KR101243454B1 - Tinned copper alloy bar with excellent abrasion resistance, insertion properties, and heat resistance - Google Patents

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Abstract

도전성 스프링재로서 바람직한, 내마모성, 삽입성, 내열성이 우수한 주석 도금조. 구리 합금조의 표면에, 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 실시하고, 그 후, 리플로우 처리를 실시한 도금조로서;Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차가 0.1 ∼ 0.5 ㎛ ;Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이가 0.6 ∼ 1.2 ㎛, Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 평균 길이가 2.0 ∼ 5.0 ㎛ 인 구리 합금 주석 도금조이고, 바람직하게는, 2.0

Figure 112010061852759-pct00009
Rsm/(y+Rz)
Figure 112010061852759-pct00010
4.0 이고, 표면부터 모재에 걸쳐, 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛ 인 Sn 층, 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛ 인 Cu-Sn 합금층, 두께가 0 ∼ 0.8 ㎛ 인 Cu 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되어 있거나, 또는 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛ 인 Sn 층, 두께가 0.4 ∼ 2.0 ㎛ 인 Cu-Sn 층, 두께가 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 Ni 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되어 있는 주석 도금조.Tin plating bath which is excellent as abrasion resistance, insertability, and heat resistance as a conductive spring material. Electroplating is performed on the surface of the copper alloy bath in order of base plating and Sn plating, and thereafter, as a plating bath subjected to a reflow process, the difference in altitude between the outermost surface of the Sn plating and the outermost point on the Cu-Sn alloy is 0.1 to 0.5. It is a copper alloy tin plating bath whose maximum height of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase is 0.6-1.2 micrometer, and the average length of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase is 2.0-5.0 micrometers, Preferably it is 2.0
Figure 112010061852759-pct00009
Rsm / (y + Rz)
Figure 112010061852759-pct00010
The coating film is comprised from each layer of the Sn layer whose thickness is 0.5-1.5 micrometers, the Cu-Sn alloy layer whose thickness is 0.6-2.0 micrometers, and the Cu layer whose thickness is 0-0.8 micrometer from the surface to a base material, or Or the tin plating tank in which the plating film is comprised by each layer of the Sn layer whose thickness is 0.5-1.5 micrometers, the Cu-Sn layer whose thickness is 0.4-2.0 micrometers, and the Ni layer whose thickness is 0.1-0.8 micrometer.

Description

내마모성, 삽입성 및 내열성이 우수한 구리 합금 주석 도금조 {TINNED COPPER ALLOY BAR WITH EXCELLENT ABRASION RESISTANCE, INSERTION PROPERTIES, AND HEAT RESISTANCE}Copper alloy tin plating bath with excellent wear resistance, insertability and heat resistance {TINNED COPPER ALLOY BAR WITH EXCELLENT ABRASION RESISTANCE, INSERTION PROPERTIES, AND HEAT RESISTANCE}

본 발명은, 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한, 내마모성, 삽입성, 내열성이 우수한 주석 도금조에 관한 것이다.The present invention relates to a tin plating bath excellent in wear resistance, insertability, and heat resistance, which is preferable as conductive spring materials such as connectors, terminals, relays, and switches.

자동차용 및 민생용 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 전자 부품용 도전성 스프링재에는, Sn 의 우수한 내식성, 땜납 젖음성, 전기 접속성이라는 특성을 살려, Sn 도금이 실시된 구리 또는 구리 합금조가 사용되고 있다. 구리 합금의 Sn 도금조는, 일반적으로, 연속 도금 라인에 있어서, 탈지 및 산세 후, 전기 도금법에 의해 Cu 하지 도금상을 형성하고, 다음으로 전기 도금법에 의해 Sn 도금상을 형성하고, 마지막으로 리플로우 처리를 실시하여 Sn 도금상을 용융시키는 공정에 의해 제조된다.Copper or copper alloy baths with Sn plating are used for conductive spring materials for electronic parts such as automotive and consumer connectors, terminals, relays, and switches, taking advantage of Sn's excellent corrosion resistance, solder wettability, and electrical connectivity. . In general, the Sn plating bath of the copper alloy forms a Cu base plated phase by electroplating, after degreasing and pickling in a continuous plating line, and then forms a Sn plated phase by electroplating, and finally reflows. It is manufactured by the process of performing a process and melting a Sn plating phase.

Sn 도금재에서는, 시간 경과적으로, 모재나 하지 도금의 성분이 Sn 층에 확산되어 합금상을 형성함으로써 Sn 층이 소실되고, 모재나 하지 도금의 성분이 산화물로서 표면 전체에 두껍게 형성되기 때문에, 접촉 저항, 납땜성과 같은 여러 특성이 열화된다. 구리 합금의 Cu 하지 Sn 도금의 경우, 이 합금상은 주로 Cu3Sn, Cu6Sn5 등의 금속간 화합물이다. 특성의 시간 경과적 열화는, 고온일수록 촉진되고, 자동차의 엔진 회전 등에서는 특히 현저해진다.In the Sn plated material, over time, components of the base material and the base plating diffuse into the Sn layer to form an alloy phase, so that the Sn layer is lost, and the base material or the base plating component is formed as an oxide thickly on the entire surface. Various properties such as contact resistance and solderability deteriorate. For Cu to Sn plating of the copper alloy, the alloy phase is mainly an intermetallic compound such as Cu 3 Sn, Cu 6 Sn 5 . The temporal deterioration of characteristics is accelerated at higher temperatures, and is particularly remarkable in the engine rotation of an automobile.

한편, 최근, 전자·전기 부품의 회로수 증대에 따라, 회로에 전기 신호를 공급하는 커넥터의 다극화가 진행되고 있다. Sn 도금재는, 그 유연성으로부터 커넥터의 접점에 있어서 수와 암을 응착시키는 가스 타이트 구조가 채용되기 때문에, 금도금 등으로 구성되는 커넥터에 비해 커넥터의 삽입력이 높다. 이 때문에 커넥터의 다극화에 의한 커넥터 삽입력의 증대가 문제가 되고 있다.On the other hand, in recent years, as the number of circuits of electronic and electrical components increases, the polarization of the connector which supplies an electric signal to a circuit is progressing. Since the Sn plating material adopts the gas tight structure which adhere | attaches male and female at the contact point of a connector from the flexibility, the insertion force of a connector is high compared with the connector comprised with gold plating etc. For this reason, the increase of the connector insertion force by the multipolarization of a connector becomes a problem.

예를 들어, 자동차의 조립 라인에서는, 커넥터를 끼워 맞추는 작업은, 현재 거의 인력으로 이루어지고 있다. 커넥터의 삽입력이 커지면, 조립 라인에서 작업자에게 부담이 가해져, 작업 효율의 저하로 직결된다. 또한, 작업자의 건강을 해칠 가능성도 지적되고 있다. 이 때문에, Sn 도금재의 삽입력의 저감이 강하게 요망되고 있다.For example, in the assembly line of an automobile, the work which fits a connector is currently made with almost manpower. When the insertion force of a connector becomes large, a burden is put on an operator in an assembly line, and it leads directly to the fall of work efficiency. In addition, the possibility of harming the health of the worker is pointed out. For this reason, the reduction of the insertion force of Sn plating material is strongly desired.

또한, 스프링재의 접점은, 엔진의 진동, 차재 주행에 의한 진동, 단자 재료의 열팽창·수축 등에 의해 슬라이딩한다. 슬라이딩에 의해 Sn 도금이 마모되면, Sn 의 특징인 우수한 땜납 젖음성, 내식성, 전기 접속성이라는 특성이 열화된다. 예를 들어, 수·암 단자가 끼워 맞추어져 접촉부에 왕복 이동이 반복되었을 때에, 마모에 의해 발생한 Sn 도금 재료의 산화물이 퇴적되고, 이 산화물이 절연에 가까운 특성이기 때문에 접촉 불량 (접촉 저항의 증대) 이 발생한다.In addition, the contact of the spring member slides due to vibration of the engine, vibration caused by vehicle running, thermal expansion and contraction of the terminal material, and the like. When Sn plating wears out by sliding, the characteristics of the solder wettability, corrosion resistance, and electrical connection characteristic which are characteristic of Sn deteriorate. For example, when the male and female terminals are fitted and the reciprocating movement is repeated in the contact portion, an oxide of Sn-plated material generated by abrasion is deposited, and this oxide is close to insulation, resulting in poor contact (increase in contact resistance). ) Occurs.

이상과 같이, Sn 도금재에 있어서는, 삽입력의 저감, 내열성 및 내마모성의 개선이 최근의 과제가 되어 있다. 커넥터의 삽입력을 저감시키기 위한 유효한 방법은, 일본 공개특허공보 평10-265992, 일본 공개특허공보 평10-302864, 일본 공개특허공보 2000-164279, 일본 공개특허공보 2007-258156호 등 공지된 문헌에 개시되어 있는 바와 같이, Sn 도금상을 얇게 하는 것이다.As mentioned above, in Sn plating material, reduction of insertion force, improvement of heat resistance, and abrasion resistance have become a recent subject. Effective methods for reducing the insertion force of the connector are known documents such as Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-265992, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-302864, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164279, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-258156. As disclosed in, the Sn-plated phase is thinned.

그러나, Sn 도금상을 얇게 하면, Sn 상 소실에 의한 특성 열화가 조기에 진행된다. 즉, 단순히 Sn 도금을 얇게 하는 것만으로는, 삽입력이 저감되는 반면, 내열성이 열화된다. 따라서, Sn 상을 얇게 하는 경우에는, Sn 도금의 내열성을 개선하는 기술을 적용할 필요가 있다.However, when the Sn-plated phase is made thin, the deterioration of characteristics due to the disappearance of the Sn phase proceeds early. That is, simply by thinning Sn plating reduces the insertion force, while deteriorating heat resistance. Therefore, when thinning Sn phase, it is necessary to apply the technique which improves the heat resistance of Sn plating.

Sn 도금의 내열성을 개선하는 기술로서, 하지 도금에 의해 Sn 중으로의 Cu 등의 확산을 방지하는 기술이 검토되어 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 평6-196349, 일본 공개특허공보 평11-135226, 일본 공개특허공보 2002-226982, 일본 공개특허공보 2003-293187, 일본 공개특허공보 2004-68026, 일본 공개특허공보 2007-258156호에서는, Cu/Ni 의 2 상 하지 도금을 실시하는 기술이 개시되어 있다. 이 Sn 도금을 리플로우하면, Sn/Cu-Sn 합금/Ni/구리 합금 모재의 구조가 된다. 이 하지 Ni 상에 의해 모재 Cu 의 Sn 상 중으로의 확산이 억제되고, 또한 Cu-Sn 상의 존재에 의해 Ni 의 Sn 상 중에 확산이 억제되기 때문에, Sn 상의 소실이 지연된다. 일본 공개특허공보 2007-258156호 (특허문헌 1) 에서는, 고온, 장시간, 부식성 분위기 하 또는 진동 환경 하에서도 전기적 신뢰성 (저접촉 저항) 을 유지하고, 또한 양호한 납땜성을 유지하기 위해서, Sn 피복층 표면의 조도 및 두께를 제어하고 있다. 일본 공개특허공보 2007-63624호 (특허문헌 2) 에서는, Sn 도금 구리 합금조의 리플로우 처리 후의 Cu-Sn 합금상의 평균 조도를 제어하여 삽입 발출성 및 내열성의 밸런스를 취하고 있다. As a technique for improving the heat resistance of Sn plating, a technique of preventing diffusion of Cu and the like into Sn by underlying plating has been studied. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-196349, Japanese Patent Laid-Open No. 11-135226, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226982, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-293187, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-68026, Japanese Patent Laid-Open No. In 2007-258156, a technique for performing two-phase base plating of Cu / Ni is disclosed. When this Sn plating is reflowed, it becomes a structure of Sn / Cu-Sn alloy / Ni / copper alloy base material. Since the base Ni phase prevents diffusion of the base metal Cu into the Sn phase and further suppresses diffusion of Ni in the Sn phase by the presence of the Cu—Sn phase, the loss of the Sn phase is delayed. In Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-258156 (Patent Document 1), in order to maintain electrical reliability (low contact resistance) and maintain good solderability even under high temperature, long time, corrosive atmosphere or vibration environment, the surface of Sn coating layer is maintained. The illuminance and thickness of the is controlled. In JP 2007-63624 A (Patent Document 2), the average roughness of a Cu-Sn alloy phase after a reflow treatment of a Sn-plated copper alloy bath is controlled to balance insertion extraction and heat resistance.

일본 공개특허공보 2007-258156호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-258156 일본 공개특허공보 2007-63624호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-63624

상기 특허문헌 1 에서는, Sn 피복층 표면의 조도를 제어하기 위해서 특정한 표면 조도를 갖는 모재를 사용하고 있고, 모재 표면을 이온 에칭, 전해 연마, 압연, 연마, 쇼트 블라스트 등에 의해 조화 처리할 필요가 있기 때문에 설비 비용이 들어, 제조 비용이 고가가 되는 문제가 있었다 (특허문헌 2「0032」 ∼ 「0033」).In the said patent document 1, in order to control the roughness of the Sn coating layer surface, the base material which has a specific surface roughness is used, and it is necessary to roughen a base material surface by ion etching, electrolytic polishing, rolling, polishing, shot blasting, etc. There was a problem that the equipment cost was high and the manufacturing cost became expensive (Patent Document 2 “0032” to “0033”).

또, 상기 특허문헌 2 에서는, Cu-Sn 합금상의 평균 조도가 클수록, 삽입 발출성은 양호한 한편, 평균 조도가 작을수록 내열성은 양호하기 때문에, 이들 상반되는 효과를 조정하기 위해서는 Cu-Sn 합금상의 평균 조도의 미묘한 조정이 필요하여, Cu 도금시에 석출되는 Cu 전착 입자의 크기를 제어해 가고 있는데, 그러기 위해서는 특별한 주의 및 조작이 필요했다 (특허문헌 1「0018」).Moreover, in the said patent document 2, since insertion insertion property is so favorable that the average roughness of Cu-Sn alloy phase is large, and heat resistance is so good that the average roughness is small, in order to adjust these opposing effects, average roughness of Cu-Sn alloy phase is adjusted. It is necessary to make delicate adjustment of the size, and to control the size of the Cu electrodeposited particles which are precipitated at the time of Cu plating, special care and operation were necessary for this purpose (Patent Document 1 “0018”).

상기와 같이, 낮은 삽입력으로, 고온 및/또는 장시간 후에도 우수한 내식성 및 낮은 접촉 저항을 유지하고, 또한 내마모성에 대해서도 양호한 Sn 도금조를 공업적으로 용이한 작업에 의해 제조하는 것은, 당분야의 과제였다. As mentioned above, it is a subject of the art to manufacture Sn plating bath which maintains excellent corrosion resistance and low contact resistance after high temperature and / or long time, and is also excellent in abrasion resistance with low insertion force by industrially easy operation. It was.

본 발명자는, 예의 연구한 결과, 구리 합금 주석 도금조의 Cu-Sn 합금상의 순 Sn 상과의 계면의 요철이 조밀하고 또한 큰 경우에 우수한 내마모성, 삽입성 및 내열성이 얻어지는 것을 알아내었다. 본 발명은, 이 발견에 기초하여 이루어진 것으로, 하기 구성을 갖는다.As a result of intensive studies, the inventors found that excellent abrasion resistance, insertability and heat resistance are obtained when the unevenness of the interface with the pure Sn phase of the Cu—Sn alloy phase of the copper alloy tin plating bath is dense and large. This invention is made | formed based on this discovery, and has the following structure.

(1) 구리 합금조의 표면에, 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 실시하고, 그 후, 리플로우 처리를 실시한 도금조로서;도금 표면에 대한 수직 단면에 있어서, Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차 (y) 가 0.1 ∼ 0.5 ㎛ 이고;Sn 상을 용해 제거하여, Cu-Sn 합금상을 표면에 출현시켰을 때에, 이 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이 (Rz) 가 0.6 ∼ 1.2 ㎛ 이고, 또한 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 평균 길이 (Rsm) 가 2.0 ∼ 5.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.(1) A plating bath subjected to electroplating in the order of base plating and Sn plating on the surface of the copper alloy bath, and then subjected to reflow treatment; in the vertical cross section with respect to the plating surface, the Sn plating outermost surface and Cu Altitude difference (y) of outermost point of -Sn alloy phase is 0.1-0.5 micrometer; Maximum height of the roughness curve (Rz) of this Cu-Sn alloy phase when dissolving and removing a Sn phase and making a Cu-Sn alloy phase appear on the surface. ) Is 0.6 to 1.2 µm, and the average length Rsm of the roughness curve of the Cu-Sn alloy phase is 2.0 to 5.0 µm.

(2) Rsm, y, Rz 가 하기의 관계인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 의 구리 합금 주석 도금조.(2) The copper alloy tin plating bath of (1), wherein Rsm, y, and Rz have the following relationship.

2.0

Figure 112010061852759-pct00001
Rsm/(y+Rz)
Figure 112010061852759-pct00002
4.02.0
Figure 112010061852759-pct00001
Rsm / (y + Rz)
Figure 112010061852759-pct00002
4.0

(3) 표면부터 모재에 걸쳐, Sn 층, Cu-Sn 합금층, Cu 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되고, Sn 층의 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛, Cu-Sn 합금층의 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛, Cu 층의 두께가 0 ∼ 0.8 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 의 구리 합금 주석 도금조.(3) The plating film is comprised by each layer of a Sn layer, a Cu-Sn alloy layer, and a Cu layer from the surface to a base material, The thickness of a Sn layer is 0.5-1.5 micrometers and the thickness of a Cu-Sn alloy layer is 0.6-2.0. The thickness of the micrometer and Cu layer is 0-0.8 micrometer, The copper alloy tin plating tank of said (1) or (2) characterized by the above-mentioned.

(4) 표면부터 모재에 걸쳐, Sn 층, Cu-Sn 층, Ni 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되고, Sn 층의 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛, Cu-Sn 합금층의 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛, Ni 층의 두께가 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 의 구리 합금 주석 도금조.(4) The plating film is comprised by each layer of Sn layer, Cu-Sn layer, and Ni layer from the surface to a base material, and the thickness of Sn layer is 0.5-1.5 micrometers and the thickness of a Cu-Sn alloy layer is 0.6-2.0 micrometers. The thickness of the Ni layer is 0.1-0.8 micrometer, The copper alloy tin plating tank of said (1) or (2) characterized by the above-mentioned.

본 발명의 주석 도금조는, 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직하고, 내마모성, 삽입성, 내열성이 우수하다. The tin plating bath of this invention is preferable as conductive spring materials, such as a connector, a terminal, a relay, and a switch, and is excellent in abrasion resistance, insertability, and heat resistance.

도 1 은 본 발명의 리플로우 처리 후의 Cu 하지 Sn 도금조의 단면 모식도이다.
도 2 는 Cu-Sn 합금상을 표면에 출현시킨 요철 SEM 이미지이다.
도 3 은 도 2 의 측정선을 따라 측정한 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선이다.
도 4 는 종래예 (a) 와 본 발명예 (b) 의 Sn 도금재 단면의 비교 모식도이다.
도 5 는 동마찰 계수 측정 방법을 나타내는 개략도이다.
도 6 은 접촉자 선단의 가공 방법을 나타내는 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram of Cu base Sn plating tank after the reflow process of this invention.
2 is an uneven SEM image in which a Cu—Sn alloy phase appears on a surface thereof.
3 is a roughness curve of the Cu—Sn alloy phase measured along the measurement line of FIG. 2.
4 is a schematic view showing the cross section of Sn plating materials of the conventional example (a) and the inventive example (b).
5 is a schematic view showing a method of measuring dynamic friction coefficient.
6 is a schematic view showing a machining method of a contact tip.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

본 발명의 구성 요건 및 그 설명을 하기에 설명한다.The structural requirements of the present invention and a description thereof will be described below.

Sn 상 및 Cu-Sn 합금상간의 구조Structure between Sn phase and Cu-Sn alloy phase

본 발명의 구리 합금 주석 도금조는, 구리 합금조의 표면에, 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 실시하고, 그 후, 리플로우 처리를 실시하여 얻어진다. Rz, Rsm 은 JIS B 0601:2001 로 정의되어 있는 조도 곡선의 파라미터이다.The copper alloy tin plating tank of this invention is obtained by electroplating on the surface of a copper alloy tank in order of base plating and Sn plating, and then performing a reflow process. Rz and Rsm are parameters of an illuminance curve defined in JIS B 0601: 2001.

도 1 은 본 발명의 리플로우 처리 후의 Cu 하지 Sn 도금조의 단면 모식도이고, Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차「y」, Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이「Rz」, 상기 조도 곡선의 평균 길이「Rsm」을 모식적으로 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram of Cu base Sn plating tank after the reflow process of this invention, The height difference "y" of the outermost surface of Sn plating and the outermost point of a Cu-Sn alloy phase, and the maximum height "Rz" of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase. The average length "Rsm" of the said illuminance curve is typically shown.

상기 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선, 조도 곡선의 최대 높이「Rz」및 평균 길이「Rsm」의 결정 방법을 하기에 나타낸다.The determination method of the roughness curve of the said Cu-Sn alloy phase, the maximum height "Rz" of a roughness curve, and an average length "Rsm" is shown below.

도 2 에, 주석 도금조 표면의 Sn 상을 용해 제거하여 Cu-Sn 합금상을 표면에 출현시킨 후, 시판되는 요철 SEM (주사형 전자현미경) (ERA-8000) 장치에 의해 얻어진 SEM 화상 (배율 3000 배) 및 임의의 측정선을 나타낸다. 압연 평행 방향 및 직각 방향으로 각 100 라인 (1 라인 40 ㎛) 측정한다.2, the SEM image obtained by the commercially available uneven SEM (scanning electron microscope) (ERA-8000) apparatus after dissolving and removing the Sn phase on the surface of the tin plating bath to make the Cu-Sn alloy phase appear on the surface. 3000 times) and any measurement line. Each 100 line (1 line 40 micrometers) is measured in a rolling parallel direction and a perpendicular direction.

도 3 에 도 2 의 측정선을 따라 측정한 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선을 나타낸다. 조도 곡선 상에 나타난 피크 각각의 최고 높이를 평균하여, Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이「Rz」로 한다. 마찬가지로, 조도 곡선 상에 나타난 피크의 간격을 평균하여, Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 평균 길이「Rsm」으로 한다.The roughness curve of the Cu-Sn alloy phase measured along the measuring line of FIG. 2 is shown in FIG. The highest height of each peak shown on the roughness curve is averaged, and let it be the maximum height "Rz" of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase. Similarly, the interval of the peak shown on the roughness curve is averaged, and it is set as average length "Rsm" of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase.

도 4 중, (a) 는 종래의 Cu 하지 Sn 도금조의 단면 모식도로서, 피크 최대 높이「Rz」가 작고, 피크 평균 길이「Rsm」이 크다. (b) 는 종래예와 동일한 평균의 Sn 상 두께 (i) 및 평균의 Cu-Sn 합금상 두께 (ii) 를 갖는, 본 발명의 Cu 하지 Sn 도금조의 단면 모식도로서, Rz 가 크고 Rsm 이 작다. 또한, 최대의 Cu-Sn 합금상 두께 (iii) 는, 피크 최대 높이「Rz」보다 크다.In FIG. 4, (a) is a cross-sectional schematic diagram of the conventional Cu base Sn plating tank, where peak maximum height "Rz" is small and peak average length "Rsm" is large. (b) is a cross-sectional schematic diagram of Cu base Sn plating bath of this invention which has the average Sn phase thickness (i) and average Cu-Sn alloy phase thickness (ii) similar to a prior art example, and Rz is large and Rsm is small. In addition, the maximum Cu-Sn alloy phase thickness (iii) is larger than the peak maximum height "Rz".

종래예의 Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차 (y) 는, 본 발명의 것보다 크다. 그러나, 순 Sn 상은 1 회의 커넥터 삽입 등으로 용이하게 변형 제거되어 버리므로, Cu-Sn 합금상이 표면에 출현한 상태가, 내마모성의 검토에서는 중요하다. 그리고, 종래예에 비해 본 발명에서는, 경질인 Cu-Sn 합금상의 피크의 간격이 짧고, 계곡부가 깊기 때문에, 계곡부의 순 Sn 상이 잘 마모 소실되지 않아 내마모성이 우수하다.The altitude difference y between the outermost surface of Sn plating of a prior art example and the outermost point of a Cu-Sn alloy phase is larger than the thing of this invention. However, since the pure Sn phase is easily deformed and removed by inserting a connector once, the state in which the Cu-Sn alloy phase appears on the surface is important for the examination of wear resistance. In addition, in the present invention, since the interval between the peaks of the hard Cu-Sn alloy phase is short and the valley portion is deep in comparison with the conventional example, the pure Sn phase of the valley portion is not easily lost and wear resistance is excellent.

본 발명의 주석 도금조의 Cu-Sn 합금상의, 조도 곡선의 최대 높이 (Rz) 는 0.6 ∼ 1.2 ㎛ 이다. 이 범위 내이면, Cu-Sn 합금상 계면의 계곡부에 존재하는 순 Sn 상이 윤활 작용을 나타내어, 내마모성이 향상된다. Rz 가 0.6 ㎛ 미만인 경우, Cu-Sn 합금상 계면의 계곡부에 존재하는 순 Sn 상이 마멸 소실되는 데에 수반하여 Cu-Sn 합금상도 취성 (脆性) 파괴되어, 내마모성이 나쁘다. Rz 가 1.2 ㎛ 를 초과하면, 하기 Rsm 의 범위를 달성하기 곤란하다.The maximum height Rz of the roughness curve of the Cu-Sn alloy phase of the tin plating bath of this invention is 0.6-1.2 micrometers. If it is in this range, the pure Sn phase which exists in the valley part of a Cu-Sn alloy phase interface will show a lubrication effect, and abrasion resistance improves. When Rz is less than 0.6 µm, the pure Sn phase present in the valley portion of the Cu-Sn alloy phase interface is abrasion-dissipated, and the Cu-Sn alloy phase is also brittle and the wear resistance is bad. When Rz exceeds 1.2 micrometers, it is difficult to achieve the range of the following Rsm.

본 발명의 주석 도금조의 Cu-Sn 합금상의, 조도 곡선의 평균 길이 (Rsm) 는 2.0 ∼ 5.0 ㎛ 이다. 이 범위 내이면, Cu-Sn 합금상 계면에 적절한 깊이의 계곡부가 상당수 존재하여, 윤활 작용을 나타내는 순 Sn 상이 확보된다. Rsm 이 5.0 ㎛ 를 초과하는 경우, 삽입 발출시에 가중을 지탱하는 경질인 Cu-Sn 합금상의 산의 간격이 커져, 계곡부의 순 Sn 상이 마모 소실되기 쉬워 내마모성이 열등하다. Rsm 이 2.0 미만이면 상기 Rz 의 범위를 달성하기 곤란하다.The average length Rsm of the roughness curve of the Cu-Sn alloy phase of the tin plating bath of this invention is 2.0-5.0 micrometers. If it is in this range, the valley part of suitable depth exists in a Cu-Sn alloy phase interface, and the pure Sn phase which exhibits a lubrication action is ensured. When Rsm exceeds 5.0 micrometers, the space | interval of the acid of the hard Cu-Sn alloy phase which bears weight at the time of insertion extraction becomes large, and the pure Sn phase of a valley part tends to wear-out, and it is inferior to abrasion resistance. If Rsm is less than 2.0, it is difficult to attain the range of Rz.

본 발명의 주석 도금조에서는, 도금 표면에 대한 수직 단면에 있어서, Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차 (y) 는 0.1 ∼ 0.5 ㎛ 이다. y 가 0.1 ㎛ 미만이면, 내열성이 열등하다. 구체적으로는, 175 ℃ 1000 시간 동안 내열 시험을 실시하면, 표면에 Cu-Sn 합금상이 노출되어 접촉 저항이 증대된다. y 가 0.5 ㎛ 를 초과하면, 단자 삽입시에 Sn 도금이 파내어지는 것으로 인한 변형 저항이나 응착을 전단하는 전단 저항을 증가시켜, 결과적으로 큰 삽입력이 필요하다.In the tin plating tank of this invention, in the vertical cross section with respect to a plating surface, the altitude difference y between the outermost surface of Sn plating and the outermost point of a Cu-Sn alloy phase is 0.1-0.5 micrometer. If y is less than 0.1 micrometer, heat resistance is inferior. Specifically, when the heat resistance test is performed at 175 ° C. for 1000 hours, the Cu—Sn alloy phase is exposed on the surface to increase the contact resistance. When y exceeds 0.5 µm, the deformation resistance due to the excavation of Sn plating at the time of terminal insertion or the shear resistance for shearing adhesion are increased, resulting in a large insertion force.

y 는, 리플로우 후의 시료를 압연 평행 방향으로 절단하고, 배율 10000 배에서의 단면 관찰에 의해 측정 평균하여 구할 수 있다.y cut | disconnects the sample after reflow in the rolling parallel direction, and can measure and calculate | require by measuring the cross section by 10000 times the magnification.

본 발명의 주석 도금조는, Sn 상/Cu-Sn 합금상 계면의 요철을 심하게, 즉 Rsm 을 작게 Rz 를 크게 하고 있으므로, 평균의 순 Sn 두께는 종래와 동등한 경우, y 의 값이 작기 때문에, 마찰 저항이 낮아지고, 또한 마모시에 Cu-Sn 합금상 계면의 산의 정점이 지지대로서 작용하여, 필요한 삽입 발출력이 낮아진다.In the tin plating bath of the present invention, since the unevenness of the Sn phase / Cu-Sn alloy phase interface is high, that is, Rsm is small and Rz is large, since the average net Sn thickness is smaller than the conventional case, since the value of y is small, friction The resistance is lowered, and at the time of abrasion, the peak of the acid at the Cu-Sn alloy phase interface acts as a support, so that the required insertion power is lowered.

본 발명의 Rsm, y, Rz 는, 하기의 관계를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that Rsm, y, and Rz of this invention have the following relationship.

2.0

Figure 112010061852759-pct00003
Rsm/(y+Rz)
Figure 112010061852759-pct00004
4.02.0
Figure 112010061852759-pct00003
Rsm / (y + Rz)
Figure 112010061852759-pct00004
4.0

(y+Rz) 는「Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차 (y)」및「Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이」의 합계이고, Cu-Sn 합금상과 Cu 모재 또는 하지 도금상의 계면과 Sn 도금 최표면의 간격을 나타낸다. 따라서, Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 평균 길이 (Rsm) 는, 바람직하게는 Cu-Sn 합금상 최하부부터 Sn 도금 최표면까지의 간격의 2 ∼ 5 배이다. 4.0 을 초과하면, 삽입 발출시에 가중을 지탱하는 경질인 Cu-Sn 합금상의 산의 간격이 커지고, 또한 계곡부의 순 Sn 상이 적기 때문에, 계곡부의 순 Sn 상이 마모 소실되기 쉬워 내마모성이 열등하다. 또한, 내열성도 열등하다. 2.0 미만으로 하는 것은, 통상 기술적으로 곤란하고, 또한 내마모성의 상승은 그다지 바랄 수 없다.(y + Rz) is the sum of the `` altitude difference (y) between the outermost point of the Sn-plated surface and the Cu-Sn alloy phase '' and the `` maximum height of the roughness curve of the Cu-Sn alloy phase '', and the Cu-Sn alloy phase and the Cu base material or base The space | interval of the interface of a plating phase and the outermost surface of Sn plating is shown. Therefore, the average length Rsm of the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase becomes like this. Preferably it is 2 to 5 times the space | interval from the lowermost part of a Cu-Sn alloy phase to Sn plating outermost surface. When it exceeds 4.0, since the space | interval of the acid of the hard Cu-Sn alloy phase which bears the weight at the time of insertion extraction becomes large, and there are few pure Sn phases of a valley part, the pure Sn phase of a valley part is easy to lose | wear, and it is inferior to abrasion resistance. In addition, the heat resistance is also inferior. It is usually technically difficult to set it to less than 2.0, and the increase in wear resistance cannot be expected very much.

도금의 종류Type of plating

본 발명을 적용할 수 있는 하지 도금, Sn 도금의 사양으로서, 다음의 것을 들 수 있다.The following are mentioned as a specification of the base plating and Sn plating to which this invention is applicable.

(1) Cu 하지 리플로우 Sn 도금(1) Cu not reflow Sn plating

표면부터 모재에 걸쳐, Sn 상, Cu-Sn 합금상, Cu 상의 각 상으로 도금 피막이 구성되어 있다. Cu 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 행하고, 리플로우 처리를 실시함으로써, 이 도금 피막 구조가 얻어진다.The plating film is comprised by the Sn phase, Cu-Sn alloy phase, and each phase of Cu phase from the surface to a base material. This plating film structure is obtained by electroplating in order of Cu base plating and Sn plating, and performing a reflow process.

리플로우 후의 Sn 상의 평균 두께는 0.5 ∼ 1.5 ㎛ 가 바람직하다. Sn 상이 0.5 ㎛ 미만이 되면 땜납 젖음성이 저하되고, 1.5 ㎛ 를 초과하면, 필요한 삽입력이 증대된다.As for the average thickness of Sn phase after reflow, 0.5-1.5 micrometers is preferable. If the Sn phase is less than 0.5 µm, the solder wettability is lowered. If the Sn phase is more than 1.5 µm, the required insertion force is increased.

리플로우 후의 Cu-Sn 합금상의 두께는 0.6 ∼ 2.0 ㎛ 가 바람직하다. Cu-Sn 합금상은 경질이기 때문에, Sn 상과의 계면이 본 발명의 구성인 경우, 0.6 ㎛ 이상의 두께로 존재하면, 삽입력의 저감에 기여함과 함께 내마모성 및 내열성이 우수하다. 한편, Cu-Sn 합금상의 두께가 2.0 ㎛ 를 초과하면, 굽힘성 등의 기계적 특성이 열화된다.As for the thickness of the Cu-Sn alloy phase after reflow, 0.6-2.0 micrometers is preferable. Since the Cu-Sn alloy phase is hard, when the interface with the Sn phase exists in the thickness of 0.6 micrometer or more, when it exists in thickness of 0.6 micrometer or more, it contributes to reducing insertion force and is excellent in abrasion resistance and heat resistance. On the other hand, when the thickness of a Cu-Sn alloy phase exceeds 2.0 micrometers, mechanical characteristics, such as bendability, will deteriorate.

본 발명의 Cu-Sn 합금상 (확산층) 의 평균 두께는, Sn 상 및 Cu-Sn 합금상의 계면에 요철이 있기 때문에, 종래보다 두껍게 할 수 있다. 따라서, 순 Sn 층이나 모재보다 경질인 Cu-Sn 합금상을 두껍게 할 수 있는 본 발명의 도금조는, 우수한 내마모성을 갖는다. 또한, 본 발명의 도금조는, Cu-Sn 합금상이 두껍기 때문에 내열성도 향상되어 있다. 이론에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 그 이유는 Cu 확산의 저해에 있는 것으로 생각된다. 즉, 모재로부터 공급된 Cu 가 Cu-Sn 합금상과 Sn 상의 계면에 도달하고, Sn 상 중의 Sn 과 결합하여 Cu-Sn 합금상이 성장해 가는데, Cu-Sn 합금상의 평균 두께가 두꺼우면, Cu 모재 계면과 Cu-Sn 합금상/Sn 상 계면 사이의 거리는 보다 길어져, Cu 가 Cu-Sn 합금상/Sn 상 계면까지 확산되기 위해서 필요한 시간은 길어진다. 특히, Cu 모재부터 Cu-Sn 합금상의 최표점까지 사이의 Cu-Sn 합금상의 두께는 가장 크기 때문에, Cu 가 모재부터 합금상의 최표점까지 도달하고, 그 결과 Cu-Sn 합금상이 성장하여 Sn 상이 소멸되는 것은, 고온 장시간의 심한 조건 하에서도 곤란하다. 따라서, 본 발명의 도금조는 매우 우수한 내열성을 갖는다.Since the average thickness of the Cu-Sn alloy phase (diffusion layer) of this invention has an unevenness | corrugation in the interface of a Sn phase and a Cu-Sn alloy phase, it can be made thicker than before. Therefore, the plating bath of this invention which can thicken the Cu-Sn alloy phase harder than a pure Sn layer and a base material has the outstanding wear resistance. Moreover, since the plating bath of this invention has a thick Cu-Sn alloy phase, heat resistance is also improved. Although the present invention is not limited by theory, it is believed that the reason lies in the inhibition of Cu diffusion. That is, when the Cu supplied from the base material reaches the interface between the Cu-Sn alloy phase and the Sn phase, and the Cu-Sn alloy phase grows by bonding with Sn in the Sn phase, the Cu base material interface is thick when the average thickness of the Cu-Sn alloy phase is thick. The distance between the Cu-Sn alloy phase / Sn phase interface becomes longer, and the time required for diffusion of Cu to the Cu-Sn alloy phase / Sn phase interface becomes longer. In particular, since the thickness of the Cu-Sn alloy phase between the Cu base material to the outermost point of the Cu-Sn alloy phase is the largest, Cu reaches from the base material to the outermost point of the alloy phase, and as a result, the Cu-Sn alloy phase grows and the Sn phase disappears. It is difficult even in high temperature long time severe conditions. Therefore, the plating bath of this invention has very excellent heat resistance.

전기 도금에 의해 형성된 Cu 하지 도금은, 리플로우시에 Cu-Sn 합금 (상) 형성에 소비되어, 그 두께가 제로가 되어도 된다. 한편, 리플로우 후의 Cu 상의 두께가 0.8 ㎛ 를 초과하는 도금재에서는, 리플로우 후의 Cu-Sn 합금상의 Rz 및 Rsm 이 본 발명의 범위를 벗어난다. 이것은, Cu 하지 도금이 두꺼워짐에 따라, Cu 의 전착 입자가 국부적으로 조대화되어 Cu-Sn 합금상의 성장에 악영향을 미치기 때문인 것으로 생각된다.The Cu base plating formed by electroplating may be consumed for Cu-Sn alloy (phase) formation at the time of reflow, and the thickness may be zero. On the other hand, in the plating material whose thickness of the Cu phase after reflow exceeds 0.8 micrometers, Rz and Rsm of the Cu-Sn alloy phase after reflow are out of the scope of this invention. This is considered to be because, as the Cu base plating becomes thicker, the electrodeposited particles of Cu coarsen locally and adversely affect the growth of the Cu—Sn alloy phase.

전기 도금시의 각 도금의 두께를, Sn 도금은 0.6 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위, Cu 도금은 0.1 ∼ 1.5 ㎛ 의 범위에서 적절히 조정하고, 계속해서 리플로우 처리를 실시함으로써, 본 발명의 도금 구조가 얻어진다.The plating structure of this invention is obtained by adjusting the thickness of each plating at the time of electroplating suitably in the range of 0.6-2.0 micrometers, and Cu plating in the range of 0.1-1.5 micrometers, and subsequently performing a reflow process. Lose.

본 발명의 리플로우 처리는, 230 ∼ 600 ℃, 3 ∼ 30 초간의 범위에서 실시되는데, 승온 속도 20 ∼ 100 ℃/sec, 바람직하게는 30 ∼ 70 ℃/sec 에서 급가열하고, 냉각 속도 100 ∼ 300 ℃/sec, 가열은, 예를 들어, 순환 팬, 복사판 등 적절한 전도·대류·복사 등 전열 수단을 사용하고, 냉각은 예를 들어 수냉에 의해, 도금조의 양단 및 중앙부를 불문하고 균일하게 가열 냉각시킨다.Although the reflow process of this invention is performed in 230-600 degreeC and the range for 3 to 30 second, it heats rapidly at the temperature increase rate of 20-100 degreeC / sec, Preferably it is 30-70 degreeC / sec, and cooling rate 100- The heating is performed at 300 ° C / sec, for example, using a heat transfer means such as a suitable conduction, convection, and radiation such as a circulation fan and a radiation plate, and the cooling is uniformly heated regardless of both ends and the center of the plating bath, for example, by water cooling. Cool.

이론에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 리플로우 처리에 의해, Sn 도금상과 Cu 상 사이에서 초기에 비교적 소량 발생한 Sn-Cu 상의 핵이, 새로운 별도의 핵이 발생하는 것보다도 빠르고 급속하게 Sn 상 내에서 성장하여, 소정 시점에서 급속히 냉각시킴으로써, 본 발명의 Sn-Cu 상/Sn 상 계면 구조를 형성하는 것으로 생각된다.Although the present invention is not limited by theory, the nucleus of the Sn-Cu phase, which is relatively small initially generated between the Sn-plated phase and the Cu phase by the reflow process, is faster and faster than a new nucleus is generated. It is thought that the Sn-Cu phase / Sn phase interface structure of the present invention is formed by growing in the Sn phase and rapidly cooling at a predetermined time point.

종래의 리플로우 처리에서는, 본 발명이 목적으로 하는 급속 가열이 불요하고, 또한, 단순히 라인 스피드를 높여 급속 가열을 했더라도, 균일한 가열이 불가능하기 때문에, 리플로우 후에 재료 폭 방향, 길이 방향에서 균일한 도금 두께를 얻기 곤란하였다.In the conventional reflow treatment, rapid heating for the purpose of the present invention is not necessary, and even if the heating is performed quickly by simply increasing the line speed, uniform heating is not possible. Therefore, in the material width direction and the longitudinal direction after reflow, It was difficult to obtain a uniform plating thickness.

(2) Cu/Ni 하지 리플로우 Sn 도금(2) Cu / Ni not reflow Sn plating

표면부터 모재에 걸쳐, Sn 상, Cu-Sn 합금상, Ni 상의 각 상으로 도금 피막이 구성된다. Ni 하지 도금, Cu 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 행하고, 리플로우 처리를 실시함으로써, 이 도금 피막 구조가 얻어진다.A plating film is comprised by the Sn phase, Cu-Sn alloy phase, and Ni phase each phase from a surface to a base material. This plating film structure is obtained by electroplating in order of Ni base plating, Cu base plating, and Sn plating, and performing a reflow process.

리플로우 후의 Sn 상의 평균 두께는 0.5 ∼ 1.5 ㎛ 가 바람직하다. Sn 상이 0.5 ㎛ 미만이 되면 땜납 젖음성이 저하되고, 1.5 ㎛ 를 초과하면, 삽입력이 증대된다.As for the average thickness of Sn phase after reflow, 0.5-1.5 micrometers is preferable. If the Sn phase is less than 0.5 µm, the solder wettability is lowered. If the Sn phase is more than 1.5 µm, the insertion force is increased.

리플로우 후의 Cu-Sn 합금상의 두께는 0.4 ∼ 2.0 ㎛ 가 바람직하다. Cu-Sn 합금상은 경질이기 때문에, 0.4 ㎛ 이상의 두께로 존재하면, 삽입력의 저감에 기여한다. 한편, Cu-Sn 합금상의 두께가 2.0 ㎛ 를 초과하면, 굽힘성 등의 기계적 특성이 열화된다.As for the thickness of the Cu-Sn alloy phase after reflow, 0.4-2.0 micrometers is preferable. Since the Cu-Sn alloy phase is hard, when it exists in thickness of 0.4 micrometer or more, it contributes to reduction of insertion force. On the other hand, when the thickness of a Cu-Sn alloy phase exceeds 2.0 micrometers, mechanical characteristics, such as bendability, will deteriorate.

리플로우 후의 Ni 상의 두께는 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 가 바람직하다. Ni 의 두께가 0.1 ㎛ 미만에서는 도금의 내식성이나 내열성이 저하된다. 한편, 리플로우 후의 Ni 의 두께가 0.8 ㎛ 를 초과하는 도금재에서는, 가열했을 때에 도금층 내부에 발생하는 열응력이 높아져, 도금 박리가 촉진된다.As for the thickness of Ni phase after reflow, 0.1-0.8 micrometer is preferable. If the thickness of Ni is less than 0.1 µm, the corrosion resistance and heat resistance of the plating decrease. On the other hand, in the plating material in which the thickness of Ni after reflow exceeds 0.8 micrometers, the thermal stress which generate | occur | produces inside a plating layer when it heats becomes high, and plating peeling is accelerated | stimulated.

전기 도금시의 각 도금의 두께를, Sn 도금은 0.6 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위, Cu 도금은 0.1 ∼ 1.5 ㎛, Ni 도금은 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 의 범위에서 적절히 조정하고, 그 다음으로 상기와 동일하게 리플로우 처리를 실시함으로써, 본 발명의 도금 구조가 얻어진다. Cu 도금상은 리플로우 후에 Cu-Sn 합금상으로 완전하게 전환되어도 되고, 0.4 ㎛ 이하의 두께로 잔존해도 된다.The thickness of each plating at the time of electroplating is suitably adjusted in the range of 0.6-2.0 micrometers of Sn plating, 0.1-1.5 micrometers of Cu plating, and 0.1-0.8 micrometer of Ni plating, and then ripple similarly to the above. By performing a row process, the plating structure of this invention is obtained. The Cu plated phase may be completely converted to a Cu-Sn alloy phase after reflow, and may remain at a thickness of 0.4 µm or less.

상기 리플로우 후의 Sn 상, Cu-Sn 합금상, Cu 상, Ni 상의 각 상의 두께 측정에는, 주로 전해식 막후계를 사용하고, 형광 X 선 막후계, 단면으로부터의 SEM 관찰, 표면으로부터의 GDS (글로우 방전 발광 분광 분석 장치) 분석 등도 필요에 따라 사용하였다. 상세한 것은 실시예에 기재한다.The thickness of each phase of the Sn phase, Cu—Sn alloy phase, Cu phase, and Ni phase after the reflow is mainly determined by using an electrolytic film thickness meter, a fluorescent X-ray film thickness meter, SEM observation from the cross section, and GDS from the surface ( Glow discharge luminescence spectroscopy) analysis and the like were also used as necessary. Details are described in Examples.

구리 합금 모재의 종류Types of Copper Alloy Base Materials

본 발명을 적용할 수 있는 구리 합금 모재로서 하기를 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.Although the following is mentioned as a copper alloy base material to which this invention is applicable, It is not limited to these.

(1) Cu-Ni-Si 계 합금 (콜슨 합금)(1) Cu-Ni-Si-based alloy (Colson alloy)

시효 처리를 실시함으로써 Cu 중에 Ni 와 Si 의 화합물 입자가 석출되어, 높은 강도와 도전율이 얻어진다. 실용 합금으로서, C70250, C64725, C64760 (CDA 번호, 이하 동일) 등이 있다. 강도, 내열성 등의 특성을 개선하기 위해서, 추가로 필요에 따라 Zn, Sn, Mg, Co, Ag, Cr 및 Mn 의 군에서 선택된 1 종 이상을 첨가할 수 있다.By performing the aging treatment, compound particles of Ni and Si are precipitated in Cu, and high strength and electrical conductivity are obtained. Examples of the practical alloys include C70250, C64725, and C64760 (CDA numbers, the same below). In order to improve characteristics such as strength and heat resistance, one or more selected from the group of Zn, Sn, Mg, Co, Ag, Cr, and Mn may be further added as necessary.

(2) 인청동(2) phosphor bronze

실용 합금으로서 C52400, C52100, C51910, C51020 등이 있다. 강도, 내열성 등의 특성을 개선하기 위해서, 추가로 필요에 따라 Zn, Ni, Co, Fe, Ag, 및 Mn 의 군에서 선택된 1 종 이상을 첨가할 수 있다.Examples of the practical alloys include C52400, C52100, C51910, and C51020. In order to improve characteristics, such as strength and heat resistance, 1 or more types chosen from the group of Zn, Ni, Co, Fe, Ag, and Mn can be further added as needed.

(3) 황동(3) brass

실용 합금으로서 C26000, C26800 등이 있다. 강도, 내열성 등의 특성을 개선하기 위해서, 추가로 필요에 따라 Ni, Cr, Co, Sn, Fe, Ag, 및 Mn 의 군에서 선택된 1 종 이상을 첨가할 수 있다.Examples of the practical alloys include C26000 and C26800. In order to improve characteristics, such as strength and heat resistance, 1 or more types chosen from the group of Ni, Cr, Co, Sn, Fe, Ag, and Mn can be further added as needed.

(4) 단동(4) single acting

실용 합금으로서 C23000, C22000, C21000 등이 있다. 강도, 내열성 등의 특성을 개선하기 위해서, 추가로 필요에 따라 Ni, Cr, Co, Sn, Fe, Ag, 및 Mn 의 군에서 선택된 1 종 이상을 첨가할 수 있다.Examples of the practical alloys include C23000, C22000, and C21000. In order to improve characteristics, such as strength and heat resistance, 1 or more types chosen from the group of Ni, Cr, Co, Sn, Fe, Ag, and Mn can be further added as needed.

(5) 티탄 구리(5) titanium copper

실용 합금으로서 C19900 등이 있다. 시효 처리를 실시함으로써 Ti 와 Cu 의 화합물이 Cu 중에 석출되어, 매우 높은 강도가 얻어진다. 강도, 내열성 등의 특성을 개선하기 위해서, 추가로 필요에 따라 Zn, Ni, Co, P, Cr, Fe, Ag, 및 Mn 의 군에서 선택된 1 종 이상을 첨가할 수 있다.Examples of the practical alloys include C19900. By performing the aging treatment, a compound of Ti and Cu is precipitated in Cu, and very high strength is obtained. In order to improve characteristics such as strength and heat resistance, one or more selected from the group of Zn, Ni, Co, P, Cr, Fe, Ag, and Mn may be further added as necessary.

본 발명의 주석 도금조는, 내마모성, 삽입성 및 내열성이 우수하고, 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한 것이다. 여기서 내마모성이 우수하다는 것은, 하기 내마모성 시험에 의해 얻어지는 슬라이딩 흔적의 최대 깊이가 3 ㎛ 이하인 경우를 말한다. 삽입성이 우수하다는 것은 커넥터로서 사용한 경우에 필요한 삽입력이 낮은 것을 말하고, 동마찰 계수 (μ) 가 0.50 이하인 것을 말한다. 내열성이 우수하다는 것은, Cu 하지 도금은 145 ℃, Cu/Ni 하지 도금은 175 ℃ 에서 1000 h 가열한 후의 접촉 저항이 8 mΩ 이하인 것을 말한다. The tin plating bath of this invention is excellent in abrasion resistance, insertability, and heat resistance, and is suitable as conductive spring materials, such as a connector, a terminal, a relay, and a switch. Here, being excellent in abrasion resistance means the case where the maximum depth of the sliding trace obtained by the following abrasion resistance test is 3 micrometers or less. The excellent insertion property means that the insertion force required in the case of using as a connector is low, and the kinetic friction coefficient mu is 0.50 or less. The excellent heat resistance means that the contact resistance after heating at 145 degreeC for Cu base plating and 1000 h at 175 degreeC for Cu / Ni underlying plating is 8 mPa or less.

실시예Example

하기에 본 발명에 관련된 구리 합금 주석 도금조의 제조예 및 그 특성 시험의 결과를 나타내는데, 이들은 본 발명 및 그 이점을 보다 잘 이해하기 위해서 제공하는 것이지, 본 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.Although the manufacture example of the copper alloy tin plating tank which concerns on this invention below, and the result of the characteristic test are shown, these are provided in order to understand this invention and its advantage better, and it does not intend that this invention is limited.

(a) 모재(a) base material

조성 Cu-35 % Zn 의 구리 합금 (두께:0.32 ㎜, 인장 강도 540 MPa, 0.2 % 내력 510 MPa, 영률 103 GPa, 도전율 26 % IACS, 비커스 경도 171 Hv) 에, 하기의 순서로 Ni 도금, 구리 하지 도금, Sn 도금을 실시하고, 리플로우 처리를 실시하였다. 또한, 상기 비커스 경도는 모재의 압연 방향 직각 단면에 대해 JIS Z 2244 에 준거하여 측정된 값이다.Ni plating and copper in the following order in the copper alloy of composition Cu-35% Zn (thickness: 0.32 mm, tensile strength 540 MPa, 0.2% yield strength 510 MPa, Young's modulus 103 GPa, electrical conductivity 26% IACS, Vickers hardness 171 Hv) Base plating, Sn plating was performed, and the reflow process was performed. In addition, the said Vickers hardness is the value measured based on JISZ2244 about the rolling direction right angle cross section of a base material.

(b) 도금 처리(b) plating treatment

(전해 탈지 순서)(Electrolytic degreasing order)

알칼리 수용액 중에서 시료를 캐소드로서 전해 탈지를 실시한다.In an aqueous alkali solution, the sample is subjected to electrolytic degreasing as a cathode.

10 질량 % 황산 수용액을 사용하여 산세한다.It is pickled using 10 mass% sulfuric acid aqueous solution.

(Ni 하지 도금 조건)(Ni not plating condition)

·도금욕 조성:황산 니켈 250 g/ℓ, 염화 니켈 45 g/ℓ, 붕산 30 g/ℓPlating bath composition: nickel sulfate 250 g / l, nickel chloride 45 g / l, boric acid 30 g / l

·도금욕 온도:50 ℃Plating bath temperature: 50 degrees Celsius

·전류 밀도:5 A/d㎡Current density: 5 A / dm 2

·Ni 도금 두께는, 전착 시간에 따라 조정Ni plating thickness is adjusted according to electrodeposition time

(Cu 하지 도금 조건)(Cu not plating condition)

·도금욕 조성:황산 구리 200 g/ℓ, 황산 60 g/ℓPlating bath composition: copper sulfate 200 g / l, sulfuric acid 60 g / l

·도금욕 온도:25 ℃Plating bath temperature: 25 degrees Celsius

·전류 밀도:5 A/d㎡Current density: 5 A / dm 2

·교반 속도:5 m/분Stirring speed: 5 m / min

·Cu 도금 두께는, 전착 시간에 따라 조정Cu plating thickness is adjusted according to electrodeposition time

(Sn 도금 조건)(Sn plating condition)

·도금욕 조성:산화 제 1 주석 41 g/ℓ, 페놀술폰산 268 g/ℓ, 계면활성제 5 g/ℓ.Plating bath composition: 41 g / l of 1st tin oxide, 268 g / l of phenolsulfonic acid, 5 g / l of surfactant.

·도금욕 온도:50 ℃.Plating bath temperature: 50 degreeC.

·전류 밀도:9 A/d㎡.Current density: 9 A / dm 2.

·Sn 도금 두께는, 전착 시간에 따라 조정.Sn plating thickness is adjusted according to electrodeposition time.

(c) 리플로우 처리(c) reflow processing

표에 기재된 온도에서, 분위기 가스를 질소 (산소 1 vol % 이하) 로 조정한 가열로 중에, 시료를 표에 기재한 시간 삽입하고, 표에 기재된 승온 속도로 가열하고, 60 ℃ 의 수중에 투입하여 냉각 속도 200 ℃/sec 로 냉각시켰다.In the heating furnace which adjusted atmospheric gas to nitrogen (oxygen 1 vol% or less) at the temperature shown in a table | surface, the sample was inserted in the time described in the table | surface, it heated at the temperature increase rate shown in a table | surface, and it puts in 60 degreeC water, It cooled by the cooling rate 200 degreeC / sec.

상기에서 제조한 시료에 대해, 다음의 평가를 실시하였다.The following evaluation was performed about the sample manufactured above.

(d) 전해식 막후계에 의한 도금 두께 측정(d) Plating thickness measurement by electrolytic film thickness meter

CT-1 형 전해식 막후계 (주식회사 덴소쿠 제조) 를 이용하여, 리플로우 후의 시료에 대해, JIS H 8501 에 따라, Sn 도금층, Cu-Sn 합금층, Cu/Ni 하지 도금층의 경우에는 Ni 도금층의 두께를 측정하였다. 측정 조건은 하기와 같다.Ni-plated layer in the case of Sn plating layer, Cu-Sn alloy layer, Cu / Ni base plating layer according to JIS H 8501 for the sample after reflow using CT-1 type electrolytic film thickness meter (manufactured by Densoku Co., Ltd.). The thickness of was measured. The measurement conditions are as follows.

전해액Electrolyte

(1) Sn 도금층 및 Cu-Sn 합금층:코클사 제조 전해액 R-50(1) Sn plating layer and Cu-Sn alloy layer: Electrolytic solution R-50 by Cockle Corporation

(2) Ni 도금층:코클사 제조 전해액 R-54(2) Ni plating layer: Electrolytic solution R-54 by Cockle Corporation

Cu 하지 Sn 도금의 경우, 전해액 R-50 으로 전해를 실시하면, 처음 Sn 도금층을 전해하여 Cu-Sn 합금층의 바로 앞에서 전해가 멈추고, 여기서의 장치의 표시값이 Sn 도금층 두께가 된다. 이어서 다시 전해를 스타트시켜, 다음으로 장치가 멈출 때까지 동안에 Cu-Sn 합금층이 전해되고, 종료 시점에서의 표시값이 Cu-Sn 합금층의 두께에 상당한다.In the case of Cu base Sn plating, when electrolysis is performed with electrolyte solution R-50, electrolysis stops immediately in front of a Cu-Sn alloy layer by electrolyzing Sn plating layer for the first time, and the display value of the apparatus here becomes a Sn plating layer thickness. Subsequently, electrolysis is started again, and the Cu-Sn alloy layer is electrolyzed until the apparatus stops next, and the display value at the end time corresponds to the thickness of the Cu-Sn alloy layer.

Cu/Ni 하지 도금층인 경우의 Ni 도금층의 두께는, 처음에 전해액 R-50 을 사용하여 상기와 같이 Sn 도금층 및 Cu-Sn 합금층의 두께를 측정한 후, 스포이드로 전해액 R-50 을 빨아들여 내보내고, 순수로 꼼꼼하게 수세한 후 전해액 R-54 로 교환하여, Ni 도금층의 두께를 측정한다.In the case of the Cu / Ni base plating layer, the thickness of the Ni plating layer was first measured by the thickness of the Sn plating layer and the Cu-Sn alloy layer as described above using the electrolyte solution R-50, and then sucked into the electrolyte solution R-50 with a dropper. It is sent out, washed with pure water thoroughly, exchanged with electrolyte R-54, and the thickness of the Ni plating layer is measured.

(e) 도금층 단면 관찰에 의한 Cu 도금층 두께의 측정(e) Measurement of Cu Plating Layer Thickness by Plating Layer Observation

상기 전해식 막후계에서는 구리 합금상의 Cu 도금 두께를 측정할 수 없기 때문에, 도금층의 단면을 SEM 으로 관찰함으로써 Cu 도금층의 두께를 구하였다.Since the Cu plating thickness of a copper alloy phase cannot be measured in the said electrolytic film thickness meter, the thickness of the Cu plating layer was calculated | required by observing the cross section of the plating layer by SEM.

압연 방향에 대해 평행 방향의 단면을 관찰할 수 있도록 시료를 수지 매우기 하고, 관찰면을 기계 연마에 의해 경면에 마무리한 후, SEM 으로 배율 2000 배로 반사 전자 이미지, 모재 성분과 도금 성분의 특성 X 선 이미지를 촬영한다. 반사 전자 이미지에서는 각 도금층, 예를 들어 Cu 하지 Sn 도금의 경우에는 도금 표층으로부터 Sn 도금층, Cu-Sn 합금층, Cu 도금층, 모재의 순으로 색조의 콘트라스트가 발생한다. 또한, 특성 X 선 이미지에서는, Sn 도금층은 Sn 만, Cu-Sn 합금층은 Sn 과 Cu, 모재는 그 함유 성분이 검출되기 때문에, Cu 만이 검출되어 있는 층이 Cu 도금층인 것을 알 수 있다. 따라서, 특성 X 선 이미지에서는 Cu 만이 검출되어 있는 층이고, 또한, 다른 것과는 색조의 콘트라스트가 상이한 층의 두께를 반사 전자 이미지로 측정함으로써 Cu 도금층의 두께를 구할 수 있다. 두께는 반사 전자 이미지 상에서 임의로 5 지점의 두께를 측정하고 그 평균값을 Cu 도금층 두께로 한다.Samples were made of resin so that the cross section in the direction parallel to the rolling direction could be observed, and the observation surface was finished on the mirror surface by mechanical polishing, and then the characteristics of the reflected electron image, the base material component and the plating component were magnified at 2000 times by SEM. Take a line image. In the reflection electron image, in the case of each plating layer, for example, Cu under Sn plating, color contrast is generated in order of a Sn plating layer, a Cu-Sn alloy layer, a Cu plating layer, and a base material from a plating surface layer. In addition, in the characteristic X-ray image, since the Sn plating layer detects only Sn, the Cu-Sn alloy layer Sn and Cu, and the base material detects the components thereof, it is understood that the layer where only Cu is detected is the Cu plating layer. Therefore, the thickness of a Cu plating layer can be calculated | required by measuring by the reflection electron image the thickness of the layer which only Cu was detected in the characteristic X-ray image, and whose contrast of a hue differs from another. The thickness measures the thickness of 5 points arbitrarily on a reflection electronic image, and makes the average value into Cu plating layer thickness.

단, 이 방법에서는 전해식 막두께법에 비해 극히 좁은 범위의 두께만 구할 수 있다. 그래서, 이 관찰을 10 단면 실시하여, 그 평균값을 Cu 도금 두께로 하였다.In this method, however, only a very narrow range of thickness can be obtained compared to the electrolytic film thickness method. Therefore, this observation was carried out in ten cross sections, and the average value was made into the Cu plating thickness.

(f) Cu-Sn 합금상의 Rsm, Rz 및 y(f) Rsm, Rz and y on Cu-Sn alloy

리플로우 후의 시료를, Meltex 사 제조 엔스트립 TL-105 액 중에 25 ℃ 에서 1 분 침지하고, Sn 상을 용해 제거하여, Cu-Sn 합금상을 표면에 출현시켰다. Cu-Sn 합금상의 평균 조도 곡선을 ELIONIX 사 제조 요철 SEM (ERA-8000) 에 의해 구하였다. 배율 3000 배로, 압연 평행 방향 및 직각 방향으로 각 10 라인 (1 라인 40 ㎛) 측정하고, 그 평균값으로부터 Rsm 및 Rz 를 구하였다. 3000 배의 배율의 SEM 화상을 도 2 에, 도 2 화상 중의 직선을 따라 측정한 Cu-Sn 합금상의 표면 조도 프로파일을 도 3 에 나타낸다. 이 프로파일로부터 Rsm 및 Rz 를 계산하였다.The sample after reflow was immersed for 1 minute in 25 degreeC in Meltex Inc. strip TL-105 liquid, the Sn phase was dissolved and removed, and the Cu-Sn alloy phase appeared on the surface. The average roughness curve of the Cu-Sn alloy phase was calculated | required by the uneven | corrugated SEM (ERA-8000) by ELIONIX company. At a magnification of 3000 times, each of the ten lines (one line of 40 µm) was measured in the rolling parallel direction and the perpendicular direction, and Rsm and Rz were determined from the average value. The surface roughness profile of the Cu-Sn alloy phase which measured the SEM image of 3000 times magnification along the straight line in FIG. 2 image is shown in FIG. Rsm and Rz were calculated from this profile.

y 는, 리플로우 후의 시료를 압연 평행 방향으로 절단하고, 단면을 ELIONIX 사 제조 요철 SEM (ERA-8000) 을 사용하여, 배율 10000 배로 5 시야 각 4 점 측정하여 평균하여 구하였다.y cut | disconnected the sample after reflow in the rolling parallel direction, and measured and averaged the cross section by measuring 4 points | pieces of 5 viewing angles by 10000 times magnification using the unevenness | corrugation SEM (ERA-8000) made by ELIONIX.

(g) 내열성 (가열 후의 접촉 저항)(g) Heat resistance (contact resistance after heating)

내열성의 평가로서 1000 h 가열한 후의 접촉 저항을 측정하였다. 또한, Cu 하지 도금은 145 ℃ 에서 가열하고, Cu/Ni 하지 도금은 175 ℃ 에서 가열하였다. 접촉 저항은, 야마자키 정기 연구소 제조 전기 접점 슈미레이터 CRS-113-Au 형을 사용하여, 사단자법에 의해, 전압 200 mV, 전류 10 mA, 슬라이딩 하중 0.49 N, 슬라이딩 속도 1 ㎜/min, 슬라이딩 거리 1 ㎜ 로 측정하였다. 가열 후의 접촉 저항이 8 mΩ 이하이면, 통상적인 커넥터 단자로서 바람직하게 사용할 수 있다.As evaluation of heat resistance, the contact resistance after 1000 h heating was measured. In addition, Cu base plating was heated at 145 degreeC, and Cu / Ni base plating was heated at 175 degreeC. Contact resistance, using the Yamazaki Periodical Institute manufactured electrical contact Schmitter CRS-113-Au type, by a four-terminal method, voltage 200 mV, current 10 mA, sliding load 0.49 N, sliding speed 1 mm / min, sliding distance 1 Measured in mm. If the contact resistance after heating is 8 mPa or less, it can use suitably as a normal connector terminal.

(h) 삽입력 (동마찰 계수)(h) Insertion force (kinetic friction coefficient)

도 5 에 나타내는 바와 같이, Sn 도금재의 판시료를 시료대 상에 고정시키고, 그 Sn 도금면에 접촉자를 하중 (W) 으로 가압하였다. 다음으로, 이동대를 수평 방향으로 이동시키고, 이 때 접촉자에 작용하는 저항 하중 (F) 을 로드 셀에 의해 측정하였다. 그리고, 동마찰 계수 (μ) 를 μ = F/W 로부터 산출하였다.As shown in FIG. 5, the plate sample of the Sn plating material was fixed on the sample stage, and the contactor was pressurized by the load W to the Sn plating surface. Next, the movable table was moved in the horizontal direction, and the resistive load F acting on the contactor at this time was measured by a load cell. And the dynamic friction coefficient ((mu)) was computed from (micro | micron | mu) = F / W.

W 는 4.9 N 으로 하고, 접촉자의 슬라이딩 속도 (시료대의 이동 속도) 는 50 ㎜/min 로 하였다. 슬라이딩은 판시료의 압연 방향에 대해 평행한 방향으로 실시하였다. 슬라이딩 거리는 100 ㎜ 로 하고, 이 사이의 F 의 평균값을 구하였다.W was 4.9 N and the sliding speed of the contactor (moving speed of the sample stand) was 50 mm / min. Sliding was performed in a direction parallel to the rolling direction of the plate sample. The sliding distance was 100 mm, and the average value of F between these was calculated | required.

접촉자는, 상기 판시료와 동일한 Sn 도금재를 사용하여, 도 6 과 같이 제조하였다. 즉, 직경 7 ㎜ 의 스테인리스구를 시료에 가압하여, 판시료와 접촉하는 부분을 반구 형상으로 성형하였다.The contactor was manufactured as in FIG. 6 using the same Sn plating material as the plate sample. That is, the stainless steel sphere of diameter 7mm was pressed to the sample, and the part which contacts a plate sample was shape | molded in hemispherical shape.

(i) 내마모성(i) wear resistance

판두께 0.2 ㎜ 의 황동-Sn 도금재를 준비하였다. Sn 도금은 전착시의 두께가 각각 Sn = 1.2 ㎛, Cu = 0.6 ㎛ 인 리플로우 Sn 도금재이다. 이 황동-Sn 도금재에 대해, 높이 0.2 ㎜, 반경 0.6 ㎜ 의 장출 (張出) (엠보스) 가공을 실시하고, 반구 형상의 돌기를 형성한 단자를 제조한다. 이 단자와 본 발명의 Sn 도금재를 도 5 에 나타내는 바와 같이 배치하고, 단자에 하중 300 g 을 부하하면서, 속도 5 ㎜/sec 의 속도로 본 발명의 Sn 도금재를 150 회 왕복시킨다. 슬라이딩 후의 본 발명 Sn 도금재의 외관을 관찰함과 함께, 슬라이딩부의 최대 깊이 (㎛) 를 표면 조도계 (주식회사 고사카 연구소 제조, 서프코더 SE1600) 를 사용하여 측정하였다. 슬라이딩 흔적의 최대 깊이가 3 ㎛ 이하인 경우에 양호한 내마모성이 얻어진 것으로 판단하였다.A brass-Sn plating material having a plate thickness of 0.2 mm was prepared. Sn plating is a reflow Sn plating material whose thickness at the time of electrodeposition is Sn = 1.2 micrometer and Cu = 0.6 micrometer, respectively. About this brass-Sn plating material, the elongation (embossing) process of height 0.2mm and radius 0.6mm is performed, and the terminal which provided the hemispherical protrusion was produced. This terminal and Sn plating material of this invention are arrange | positioned as shown in FIG. 5, and the Sn plating material of this invention is reciprocated 150 times at the speed of 5 mm / sec, loading a 300g load on a terminal. While observing the external appearance of the Sn plating material of the present invention after sliding, the maximum depth (μm) of the sliding part was measured using a surface roughness meter (manufactured by Kosaka Research Institute, Surfcoder SE1600). It was judged that good wear resistance was obtained when the maximum depth of the sliding trace was 3 μm or less.

실시예:Example:

표 1 에 나타내는 Cu 하지 도금, 표 2 에 나타내는 Ni/Cu 하지 도금의 실시예를 실시하였다.Cu base plating shown in Table 1 and Ni / Cu base plating shown in Table 2 were implemented.

표 1 의 발명예 1 ∼ 6 및 비교예 9 ∼ 13 에서는, 순 Sn 층이 0.8 ㎛ 전후가 되도록, 전착 도금 두께를 조정하였다. 리플로우 가열 속도가 느리기 때문에 확산층 (Cu-Sn 상) 의 계면이 평활한 비교예 9 ∼ 13 은, 발명예 1 ∼ 6 에 대해 내마모성, 내열성 및 삽입성이 열등하였다. 발명예 7 과 비교예 14 는 Sn 층두께는 동일하지만, 비교예 14 는 확산층 (Cu-Sn 상) 두께가 얇기 때문에 접촉 저항에 관한 내열성이 열등하였다. 발명예 8 과 비교예 15 는 고도차 (y) 이외에는 동일한 조건이지만, 비교예 15 는 y 가 작기 때문에 접촉 저항에 관한 내열성이 열등하였다.In Inventive Examples 1-6 of Table 1 and Comparative Examples 9-13, electrodeposition plating thickness was adjusted so that a pure Sn layer might be set to about 0.8 micrometer. Since the reflow heating rate was slow, Comparative Examples 9-13 with the smooth interface of a diffusion layer (Cu-Sn phase) were inferior to abrasion resistance, heat resistance, and insertability with respect to invention examples 1-6. Although Inventive Example 7 and Comparative Example 14 had the same Sn layer thickness, Comparative Example 14 was inferior in heat resistance with respect to contact resistance because the thickness of the diffusion layer (Cu-Sn phase) was thin. Inventive Example 8 and Comparative Example 15 were the same conditions except for the difference in height (y), but Comparative Example 15 was inferior in heat resistance with respect to contact resistance because y was small.

표 2 의 발명예 16 ∼ 21 및 비교예 24 ∼ 27 에서는, 순 Sn 층이 0.8 ㎛ 전후가 되도록, 전착 도금 두께를 조정하였다. 리플로우 가열 속도가 느리기 때문에 확산층 (Cu-Sn 상) 의 계면이 평활한 비교예 24 ∼ 27 은, 발명예 16 ∼ 21 에 대해 내마모성, 내열성 및 삽입성이 열등하였다. 발명예 22 와 비교예 28 은 Sn 층두께는 동일하지만, 비교예 28 은 확산층 (Cu-Sn 상) 두께가 얇기 때문에 접촉 저항에 관한 내열성이 약간 열등한 것이었다. 발명예 23 과 비교예 29 는 고도차 (y) 이외에는 동일한 조건이지만, 비교예 29 는 y 가 작기 때문에 접촉 저항에 관한 내열성이 열등하였다.In Inventive Examples 16-21 and Comparative Examples 24-27 of Table 2, electrodeposition plating thickness was adjusted so that a pure Sn layer might be set to about 0.8 micrometer. Since the reflow heating rate was slow, Comparative Examples 24 to 27 having a smooth interface of the diffusion layer (Cu-Sn phase) were inferior in wear resistance, heat resistance, and insertability to Inventive Examples 16 to 21. Although Inventive Example 22 and Comparative Example 28 had the same Sn layer thickness, Comparative Example 28 was slightly inferior in heat resistance with respect to contact resistance because the thickness of the diffusion layer (Cu-Sn phase) was thin. Inventive Example 23 and Comparative Example 29 had the same conditions except for the difference in height (y), but Comparative Example 29 had inferior heat resistance with respect to contact resistance because y was small.

Figure 112010061852759-pct00005
Figure 112010061852759-pct00005

Figure 112010061852759-pct00006
Figure 112010061852759-pct00006

Claims (5)

구리 합금조의 표면에, 하지 도금, Sn 도금의 순으로 전기 도금을 실시하고, 그 후, 리플로우 처리를 실시한 도금조로서;도금 표면에 대한 수직 단면에 있어서, Sn 도금 최표면과 Cu-Sn 합금상의 최표점의 고도차 (y) 가 0.1 ∼ 0.5 ㎛ 이고;
Sn 상을 용해 제거하여, Cu-Sn 합금상을 표면에 출현시켰을 때에, 이 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 최대 높이 (Rz) 가 0.6 ∼ 1.2 ㎛ 이고, 또한 Cu-Sn 합금상의 조도 곡선의 평균 길이 (Rsm) 가 2.0 ∼ 5.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.
Electroplating is performed on the surface of the copper alloy bath in the order of base plating and Sn plating, and thereafter, as a plating bath subjected to reflow treatment; in the vertical cross section with respect to the plating surface, the Sn plating outermost surface and the Cu-Sn alloy The altitude difference (y) of the outermost point of the phase is 0.1 to 0.5 µm;
When dissolving and removing a Sn phase and making a Cu-Sn alloy phase appear on the surface, the maximum height Rz of the roughness curve of this Cu-Sn alloy phase is 0.6-1.2 micrometer, and averages the roughness curve of a Cu-Sn alloy phase The length Rsm is 2.0-5.0 micrometers, The copper alloy tin plating tank characterized by the above-mentioned.
제 1 항에 있어서,
Rsm, y, Rz 가 하기의 관계인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.
2.0
Figure 112010061852759-pct00007
Rsm/(y+Rz)
Figure 112010061852759-pct00008
4.0
The method of claim 1,
A copper alloy tin plating bath, wherein Rsm, y, and Rz have the following relationship.
2.0
Figure 112010061852759-pct00007
Rsm / (y + Rz)
Figure 112010061852759-pct00008
4.0
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면부터 모재에 걸쳐, Sn 층, Cu-Sn 합금층, Cu 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되고, Sn 층의 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛, Cu-Sn 합금층의 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛, Cu 층의 두께가 0 초과 0.8 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.
3. The method according to claim 1 or 2,
From the surface to a base material, a plating film is comprised by each layer of a Sn layer, a Cu-Sn alloy layer, and a Cu layer, The thickness of a Sn layer is 0.5-1.5 micrometers, and the thickness of a Cu-Sn alloy layer is 0.6-2.0 micrometers, Cu The thickness of a layer is more than 0 and 0.8 micrometer or less, The copper alloy tin plating tank characterized by the above-mentioned.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면부터 모재에 걸쳐, Sn 층, Cu-Sn 층, Ni 층의 각 층으로 도금 피막이 구성되고, Sn 층의 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛, Cu-Sn 합금층의 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛, Ni 층의 두께가 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.
3. The method according to claim 1 or 2,
From the surface to a base material, a plating film is comprised by each layer of a Sn layer, a Cu-Sn layer, and a Ni layer, the thickness of a Sn layer is 0.5-1.5 micrometers, and the thickness of a Cu-Sn alloy layer is 0.6-2.0 micrometers, Ni layer The copper alloy tin plating bath characterized by the thickness of 0.1-0.8 micrometer.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면부터 모재에 걸쳐, Sn 층, Cu-Sn 합금층의 각 층으로 도금 피막이 구성되고, Sn 층의 두께가 0.5 ∼ 1.5 ㎛, Cu-Sn 합금층의 두께가 0.6 ∼ 2.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 구리 합금 주석 도금조.
3. The method according to claim 1 or 2,
The plating film is comprised by each layer of a Sn layer and a Cu-Sn alloy layer from the surface to a base material, The thickness of a Sn layer is 0.5-1.5 micrometers and the thickness of a Cu-Sn alloy layer is 0.6-2.0 micrometers, It is characterized by the above-mentioned. Copper alloy tin plating bath.
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