KR20110106460A

KR20110106460A - Ｃｕ-Ｚｎ-Ｓｎ 계 합금판 및 Ｃｕ-Ｚｎ-Ｓｎ 계 합금 Ｓｎ 도금조

Info

Publication number: KR20110106460A
Application number: KR1020117019424A
Authority: KR
Inventors: 나오후미 마에다
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-09-28
Also published as: WO2010113749A1; TWI424072B; JP2010242121A; KR101338792B1; TW201042061A; JP5339995B2; CN102317483A

Abstract

본 발명은, 프레스 가공성뿐만 아니라, 강도, 도전율, 및 굽힘 가공성도 우수한 Cu－Zn－Sn 계 합금판 및 Cu－Zn－Sn 계 합금 Sn 도금조의 제공을 목적으로 하고 있다. Cu－Zn－Sn 계 합금판은, 2 ∼ 12 질량％ 의 Zn 및 0.1 ∼ 1.0 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지고, X 선 회절법에 의해 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지의 결정 방위를 측정했을 때, {111} 정극점도 상의 α = 0 ± 10° (단, α : 슐츠법에서 규정하는 회절용 고니오미터의 회전축에 수직인 축) 의 영역에 상당하는 전단 집합 조직의 극밀도가 2 ∼ 8 로 되는 것이다.

Description

Ｃｕ-Ｚｎ-Ｓｎ 계 합금판 및 Ｃｕ-Ｚｎ-Ｓｎ 계 합금 Ｓｎ 도금조 {Cu-Zn-Sn ALLOY PLATE AND TIN-PLATED Cu-Zn-Sn ALLOY STRIP}

본 발명은, 예를 들어 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재에 바람직한 Cu-Zn-Sn 계 합금판 및 Cu-Zn-Sn 계 합금 Sn 도금조 (條) 에 관한 것이다.

단자, 커넥터 등은 Cu 계 합금판을 프레스 가공하여 원하는 형상으로 성형되는데, 전자 부품의 소형화에 수반하여, 펀칭 후의 치수 정밀도가 종래 이상으로 중요해지고 있다. 프레스 가공에서는 펀칭 횟수의 증가에 수반하여 금형 마모가 진행되어, 버가 높아지기 때문에, 부품의 정밀도가 높아짐에 따라 금형의 메인테난스 빈도가 증가한다. 이와 같은 쳐짐이나 버는 종래 금형 조정에 의해 대응하는 경우가 많았지만, 치수 정밀도의 향상에 수반하여, 쳐짐이 작고 버가 낮은 Cu 계 재료가 요구되고 있다.

이와 같은 배경에서, Cu 계 재료의 집합 조직이나 표면 구조의 조정, 미세 화합물의 균일 분산 등의 방법에 의해 프레스 가공성을 개선한 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, Sn, Ni, P, Zn, Si, Fe, Co, Mg, Ti, Cr, Zr, Al 로부터 선택되는 적어도 1 종의 원소를 0.01 ∼ 30 wt％ 함유한 구리기 합금으로, 소정의 가공 비율 Z ％ 로 냉간 압연하고, 이어서 재결정 온도 미만의 온도에서 저온 소둔을 실시하여, 표면의 X 선 강도비 SND 를 SND = I{220} ÷ I{200}

10 으로 조정하는 기술이 개시되어 있다 (특허문헌 1).

또, 재료 단면의 X 선 회절 강도로 {111} 과 {222} 의 회절 강도의 합계를, {200} 회절 강도의 2 배 이상으로 하는 구리기 합금이 개시되어 있다 (특허문헌 2). 또한, Zn 을 5 ∼ 35 wt％, Sn 을 0.1 ∼ 3 wt％ 함유하는 구리 합금 부재 상에 Pd 를 층 형상으로 형성한 반도체 장치용 리드 프레임이 개시되어 있다 (특허문헌 3).

일본 공개특허공보 2002-180165호 일본 공개특허공보 2001-152303호 일본 공개특허공보 평11-36027호

그러나, 프레스 가공성의 개선을 목적으로 하여 집합 조직이나 표면 구조를 과도하게 조정하면, 강도, 도전율이나 굽힘 가공성과 같은 재료 특성이 저하된다.

따라서, 본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 프레스 가공성뿐만 아니라, 강도 및 굽힘 가공성도 우수한 Cu-Zn-Sn 계 합금판 및 Cu-Zn-Sn 계 합금 Sn 도금조의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 Cu-Zn-Sn 계 합금판은, 2 ∼ 12 질량％ 의 Zn 및 0.1 ∼ 1.0 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지고, X 선 회절법에 의해 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지의 결정 방위를 측정했을 때, {111} 정극점도 상의 α = 0 ± 10° (단, α : 슐츠법에서 규정하는 회절용 고니오미터의 회전축에 수직인 축) 의 영역에 상당하는 전단 집합 조직의 극밀도가 2 ∼ 8 이다.

산소 농도 1 질량％ 이상의 표면 산화층의 두께가 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한 Ni, Mg, Fe, P, Mn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 합계로 0.005 ∼ 0.5 질량％ 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 Cu-Zn-Sn 계 합금 Sn 도금조는, 상기 Cu-Zn-Sn 계 합금판의 표면에 0.3 ∼ 2 ㎛ 두께의 Sn 도금을 실시한 것이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 Cu-Zn-Sn 계 합금판에 Cu 층, Cu-Sn 합금층 및 Sn 층의 각 도금층이 이 순서로 형성되어 있는 Sn 도금재, 또한 상기 Cu-Zn-Sn 계 합금판에 Ni 층, Cu-Sn 합금층, Sn 층의 각 도금층이 이 순서로 형성되어 있는 Sn 도금재도 포함된다.

본 발명에 의하면, 프레스 가공성뿐만 아니라, 강도 및 굽힘 가공성도 우수한 Cu-Zn-Sn 계 합금판 및 Cu-Zn-Sn 계 합금 Sn 도금조를 얻을 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 구리 합금판과 종래의 구리 합금 압연판의 전단 집합 조직의 극밀도를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 Cu-Zn-Sn 계 합금판에 대해 설명한다.

(조성)

[Zn 및 Sn]

합금판 중의 Zn 의 농도를 2 ∼ 12 질량％ 로 하고, Sn 의 농도를 0.1 ∼ 1.0 질량％ 로 한다. Zn 은 합금판의 강도를 향상시키고, Sn 도금의 가열하에서의 박리 정도를 감소시킨다. 또, Sn 은 압연시의 가공 경화를 촉진시키는 작용을 갖는다.

Zn 이 2 ％ 미만인 경우, 합금판의 경도가 저하된다. Zn 이 12 ％ 를 초과하면, 합금판 표면의 산화막의 Zn 성분이 많아져 (Zn 리치), 합금판을 숫단자로 가공하여, 프린트 기판의 스루홀에 실장할 때, 납프리 땜납의 젖음성이 열화된다. Sn 이 0.1 ％ 미만인 경우, 원하는 가공 경화 특성을 얻지 못하고, Sn 이 1.0 ％ 를 초과하면 굽힘 가공성 및 도전성이 저하된다.

[다른 첨가 원소]

합금판 중에, 강도, 내열성, 내응력 완화성 등을 개선하는 목적으로, 추가로 Ni, Mg, P, Fe, Mn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 합계로 0.005 ∼ 0.5 질량％ 함유해도 된다. 이들 원소의 합계량이 0.005 ％ 미만인 경우, 원하는 특성을 얻지 못하고, 합계량이 0.5 질량％ 를 초과하면 원하는 특성은 얻을 수 있지만, 도전성이나 굽힘 가공성이 저하되는 경우가 있다.

(전단 집합 조직의 극밀도)

통상 냉간 압연에 있어서, 재료의 소성 변형에 수반하여 결정 격자 회전이 진행되어 집합 조직이 형성되는데, 압연시에 롤과 접하는 재료의 표층 영역과 재료 중앙부에서는 형성되는 집합 조직에 차이가 있는 것이 알려져 있다 (카미시로 외, 일본 금속 학회지, p33, 36권, 1972년, 고큐 이사오 편집, 「금속 소성 가공의 진보」, p499, 코로나사, 1978년). 이것은, 재료 중앙부에서는 판두께 방향의 압축 응력과 압연 방향의 인장 응력이 조합된 2 축 응력에 의해 재료가 변형되는 것에 반해, 재료 표층부에서는 롤과의 마찰력의 영향으로 재료가 전단 변형되기 때문으로, 이것을 표면 집합 조직 (전단 집합 조직) 이라고 부르며 압연 집합 조직과 구별하고 있다. 상기 문헌에 의하면, 예를 들어 Al 판에서는 최적 조건하에서, 판의 양면으로부터 판두께의 30 ％ 씩 표면 집합 조직이 형성되고, 얇은 천이층에 의해 급격하게 내부 조직으로 변하는 것이 판명되어 있다.

본 발명자들은, Cu-Zn-Sn 계 합금판에 있어서 표면 집합 조직 (전단 집합 조직) 을 적극적으로 도입시킨 결과, 종래의 Cu 계 합금판에 비해, 버가 낮고 프레스 가공성이 양호해지는 것을 알아냈다. 표면 집합 조직은 {111} 방위를 주성분으로 하는 집합 조직이고, 통상적인 압연 집합 조직은 {110} 방위를 주성분으로 하는 집합 조직이다. 단결정의 단축 인장 시험에서는, {111} 방위는 {110} 방위에 비해 파단 신장이 작은 것이 알려져 있어, 프레스 가공시에 표면에 형성되는 버의 저하는, 합금판 표면에 있어서의 파단 신장에 각 방위에서 차이가 있는 것이 영향을 미치는 것으로 생각된다.

또, 본 발명자들은 Cu-Zn-Sn 계 합금판에 표면 집합 조직 (전단 집합 조직) 을 적극적으로 도입하는 방법으로서, 최종 냉간 압연시의 압연 조건을 변화시켜 표면 집합 조직과 압연 조건의 상관을 조사하였다. 그 결과, 압연 속도 및 압연유 (油) 의 점성을 제어함으로써, 종래에는 표면 근방에만 형성되는 표면 집합 조직을, 판두께의 10 ∼ 20 ％ 정도의 깊이까지 형성시키는 데에 성공하였다.

본 발명에 있어서, X 선 회절법에 의해 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지의 결정 방위를 측정했을 때, {111} 정극점도 상의 α = 0 ± 10°(단, α : 슐츠법에서 규정하는 회절용 고니오미터의 회전축에 수직인 축) 의 영역에 상당하는, 전단 집합 조직의 극밀도를 2 ∼ 8 로 제어한다.

여기서, 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지를 대상으로 하는 이유는, 본 발명의 Cu-Zn-Sn 계 구리 합금 압연판을 사용하여 표면 집합 조직과 프레스 가공성의 관계를 조사한 결과, 5 ㎛ 이상의 표면 집합 조직이 형성되면 프레스 가공성에 유의한 차이가 발생하는 점에서, 이 깊이까지를 측정 대상으로 하였다.

또, 본 발명의 구리 합금의 전단 집합 조직에 상당하는 {111} 방위는, {111} 정극점도에 있어서의 α = 0 ± 10°의 영역이 되기 때문에, 이 영역을 극밀도의 측정 대상으로 하였다.

이상과 같이 하여, 전단 집합 조직의 극밀도가 측정된다. 그리고, 전단 집합 조직의 극밀도가 2 ∼ 8 인 압연판을 펀칭 프레스 가공하면, 펀칭 후에 발생하는 버가 종래재에 비해 적은 것이 판명되었다.

판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이의 전단 집합 조직의 극밀도가 2 미만이면, 전단 집합 조직이 충분히 형성되어 있지 않기 때문에, 버가 높아져, 프레스 가공성이 향상되지 않는다. 한편, 전단 집합 조직의 극밀도가 8 을 초과하는 것은 공업적으로 곤란하여 극밀도의 상한을 8 로 설정하였다.

또한, 극밀도가 2 이상 3 이하인 범위에서는, 전단 집합 조직의 극밀도가 증가하는 것에 따라 프레스 가공성은 향상되지 (버는 낮아지지) 만, 극밀도가 3 을 초과하면 프레스 가공성의 개선 정도는 둔화되고, 극밀도가 5 를 초과하면 프레스 가공성에 차이를 볼 수 없게 된다. 또, 5 를 초과하는 높은 극밀도를 얻기 위해서는, 점도가 높은 압연유의 사용이나 압연 속도의 고속화가 필요하고, 재료의 표면 거침도가 커지는 경향이 있다. 한편, 극밀도가 4.5 를 초과하면, 굽힘 가공부에 주름이 발생하게 된다. 이와 같은 점에서, 극밀도는 2.2 이상 5 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5 이상 4.5 이하로 한다.

또한, 종래의 구리 합금 압연판의 경우, 전단 집합 조직의 극밀도가 높은 부분은 판의 극표면에 한정되기 때문에, 프레스 가공성이 충분하다고는 할 수 없다. 도 1 은, 본 발명의 구리 합금판과 종래의 구리 합금판의 전단 집합 조직의 극밀도를 모식적으로 나타낸다. 종래의 구리 합금 압연에 있어서도, 판의 극표면의 전단 집합 조직의 극밀도는 2 이상으로 되지만, 내부가 될수록 극밀도가 급격하게 저하되어, 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이에서는 극밀도가 2 미만으로 된다.

판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지의 전단 집합 조직의 극밀도를 2 ∼ 8 로 제어하는 방법으로는, 합금 조성에 따른 소둔 온도에서 재결정 소둔을 실시하여, 최종 냉간 압연시의 롤과 구리 합금 압연 소재 사이의 마찰력을 높이는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는 최종 냉간 압연시의, 1) 압연유의 점도를 높게 하는 것, 2) 압연 롤의 조도를 높게 하는 것, 3) 압연 속도를 높게 하는 (롤 직경을 작게 하는) 것을 들 수 있다.

통상, 냉간 압연시의 압연유의 점도는 0.03 ∼ 0.06 ㎠/s 정도로, 최종 냉간 압연시의 압연유의 점도를 0.06 ㎠/s 이상으로 함으로써, 전단 집합 조직의 극밀도를 2 ∼ 8 로 할 수 있다.

(표면 산화층)

본 발명의 구리 합금판에 있어서, 산소 농도 1 질량％ 이상의 표면 산화층의 두께가 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 통상, 모상의 산소 농도는 0.001 ∼ 0.01 질량％ 정도로, 산소 농도가 1 질량％ 이상인 부분은 산소가 충분히 함유되어, 프레스 가공성에 영향을 주는 층으로서 기능하기 때문이다.

본 발명자들은, 동일 압연 조건으로 제작한 시료에서도 프레스 가공성에 차이를 일으키는 현상에 대해 검토한 결과, 시료를 판이나 조로 가공하기까지 실시하는 소둔으로 형성되는 표면 산화층이 두꺼워지면, 프레스 가공성이 열화되는 지견을 얻었다. 그리고, 소둔시의 분위기, 온도, 시간을 제어함으로써 표면 산화층의 두께를 최적화하여, 프레스 가공성의 개선에 도달하였다.

산소 농도 1 질량％ 이상의 표면 산화층의 두께가 0.5 ㎛ 를 초과하면, 금형이 마모되어 클리어런스가 커지고, 버가 증가하여 프레스 가공성이 저하되는 경우가 있다. 이것은, 표면 산화층이 Cu 모재에 비해 딱딱하여, 금형의 마모 요인이 되기 때문인 것으로 생각되며, 표면 산화층이 얇을수록, 재료 펀칭시의 금형강과 산화층 사이에서 마찰이 발생하는 빈도가 적어져, 프레스 가공성이 양호해진다.

또한, 소둔 분위기 중의 산소 농도가 0.2 ％ 이하이면, 표면 산화층의 두께가 얇아지기 때문에 바람직하다.

(제조)

본 발명의 구리 합금판은, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 먼저, 전기 구리 또는 무산소 구리를 주원료로 하고, 상기 화학 성분과 기타를 첨가한 조성을 용해로로 용해시켜, 잉곳을 제작한다. 잉곳을 예를 들어 균질화 소둔, 열간 압연, 면삭, 냉간 압연, 재결정 소둔, 최종 냉간 압연의 순서로 가공하여, 압연판이 얻어진다. Sn 도금을 실시하는 경우, 압연판에 부착된 압연유를 전해 탈지로 제거 후, 예를 들어 10 ％ 황산 수용액으로 산세하여 Sn 도금을 실시한다.

본 발명의 구리 합금판은, 조, 박 등의 여러 가지 형태로 할 수 있다. 본 발명의 구리 합금조를 가공함으로써, 커넥터, 핀, 단자, 릴레이, 스위치 등의 전기 부품에 적용할 수 있다. 커넥터로는, 공지된 모든 형태, 구조의 것에 적용할 수 있지만, 통상적으로는 숫 (잭, 플러그) 과 암 (소켓, 리셉터클) 으로 구성되는 커넥터의 숫단자로서 사용된다.

<실시예>

다음으로, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

1. 시료의 제작

고주파 유도로로 전기 구리를 용해시키고, 용탕 표면을 목탄 피복한 후, Zn (3 질량％) 및 Sn (0.2 질량％) 을 첨가하여 원하는 합금 조성으로 용탕을 조정하였다. 그 후, 주입 온도 1200 ℃ 에서 주조를 실시하고, 얻어진 잉곳을 850 ℃ 에서 3 시간 가열 후, 판두께 8 ㎜ 까지 열간 압연하여, 표면에 발생한 산화 스케일을 면삭으로 제거하였다. 그 후, 냉간 압연, 재결정 소둔, 냉간 압연의 순서로 가공을 진행하여, 최종적으로 0.64 ㎜ 의 압연판으로 마무리하였다. 재결정 소둔은 암모니아 분해 가스 중에서 실시하고, 소둔 시간은 30 분으로 하였다. 재결정 소둔의 조건, 최종 냉간 압연의 조건 (압연 속도 및 압연유의 점도), 및 얻어진 재료 특성을 표 1 에 나타낸다. 재결정 조건과 최종 냉간 압연의 조건을 변화시켜, 전단 집합 조직의 극밀도를 조정하였다.

2. 전단 집합 조직의 극밀도의 측정

X 선 디프락토미터 (주식회사 리가쿠 제조 RINT2500) 에 의해, 각 시료의 {111} 정극점 측정을 반사법으로 실시하여, {111} 정극점도를 제작하였다. 단, 반사법에서는, 시료면에 대한 X 선의 입사각이 얕아지면 측정이 곤란해지기 때문에, 실제로 측정할 수 있는 각도 범위는 정극점도 상에서 0°

α

75°, 0°

β

360° (단, α : 슐츠법에서 규정하는 회절용 고니오미터의 회전축에 수직인 축, β : 상기 회전축에 평행한 축) 가 된다.

측정에서는, α 와 β 의 회전 간격 Δα, Δβ 를 5° 로 하여 상기한 각도 범위 내를 주사하고, 16 × 73 = 1168 점의 X 선 강도를 측정하였다. 이 때, 집합 조직을 갖지 않는 상태 (즉 결정 방위가 랜덤인 상태) 를 1 로 하여 정극점도 상의 집합 조직의 강도를 규격화하였다. 결정 방위가 랜덤인 상태로 하여, 구리 분말 시료의 {111} 정극점 측정을 실시하고, 이것을 1 로 하였다.

또한, X 선 조사 조건으로서, Co 관구를 사용하고, 관 전압 30 ㎸, 관 전류 100 ㎃ 로 하여, 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지 X 선이 침투하도록 조건을 설정하였다.

이상과 같이 하여, 전단 집합 조직에 상당하는 {111} 정극점도 상의 α = 0 °± 10°인 범위의 결정 방위의 극밀도를 측정하고, 이 범위 내에 있어서의 극밀도의 최대치를 전단 집합 조직의 극밀도로 정의하였다.

3. 버의 높이

각 시료에 대해, 금형 클리어런스를 10 ％ 로 하고, 250 spm 의 펀칭 속도로, 길이 30 ㎜, 폭 0.5 ㎜ 의 리드를 펀칭하여, 콘포칼 현미경으로 펀칭재의 단면을 촬영하였다. 촬영 화상 중, 펀칭 종료면측의 가장 높이가 높은 부분과 가장 높이가 낮은 부분과의 고도차를 버의 높이로 간주하였다.

버의 높이가 15 ㎛ 이하이면, 버가 낮고 양호한 것으로 판정하였다.

4. 굽힘 가공성

일본 신동 협회 (JBMA) 기술 표준 T307 (1999년) 에 따라, 각 시료의 굽힘 가공성을 평가하였다. 굽힘 반경은 r = 0.3 으로 하여, Good Way 굽힘을 실시하였다.

동 기술 표준의 5 단계 평가 A ∼ E 에 대응하여, 이하와 같은 기준으로 평가하였다.

○ : 동 기술 표준의 A (양호) 인 것

△ : 동 기술 표준의 B (주름 소) 및 C (주름 대)

× : 동 기술 표준의 D (균열 소) 및 E (균열 대)

5. 인장 강도

각 시료에 대해, 압연 방향에 평행한 방향으로, JISZ2241 에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 인장 강도를 구하였다. 인장 강도가 450 ㎫ 이상이면, 스프링재로서 양호하다.

얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 로부터 알 수 있듯이, 발명예 1 ∼ 9 의 경우, 프레스 가공에 의한 버가 낮고, 굽힘 가공성도 양호하였다. 이 때문에, 프레스 가공성이 우수하고, 또한 인장 강도도 높은 것으로 되었다. 단, 산소 농도 1 질량％ 이상의 표면 산화층의 두께가 0.5 ㎛ 를 초과한 발명예 9 의 경우, 다른 발명예에 비해 버가 높아졌지만 실용상에는 문제가 없었다.

한편, 최종 냉간 압연시의 압연 속도가 170 mpm 미만인 비교예 1 의 경우, 전단 집합 조직의 극밀도가 2 미만으로 되어, 버가 높고, 프레스 가공성이 열화되었다.

또, 최종 냉간 압연시의 압연유의 점도가 0.06 ㎠/s 미만인 비교예 2 의 경우에도, 전단 집합 조직의 극밀도가 2 미만으로 되어, 버가 높고, 프레스 가공성이 열화되었다.

재결정 소둔 온도가 380 ℃ 미만인 비교예 3 의 경우에도, 전단 집합 조직의 극밀도가 2 미만으로 되어, 버가 높고, 프레스 가공성이 열화되었다. 이것은, 재결정 소둔 온도가 낮기 때문에, 충분한 재결정이 일어나지 않고, 재결정 소둔 이전에 형성된 압연 집합 조직의 영향에 의해, 원하는 전단 집합 조직을 얻을 수 없는 것이 원인이다.

재결정 소둔 온도가 430 ℃ 를 초과한 비교예 4 의 경우에는, 전단 집합 조직의 극밀도는 2 이상으로 되었지만, 재결정 소둔 온도가 지나치게 높았기 때문에, 결정 입경이 조대화되어, 인장 강도가 저하되었다.

또한, 적정한 재결정 온도의 범위는 구리 합금판의 조성에 따라 변동되며, 발명예에 적용된 380 ∼ 430 ℃ 의 온도역에 한정되는 것은 아니다.

실시예 2

고주파 유도로로 전기 구리를 용해시키고, 용탕 표면을 목탄 피복한 후, 표 2 의 조성이 되도록 합금 원소를 첨가하여, 원하는 합금 조성으로 용탕을 조정하였다. 그 후, 주입 온도 1200 ℃ 에서 주조를 실시하고, 얻어진 잉곳을 850 ℃ 에서 3 시간 가열 후, 판두께 8 ㎜ 까지 열간 압연하여, 표면에 발생한 산화 스케일을 면삭으로 제거하였다. 그 후, 냉간 압연, 재결정 소둔, 냉간 압연의 순서로 가공을 진행하여, 최종적으로 0.64 ㎜ 의 압연판으로 마무리하였다. 재결정 소둔은 암모니아 분해 가스 중에서 실시하고, 산소 농도를 0.1 ％ 로 하여, 표 3 에 나타내는 소둔 온도에서 30 분 실시하였다. 마무리 압연의 압연 속도는 200 mpm 로 하고, 점도 0.1 ㎠/s 의 압연유를 사용하였다.

얻어진 시료에 대해, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하고, 추가로 이하의 땜납 젖음성의 평가를 실시하였다.

<땜납 젖음성>

프린트 기판의 스루홀에 단자를 실장했을 때의 납프리 땜납의 땜납 젖음성을, 이하의 시험으로 모의하였다.

먼저, 실시예 2 에서 얻어진 각 구리 압연판에 1.2 ㎛ 의 Sn 도금을 실시한 후, 판폭이 0.64 ㎜, 길이 30 ㎜ 의 가늘고 긴 형상으로 프레스하고, 단면에 프레스 파면을 발생시킨 후, 상대 습도 85 ％, 온도 85 ℃ 의 분위기에 24 h 노출시켰다 (에이징 처리). 다음으로, 이 가늘고 긴 판을, 250 ℃ 의 납프리 땜납 (Sn - 3 ％ Ag - 0.5 ％ Cu) 에 소정 깊이로 10 초간 침지한 후, 꺼냈다. 시료를 납프리 땜납에 침지하면, 땜납이 시료와 젖음으로써 침지 계면으로부터 위로 땜납이 올라온다. 따라서, 이하의 식에 의해 땜납 젖음 면적률 (S) 을 계산할 수 있다.

S (％) = (침지 후의 땜납 부착부의 총 면적) / (침지시의 땜납 침지부의 초기 면적) × 100

S 가 100 ％ 를 초과하는 경우에는, 땜납의 젖음 현상이 발생하고 있는 것을 나타내고, S 가 110 ％ 이상으로 될 때, 전술한 땜납 젖음성이 양호해진다. 따라서, 이하의 기준으로 땜납 젖음성을 평가하였다.

○ : S

110 ％

× : S < 110 ％

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 발명예 10 ∼ 25 의 경우, 프레스 가공성이 우수하고, 인장 강도가 높고, 또한 땜납 젖음성도 양호하였다.

한편, Zn 농도가 2 질량％ 미만인 비교예 5 의 경우, 인장 강도가 저하되었다. Zn 농도가 12 질량％ 를 초과한 비교예 6 의 경우, 프레스 가공성, 강도 모두 양호했지만, 땜납 젖음성이 열화되었다. Sn 농도가 0.1 질량％ 미만인 비교예 7 의 경우, 압연시의 가공 경화가 불충분해져, 인장 강도가 저하되었다. Sn 농도가 1.0 질량％ 를 초과하는 비교예 8 의 경우, 굽힘 가공성이 저하되었다.

Claims

2 ∼ 12 질량％ 의 Zn 및 0.1 ∼ 1.0 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지고, X 선 회절법에 의해 판 표면으로부터 5 ㎛ 깊이까지의 결정 방위를 측정했을 때, {111} 정극점도 상의 α = 0 ± 10° (단, α : 슐츠법에서 규정하는 회절용 고니오미터의 회전축에 수직인 축) 의 영역에 상당하는 전단 집합 조직의 극밀도가 2 ∼ 8 인 Cu-Zn-Sn 계 합금판.
제 1 항에 있어서,
산소 농도 1 질량％ 이상의 표면 산화층의 두께가 0.5 ㎛ 이하인 Cu-Zn-Sn 계 합금판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
또한 Ni, Mg, Fe, P, Mn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 합계로 0.005 ∼ 0.5 질량％ 함유하는 Cu-Zn-Sn 계 합금판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 Cu-Zn-Sn 합금판의 표면에 0.3 ∼ 2 ㎛ 두께의 Sn 도금을 실시한 Cu-Zn-Sn 계 합금 Sn 도금조.