KR101813434B1

KR101813434B1 - Sn 도금재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101813434B1
Application number: KR1020167026720A
Authority: KR
Inventors: 다츠노리 무라타; 히로타카 코타니; 히데키 엔도; 아키라 스가와라; 유타 소노다; 데츠오 가토; 히데키 오오스미; 쥰 도요이즈미
Original assignee: 도와 메탈테크 가부시키가이샤; 야자키 소교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2017-12-28
Also published as: DE112015001081T5; KR20160124900A; WO2015133499A1; US10829862B2; TW201542349A; CN106068337A; JP6445895B2; JP2015180770A; CN112593266A; TWI674968B; US20170088965A1

Abstract

구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재(10)의 표면에 Sn 도금이 실시된 Sn 도금재에 있어서, 기재(10)의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층(12)이 형성되고, 이 하지층(12)의 표면에, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층(14)과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층(16)으로 이루어지는 최표층이 형성되고, 최표면에 있어서 Sn층(16)이 차지하는 면적률이 20 내지 80%이며, Sn층(16)의 최대 두께가 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작아져 있다.

Description

Sn 도금재 및 그 제조 방법{TIN-PLATED PRODUCT AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, Sn 도금재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 재료로서 사용되는 Sn 도금재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 삽입 발출 가능한 접속 단자의 재료로서, 구리나 구리 합금 등의 도체 소재의 최외층에 Sn 도금을 실시한 Sn 도금재가 사용되고 있다. 특히, Sn 도금재는, 접촉 저항이 작아, 접촉 신뢰성, 내식성, 납땜성, 경제성 등의 관점에서, 자동차, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 통신 기기, 로봇 등의 산업 기기의 제어 기판, 커넥터, 리드 프레임, 릴레이, 스위치 등의 단자나 버스 바의 재료로서 사용되고 있다.

이와 같은 Sn 도금재로서, 구리 또는 구리 합금의 표면 위에, Ni 또는 Ni 합금층이 형성되고, 최표면측에 Sn 또는 Sn 합금층이 형성되고, Ni 또는 Ni 합금층과 Sn 또는 Sn 합금층의 사이에 Cu와 Sn을 주성분으로 하는 중간층 또는 Cu와 Ni과 Sn을 주성분으로 하는 중간층이 1층 이상 형성되고, 이들 중간층 중 적어도 1개의 중간층이, Cu 함유량이 50중량％ 이하이며 또한 Ni 함유량이 20중량％ 이하인 층을 포함하는, 도금을 실시한 구리 또는 구리 합금이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허공개 제2003-293187호 공보 참조).

또한, Cu판 조로 이루어지는 모재의 표면에, Cu 함유량이 20 내지 70at%이고 평균 두께가 0.2 내지 3.0㎛인 Cu-Sn 합금 피복층과 평균의 두께가 0.2 내지 5.0㎛인 Sn 피복층이 이 순서로 형성되고, 그 표면이 리플로우 처리되며, 적어도 일 방향에서의 산술 평균 조도 Ra가 0.15㎛ 이상이고 모든 방향에서의 산술 평균 조도 Ra가 3.0㎛ 이하이며, Sn 피복층의 표면에 Cu-Sn 합금 피복층의 일부가 노출되어 형성되고, Cu-Sn 합금 피복층의 재료 표면 노출 면적률이 3 내지 75%인, 접속 부품용 도전 재료가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허공개 제2006-183068호 공보 참조).

그러나, 일본 특허공개 제2003-293187호 공보의 Sn 도금재는, 납땜성, 내 위스커성 및 내열 신뢰성이나, 성형 가공성이 양호하지만, 이 Sn 도금재를 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 재료로서 사용하면, 접속 단자의 삽입 시에 삽입력이 높아진다는 문제가 있다. 또한, 일본 특허공개 제2006-183068호 공보의 Sn 도금재에서는, 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 재료로서 사용했을 때의 삽입력을 낮게 하기 위해서, 기재의 표면을 조면화한 후에 도금을 실시하므로, 제조 비용이 높아진다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여, 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 전기 소자의 재료로서 사용했을 때의 삽입력이 낮은 Sn 도금재 및 그 Sn 도금재를 저비용으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면에 Sn 도금이 실시된 Sn 도금재에 있어서, 기재의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층을 형성하고, 이 하지층의 표면에, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층을 형성하여, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률을 20 내지 80%로 함과 함께, Sn층의 최대 두께를 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작게 함으로써, 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 전기 소자의 재료로서 사용했을 때의 삽입력이 낮은 Sn 도금재를 저비용으로 제조할 수 있다는 사실을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의한 Sn 도금재는, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면에 Sn 도금이 실시된 Sn 도금재에 있어서, 기재의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층이 형성되고, 이 하지층의 표면에, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층이 형성되고, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률이 20 내지 80%이며, Sn층의 최대 두께가 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작은 것을 특징으로 한다.

이 Sn 도금재에 있어서, Cu-Sn계 합금층이 Cu-Sn 합금 및 Cu-Ni-Sn 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, Cu-Sn 합금이 Cu₆Sn₅로 이루어지는 것이 바람직하고, Cu-Ni-Sn 합금이 (Cu, Ni)₆Sn₅로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛인 것이 바람직하고, Sn층의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛인 것이 바람직하며, Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛인 것이 바람직하다. 또한, Cu-Sn계 합금층의 두께가 0.4 내지 1.5㎛인 것이 바람직하고, 하지층의 두께가 0.05 내지 0.5㎛인 것이 바람직하다. 또한, 최표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry가 0.3 내지 1.5㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 Sn 도금재의 제조 방법은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면을 처리한 후, 기판의 표면에 Ni 도금층과 Cu 도금층과 Sn 도금층을 이 순서로 형성하고, 그 후, 열처리에 의해, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층을 형성하고, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률을 20 내지 80%로 함과 함께, Sn층의 최대 두께를 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작게 하는 것을 특징으로 한다.

이 Sn 도금재의 제조 방법에 있어서, 기재의 표면 처리에 의해, 기재의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry를 0.4 내지 1.5㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.15 내지 1.0㎛로 하는 것이 바람직하다. 또한, Ni 도금층의 두께를 0.05 내지 0.5㎛, Cu 도금층의 두께를 0.1 내지 0.7㎛, Sn 도금층의 두께를 0.5 내지 1.5㎛로 하는 것이 바람직하다. 또한, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비를 1.5 내지 5로 하고, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비를 1 내지 3.5로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열처리가, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛, Sn층의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 열처리가, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것이 바람직하다. 이 경우, 열처리에 의해 Sn 도금층이 용융한 후에 더 소비되는 Sn 도금층의 두께(㎛)가, {열처리 전의 Sn 도금층의 두께(㎛)-0.7(㎛)} 이상이고 또한 {열처리 전의 Sn 도금층의 두께(㎛)-0.35(㎛)} 이하로 되도록, 열처리의 온도와 시간을 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 전기 소자는, 상기의 Sn 도금재를 재료로서 사용한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 전기 소자의 재료로서 사용했을 때의 삽입력이 낮은 Sn 도금재를 저비용으로 제조할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 의한 Sn 도금재의 실시 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 의한 Sn 도금재의 실시 형태의 최표면에 대략 수직인 단면에 있어서, Sn층의 최대 깊이의 점과 이 Sn층에 인접하는 Cu-Sn계 합금층의 최표면의 대략 중앙부와의 교점을 통과하는 직선과, Cu-Sn계 합금층의 최표면 사이의 각도 θ를 설명하는 도면이다.

본 발명에 의한 Sn 도금재의 실시 형태는, 도 1에 도시한 바와 같이, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재(10)의 표면에 Sn 도금이 실시된 Sn 도금재에 있어서, 기재(10)의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층(12)이 형성되고, 이 하지층(12)의 표면에, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층(14)과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층(16)으로 이루어지는 최표층이 형성되고, 최표면에 있어서 Sn층(16)이 차지하는 면적률이 20 내지 80%(바람직하게는 30 내지 75%, 더 바람직하게는 30 내지 70%)이며, Sn층(16)의 최대 두께가 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작아져 있다. 이와 같은 구성의 Sn 도금재를 삽입 발출 가능한 접속 단자의 재료로서 사용하면, 최표층의 Cu-Sn계 합금층의 이물 혼입을 방지하여, 삽입력이 낮아, 미소한 미끄럼 이동 중의 전기 저항값이 낮은 접속 단자를 제조할 수 있다.

이 Sn 도금재에 있어서, Cu-Sn계 합금층(14)이 Cu-Sn 합금 및 Cu-Ni-Sn 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, Cu-Sn 합금이 Cu₆Sn₅로 이루어지는 것이 바람직하고, Cu-Ni-Sn 합금이 (Cu, Ni)₆Sn₅(Cu₆Sn₅ 중에 Ni이 존재하는 금속 간 화합물)로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 또한, Sn층(16)의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.3 내지 0.9㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, Sn층(16)의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)가 1.5 내지 10인 것이 바람직하고, 2 내지 7인 것이 더 바람직하며, 2 내지 6인 것이 가장 바람직하다. 또한, Sn층(16)의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛인 것이 바람직하고, 0.05 내지 0.3㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, Cu-Sn계 합금층(14)의 두께가 0.4 내지 1.5㎛인 것이 바람직하고, 0.5 내지 1.2㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, 하지층(12)의 두께가 0.05 내지 0.5㎛인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.4㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, 최표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry가 0.3 내지 1.5㎛인 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 의한 Sn 도금재의 실시 형태에서는, 기재(10)의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층(12)이 형성되고, 이 하지층(12)의 표면에 Cu-Sn계 합금층(14)과 Sn층(16)으로 이루어지는 최표층이 형성되고, 하지층(12)이 최표층과의 사이에, 중간층으로서 Cu로 이루어지는 층이 존재하지 않는 것이 바람직하다.

또한, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직인 단면에 있어서, Sn층의 최대 깊이의 점과 이 Sn층에 인접하는 Cu-Sn계 합금층의 최표면의 대략 중앙부와의 교점을 통과하는 직선과, Cu-Sn계 합금층의 최표면 사이의 각도 θ가 25 내지 45°인 것이 바람직하다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직인 단면에 있어서, Cu-Sn계 합금층(14)의 Cu-Sn계 합금의 하나의 결정립이 양측의 Cu-Sn계 합금의 결정립 한쪽과 접촉하고 또한 이들 결정립 간에 있어서 Sn층(16)의 최대 깊이가 되는 점 A1로부터 최표면과 평행한 직선 L1을 긋고, Cu-Sn계 합금의 하나의 결정립이 양측의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 다른 쪽과 접촉하고 또한 이들 결정립 간에 있어서 Sn층(16)의 최대 깊이가 되는 점 A2로부터 최표면과 평행한 직선 L2를 긋고, 직선 L1과 직선 L2의 사이에서 직선 L1과 직선 L2의 양쪽으로부터 동등한 거리가 되도록 최표면과 평행한 직선 L3[Sn 도금재의 최표면에 대략 수직인 단면에 있어서, Cu-Sn계 합금의 결정립의 양측의 Sn층(16)의 최대 깊이가 되는 점 A1, A2의 평균 깊이를 나타내는 직선 L3]을 긋고, 점 A1을 통과하여 최표면에 그은 수선과 직선 L3과의 교점 B1과, 점 A2를 통과하여 최표면에 그은 수선과 직선 L3과의 교점 B2 사이의 선분의 중점으로부터 최표면에 그은 수선과 최표면과의 교점 B3과, 교점 B1과의 사이를 연결하는 직선과, 최표면 사이의 각도 θ가 25 내지 45°인 것이 바람직하다. 이 각도 θ는, 예를 들어 Sn 도금재를 집속 이온빔(FIB)에 의해 절단하여, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직인 단면으로서, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직이며 또한 압연 방향에 평행한 단면(또는 Sn 도금재의 최표면에 대략 수직이며 또한 압연 방향에 수직인 단면)을 노출시켜서, 그 단면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 (예를 들어 10000배로) 관찰하고, 도 2에 도시한 교점 B1과 교점 B2 사이의 선분의 길이를 L, 교점 B1과 교점 B2의 중점으로부터 최표면에 그은 수선과 최표면과의 교점과 그 중점 사이의 길이를 H로 하면, tanθ가 H/(L/2)로 대략 동등해지므로, tanθ=H/(L/2)로부터 산출할 수 있다.

본 발명에 의한 Sn 도금재의 제조 방법의 실시 형태에서는, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면을 처리한 후, 기판의 표면에 Ni 도금층과 Cu 도금층과 Sn 도금층을 이 순서로 형성하고, 그 후, 열처리에 의해, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층을 형성하고, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률을 20 내지 80%(바람직하게는 30 내지 75%, 더 바람직하게는 30 내지 70%)로 함과 함께, Sn층의 최대 두께를 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작게 한다.

이 Sn 도금재의 제조 방법에 있어서, 기재의 표면 처리에 의해, 기재의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry를 0.4 내지 1.5㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.15 내지 1.0㎛로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 기재의 표면 조도를 (원하는 값으로) 저감하여 표면의 요철을 작게 하기 위해서 기재의 표면을 처리하는 방법으로서, 전해 연마 등의 화학 연마, 연마 등에 의해 표면 조도를 저감한 워크롤을 사용해서 기재를 압연, 버프나 블라스트 등의 기계 연마 등의 방법을 이용할 수 있다.

또한, Ni 도금층의 두께는 0.05 내지 0.5㎛로 하는 것이 바람직하고, 0.05 내지 0.4㎛로 하는 것이 더 바람직하다. Cu 도금층의 두께는, 0.1 내지 0.7㎛로 하는 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.5㎛로 하는 것이 더 바람직하다. Sn 도금층의 두께는, 0.5 내지 1.5㎛로 하는 것이 바람직하고, 0.6 내지 1.2㎛로 하는 것이 더 바람직하다. 또한, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비(Sn 두께/Cu 두께)를 1.5 내지 5로 하는 것이 바람직하고, 2 내지 5로 하는 것이 더 바람직하다. 또한, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비[Sn 두께/(Cu 두께+Ni 두께)]를 1 내지 3.5로 하는 것이 바람직하다.

또한, 열처리는, 대기 분위기 중에 있어서 온도 300 내지 800℃에서(다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층을 형성하여, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률이 20 내지 80%가 되고, Sn층의 최대 두께가 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작아질 때까지) 1 내지 1800초간 유지하는 것이 바람직하다. 이 열처리는, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛, Sn층의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 이 열처리는, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, (Sn 도금재를 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 재료로서 사용한 경우에 접점부에 있어서의 응착량을 저감시키기 위해서) Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것이 더 바람직하다. 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서 열처리하여 Sn층의 평균 두께를 0.05 내지 0.4㎛로 하기 위해서는, Sn을 용융한 후에 잔존하는 Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛가 될 때까지 열처리를 계속하면 된다. 즉, 기판의 표면에 Ni 도금층과 Cu 도금층과 Sn 도금층을 이 순서로 형성한 후에 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서 열처리하면, Sn의 융점에 달하는 온도(232℃)까지 소비되는 Sn 도금층의 두께는 (미리 실험하여 평가한 값에서는) 0.3㎛이며, Sn이 용융한 후에 액체 Sn의 확산에 의해 소비되는 Sn 도금층의 두께는 {2×확산 계수 D(㎡/s)×유지 시간 t(s)}^1/2(m)이 된다. 따라서, 열처리에 의해 Sn층의 평균 두께를 0.05 내지 0.4㎛로 하기 위해서는, {열처리 전의 Sn 도금층의 두께 T_Sn(㎛)-Sn 용융까지 소비되는 Sn 도금층의 두께 0.3(㎛)-Sn 용융 후에 잔존하는 Sn 도금층의 평균 두께 0.4(㎛)}≤{2×확산 계수 D×유지 시간 t}^1/2(㎛)≤{열처리 전의 Sn 도금층의 두께 T_Sn(㎛)-Sn 용융까지 소비되는 Sn 도금층의 두께 0.3(㎛)-Sn 용융 후에 잔존하는 Sn 도금층의 평균 두께 0.05(㎛)}이 되도록, 열처리의 온도와 시간을 설정하면 된다. 즉, Sn층의 평균 두께를 0.05 내지 0.4㎛로 하기 위해서는, 열처리에 의해 Sn 도금층이 용융한 후에 더 소비되는 Sn 도금층의 두께(㎛)가, {열처리 전의 Sn 도금층의 두께 T_Sn(㎛)-0.7(㎛)} 이상이고 또한 {열처리 전의 Sn 도금층의 두께 T_Sn(㎛)-0.35(㎛)} 이하로 되도록, 열처리의 온도와 시간을 설정하면 된다. 또한, 확산 계수 D(㎡/s)는 진동수 인자 D₀[=1.7×10^-15(㎡/s)]과 활성화 에너지 Q[=-19.4(J/mol)]과 기체 상수 R(=8.314J/mol·K)과 온도 T(K)로부터, D=D₀exp(-Q/RT)이기 때문에, 열처리에 의해 Sn 도금층이 용융한 후에 더 소비되는 Sn 도금층의 두께(㎛)는, 온도와 시간의 함수가 되어, 열처리의 온도와 시간을 설정할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 Sn 도금재 및 그 제조 방법의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

실시예 1

우선, 두께 0.25㎜의 Cu-Ni-Sn-P 합금으로 이루어지는 평판 형상의 도체 기재(1.0질량%의 Ni과 0.9질량%의 Sn과 0.05질량%의 P을 포함하고, 잔부가 Cu인 구리 합금의 기재)를 준비하고, 이 기재의 표면을 세라믹제의 압연롤[압연롤 연마기에 의해 지석(#400)으로 표면을 연마하여 표면의 최대 높이 Ry와 10점 평균 조도 Rz를 작게 한 압연롤]에 의해 처리하여 표면 조도를 저감시켰다. 이와 같이 표면을 처리한 후의 기재의 표면 조도에 대하여, 접촉식 표면 조도 측정기(고사카겐큐쇼사 제조의 서프코더 SE4000)에 의한 압연면의 압연 방향에 수직인 방향의 측정 결과로부터, JIS B0601(1994년)에 기초하여 표면 조도를 나타내는 파라미터인 산술 평균 조도 Ra, 최대 높이 Ry 및 10점 평균 조도 Rz를 산출하였다. 그 결과, 산술 평균 조도 Ra는 0.15㎛, 최대 높이 Ry는 1.05㎛, 10점 평균 조도 Rz는 0.71㎛였다. 또한, 접촉식 표면 조도 측정기(고사카겐큐쇼사 제조의 서프코더 SE4000)를 사용하여, 기재의 표면 요철 평균 간격 Sm을 측정한 바, 80㎛였다.

다음으로, 전처리로서, 표면 처리 후의 기재(피도금재)를 알칼리 전해 탈지 액에 의해 10초간 전해 탈지를 행한 후에 수세하고, 그 후, 5질량%의 황산에 10초간 침지하여 산 세정한 후에 수세하였다.

다음으로, 80g/L의 술팜산니켈과 45g/L의 붕산을 포함하는 Ni 도금액 중에 있어서, 표면 처리 후의 기재(피도금재)를 음극으로 하고, Ni 전극판을 양극으로 하여, 전류 밀도 5A/d㎡, 액온 50℃에서 5초간 전기 도금을 행함으로써, 기재 위에 두께 0.1㎛의 Ni 도금층을 형성하였다.

다음으로, 110g/L의 황산구리와 100g/L의 황산을 포함하는 Cu 도금액 중에 있어서, Ni 도금 완료의 피도금재를 음극으로 하고, Cu 전극판을 양극으로 하여, 전류 밀도 5A/d㎡, 액온 30℃에서 16초간 전기 도금을 행함으로써, 기재 위에 두께 0.4㎛의 Cu 도금층을 형성하였다.

다음으로, 60g/L의 황산 제1 주석과 75g/L의 황산과 30g/L의 크레졸 술폰산과 1g/L의 β 나프톨을 포함하는 Sn 도금액 중에 있어서, Cu 도금 완료의 피도금재를 음극으로 하고, Sn 전극판을 양극으로 하여, 전류 밀도 5A/d㎡, 액온 25℃에서 20초간 전기 도금을 행함으로써, 기재 위에 두께 1.0㎛의 Sn 도금층을 형성하였다.

이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2.5이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2이다.

다음으로, Sn 도금 완료의 피도금재를 세정하여 건조한 후, 광휘 어닐링 로(코요 린드버그사 제조)에 넣고, 대기 분위기 중에 있어서 노내 온도 400℃에서 150초간 유지하는 열처리를 행하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 150초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 90초간이며, Sn 용융 후에 소비되는 Sn의 평균 두께를 산출하면 0.37㎛로 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재의 최표면에 형성된 최표층을 전자선 프로브 미량 분석법(EPMA) 및 오제 전자 분광법(AES)에 의해 분석한 바, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, 이들 층의 두께를 전해식 막 두께 측정기(츄오세이사쿠쇼사 제조의 Thickness Tester TH-11)에 의해 측정한 바, Sn층의 평균 두께는 0.23㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.90㎛였다. 또한, (p-니트로페놀과 가성 소다를 포함하는) Sn 박리액에 의해 Sn 도금재의 표면 Sn층을 박리한 후, 노출된 표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립도를 JIS H0501의 절단법에 준거하여 구하고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 2.8㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재의 표면에 형성된 하지층을 AES에 의해 분석한 바, 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.10㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층 존재를 AES에 의해 분석한 바, 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 최표면에 Au를 약 200nm의 두께로 증착시켜서, 집속 이온빔(FIB)에 의해 절단하고, Sn 도금재의 압연 방향에 수직인 단면을 노출시켜서, 그 단면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 Sn 도금재의 표면에 평행한 길이 L(=20㎛)의 시야에 있어서 5000배에서 10점 관찰하고, 각각 관찰 영역에서 Cu-Sn계 합금층이 Au 증착층과 접촉하는 길이의 합계(Lm)를 그 영역 전체의 길이 L(=20㎛)로부터 차감하여 그 영역 전체의 길이 L로 나눈 값(그 관찰 영역에서 Sn층이 Au 증착층과 접촉하는 길이의 비율=(L-Lm)/L)을 얻은 후, 10점의 관찰 영역에서의 그 값이 최댓값 및 최솟값으로 되는 값을 나눈 8점의 관찰 영역에서의 그 값의 평균값에 100을 곱한 값을 Sn의 면적률(최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적)로서 산출한 바, Sn의 면적률은 57%였다.

또한, Sn 도금재를 집속 이온빔(FIB)에 의해 절단하여, Sn 도금재의 압연 방향에 수직인 단면을 노출시키고, 그 단면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 Sn 도금재의 표면에 평행한 길이 약 30㎛의 시야에 있어서 5000배에서 3점 관찰하고, 오목부의 최대 깊이[Sn층의 최대 두께(순 Sn의 존재 깊이)]를 구한 바, 오목부의 최대 깊이는 0.75㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 3.73으로 된다.

또한, Sn 도금재의 표면 조도에 대하여, 상기와 마찬가지의 방법에 의해, 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출한 바, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.16㎛, 최대 높이 Ry는 1.13㎛였다.

또한, Sn 도금재를 집속 이온빔(FIB)에 의해 절단하여, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직인 단면으로서, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직이며 또한 압연 방향에 평행한 2개의 단면과, Sn 도금재의 최표면에 대략 수직이며 또한 압연 방향에 수직인 2개의 단면을 각각 노출시키고, 각각의 단면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 10000배로 관찰하였다. 이 단면의 관찰로부터, Sn 도금재의 최표면에, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층과, 그 결정립 간에 형성된 Sn으로 이루어지는 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 각각의 단면에 있어서, 도 2에 도시한 바와 같이, Cu-Sn계 합금층(14)의 Cu-Sn계 합금의 하나의 결정립이 양측의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 한쪽과 접촉하며 또한 이 결정립 간에 있어서 Sn층(16)의 최대 깊이가 되는 점 A1로부터 최표면과 평행한 직선 L1을 긋고, 상기의 Cu-Sn계 합금의 하나의 결정립의 양측의 Cu-Sn계 합금의 결정립 다른 쪽과 접촉하며 또한 이 결정립 간에 있어서 Sn층(16)의 최대 깊이가 되는 점 A2로부터 최표면과 평행한 직선 L2를 긋고, 직선 L1과 직선 L2의 사이에 직선 L1과 직선 L2의 양쪽으로부터 동등한 거리가 되게 최표면과 평행한 직선 L3을 긋고, 점 A1을 통해서 최표면에 그은 수선과 직선 L3과의 교점 B1과, 점 A2를 통해서 최표면에 그은 수선과 직선 L3과의 교점 B2 사이의 선분 중점부터 최표면에 그은 수선과 최표면과의 교점 B3과, 교점 B1과의 사이를 연결하는 직선과, 최표면 사이의 각도 θ를 산출한 바, 각각의 단면에 있어서의 각도 θ의 평균값은 27.7°였다. 또한, 이 각도 θ는, 교점 B1과 교점 B2 사이의 선분 길이를 L, 교점 B1과 교점 B2의 중점부터 최표면에 그은 수선과 최표면과의 교점 B3과 그 중점 사이의 길이를 H로 하면, tanθ가 H/(L/2)와 대략 동등해지므로, tanθ=H/(L/2)로부터 산출하였다.

또한, Sn 도금재를 삽입 발출 가능한 접속 단자 등의 재료로서 사용했을 때의 삽입력을 평가하기 위해서, Sn 도금재를 횡형 하중 측정기(야마자키세이키겐큐쇼사 제조의 전기 접점 시뮬레이터와, 스테이지 컨트롤러와, 로드셀과, 로드셀 증폭기를 조합한 장치)의 수평대 위에 고정하고, 그 평가 시료에 압자를 접촉시킨 후, 각각 하중 0.7N 및 5N으로 압자를 Sn 도금재의 표면으로 압박하면서, Sn 도금재를 미끄럼 이동 속도 80㎜/분으로 수평 방향으로 미끄럼 이동 거리 10㎜ 인장하고, 1㎜ 내지 4㎜까지의 사이(측정 거리 3㎜)에 수평 방향으로 가해지는 힘을 측정하여 그 평균값 F를 산출하고, 시험편끼리 간의 동마찰 계수(μ)를 μ=F/N으로부터 산출하였다. 그 결과, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.25 및 0.23이었다.

또한, Sn 도금재로부터 잘라낸 시험편의 접촉 저항값을 측정한 바, 1.1mΩ이었다. 또한, Sn 도금재의 고온 방치 후의 접촉 신뢰성을 평가하기 위해서, Sn 도금재로부터 잘라낸 시험편을 대기 분위기하에서 120℃의 항온조 내에 120시간 유지한 후에 항온조로부터 취출하고, 20℃의 측정실에 있어서 시험편의 표면 접촉 저항값(고온 방치 후의 접촉 저항값)을 측정한 바, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 25mΩ이었다. 또한, 접촉 저항값의 측정은, 마이크로옴미터(야마자키세이키겐큐쇼사 제조)를 사용하여, 개방 전압 20㎷, 전류 10㎃, 직경 0.5㎜의 U형 금선 프로브, 최대 하중 100gf, 미끄럼 이동 있음(1㎜/100gf)의 조건으로 5회 측정하여, (최대 하중 100gf가 가해졌을 때의) 평균값을 구하였다.

또한, Sn 도금재로부터 2매의 시험편을 잘라내어, 한쪽의 시험편을 평판 형상 시험편(수형 단자로서의 시험편)이라고 함과 함께, 다른 쪽의 시험편을 인덴트 가공(R1㎜의 반구 형상의 엠보싱 가공)해서 인덴트를 갖는 시험편(암형 단자로서의 시험편)으로 하고, 평판 형상 시험편을 전동식 미소한 미끄럼 이동 마모 시험 장치의 스테이지에 고정하고, 그 평판 형상 시험편에 인덴트를 갖는 시험편의 인덴트를 접촉시킨 후, 하중 0.7N으로 인덴트를 갖는 시험편을 홈을 갖는 평판 형상 시험편의 표면으로 압박하면서, 평판 형상 시험편을 고정한 스테이지를 수평 방향으로 편도 50㎛의 범위에서 1초간에 1 왕복의 미끄럼 이동 속도로 70 왕복시키는 미끄럼 이동 시험을 행하고, 그 미끄럼 이동 시험 후의 홈을 갖는 평판 형상 시험편과 인덴트를 갖는 시험편 사이의 접점부의 전기 저항값을 4 단자법에 의해 연속적으로 측정하였다. 그 결과, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 8.5mΩ으로 낮았다.

실시예 2

Cu 도금층의 두께를 0.2㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 150초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 90초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.37㎛로 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 5이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 3.3이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.22㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.55㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.7㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 3.09가 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 56%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.55㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재의 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.10㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않으며, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.14㎛, 최대 높이 Ry는 0.85㎛이며, 각도 θ의 평균값은 38.8°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.29 및 0.24였다. 또한, 접촉 저항값은 1.5mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 21mΩ였다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 18mΩ으로 낮았다.

실시예 3

표면을 처리한 후의 기재의 산술 평균 조도 Ra를 0.08㎛, 최대 높이 Ry를 0.69㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.53㎛로 하고, Ni 도금층의 두께를 0.3㎛, Cu 도금층의 두께를 0.3㎛, Sn 도금층의 두께를 0.7㎛로 하고, 열처리의 유지 시간을 105초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 105초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 45초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.26㎛로 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2.3이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 1.16이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.08㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.70㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.6㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 5.33이 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 35%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.30㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.30㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.14㎛, 최대 높이 Ry는 1.01㎛이며, 각도 θ의 평균값은 35.5°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.24 및 0.23이었다. 또한, 접촉 저항값은 1.3mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 48mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 9.5mΩ으로 낮았다.

실시예 4

Cu 도금층의 두께를 0.3㎛, Sn 도금층의 두께를 0.7㎛, 열처리의 온도를 600℃로서 유지 시간을 40초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 40초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 30초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.32㎛가 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2.3이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 1.75이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.07㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.70㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.5㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 4.29가 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 51%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.35㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.10㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않으며, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.16㎛, 최대 높이 Ry는 1.19㎛이며, 각도 θ의 평균값은 32.2°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.22 및 0.25였다. 또한, 접촉 저항값은 1.2mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 10mΩ였다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 8.0mΩ으로 낮았다.

실시예 5

표면을 처리한 후의 기재의 산술 평균 조도 Ra를 0.12㎛, 최대 높이 Ry를 0.95㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.68㎛로 하고, 열처리의 온도를 700℃로서 유지 시간을 13초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 13초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 6.5초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.31㎛가 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2.5이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.29㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.95㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.9㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 2.11이 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 67%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.90㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.10㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.17㎛, 최대 높이 Ry는 1.18㎛이며, 각도 θ의 평균값은 28.5°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.25 및 0.24였다. 또한, 접촉 저항값은 1.3mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 22mΩ였었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 7.5mΩ으로 낮았다.

실시예 6

표면을 처리한 후의 기재의 산술 평균 조도 Ra를 0.08㎛, 최대 높이 Ry를 0.69㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.53㎛로 하고, Ni 도금층의 두께를 0.3㎛, Cu 도금층의 두께를 0.3㎛, Sn 도금층의 두께를 0.7㎛로 하고, 열처리의 유지 시간을 120초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는, 열처리의 유지 시간 120초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 60초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.31㎛가 된다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 (Cu, Ni)₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.07㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.70㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.7㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 5.67이 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 45%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.30㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.30㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않으며, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.15㎛, 최대 높이 Ry는 1.15㎛이며, 각도 θ의 평균값은 35.5°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.25 및 0.25였다. 또한, 접촉 저항값은 1.2mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 50mΩ였다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 9.0mΩ으로 낮았다.

실시예 7

표면을 처리한 후의 기재의 산술 평균 조도 Ra를 0.07㎛, 최대 높이 Ry를 0.52㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.41㎛로 하고, Ni 도금층의 두께를 0.1㎛, Cu 도금층의 두께를 0.3㎛, Sn 도금층의 두께를 0.6㎛로 하고, 열처리의 온도를 700℃로서 열처리의 유지 시간을 5초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 1.5이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.14㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.70㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되고, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 2.5㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 6.76이 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 63%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)은 0.37㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.1㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층의 사이 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.06㎛, 최대 높이 Ry는 0.45㎛였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.21 및 0.22이었다. 또한, 접촉 저항값은 1.5mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 16.1mΩ으로 낮았다.

비교예 1

표면을 연마하지 않은 세라믹스제의 압연롤에 의해 기재의 표면을 처리하여 산술 평균 조도 Ra를 0.15㎛, 최대 높이 Ry를 1.78㎛, 10점 평균 조도 Rz를 1.15㎛로 하고, Ni 도금층의 두께를 0.3㎛, Cu 도금층의 두께를 0.7㎛, Sn 도금층의 두께를 0.7㎛로 하고, 열처리의 온도를 600℃로서 유지 시간을 20초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 비교예에서는, 열처리의 유지 시간 20초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 10초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.19㎛가 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 1이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 0.7이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되어, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.04㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.95㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 입자의 형태가 확인되지 않고 또한 서로 결합하는 Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되었다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 8%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.15㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 두께는 0.30㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 두께 0.20㎛의 Cu층이 형성되고, 이 중간층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.23㎛, 최대 높이 Ry는 1.85㎛였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.38 및 0.29였다. 또한, 접촉 저항값은 1.4mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 24mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 150mΩ으로 높았다.

비교예 2

표면을 연마하지 않은 세라믹스제의 압연롤에 의해 기재의 표면을 처리하여 산술 평균 조도 Ra를 0.15㎛, 최대 높이 Ry를 1.65㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.94㎛로 하고, Ni 도금과 Cu 도금을 행하지 않고, 열처리의 온도를 700℃로서 유지 시간을 6.5초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 비교예에서는, 열처리의 유지 시간 6.5초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 0초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0㎛가 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 각도 θ의 평균값을 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다.

그 결과, Sn 도금재의 최표층 구성은 Sn으로 이루어지고, Sn층의 두께는 0.57㎛였다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 100%, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 1.00㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층으로서, 두께 0.90㎛의 Cu₆Sn₅로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층이 형성되고, 최표층의 Sn층을 제거한 표면을 SEM에 의해 관찰하고, Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.1㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 1.10이 된다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 기재의 사이 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.06㎛, 최대 높이 Ry는 0.49㎛이며, 각도 θ의 평균값은 56.0°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.41 및 0.32였다. 또한, 접촉 저항값은 1.2mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 110mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 25mΩ으로 낮았다.

비교예 3

Cu 도금층의 두께를 0.2㎛, Sn 도금층의 두께를 0.5㎛로 하고, 열처리의 온도를 600℃로서 유지 시간을 30초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 비교예에서는, 열처리의 유지 시간 30초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 20초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.26㎛가 된다.

이와 같이 하여 제작한 Sn 도금재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 도금층을 분석하고, 표면의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Ry를 산출하고, 동마찰 계수를 산출하고, 접촉 저항값을 구함과 함께, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값을 구하였다. 또한, 이 Sn 도금 완료의 피도금재에서는, Cu 도금층의 두께에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 2.5이며, Cu 도금층의 두께와 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 Sn 도금층의 두께의 비는 1.7이다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.04㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.45㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 입자의 형태가 확인되지 않고 또한 서로 결합하는 Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되었다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 15%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.20㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.15㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층 사이의 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.15㎛, 최대 높이 Ry는 1.10㎛였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.23 및 0.23이었다. 또한, 접촉 저항값은 1.3mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 32mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 53mΩ으로 높았다.

비교예 4

표면을 연마하지 않은 세라믹스제의 압연롤에 의해 기재의 표면을 처리하여 산술 평균 조도 Ra를 0.20㎛, 최대 높이 Ry를 2.30㎛, 10점 평균 조도 Rz를 1.58㎛로 하고, Cu 도금층의 두께를 0.3㎛, Sn 도금층의 두께를 0.7㎛로 하고, 열처리의 유지 시간을 120초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, Sn 도금재를 제작하였다. 또한, 본 비교예에서는, 열처리의 유지 시간 120초간 중 Sn 용융 후의 유지 시간은 60초간이며, Sn 용융 후에 소비하는 Sn의 두께를 산출하면 0.31㎛가 된다.

그 결과, 최표층의 구성은 Sn과 Cu₆Sn₅(Cu-Sn계 합금)로 이루어지고, Cu-Sn계 합금의 결정립으로 형성된 Cu-Sn계 합금층의 표면(의 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간)에 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에서 Sn으로 이루어지는 Sn층이 형성되고, 최표면에 Cu-Sn계 합금층과 Sn층이 존재하고 있음이 확인되었다. 또한, Sn층의 두께는 0.07㎛이며, Cu-Sn계 합금층의 두께는 0.55㎛였다. 또한, SEM에 의해, Cu-Sn계 합금층의 표면에 (Sn이 잔존하고 있던) 오목부가 형성되었음이 확인되어, 최표면의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경을 산출한 바, 1.6㎛였다. 또한, Sn층의 최대 두께(T)에 대한 최표층의 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경(D)의 비(D/T)를 산출하면 6.40이 된다. 또한, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적(Sn의 면적률)은 10%이며, 오목부의 최대 깊이(Sn층의 최대 두께)는 0.25㎛였다.

또한, Sn 도금재의 기재 표면에 형성된 하지층은 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지고, 그 하지층의 두께는 0.10㎛였다. 또한, Sn 도금재의 최표층과 하지층의 사이 중간층으로서 Cu층이 존재하지 않고, 하지층의 표면에 최표층이 형성되었다.

또한, Sn 도금재의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.22㎛, 최대 높이 Ry는 1.78㎛이며, 각도 θ의 평균값은 35.5°였다. 또한, 하중 0.7N 및 5N의 경우의 동마찰 계수는, 각각 0.36 및 0.26이었다. 또한, 접촉 저항값은 2.5mΩ이며, 고온 방치 후의 접촉 저항값은 40mΩ이었다. 또한, 미끄럼 이동 시험 중의 전기 저항값의 최댓값은 120mΩ로 높았다.

이들 실시예 및 비교예의 Sn 도금재의 제조 조건 및 특성을 표 1 내지 표 5에 나타낸다.

Claims

구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면에 Sn 도금이 실시된 Sn 도금재에 있어서, 기재의 표면에 Ni 및 Cu-Ni 합금 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 하지층이 형성되고, 이 하지층의 표면에, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층이 형성되고, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률이 20 내지 80%이며, Sn층의 최대 두께가 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작은 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 Cu-Sn계 합금층이 Cu-Sn 합금 및 Cu-Ni-Sn 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제2항에 있어서,
상기 Cu-Sn 합금이 Cu₆Sn₅로 이루어지고, 상기 Cu-Ni-Sn 합금이 (Cu, Ni)₆Sn₅로 이루어지는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 Sn층의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 Cu-Sn계 합금층의 두께가 0.4 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 하지층의 두께가 0.05 내지 0.5㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
제1항에 있어서,
상기 최표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry가 0.3 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는, Sn 도금재.
구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면을 처리한 후, 기판의 표면에 Ni 도금층과 Cu 도금층과 Sn 도금층을 이 순서로 형성하고, 그 후, 열처리에 의해, 다수의 Cu-Sn계 합금의 결정립으로 이루어지는 Cu-Sn계 합금층과, 최표면에 있어서 인접하는 Cu-Sn계 합금의 결정립 간의 오목부 내의 Sn층으로 이루어지는 최표층을 형성하고, 최표면에 있어서 Sn층이 차지하는 면적률을 20 내지 80%로 함과 함께, Sn층의 최대 두께를 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경보다 작게 하는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 기재의 표면 처리에 의해, 기재의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.05 내지 0.2㎛, 최대 높이 Ry를 0.4 내지 1.5㎛, 10점 평균 조도 Rz를 0.15 내지 1.0㎛로 하는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 Ni 도금층의 두께를 0.05 내지 0.5㎛, 상기 Cu 도금층의 두께를 0.1 내지 0.7㎛, 상기 Sn 도금층의 두께를 0.5 내지 1.5㎛로 하는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 Cu 도금층의 두께에 대한 상기 Sn 도금층의 두께의 비를 1.5 내지 5로 하고, 상기 Cu 도금층의 두께와 상기 Ni 도금층의 두께의 합에 대한 상기 Sn 도금층의 두께의 비를 1 내지 3.5로 하는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 열처리가, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, 상기 Cu-Sn계 합금의 결정립의 평균 입경이 1.5 내지 3㎛, 상기 Sn층의 최대 두께가 0.2 내지 1.0㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 열처리가, 300 내지 800℃의 온도 범위 내에서, 상기 Sn층의 평균 두께가 0.05 내지 0.4㎛가 되도록, 온도와 시간을 설정하여 행해지는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 열처리에 의해 상기 Sn 도금층이 용융한 후에 더 소비되는 상기 Sn 도금층의 두께(㎛)가 {열처리 전의 Sn 도금층의 두께(㎛)-0.7(㎛)} 이상이고 또한 {열처리 전의 Sn 도금층의 두께(㎛)-0.35(㎛)} 이하로 되도록, 열처리의 온도와 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는, Sn 도금재의 제조 방법.
제1항에 기재된 Sn 도금재를 재료로서 사용한 것을 특징으로 하는, 전기 소자.