KR100960168B1

KR100960168B1 - 전기·전자부품용 동합금 판재

Info

Publication number: KR100960168B1
Application number: KR1020097006205A
Authority: KR
Inventors: 구니테루 미하라; 준스케 나카노; 지카히토 스가하라; 다케오 우노
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-05-26
Also published as: MY151391A; TW200927960A; JP4413992B2; EP2202326A4; US20100221576A1; KR20090088850A; CN101809177B; TWI330202B; EP2202326A1; CN101809177A; WO2009044822A1; JPWO2009044822A1

Abstract

Ni를 1.5∼4.0mass%, Si를 0.3∼1.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 동합금 판재로서, 판의 압연 직각방향의 표면 거칠기의 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하이며, 표면거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가 상기 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치보다 플러스측(볼록성분)에 있는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재.

Description

전기·전자부품용 동합금 판재{COPPER ALLOY SHEET MATERIAL FOR ELECTRONIC AND ELECTRICAL PARTS}

본 발명은, 동합금 판재에 관한 것이다.

종래, 일반적으로 전기ㆍ전자기기용 재료로서는, 철계 재료 외, 전기 전도성 및 열전도성이 우수한 인청동(燐靑銅), 단동(丹銅), 황동(黃銅) 등의 동(銅)계 재료도 넓게 이용되고 있다.

최근, 전기ㆍ전자기기의 소형화, 경량화, 및 이것에 수반하는 고밀도 실장화에 대한 요구가 높아져, 이것들에 적용되는 동계 재료에도 여러 가지의 특성이 요구되고 있다. 주된 특성으로서 강도, 도전성, 내응력 완화 특성, 휨가공성, 프레스 가공성 및 도금성과 땜납 젖음성 등의 표면 특성을 들 수 있다.

그 중에서, Cu중에 Ni와 Si를 더하여 그 Ni와 Si로 구성되는 석출물을 형성시켜 강화시킨 콜손 합금으로 불리는 합금은, 많은 석출형 합금 중에서는 그 강화하는 능력이 매우 높고, 몇 가지의 시판 합금(예를 들면, CDA(Copper Development Association) 등록합금인 CDA70250)에서도 이용되고 있다.

전자기기용 동합금으로서, 상술의 콜손동에 있어서 표면 조도를 규정한 공지예가 있다.

일본특허공개공보 소화 63-324782호와 일본특허공개공보 평성11-124698호는 리드 프레임을 이용한 반도체 제조 공정에 있어서의 금 와이어 등의 접속을 동합금에 도금 없이 행할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. 일본특허공개공보 2000-288991호의 용도는 박(箔)이며, FPC(Flexible Printed Circuits: 플렉시블 프린트 기판)에 이용되고 있는 기술이다. 또한, 일본특허공개공보 2001-100581호는 중간 공정에 있어서의 조도(粗度)를 규정하고 있다. 한편, 일본특허공개공보 평성11-124698호 공보에는 납땜성의 향상을 서술하고 있지만, 어느 정도의 개선이 있었는지 등의 구체적인 예는 공개되어 있지 않다. 또한, 리드 프레임 용도의 경우, 수지 몰드와의 밀착성을 향상시키는 목적으로 산화막 밀착성을 평가한 예를 몇 가지를 볼 수 있다

그러나, 이들 특허문헌은 표면 조도의 중심선 평균 거칠기(Ra)나, 최대 높이 (Ry) 등으로 규정하고 있지만, 표면 조도의 볼록성분과 오목성분 각각이 젖음성이나 땜납 젖음성 등의 표면 특성과의 관계의 기재는 없다.

Cu-Ni-Si합금(콜손합금)은 열처리에 의해, 함유성분인 Ni와 Si가 Ni-Si 금속간 화합물로서 석출을 일으키고, 강도와 도전율을 향상한다. 그러나, 그 열처리는 일반적으로 400∼600℃에서 고온이고, 또한, 시간도 0.5∼5시간으로 장시간에서 행하여지기 때문에, 재료 표면 근방의 Si는 열처리로 내의 미량인 산소와 결합하여 산화규소 화합물을 형성한다.

또한, 용체화 처리(재결정 처리, 균질화 처리라고 하는 경우도 있다)는, 더 고온에서 행하여지기 때문에 표면 근방의 Si는 마찬가지로 산화해 버린다.

이들 산화규소 화합물은 최종 제품까지 잔존하면, 도금 밀착성이나 땜납 젖음성이 현저하게 열화하는 것이 알려져 있기 때문에, 최종 제품까지 표면 근방의 산화규소 화합물을 제거하는 공정이 행하여진다.

이 산화 Si화합물 제거에는, 산 용해(불화수소산계 용액, 희박황산+과산화 수소의 혼합산액 등)가 이용되는 것이 많고, 또한, 통상은 코일 형상의 판을 용액 욕 중에 담그는 연속통판을 행하면서 제거를 하고 있다. 그러나, 충분히 표면 근방의 산화규소 화합물을 제거시키기 위해서는, 침적시간을 길게 할 필요가 있고, 비용이나 산용액의 관리의 면으로부터 일반적으로는, 산 용해 후에 브러시나 버프 (buff)로 불리는 소재로, 표면에 부착한 산화규소 화합물의 제거를 물리적ㆍ기계적으로 행하고 있다.

그 브러시나 버프로 산 용해한 판의 표면을 문지르면 요철이 발생한다. 따라서, 콜손합금은 제조의 중간공정에서 비교적 조도가 큰(≒거친)표면이 되어 버린다. 그리고, 종종 그 요철이 크면 도금 밀착성이나 땜납 젖음성이 열화하는 것을 알고 있다.

그런데, 상기 과제는, 종래의 리드 프레임재 등에 관해서는 문제가 되지 않았지만, 최근에는 고온 다습화에서의 내환경성이나 무연(無鉛) 땜납화 대응 등의 요구가 강해지고 있고, 상기 각 특허출원공개공보에 개시된 기술에 의해서는, 도금 밀착성이나 땜납 젖음성 등의 특성을 만족시킬 수 없는 것이 발생하게 되었다. 따라서, 상기와 같은 문제점에 감안하여, 본 발명은, 가혹한 사용 환경하에 있어서도 도금성, 땜납 젖음성이 우수하고, 전기ㆍ전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적합한 동합금을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

본 발명자들은, 전기ㆍ전자부품 용도에 적합한 동합금에 대해서 연구를 행하여, 동합금의 판의 표면 조도에 주목하여, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 있을 때에 재료의 도금성, 땜납 젖음성이 향상하는 관계를 발견하여, 검토를 더 거듭하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은, 표면성상이 우수한 Cu-Ni-Si(콜손동)을 얻는 것이다.

즉, 본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다:

(1) Ni를 1.5∼4.0mass%, Si를 0.3∼1.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 동합금 판재로서, 판의 압연 직각방향의 표면 거칠기의 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하이며, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가 상기 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치보다 플러스측(볼록성분)에 있는 것을 특징으로 하는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재,

(2) Co를 0.5∼2.0mass%, Ni와 Co를 합계로 1.5∼4.0mass%, Si를 0.3∼1.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 동합금 판재로서, 판의 압연 직각방향의 표면 거칠기의 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하이며, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가 상기 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치보다 플러스측(볼록성분)에 있는 것을 특징으로 하는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재,

(3) 상기 동합금이 Sn, Zn, Cr 및 Mg로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 합계로 0.005∼1.0mass% 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재.

본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적절히 첨부된 도면을 참조하여, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명의 동합금 판재의 바람직한 실시형태에 대해서, 상세하게 설명한다.

본 발명의 동합금재에 이용되는 동합금 조성에 대해 설명한다.

Ni의 함유량은 1.5∼4.0mass%이고, 바람직하게는 2.0∼3.0mass%이다. Si의 함유량은 0.3∼1.5mass%이고, 바람직하게는 0.4∼0.7mass%이다. Ni와 Si와의 질량비는, 특별히 제한하는 것은 아니지만 바람직하게는 3.5/1∼5.0/1이다.

또한 동합금 판재의 Ra는 0.3㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 여기서, Ra는 작을수록 바람직하고, 그 하한치에 특별히 제한은 없지만, 통상 0.01㎛ 이상이다. Ry는 3.0㎛ 이하이며, 바람직하게는 2.0㎛ 이하이다. Ry는 작을수록 바람직하고, 그 하한치에 특별히 제한은 없지만, 통상 0.1㎛ 이상이다.

본 발명의 동합금 판재는, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치를, 표면 거칠기 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 제어한 것이다. 본 발명에 있어서 동합금 판재란, 압연 롤에 의해 형성되는 압연판을 말하고, 그 두께나 폭에 특별히 제한은 없고, 또한, 판형상 뿐만이 아니라 조재(條材)도 포함하는 의미이다.

본 발명의 전기ㆍ전자부품용 동합금 재료의 제조에 있어서, 우선 상법에 의해 제조한 합금 주괴를 상법에 의해, 용체화 처리, 열간압연, 냉간압연을 행한 후, 바람직하게는 400∼550℃에서, 바람직하게는 1∼4시간 열처리한다. 이어서 산(酸) 세정한다. 이 산 세정은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 희산으로 침지시간이 통상 5∼100초간, 바람직하게는, 10∼30초간 세정하여 행하여진다.

희산으로서는, 예를 들면 20% 이하의 희류산, 희염산 또는 희질산 등을 들 수 있고, 이들 희산은 10% 이하에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한 압연판을 상기의 열처리 후 탈지 처리하는 것도 좋다. 이 탈지 처리는, 예를 들면, 헥산, 아세톤, 톨루엔 등의 유기용매나 수산화나트륨, 수산화칼슘 등의 알칼리 수용액 등, 여러 가지의 세정액에 침지하는 방법에 의해서 행할 수도 있다.

이 산 세정 및/또는 탈지 처리에 의해서 본 발명의 목적의 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측에 있도록 할 수 있다.

본 발명에 있어서 그 후 마무리 압연을 실시하지만, 마무리 압연의 압하율은 특별히 제한은 없고, 바람직하게는 40% 이하이며, 보다 바람직하게는 5∼40%이다.

제품의 조도는 압연 롤 조도에 의해서도 영향을 받는다. 압연 롤의 조도가 재료에 전사되므로, 큰 롤일수록 압연재의 조도는 큰 경향이 있다. 그러나, 롤의 조도를 작게 해 버리면, 선진율(先進率)이 마이너스가 되어, 슬립한 상태에서의 압연 가공이 되어 버리기 때문에 표면 결함의 발생이나 판 이탈 등의 압연 작업성에 악영향을 미친다.

한편, 최종의 압연으로 제어할 수 있는 조도에도 한계가 있고, 같은 롤 조도로 압연된 경우, 최종 압연전에 제공되는 재료조도는 작을수록, 압하량이 크면 조도가 작은 것도 주지이다.

이러한 내용들을 종합적으로 검토하여, 본 발명자들은 판재의 조도의 요철성분의 비를 변화시킴으로써 도금성, 땜납 젖음성이 변하는 것을 발견하였다. 즉, 표면 거칠기는 그 평균치에 상당하는 중심선을 경계로 요철의 각 성분이 균등하게 표시되는 것을 알 수 있지만, 그것을 의도적으로 변화시킴으로써, 도금성, 땜납 젖음성이 개선되는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 있어서 목적의 제품인 동합금 판재의 조도는 도중의 냉간압연 혹은 마무리 압연의 롤의 조도에도 영향을 받는 경우가 있다. 따라서 상기의 냉간압연 롤의 표면 거칠기는 Ra=0.2∼0.6㎛, Ry=2∼6㎛로 규제하는 것이 좋고, 마무리 압연 롤의 조도 Ra=0.02∼0.15㎛, Ry=0.2∼1.5㎛로 규제하는 것이 좋다.

상기에 기술한 바와 같이 표면의 산화 규소 화합물의 제거 방법이나 압연 롤 조도를 변화시키면 판재의 조도의 요철량은 바꿀 수 있지만, 판재의 조도의 오목성분과 볼록성분과의 비를 정밀도 좋게 제어할 수 없었다. 따라서, 상기한 특허문헌에서는 표면 조도의 Ra나 Ry 등을 규정하는 것에 머물러 있었다.

본 발명에서는, 열처리와 표면의 산 세정 처리를 반복한 재료를 최종 압연 전(마무리 압연 전)에 희박산(예를 들면, 10% 황산 수용액) 중에 침적 후에 마무리 압연을 행하면, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 나타난다. 또한, 마찬가지로 최종 압연 전에 탈지(예를 들면, 헥산이나 그것을 주로 하는 유기용매, 혹은 탄화수소계 세정액 중에 침지) 후에 마무리 압연을 실시하면, 마찬가지로, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 나타난다.

이러한 현상의 이유는 아직 확실하지 않지만, 최종 압연 전에 있어서의 재료의 표면 근방의 화학적 상태가 최종 압연 후에 영향을 미치는 것에 의해, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 나타나는 것에 의한 것이라고 추측된다.

예를 들면, 산 세정 전의 열처리 공정에서 형성되는 산화막이나 탈지 전의 냉간 압연 공정에서 형성되는 가공 변질층 등의 표면층의 제거에 차이가 나타나는 것으로 추정된다. 이 때문에, 산 세정이나 탈지로 제거되는 두께가 조금 바뀐다고 생각할 수 있다.

또한, 마무리 압연 롤의 조도(롤의 조도에도 볼록성분, 오목성분이 존재한다)에 기인하는 부분도 있다. 압연 롤의 조도에서 볼록성분이 많으면, 재료에는 오목성분이 증가하고, 반대로, 압연 롤에 오목성분이 많으면, 재료에는 볼록성분이 증가한다. 즉, 압연 롤 조도에 의해서, 재료의 조도 및 조도 성분(요철성분)이 변화한다.

여기서, 최종 제품의 재료 표면 조도의 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하의 경우, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 있는 경우에, 땜납 젖음성이나 도금성이 우수한 것이라 할 수 있다.

재료의 표면 거칠기의 요철성분의 도수 분포곡선에 있어서의 피크가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스 성분에 있는 것은, 거칠기 곡선(단면 곡선)이 '여파굴곡곡선'으로부터 얻어진 '평균선'보다, 볼록성분이 많아지거나, 오목성분이 적어지는 것이다.

땜납 젖음성은 용해한 땜납이 재료 표면에 젖어 가는 시간과 그때의 하중의 변화를 조사하는 시험이지만, 콜손합금과 같이 합금성분에 Si를 포함한 합금에서는 오목부분에 땜납의 돌려 넣기가 일어나기 어렵고, 땜납 젖음성이 뒤떨어진다. 따라서, 오목성분이 감소하면 땜납 젖음성이 향상한다.

한편, 전기 도금에서는 오목부분에 도금 중에 발생한 수소가 트랩되어, 그 부분에 도금이 붙지 않거나, 오목부분의 주위에 전류 집중이 일어난 결과, 도금 코브가 발생하거나 하는 등의 불량이 발생하는 경우가 있다. 오목성분이 감소하면 이 불량 발생율이 저감되어, 도금성이 향상한다고 추측된다.

재료 표면의 오목성분이 적고, 표면 거칠기의 요철성분의 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가, 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치(도수 분포곡선에 있어서의 제로의 위치)보다 플러스측(볼록성분)에 있을 때, 재료의 땜납 젖음성 및 도금성이 향상한다.

또한, 본 발명에 있어서 상기의 Cu-Ni-Si합금은, 또한 Sn, Zn, Cr, 및 Mg의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 첨가성분을 합계로 0.005∼1.0mass%, 바람직하게는 0.05∼0.5mass% 함유해도 좋다. 이것은, 이들 첨가성분은, 콜손합금에 대한 본 발명의 효과를 손상시키지 않고 제품의 강도, 도전율에 더하여, 응력 완화 특성 (내크리프 특성), 휨가공성, 땜납 밀착성 등의 향상에 효과가 있기 때문이다.

강도는 본 합금계의 특징인 Ni와 Si의 화합물의 석출 강화에 더하여, Sn, Zn, Mg는 고용강화를 중첩시킬 수 있다.

또한, 응력 완화 특성(내크리프 특성)은, Sn, Zn, Mg의 고용에 의해 무첨가재와 비교하여 향상한다.

또한, 휨가공성은, 결정입자지름을 미세하게 하면 가공성이 향상하지만, Cr첨가는 결정입자 미세화 효과를 발휘한다.

한편, 땜납 밀착성의 향상은 Zn이 효과적이고, 땜납과 Cu 모상(母相)의 계면에 편석하여, 땜납과 모상의 시간경과에 따른 변화에서 생기는 보이드 생성을 억제하는 효과가 있다.

그러나, Sn, Zn, Cr, Mg가 너무 많으면, 도전성을 저해하기 때문에 그 첨가량은, 합계로 1.0mass% 이하로 제어하는 것이 바람직하고, 상기의 효과를 발휘시키기 위해서는 0.005mass% 이상의 첨가량이 좋다.

또한, Co는 상기의 Ni와 Si의 화합물의 일부를 치환하고, Ni-Co-Si화합물로서 강도에 기여한다. 이 경우, Co의 함유량은 0.5∼2.0mass%이고, Co의 함유량과 Ni의 함유량과의 합계가 1.5∼4.0mass% 첨가하는 것이 바람직하다.

표면 조도의 측정에는 일본공업규격(JIS)의 표면 거칠기-정의 및 표시 (B0601-2001)에 준거하여, 측정을 행하였다. Ra나 Rt, Ry를 구하는 방법과 같이, 평균선을 구하는 것이 포인트의 하나이다. 상기 JIS에 의하면, '여파굴곡곡선'으로부터 평균선을 구할 수 있지만, 이 평균선에서 위에 나온 성분을 볼록성분이라고 칭하고, 아래에 나온 성분을 오목성분으로 한다. 구체적으로는 동JIS의 도 1(a)을 인용한 도 1을 도시한다. 이 도면에서 평균선으로부터 거칠기 곡선이 위에 나온 부분이 볼록성분이고, 아래에 나온 부분이 오목성분이다.

이번 측정에서는, 재료의 압연 수직방향의 표면 조도를 측정했지만, 표준의 길이는 4㎜, 따라서 컷오프값은 0.8㎜(상기 JIS에 준거), 주사속도는 0.1㎜/sec로 하였다. 측정은, 고사카연구소(주)사제의 표면 거칠기 측정기(Surfcorder SE3500)를 이용했기 때문에, 측정길이 4㎜에서는 측정 데이터수가 7500점이었다. 이 데이터를 평균선으로부터 위(플러스)의 성분과 아래(마이너스)의 성분으로 분류하여 도수 분포를 플롯하여, 평가를 행하였다.

일반적으로 생각하면, 평균선은 볼록성분, 오목성분의 평균을 도시하는 선이지만, 상기 조건으로 측정하면 평균선이 도수 분포의 피크로는 되지 않는 재료가 존재한다. 도 2에 여러 가지의 조건으로 제작한 재료의 조도 차트((1),(2), (3),(4))를 도시한다. 이 차트로부터 볼록성분과 오목성분을 나누어, 세로축을 그 빈도(%), 가로축을 거칠기(㎛)로 다시 플롯하면, 도 3이 된다. 이 플롯하면, 가로축의 거칠기의 0㎛로 선을 그으면, 빈도의 피크가 오목성분(마이너스측)에 있는 재료와 볼록성분(플러스측)에 있는 재료, 및 거의 0에 있는 재료가 있다.

발명자들은, 이 도 3에 있어서의 재료(1)(피크가 볼록성분 측에 있다)가 땜납 젖음성, 도금성이 우수한 것에 주목하여, 본 발명을 하게 된 것이다.

본 발명에 의하면, Cu-Ni-Si합금, 나아가서는 Sn, Zn, Cr, Mg 및 Co의 첨가를 행하는 것에 의해, 강도, 도전율, 응력 완화특성(내크리프 특성), 휨가공성, 땜납 밀착성 등이 우수하고, 전기ㆍ전자기기 용도에 적합한 동합금을 제공할 수 있다.

도 1은 JIS(B0601)로부터의 발췌도,

도 2는 표면 조도의 예를 도시하는 조도 차트, 및

도 3은 도 2에 도시한 조도 차트를 그 요철성분으로 해석한 결과를 도시하는 그래프이다.

다음에, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

표 1에 도시한 성분을 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 합금을 고주파 용해로에 의해 용해하고, 이것을 10∼30℃/초의 냉각속도로 주조하 여 두께 30㎜, 폭 100㎜, 길이 150㎜의 주괴를 얻었다.

얻어진 주괴를 930∼970℃×0.5∼1.0h의 유지 후, 열간압연을 행하여 판두께 t=12㎜의 열연판을 제작하여, 그 양면을 각 1㎜ 면삭하여 t=10㎜로 하고, 이어서 냉간압연에 의해 t=0.3㎜로 마무리하였다.

이어서, 그룹 A는, 425∼500℃×1∼4h의 열처리를 행한 후, (1)표면을 산 세정한 재료, (2)탈지한 재료 및, (3)어느 것도 행하지 않은 재료로 나누고, 그 후, 마무리 압연을 행하여 재료를 제작하였다. 한편, (1)은 10% 황산 수용액, (2)는 헥산을 사용하고, 어느 것이나 침적시간은 10∼30sec로 하였다.

또한, 그룹 B는, t=0.3㎜의 판재를 850∼950℃×10∼30sec에서 용체화 열처리 처리 후, 즉시 물담금질을 행하여, 그룹 A와 같이 425∼500℃×1∼4h의 열처리를 행한 후, (1), (2), (3)으로 분류한 후, 마무리 압연(롤 표면의 거칠기는 그룹 A에서는, Ra=0.03㎛, Ry=0.3㎛, 한편, 그룹 B에서는, Ra=0.06㎛, Ry=0.71㎛를 사용)을 행하여 재료를 제작하였다.

마지막으로, 마무리 압연의 롤은 같은 롤을 이용하고, 마무리 가공율은 10, 20, 30% 등에서 실시하였으며, 필요에 따라서, 300∼450℃에서, 저온소둔을 행하여 특성을 시험하였다.

이 공시재에 대해 하기의 특성 조사를 행하였다.

a. 조도

재료의 압연 수직방향의 측정을 행하였다. 측정은, JIS-B0601(2001)에 준거하여 실시하였다. 측정거리는 4㎜이고, 컷오프값은 0.8㎜(상기 JIS에 준거), 주사 속도는 0.1㎜/sec로 하였다. 측정은, 고사카연구소(주)사제의 표면 거칠기 측정기( Surfcorder SE3500)를 이용하여 행하였다. 측정수는 3회 반복하고, Ra, Ry는 그 평균치를 구하였다. 또한, 볼록성분과 오목성분은 3회의 측정으로, 도 3에 도시한 그래프를 작성하여, 거칠기 0㎛의 선으로부터 피크가 위(플러스)의 성분에 있는지, 아래(마이너스)의 성분에 있는지 확인하고 판단하였다. 만약, 3회의 측정으로 불균형이 있었을 경우, 예를 들면, 2회의 측정이 위(플러스) 성분측에 피크가 있으면, 볼록성분이 높다고 판단하였다.

b. 땜납 젖음성

JIS-C0053(1996)에 준거하여 실시하였다. 측정은, (주)레스카사제의 솔더 체커(SAT-5000)를 이용하여, 침지깊이 5㎜, 침지속도 25㎜/sec, 침지시간 10sec로 행하였다. 평가는, 메니스코그래프의 제로 크로스 타임이 3sec 미만의 경우는 평가결과를 ◎, 제로 크로스 타임이 3sec 이상 6sec 미만의 경우는 평가결과를 ○, 제로 크로스 타임이 6sec 이상 9sec 미만의 경우는 평가결과를 △, 제로 크로스 타임이 9sec 이상의 경우는 평가결과를 ×로 한 4단계로 평가하였다.

c. 도금성

은도금을 두께 1㎛로 행하여 평가하였다. 전처리는, 아세톤으로 탈지 후, 60℃의 10% 수산화나트륨 수용액 중에서 전류밀도 2.5A/d㎡로 30sec 캐소드 전해 탈지를 행하고, 희류산(10%)중에서 30sec 산 세정처리를 행하여 20×50㎜의 면적에 도금을 행하였다. 은도금은, 시안화은칼륨을 55g/ℓ, 시안화칼륨을 75g/ℓ, 수산화칼륨을 10g/ℓ, 탄산칼륨을 25g/ℓ 포함한 도금액중에 있어서, 실온에서 전류밀도 1.0A/d㎡의 조건으로 행하였다. 도금 후, 광학 현미경의 ×50배로 도금 표면의 불량을 관찰하여 평가하였다. 관찰은 도금면의 10×10㎜의 임의에 3개소(도금 시험편의 단부가 들어가지 않도록) 선택하여 행하고, 도금 코브(직경이 5㎛ 이상)나 도금이 붙지 않은 개소(결함)의 개수를 세어, 3개소에서 발견된 결함 개수를 합계하여 평가결과로 하였다. 평가 기준은 불량의 3개소의 합계가 0∼5개의 경우는 ○, 6∼20개의 경우는 △, 21개 이상의 경우는 ×로 하였다.

[표 1]

시작재(試作材)의 성분(mass%)

[표 2-1]

[표 2-2]

본 발명의 동합금 판재는, 전기ㆍ전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 또한, 자동차 차재용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등의 전기전자부품에 적합하게 적용되는 것이다.

본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리는 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려고 하는 것이 아니라, 첨부의 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되어야 하 는 것이라고 생각한다.

본원은, 2007년 10월 3일에 일본에서 특허출원된 일본특허출원 2007-260397에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 넣는다.

Claims

Ni를 1.5∼4.0mass%, Si를 0.3∼1.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 동합금 판재로서, 판의 압연 직각방향의 표면 거칠기의 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하이며, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가 상기 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치보다 플러스측(볼록성분)에 있는 것을 특징으로 하는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재.
Co를 0.5∼2.0mass%, Ni와 Co를 합계로 1.5∼4.0mass%, Si를 0.3∼1.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 동합금 판재로서, 판의 압연 직각방향의 표면 거칠기의 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이하, 최대 높이 Ry가 3.0㎛ 이하이며, 표면 거칠기의 요철성분을 표시하는 도수 분포곡선에 있어서의 피크 위치가 상기 표면 거칠기를 도시하는 곡선의 평균치보다 플러스측(볼록성분측)에 있는 것을 특징으로 하는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 동합금이 Sn, Zn, Cr 및 Mg로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 합계로 0.005∼1.0mass% 함유하는 것을 특징으로 하는 전기ㆍ전자부품용 동합금 판재.