JPH10237673A - めっきアルミニウム電線、絶縁めっきアルミニウム電線およびそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化を可能とし、また熱拡散による断線を
防止することが可能なめっきアルミニウム電線、絶縁め
っきアルミニウム電線およびそれらの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 アルミニウム導体またはアルミニウム合
金導体１の外周に、順次置換めっきによるアンカー金属
層２、電気めっきによる低熱伝導率金属層３、および電
気めっきによる良導電性金属層４を設けてめっきアルミ
ニウム電線１０とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はめっきアルミニウム電
線、絶縁めっきアルミニウム電線およびそれらの製造方
法に関する。更に詳しくは、コイル等の電子機器部品の
配線材等に使用されるめっきアルミニウム電線、絶縁め
っきアルミニウム電線およびそれらの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型・軽量化の進展に
伴い、それらに搭載されているコイル等の配線材に対す
る軽量化の要求が益々盛んになっている。これらの要求
に答えるために、銅導体から形成される一般の線材に対
し、中心に密度の小さいアルミニウムコア（以下、アル
ミコアと略記する）を母材とし、その外周に銅を被覆し
形成させた公知の銅クラッドアルミニウム線（以下、銅
クラッドアルミ線と略記する）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造方法による銅クラッドアルミ線は、銅テープを溶接に
よって縫合させる必要があるため、テープ自体の肉厚が
ある程度必要となる。そのため、軽量化を行うために、
銅クラッドアルミ線に対するアルミコアの断面積比率を
高めることには自ずと制限があり、その加工限界は約８
５％であった。そのため、更なる軽量化が図れないとい
う問題があった。

【０００４】また、極細の銅クラッドアルミ線（例えば
φ０．１０ｍｍ以下）をはんだ付け作業する場合、この
極細銅クラッドアルミ線は、はんだの高熱（例えば３８
０℃）による影響を受け、熱拡散による断線を引き起こ
してしまうという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来技術が有する各種問題点
を解決するためになされたもので、軽量化を可能とし、
また熱拡散による断線を防止することが可能なめっきア
ルミニウム電線、絶縁めっきアルミニウム電線およびそ
れらの製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点として本発明
は、アルミニウム導体またはアルミニウム合金導体の外
周に、順次置換めっきによるアンカー金属層、電気めっ
きによる低熱伝導率金属層、および電気めっきによる良
導電性金属層を設けてなるめっきアルミニウム電線にあ
る。

【０００７】第２の観点として本発明は、めっきアルミ
ニウム電線に対するアルミニウム導体またはアルミニウ
ム合金導体の断面積比が８５％以上であるめっきアルミ
ニウム電線にある。

【０００８】第３の観点として本発明は、前記アンカー
金属層が、亜鉛，ニッケル，銅，金，銀若しくはこれら
を主成分とする合金であるめっきアルミニウム電線にあ
る。

【０００９】第４の観点として本発明は、前記低熱伝導
率金属層は、２０℃における熱伝導率が９５Ｗ／ｍ・ｋ
以下のニッケル，クロム，鉄，パラジューム，または白
金からなる金属層であるめっきアルミニウム電線にあ
る。

【００１０】第５の観点として本発明は、前記良導電性
金属層が銅，金，銀，ニッケル，はんだ若しくはこれら
を主成分とする合金であるめっきアルミニウム電線にあ
る。

【００１１】第６の観点として本発明は、前記めっきア
ルミニウム電線の外周に、更に絶縁被覆層を設けてなる
絶縁めっきアルミニウム電線にある。

【００１２】第７の観点として本発明は、前記めっきア
ルミニウム電線の製造方法であって、アルミニウム導体
またはアルミニウム合金導体表面の油を除去する脱脂工
程と、該工程に続く自然酸化皮膜を除去する酸化皮膜除
去工程と、前記工程後のアルミニウム導体またはアルミ
ニウム合金導体に置換めっきを施しアンカー金属層を形
成するアンカー金属層形成工程と、前記アンカー金属層
の外周に電気めっきにより低熱伝導率金属層を形成する
低熱伝導率金属層形成工程と、前記低熱伝導率金属層の
外周に電気めっきにより良導電性金属層を形成する良導
電性金属層形成工程とによりめっきアルミニウム電線母
材とし、続いて該電線母材を、伸線加工工程により所定
の径に伸線加工しめっきアルミニウム電線とするめっき
アルミニウム電線の製造方法にある。

【００１３】第８の観点として本発明は、前記絶縁めっ
きアルミニウム電線の製造方法であって、前記伸線加工
工程後のめっきアルミニウム電線の外周に、更に絶縁塗
料を塗布，焼付する絶縁被覆工程により絶縁めっきアル
ミニウム電線とする絶縁めっきアルミニウム電線の製造
方法にある。

【００１４】

【作用】本発明の第１の観点のめっきアルミニウム電線
は、アルミ導体１の外周に、順次置換めっきによるアン
カー金属層２、電気めっきによる低熱伝導率金属層３、
および電気めっきによる良導電性金属層４を設けてい
る。前記アンカー金属層２と良導電性金属層４の中間に
設けられた低熱伝導率金属層３は熱拡散を防止する作用
をする。

【００１５】従って、本発明のめっきアルミニウム電線
は、極細線（例えばφ０．１０ｍｍ以下）でも低熱伝導
率金属層が設けられていることにより、はんだ処理する
場合も、はんだの高熱（例えば３８０℃）による影響を
受けにくくし、熱拡散による断線が抑制できる。

【００１６】本発明の第２の観点のめっきアルミニウム
電線は、めっきアルミニウム電線に対するアルミニウム
導体またはアルミニウム合金導体の断面積比が８５％以
上であるので軽量化される。

【００１７】本発明の第３の観点のめっきアルミニウム
電線は、前記アンカー金属層が、亜鉛，ニッケル，銅，
金，銀若しくはこれらを主成分とする合金であるのでア
ンカー金属層として好ましい。

【００１８】本発明の第４の観点のめっきアルミニウム
電線は、前記低熱伝導率金属層として、２０℃における
熱伝導率が９５Ｗ／ｍ・ｋ以下のニッケル，クロム，
鉄，パラジューム，または白金を用いることにより、熱
拡散による断線が良好に抑制できる。なお、熱伝導率が
９５Ｗ／ｍ・ｋを超えると熱拡散を防止する効果が劣る
ので好ましくない。

【００１９】本発明の第５の観点のめっきアルミニウム
電線は、良導電性金属層が、銅，金，銀，ニッケル，は
んだ若しくはこれらを主成分とする合金であるので良導
電性金属層として好ましい。

【００２０】本発明の第６の観点のめっきアルミニウム
電線は、前記めっきアルミニウム電線の外周に、更に絶
縁被覆層を設けているのでコイル等に巻回できる。

【００２１】本発明の第７の観点のめっきアルミニウム
電線の製造方法は、めっき前処理工程と、置換めっきを
施しアンカー金属層を形成する置換めっき工程と、電気
めっきにより低熱伝導率金属層を形成する低熱伝導率金
属層形成工程と、電気めっきにより良導電性金属層を形
成する良導電性金属層形成工程とによりめっきアルミニ
ウム電線を容易に製造できる。この際電気めっき条件を
コントロールすることで低熱伝導率金属層および銅など
の良導電性金属層のめっき厚を所望の厚さに調整でき
る。そのため、めっきアルミニウム電線に占めるアルミ
導体の断面積比率を８５％以上にすることが容易に可能
であり、軽量化に好ましい。

【００２２】また本発明の製造方法では、アルミ導体表
面の自然酸化皮膜を除去して活性化させ、電位差を利用
した置換めっきによって最表面を異種金属に変えること
ができる。従って、密着のよい低熱伝導率金属層および
良導電性金属層を電気めっきによって容易に製造でき
る。

【００２３】本発明の第８の観点のめっきアルミニウム
電線は、前記第７の観点により得られた所定の径のめっ
きアルミニウム電線の外周に、更に絶縁塗料を塗布，焼
付する絶縁被覆工程により絶縁めっきアルミニウム電線
を容易に製造することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。なお、これにより本発明が限定されるものではな
い。図１は本発明のめっきアルミニウム電線の１実施例
を示す断面図、図２は本発明の絶縁めっきアルミニウム
電線の１実施例を示す断面図、また図３は本発明のめっ
きアルミニウム電線および絶縁めっきアルミニウム電線
の製造方法の１実施例を示すフロー図である。これらの
図において、１はアルミ導体、２はアンカー金属層、３
は低熱伝導率金属層、４は良導電性金属層、４ａはスト
ライクめっき層、４ｂは厚付けめっき層、５は絶縁被覆
層、１０はめっきアルミニウム電線、また２０は絶縁め
っきアルミニウム電線である。

【００２５】実施例１ 実施例１について、図１および図３を用いて説明する。
アルミ導体（母材）(1) としては０．５ｍｍφのアルミ
ニウム合金線を用いた。先ず脱脂工程Ｆ１では、アルミ
導体母材(1) を６０℃の３０％ＫＯＨ水溶液に浸漬し、
１０Ａ／ｄｍ² の条件で20秒間通電して表面の油脂分を
除去した。

【００２６】続いて酸化皮膜除去工程Ｆ２では、前記工
程後のアルミ導体母材(1) を３００ｇ／ｌのＮａＯＨ水
溶液中に室温で１５秒間浸漬して自然酸化皮膜を除去し
た後、更に５０％ＨＮＯ₃ 水溶液中に室温で１５秒間浸
漬させて表面を活性化させた。

【００２７】続いて、置換めっきによるアンカー金属層
形成工程Ｆ３では、２５ｇ／ｌのＺｎＯと１７０ｇ／ｌ
のＮａＯＨからなる亜鉛置換めっき浴に室温で３０秒間
浸漬し、表面に亜鉛皮膜を形成させる。ここで、得られ
る皮膜を更に緻密に形成させ密着を強固にさせるため
に、再度ＨＮＯ₃ 水溶液に浸漬して亜鉛皮膜を除去した
後、再び前記亜鉛置換めっき浴に、室温で２０秒間浸漬
させ、１μｍ厚さの緻密な亜鉛めっきアンカー金属層
(2) を得た。

【００２８】続いて、電気めっきによる低熱伝導率金属
層形成工程Ｆ４では、ＮｉＣｌ ２００ｇ／ｌとＨＣｌ
１００ｍｌ／ｌからなる３０℃のストライクニッケル
めっき浴に，４Ａ／ｄｍ² の条件で２分間通電して２μ
ｍ厚さのニッケルめっき低熱伝導率金属層(3) を得た。

【００２９】続いて電気めっきによる良導電性金属層形
成工程Ｆ５では、前記低熱伝導率金属層(3) の外周に、
ＣｕＳＯ₄ ・５Ｈ₂ Ｏ ２２０ｇ／ｌとＨ₂ ＳＯ₄ ５
０ｇ／ｌからなる３０℃の厚付け銅めっき浴に１０Ａ／
ｄｍ² の条件で３分間通電して７μｍ厚さの銅めっき良
導電性金属層（４）を設け、めっきアルミニウム電線母
材（１０ａ) とした。

【００３０】続いて伸線加工工程Ｆ６として、前記電線
母材（１０ａ）を冷間伸線を行い、０．１０ｍｍφのめ
っきアルミニウム電線（１０）を製造した。このめっき
アルミニウム電線（１０）に対するアルミ導体(1) の断
面積比を計算したところ、約９７％であった。

【００３１】実施例２〜４ 実施例２〜４について説明する。なお、アルミ導体（母
材）(1) からめっきアルミニウム電線母材( １０ａ) と
するまでは実施例１と同様とし、前記実施例１のアルミ
ニウム電線母材（１０ａ）を伸線加工工程Ｆ６で冷間伸
線を行い、０．０８ｍｍφのめっきアルミニウム電線
（１０）（実施例２）、０．０５ｍｍφのめっきアルミ
ニウム電線（１０）（実施例３）および０．０３ｍｍφ
のめっきアルミニウム電線（１０）（実施例４）を得
た。

【００３２】実施例５ 実施例５について、図１〜図３を用いて説明する。な
お、アルミ導体（母材）(1) からめっきアルミニウム電
線母材( １０ａ) とするまでは実施例１と同様とした。

【００３３】前記実施例１のアルミニウム電線母材（１
０ａ）を伸線加工工程Ｆ６で冷間伸線を行い、０．０５
ｍｍφのめっきアルミニウム電線（１０）を得た。続い
て絶縁被覆工程Ｆ７では、前記めっきアルミニウム電線
（１０）の外周にポリウレタン絶縁塗料を塗布，焼付し
て５μｍ厚さのポリウレタン絶縁被覆（５）を設け、仕
上外径０．０６ｍｍの絶縁めっきアルミニウム電線（２
０）を製造した。

【００３４】特性試験 前記実施例１〜４により得られためっきアルミニウム電
線、一般のアルミニウム電線および銅クラッドアルミ線
について、はんだ付け時の断線を比較した。その結果を
下記表１に示す。なお、はんだはＰｂ／Ｓｎ＝４０／６
０のはんだを用い、各線材より１００ｍｍ長の試料を各
１０本採取し、その中央部に３６０℃のはんだごての先
を接触させて断線するかどうか試験したものである。

【００３５】

【表１】 上記表１から明らかなように、本発明のめっきアルミニ
ウム電線は、極細線に於いても断線が無いことが分か
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明のめっきアルミニウム電線、絶縁
めっきアルミニウム電線およびそれらの製造方法によれ
ば、アンカー金属層と良導電性金属層の中間に低熱伝導
率金属層を形成させているので、極細線のはんだ付け時
の断線が抑制できる。また良導電性金属層は電気めっき
により所望の厚さに形成できるため、断面積比率８５％
以上の極めて軽量な線材を得ることができる。更に上記
構成のめっきアルミニウム電線の表面に絶縁被覆層を塗
布，焼付することによりコイル線材となし得るので電子
機器部品の軽量化に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のめっきアルミニウム電線の１実施例を
示す断面図である。

【図２】本発明の絶縁めっきアルミニウム電線の１実施
例を示す断面図である。

【図３】本発明のめっきアルミニウム電線および絶縁め
っきアルミニウム電線の製造方法の１実施例を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】

１ アルミニウム導体 ２ アンカー金属層 ３ 低熱伝導率金属層 ４ 良導電性金属層 ５ 絶縁被覆層 １０ めっきアルミニウム電線 ２０ 絶縁めっきアルミニウム電線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム導体またはアルミニウム合
   金導体の外周に、順次置換めっきによるアンカー金属
   層、電気めっきによる低熱伝導率金属層、および電気め
   っきによる良導電性金属層を設けてなることを特徴とす
   るめっきアルミニウム電線。
2. 【請求項２】 めっきアルミニウム電線に対するアルミ
   ニウム導体またはアルミニウム合金導体の断面積比が８
   ５％以上であることを特徴とする請求項１記載のめっき
   アルミニウム電線。
3. 【請求項３】 前記アンカー金属層が、亜鉛，ニッケ
   ル，銅，金，銀若しくはこれらを主成分とする合金であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載のめっきアル
   ミニウム電線。
4. 【請求項４】 前記低熱伝導率金属層は、２０℃におけ
   る熱伝導率が９５Ｗ／ｍ・ｋ以下のニッケル，クロム，
   鉄，パラジューム，または白金であることを特徴とする
   請求項１、２または３記載のめっきアルミニウム電線。
5. 【請求項５】 前記良導電性金属層が、銅，金，銀，ニ
   ッケル，はんだ若しくはこれらを主成分とする合金であ
   ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のめ
   っきアルミニウム電線。
6. 【請求項６】 前記請求項１、２、３、４または５記載
   のめっきアルミニウム電線の外周に、更に絶縁被覆層を
   設けてなることを特徴とする絶縁めっきアルミニウム電
   線。
7. 【請求項７】 前記請求項１〜５記載のめっきアルミニ
   ウム電線の製造方法であって、アルミニウム導体または
   アルミニウム合金導体表面の油を除去する脱脂工程と、
   該工程に続く自然酸化皮膜を除去する酸化皮膜除去工程
   と、前記工程後のアルミニウム導体またはアルミニウム
   合金導体に置換めっきを施しアンカー金属層を形成する
   アンカー金属層形成工程と、前記アンカー金属層の外周
   に電気めっきにより低熱伝導率金属層を形成する低熱伝
   導率金属層形成工程と、前記低熱伝導率金属層の外周に
   電気めっきにより良導電性金属層を形成する良導電性金
   属層形成工程とによりめっきアルミニウム電線母材と
   し、続いて該電線母材を、伸線加工工程により所定の径
   に伸線加工しめっきアルミニウム電線とすることを特徴
   とするめっきアルミニウム電線の製造方法。
8. 【請求項８】 前記請求項６記載の絶縁めっきアルミニ
   ウム電線の製造方法であって、前記請求項７記載の伸線
   加工工程後のめっきアルミニウム電線の外周に、更に絶
   縁塗料を塗布，焼付する絶縁被覆工程により絶縁めっき
   アルミニウム電線とすることを特徴とする絶縁めっきア
   ルミニウム電線の製造方法。