JPH0398210A - 複合金属めっき線 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，例えばチップコイルあるいは時計コイルなど
小形コイル線材に好適な銅または銅合金複合金属めっき
線に関し、特に導体の溶融はんだ中への拡散溶出を防止
した複合金属めっき線に関する。

〔従来の技術〕

最近の電子機器は回路基板の高密度実装化に伴い、部品
の小形化，チップ化の傾向が顕微である。部品の小形化
，チップ化はコイル部品にも及んでおり、当然のことな
がらこれらコイル部品に使用される線材の細径化も一段
と進行し、導体径が３０μｍあるいは５０μｍといった
極細銅線が用いられている。そして、これらコイル線材
には絶縁皮膜を剥離することなくはんだ処理の出来るポ
リウレタン絶縁銅線が広く採用されている。また、上述
のような導体の細径化が進む一方で、コイル部品のはん
だ処理工程では、はんだ処理時間の短縮を図る目的から
はんだ温度を出来るだけ高める傾向にある。このような
状況から、ε体の耐熱性，耐腐食性を高めかつはんだ付
け性を向上させるため、銅導体に銀めっきあるいはニッ
ケルめっき等を施しためっき銅線も使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

周知の如く、銅原子は溶融はんだ，特にはんだ中の錫と
容易に合金化し拡散溶出する性質がある。このため、銅
あるいは銅合金線（以下単に銅線と記す）ははんだ処理
したとき、銅線がはんだ中へ溶出する、所謂導体のはん
だ細りの現象を生ずる。銅原子の溶融はんだ中への拡散
溶出は溶融はんだ温度が比較的低温の２００℃附近で発
生し、その溶出速度は溶融はんだ温度の上昇に伴い著し
く増大する。溶融はんだ中における、直径Ｄの銅線の線
径の細り速度はほぼ次の関係式が或立する。

ｄ　Ｄ　／　ｄ　ｔ　＝　Ａ　ｅ　ｘ　ｐ　　（−　Ｂ
　／　Ｔ　）ここで．ｔＨ時間，Ｔ；はんだの絶対温度
，Ａ，Ｂ；定数 通常、ポリウレタン絶縁銅線の場合のはんだ処理温度は
、ポリウレタン絶縁皮膜の分解，銅線上へのはんだの濡
れあるいははんだ処理時間短縮等を考慮し３５０℃〜４
００℃で行なわれるが、この温度域における溶融はんだ
への銅原子の溶出速度は上記関係式からも見られるよう
に大変高いものである。しかも、この銅線のはんだ細り
は導体の強度低下に重大な影響を及ぼす。銅線径の太い
場合には線程の細りは相対的に少ないため、導体の強度
低下に左程の影響を与えないが、前述のチップコイルや
時計コイルに用いる線材の如く導体径が０。１關以下の
極細銅線あるいは導体厚さが０．１問以下の極細平角銅
線などの極細線にあっては，線径の細りは致命的問題と
なり、断線事故発生の要因となっている。

また、この導体のはんだ刷りの現象は、従来鋼導体の耐
熱性，耐腐食性の改善を図る目的で為された銀めっき銅
線，ニッケルめっき銅線では、第３図に後述するように
、導体のはんだ細りに対して有効な手段とはなっていな
い。かがる危惧から、これまで、銅導体のはんだへの溶
出速度を抑制する手段として、ポリウレタン絶縁皮膜の
軟化温度を下げた低温はんだ付けのできるポリウレタン
皮膜を採用し、はんだ処理温度を下げる手段を講じたり
、あるいははんだ或分中に微量の銅を含有させ銅原子の
はんだへの拡散を低減せしめる手段を講じたりしていた
が、十分な解決手段とはなり得ていなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は，上記課題を解決すべくなされたもので、銅あ
るいは銅合金導体上に、溶融はんだ中へ拡散溶出し難い
鉄または鉄−ニッケル合金めっき層を０．０３μｍ〜３
μｍの厚さに施し、更にその外周に少なくとも０．０３
μｍ以上の厚さを有するはんだ濡れ性のよい金属めっき
層、例えば銅，ニッケル，銅−ニッケル合金，金，金合
金，銀または銀合金の何れかからなるめっき層を施した
複合めっき導体にある。更に用途に従い、複合めっき導
体上にポリウレタン皮膜を塗布焼付して構威される。

〔作　用〕

５ 銅または銅合金導体外周に，溶融はんだ中へ拡散溶出し
難い鉄または鉄−ニッケル合金めっき層を施すことによ
り、このめっき層が銅原子の溶融はんだへの拡散溶出の
バリア層として作用する。

鉄あるいは鉄−ニソケル合金めっき層が銅原子の熱拡散
に対する防止層として有効なのは、鉄，鉄ニノケル合金
がはんだあるいは銅とは６００℃〜７００℃以下の温度
では合金化することがなく、従って導体の銅原子が鉄ま
たは鉄−ニッケル合金層を通過してはんだ中へ溶出する
ことがないからである。また、鉄あるいは鉄一ニノケル
めっき層の厚さを０．０３μｍ〜３μｍに限定した理由
は、このめっき厚さの範囲が銅原子のはんだへの拡散溶
出を防止する上で良好な結果が得られたことによるため
で、０．０３μｍ未満では銅原子のはんだ中への拡散溶
出を防止する上で不十分であり、また３μｍを超えても
銅原子のはんだ中への拡散溶出防止の効果に変わりがな
く、かえってめっきコストの上昇につながり好ましくな
いことによる。そしてＩＪＬに、鉄または鉄一ニノケル
合金めっき層のＪ；に６ はんだ濡れ性のよい金属めっき層，例えば銅，ニノケル
，銅一ニッケル合金，金，金合金，銀または銀合金のい
ずれかからなるめっき層を施すことにより、従前の銅線
，銀めっき銅線あるいはニッケルめっき銅線と遜色のな
いはんだ付け性をもたせることができる。このめっき厚
さを０，０３μｍ以上としたのは、この厚さ未満では良
好なはんだ濡れ性をもたせることができないためである
。また、複合めっき層の総合厚さをあまり厚くすると、
極細導体の場合には導体抵抗を高めることになり導体と
して好ましくなくなることもめっき厚さの範囲設定に際
し考慮された。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を説明する。第１図は本発明の複
合金属めっき線の実施例を示す断面図で、同図（８）は
導体構造、同図（ｂ）はポリウレタン皮膜を施した構造
を示したものである。１は銅または銅合金からなる中心
導体で、導体＠０。１＋ｎｍ以下の場合に本発明は顕微
な効果を奏する。２は銅原子のはんだ中への拡散溶出を
訪止する鉄または鉄一ニソケル合金めっき層で０．０３
μｍ〜３μｍのＰ，１さに施される。３ははんだ濡れ性
の良い金ｊＭめっき層で０．０３μｍ以上の厚さに施さ
れ、銅，ニノケル，銅−ニッケル合金，金，金合金，銀
または銀合金のめっきが推薦される。４はポリウレタン
絶縁皮膜で、塗布焼付により形威される。５，５′は本
発明の複合金属めっき線である。なお、実施例は丸線に
ついて例示したが、丸線に限定されるものではなく、平
角導線であっても本発明の目的，効果において何等差異
を生ずるものではなレ）。

実施例１． ０。ＩＷＩＩｍ径の銅線上に電気めっき法により鉄を０
、４μｍ厚さにめっきし、更にその外周上に電気ニッケ
ルめっき法によりニッケルを０．１μｍ厚さにめっきし
、その外周にポリウレタン皮膜を８μｍ厚さに塗布焼付
して本発明の複合めっき線を得た。

実施例２． ０　．　０　５　ｍｌ１径の銅線Ｅに電気めっき法によ
り鉄−二ッケル合金めっき（　２　０　Ｆ　ｅ　−　８
　０　Ｎ　ｉ　）を０．３ｐｍ厚さにめっきし、更にそ
の上に電気ニッケルめっき法によりニッケルを０．１μ
ｍ厚さにめっきし、その外周にポリウレタン皮膜を７μ
ｍ厚さに塗布焼付して本発明の複合めっき線を得た。

実施例３． ０．０３ｍ径の銅線上に電気めっき法により鉄を０．２
μｍ厚さにめっきし、更にその上に電気ニッケルめっき
法によりニッケルを０．１μｍ厚さにめっきし、その外
周にポリウレタン皮膜を５μｍ厚さに塗布焼付して本発
明の複合めっき線を得た。

比較例１， ０．１ｍｍｍ径の銅線の外周上にポリウレタン皮膜を８
μｍ厚さに塗布焼付して製造した。

比較例２． ０．１＋ｍ径の銅線上に電気ニッケルめっき法によりニ
ッケルを０．５μｍ厚さにめっきし、その外周にポリウ
レタン皮膜を８μｍ厚さに塗布焼付して！ｌｌ造した。

比較例３． ９ ０，ｌｍ径の銅線上に電気銀めっき法により銀を１．０
μｍ厚さにめっきし、外周にポリウレタン皮膜を８μｍ
厚さに塗布焼付して製造した。

上記実施例１，２．３および比較例１，２．３の各試料
について、液温３８０℃の共晶はんだ槽中に浸せきした
ときの各試料の線径の細り、即ち導体の溶融はんだ中へ
の拡散溶出の程度を比較測定した。その結果を第２図お
よび第３図に示す。

第２図は、本発明実施例Ｌ，２．３の各試料を上記はん
だ液中へ浸せきしたときの浸せき時間と線径のはんだ細
りの関係を測定したデータである。第３図は、本発明の
実施例１と比較例１，２．３の各試料を上記はんだ液中
へ浸せきしたときの浸せき時間と線径のはんだ細りの関
係を比較測定したデータである。

第２図の測定結果から明らかな如く、本発明の複合めっ
き線は、長時間溶融はんだ液中に浸せきしても、銅線導
体径の太さにかかオ〕らず極細銅線であっても、導体の
はんだ細りの呪象は見られず、銅原子がはんだ中へ拡散
溶出しないことが確１０− 認された。

また、同一銅線径０．１關の試料について、本発明実施
例１試料と比較例１，２．３試料の同じくはんだ浸せき
時間と導体径の細りの関係を比較測定した結果では、第
３図に見られる如く、各試料のはんだ細りの呪象は激し
い順位に記すと次のようになる。

Ａｇめっき銅線（Ａｇ：ｌμｍ厚）〉銅線〉Ｎ１めっき
銅線（Ｎｉ　：　０．５μｍ厚）〉本発明複合めっき線
（Ｆｅ　：　０．４　ｐ　ｍ厚，Ｎｉ：０．１μｍ厚）
銀めっきは銅線のはんだ細りの防止に対してはむしろ逆
効果となる。また、ニッケルめっきは銅線のはんだ細り
に対しある程度の効果を有するが実用上十分とはいえず
、本発明の複合めっき線に比較すれば効果に格段の相違
がある。

以上、測定データから見られる如く、銅線のはんだ細り
の要因，銅原子のはんだ中への拡散溶出の防止は、複合
めっき層のうちの鉄または鉄一ニッケル合金めっき層の
存在に負うものであることがはっきりいえる。

〔発明の効果〕

本発明は、銅または銅合金導体上に、鉄または鉄−ニッ
ケル合金のめっき層を薄く施すという極く簡単なめっき
により、銅原子のはんだ中への拡散溶出が防止され、導
体のはんだ細りの問題が解消される。また、この鉄また
は鉄−ニッケル合金めっき層上にはんだ濡れ性のよい金
属めっき層，例えば銅，ニッケル，銅−ニッケル合金，
金，金合金，銀または銀合金めっきを施すことで従来品
と何等遜色ないはんだ付け性が得られる。従って、例え
ば、チップコイルや時計コイルなどはんだ処理を必要と
する細径導線に使用したとき、導体のはんだ細りに起因
する断線事故が皆無となり、製品の信頼性，市場におけ
る故障損失に対する効果は計り知れないものがある。ま
た、本発明の複合めっき線は上述の各めっき層の厚さを
掻く薄く施すことで各めっき層の効果を十分得ることが
できるので、極細導線の場合であっても導体抵抗が高く
なるというおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合めっき線の実施例を示す横断面図
で同図（ａ）は導体構造、同図（ｂ）はポリウレタン皮
膜を施したものの構造を示す。第２図は本発明の複合め
っき線を溶融はんだ中に浸せきしたときの浸せき時間と
導体のはんだ細りの測定データ。第３図は本発明複合め
っき線と従来品との溶融はんだ浸せき時間と導体のはん
だ細りの測定データ。 １−−−−−一銅または銅合金導体，　２−−一−−一
一斂または鉄ニッケル合金めっき層，　　３−−−−−
−一−−−はんだ濡れ性のよい金属めっき層，４−−　
−−ポリウレタン絶縁皮膜５　．５　’−−−−−本発
明の複合めっき線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　銅または銅合金極細導体上に、鉄または鉄−ニ
   ッケル合金からなる、溶融はんだへ拡散溶出し難い金属
   めっき層を０．０３μｍ乃至３μｍの厚さに施し、更に
   この外周上に少なくとも０．０３μｍ以上の厚さのはん
   だ濡れ性のよい金属めっき層を施したことを特徴とする
   複合金属めっき線。
2. （２）　前記銅または銅合金極細導体が導体径０．１ｍ
   ｍ以下の極細丸線導体である請求項第１項記載の複合金
   属めっき線。
3. （３）　前記銅または銅合金極細導体が導体厚さ０．１
   ｍｍ以下の極細平角導体である請求項第１項記載の複合
   金属めっき線。
4. （４）　請求項第１項、第２項または第３項記載の複合
   金属めっき線の外周にポリウレタン絶縁塗料を塗布焼付
   した複合金属めっき線。