CN113498543B - 铝基线材、绞合线以及铝基线材的制造方法 - Google Patents

Abstract

铝基线材具有：芯线，其由纯铝或铝合金构成；多个包覆片，其设置为分散于所述芯线的外周；以及包覆层，其设置于所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周，所述包覆层具有：第一层，其在相邻的所述包覆片彼此之间的所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周一连串地设置；以及第二层，其设置于所述第一层的外周，所述多个包覆片各自由铜或铜合金构成，所述第一层由含有铜和锡的金属构成，所述第二层由锡或锡合金构成。

Description

铝基线材、绞合线以及铝基线材的制造方法

技术领域

本发明涉及一种铝基线材、绞合线以及铝基线材的制造方法。

本申请基于2019年4月26日的日本申请的特愿2019－086664而要求优先权，引用上述日本申请所记载的全部的记载内容。

背景技术

作为具有芯线和将芯线的表面覆盖的包覆层的铝基线材，专利文献1公开了具有铝金属线和将铝金属线的表面覆盖的包覆层的导体。该包覆层从铝金属线侧起依次具有由镍构成的基底镀层、铜镀层、由锡或锡合金构成的表面镀层。铜镀层的厚度为20μm。该导体是经由对在铝金属线的表面设置有各镀层的原料实施拉丝加工的拉丝工序而制造的。

专利文献1：日本特开2013－122911号公报

发明内容

本发明涉及的铝基线材具有：

芯线，其由纯铝或铝合金构成；

多个包覆片，其设置为分散于所述芯线的外周；以及

包覆层，其设置于所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周，

所述包覆层具有：

第一层，其在相邻的所述包覆片彼此之间的所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周一连串地设置；以及

第二层，其设置于所述第一层的外周，

所述多个包覆片各自由铜或铜合金构成，

所述第一层由含有铜和锡的金属构成，

所述第二层由锡或锡合金构成。

本发明涉及的绞合线是将多根上述本发明涉及的铝基线材绞合而成的。

本发明涉及的铝基线材的制造方法具有：

准备原料的工序，该原料具有由纯铝或铝合金构成的芯线及在所述芯线的外周设置的包覆层；

对所述原料进行加热的工序；以及

对进行了加热的所述原料实施拉丝加工的工序，

所述包覆层具有：

第一原料层，其设置于所述芯线的外周；以及

第二原料层，其设置于所述第一原料层的外周，

所述第一原料层由铜或铜合金构成，

所述第一原料层的厚度为2μm以下，

所述第二原料层由锡或锡合金构成。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的铝基线材的概略的剖面图。

图2是对实施方式1涉及的铝基线材的制造方法进行说明的说明图。

具体实施方式

[本发明所要解决的课题]

在对上述导体施加了弯曲时，有时包覆层破裂。如果包覆层破裂，则芯线有可能露出。如果水分经由包覆层的破裂的部位而浸入，附着于芯线和包覆层的接触部分，则芯线的表面发生腐蚀。该腐蚀被称为电化学腐蚀。

因此，本发明的目的之一在于提供即使施加弯曲，包覆层也不易破裂的铝基线材。

另外，本发明的其他目的之一在于提供容易绞合的绞合线。

并且，本发明的其他目的之一在于提供能够制造即使施加弯曲，包覆层也不易破裂的铝基线材的铝基线材的制造方法。

[本发明的效果]

本发明涉及的铝基线材即使施加弯曲，包覆层也不易破裂。

本发明涉及的绞合线容易将多根铝基线材绞合。

本发明涉及的铝基线材的制造方法能够制造即使施加弯曲，包覆层也不易破裂的铝基线材。

《本发明的实施方式的说明》

首先，列举本发明的实施方式进行说明。

(1)本发明的一个方式涉及的铝基线材具有：

芯线，其由纯铝或铝合金构成；

多个包覆片，其设置为分散于所述芯线的外周；以及

包覆层，其设置于所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周，

所述包覆层具有：

第一层，其在相邻的所述包覆片彼此之间的所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周一连串地设置；以及

第二层，其设置于所述第一层的外周，

所述多个包覆片各自由铜或铜合金构成，

所述第一层由含有铜和锡的金属构成，

所述第二层由锡或锡合金构成。

上述结构是即使施加弯曲，包覆层也不易破裂。因此，上述结构能够抑制芯线的露出。因而，上述结构能够抑制芯线的表面发生腐蚀。

以下的说明有时将铝基线材称为Al基线材。在上述的以往的Al基线材，由于施加弯曲而包覆层破裂的机制如下所述。以往的Al基线材的铜镀层的厚度如上所述非常厚。而且，铜与Al或锡等相比延展性差。因此，如果对Al基线材施加弯曲，则铜镀层破裂。追随该铜镀层的破裂而与铜镀层相邻的镀层破裂。

与此相对，本发明的Al基线材没有在芯线和包覆层之间设置在施加了弯曲时破裂的以往的铜镀层那样的层。即，本发明的Al基线材没有在芯线和包覆层之间设置在施加了弯曲时成为包覆层的破裂的起点的以往的铜镀层那样的层。本发明的Al基线材在芯线和包覆层之间分散有由铜系的材料构成的多个包覆片。该多个包覆片与以往的铜镀层相比，即使对Al基线材施加弯曲也不易破裂，不易成为包覆层的破裂的起点。因而，即使对Al基线材施加弯曲，包覆层也不易破裂。

另外，上述结构是由Al系的材料构成的芯线和由锡系的材料构成的第二层的密接性优异。通常，Al和锡的密接性差。但上述结构是因为，含有与Al和锡的密接性优异的铜的包覆片以及第一层介于芯线和第二层之间。

并且，上述结构是即使对Al基线材施加弯曲，包覆片也不易从芯线剥离。其理由在于，包覆片没有成为如以往的铜镀层那样的层状。

(2)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

所述包覆片的厚度为1.5μm以下。

上述结构是即使对Al基线材施加弯曲，包覆片也不易破裂。其理由在于，包覆片的厚度薄，因此包覆片的挠曲性优异。另外，即使对Al基线材施加弯曲而假设包覆片自身破裂，与包覆片的破裂相伴的向包覆层的负荷也小。其理由在于，包覆片的厚度充分薄。

(3)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

所述包覆片的宽度为20μm以下。

上述结构是即使对Al基线材施加弯曲，包覆片自身也不易破裂。其理由在于，包覆片的宽度充分窄。

(4)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

沿所述芯线的长度方向而相邻的所述包覆片彼此之间的间隔为0.5μm以上。

上述结构是即使对Al基线材施加弯曲，包覆片自身也不易破裂。其理由在于，相邻的包覆片彼此的间隔充分大，因此能够抑制施加了弯曲时的相邻的包覆片彼此的接触。

(5)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

所述第一层的厚度为0.1μm以上而3μm以下。

只要第一层的厚度为0.1μm以上，则与芯线和第二层的密接性高。其理由在于，第一层的厚度充分厚。只要第一层的厚度为3μm以下，则第一层的厚度不会过厚。因此，对于满足第一层的厚度为3μm以下的Al基线材，第一层向芯线、包覆片的密接性优异。

(6)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

沿所述芯线的长度方向的剖面处的所述包覆片的面积α与所述第一层的面积β的面积比α：β为1：1以上120以下。

上述结构是即使对Al基线材施加弯曲，包覆层也不易破裂。并且，上述结构是芯线和第二层的密接性优异。这是因为，上述面积比α：β满足上述范围，由此包覆片和第一层平衡良好地存在。

(7)作为上述铝基线材的一个方式，举出：

所述铝基线材的直径为0.01mm以上而0.6mm以下

上述结构容易用于各种用途。其理由在于，虽然Al基线材为容易挠曲的细线，但包覆层不易产生破裂。

(8)本发明的一个方式涉及的绞合线是，

将多根上述(1)至上述(7)中任一项所述的铝基线材绞合而成的。

上述结构的生产率优异。其理由在于，具有即使施加弯曲而包覆层也不易破裂的Al基线材，因此容易进行绞合。

(9)本发明的一个方式涉及的铝基线材的制造方法具有：

准备原料的工序，该原料具有由纯铝或铝合金构成的芯线及在所述芯线的外周设置的包覆层；

对所述原料进行加热的工序；以及

对进行了加热的所述原料实施拉丝加工的工序，

所述包覆层具有：

第一原料层，其设置于所述芯线的外周；以及

第二原料层，其设置于所述第一原料层的外周，

所述第一原料层由铜或铜合金构成，

所述第一原料层的厚度为2μm以下，

所述第二原料层由锡或锡合金构成。

上述结构能够制造即使施加弯曲，包覆层也不易破裂的Al基线材。供拉丝加工的原料具有包覆层，该包覆层具有厚度薄的第一原料层。因此，通过拉丝加工，第一原料层破裂。通过第一原料层的破裂，形成上述的Al基线材的多个包覆片。另外，在拉丝加工前对原料进行加热，由此第一原料层所包含的铜成分扩散至第二原料层。通过铜的扩散，形成上述的Al基线材的第一层。第二原料层在拉丝加工后形成上述的Al基线材的第二层。而且，在拉丝加工前对原料进行加热，由此能够制造弯曲性优异的Al基线材。

《本发明的实施方式的详细内容》

以下对本发明的实施方式的详细内容进行说明。图中的相同标号表示相同名称物。以下的说明有时将铝基线材称为Al基线材。

《实施方式1》

〔铝基线材〕

参照图1，对实施方式1的Al基线材1进行说明。图1示出沿芯线2的长度方向将Al基线材1切断的剖面图。Al基线材1具有由纯Al或Al合金构成的芯线2。Al基线材1的特征之一在于，具有：多个包覆片3，其设置为分散于芯线2的外周；以及特定构造的包覆层4，其设置于芯线2以及多个包覆片3的外周。各包覆片3由铜系材料构成。包覆层4具有：第一层41，其设置于芯线2以及多个包覆片3的外周的特定范围；以及第二层42，其设置于第一层41的外周。第一层41由特定的材质构成。第二层42由锡系材料构成。以下，详细地说明各结构。

[芯线]

芯线2由纯铝(Al)或Al合金构成。纯Al容许除了Al以外还含有不可避免的杂质。Al合金举出含有添加元素、其余部分由Al以及不可避免的杂质构成的各种组成的合金。

添加元素例如举出从由铁(Fe)、镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、锰(Mn)、银(Ag)、铬(Cr)、及锆(Zr)构成的群组选择的至少一种元素。这些添加元素可以仅含有一种，也可以组合地含有两种以上。作为这样的合金，例如举出Al－Fe合金、Al－Fe－Mg合金、Al－Fe－Si合金、Al－Fe－Mg－(Mn、Ni、Zr、Ag)合金、Al－Fe－Cu合金、Al－Fe－Cu－(Mg、Si)合金、Al－Mg－Si－Cu合金等。

添加元素的合计含有量例如优选为0.005质量％以上而5.0质量％以下，更优选为0.1质量％以上而2.0质量％以下。各添加元素的优选的含有量如下所述。Fe的含有量优选为0.005质量％以上而2.2质量％以下。Mg的含有量优选为0.05质量％以上而1.0质量％以下。Si的含有量优选为0.04质量％以上而1.0质量％以下。Cu的含有量优选为0.05质量％以上而0.5质量％以下。Zn、Ni、Mn、Ag、Cr及Zr的合计含有量优选为0.005质量％以上而0.2质量％以下。

芯线2的组成通过高频电感耦合等离子体发光分光分析(ICP－OES)而求出。具体而言，芯线2的组成是使用“Thermo FisherScientific社”制的iCAP6500而求出的。

芯线2的直径还根据Al基线材1的用途等而决定，但例如优选为0.01mm以上而0.6mm以下。该直径为单线的芯线2的直径。直径满足上述范围的芯线2容易用于各种用途。

芯线2的直径通过基于扫描型电子显微镜(SEM)进行的剖面观察而求出。首先，取得4个以上的Al基线材1的横剖面。横剖面是指Al基线材1的与长度方向正交的剖面。求出各横剖面处的芯线2的面积。芯线2的面积通过图像解析软件而求出。芯线2和基底层3或包覆层4之间的边界由于形成有界面而能够进行判别。求出对各面积进行真圆换算后的等面积圆当量直径的平均值。将该平均值设为芯线2的直径。

[包覆片]

包覆片3设置为分散于芯线2的正上方、或在芯线2的正上方具有基底层的情况下设置为分散于基底层的正上方。多个包覆片3彼此隔开间隔而设置于芯线2或基底层的正上方。相邻的包覆片3有时彼此连续。通常，各包覆片3的尺寸、包覆片3彼此的间隔并不恒定。如上所述，Al基线材1没有在芯线2和包覆层4之间设置在对Al基线材1施加了弯曲时破裂而成为包覆层4的破裂的起点的以往的铜镀层那样的层。因而，Al基线材1是即使施加弯曲，包覆层4也不易破裂。另外，多个包覆片3以岛状分散于第一层41内。图1的包覆片3的厚度以及宽度、和相邻的包覆片3彼此的间隔是示意性地示出的，并非一定对应于实际的厚度。

包覆片3的材质举出从由Cu或Cu合金构成的群组选择的至少一种金属。Cu容许除了Cu以外还包含不可避免的杂质。Cu合金举出Cu－Sn(锡)合金、Cu－Zn合金、Cu－Ni合金、Cu－Sn－Ni合金等。包覆片3的组成通过与上述的芯线2的组成相同的方法求出。这点对于后述的第一层41的组成和第二层42的组成也相同。

包覆片3的厚度例如举出为1.5μm以下。只要包覆片3的厚度为1.5μm以下，则包覆片3的厚度充分薄。因此，包覆片3的挠曲性优异。因而，即使对Al基线材1施加弯曲，包覆片3也不易破裂。另外，在对Al基线材1施加了弯曲时，即使假设包覆片3自身破裂，与包覆片3的破裂相伴的向包覆层4的负荷也小。包覆片3的厚度例如举出为0.01μm以上。只要包覆片3的厚度为0.01μm以上，则包覆片3的厚度不会过薄。因此，在对Al基线材1施加了弯曲时，包覆片3不易破裂。对于包覆片3的厚度，进一步举出为0.05μm以上而1.2μm以下，特别是举出为0.1μm以上而1.0μm以下。

包覆片3的厚度可以以如下方式测定。在Al基线材1的沿长度方向的剖面、即Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法是使得在相同视场内包含多个包覆片3，并且包含包覆片3的与芯线2或基底层的边界和与第一层41的边界。各观察视场的倍率为1000倍。各观察视场的尺寸为12.5μm×10μm。对各观察视场所包含的全部的包覆片3的沿芯线2的径向的长度进行测定。沿芯线2的径向的各包覆片3的长度设为各包覆片3的最大长度。取得所测定的全部的包覆片3的平均值。将该平均值设为包覆片3的厚度。

包覆片3的宽度例如举出为20μm以下。只要包覆片3的宽度为20μm以下，则包覆片3的宽度窄。因此，即使对Al基线材1施加弯曲，包覆片3自身也不易破裂。包覆片3的宽度例如举出为0.1μm以上。只要包覆片3的宽度为0.1μm以上，则宽度不会过窄。因此，包覆片3容易提高与芯线2或基底层和第一层41的密接性。包覆片3的宽度进一步举出为0.5μm以上而15μm以下，特别是举出为1μm以上而10μm以下。

包覆片3的宽度可以以如下方式测定。与包覆片3的厚度的测定方法相同地，在Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法、倍率和尺寸与包覆片3的厚度的测定方法相同。对各观察视场所包含的全部的包覆片3的沿芯线2的长度方向的长度进行测定。沿芯线2的长度方向的各包覆片3的长度设为各包覆片3的最大长度。取得所测定的全部的包覆片3的平均值。将该平均值设为包覆片3的宽度。

沿芯线2的长度方向而相邻的包覆片3彼此之间的间隔例如举出为0.5μm以上。芯线2的长度方向为图1的纸面左右方向。只要上述间隔为0.5μm以上，则上述间隔宽。因此，能够抑制对Al基线材1施加了弯曲时的相邻的包覆片3彼此的接触。因而，即使对Al基线材1施加弯曲，包覆片3自身也不易破裂。上述间隔例如举出为20μm以下。只要上述间隔为20μm以下，则上述间隔不会过宽。因此，在相邻的包覆片3彼此之间难以存在没有形成第一层41的部位。因而，能够抑制与芯线2或基底层和第二层42的密接性下降。上述间隔进一步举出为0.8μm以上而15μm以下，特别是举出为1μm以上而10μm以下。

沿芯线2的长度方向而相邻的包覆片3彼此之间的间隔可以以如下方式测定。与包覆片3的厚度的测定方法相同地，在Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法、倍率和尺寸与包覆片3的厚度的测定方法相同。对各观察视场的相邻的包覆片3彼此之间的全部的间隔进行测定。相邻的包覆片3彼此之间的间隔设为相邻的包覆片3彼此之间的最小长度。取得所测定的全部的间隔的平均值。将该平均值设为沿芯线2的长度方向而相邻的包覆片3彼此之间的间隔。

[包覆层]

包覆层4将包覆片3的外周覆盖而对芯线2进行化学保护。包覆层4是从芯线2侧起依次具有第一层41、以及第二层42的多层构造。图1的第一层41以及第二层42的厚度是示意性示出的，不一定与实际的厚度对应。

(第一层)

第一层41在包覆片3彼此之间的芯线2的正上方或在具有后述的基底层的情况下在基底层的正上方和包覆片3的正上方，遍及该芯线2或基底层的外周和包覆片3的外周的整个区域而一连串地设置。即，第一层41具有在包覆片3彼此之间的芯线2或基底层的正上方设置的部分、和在包覆片3的正上方设置的部分。在包覆片3彼此之间的芯线2或基底层的正上方设置的部分和在包覆片3的正上方设置的部分连续。

第一层41的材质具有Cu和Sn。第一层41也可以包含Cu和Sn的合金。第一层41也可以实质上由Cu和Sn构成。实质上仅由Cu和Sn构成是指，容许除了Cu和Sn以外还包含不可避免的杂质。第一层41的Sn的含有量比第二层42的Sn的含有量少。第一层41的Cu和Sn的比例Cu：Sn例如举出为1：1以上而5以下，进一步举出为1：1.1以上而3以下，特别是举出为1：1.2以上而2.5以下。

第一层41的厚度例如举出为0.1μm以上而3μm以下。只要第一层41的厚度为0.1μm以上，则与芯线2和第二层42的密接性高。其理由在于，第一层41的厚度充分厚。只要第一层41的厚度为3μm以下，则第一层41的厚度不会过厚。因此，对于第一层41的厚度为3μm以下的Al基线材1，第一层41向芯线2或基底层、包覆片3的密接性优异。第一层41的厚度进一步举出为0.3μm以上而2.5μm以下，特别是举出为0.5μm以上而2μm以下。

第一层41的厚度以如下方式求出。与包覆片3的厚度的测定方法相同地，在Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法是使得包含第一层41的与芯线2或基底层的边界和与第二层42的边界。各观察视场的倍率为1000倍。各观察视场的尺寸为12.5μm×10μm。在各观察视场，在5个部位以上对第一层41的沿芯线2的径向的长度进行测定。此时，可以使得包覆片3上的第一层41的上述长度的测定数量和包覆片3彼此之间的第一层41的上述长度的测定数量成为相同数量。取得所测定的全部的第一层41的平均值。将该平均值设为第一层41的厚度。

(包覆片和第一层的面积比)

Al基线材1的纵剖面处的包覆片3的面积α和第一层41的面积β的面积比α：β例如举出为1：1以上而120以下。只要上述面积比α：β满足上述范围，则即使施加弯曲，包覆层4也不易破裂。并且，与芯线2和第二层42的密接性优异。其理由在于，包覆片3和第一层41平衡良好地存在。上述面积比α：β进一步举出为1：3以上而60以下，特别地举出为1：5以上而30以下。

上述面积α和上述面积β以如下方式求出。在Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法、倍率和尺寸与第一层41的厚度的测定方法相同。对各观察视场的全部的包覆片3的面积和第一层41的面积进行测定。各面积通过图像解析软件而求出。取得所测定的全部的包覆片3的面积的平均值和所测定的全部的第一层41的面积的平均值。各平均值设为上述面积α和上述面积β。

(第二层)

第二层42遍及第一层41的外周的整个区域而设置于第一层41的正上方。

第二层42的材质举出从由Sn或Sn合金构成的群组选择的至少一种金属。Sn容许除了Sn以外还包含不可避免的杂质。作为Sn合金，例如举出Sn－Cu合金、Sn－Ag－Cu合金、Sn－In(铟)合金等。第二层42的Sn的含有量比第一层41的Sn的含有量多。具体而言，第二层42的Sn的含有量举出为100原子％以下。第二层42的Sn的含有量例如举出为85原子％以上。第二层42的Sn的含有量进一步举出为90原子％以上，特别是举出为95原子％以上。该第二层42的Sn的含有量是将通过ICP－OES检测出的第二层42的元素中的去除C和O后的值设为100原子％时的值。

第二层42的厚度例如优选为0.3μm以上。只要第二层42的厚度为0.3μm以上，则容易提高芯线2的耐腐蚀性。其理由在于，第二层42的厚度充分厚，因此不易形成针孔。第二层42的厚度的上限并不特别限定，但例如举出为10μm以下。第二层42的厚度更优选为0.5μm以上而7μm以下，特别优选为1μm以上而5μm以下。

第二层42的厚度可以以如下方式测定。与包覆片3的厚度的测定方法相同地，在Al基线材1的纵剖面，取得3个以上的观察视场。各观察视场的取得方法是使得包含第二层42的与第一层41的边界和第二层42的外周面。各观察视场的倍率和观察视场的尺寸与第一层41的厚度的测定方法相同。在各观察视场，在5个部位以上对第二层42的沿芯线2的径向的长度进行测定。此时，也可以使得第一层41的峰部的第二层42的上述长度的测定数量和第一层41的谷部的第二层42的上述长度的测定数量成为相同数量。第一层41的峰部是指包覆片3的外周部分。第一层41的谷部是指相邻的包覆片3彼此之间。取得所测定的全部的第二层42的平均值。将该平均值设为第二层42的厚度。

[其他]

虽然省略了图示，但Al基线材1也可以还具有基底层。

(基底层)

基底层提高与芯线2和包覆片3或包覆层4的密接性。基底层遍及芯线2的外周整个区域而设置于芯线2的正上方。

基底层以Zn作为主成分。以Zn作为主成分的基底层容易提高与芯线2和第一层41或第二层42的密接性。主成分是指，满足在将基底层的全部构成要素设为100原子％时Zn的含有量为60原子％以上。Zn的含有量更优选为75原子％以上，特别优选为80原子％以上。基底层也可以实质上仅由Zn构成。实质上仅由Zn构成是指容许除了Zn以外还包含不可避免的杂质。基底层的材质例如是针对进行了聚焦离子束(FIB)加工的Al基线材1的剖面，通过使用了扫描型电子显微镜(STEM)的能量分散型X射线分析(EDX)而求出。

基底层的厚度例如举出为5nm以上而100nm以下。只要基底层的厚度为5nm以上，则基底层提高与芯线2和包覆片3或第一层41的密接性。只要基底层的厚度为100nm以下，则Al基线材1的加工性优异。其理由在于，基底层不会过度地变厚。基底层的厚度更优选为8nm以上而50nm以下，特别优选为10nm以上而30nm以下。

[线径]

Al基线材1的线径例如举出为0.01mm以上而0.6mm以下。上述范围的线径的Al基线材1容易用于各种用途。其理由在于，虽然Al基线材1为容易弯折的细线，但包覆层4不易产生破裂。Al基线材1的线径进一步举出为0.05mm以上而0.5mm以下，特别是举出为0.1mm以上而0.4mm以下。Al基线材1的线径以如下方式求出。与芯线2的直径的测定方法相同地，取得4个以上的Al基线材1的横剖面。求出各横剖面的Al基线材1的面积。求出对各面积进行真圆换算后的等面积圆的直径的平均值。将该平均值设为Al基线材1的线径。

[用途]

本方式的Al基线材1优选可以利用为单线、绞合线、压缩线材、绝缘电线、带端子电线的导体。绞合线是将多根单线行绞合而成的。压缩线材是将绞合线进行压缩成型而成的。绝缘电线在单线、绞合线、及压缩线材的任意者的外周具有绝缘包覆。带端子电线具有在绞合线的端部、压缩线材的端部、及将绝缘电线的绝缘包覆局部地去除而露出的Al基线材的端部的任意者安装的端子部件。端子部件如上述所述，举出由Cu或Cu合金构成的部件、具有由Cu或Cu合金构成的主体部和在主体部的表面形成的Sn层或Sn镀层的部件。

〔作用效果〕

本方式的Al基线材1是即使施加弯曲，包覆层4也不易破裂。这是因为，Al基线材1没有在芯线2和包覆层4之间设置在施加了弯曲时破裂而成为包覆层4的破裂的起点的以往的铜镀层那样的层，而是具有分散的多个包覆片3。另外，本方式的Al基线材1的芯线2和第二层42的密接性优异。这是因为，关于Al基线材1，包含与Al和Sn的密接性优异的Cu的包覆片3以及第一层41介于芯线2和第二层42之间。并且，本方式的Al基线材1即使施加弯曲，包覆片3也不易剥离。这是因为，Al基线材1的第一层41将包覆片3的外周覆盖，并且介于包覆片3彼此之间。

〔Al基线材的制造方法〕

主要参照图2对实施方式1涉及的Al基线材的制造方法进行说明。图2示出沿芯线100的长度方向将原料10切断的剖面图。本方式的Al基线材的制造方法具有：准备原料10的工序S1；对原料10进行加热的工序S2；以及对原料10实施拉丝加工的工序S3。

[工序S1]

所准备的原料10具有芯线100和在芯线100的外周设置的包覆层110。包覆层110具有：第一原料层111，其遍及芯线100的外周的整周而设置；以及第二原料层112，其设置于第一原料层111的外周。该原料10的准备能够通过在所准备的芯线100的外周形成包覆层110而进行。或者，原料10的准备能够通过在所准备的芯线100的外周依次形成基底层、包覆层110而进行。

(芯线的准备)

所准备的芯线100由纯Al或Al合金构成。纯Al和Al合金如通过上述的Al基线材1的芯线2而说明的那样。芯线100的直径例如举出为0.3mm以上而5mm以下，进一步地举出为0.4mm以上而2mm以下，特别是举出为0.5mm以上而1mm以下。

(基底层的形成)

基底层的形成能够通过针对芯线100实施锌酸盐处理或双锌酸盐处理而进行。处理条件可以利用公知的条件。

(包覆层的形成)

包覆层110的形成能够通过在芯线100或基底层的外周依次设置第一原料层111和第二原料层112而进行。

第一原料层111由Cu或Cu合金构成。Cu和Cu合金如通过上述的Al基线材1的包覆片3而说明的那样。第一原料层111遍及芯线100或基底层的外周的整个区域而设置于芯线100或基底层的正上方。第一原料层111的厚度可以与芯线100的直径和后述的工序S3后的最终线径相应地适当选择。第一原料层111的厚度例如举出为2μm以下。只要第一原料层111的厚度为2μm以下，则能够经由后述的拉丝加工而制造具有上述的包覆片3的Al基线材1。其理由在于，第一原料层111的厚度薄，因此通过拉丝加工而第一原料层111容易破裂。第一原料层111的厚度例如举出为0.1μm以上。只要第一原料层111的厚度为0.1μm以上，则容易遍及芯线100或基底层的外周的整个区域而设置均匀厚度的第一原料层111。第一原料层111的厚度进一步举出为0.3μm以上而1.5μm以下，特别是举出为0.5μm以上而1.0μm以下。

第二原料层112由Sn或Sn合金构成。Sn和Sn合金如通过上述的Al基线材1的第二层42(图1)而说明的那样。第二原料层112遍及第一原料层111的外周的整个区域而设置于第一原料层111的正上方。第二原料层112的厚度与第一原料层111相同地，能够与芯线100的直径和后述的工序S3后的最终线径相应地适当进行选择。第二原料层112的厚度例如举出为1μm以上而40μm以下。只要第二原料层112的厚度为1μm以上，则容易经由后述的拉丝加工而制造具有上述充分厚度的第二层42的Al基线材1。只要第二原料层112的厚度为40μm以下，则能够提高Al基线材1的生产率。其理由在于，第二原料层112的厚度不会过厚，因此第二原料层112的形成时间不会变得过长。第二原料层112的厚度进一步举出为3μm以上而20μm以下，特别是举出为5μm以上而15μm以下。

第一原料层111和第二原料层112的形成能够通过镀敷法、蒸镀法或嵌合法等而进行。作为镀敷法，举出电镀、无电解镀、溶融镀敷等。通过镀敷法实现的第一原料层111以及第二原料层112的形成可以利用公知的镀敷处理条件。作为蒸镀法，举出CVD(ChemicalVapor Deposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)等。通过嵌合法实现的原料10的制作例如以如下方式进行。通过第一管和第二管从内周侧起依次对最终成为芯线100的线材的外周进行覆盖。第一管由第一原料层111的构成材料构成，最终成为第一原料层111。第二管由第二原料层112的构成材料构成，最终成为第二原料层112。针对其组合物实施拉丝加工。在通过嵌合法制作原料10时的拉丝加工，由第一原料层111的构成材料构成的管等部件的厚度厚，因此第一原料层111不破裂。将第一原料层111和第二原料层112的形成设为工序S3的拉丝加工前进行，从而针对粗细较粗的芯线100而形成第一原料层111和第二原料层112。因此，容易形成均匀厚度的第一原料层111和第二原料层112。特别是在通过镀敷法而形成第一原料层111和第二原料层112的情况下，第一原料层111和第二原料层112容易成为均匀的厚度。

[工序S2]

原料10的加热在工序S3的拉丝加工前进行。通过对原料10进行加热，从而在原料10的第一原料层111和第二原料层112之间虽然省略了图示但形成中间层，该中间层包含作为第一原料层111的成分的Cu和作为第二原料层112的成分的Sn。其理由在于，使第一原料层111所包含的Cu扩散至第二原料层112。该中间层可以在拉丝加工后形成上述的Al基线材1的第一层41(图1)。

原料10的温度例如举出加热至50℃以上。只要将原料10的温度加热至50℃以上，则Cu容易扩散。因此，容易形成上述中间层。原料10的温度例如举出加热至230℃以下。只要将原料10的温度加热至230℃以下，则能够抑制Cu过度地扩散。另外，还能够抑制Sn的熔融。而且，能够缩短升温时间，因此能够提高Al基线材1的生产率。原料10的温度进一步举出加热至80℃以上而200℃以下，特别是举出加热至100℃以上而150℃以下。以加热温度的保持时间例如举出为0.2分钟以上而5分钟以下。只要保持时间为0.2分钟以上，则Cu容易扩散。只要保持时间为5分钟以下，则能够缩短保持时间，因此能够提高Al基线材1的生产率。保持时间进一步举出为0.5分钟以上而3分钟以下，特别是举出为1分钟以上而2分钟以下。

[工序S3]

对进行了加热的原料10实施的拉丝加工是对希望线径的Al基线材1进行制作。该拉丝加工为冷拉丝加工。通过该拉丝加工，原料10的第一原料层111破裂。通过第一原料层111的破裂，形成上述的Al基线材1的包覆片3。另外，通过该拉丝加工，第一原料层111所包含的Cu扩散至第二原料层112。通过Cu的扩散，形成上述的Al基线材1的第一层41。原料10的第二原料层112形成上述的Al基线材1的第二层42。

原料10的第一原料层111破裂是因为，与芯线100、第二原料层112的延展性相比，第一原料层111的延展性差。另外，原料10的第一原料层111破裂是因为，第一原料层111的厚度薄。即使原料10的第一原料层111破裂而形成Al基线材1的包覆片3，原料10的第二原料层112也不会破裂而能够制造出Al基线材1的第一层41、第二层42。其理由在于，硬的第一原料层111薄，软的第二原料层112厚。另外，原料10的第一原料层111破裂而形成的Al基线材1的包覆片3不会从芯线100或基底层剥离。这是因为，将原料10的第一原料层111破裂而形成的Al基线材1的包覆片3的外周由Al基线材1的第一层41覆盖，并且Al基线材1的第一层41进入至包覆片3彼此之间。

拉丝加工作为代表情况举出以多道次进行。在进行多道次的拉丝加工的情况下，关于每1道次的加工度、原料10的行进速度，举出与最终线径相应地，以在原料10的第一原料层111破裂的同时形成第一层41(图1)的方式适当进行调整。

在进行多道次的拉丝加工的情况下，对于每1道次的加工度、即每1道次的断面收缩率，举出为8％以上。只要上述加工度为8％以上，则原料10的第一原料层111容易破裂。另外，只要上述加工度为8％以上，则容易形成第一层41(图1)。上述加工度举出为30％以下。只要上述加工度为30％以下，则容易抑制芯线100的断裂、第二原料层112的损伤。上述加工度进一步举出为10％以上而25％以下，特别是举出为12％以上而20％以下。上述加工度设为{(拉丝前的横剖面积－拉丝后的横剖面积)/拉丝前的横剖面积}×100。

此外，在芯线100的外周例如通过镀敷而形成岛状的第一原料片，在第一原料片的外周和第一原料片彼此之间的芯线100的外周，例如通过镀敷而形成第二原料层112，经过上述工序S2和上述工序S3。这样，能够形成包覆片3，但无法形成均匀厚度的第一层41。

〔作用效果〕

上述的Al基线材的制造方法能够制造即使施加弯曲，包覆层4也不易破裂的上述Al基线材1。

《试验例1》

制作出Al基线材，调查了对Al基线材施加了弯曲时的包覆层的状态。

〔样品No.1至样品No.7〕

样品No.1至样品No.7的Al基线材经过如下工序而制作：准备原料的工序；进行原料的加热的工序；以及对进行了加热的原料实施拉丝加工的工序。

[原料的准备]

原料是在芯线的正上方形成基底层，在基底层的正上方从基底层侧起依次形成第一原料层、以及第二原料层的双层构造的包覆层而制作的。芯线使用直径为0.5mm的纯Al线。该纯Al线的成分相当于“JIS H 4000(2014)铝以及铝合金的板以及条”所规定的A1070。

基底层的形成是以脱脂、蚀刻剂、污物去除、第一锌酸盐处理、锌剥离、第二锌酸盐处理的顺序进行。

关于脱脂，对处理液使用了“キザイ株式会社”制的SZ脱脂剂。SZ脱脂剂为商品名。液体温度设为70℃。向溶液的浸渍时间设为90sec。

关于蚀刻，对处理液使用了“キザイ株式会社”制的SZ蚀刻剂。SZ蚀刻剂为商品名。液体温度设为70℃。向溶液的浸渍时间设为90sec。

关于污物去除，对处理液使用了50质量百分比浓度的硝酸水溶液。液体温度设为25℃。向溶液的浸渍时间设为30sec。

关于第一锌酸盐处理，对处理液使用了“キザイ株式会社”制的SZ－II。SZ－II为商品名。液体温度设为20℃。向溶液的浸渍时间设为60sec。

关于锌剥离，使用与污物去除相同的处理液，以相同的条件进行。

关于第二锌酸盐处理，使用与第一锌酸盐处理相同的处理液，以相同的条件进行。

第一原料层和第二原料层的形成分别通过镀敷法而进行。

作为第一原料层，通过电镀而形成了Cu镀层。该Cu镀层是在基底层的正上方遍及基底层的外周的整个区域而形成的。镀敷液使用了焦磷酸铜镀敷液。液体温度设为45℃。向溶液的浸渍时间设为150sec。电流密度设为各种不同。根据该电流密度的不同而使样品No.1至No.7的原料的第一原料层的厚度(μm)不同。

作为第二原料层，通过电镀而形成了Sn镀层。该Sn镀层是在第一原料层的正上方遍及第一原料层的外周的整个区域而形成的。镀敷液使用了包含硫酸亚锡(40g/L)、焦磷酸钾(165g/L)、平均分子量3000的聚乙二醇(1g/L)、及37质量百分比浓度的甲醛(0.6mL/L)的溶液。液体温度设为40℃。向溶液的原料的浸渍时间设为160sec。

分别求出所得到的原料的第一原料层的厚度和第二原料层的厚度。各原料层的厚度通过基于SEM(扫描型电子显微镜)进行的剖面观察而求出。

各原料层的厚度以如下方式求出。首先，取得原料的纵剖面。在原料的纵剖面处取得3个观察视场。对第一原料层的厚度进行求解的情况的各观察视场的取得方法是使得包含第一原料层的与基底层的边界和与第二原料层的边界。对第二原料层的厚度进行求解的情况的各观察视场的取得方法是使得包含第二原料层的与第一原料层的边界和外周面。各观察视场的倍率设为1000倍。各观察视场的尺寸设为12.5μm×10μm。在各观察视场，在5个部位以上对沿芯线的径向的各层的长度进行了测定。取得所测定的全部的第一原料层的平均值和第二原料层的平均值。将各平均值设为各原料层的厚度。表1、表2示出样品No.1至No.7的原料的第一原料层的厚度。样品No.1至No.7的原料的第二原料层的厚度均为12μm。

[原料的加热]

将原料加热为原料的温度成为200℃。以加热时间的保持时间为0.5分钟即30sec。将经过加热时间后、供拉丝加工的原料的温度设为常温。

[拉丝加工]

拉丝加工为了使得最终线径成为0.3mm而以下述条件进行。道次数设为5次。每1道次的加工度设为15％。

通过SEM对所得到的Al基线材的剖面进行了观察。其结果，样品No.1至样品No.5的Al基线材设置为多个包覆片分散于基底层的正上方。另外，样品No.1至样品No.5的Al基线材设置有将相邻的包覆片彼此之间的基底层的正上方和各包覆片的正上方一连串地覆盖的第一层。并且，样品No.1至样品No.5的Al基线材设置有遍及第一层的外周的整个区域而覆盖于第一层的正上方的第二层。使用ICP－OES对包覆片、第一层、以及第二层的成分进行了分析。对于ICP－OES，使用了“Thermo Fisher Scientific社”制的iCAP6500。其结果，包覆片由Cu构成。第一层实质上由Cu和Sn构成。第二层由Sn构成。另外，通过上述测定方法而测定出包覆片的厚度(μm)以及宽度(μm)、沿芯线的长度方向而相邻的包覆片彼此的间隔、包覆片的面积α、第一层的面积β、以及第二层的厚度(μm)。表1示出这些结果。

另一方面，样品No.6和样品No.7的Al基线材与样品No.1的Al基线材等不同，在基底层的正上方没有设置多个包覆片。样品No.6和样品No.7的Al基线材在基底层的正上方从基底层侧起依次设置有第一层、第二层、以及第三层的三层构造的包覆层。各层都是在各层的内侧的层的正上方遍及各层的内侧的层的外周的整个区域而设置。与样品No.1的Al基线材等相同地，对样品No.6和样品No.7的Al基线材的第一层、第二层、以及第三层的成分进行了分析。其结果，第一层实质上由Cu构成。第二层实质上由Cu和Sn构成。第三层实质上由Sn构成。另外，对第一层至第三层的厚度(μm)进行了测定。表2示出这些结果。各层的厚度的测定方法与样品No.1的Al基线材的第一层、第二层的厚度的测定方法相同。

〔弯曲试验〕

作为弯曲试验，针对与各样品的Al基线材相同的线径的棒材卷绕各样品的Al基线材而进行了自身直径弯曲。通过光学显微镜对进行了该弯曲试验的各样品的Al基线材的包覆层的裂纹、剥离的有无进行观察，评价了包覆层的状态。包覆层的状态的评价通过“A”、“B”、“C”的三个阶段进行。将没有产生包覆层的龟裂、剥离的情况设为“A”。将包覆层产生了少许龟裂的情况设为“B”。将包覆层产生较多龟裂的情况设为“C”。少许龟裂是指，将包覆层的表面通过SEM放大至200倍也无法目视判别出Al的露出、而将包覆层的表面通过SEM放大至2000倍则通过EDX检测出Al的情况。对于SEM，使用了“日立ハイテクノロジーズ社”制的Miniscope TM3030Plus。对于EDX，使用了“日立ハイテクノロジーズ社”制的Quantax70。较多龟裂是指，将包覆层的表面通过SEM放大至200倍，能够目视判别出Al的露出的情况。表1、表2示出其结果。

【表1】

【表2】

表2

如表1所示，样品No.1至样品No.5的Al基线材即使施加弯曲也没有产生包覆层的龟裂、剥离。另一方面，如表2所示，样品No.6和样品No.7的Al基线材通过施加弯曲而包覆层产生了龟裂。

本发明不受这些例示所限定，而是由权利要求书示出，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。

标号的说明

1 Al基线材

2 芯线

3 包覆片

4 包覆层

41 第一层

42 第二层

10 原料

100 芯线

110 包覆层

111 第一原料层

112 第二原料层

Claims (9)

1.一种铝基线材，其具有：

芯线，其由纯铝或铝合金构成；

多个包覆片，其设置为分散于所述芯线的外周；以及

包覆层，其设置于所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周，

所述包覆层具有：

第一层，其在相邻的所述包覆片彼此之间的所述芯线的外周和所述多个包覆片各自的外周一连串地设置；以及

第二层，其设置于所述第一层的外周，

所述多个包覆片各自由铜或铜合金构成，

所述第一层由含有铜和锡的金属构成，

所述第二层由锡或锡合金构成。

2.根据权利要求1所述的铝基线材，其中，

所述包覆片的厚度为1.5μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的铝基线材，其中，

所述包覆片的宽度为20μm以下。

4.根据权利要求1或2所述的铝基线材，其中，

沿所述芯线的长度方向而相邻的所述包覆片彼此之间的间隔为0.5μm以上。

5.根据权利要求1或2所述的铝基线材，其中，

所述第一层的厚度为0.1μm以上而3μm以下。

6.根据权利要求1或2所述的铝基线材，其中，

沿所述芯线的长度方向的剖面处的所述包覆片的面积α与所述第一层的面积β的面积比α：β为1：1以上而120以下。

7.根据权利要求1或2所述的铝基线材，其中，

所述铝基线材的直径为0.01mm以上而0.6mm以下。

8.一种绞合线，其是将多根权利要求1至7中任一项所述的铝基线材绞合而成的。

9.一种铝基线材的制造方法，其具有：

准备原料的工序，该原料具有由纯铝或铝合金构成的芯线及在所述芯线的外周设置的包覆层；

对所述原料进行加热的工序；以及

对进行了加热的所述原料实施拉丝加工的工序，

所述包覆层具有：

第一原料层，其设置于所述芯线的外周；以及

第二原料层，其设置于所述第一原料层的外周，

所述第一原料层由铜或铜合金构成，

所述第一原料层的厚度为2μm以下，

所述第二原料层由锡或锡合金构成。

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