나 어닐링되고 횡축 방향 23 ℃ 에서 시험될 때, 상기 박편에 대한 최대인장강도는 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 36,000 psi 내지 48,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 38,000 내지 46,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 40,000 내지 45,000 psi 의 범위내이다. 횡축 방향으로 180 ℃ 에서 시험될 때, 상기 박편에 대한 최대인장강도는 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 22,000 psi 내지 32,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 23,000 내지 30,000 psi 이며, 또한 일 실시예에서 약 25,000 내지 28,000 psi 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축 방향으로 23 ℃ 에서 시험될 때, 상기 박편에 대한 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 23 % 내지 36 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 25 % 내지 34 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 27 % 내지 32 % 의 범위내이다. 일 실시예에서, 횡축 방향으로 180 ℃ 에서 시험될 때, 상기 박편에 대한 연신율은 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 18 을 사용하여 측정한 약 25 % 내지 48 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 27 % 내지 42 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 29 % 내지 38 % 의 범위내이다.
일 실시예에서, 어닐링과 열처리전에 생산된 구리박편은 횡축 방향에서 IPC-TM-650 의 시험 방법 2. 4. 2. 1 을 사용하여 측정한 약 15 % 내지 60 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 15 % 내지 55 % 이며, 또한 일 실시예에서 약 20 % 내지 50 % 범위의 피로 연성을 가진다. 일 실시예에서, 상기 박편은 177 ℃ 에서 15 분동안 열처리된 상기 박편에 있어 횡축방향에서의 피로 연성은 25 % 이상이며, 또한 일 실시예에서 약 45 % 내지 90 % 이며, 또한 일 실시예에서 55 % 내지 80 % 이며, 혹은 일 실시예에서 65 % 내지 75 % 이다. 일 실시예에서, 상기 박편은 200 ℃ 이상의 온도에서 약 30 분동안 열처리된 상기 박편에 있어 횡축방향에서의 피로 연성은 65 % 이상이며, 또한 일 실시예에서 약 65 % 내지 120 % 이며, 또한 일 실시예에서 65 % 내지 110 % 이며, 또한 일 실시예에서 65 % 내지 100 % 이다.
일 실시예에서, 어닐링과 열처리전에 생산된 구리박편은, 박편에 고착된 84 g 하중으로 횡축 방향에서 2 ㎜ 맨드럴 (mandrel) 을 사용하여 파괴전에 약 150 내지 270 플렉스 사이클 (flex cycle) 에서 견디고, 또한 일 실시예에서 170 내지 270 플렉스 사이클, 또한 일 실시예에서 190 내지 250 플렉스 사이클 에서 견딘다. 일 실시예에서, 177 ℃ 에서 15 분간 열처리된 상기 박편은 파괴 전에 220 내지 360 플렉스 사이클에서 견디고, 또한 일 실시예에서 240 내지 340 플렉스 사이클, 또한 일 실시예에서 260 내지 320 플렉스 사이클에서 견딘다. 일 실시예에서, 200 ℃ 에서 30 분 이상 열처리된 상기 박편은 파괴전에 260 내지 500 플렉스 사이클에서 견디고, 또한 일 실시예에서 300 내지 440 플렉스 사이클, 또한 일 실시예에서 340 내지 400 플렉스 사이클에서 견딘다.
일반적으로 구리 와이어를 제조하는데 사용되는 구리박편은 약 1 내지 10 마이크론이며, 또한 일 실시예에서 2 내지 8 마이크론이며, 또한 일 실시예에서 3 내지 6 마이크론의 광택이 없는 면의 가공하지 않은 박편 조도(roughness), 즉 Rtm을 가진다. Rtm은 다섯 개의 실행 샘플 길이의 각각으로부터 최고점과 최하점의 평균이고, 영국 랭크 테일러허브슨주식회사에 의해 판매된 술프트로닉 3 프로필로미터 (Surftronic 3 profilometer) 를 사용해 측정될 수 있다. 상기 박편의 윤이나는 면에 대한 Rtm은 일반적으로 6 마이크론 이하이며, 또한 일 실시예에서 5 마이크론 이하이며, 또한 일 실시예에서 약 2 내지 6 마이크론이며, 또한 일 실시예에서 약 2 내지 5 마이크론의 범위이다.
상기 구리박편의 무게는 일반적으로 평방 피트 당 약 1/8 내지 14 온스(ounce) 이며, 일 실시예에서 약 1/4 내지 6 온스이며, 또한 일 실시예에서 약 3/8 내지 6 온스 및 일 실시예에서 약 1/2 내지 2 온스의 범위이다. 일 실시예에서, 상기 박편은 평방 피트 당 약 1/2 이며, 또한 일 실시예에서 약 1 또는 2 온스의 무게를 가진다. 평방 피트 당 약 1/2 온스 무게를 갖는 박편은 약 17 마이크론의 명목상 두께를 가진다. 평방 피트 당 약 1 온스 무게를 갖는 박편은 약 35 마이크론의 명목상 두께를 가진다. 평방 피트 당 약 2 온스 무게를 갖는 박편은 약 70 마이크론의 명목상 두께를 가진다. 일 실시예에서, 상기 박편은 약 10 내지 250 마이크론의 범위를 가진다. 얇은 박편에 대한 Rtm은 두꺼운 박편에 대한 Rtm보다 낮아질려는 경향이 있다. 예를들면, 평방 피트당 약 1/2 온스 무게를 갖는 박편은 일 실시예에서, 약 1 내지 4 마이크론의 범위에서 광택이 없는 면의 가공하지 않은 박편 Rtm을 가지고, 반면에 평방 피트 당 약 2 온스 무게를 갖는 박편은 일 실시예에서, 약 5 내지 7 마이크론의 범위에서 광택이 없는 면의 가공하지 않은 박편 Rtm을 가진다.
일 실시예에서, 본 발명은 5 ppm 이하 내지 거의 제로에 가까운 정도에서 염화 이온의 임계 농도를 포함하거나, 0.2 ppm 이하 내지 거의 제로에 가까운 정도에서의 유기첨가물 (예를들면, 동물 아교) 을 사용하여 전해 용액을 이용한 구리 박편의 전착을 포함한 구리 와이어를 제조하기 위한 공정과, 구리 와이어의 하나 이상의 가닥을 형성하기 위하여 박편을 절단하는 공정과, 구리 와이어의 하나 이상의 가닥을 형성하기 위하여 박편을 절단하는 공정과, 소정의 단면 형상과 크기를 가닥에 제공하기 위해 와이어의 가닥을 쉐이핑하는 공정에 관한 것이다.
전해용액은, 구리조각, 구리 와이어, 산화구리 및 재생용 구리가 될 수 있는 구리 원료를 황산용액에서 용해함으로써 형성된다. 구리 원료, 황산, 물은 완전히 높은 등급을 가진 재료들이다. 전해액은 전기 주조 셀에 들어가기전에 정제 및 여과공정을 거쳐야 한다. 전압이 아노드와 캐소드사이에 인가될 때, 구리 전착은 캐소드에서 일어난다. 전류는 직류이며, 직류바이어스를 갖는 교류이다.
캐소드는 세로나 가로로 장치될 수 있고, 실린더 축 속에서 형성된다. 아노드는 캐소드에 인접해 있고, 아노드와 캐소드 사이에서 균일한 간격을 두기 위해 캐소드의 굴곡 형태와 동일한 모양의 형태를 가진다. 아노드와 캐소드 사이의 간격은 일반적으로 약 0.2 내지 2 ㎝ 로 측정된다. 일 실시예에서, 아노드는 용해되지 않고, 납, 납 합금, 혹은 플라티늄족 금속 (즉, Pt, Pd, Ir, Ru) 이나 산화 플라티늄 족 금속으로 피복된 티타늄으로 만들어진다. 캐소드는 전착된 구리를 받아 들이기위해 부드러운 표면을 가지며, 일 실시예에서, 그 표면은 스테인레스강, 크롬으로 피복된 스테인레스강, 티타늄, 혹은 티타늄 합금으로 만들어진다.
일 실시예에서, 전착된 구리 박편은 세로로 장착된 회전 원주형의 캐소드상에 형성되고, 캐소드가 회전 할 때마다 얇은 금속판으로 벗겨진다. 상기 구리 박편의 얇은 금속판은 구리 와이어의 하나 이상의 가닥을 형성하기 위해 절단되고, 구리와이어의 가닥은 소정의 단면 형상과 크기를 제공하기 위해 쉐이핑된다.
일 실시예에서, 구리박편은 캐소드 주위 구리의 얇은 원주형 덮개를 형성하기위해 세로로 장치된 캐소드상에 전착되어진다. 캐소드에서 벗겨지는 구리 와이어의 얇은 가닥을 형성하기 위해 상기 구리의 원주형 덮개는 눈금표로 절단된후, 소정의 단면 형상과 크기를 제공하기 위해 쉐이핑된다.
아노드와 캐소드 사이에서의 전해 용액 흐름의 속도는 일반적으로 초 당 약 0.2 내지 3 m 의 범위내이고, 또한 일 실시예에서 초 당 약 0.5 내지 2.5 m 이며, 또한 일 실시예에서 약 0.7 내지 2 m 의 범위내이다. 전해용액은 일반적으로 리터 당 약 10 내지 150 g 이며, 또한 일 실시예에서 약 40 내지 110 g 이며, 또한 일 실시예에서 약 50 내지 90 g 의 범위내에서 유리(遊離) 황산 용액을 가진다. 전기주조 셀에서 전해 용액의 온도는 일반적으로 약 40 ℃ 내지 80 ℃ 이며, 또한 일 실시예에서 약 45 ℃ 내지 75 ℃ 이며, 또한 일 실시예에서 약 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 범위내이다. 구리 이온의 농도는 (CuSO4에 포함된) 일반적으로 리터 당 약 50 내지 130 g 이며, 또한 일 실시예에서 약 65 내지 115 g 이며, 또한 일 실시예에서 약 80 내지 100 g 의 범위내이다. 전류 밀도는 평방 피트 당 약 500 내지 2000 암페어, 또한 일 실시예에서 약 500 내지 1700 암페어, 또한 일 실시예에서 약 600 내지 1400 암페어의 범위내에서 바람직하다.
일 실시예에서, 구리는 초 당 약 400 미터, 또한 일 실시예에서 10 내지 175 미터, 또한 일 실시예에서 약 50 내지 75 미터, 또한 일 실시예에서 60 내지 70 미터의 접선 속도에서 회전하는 세로로 장치된 캐소드를 이용하여 전착된다. 일 실시예에서, 전해용액은 초 당 약 0.1 내지 10 미터, 또한 일 실시예에서 약 1 내지 4 미터, 또한 일 실시예에서 약 2 내지 3 미터 범위내의 속도에서 세로로 장치된 캐소드와 아노드 사이의 상단으로 흐른다.
전해용액에서 바람직하지 못한 불순물 (염화 이온과 다른) 의 정도는 일반적으로 리터 당 약 10 g 이하이고, 또한 일 실시예에서 약 0.2 내지 5 g 이며, 또한 일 실시예에서 약 0.4 내지 2 g 의 범위내이다. 상기 불순물은 인산염, 비소, 아연, 주석, 바람직하지 못한 유기불순물 및 그와 유사한 것을 포함한다.
전해 용액을 변화시키는 유리 염화이온의 농도는 거의 제로 근처에서 임계적이지만, 실제적인 문제에 있어서는 약 5 ppm, 또는 일 실시예에서 약 3 ppm, 또는 일 실시예에서 약 1 ppm 까지의 범위에서 임계적이다. 염화이온의 농도는 일 실시예에서, 약 0.5 ppm 이며, 또한 일 실시예에서 약 0.2 ppm 이며, 또한 일 실시예에서 약 0.1 ppm이며, 또는 일 실시예에서 약 0.05 ppm 이하일 수 있다. 염화이온은 염화수소, 염화 나트륨 혹은 다른 염화물을 포함하는 종류로써 전해 용액에 첨가될 수도 있지만, 그와같은 염화이온의 농도는 전술한 정도에서 유지되어야한다. ''작동 전해용액 (operating electrolyte solution)'' 이라는 용어는 작동 전기 주조 셀에 들어간 후에 전해 용액으로써 인용하여 사용된다. 전해 용액에서 염화이온의 저농도를 측정하기 위한 방법은, 비탁계 (nephelometry) 및 염화이온을 용해하지 않고 침전시키는 시약을 사용하는 것을 포함한다. 비탁계를 사용함으로써, 샘플 속의 내용물인 염화이온이 0.01 ppm 의 저농도에서 측정될 수 있다.
전해 용액 속의 유기 첨가물의 농도는 약 0.2 ppm 이며, 또한 일 실시예에서 약 0.1 ppm 까지의 범위내에서 임계적이다. 일 실시예에서, 어떠한 유기 첨가물도 첨가될 수 없기 때문에 상기 유기 첨가물의 농도는 제로이다. 유기 첨가물이 사용되었을 때, 상기 첨가물은 하나 이상의 젤라틴 (gelatin) 이 될 수 있다. 본 발명에서 사용된 젤라틴은 콜라겐 (collagen) 으로 빼앗은 수용성 단백질의 이질 혼합물이다. 동물 아교는 더욱 우수한 젤라틴이다. 유기 첨가물은 사카린, 카페인, 당밀, 구아 껌, 아라비아 고무, 황화요소, 폴리알킬렌 글리콜 (예를들면, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리이소프로필렌 글리콜), 디티오트레이톨 (dithiothreitol), 아미노산 (예를들면, 프롤린, 수산화프롤린, 시스틴), 아크릴아미드, 술포프로필 디술피드 (sulfopropyl disulfide), 테트라에틸티우람 디술피드 (tetrethylthiuram disulfide), 알킬렌 산화물들 (예를들면, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물), 술포니움 알칸 술포네이트 (sulfonium alkane sulfonate), 티오카르바모일디술피드 (thiocarbamoyldisulfide) 로 구성된 군으로부터 선택될 수 있고, 또한 이상에 열거된 구성물의 둘이상 혼합물 또는 파생물로부터 선택될 수 있다.
전기 주조 셀에서 생산된 구리 박편은, 낮은 온도에서 어닐링할 수 있는 구리 박편이다. 일 실시예에서, 와이어로 바꾸기 전에 상기 박편은 충분한 온도에서, 또는 응력 이완을 유도하기 위해 효과적인 시간동안 열처리 되거나 어닐링됨으로써 피로 연성은 증가한다. 열처리 온도는 일반적으로 약 120 ℃ 내지 400 ℃ 이며, 또한 일 실시예에서 약 140 ℃ 내지 300 ℃ 이며, 또한 일 실시예에서 약 160 ℃ 내지 250 ℃ 의 범위이다. 열처리 지속 시간은 열처리가 행해지는 특별한 방법에 의존한다. 예를들면, 열처리는 아래의 방법들 중에서 하나 이상의 방법으로 행해질 수 있다. 즉, 공기 도가니 및 비활성 상태의 도가니, 진공상태에서, 방사 및/또는 직접 접촉으로 열처리될 수 있다. 열처리는 박편을 벗기는 저항 열, 적층 압력에서의 열 등과 같이 선택적으로 행해지거나, 적층 후에 포스터 베이킹 (POST-BAKING) 의 방법으로 행해진다. 열처리 온도는 구리박편의 결정구조, 결점, 그리고 전위의 변형을 완전하게 하기 위하여 특별한 온도에서 충분히 오랫동안 하는것이 중요하다. 예를들면, 주로 오븐과 원통위 내부 덮개 및 덮개 사이에 갇힌 공기에 열을 가하기 위해서 큰 도가니에서의 박편의 양은 상대적으로 오랜 열처리 시간이 요구된다. 연속적인 열처리 공정은 단지 오븐 속으로 들어간 구리 박편이 특정 온도에 도달될 때 까지는 상대적으로 짧은 시간을 요구한다. 일반적으로, 열처리 시간은 약 0.001 내지 24 시간 사이이고, 또한 일 실시예에서 약 0.01 내지 6 시간이며, 또한 일 실시예에서 약 0.03 내지 3 시간이다.
일 실시예에서, 회전 캐소드가 사용되고 구리 박편은 캐소드가 회전할때마다 캐소드에서 벗겨진다. 박편은 형태면에서 근사적으로 직각인 단면을 갖는 복수 구리가닥 또는 가늘고 긴 조각을 형성하기 위해, 한번 이상의 절삭 단계를 이용하여 절삭된다. 일 실시예에서, 두 번의 연속 절삭단계가 이용된다. 일 실시예에서, 박편은 약 0.001 내지 0.050 인치이며, 또한 0.004 내지 0.010 인치의 범위내의 두께를 가진다. 박편은 약 0.25 내지 1 인치이며, 또한 약 0.3 내지 0.7 인치이며, 또한 약 0.5 인치의 폭을 갖는 가닥으로 절단된다. 상기 가닥은 박편 두께의 약 1 내지 3 배의 폭으로 절단되고, 또한 일 실시예에서 폭과 두께의 비율은 약 1.5 : 1 내지 2 : 1 이다. 일 실시예에서, 6 온스 박편은 약 0.008 × 0.250 인치의 단면을 갖는 가닥으로 절단된후 약 0.008 × 0.012 인치의 단면으로 절단된다. 가닥은 그후 소정의 단면적 형태와 크기를 가닥에 제공하기 위해 압연 및 압출된다.
일 실시예에서, 구리는 회전 캐소드상에 전착되고, 또한 구리는 캐소드상에서 구리의 두께가 약 0.005 내지 0.050 인치, 또한 약 0.010 내지 0.030 인치, 또한 0.020 인치가 될 때까지, 구리박편의 원통형 축의 내부에 있다. 전착은 그후 일어나지 않고 구리의 표면은 세척 및 건조된다. 눈금 절단기는 캐소드에서 생기는 구리를 얇은 구리 가닥으로 절단하는데 사용된다. 눈금 절단기는 캐소드가 회전함으로써 캐소드의 넓이를 따라 움직인다. 눈금 절단기는 캐소드 표면의 약 0.001 인치 내에서 구리를 완전하게 절단한다. 절단되는 구리가닥의 폭은, 일 실시예에서 약 0.005 내지 0.050 인치이며, 또는 약 0.010 내지 0.030 인치이며, 또는 약 0.020 인치 정도이다. 일 실시예에서, 구리가닥은 정사각형 이거나 실질적으로 약 0.005 × 0.005 인치, 또는 약 0.010 × 0.010 인치 내지 약 0.030 × 0.030 인치, 또는 약 0.020 × 0.020 인치의 정사각 단면 구리가닥 형태이다. 구리가닥은 그후 소정의 단면 형상과 크기를 제공하기 위해 압연 및 압출된다.
일 실시예에서, 구리 와이어의 가닥은 각각의 성형밀에서 가닥이 서로 단단하게 반대로 장치된 성형밀의 두개의 쌍을 통해 뽑혀지는 곳에서 하나 이상의 연속적 턱스 헤드 성형밀을 사용하여 압연된다. 일 실시예에서, 이러한 롤 (roll) 은 둥근 모서리를 가진 형체 (예를들면, 직사각형, 정사각형 등) 를 제조하기 위해 홈이 파여진다. 롤이 움직이는 곳에서 강력한 턱스 헤드밀은 사용될 수 있다. 턱스 헤드 밀의 속도는 분당 약 100 내지 5000 피트, 또는 일 실시예에서 분당 약 300 내지 1500 피트, 또는 일 실시예에서 분당 약 600 피트 정도될 수있다.
일 실시예에서, 구리 와이어 가닥은 직사각형 단면을 갖는 와이어를 정사각형 단면을 갖는 와이어로 바꾸기 위하여 연속적으로 세 번의 턱스 헤드밀을 통과해야 한다. 첫 번째로, 가닥은 0.005 × 0.010 인치의 단면으로부터 0.0052 × 0.0088 인치의 단면까지 압연된다. 두 번째로, 가닥은 0.0052 × 0.0088 인치의 단면으로부터 0.0054 × 0.0070 인치의 단면까지 압연된다. 세 번째로, 가닥은 0.0054 × 0.0070 인치의 단면으로부터 0.0056 × 0.0056 인치의 단면까지 압연된다.
일 실시예에서, 가닥은 연속적으로 두 개의 턱스 헤드 밀을 통과해야 한다. 첫 번째로, 가닥은 0.008 × 0.010 인치의 단면으로부터 0.0087 × 0.0093 인치의 단면까지 압연된다. 두 번째로, 가닥은 0.0087 × 0.0093 인치의 단면으로부터 0.0090 × 0.0090 인치의 단면까지 압연된다.
구리 와이어의 가닥은 공지된 화학적, 기계적 또는 전기 연마 기술을 사용함으로써 정제된다. 일 실시예에서, 구리 박편으로부터 절단되거나 눈금자로 절단되거나, 또는 캐소드에서 벗겨진 구리와이어 가닥은 부가적인 형체를 위하여 턱스 헤드밀에서 행해지기전에 먼저 화학적, 기계적 또는 전기 연마 기술을 사용함으로써 정제되어진다. 화학적 정제는 와이어를 에칭이나 질산 또는 뜨거운 황산의 산세척 욕조를 통과시키는 것이 효과적이다. 전기 연마는 전류와 황산을 사용하는 것이 효과적이다. 기계적 정제는 브러쉬 및 규석과 구리표면으로부터의 단단한 부분을 제거하는 브러쉬를 사용하는 것이 효과적이다. 일 실시예에서, 와이어는 가소성 소다 용액을 사용하여 탈유되고, 뜨거운 (예를들면, 약 35℃) 황산을 사용하여 절여지고, 세척되고, 헹구어지고, 뜨거운 황산을 사용하여 전기연마되고, 헹구어지고, 건조된다.
일 실시예에서, 구리 와이어의 가닥은 상대적으로 길이가 짧고 (예를들면, 약 500 내지 5000 피트, 또는 일 실시예에서 약 1000 내지 약 300 피트, 또는 일 실시예에서 2000 피트), 또한 와이어의 짧은 가닥은 상대적으로 길이가 긴 (예를들면, 약 1,000,000 피트를 초과하는 길이, 또는 약 200,000 피트를 초과하는 길이, 또는 약 1,000,000 피트나 그 이상의 길이) 와이어의 가닥을 제조하기 위해 공지된 기술 (예를들면, 버터 웰딩) 을 사용하여 유사하게 제조된 다른 구리가닥에 용접된다.
일 실시예에서, 구리 와이어의 가닥은 가닥이 둥근 단면이 되기위해 다이를 통해 압출된다. 들어오는 와이어의 가닥이 평면의 중심을 따라 드로우잉 콘 (cone) 에서 다이와 접촉하고, 평면의 중심을 따라 다이에 존재하는 둥근 패스 (pass) 다이에서 다이는 성형 (예를들면, 정사각형, 타원형, 직 사각형) 될 수 있다. 일 실시예에서, 다이 각은 약 8 °, 12 °, 16°, 24°, 또는 당해 기술분야에서 알려진 다른 각도를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 와이어 가닥은 압출되기전에 정제 및 용접 (이상에서 언급한것과 같이) 된다. 일 실시예에서, 0.0056 × 0.0056 인치의 정사각형 단면을 갖는 와이어 가닥은 와이어가 둥근 단면을 가지고 0.0056 인치 (AWG 35) 의 단면직경을 갖기위하여 다이를 통해 단일 패스에서 압출된다. 와이어는 그 후 직경을 줄이기 위해 부가적인 다이를 통해 더 압출된다.
일반적으로, 구리 와이어는 종래적으로 이용할 수 있는 어떠한 단면도 가질 수 있다. 이와같은 것을 포함하는 단면의 형태는 제3도 내지 제20도에 도시되어 있다. 제3도 내지 제20도는 둥근 단면 (제3도), 정사각형 (제5도와 제7도), 직사각형 (제4도), 평면 (제8도), 골이 있는 평면 (제18도), 경주옹 트랙 (제6도), 다각형 (제13도 내지 제16도), 십자형 (제9도, 제11도, 제12도, 제19도), 별 모양형 (제10도), 반원형 (제17도), 타원형 (제20도) 등을 포함한다. 상기 형태에서 모서리는 뽀쪽하거나 (예를들면, 제4도, 제5도, 제13도 내지 제16도), 또는 둥글게 (예를들면, 제6도 내지 제9도, 제11도와 제12도) 될 수 있다. 상기 와이어는 소정의 형상과 크기를 제공하기위해 턱스 헤드 밀을 한 번 이상 사용하여 형성될 수 있다. 와이어는 다변 또는 주직경이 약 0.0002 내지 0.02 인치이며, 또한 일 실시예에서 약 0.001 내지 0.01 인치이며, 또한 일 실시예에서 약 0.001 내지 0.005 인치의 범위이다.
일 실시예에서, 와이어는 원형 단면이고 직경이 약 0.002 내지 0.02 인치이며, 또한 일 실시예에서 0.001 내지 0.01 인치이며, 또한 일 실시예에서 약 0.001 내지 0.005 인치 범위이다.
일 실시예에서, 구리 와이어는 아래 피복재의 하나 이상으로 피복된다.
(1) 납, 또는 납 합금 (80 Pb-20 Sn) ASTM B189
(2) 니켈 ASTM B355
(3) 은 ASTM B298
(4) 주석 ASTM B33
상기 피복재는 (a) 접속 와이어 장치를 위해 납땜 가능성을 보유하거나, (b) 금속 및 이 금속에 부착하는 (전기적 접속을 위하여 와이로부터 절연물을 벗기기 어렵게하는) 고무등의 절연재와 금속 사이에 베리어 (barrier) 를 제공하고, 또한 (c) 고온 상태에서 금속 산화를 방지하도록 피복된다.
주석-납 합금 피복재 및 순수 주석 피복재가 가장 일반적이다. 은 과 니켈은 특수장치 및 고온장치에 사용된다.
구리와이어는 주조된 금속욕조에서 고온 딥핑 (dipping), 전기도금, 또는 클래딩 (cladding) 방법으로 피복될 수 있다. 일 실시예에서, 연속공정이 사용된다. 즉, 이 연속공정은 와이어 인발 작업후 ''라인 (line) 상에서'' 피복 작업을 허용한다.
단선을 꼬아서 만든 선은 유동 케이블을 제공하기위해 비틀어서 제조될 수 있거나 몇 개의 와이어가 함께 꼬여서 제조될 수 있다. 주어진 전류 전달력에 대한 유동성의 차이 정도는 개개 와이어의 수와 크기 그리고 배열을 다양하게 함으로써 이루어질 수 있다. 고체 와이어, 동심원 가닥, 끈 가닥과 다발의 가닥은 유동성의 정도를 증가시킨다. 마지막 세 개의 카테고리내에서, 정제된 와이어의 양이 많으면 많을수록 더 우수한 유동성을 제공할 수 있다.
단선을 꼬아서 만든 선과 케이블은 ''번처 (bunchers)'' 또는 ''스트랜더 (stranders)'' 로 알려진 기계에서 제조될 수 있다. 공지된 번처는 작은 직경 와이어 (34 AWG 내지 10 AWG) 가닥을 제조하는데 사용된다. 장비를 따라 위치된 릴 (reel) 에 의해 각 와이어들이 계속 풀려져, 와이어를 꼬이게 하는 감아올리는 릴에 대해 회전하는 플라이어 암 (flyer arm) 상부에 각각의 와이어가 공급된다. 암 회전속도는 번치속에 있는 층의 길이를 조절 함으로써 속도를 공급하는 것과 관계가 있다. 작고, 휴대할 수 있고, 유동적인 케이블을 위하여, 각 와이어는 대개 30 내지 44 AWG 이고, 그곳에는 각각 케이블에 30,000 와이어의 수가 된다.
18 이상까지 와이어를 계속 풀어주는 세터 내에 장치된 릴을 갖는 관 모양의 번처가 사용될 수 있다. 와이어가 수직 면에 놓여있을 동안 각 릴로부터 와이어가 벗겨지고, 관 모양의 배럴 (barrel) 을 따라 와이어가 지나가며, 배럴 회전 작동에 의해 다른 와이어가 함께 와이어가 꼬여진다. 종결시, 최종적인 다발 형태를 형성하기 위하여 가닥은 닫혀진 다이를 통과한다. 최종 가닥은 또한 기계내에 놓여있는 릴상에 감힌다.
일 실시예에서, 와이어는 절연막이나 재킷팅 (jacketing) 으로 피복되거나 덮혀진다. 절연막 이나 재킷팅 재료는 세가지 유형이 사용된다. 이것은 폴리메릭, 에나멜, 그리고 종이 기름 등이다.
일 실시예에서, 사용되는 폴리머는 염화 폴리비닐 (PVC), 폴리 에틸렌, 에틸렌 프로필렌 러버 (EPR), 실리콘 러버, 폴리 테트라 플루오로에틸렌 (PTFF) 그리고 플루오로화된 에틸렌 프로필렌 (FEP) 이다. 유인 우주 항공기를 위한 와이어링 장비에서와 같이, 내화력성이 가장 중요시되는 곳에서 폴리 아미드 피복재가 사용된다. 천연 고무도 사용될 수 있다. 용접이나 탐광 케이블에서와 같이 우수한 유동성이 유지되어야만 하는 곳에서는, 합성 고무가 사용될 수 있다.
다양한 PVC 의 종류는 유용하다. 이러한 것은 몇가지 내화력성인 것도 포함한다. PVC 는 우수한 유전 강도와 유동성을 가지며, 특히 가장 적게 돈이 드는 전통적인 절연 재료와 재켓팅 재료의 하나이기 때문에 유용하다. PVC 는 주로 통신 와이어, 컨트롤 케이블, 빌딩 와이어, 그리고 저전압 전력 케이블에 사용된다. PVC 절연체는 약 75 ℃ 정도의 저온에서 연속적 작동이 요구되는 기계를 위해 보통 선택된다.
낮고 안정한 유전 상수 때문에, 우수한 전기적 성능이 요구될 때, 폴리에틸렌은 유용하다. 폴리에틸렌은 마멸과 용제에 견딘다. 폴리에틸렌은 접속 와이어, 통신 와이어, 그리고 고전압 케이블에 주로 사용된다. 폴리에틸렌에 유기 페록사이드를 첨가하여 만들어지고, 그런 다음 혼합물을 녹여 수선하여 만들어진 대각선 고리 구조를 갖는 폴리에틸렌 (XLPE) 은 더 우수한 내열성, 더 우수한 기계적 성능, 더 우수한 시효 특성을 나타내고, 또한 환경적 응력 균열로부터 자유로울 수 있다. 대각선 고리 구조를 갖는 폴리에틸렌에 특별한 혼합물이 첨가됨으로써 내화력성을 제공할 수 있다. 대개 작동 온도를 유지해주는 최상의 온도는 약 90 ℃ 이다.
PTFE 와 FEP 는 내화력성, 내용매성, 그리고 높은 신뢰도가 중요시되는 곳에서 제트 항공기 와이어, 전자 장치 와이어, 그리고 특별한 컨트롤 케이블에 사용된다. 상기 전기 케이블은 약 250 ℃ 까지의 온도에서 작동할 수 있다.
이와같은 폴리메릭 합성물은 압출을 이용하여 와이어의 상단에 부착된다. 압출기는 열가소성 폴리머의 펠렛 (pellet) 또는 분말을 연속적 피복으로 가공하는 기계이다. 절연 화합물은 길고 가열된 챔버 (chamber) 속으로 절연 화합물을 공급하는 호퍼 (hopper) 속으로 로드된다. 계속적인 회전 스크루우 (screw) 는 폴리머를 부드럽게하고 유동적이게 하는 핫 존 (hot zone) 속으로 펠렛을 움직인다. 챔버의 마지막에서, 용해된 합성물은 움직이는 와이어 상단의 작은 다이를 통해 바깥으로 빠져 나가고, 또한 다이 구멍을 통해 통과한다. 절연된 와이어는 압출기를 떠남으로써 수냉되고 릴상에 감긴다. EPR 과 XPLE 로 피복된 와이어는 완전한 대각선 연결 공정을 위해서 냉각하기 전에 우선 고온으로 경화 처리된 챔버를 통한다.
피복된 와이어, 일반적으로 우수한 자석 와이어 및 구리 와를 구성하는 필름은 얇고 유동적인 에나멜 필름으로 피복되어 있다. 이러한 절연 구리 와이어는 전기 장치속에서 전자석의 용도로 사용되고, 고방전 전압에서도 견디어 낼 수 있어야 한다. 에나멜 조성에 따라, 온도 정격은 약 105 ℃ 내지 220 ℃ 의 범위이다. 유용한 에나멜은 폴리비닐 아세탈, 폴리에스터 및 에폭시 수지에 근거한다.
와이어에 에나멜을 피복하는 장치는 동시에 다수의 와이어를 절연하기 위해 고안되어야 한다. 일 실시예에서, 와이어는 와이어상에 액체 에나멜의 조절된 두께를 용착하는 에나멜을 바르는 기구를 통해 통과한다. 그런다음, 와이어는 피복을 경화하기 위해 연속 오븐을 통하여 움직이고, 또한 최종 와이어는 스풀 (spool) 위에 모인다. 에나멜 피복을 두껍게하기 위하여, 와이어는 수차례 시스템을 통과하는 것이 필요하다. 또한 분말 피복 방법이 유용하다. 분말 피복 방법은 전통적 에나멜 경화의 특성인 용매의 방출을 피하고, 제조자가 훨씬 더 OSHA 와 EPA 표준에 맞추기 쉽다. 정전기 스프레이어, 유동상 및 그와 유사한 것이 상기 분말 피복에 적용되어 사용될 수 있다.
도시된 실시예를 언급하면, 처음으로 제1도에서, 구리 와이어를 제조하는 공정은 캐소드 주위에 구리의 얇은 원통형 외피를 형성하기 위해 구리가 캐소드에서 전착되는 것을 나타낸다. 즉, 이러한 구리 원통 외피는 캐소드에서 벗어난 구리 와이어의 얇은 가닥을 형성하기 위해 눈금자로 잘린후 소정의 단면 크기와 형태 (예를들면, 약 0.0002 내지 약 0.02 인치 단면 직경을 갖는 둥근 단면) 를 제공하기 위해 성형 된다. 이러한 공정에서 사용된 장치는 용기 (12), 세로로 장치된 원통형 아노드 (14) 및 세로로 장치된 원통형 캐소드 (16) 를 포함하는 전기 주조 셀을 포함한다. 용기 (12) 는 전해액 (18) 을 포함한다. 또한, 눈금 커터기 (20), 턱스 헤드 셰이핑 밀 (22), 다이 (24) 및 릴 (26) 을 포함한다. 캐소드 (16) 는 용기 (12) 속 전해액 (18) 에 가라앉아 있는 팬텀 (phantom) 으로 도시되어 있다. 캐소드 (16) 는 또한 눈금 커터기 (20) 와 인접한 용기 (12) 로부터 분리되게 도시되어 있다. 캐소드 (16) 가 용기 (12) 속에 있을 때, 아노드 (14) 와 캐소드 (16) 는 아노드 (14) 내에 위치한 캐소드 (16) 와 동축으로 설치된다. 일 실시예에서, 아노드 (14) 와 캐소드 (16) 사이의 간격은 약 0.2 내지 2 ㎝ 의 범위내이다. 캐소드 (16) 는 초 당 약 400 m, 또는 일 실시예에서 초 당 약 10 내지 175 m, 또한 일 실시예에서 초 당 약 50 내지 75 m, 또한 일 실시예에서 초당 약 60 내지 70 m 범위의 접선 속도에서 회전한다. 전해액 (18) 은 초 당 약 0.1 내지 10 m, 또한 일 실시예에서 초당 약 1 내지 4 m, 또한 일 실시예에서 초 당 약 2 내지 3 m 범위내의 속도에서 캐소드 (16) 와 아노드 (14) 사이 상단으로 흐른다.
전압은 캐소드상에서 구리의 전착을 달성하기 위해 아노드 (14) 와 캐소드 (16) 사이에 인가된다. 일 실시예에서, 사용되는 전류는 직류이고, 일 실시예에서 직류를 바이어스로 갖는 교류이다. 전해액 (18) 내의 구리이온이 캐소드 (16) 표면의 원주면 (17) 에서 전자를 수용함으로써 금속구리는 캐소드 (16) 표면 (17) 상의 주위에 원통형 구리 외피 (28) 형상으로 도금한다.
캐소드 (16) 상에서 구리의 전착은 구리 외피 (28) 의 두께가 바람직한 정도 (예를들어, 약 005 내지 0.050 인치) 가 될 때까지 계속된다. 그런 다음, 전착은 끝이난다. 캐소드 (16) 는 용기 (12) 로부터 분리된다. 구리 외피 (28) 는 세척 및 건조된다. 눈금 커터기 (20) 는 구리 외피 (28) 를 얇고 연속적인 가닥 (30) 으로 절단하기 위해 작동된다. 캐소드 (16) 가 지지 및 구동 부재 (34) 로써 캐소드의 중심 축을 회전하는 것과 같이 눈금 커터기 (20) 는 스크류 (32) 를 따라 움직인다. 회전 날 (35) 은 캐소드 (16) 표면 (17) 의 약 0.001 인치 내에서 구리 외피 (28) 를 절단한다. 직사각 단면을 갖는 와이어 가닥 (36) 은 캐소드 (16) 에서 벗겨지고, 와이어 가닥의 단면 형태를 정사각 형태로 바꾸기 위해 회전하는 턱스 헤드 밀 (22) 을 통해 진행한다. 그 다음, 와이어는 다이 (24) 를 통해 단면의 형태를 둥근 단면으로 인발한다. 그런다음, 와이어는 릴 (26) 상에 감긴다.
만약 그와같은 유기 첨가물이 사용된다면, 공정은 구리 이온과 유기 첨가물의 전해액을 고갈시킨다. 상기 성분들은 계속적으로 충족된다. 전해액 (18) 은 라인 (40) 을 통하여 용기 (12) 로부터 빠져나가고 필터 (42), 다이제스터 (44) 및 필터 (46) 를 통해 재순환 된후 라인 (48) 을 통해 용기 (12) 속으로 재유입된다. 황산은 용기 (50) 로부터 라인 (52) 을 통해 다이제스터 (44) 에 들어간다. 구리는 소스 (54) 로부터 패스 (56) 를 따라 다이제스터 (44) 속으로 들어간다. 일 실시예에서, 다이제스터 (44) 속으로 들어간 구리는 짧은 구리, 조각 구리 와이어, 산화구리 또는 재생용 구리 형태이다. 다이제스터 (44) 에서, 구리는 구리 이온을 포함하는 용매를 형성하기 위해 황산 또는 공기로 용해된다.
유기 첨가물이 사용될 때, 유기 첨가물은 라인 (60) 을 통해 용기 (58) 로부터 라인 (40) 내에 있는 재순환 용매에 첨가되거나, 용기 (64) 로 부터 라인 (62) 을 통해 라인 (48) 에 있는 재순환 용매에 첨가된다. 이러한 유기 첨가물이 첨가되는 비율은 일 실시예에서 약 0.1 ㎎/min/kA이며, 또한 일 실시예에서 0.07 ㎎/min/kA 까지의 범위이다. 일 실시예에서, 어떠한 유기 첨가물도 첨가되지 않았다.
제2도에서 도시한 실시예는, 제1도에서의 전기 주조 셀 (10) 이 제2도에서는 전기 주조 셀 (110) 로 교체되고, 예를들면, 용기 (12) 가 용기 (112) 로 교체되고, 원형 아노드 (14) 가 곡선 아노드 (114) 로 교체되고, 세로로 설치된 원통형 캐소드 (16) 는 가로로 설치된 원통형 캐소드 (116) 로 교체되고, 눈금 커터기 (20), 스크류 (32), 및 지지 및 구동 부재 (34) 는 롤러 (118) 및 슬릿터 (120) 로 교체된 것을 제외하고는 동일하다.
전기 주조 셀 (110) 에서, 캐소드상에서 구리 전착의 영향을 주기 위해 전압은 아노드 (114) 와 캐소드 (116) 사이에 인가된다. 일 실시예에서, 사용된 전류는 직류이고, 일 실시예에서 전류는 직류 바이어스를 갖는 교류이다. 전해용액 (18) 에서 구리 이온은 캐소드 (116) 주변 표면 (117) 에서 전자를 얻고, 이에의해 금속 구리는 표면 (117) 상부에 있는 구리 박편층 형상에서 도금된다. 캐소드 (116) 는 그 축으로 회전하고, 계속적으로 이어지는 웨브 (122) 처럼 박편층은 캐소드 표면 (117) 으로 부터 벗어난다. 제1도에 도시한 실시예를 설명한 것과 같은 방법으로 전해액은 순환되고 충만된다.
구리 박편 (122) 은 캐소드 (116) 에서 벗겨지고, 롤러 (118) 를 지나 직사각형이거나 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는 구리 와이어의 계속 이어지는 가닥 (124) 을 이중으로 슬릿 (slit) 하는 슬릿터 (120) 속으로 들어가거나 통과한다. 일 실시예에서, 구리 박편 (122) 은 연속 공정에서 슬릿터 (120) 로 진행한다. 일 실시예에서, 구리 박편은 캐소드 (116) 에서 벗겨지고, 롤 모양으로 저장된후 슬릿터를 통해 진행한다. 직사각 가닥 (124) 을 정사각 단면을 갖는 가닥 (126) 으로 제공하기 위해서, 가닥을 감기게 하는 턱스 헤드 밀 (22) 을 통해, 직사각형 가닥 (124) 은 슬릿터 (120) 로부터 진행된다. 그런다음, 가닥 (126) 을 둥근 단면을 갖는 구리 와이어 (128) 로 형성하기 위해 인발다이 (24) 를 통해 가닥 (126) 을 인발한다. 구리 와이어 (128) 는 릴 (26) 상에 감긴다.
아래의 실시예들은 본 발명을 설명할 목적으로 제공되었다. 명세서 혹은 청구범위에서와 마찬가지로 아래의 실시예들에서, 다른 방법으로 표시되어 있지 않다면, 모든 부품과 퍼센트는 무게로써, 모든 온도는 섭씨 온도의 범위로, 모든 압력은 대기 압력으로 한다.
다음은 실시예 1 에 대한 설명이다.
아래 표와 동일한 박편 샘플은 리터 당 105 그램의 구리 이온 농도, 리터당 80 그램의 유리 황산 농도, 0.1 ppm 이하의 염화 이온 농도, 0.07 ㎎/min/kA 의 동물 아교 첨가율, 혹은 평방 피트 당 1100 암페어의 전류 밀도를 갖는 전해액을 사용하여 준비되었다. 샘플은 열처리 되었거나 아래 지시처럼 열처리되지 않았다. 플렉스 사이클 수는 박편에가해진 84 그램 부하로 횡 방향에서 2 ㎜ 직경 맨드릴 축을 사용하여 측정된다. 박편 샘플은 1 oz/ft2의 공칭 무게를 가진다. 피로 연성은 식 1 을 사용하여 계산된다.
Figure kpo00002
제21도와 제22도는 각각 샘플 5 와 8 의 단면을 800 배 확대한 현미경 사진이다. 현미경 사진은 본질적으로 원주 결정이 없는 실질적으로 균일한 비방향성 결정 구조를 보여준다. 박편 샘플들은 절단된후 턱스 헤드 밀을 통해 진행하고 둥근 단면 와이어 샘플을 형성하기 위하여 다이를 통해 인발한다.
다음은 실시예 2 에 대한 설명이다.
아래 표와 동일한 박편 샘플은 리터 당 103 그램의 구리 이온 농도, 리터당 60 그램의 유리 황산 농도, 2.8 ppm 이하의 염화 이온 농도, 제로의 유기 첨가제 농도, 좀 더 정확히 말하면, 어떠한 유기 첨가물도 첨가되지 않은 전해액을 사용하여 준비되었다. 플렉스 사이클 수는 박편에 가해진 84 그램 부하로 횡방향에서 2 ㎜ 직경 맨드릴 축을 사용하여 측정된다. 박편 샘플은 1 oz/ft2의 공칭 무게를 가진다. 시험은 IPC MF-150F 에 따라 횡 방향에서 실시된다.
Figure kpo00003
상기 박편 샘플은 절단되고, 턱스 헤드 밀을 통해 진행한후 둥근 단면의 와이어 샘플을 형성하기 위해 다이를 통해 인발된다.
다음은 실시예 3 에 대한 설명이다.
아래 표와 동일한 박편 샘플은 1 oz/ft2공칭 무게를 갖는다. 어닐링된 샘플은 200 내지 250 ℃ 에서 30 분 동안 열처리된다. 저온에서 어닐링 할수 있는 반면 샘플은 8 등급 구리 박편을 위해 IPC MF 150F 에 의해 요구되는 사이클을 사용하여 177 ℃ 의 온도에서 15 분 동안 열처리한다. 샘플은 크로스 머신 방향에서 시험한다. 플렉스 사이클수는 박편에 가해진 84 그램 부하로 횡 방향에서 2 ㎜ 직경 맨드릴 축을 사용하여 측정된다.
Figure kpo00004
상기 박편 샘플은 절단되고, 턱스 헤드 밀을 통해 진행한후 둥근 단면의 와이어 샘플을 형성하기 위해 다이를 통해 인발된다.
다음은 실시예 4 에 대한 설명이다.
84 인치 폭, 0.008 인치 두께 및 600 피트의 길이를 갖는 위의 실시예 1 의 샘플 5 번과 같이 나타낸 형태의 전착된 구리 박편은 롤상에 모인다. 84 인치 내지 0.25 인치 와이드 (wide) 리본의 원래 폭으로부터 연속적 슬릿의 사용으로 박편은 감소된다. 제1슬릿은 84 인치 내지 24 인치이며, 제2슬릿은 24 인치 내지 2 인치이며, 제3슬릿은 2 인치 내지 0.25 인치 까지 줄인다. 0.25 인치 리본은 0.012 인치 와이드 리본으로 슬릿된다. 상기 리본, 또는 슬릿 전단된 구리 와이어는 0.008 × 0.012 인치 단면을 가진다. 상기 구리 와이어는 금속 형성 공정을 위해 준비된다. 이것은 디그리싱 (degreasing), 세척, 린싱 (rinsing), 피클링 (pickling), 전기연마 및 건조 등을 포함한다. 와이어의 단일 가닥은 함께 용접되고, 그 이상의 공정에서 가닥을 풀기 위하여 되감긴다. 와이어 가닥들은 정제 및 거칠함이 없다. 와이어 가닥들은 압연과 인발의 조화를 이용하여 둥근 단면으로 성형된다. 제1통과는 0.012 인치 치수면을 거의 0.010-0.011 인치로 줄이기 위해 소형화 된 분말 턱스 헤드 성형 밀을 사용한다. 다음 통과는 상기 치수가 전부 정사각 단면을 지니면서, 거의 0.008-0.010 인치로 더욱 압축시키는 제2턱스 헤드 밀을 통과한다. 양자의 통과는, 위에 인용한 치수와 관련하여, 횡축 치수 (단면에서 압축 방향에 대해 수직 방향인 치수) 를 증가시키고, 와이어 길이를 증가 시키면서 압축된다. 그런다음, 와이어를 AWG 32, 0.00795 인치의 직경으로 둥글게 하면서 늘어나게 하는 인발 다이로 와이어는 통과된다.
본 발명이 우수한 실시예와 관련하여 설명되어지는 반면에, 명세서를 읽을 때, 당해 분야에서의 기술자에게 명세서에 의한 다양한 변경이 분명히 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 따라서, 여기에서 발표한 발명은 첨부된 청구항의 범위내에 놓여있는 변경을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (43)

  1. 본질적으로 원주결정이 없는 균일한 비방향성 결정구조를 실질적으로 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 본질적으로 쌍정 입계가 없고 실질적으로 기공이 없는 결정구조인 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 평균 결정크기가 약 8 마이크론 이하인 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  4. 제1항에 있어서, 약 23 ℃ 에서 상기 와이어의 최대인장강도가 약 60,000 내지 95,000 psi 의 범위이며, 또한 연신율은 약 8 % 내지 18 % 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  5. 제1항에 있어서, 약 180 ℃ 에서 상기 와이어의 최대인장강도가 약 22,000 내지 32,000 psi 의 범위이며, 또한 연신율은 약 25 % 내지 45 % 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  6. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 원형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  7. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 정사각 또는 직사각 단면 형상인 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  8. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 십자형, 별형, 반원형, 다각형, 경주용 트랙형, 난형, 평면 또는 골이있는 평면형 단면 형체를 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어.
  9. 구리 와이어 제조 공정에 있어서, 상기 공정은, (A) 아모드와 캐소드 사이에 수용성 전해액을 흐르게 하고, 캐소드상에 구리 박편을 퇴적하기 위해 아노드와 캐소드를 통하여 효과적인 전압의 양을 가해주는 공정에 있어서, 상기 전해액은 아노드와 캐소드 사이에 약 5 ppm 까지의 염화 이온 농도와 약 0.2 ppm 까지의 유기 첨가 농도인 것을 특징으로 하며, (C) 소정의 단면 형상과 크기를 상기 가닥에 제공하기 위해 상기 와이어의 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, (B) 단계로부터 (C) 단계전에 상기 와이어의 가닥을 정제하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 캐소드는 수평으로 설치되는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 캐소드는 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 절단 단계 (B) 는 상기 캐소드상에 상기 와이어의 가닥을 형성하는 동안에 상기 박편을 절단하고, 상기 캐소드에서 상기 가닥을 제거하는 눈금 절단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 단계 (B) 전에 상기 캐소드는 상기 전기 주조 셀로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 전해액은 약 1 ppm 까지의 유리(遊離) 염화 이온 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 전해액은 제로의 유리 염화 이온 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 전해액은 유기 첨가물이 없는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서, 구리 박편 침착에 사용된 전류밀도는 평방 피트 당 약 500 내지 2000 암페어의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  19. 제9항에 있어서, 단계 (B) 전에 상기 박편을 어닐링 하는 단계를 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  20. 제9항에 있어서, 상기 와이어를 어닐링 하는 단계를 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  21. 제9항에 있어서, 상기 와이어는 원형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  22. 제9항에 있어서, 상기 와이어는 정사각 또는 직사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  23. 제9항에 있어서, 상기 와이어는 십자형, 별형, 반원형, 다각형, 경주용 트랙형, 난형, 평면 또는 골이있는 평면형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  24. 구리 와이어 제조 방법에 있어서, (A) 한 가닥 이상의 구리 와이어를 형성하기 위해 구리 박편을 절단하는 공정에 있어서, 상기 구리 박편은 본질적으로 원주 결정이 없는 균일한 비방향성 결정구조를 실질적으로 갖는 어닐링 할수 있는 전착된 구리 박편이며, 또한 177 ℃ 에서 15 분 동안 어닐링 된 후에 피로연성이 약 25 % 이상인 것을 특징으로 하며, (B) 소정의 단면 형상과 크기를 상기 가닥에 제공하기 위해 상기 와이어의 가닥을 쉐이핑하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 박편은 어닐링된후, 피로 연성이 약 65 % 이상인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 박편의 최대 인장강도가 23 ℃ 에서 약 60,000 내지 95,000 psi 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 박편의 연신율이 23 ℃ 에서 약 8 % 내지 18 % 범위내인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 박편의 최대 인장강도가 180 ℃ 에서 약 22,000 내지 32,000 psi 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 박편의 연신율이 180 ℃ 에서 약 23 % 내지 37 % 인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 박편은 177 ℃ 에서 15 분간 어닐링 된 후에 최대 인장강도가 23 ℃ 에서 약 42,000 내지 70,000 psi 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  31. 제24항에 있어서, 상기 박편은 177 ℃ 에서 15 분간 어닐링 된 후에 연신율이 23 ℃ 에서 약 15 % 내지 31 % 인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  32. 제24항에 있어서, 상기 박편은 177 ℃ 에서 15 분간 어닐링 된 후에 최대 인장강도가 180 ℃ 에서 약 22,000 내지 32,000 psi 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  33. 제24항에 있어서, 상기 박편은 177 ℃ 에서 15 분간 어닐링 된 후에 연신율이 180 ℃ 에서 약 24 % 내지 38 % 인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  34. 제25항에 있어서, 상기 박편의 최대 인장강도가 23 ℃ 에서 약 36,000 내지 48,000 psi 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  35. 제25항에 있어서, 상기 박편의 연신율이 23 ℃ 에서 약 23 % 내지 36 % 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  36. 제25항에 있어서, 상기 박편의 최대 인장강도가 180 ℃ 에서 약 22,000 내지 32,000 psi 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 공정.
  37. 제25항에 있어서, 상기 박편의 연신율이 180 ℃ 에서 약 25 % 내지 40 % 의 범위인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  38. 제24항에 있어서, 상기 박편에 대한 평균 결정 크기가 약 3 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  39. 제24항에 있어서, 177 ℃ 에서 15 분간 어닐링 된 후에 상기 박편에 대한 평균 결정 크기가 약 5 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  40. 제25항에 있어서, 상기 박편에 대한 평균 결정 크기가 약 8 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  41. 제24항에 있어서, 상기 와이어는 원형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  42. 제24항에 있어서, 상기 와이어는 정사각 또는 직사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
  43. 제24항에 있어서, 상기 와이어는 십자형, 별형, 반원형, 다각형, 경주용 트랙형, 난형, 평면 또는 골이있는 평면형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구리 와이어 제조 방법.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077364A (en) * 1997-06-30 2000-06-20 Phelps Dodge Industries, Inc. Copper trolley wire and a method of manufacturing copper trolley wire
US6179988B1 (en) 1997-08-29 2001-01-30 Electrocopper Products Limited Process for making copper wire
JP3523561B2 (ja) * 2000-04-07 2004-04-26 後藤電子 株式会社 真四角線の製造方法
ITMI20010548A1 (it) * 2001-03-15 2002-09-15 Consorzio Politecnico Innovazi Apparato per la produzione di fogli metallici per via elettrolitica
DE102004010040A1 (de) * 2004-03-02 2005-09-15 Norddeutsche Affinerie Ag Kupferdraht sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kupferdrahtes
JP3963907B2 (ja) * 2004-05-26 2007-08-22 三井金属鉱業株式会社 純銅被覆銅箔及びその製造方法、並びにｔａｂテープ及びその製造方法
FR2876493B1 (fr) * 2004-10-12 2007-01-12 F S P One Soc Par Actions Simp Cable toronne en aluminium cuivre, et procede pour sa fabrication.
RU2284267C2 (ru) * 2004-11-10 2006-09-27 Броня Цой Материал для компонентов радиоэлектронных приборов
CN101435163B (zh) * 2007-11-14 2013-03-06 元能股份有限公司 高洁净不锈钢索的处理方法
JP5646916B2 (ja) * 2010-08-25 2014-12-24 矢崎総業株式会社 電線端部の成形方法及び電線端部成形用型
CN102166584B (zh) * 2010-12-27 2012-08-15 常州得一新材料科技有限公司 一种异形切割钢丝的制备工艺
CN102166585B (zh) * 2010-12-27 2012-08-15 常州得一新材料科技有限公司 一种多股切割钢丝的制备工艺
CN102125941B (zh) * 2011-02-26 2012-08-22 江阴祥瑞不锈钢精线有限公司 自动摇粉装置
KR101500565B1 (ko) * 2014-03-20 2015-03-12 일진머티리얼즈 주식회사 전해동박, 이를 포함하는 집전체, 음극 및 리튬전지
KR101500566B1 (ko) * 2014-03-20 2015-03-12 일진머티리얼즈 주식회사 전해동박, 이를 포함하는 집전체, 음극 및 리튬전지
TWI548480B (zh) * 2015-03-26 2016-09-11 樂金股份有限公司 銅銲線及其製造方法
KR101839689B1 (ko) * 2016-08-19 2018-03-16 한국생산기술연구원 비정질 합금 와이어를 이용한 마이크로 성형품 제조 방법 및 제조 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US440548A (en) * 1890-11-11 elmore
US3672430A (en) * 1964-08-19 1972-06-27 Southwire Co Method of producing a hot-formed copper-base product

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1058048A (en) * 1910-08-30 1913-04-08 Gibbs Company Method of and apparatus for producing copper wire.
US2074713A (en) * 1935-10-19 1937-03-23 United Eng Foundry Co Means and method of making wire and the like
US3556957A (en) * 1966-01-03 1971-01-19 Honeywell Inc Metal treatment
JPS4927244B1 (ko) * 1969-03-08 1974-07-16
DE1933273B1 (de) * 1969-07-01 1971-01-28 Suedwestfalen Ag Stahlwerke Walzverfahren zur Herstellung von Draht oder anderem stabfoermigem Walzgut
SE369152B (ko) * 1971-09-10 1974-08-12 Morgaardshammar Ab
JPS4927244A (ko) * 1972-06-30 1974-03-11
US3929610A (en) * 1974-05-31 1975-12-30 Kennecott Copper Corp Electroformation of metallic strands
US3939745A (en) * 1974-10-30 1976-02-24 Monsanto Company Apparatus for slitting coil stock
US4037445A (en) * 1975-12-19 1977-07-26 Olin Corporation Method and apparatus for production of multiple gauge strip
US4018073A (en) * 1976-05-03 1977-04-19 Monsanto Company Apparatus for shaping wire and ribbon structures obtained by slitting metallic coil stock
US4083758A (en) * 1976-09-27 1978-04-11 Criterion Process for regenerating and for recovering metallic copper from chloride-containing etching solutions
JPS5460233A (en) * 1977-08-03 1979-05-15 Halger Ets Method and apparatus for producing metal sheet
ATE82333T1 (de) * 1985-07-05 1992-11-15 Mitsui Mining & Smelting Co Kupferfolie, durch elektrolytische abscheidung hergestellt.
US4891105A (en) * 1987-01-28 1990-01-02 Roggero Sein Carlos E Method and apparatus for electrolytic refining of copper and production of copper wires for electrical purposes
US4956053A (en) * 1988-05-26 1990-09-11 Olin Corporation Apparatus and process for the production of micro-pore free high ductility metal foil
AT392747B (de) * 1989-02-23 1991-05-27 Boehler Gmbh Verfahren und anordnung zum walzen von draht -oder stabmaterial
IT1235119B (it) * 1989-07-10 1992-06-18 Danieli Off Mecc Gabbia di laminazione con rulli a sbalzo multipli per laminazione veloce.
US5215645A (en) * 1989-09-13 1993-06-01 Gould Inc. Electrodeposited foil with controlled properties for printed circuit board applications and procedures and electrolyte bath solutions for preparing the same
US5066366A (en) * 1990-05-04 1991-11-19 Olin Corporation Method for making foil
KR100275899B1 (ko) * 1990-05-30 2000-12-15 마이클 에이. 센타니 전착구리호일 및 클로라이드(chloride) 이온농도가 낮은 전해액을 사용하여 이를 제조하는 방법
US5403465A (en) * 1990-05-30 1995-04-04 Gould Inc. Electrodeposited copper foil and process for making same using electrolyte solutions having controlled additions of chloride ions and organic additives
US5431803A (en) * 1990-05-30 1995-07-11 Gould Electronics Inc. Electrodeposited copper foil and process for making same
US5086634A (en) * 1990-11-26 1992-02-11 Braner, Inc. Coil-to-coil steel slitting process
US5238048A (en) * 1992-01-02 1993-08-24 Ribbon Technology Corporation Round wire from strip
US5516408A (en) * 1993-04-19 1996-05-14 Magma Copper Company Process for making copper wire
US5679232A (en) * 1993-04-19 1997-10-21 Electrocopper Products Limited Process for making wire
US5366612A (en) * 1993-04-19 1994-11-22 Magma Copper Company Process for making copper foil

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US440548A (en) * 1890-11-11 elmore
US3672430A (en) * 1964-08-19 1972-06-27 Southwire Co Method of producing a hot-formed copper-base product

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AU5953796A (en) 1997-01-15

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