KR100392528B1

KR100392528B1 - 금속재료, 금속재료의 제조방법 및 금속재료를 이용한 단자 및 커넥터

Info

Publication number: KR100392528B1
Application number: KR10-2001-7003056A
Authority: KR
Inventors: 아사하라하지메; 후까마찌카즈히꼬
Original assignee: 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2003-07-23
Also published as: US6613451B1; WO2000015876A1; KR20010075016A; AU5649699A

Abstract

구리 또는 구리합금의 모재상에 중간층으로서 인 및/또는 붕소를 함유하는 니켈합금 혹은 구리합금도금 중간층을 도금하고, 표층에 주석 또는 주석합금을 도금한 후에 리플로우처리를 실시하고, 도금층중의 인 또는 붕소의 농도를 한정함으로써 내열성 및 삽입 및 발출성을 향상시킨다.

Description

금속재료, 금속재료의 제조방법 및 금속재료를 이용한 단자 및 커넥터 {METALLIC MATERIAL, PROCESS OF MANUFACTURE THEREOF, AND TERMINAL AND CONNECTOR USING THE METALLIC MATERIAL}

전자부품용 금속재료에 있어서, 주석 또는 주석합금도금을 실시한 접촉자 등의 금속재료는, 주로 민생용 커넥터접점 및 자동차전장용 와이어 하니스로서 대량 사용되고 있다. 그러나, 주석 또는 주석합금의 도금재는, 바탕금속인 구리, 니켈 등과 표층인 도금층 사이에서 상호 확산이 진행되어 시간의 경과에 따라 접촉저항, 내열박리성, 납땜성의 제특성이 열화된다. 즉, 시효에 따라 특성이 열화된다. 이 현상은 고온일수록 촉진되기 때문에, 자동차의 엔진 주변 등에서는 열화가 특히 심하다.

이와 같은 상황속에서 미국의 3 대 자동차메이커에 의해 설립된 자동차부품의 규격을 결정하는 USCAR 에 있어서, 커넥터재의 내열성의 요구가 높아지고 있으며, 가장 엄격한 사용조건에서는 평상시의 사용온도가 155 ℃, 최고사용온도가 175℃ 에서의 내열성이 요구되고 있다. 또한, 일본내에서도 특히 자동차관련의 커넥터재에서는 내열성의 요구가 높아지고 있어서 150 ℃ 정도에서의 내열성이 요구되고 있다.

그리고, 커넥터 제조자의 생산거점의 해외로의 이전에 의해, 재료가 도금된 후에 장기간 방치되고 나서 사용되는 경우가 있다. 따라서, 장기간 보존하여도 도금재의 제특성이 열화되지 않는 재료, 즉 내시효성이 높은 재료가 요구되고 있다. 그리고, 도금재의 특성열화는 고온하에서 촉진된다. 따라서, 고온하에서의 특성열화가 적은 재료는 장기간 보존하여도 특성이 열화되지 않는 재료라고 할 수 있다. 따라서, 이 분야에서도 내열성이 높은 도금재가 요구되고 있다.

상기한 특성의 열화는 구리 또는 니켈을 중간으로서 도금하면 어느 정도는 완화된다. 그러나 구리를 중간층으로 한 경우, 내열박리성이 현저하게 열화된다. 니켈을 중간층으로 한 경우에도, 니켈이 구리의 확산을 억제하기 때문에 구리를 바탕으로 한 경우보다 특성은 개선되지만, 납땜성의 관점에서 충분히 만족할만한 것은 아니다. 그 외에 도금후에 밀봉처리를 실시하는 등의 후처리도 실시되고 있으나, 개선되지는 않았다.

또한, 구리의 확산을 억제하는 수단으로서 중간에 구리-니켈합금을 개재시키는 수단이 제안되고 있는데 (PCT/US96/19768), 이 수법에서는 접촉저항의 상승을 억제하는 것에 대해서는 언급되어 있지만, 납땜성의 시효열화방지에 대해서는 해결되어 있지 않다.

그리고 주석도금재 고유의 문제점으로서, 주석도금재는 그 부드러움 때문에커넥터의 접점에 있어서 수와 암을 응착시키는 기밀구조가 채택된다. 따라서, 금도금 등으로 구성되는 커넥터에 비하여 커넥터의 삽입력이 높다는 결점이 있다.

이와 같은 상황속에서 최근 자동차부품 뿐만 아니라 일반적인 커넥터에 있어서 소형화, 경량화 및 다기능화의 진전에 따라 커넥터에 다수의 코어를 형성하는 요구가 점점 강해지고 있다. 그러나, 현재의 주석도금재만으로 다수의 코어를실시하면, 커넥터의 삽입력이 증대된다. 주석도금의 커넥터가 많이 사용되고 있는 자동차의 조립공정에서는 커넥터의 접합이 인력으로 실시되기 때문에, 삽입력의 증대는 작업성의 저하로 직결된다.

이에 대응하는 수단으로서, 구리 또는 니켈을 중간층으로서 도금하여 표층의 주석도금 또는 주석합금도금의 마찰저항을 저감시켜 삽입 및 발출성을 개선시키는 수법도 제안되어 있는데 (일본 공개특허공보 평9-320668 호), 이 수법에 의하면 커넥터의 삽입에 관한 문제는 회피할 수 있지만, 상술한 바와 같이 내열성, 특히 납땜성의 시간의 흐름으로 인한 열화를 방지할 수는 없다.

본 발명은 구리 또는 구리합금의 모재에 니켈합금 또는 구리합금으로 이루어지는 합금도금의 중간층을 형성하고, 이 중간층에 주석 또는 주석합금도금의 표층을 형성한 금속재료에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고내열성이 뛰어나고, 납땜성 및 외관의 내시효열화성 그리고 접점부재에 사용한 경우의 삽입 및 발출 (insertion and withdrawal) 성이 뛰어난 전자부품용 금속재료에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 관한 삽입 및 발출성의 평가테스트를 실시하는 설명도이다.

본 발명은 자동차의 엔진 주변 등에서의 고온환경하의 시간의 흐름으로 인한 열화를 방지함과 동시에 삽입 및 발출저항을 개선할 수 있으며, 그리고 장기간 보존하여도 납땜성 등의 특성이 열화되지 않는 금속재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 금속재료는 구리 또는 구리합금의 모재에 0.05 ∼ 20 중량% 의 인 및 0.05 ∼ 20 중량% 의 붕소 중 적어도 하나를 함유하는 니켈함금 또는 구리합금으로 이루어지는 합금도금의 중간층을 형성하고, 이 중간층에 주석 또는 주석합금도금의 표층을 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 이하, 본 발명의 작용과 바람직한 태양을 설명한다. 이하의 설명에 있어서「%」는 중량% 를 의미하는 것으로 한다.

본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 % 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이거나 혹은 붕소를 0.05 ∼ 20 % 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이다. 또한 본 발명의 다른 바람직한 태양에 의하면, 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 %, 붕소를 0.05 ∼ 20 % 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이다.

중간층의 베이스로 되는 금속 중 니켈은 인, 붕소, 구리, 주석, 아연을 중간층에 함유시키기 위한 원소로서, 상기 모든 원소와의 사이에서 합금도금이 가능하다. 그 외에 니켈의 작용으로서는 내열성의 열화의 원인인 구리의 확산을 억제하는 효과가 있다. 그러나 니켈만을 바탕으로 한 경우, 고온가열후의 납땜성의 열화를 방지할 수 없다. 이것은 가열로 인해 도금층의 내부가 산화되는 것이 원인이라고 생각된다. 즉, 일반적으로 니켈의 산화물은 땜납에 대하여 습식성이 나쁘기 때문에, 내부가 산화되면 니켈의 산화물이 존재함으로써 납땜성이 저하되는 것으로 추정된다.

한편, 인, 붕소 중 어느 하나를 또는 양자를 함유한 니켈의 합금을 중간층으로 한 경우에는, 가열로 인해 인, 붕소가 표면으로 확산됨으로써 내부 및 표층의 산화를 방지하여 납땜성의 열화가 억제된다고 추정된다.

그리고, 인이나 붕소가 표면으로 확산됨으로써 이들 산화물 피막이 형성되며, 이 피막이 커넥터에 사용한 경우의 삽입 및 발출저항을 낮추는 것으로 추정된다. 그 외에 니켈에 인 또는 붕소를 첨가한 합금은 모재나 표층의 도금에 비하여 매우 단단하다는 특성이 있다. 예컨대, 니켈중에 인이 1 ∼ 15 % 함유된 합금도금을 실시한 경우, 비커스 경도 (Hv) 가 700 전후까지 도달한다. 이에 비하여 표층의 주석 또는 주석합금의 도금의 경도는 10 (Hv) 전후이다. 이와 같이 표층과 중간층의 경도가 현저하게 다르기 때문에, 표층의 박막금속이 고체윤활제로서 작용하여 삽입 및 발출저항이 내려가는 것으로 추정된다.

중간층중의 인 및 붕소의 함유량은 요구되는 내열성에 따라 결정하면 되지만, 0.05 % 미만에서는 효과가 불충분하며, 보다 바람직하게는 0.5 % 이상인 것이 좋다. 또한, 이들 금속의 니켈과의 합금화가 가능한 상한치는 20 % 이며, 그 이상 인, 붕소를 함유시키기는 것은 곤란하다. 또한, 인 및 붕소가 15 % 를 넘으면, 도금피막내의 인장응력이 높아져서 도금의 균열이 발생하기 쉬우므로 15 % 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 %, 그리고 Sn, Cu 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이거나 혹은 붕소를 0.05 ∼ 20 %, Sn, Cu, Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이다.

인, 붕소 외에 첨가되는 원소로서, 구리 및 아연은 니켈-인, 니켈-붕소합금의 가공성이 낮은 것을 보충하는 경우에 첨가한다. 또한, 주석은 중간층의 경도를 더욱 향상시킴으로써 삽입 및 발출성을 보다 향상시킬 경우에 필요에 따라 첨가한다. 주석, 구리, 아연의 1 종 이상의 함유량의 합계치가 10 % 미만이면, 각각의 원소의 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 또한, 함유량의 합계치가 60 % 를 넘으면, 니켈 본래의 효과인 구리의 확산억제가 불충분해진다.

그리고, 코발트는 니켈도금의 욕이나 애노드에 불가피적 불순물로서 함유되기 때문에, 욕에 사용하는 니켈염류나 애노드의 품위에 따라서는 도금피막중에 1 ∼ 2 % 정도 혼입할 가능성이 있으나, 그 정도의 양으로는 니켈-인합금 및 니켈-인-붕소합금도금의 특성에 큰 영향은 미치지 않으므로 불순물로서의 코발트는 무시할 수 있다.

여기서, 인 및/또는 붕소를 함유한 니켈의 합금을 중간층으로 한 경우, 리플로우처리 혹은 그 후의 시효처리에 의해 인 및 붕소가 표면 및 표층의 주석 또는 주석합금도금층의 내부로 확산되어 이들 원소가 내부 및 표층의 산화를 방지하여 납땜성의 열화를 억제하는 것으로 추정된다.

따라서, 본 발명의 다른 바람직한 태양에 의한 금속재료는, 인 및/또는 붕소를 합계 0.05 ∼ 20 % 함유하는 전기도금된 니켈합금으로 이루어지는 중간층을 갖고, 표층을 형성한 후에 리플로우처리 및/또는 가열처리를 실시함으로써 중간층에 함유되는 인 및/또는 붕소를 주석 또는 주석합금도금층 표면으로 확산시킨 것이다. 또한, 이 경우의 표층중의 인 및/또는 붕소의 농도는 산화방지효과를 적당하게 얻기 위하여 0.01 ∼ 1 % 로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 중간층은상기한 바와 마찬가지로 인 및/또는 붕소를 합계 0.05 ∼ 20 %, Sn, Cu, Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유하는 니켈합금으로 할 수 있다.

중간층의 두께는, 0.5 ㎛ 미만이면 상기한 내열성의 효과를 얻을 수 없기 때문에, 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상 필요하다. 중간층의 두께가 너무 두꺼우면 프레스성이 손상되기 때문에 상한을 3 ㎛ 이하로 한다.

표층과 중간층 사이에 주로 주석과 구리로 형성되는 확산층의 두께는 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 1 ㎛ 를 넘으면 표층의 순 Sn 혹은 Sn 합금도금층이 상대적으로 얇아져서 내열성이 열화되기 때문이다. 또한, 확산층을 구성하는 입자의 입경은 도금의 표층을 전해법에 의해 순수한 도금부만을 용해시킴으로써 이것을 박리하여 관찰할 수 있다. 확산층의 입자의 평균입경이 1 ㎛ 를 넘으면, 땜납이 확산층 표면에서 습식될 때에 습식가능한 표면적이 작아져서 납땜성이 저하된다. 따라서, 땜납의 습식성을 향상시키기 위하여 1 ㎛ 이하일 필요가 있으며, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하인 것이 좋다.

표층의 주석 또는 주석합금의 도금층의 두께는, 0.3 ㎛ 미만에서는 접촉저항의 열화를 막을 수 없기 때문에, 0.3 ㎛ 이상 필요하다. 두께의 상한에 대해서는 두께의 증가와 함께 삽입 및 발출성이 저하되기 때문에 3 ㎛ 이하일 필요가 있다. 리플로우처리를 실시하면, 주석 또는 주석합금도금층의 일부는 중간층과의 사이에서 확산층을 형성하여 순수한 도금층의 두께가 얇아지기 때문에, 리플로우전의 주석도금층의 두께는 0.5 ㎛ 이상일 필요가 있으며, 생산성 등도 고려하면 1 ∼ 2 ㎛ 인 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 금속의 박막윤활효과를 내기 위하여, 표층인 주석 또는 주석합금도금층과 중산층의 두께의 비는 1 : 2 ∼ 1 : 3 범위로 하는 것이 바람직하다.

그 외에 리플로우의 효과로서 상기 확산층의 형성 외에 중간층에 함유되는 인, 붕소의 표층으로의 확산을 촉진하여 도금층 내부의 산화를 방지하는 것 외에 표층에 이들 산화물의 보호피막을 형성하는 작용이 있다. 또한 리플로우 이외의 수단으로서, 예컨대 100 ℃ 에서 12 시간의 시효를 실시함으로써 인의 확산을 실시하도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 리플로우처리만으로 인 혹은 붕소의 확산이 불충분한 경우, 필요에 따라 시효처리를 더욱 실시함으로써 납땜성, 삽입 및 발출성의 특성을 개선할 수도 있다. 또한, 리플로우처리를 실시하지 않고 시효처리에 의해서만 인 또는 붕소의 확산을 실시하게 할 수도 있다.

표층의 도금층은 주석 외에 주석합금, 주로 주석-납의 땜납도금 외에 주석-은, 은-비스무트의 납을 함유하지 않는 땜납을 선택할 수도 있다.

중간층의 도금액으로서 기본이 되는 니켈-인의 합금도금에서는 공지의 황산 니켈-염화니켈-인산-아인산계 등을 사용할 수 있다. 여기서, 인산은 pH 의 조정제이고, 아인산은 그 첨가량을 변경함으로써 도금피막중의 인을 컨트롤하는 것이다. 그러나, 본 출원에 있어서 모든 도금에 있어서 도금욕의 조성이나 조건은 임의로 선택할 수 있다. 인의 다른 합금원소는 각각 붕소는 보란아민착체 (도금피막중에 붕소를 첨가하기 위한 공급원으로 된다.), 구리는 황산 구리 등, 주석은 황산주석 등, 아연은 황산 아연 등의 금속염을 필요량 첨가함으로써 합금화한다. 그리고, 구리의 첨가에 있어서는 구리의 자연전위가 다른 것에 비해 높기 때문에 착화제를 사용한다. 착화제로서 첨가하는 글리신은 구리와 니켈을 공석시키기 위한 것이다. 착화제는 도금욕의 pH 에 따라 최적의 것을 선택할 필요가 있다. 단, 이들 조건의 선정으로 본원발명의 효과가 제한되는 것은 전혀 아니다.

표층의 주석도금 또는 주석합금도금에 대해서는 전기도금과 용융도금 중 어느 것을 사용해도 된다. 전기도금의 경우에는 공지의 황산계, 메탄술폰산계, 페놀술폰산계 등의 도금액을 사용할 수 있다. 전기도금을 한 후, 리플로우처리를 하거나 혹은 필요에 따라 그 후 시효처리 또는 도금직후에 시효처리를 실시함으로써, 니켈-주석의 확산층을 성장시킴과 동시에 중간층에 함유되는 인, 붕소를 표층으로 확산시켜 내열성, 삽입 및 발출성을 개선한다. 또한, 도금후의 시효처리를 생략하는 수단으로서 표층의 주석 또는 주석합금도금층에 미리 인 및/또는 붕소를 함유시키는 수단도 유효하다. 이 경우에는 용융도금으로 한정되지 않으며, 용융주석 혹은 용융주석합금에 미리 인 및/또는 붕소를 용해시켜 둠으로써 합금화가 가능하다.

그리고, 이상은 니켈을 함유하는 합금을 중간층으로 한 것이나, 본 발명은 표층의 주석 또는 주석합금도금층 아래에 니켈을 함유하는 합금층이 존재하고 있으면 그 아래의 모재인 구리합금과의 사이에 별도의 도금층이 있어도 문제는 없으며, 이와 같은 경우에도 본 발명은 유효하다. 그리고, 본 발명에서는 표층의 주석 또는 주석합금도금층 아래에 구리를 함유하는 합금층을 개재시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 % 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 또는 인을 0.05 ∼ 15 %, 그리고 Sn, Ni 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이다. 혹은 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 %, 붕소를 0.05 ∼ 15 %, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 또는 인을 0.05 ∼ 15 %, 붕소를 0.05 ∼ 15 %, 그리고 Sn, Ni 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금이다. 이하, 구리를 베이스로 한 합금층을 중간층으로 한 경우의 작용과 바람직한 태양을 설명한다.

중간층에 있어서 구리는 도금의 모재로 되는 것이다. 또한, 도금에 의해 형성된 구리는 모재에 함유되는 구리에 비하여 표층의 주석도금층으로의 확산이 늦다는 특징을 갖는다. 따라서, 니켈을 주체로 한 것보다 납땜성의 면에서 약간 열화되지만, 중간층을 갖지 않는 것보다 열화는 적다. 또한, 중간층 혹은 표층에 인, 붕소의 활성금속이 함유되어 있기 때문에, 이들이 표층으로 확산되어 내부 및 표층의 산화를 억제하므로 단순히 구리를 중간층으로 한 경우보다 특성, 특히 납땜성은 향상된다.

또한, 인 및 붕소가 표면으로 확산됨으로써, 니켈을 베이스로 한 합금층을 바탕으로 한 경우와 마찬가지로 이들의 산화물 피막이 형성되며, 이 피막이 커넥터에 사용한 경우의 삽입 및 발출저항을 낮추는 것으로 추정된다. 중간층이 합금화되어 있기 때문에, 구리 단순층보다 경도가 증대되어 박막금속 윤활효과도 얻을 수 있다.

중간층중의 인 및 붕소의 함유량은 요구되는 특성에 따라 임의로 설정할 수 있는데, 중간층이 구리를 베이스로 한 합금층인 경우에도 0.05 % 미만에서는 상기와 같은 효과가 불충분해지기 때문에, 0.5 % 이상인 것이 바람직하다. 또한, 구리를 베이스로 한 합금층을 중간층으로 한 경우에는, 인 및 붕소는 15 % 가 합금화의 한계치인 것 외에 특히 인의 함유량이 10 % 를 넘으면 도금피막이 약해지기 때문에 인의 함유량은 10 % 이하인 것이 바람직하다.

인, 붕소 외에 첨가되는 원소로서 주석, 니켈, 아연의 1 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 % 함유시킨다. 주석, 니켈, 아연의 합계량이 10 % 미만이면, 각각의 원소의 효과가 발휘되지 않는다. 또한 60 % 를 넘으면, 스크랩으로서의 가치가 저하된다.

중간층의 두께는 니켈을 베이스로 하는 합금층을 중간층으로 하는 경우와 마찬가지로 0.5 ∼ 3.0 ㎛ 가 바람직하고, 1.0 ∼ 3.0 ㎛ 이면 더욱 바람직하다. 또한, 표층과 중간층 사이에 주로 주석과 구리로 형성된 확산층의 두께는 1 ㎛ 이하가 바람직하고, 또한 확산층을 구성하는 입자의 평균입경은 1.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.0 ㎛ 이하이면 더욱 바람직하다. 이들 수치범위의 근거는 상기한 바와 동일하다. 또한, 상기한 바와 같은 이유에서 표층인 주석 또는 주석합금의 도금층의 두께는 0.3 ∼ 3.0 ㎛ 가 바람직하다. 또한, 리플로우전의 주석도금층의 두께는 0.5 ㎛ 이상이 바람직하고, 1 ∼ 2 ㎛ 이면 더욱 바람직하다. 그리고, 표층인 주석 또는 주석합금도금층과 중간층의 두께의 비는 1 : 2 ∼ 1 : 3 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 리플로우 혹은 용융도금만으로 인 및/또는 붕소의 확산이 불충분한 경우, 필요에 따라 예컨대 100 ℃ 에서 12 시간의 시효처리를 실시함으로써 납땜성, 삽입 및 발출성의 특성을 개선할 수도 있다. 또한, 리플로우처리를 실시하지 않고 도금후에 직접 시효처리를 하는 것도 유효하다.

표층의 도금층은 주석 외에 주석합금, 주로 주석-납의 땜납도금 외에 주석-은, 은-비스무트의 납을 함유하지 않은 땜납을 선택할 수도 있다.도금층 중에 탄소를 적당하게 함유하면 마모특성이 감소하고, 단자나 커넥터로서 사용하는 경우, 삽입 및 발출력을 저감시킬 수 있다. 함유량이 0.05% 미만에서는, 통상의 삽입 및 발출시험의 시험감도에서 개선이 나타나지 않고, 0.5%를 초과하면 시효에 의해 표면이 변색되어, 접촉저항이 증가하는 등 유해한 피막을 형성하므로 바람직하지 않다. 그래서, 탄소농도는 0.05 ∼ 0.5 중량% 로 한다. 또한, 주석 및 주석합금의 전기도금은, 전기도금액에 비이온성 계면활성제 등의 유기물을 레밸링재로서 첨가하여 사용하고 있는데, 그 일부가 도금 금속상 중에 석출하여 탄소가 도금층 중에 혼입(공석)하게 된다. 계면활성제는 저분자일수록, 흡착성이 강할수록, 그리고 고농도일수록 공석하기 쉽다. 또한, 도금의 전류밀도를 증가시킬수록 공석하기 쉽게 된다. 그 도금층의 원소분석을 행하여, 이들 조건을 최적화하여 소정의 탄소농도를 얻을 수 있다.

중간층의 도금액으로서 기본이 되는 구리-인의 합금도금은 피롤린산계의 구리도금욕에 차아인산 나트륨을 첨가한 욕을 베이스로 한다. 또한, 목표로 하는 구리의 조성에 따라 착화제도 적당히 첨가한다. 그러나, 본 출원에 있어서 모든 도금에 있어서 도금욕의 조성이나 조건은 임의로 선택할 수 있다. 인 외의 합금원소는 각각 붕소는 보란아민착체 (도금피막중에 붕소를 첨가하기 위한 공급원으로 된다.), 다른 금속염은 도금욕에 따라 최적의 것을 선택한다. 단, 이들 조건의 선정으로 본 발명의 효과가 제한되는 것은 전혀 아니다.

표층의 주석도금 또는 주석합금도금에 대해서는 전기도금의 경우, 모든 용융도금의 경우에 공지의 도금조건으로 도금하면 된다. 전기도금의 경우에는 도금후에 리플로우처리를 실시함으로써 확산층을 형성시키는 것 외에 중간층의 인 및/또는 붕소를 확산시켜 내열성, 삽입 및 발출성을 개선한다.

그 외에 도금후의 시효처리를 생략하는 수단으로서, 표층의 주석 또는 주석합금도금층에 미리 인 또는 붕소 중 어느 하나 혹은 양자를 함유시키는 수단도 유효하다. 이 경우, 용융도금에 한정되지 않으나, 용융주석 혹은 용융주석합금에 미리 인 또는 붕소를 용해시켜 둠으로써 합금화가 가능하다.또한, 도금후에 인산염처리를 행하여, 내식성 및 납땜성의 장기 안정화를 도모하기 위해 인산염피막을 형성할 수 있는데, 인산이온 농도가 0.1 mol/L 미만에서는 유효한 보호피막이 형성되지 않고, 2 mol/L를 초과하면 피막의 두께가 지나치게 두껍게 되므로 표면광택을 잃고 납땜성도 저하된다. 인산이온 농도 0.1 ∼ 2 mol/L 의 범위에서 안정한 피막보호를 얻을 수 있다.

제 1 실시예

이어서, 본 발명의 효과를 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다. 모재에는 내열성 평가용으로서 두께 0.2 ㎜ 의 인청동 2 종 (JISC5191), 삽입 및 발출성 평가로서 두께 0.5 ㎜ 무산소구리 (JISC1020) 를 탈지, 산세정한 것을 사용한다. 표층의 도금은 리플로우주석에 대하여 평가한다.

니켈-인계 및 이것에 주석, 구리, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 1 ∼ 표 4, 니켈-인-붕소계 및 이것에 주석, 구리, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 5 ∼ 표 8 에 나타낸다.

니켈-인합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L염화 니켈 45g/L인산 50g/L아인산 0.25 ~ 10g/L
도금액 온도	70℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L황산제일주석 20g/L인산 50g/L아인산 0.25 ~ 10g/L
도금액 온도	70℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-구리합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 100g/L황산 구리 10g/L글리신 30g/L인산 25g/L아인산 0.25 ~ 10g/L
도금액 온도	25℃
전류 밀도	2A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L황산 아연 20g/L황산 나트륨 150g/L인산 40g/L아인산 0.25 ~ 10g/L
도금액 온도	70℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L염화 니켈 45g/L인산 50g/L아인산 0.25 ~ 10g/L디메틸아민착체 0.5 ~ 1.0g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L염화제일철 20g/L인산 50g/L아인산 0.5 ~ 10g/L보레인 디메틸아민착체 0.5 ~ 1.0g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-구리합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 100g/L황산 구리 10g/L글리신 30g/L인산 25g/L아인산 0.25 ~ 10g/L보레인 디메틸아민착체 0.5 ~ 1.0g/L
도금액 온도	25℃
전류 밀도	2A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L황산 아연 20g/L황산 나트륨 150g/L인산 40g/L아인산 0.25 ~ 10g/L보레인 디메틸아민착체 0.5 ~ 1.0g/L
도금액 온도	50℃
잔류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

또한, 표층의 주석 도금이 조건을 표 9 에 나타난다.

리플로우 주석 도금조건

도금액 조성	메탄술폰산 100g/L메탄술폰산 주석 200g/L계면활성제 2g/L
도금액 온도	40℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금액 온도	40℃
리플로우 조건	260℃, 5s, 60℃담금질(quenching)
도금 두께	1.5㎛

또한, 각 바탕합금의 조성, 확산층의 두께, 입경, 표층 도금층 두께를 표 10 에 나타낸다.

그 외에 비교재로서 중간층이 없는 것, 0.5 ㎛ 의 구리를 중간층으로 한 것, 2.0 ㎛ 의 니켈을 중간층으로 한 것, Ni-0.01 % P 합금, Ni = 0.01 % B 합금을 중간층으로 한 것도 준비한다.

평가는 내열성의 평가로서 평가재를 155 ℃, 16 시간 가열후의 외관, 납땜성, 열박리의 유무, 접촉저항의 변화를 평가한다. 삽입 및 발출성의 평가는 평가재를 도 1 에 나타내는 바와 같이 수핀, 암핀의 형상으로 가공하여 수핀을 암핀에 삽입할 때의 최대삽입력을 평가한다.

납땜성은 25 % 로진-에탄올 (rosin-ethanol) 을 플럭스로 하고, 메니스코그래프 (meniscograph) 법에 의해 땜납 습식시간을 측정함으로써 평가한다. 열박리의 유무는 도금재를 90°반복굽힘을 실시하여 굽힘부의 상황을 육안으로 관찰함으로써 평가한다. 접촉저항은 도 1 에 나타내는 바와 같이 수핀, 암핀을 끼워 맞추고, 이 상태에서 155 ℃, 16 시간 가열한 전후의 접촉저항 (전기저항) 을 평가한다. 결과를 표 11 에 나타낸다. 이로부터 모두 실시재가 뛰어남을 알 수 있다.

삽입 및 발출성의 평가결과를 표 12 에 나타낸다. 이로부터 단자의 삽입력은 모든 계에서 비교재에 비하여 뛰어남을 알 수 있다.

제 2 실시예

이어서, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 모재에는 내열성 평가용으로서 두께 0.2 ㎜ 의 인청동 2 종 (JISC5191), 삽입 및 발출성 평가로서 두께 0.5 ㎜ 의 무산소구리 (JISC1020) 를 탈지, 산세정한 것을 사용한다. 또한, 표층의 도금은 리플로우주석에 대하여 평가한다.

니켈-붕소계 및 이것에 주석, 구리, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 13 ∼ 표 16 에 나타낸다.

또한, 표층의 주석도금조건을 표 17 에 나타낸다. 또한, 각 바탕도금의 조성 및 확산층 두께, 확산층 입경, 표층 도금층 두께를 표 18 에 나타낸다. 그 외에 비교재로서 중간층이 없는 것, 0.5 ㎛ 의 구리를 중간층으로 한 것, 2.0 ㎛ 의 니켈을 중간층으로 한 것, Ni-0.01 % P 합금, Ni-0.01 % B 합금을 중간층으로 한 것을 준비한다.

니켈-붕소합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 280g/L염화 나트륨 20g/L붕산 40g/L보레인 디메틸아민착제 1~4g/L
도금액 온도	45℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-붕소-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 280g/L염화 니켈 20g/L붕산 40g/L보레인 디메틸아민착제 1~4g/L황산제일주석 20g/L
도금액 온도	45℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-붕소-구리합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 200g/L황산 구리 10g/L글리신 30g/L붕산 25g/L보레인 디메틸아민착제 1~4g/L
도금액 온도	45℃
전류 밀도	2A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-붕소-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 280g/L황산 아연 20g/L황산 나트륨 150g/L붕산 50g/L보레인 디메틸아민착제 1~4g/L
도금액 온도	45℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

리플로우 주석 도금조건

	조건
도금액 조성	메탄술폰산 100g/L메탄술폰산 주석 200g/L계면활성제 2g/L
도금액 온도	40℃
전류 밀도	10A/d㎡
도금액 온도	40℃
리플로우 조건	260℃, 5s, 60℃담금질(quenching)
도금 두께	1.5㎛

실시예 1 과 동일한 조건으로 내열성, 납땜성, 열박리의 유무, 접촉저항의 변화를 평가한다. 이상의 결과를 표 19 에 나타낸다. 이로부터 모두에 있어서 실시재가 뛰어남을 알 수 있다.

또한, 삽입 및 발출성의 평가결과를 표 20 에 나타낸다. 이로부터 단자의 삽입력은 모든 계에서 비교재에 비하여 뛰어남을 알 수 있다.

제 3 실시예

이어서, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다. 모재에는 내열성 평가용으로서 두께 0.2 ㎜ 의 인청동 2 종 (JISC5191), 삽입 및 발출성 평가로서 두께 0.5 ㎜ 의 무산소구리 (JISC1020) 를 탈지, 산세정한 것을 사용한다. 또한, 표층의 도금은 리플로우주석에 대하여 평가한다. 그리고, 상기 도금재를 인산염처리한 것, 밀봉처리 및 윤활처리한 것에 대해서도 평가를 실시한다.

니켈-인-붕소계 및 이것에 주석, 구리, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 21 ∼ 표 24 에 나타낸다. 또한, 표층의 주석도금조건을 표 25 에 나타낸다. 또한, 각 도금재의 중간층 두께, 확산층의 두께 및 확산층 평균입경, 표층의 도금 두께를 표 26 에 나타낸다. 그 외에 비교재로서 중간층이 없는 것, 0.5 ㎛ 의 구리를 중간층으로 한 것, 2.0 ㎛ 의 니켈을 중간층으로 한 것 및 Ni-0.01 % B 합금을 중간층으로 한 것도 준비한다. 그리고, 각 재료의 리플로우처리후의 주석도금부의 인 및 붕소의 함유량에 대해서는 모두 청구항에 있는 0.01 ∼ 1 % 범위임을 확인한다.

또한, 인산염처리의 조건을 표 27 에 나타낸다.

니켈-인-붕소합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L염화니켈 45g/L인산 50g/L아인산 5~10g/L보레인 디메틸아민착제 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L황산제일철 20g/L인산 50g/L아인산 5~10g/L보레인 디메틸아민착제 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-구리합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 100g/L황산 구리 10g/L글리신 30g/L인산 25g/L아인산 5~10g/L보레인 디메틸아민착제 0.5~1g/L
도금액 온도	25℃
전류 밀도	2A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

니켈-인-붕소-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	황산 니켈 150g/L황산 아연 20g/L황산 나트륨 150g/L인산 40g/L아인산 5~10g/L보레인 디메틸아민착제 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

리플로우 주석 도금조건

인산염 처리의 조건

처리액	Sn(H₂PO₄)₂·2H₂O 70g/LH₃PO₄50g/L
처리 온도	90℃
처리 시간	10분
처리 방법	무전해

실시예 1 과 동일한 조건으로 내열성, 납땜성, 열박리의 유무, 접촉저항의 변화를 평가한다. 이상의 결과를 표 28 에 나타낸다. 이로부터 접촉저항의 면에서 일부 비교재보다 열화된 부분이 보였으나, 전체의 경향으로서는 실시재가 뛰어남을 알 수 있다.

그리고, 밀봉처리 및 윤활처리는 금도금용 밀봉처리용으로 시판되고 있는 액을 도포하여 블로워로 건조시킨다. 삽입 및 발출성의 평가결과를 표 29 에 나타낸다. 이로부터 단자의 삽입력은 모든 계에서 비교재에 비하여 뛰어남을 알 수 있다.

제 4 실시예

이어서, 본 발명의 제 4 실시예를 설명한다. 모재에는 내열성 평가용으로서 두께 0.2 ㎜ 의 인청동 2 종 (JISC5191), 삽입 및 발출성 평가로서 두께 0.5 ㎜ 의 무산소구리 (JISC1020) 를 탈지, 산세정한 것을 사용한다. 또한, 표층의 도금은 기본적으로는 리플로우주석에 대하여 평가하였으나, 일부 용융도금에 대해서도 평가한다. 용융도금은 주석을 270 ℃ 에서 용해하여 도금 두께가 2 ㎛ 로 되도록 도금을 실시한다.

구리-인계 및 이것에 주석, 니켈, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 30 ∼표 33, 구리-인-붕소계 및 이것에 주석, 니켈, 아연을 첨가한 계의 도금조건을 표 34 ∼ 표 37 에 나타낸다. 또한, 표층의 주석도금조건을 표 38 에 나타낸다. 또한, 각 조건하에서 각 바탕합금의 조성, 확산층의 두께, 입경, 표층 도금층 두께를 표 39 에 나타낸다. 그리고, 비교재로서 중간층이 없는 것, 구리 0.5 ㎛ 를 중간층으로 한 것, 니켈 2.0 ㎛ 를 중간층으로 한 것, Cu-0.01 % P 합금을 중간층으로 한 것도 준비한다.

구리-인합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L
도금액 온도	70℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L주산 칼륨 20g/L질산 칼륨 12g/L피로인산 주석 20g/L차아인산 나트륨 10~20g/L
도금액 온도	70℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-니켈합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L황산 니켈 20g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L
도금액 온도	60℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L황산 아연 10g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L
도금액 온도	60℃
전류 밀도	1A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-붕소합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L보레인 디메틸아민착체 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-붕소-주석합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L피로인산 주석 20g/L주산 칼륨 20g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L보레인 디메틸아민착체 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-붕소-니켈합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L황산 아연 20g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 10~20g/L보레인 디메틸아민착체 0.5~1g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	5A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

구리-인-붕소-아연합금 도금조건

	조건
도금액 조성	피로인산 칼륨 350g/L피로인산 구리 80g/L황산 아연 10g/L질산 칼륨 12g/L차아인산 나트륨 20g/L보레인 디메틸아민착체 0.5g/L
도금액 온도	50℃
전류 밀도	3A/d㎡
도금 두께	2.0㎛

리플로우 주석 도금조건

실시예 1 과 동일한 조건으로 내열성, 납땜성, 열박리의 유무, 접촉저항의 변화를 평가한다. 이상의 결과를 표 40 에 나타낸다. 이로부터 모두 본 실시예가 뛰어남을 알 수 있다.

삽입 및 발출성의 평가결과를 표 41 에 나타낸다. 이로부터 단자의 삽입력은 모든 계에서 비교재에 비하여 뛰어남을 알 수 있다.

이상, 기술한 바와 같이 본 발명에 의해 내열성, 삽입 및 발출성을 동시에 만족시키는 재료를 공급할 수 있게 된다.

Claims

구리 또는 구리합금의 모재에 0.05 ∼ 20 중량% 의 인 및 0.05 ∼ 20 중량% 의 붕소 중 적어도 하나를 함유하는 니켈함금 또는 구리합금으로 이루어지는 합금도금의 중간층을 형성하고, 이 중간층에 주석 또는 주석합금도금의 표층을 형성한 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 중량% 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 중량%, 그리고 Sn, Cu 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량% 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 중량%, 붕소를 0.05 ∼ 20 중량% 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 20 중량%, 붕소를 0.05 ∼ 20 중량%, 그리고 Sn, Cu 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량%함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 붕소를 0.05 ∼ 20 중량% 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 붕소를 0.05 ∼ 20 중량%, Sn, Cu, Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량% 함유하고, 잔부가 니켈 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방을 합계 0.05 ∼ 20 중량% 함유하는 전기도금된 니켈합금이고, 상기 표층을 형성한 후에 리플로우처리를 실시한 후의 상기 표층중의 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방의 농도가 0.01 ∼ 1 중량% 인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방을 합계 0.05 ∼ 20 중량%, Sn, Cu, Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량% 함유하는 니켈합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방을 합계 0.05 ∼ 20 중량% 함유하는 전기도금된 니켈합금이고, 상기 표층을 형성한 후에 리플로우처리와 가열처리중 어느 일방 또는 양방을 실시하고, 그럼으로써 중간층에 함유되는 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방을 주석 또는 주석합금도금층 표면으로 확산시킨 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 주석 또는 주석합금도금층중의 탄소농도가 0.05 ∼ 0.5 중량% 인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 8 항에 있어서, 리플로우처리후 또는 가열처리후에 유기인화합물 혹은 무기인화합물의 피막을 형성한 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 표층의 두께가 0.3 ∼ 3 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층의 두께가 0.5 ∼ 3 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 표층이 주석 또는 주석합금을 전기도금후에 리플로우처리한 도금피막인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 도금후 혹은 리플로우후에 시효처리한 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 표층과 상기 중간층 사이에 주로 주석과 니켈로 형성된 확산층의 두께가 1 ㎛ 이하이고, 또한 확산층을 구성하는 입자의 평균입경이 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 12 항에 기재된 금속재료의 제조방법으로서, 리플로우처리후 또는 가열처리후에, 인산이온을 0.1 ∼ 2 mol/L 함유하는 수용액에 재료를 침지하거나 수용액중에서 양극으로 하여 전해처리하는 것을 특징으로 하는 금속재료의 제조방법.
제 10 항에 기재된 금속재료의 제조방법으로서, 리플로우처리후 또는 가열처리후에, 밀봉처리와 윤활처리중 어느 일방 또는 양방을 실시하는 것을 특징으로 하는 금속재료의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 중량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 중량%, 그리고 Sn, Ni 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 중량%, 붕소를 0.05 ∼ 15 중량%, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층은 인을 0.05 ∼ 15 중량%, 붕소를 0.05 ∼ 15 중량%, 그리고 Sn, Ni 및 Zn 중 1 종 혹은 2 종 이상을 합하여 10 ∼ 60 중량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 20 항에 있어서, 상기 표층과 상기 중간층 사이에 주로 주석과 구리로 형성된 확산층의 두께가 1 ㎛ 이하이고, 또한 확산층을 구성하는 입자의 평균입경이 1.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 20 항에 있어서, 주석 또는 주석합금층이 인과 붕소중 어느 일방 또는 양방을 각각 0.05 ∼ 1 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 21 항에 있어서, 주석 또는 주석합금층이 용융주석도금법으로 실시된 것을 특징으로 하는 금속재료.
제 1 항에 기재된 금속재료를 접촉자로 한 내열성, 내시효성,그리고 삽입 및 발출성이 뛰어난 단자 및 커넥터.