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1、10申请公布号CN104080930A43申请公布日20141001CN104080930A21申请号201380006616322申请日20130124201201490520120127JPC21D1/00200601C21D9/52200601C22F1/14200601C22F1/00200601C22F1/0220060171申请人佳能电子株式会社地址日本埼玉县72发明人佐佐木耕司74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人林振波54发明名称热处理夹具及金属线热处理方法57摘要在热处理夹具中，螺旋槽刻在中空圆筒形管状体的外周表面上。管状体由氧化铝制成。要被热处。
2、理的金属线沿热处理夹具的槽卷绕。通过把卷绕有金属线的热处理夹具放入热处理炉中来进行热处理。被加热至预定的热处理温度的金属线由于热膨胀而膨胀。然而，由于金属线是在卷绕在槽中的状态下进行加热的，因此邻接的金属线相互不接触，防止了金属线在热处理时相互粘着。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014072586PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0513722013012487PCT国际申请的公布数据WO2013/111794JA2013080151INTCL权利要求书1页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图4页10申请公。
3、布号CN104080930ACN104080930A1/1页21一种热处理夹具，作为热处理对象的金属线将要卷绕在热处理夹具上，热处理夹具包括圆筒状管状体，其外壁表面具有螺旋槽，该螺旋槽沿圆周方向形成以卷绕金属线，其中，槽的深度大于当在室温沿槽卷绕的金属线由于被加热至预定的热处理温度而热膨胀时金属线与槽分离的长度。2根据权利要求1所述的热处理夹具，其中，管状体由氧化铝或氧化硅制成。3一种金属线热处理方法，其包括将金属线沿根据权利要求1或2所述的热处理夹具的槽卷绕的卷绕步骤；以及将卷绕有金属线的热处理夹具装入热处理炉中并将金属线加热至预定的热处理温度的加热步骤。4根据权利要求3所述的金属线热处理方。
4、法，其中，金属线包括银线。权利要求书CN104080930A1/5页3热处理夹具及金属线热处理方法技术领域0001本发明涉及用于在热处理炉中加热金属线时卷绕作为热处理对象的金属线例如银线的热处理夹具，以及采用该热处理夹具的金属线热处理方法。背景技术0002传统上，广泛地进行热处理来施加必要的加热操作和冷却操作，以改善金属材料的质量。通常，当金属材料被加热时，材料中的晶格缺陷空位、间隙原子、位错、堆垛层错、晶界等会恢复。此外，还会发生再结晶，同时再结晶的晶粒会长大。金属材料的质量也会由于热处理所导致的相变或析出而改善。作为此类金属材料热处理的示例，PTL1和PTL2公开了在预定的气氛中加热例如银。
5、线的金属线以使再结晶的晶粒粗化、从而使金属线具有高导电效率的技术。0003引用列表0004专利文献0005PL1国际专利公开号NO10/1199820006PL2日本专利号NO4691740发明内容0007技术问题0008在PL1和PL2所公开的热处理技术中，金属线围绕石英管卷绕并被加热。然而，发现在这种情况下被加热至高温的相邻金属线会互相粘着。尤其是在减小金属线的绕线节距以获得高的生产效率时，在许多部分处会发生所述粘着。当金属线彼此粘着时，它们不能再用作线材。0009鉴于上述问题，做出了本发明，本发明的目的是提供一种能防止金属线在热处理时粘着的热处理夹具以及采用该热处理夹具的金属线热处理方法。
6、。0010问题的解决方案0011为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种热处理夹具，作为热处理对象的金属线将卷绕在该热处理夹具上，热处理夹具包括外壁表面具有螺旋槽的圆筒状管状体，该螺旋槽沿着圆周方向形成以卷绕金属线，其中，该槽的深度大于当在室温沿槽卷绕的金属线由于被加热至预定的热处理温度而热膨胀时金属线因热膨胀而将从槽脱出的长度。0012根据第二方面，在根据第一方面的热处理夹具中，管状体由氧化铝或氧化硅制成。0013根据第三方面，金属线的热处理方法包括将金属线沿根据第一或第二方面的热处理夹具的槽卷绕的卷绕步骤；以及将卷绕有金属线的热处理夹具装入热处理炉中并将金属线加热至预定热处理温度。
7、的加热步骤。0014根据第四方面，在根据第三方面的金属线热处理方法中，金属线包括银线。0015发明的有益效果说明书CN104080930A2/5页40016根据第一和第二方面的热处理夹具包括管状体，管状体的外壁表面具有形成用于卷绕金属线的螺旋槽。为此，即使在热处理时，沿槽卷绕的金属线也不会互相接触。因此，能防止金属线在热处理时互相粘着。特别地，槽的深度大于当在室温沿槽卷绕的金属线由于加热至预定的热处理温度而热膨胀时金属线将与槽分离开的长度。这样能够可靠地防止在热处理时热膨胀的金属线脱离槽并粘着至相邻的金属线。0017在根据第三和第四方面的金属线热处理方法中，金属线沿根据第一或第二方面的热处理夹。
8、具的槽卷绕并被加热至预定的热处理温度。被加热至预定的热处理温度的金属线彼此不接触。因此能够防止金属线在热处理时互相粘着。附图说明0018图1是示出了根据本发明的热处理夹具的整体外观的透视图；0019图2是图1所示的热处理夹具的纵向剖视图；0020图3是示出了采用图1所示的热处理夹具的热处理装置的配置的视图；以及0021图4是示出了热处理夹具的另一个示例的纵向剖视图。具体实施方式0022现将参考附图详细地描述本发明的实施例。0023图1是示出了根据本发明的热处理夹具的整体外观的透视图。图2是图1所示的热处理夹具的纵向剖视图。需要注意的是，在图1以及后面的附图中，为了便于理解，根据需要将各部分的尺。
9、寸和数量放大或简化。0024通过在中空圆筒形的管状体10的外表面上刻出槽20而形成热处理夹具1。作为热处理对象的金属线例如银线AG沿槽20卷绕。管状体10不必具有特定的尺寸，而是可根据热处理炉的容纳空间的尺寸具有合适的尺寸。在本实施例中，圆筒状管状体10的外径为50MM，高度为120MM。0025管状体20具有圆筒状的中空部15，该中空部15与管状体的轴线同轴。在本实施例中，中空部15的直径即，管状体10的内径为42MM。需要注意的是，中空部15不是必须的要素，管状体10也可以是实心的圆筒。0026作为管状体10的材料，可采用含有极少杂质并具有耐热性的陶瓷，例如氧化铝三氧化二铝AL2O3或氧化。
10、硅二氧化硅SIO2。在本实施例中，管状体10由氧化铝制成。需要注意的是，当采用氧化硅时，优选采用纯石英。当采用具有良好加工性的可机加工陶瓷易切削陶瓷作为管状体10的材料时，可容易地刻出槽20。0027槽20沿着圆周方向螺旋地刻在圆筒状管状体10的外表面上。在本实施例中，槽20的雕刻节距P为05MM。节距P是螺旋地雕刻的槽20的间距，并且相当于相邻槽20的中心之间沿管状体10的高度方向的距离。如图2所示，在剖视图中具有多个槽20。然而，该多个槽20形成了螺旋地刻在管状体10外表面中的一个槽20。除了高度为120MM的管状体10的每端处的5MM之外，槽20以节距P05MM螺旋地刻在长度为110MM。
11、的圆筒外表面中。0028如图2所示，节距P是槽20的宽度与将相邻槽20分隔开的壁的宽度的总和。因此，理所当然，槽20的宽度小于节距P。在本实施例中，宽度为03MM。将相邻槽20分隔说明书CN104080930A3/5页5开的壁的宽度为02MM。需要注意的是，槽20的宽度、将相邻槽20分隔开的壁的宽度以及槽20的雕刻节距P不限于本实施例的示例，而是能设定为合适的数值。节距P越小，槽20的总长度越大。为此，可卷绕在热处理夹具1上的金属线也能更长。然而，槽20的宽度和壁的宽度需要较小。槽20的宽度需要至少大于被卷绕的金属线的直径。当将相邻槽20分隔开的壁的宽度太小时，壁的强度会较低，因而壁可能会断裂。
12、。因此，整体考虑这些因素，优选的是确定适用于热处理目的的节距P、槽20的宽度以及壁的宽度。0029在本实施例中，槽20的深度D为10MM。槽20沿直径为50MM的圆筒状管状体10的圆周方向的一圈的长度为大致155MM。例如，当长度为155MM的银线从室温大致20加热到800即热处理温度时，因为银的热膨胀系数为189106K1，所以银线会由于热膨胀而扩展大致23MM。因此，在加热时，沿槽20卷绕的银线的直径会增加大致073MM。由于槽20的深度D10MM大于这一数值，因此防止了加热至热处理温度并热膨胀的银线从槽20中脱离并粘着至相邻的银线。如上所述，槽20的深度需要大于当室温时沿槽20卷绕的金属。
13、线被加热至预定的热处理温度并热膨胀时金属线和槽20之间的分离长度。0030当金属线卷绕在具有上述配置的热处理夹具1上并进行热处理时，即使金属线由于热膨胀而在一定程度上变形，金属线也不会发生粘着。因此，能够防止金属线在热处理时粘着。特别是，当直径为05MM或更小的细线其中，一旦发生金属线的粘着，细线就难以分开长时间进行热处理时，根据本发明的热处理夹具1可产生防止细金属线粘着的显著效果。下面将阐明采用热处理夹具1的热处理技术。0031图3是示出了能够应用热处理夹具1的热处理炉60的配置的视图。热处理炉60是在真空气氛或预定气体气氛中对试样进行热处理的真空炉。热处理炉60是通过在外壳61中设置电炉6。
14、2而形成。加热元件63设置在电炉62的侧壁上。由加热元件63所围绕的空间是热处理空间65。热处理夹具1能通过门未示出而容纳在热处理空间65中或从热处理空间65中移除。在本实施例中，卷绕有银线的热处理夹具1容纳在热处理空间65中。0032加热元件63通过电力线连接至供电电源13。当加热元件63接收来自供电电源13的电力时，加热元件63发热，并将热处理空间65加热。控制单元90控制从供电电源13供应至加热元件63的电能。0033热处理炉60设置有构造成向热处理空间65内供应气体的供气口30、以及构造成从热处理空间65排气的排气口40。供气口30通过供气管路31连接至氦气供应装置32及氢气供应装置3。
15、4，从而与氦气供应装置32及氢气供应装置34连通。更具体地，供气管路31的远端连接至供气口30，而近端则分成为两个分支。一个分支连接至氦气供应装置32，而另一个分支连接至氢气供应装置34。氦气阀33装在氦气供应装置32及供气管路31的分支点之间。氢气阀35装在氢气供应装置34及分支点之间。0034氦气供应装置32及氢气供应装置34分别地由例如氦气HE钢瓶和氢气H2钢瓶形成，并分别供应氦气和氢气。当氦气阀33打开时，氦气从供气口30供应至热处理空间65。当氢气阀35打开时，氢气从供气口30供应至热处理空间65。也能通过打开该两个阀将氦气和氢气的混合物供应至热处理空间65。需要注意的是，控制单元9。
16、0可控制氦气阀33和氢气阀35的开闭。说明书CN104080930A4/5页60035另一方面，排气口40通过排气管路41连接至真空泵45。排气阀46装在从排气口40至真空泵45的排气管路41的通路的中间。当开动真空泵45且排气阀46被打开时，热处理空间65中的气氛能够从排气口40排出。此外，当开动真空泵45且在不从供气口30供气的情况下从排气口40排气时，能够将热处理空间65设定为真空气氛。需要注意的是，例如可采用回转泵作为真空泵45。0036热处理空间65中的气压通过压力传感器51测量。热处理空间65中的温度通过温度传感器52测量。由压力传感器51和温度传感器52所测量的热处理空间65中的。
17、压力和温度被传输至控制单元90。0037控制单元90控制上述设置在热处理炉60中的各个操作机构。作为硬件的控制单元90的配置与普通电脑的一样。更具体地，控制单元90包括执行各类算法处理的CPU、用于储存基本程序的只读存储器ROM、用于储存各类信息的可任意读写存储器RAM、以及储存控制软件和数据等的磁盘。随着控制单元90的CPU执行预定控制程序，在热处理炉60中的处理进展。更具体地，在通过压力传感器51和温度传感器52监测热处理空间65中的状态的同时，控制单元90根据测量结果控制由供电电源13供给的电能、氦气阀33和氢气阀35以及排气阀46的开闭等。0038当在具有上述配置的热处理炉60中进行金。
18、属线的热处理时，首先，作为热处理对象的金属线围绕该热处理夹具1卷绕。在本实施例中，银线8沿热处理夹具1的螺旋槽20卷绕。在热处理夹具1从热处理炉60中取出的状态下，利用卷绕机等进行上述卷绕操作。0039围绕热处理夹具1卷绕的银线8的直径小于槽20的宽度，该直径为300M或更小。银是具有FCC结构面心立方结构的贵金属，其导电率大于铜CU的导电率。此外，银具有优异的延展性。需要注意的是，银线不需要沿螺旋槽20的整个长度卷绕，卷绕必要的长度即可。0040在完成沿热处理夹具1的槽20卷绕银线8的卷绕操作后，把卷绕有银线8的热处理夹具1装在热处理炉60的热处理空间65中，使得轴向沿水平方向设置。热处理空。
19、间65设定为例如氦气气氛。开始从供电电源13向加热元件63供应电力，以将热处理空间65加热。放置在热处理空间65中的热处理夹具1及围绕该热处理夹具1卷绕的银线8被加热至预定的热处理温度例如，800，其等于或大于银的再结晶温度且等于或小于银的熔点。0041被加热至热处理温度的银线8由于热膨胀而扩展。然而，由于银线8是在沿槽20卷绕的状态下进行加热的，因此银线8不会互相粘着，能防止银线8在热处理时粘着。更特别地，槽20的深度D大于当在室温沿槽20卷绕的银线8被加热至热处理温度并热膨胀时银线8和槽20之间的分离长度。这样能够可靠地防止在热处理时热膨胀的银线8脱离槽20并粘着至邻接的银线8。0042在。
20、将银线8加热至热处理温度并保温预定时间的加热操作后，减小加热元件63的输出以使热处理空间65冷却。相应地，热处理夹具1和银线8的温度也会降低。在热处理空间65冷却至预定值或更低后，将热处理夹具1从热处理空间65中取出。当银线8从热处理夹具1移除时，就能获得进行了热处理后的制品。需要注意的是，能够根据热处理目的而适当地设定热处理条件，例如银线8的加热速度和冷却速度、在热处理温度的保温时间以及热处理空间65中的气氛。0043上面已经描述了本发明的实施例。然而，除了上述的实施例以外，也能在不脱离本说明书CN104080930A5/5页7发明精神和范围的情况下进行不同的改变及修正。例如，在上述实施例中。
21、，槽20是螺旋地刻在圆筒状管状体10的外表面上的。替代的是，可通过在管状体10的外表面上形成分隔壁而形成槽。图4是示出了热处理夹具的另一个示例的纵向剖视图。与图1的附图标记一样的附图标记指代图4中的相同元件。0044在图4所示的热处理夹具1A中，分隔壁119螺旋地形成在中空圆筒形的管状体10的外表面上。结果，如在上述的实施例中那样，槽120形成在相邻的分隔壁119之间，且槽120螺旋地形成在管状体10的外表面上。在热处理夹具1A中，分隔壁119的形成节距等于槽120的节距。因此，如在上述的实施例中那样，当分隔壁119的形成节距为05MM时，槽120的节距为05MM。在热处理夹具1A中，分隔壁1。
22、19的形成高度等于槽120的深度。因此，如在上述的实施例中那样，当分隔壁119的形成高度为10MM时，槽120的深度为10MM。如在上述的实施例中那样，即使当金属线围绕热处理夹具1A卷绕并进行热处理时，也能防止金属线在热处理时粘着。0045管状体10的形状不限于圆筒形，也可以是多边的棱柱形。当槽20螺旋地形成在多边棱柱形的管状体10的外表面上时，也能获得与上述的实施例一样的效果。0046围绕根据本发明的热处理夹具卷绕并进行热处理的金属线不限于银线，也可以是其他金属材料制成的线，例如铜线CU、铝线AL或金线AU。即使当此类金属线围绕根据本发明的热处理夹具卷绕并进行热处理时，也能防止金属线的粘着。。
23、0047用于装入根据本发明的热处理夹具的热处理炉60的配置不限于图3中所示的示例。例如，也可以添加构造成向加热元件63的背侧施加强电场的机构。热处理炉60不限于通过加热元件63加热金属线的电炉。例如，金属线可通过其他方法例如高频加热或光照加热而加热。根据本发明的热处理夹具可装在此类炉中。上述实施例的热处理炉60是所谓的分批炉，该分批炉对围绕热处理夹具1卷绕的金属线一起进行热处理。然而，热处理炉60也可以是所谓的连续式炉，该连续式炉具有多个热处理区，并且能在将卷绕有金属线的热处理夹具1传送通过该多个热处理区的同时连续地进行热处理。0048在上述的实施例中，热处理空间65设定为氦气气氛。替代的是，。
24、也可以形成其他惰性气体例如，氩气的气氛。0049工业应用0050根据本发明的热处理夹具可适当地用于金属线的热处理，例如半导体芯片的接合线、汽车的供电系统的线材、音频电缆以及医疗设备的线材。0051附图标记列表00521、1A热处理夹具00538银线005410管状体005520、120槽005660热处理炉005763加热元件005865热处理空间005990控制单元说明书CN104080930A1/4页8图1说明书附图CN104080930A2/4页9图2说明书附图CN104080930A3/4页10图3说明书附图CN104080930A104/4页11图4说明书附图CN104080930A11。