KR20130122667A

KR20130122667A - Co-Si 계 구리 합금판

Info

Publication number: KR20130122667A
Application number: KR1020137022995A
Authority: KR
Inventors: 가즈타카 아오시마
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-11-07
Also published as: US20140065441A1; TWI450985B; JP4831552B1; WO2012132805A1; KR101569262B1; EP2679341A4; CN103429388B; EP2679341A1; CN103429388A; TW201245471A; EP2679341B1; JP2012201963A

Abstract

(과제) 땜납 젖음성이 우수하며, 또한 납땜시의 핀홀이 적은 Co-Si 계 구리 합금판을 제공한다.
(해결 수단) Co : 0.5 ∼ 3.0 질량％, Si : 0.1 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 Co-Si 계 구리 합금판으로서, {(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD)) － (압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ≥ 90 ％ 이다.

Description

Co-Si 계 구리 합금판{Co-Si-BASED COPPER ALLOY SHEET}

본 발명은, Co-Si 계 구리 합금판에 관한 것이다.

커넥터 등의 전기·전자 기기의 소형화가 요구되고 있으며, 강도가 우수한 Co-Si 계 구리 합금 (코르손 합금) 이 개발되고 있다. 그런데, Co-Si 계의 코르손 합금은 Co 와 Si 로부터 석출물을 생성시키기 위하여 고온에서의 용체화나 시효 처리를 필요로 하고, 그 표면에 강고한 산화 피막이 형성되어, 땜납 젖음성을 열화시킨다. 또한, 코르손 합금에 있어서는, 최종 압연 후에 변형 제거 어닐링을 실시하는 경우도 있기 때문에, 산화 피막이 더욱 성장된다. 이 때문에, 최종 열처리 후에 산세하여 산화 피막을 용해시키고, 추가로 버프 연마에 의해 산화 피막을 제거하는 것이 행해지고 있다 (이하, 적절히 「산세 버프 연마」라고 한다).

이와 같은 점에서, 표면 조도를, Ra 를 0.2 ㎛ 이하, 또한 Rt 를 2 ㎛ 이하로 규정하여, 땜납 젖음성을 향상시킨 구리 합금 재료가 개발되어 있다 (특허문헌 1).

또한, 상기한 산세 버프 연마를 실시하면, 버프에 의한 두둑 형상의 요철이 표면에 생성되어 땜납 젖음성을 저하시키는 점에서, 마무리 압연 전에 산세 또는 탈지 처리를 실시하여 땜납 젖음성을 향상시킨 구리 합금 재료가 개발되어 있다 (특허문헌 2). 마무리 압연 전에 산세 또는 탈지 처리를 실시하면, 표면의 요철 성분을 나타내는 도수 분포도에 있어서의 피크 위치가, 조도 곡선을 위한 평균선 (도수 분포도에 있어서의 제로의 위치) 보다 플러스측 (볼록 성분) 에 나타나고, 땜납 젖음성이나 도금성이 향상된다고 되어 있다.

국제 공개 WO2010/13790호 일본 특허공보 제4413992호 (단락 0013)

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술의 경우, 땜납 젖음성이 양호해도 재료 표면의 산화 피막이 제거되어 있지 않거나, 최종 압연 전에 산세, 연마를 실시하고 있기 때문에, 압연에 의해 이물질이 압입된 경우에, 핀홀 (부분적으로 땜납이 부착되지 않는 영역) 이 발생한다. 핀홀이 많아지면 납땜 불량이 발생하기 쉽고, 특히 코르손 합금을 단자로 성형하였을 때의 납땜 부분에 핀홀이 생기면 납땜 불량이 된다.

또한, 특허문헌 2 에 기재된 기술의 경우, 마무리 압연 전에 산세 또는 탈지 처리가 필요해지는 점에서 공정이 복잡해져, 생산성이 열등하다. 또한, Co-Si 계의 코르손 합금의 산화 피막은 매우 견고하기 때문에, 산세만으로는 잘 떨어지지 않는데, 특허문헌 2 에 기재된 기술은 열처리 후에 산세만을 실시하고 연마를 실시하지 않는 공정, 또는 산세와 연마를 실시하지 않는 공정이기 때문에, 재료 표면의 산화 피막이 충분히 다 제거되어 있지 않다고 생각되어, 핀홀이 생기기 쉽다.

즉, 본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 땜납 젖음성이 우수하며, 또한 납땜시의 핀홀이 적은 Co-Si 계 구리 합금판의 제공을 목적으로 한다.

본 발명자들은 여러 가지 검토한 결과, 최종 열처리 후의 산세 버프 연마를, 비교적 결 (연마 지립) 이 고운 버프를 사용하여 충분한 횟수 실시함으로써, 재료 표면의 산화 피막이나, 압연에 의해 압입된 이물질을 제거함과 함께, 표면을 소정의 이방성을 가진 평활면으로 함으로써, 땜납 젖음성이 우수하며, 또한 핀홀이 저감되는 것을 알아냈다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 Co-Si 계 구리 합금판은, Co : 0.5 ∼ 3.0 질량％, Si : 0.1 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 Co-Si 계 구리 합금판으로서, {(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD)) － (압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ≥ 90 ％ 이다.

압연 평행 방향의 표면 조도 Ra(RD) ≤ 0.07 ㎛ 인 것이 바람직하다.

압연 평행 방향의 표면 조도 Rz(RD) ≤ 0.50 ㎛ 인 것이 바람직하다.

압연 직각 방향의 표면의 요철 성분을 나타내는 도수 분포도에 있어서의 피크 위치가, 조도 곡선을 위한 평균선보다 마이너스측 (오목 성분측) 에 있는 것이 바람직하다.

추가로, Mn, Fe, Mg, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Zr, B, Ag, Be, Zn, Sn, 미쉬메탈 및 P 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 2.0 질량％ 이하 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 땜납 젖음성이 우수하며, 또한 납땜시의 핀홀이 적은 Co-Si 계 구리 합금판이 얻어진다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 Co-Si 계 구리 합금판의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시예 4 의 표면의 요철 성분의 도수 분포도이다.
도 3 은, 실시예 18 의 표면의 요철 성분의 도수 분포도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 Co-Si 계 구리 합금에 대하여 설명한다. 한편, 본 발명에 있어서 ％ 란, 특별히 언급하지 않는 한 질량％ 를 나타내는 것으로 한다.

또한, 표면 조도 Ra 란, JIS-B 0601 (2001년) 에 규격되는 중심선 평균 조도이고, 표면 조도 Rz 란, 동 JIS 에 규격되는 최대 높이이다.

먼저, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 기술 사상에 대하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 Co-Si 계 구리 합금판의 제조 공정의 일례를 나타낸다.

먼저, 최종 열처리 후의 구리 합금판 (2) 을 산세조 (4) 에 도입하여 산세하면, 압연 평행 방향 (RD) 및 압연 직각 방향 (TD) 으로 거의 균일하게 산화 피막이 용해되어 두께가 감소된다. 이 때문에, 산세 후의 압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD) 및 압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD) 는 거의 동일하여, 이들의 차 {G(RD)－G(TD)} ≒ 0 이 된다 (도 1(a) 참조).

다음으로, 버프 (6) 를 사용하여 산세 후의 구리 합금판을 연마하면, 버프에 의한 연마선의 흠집이 난다. 버프 (6) 의 회전 방향인 압연 평행 방향 (RD) 에 있어서는, 재료 표면의 연마가 진행됨에 따라, 산세에서 다 녹지 않은 산화 피막이 재료 표면으로부터 없어지기 때문에, 재료 표면이 평활해져 G(RD) 가 커진다. 한편, 압연 직각 방향 (TD) 으로 재료 표면의 연마가 진행되어도, TD 방향의 재료 표면에는 버프에 의한 연마선의 흠집이 형성되기 때문에, 표면의 평활함 정도는 크게 변화되지 않아, G(TD) 는 크게 변화되지 않는다. 따라서, {G(RD)－G(TD)} ＞ 0 이 되지만, {G(RD)－G(TD)} ≥ 90 ％ 가 되면, 버프 연마가 진행되어 산화 피막이 충분히 제거되어, 땜납 젖음성이 향상되며, 또한 납땜시의 핀홀이 저감되는 것이 판명되었다. {G(RD)－G(TD)} 의 상한은 특별히 규정되지 않지만, 실용적으로는 400 ％ 이하이다.

또한, 60 도 경면 광택도는, 소정 면적의 재료 표면 상태를 반영한다. 한편, 표면 조도 (Ra 등) 는 소정 직선 상의 재료 표면 상태를 반영한다. 그 때문에, 60 도 경면 광택도는 표면 조도보다, 재료 표면에 국소적으로 존재하는 산화 피막이나 이물질 등의 상태를 보다 잘 반영할 것으로 생각한다.

또한, 버프 (6) 는 원통상이며, 그 표면에 연마 지립이 부착되어 있다. 그리고, 버프 (6) 를 구리 합금판 (2) 의 판 통과 방향 (도 1 의 좌측에서 우측으로) 과 순방향으로 회전시킴으로써 버프 (6) 의 연마 지립이 구리 합금판 (2) 의 표면을 깎도록 되어 있다. 따라서, 버프 연마의 진행에 의한 산화 피막의 제거 정도는, 연마 지립의 입경 (번수 (番手)), 구리 합금판 (2) 의 판 통과 횟수, 판 통과 속도 (라인 속도), 버프 (6) 의 회전수 등에 의해 조정할 수 있다.

또한, 압연 평행 방향의 표면 조도 Ra(RD) 가 0.07 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. Ra(RD) 가 0.07 ㎛ 이하인 경우, 제로 크로스 타임이 작아지는 경우가 있다.

본 발명에 있어서는, 압연 직각 방향의 표면의 요철 성분의 도수 분포도에 있어서의 피크 위치를 규정할 수도 있다. 여기서, 표면의 요철 성분의 도수 분포도는 특허문헌 2 에 기재된 것과 동일하고, 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이로 하고, 세로축을 빈도 (측정 데이터 수) 로 하여 플롯한 도면이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 0.05 ㎛ 간격 (증분) 으로 하고, 이 간격마다의 측정 데이터 수를 빈도로 하여 합계하여 플롯하고 있다. 또한, 「조도 곡선을 위한 평균선」은 JIS-B 0601 에 규격되어 있다.

도수 분포도는, 구체적으로는 이하와 같이 작성한다. (1) 먼저, 시료의 압연 직각 방향을 따라, 「조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이」를 측정한다. 요컨대, 표면의 위치마다 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 데이터 (이하, 적절히 「측정 데이터」라고 한다) 가 얻어지므로, 얻어진 측정 데이터로부터 피크 위치 등을 구함과 함께, 측정 데이터를 수치 처리하여 Ra, Rz 를 산출하고 있다. (2) 「조도 곡선을 위한 평균선」으로부터의 높이를 0.05 ㎛ 간격으로 구분짓는다. (3) 상기 0.05 ㎛ 간격마다, 해당하는 측정 데이터 수 (도수) 를 카운트한다.

또한, 측정 데이터는, 표준 길이 1.25 ㎜, 컷오프값 25 ㎜ (JIS-B 0601 에 준거), 주사 속도 0.1 ㎜/sec 로 측정한다. 측정은, 코사카 연구소사 제조의 표면 조도 측정기 (Surfcorder SE3400) 를 사용하여, 측정 길이 1.25 ㎜ 에서 측정 데이터 수가 7500 점이다.

상기 피크 위치의 구체적인 측정 방법도 특허문헌 2 에 기재된 것과 동일하고, 얻어진 측정 데이터 중, 「조도 곡선을 위한 평균선」으로부터의 높이가 0 보다 큰 것을 상 (플러스) 의 성분으로 하고, 0 보다 작은 것을 하 (마이너스) 의 성분으로 분류하여 도수 분포를 플롯한다. 가로축을 「조도 곡선을 위한 평균선」으로부터의 높이 (㎛) 로 하고, 세로축으로서 측정 데이터 수를 0.05 ㎛ 마다 합계한 빈도를 다시 플롯하면, 도 2 및 도 3 이 얻어진다 (특허문헌 2 의 도 3 에 대응). 도 2 및 도 3 에서, 가로축의 「조도 곡선을 위한 평균선」으로부터의 높이가 0 ㎛ 인 위치에 선을 그으면, 빈도의 피크 위치가 오목 성분 (마이너스측) 인지 볼록 성분 (플러스측) 인지, (또는 0 인지) 를 판별할 수 있다.

여기서, 상기 「피크 위치」의 판별은 다음과 같이 하여 실시한다. 먼저, 빈도-조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이의 그래프 (도 2, 도 3 참조) 에서, 값이 가장 높은 빈도를 P1, 값이 다음으로 높은 빈도를 P2 로 한다. 그리고, (1) 피크 위치가 오목 성분 (마이너스측) 이란, P1 과 P2 가 양방 모두 마이너스측에 있는 경우, 또는, P2/P1 ＜ 99 ％ 또한 P1 이 마이너스측에 있는 경우를 일컫는다. (2) 피크 위치가 볼록 성분 (플러스측) 이란, P1 과 P2 가 양방 모두 플러스측에 있는 경우, 또는, P2/P1 ＜ 99 ％ 또한 P1 이 플러스에 있는 경우를 일컫는다. (3) 피크 위치가 0 이란, P2/P1 ≥ 99 ％ 인 경우 (단, P1 과 P2 가 양방 모두 마이너스측에 있는 경우, 및 P1 과 P2 가 양방 모두 플러스측에 있는 경우를 제외한다) 를 일컫는다.

또한, 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이가 0 ㎛ 인 선은, 조도 곡선을 위한 평균선을 의미한다.

또한, 3 회 측정한 결과로부터 각각 구한 피크 위치가 플러스와 마이너스로 분산된 경우, 2 회의 측정이 상 (플러스) 성분에 피크가 있으면, 볼록 성분측으로 간주하였다.

도 2 는, 후술하는 실시예 4 의 실제의 측정 데이터에 대하여, 세로축을 빈도 (％), 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 (㎛) 로 다시 플롯한 그래프이다.

또한, 도 3 은, 후술하는 실시예 18 의 실제의 측정 데이터에 대하여, 세로축을 빈도 (％), 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 (㎛) 로 다시 플롯한 그래프이다.

도 3 의 경우, 표면의 요철 성분의 도수 분포도에 있어서의 피크 위치가, 조도 곡선을 위한 평균선보다 플러스측 (볼록 성분측) 에 있고, 도 2 의 경우, 상기 피크 위치가 조도 곡선을 위한 평균선보다 마이너스측 (오목 성분측) 에 있음을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명 (예를 들어 도 2, 실시예 4) 에 있어서는, 피크 위치가 마이너스측 (오목 성분측) 에 있어도 젖음 특성이 양호하여, 젖음 특성은 피크 위치에 관계없다. 또한, 실시예 18 은 산세시의 산세액을 변경한 것에 의해, 피크 위치가 플러스로 되어 있다.

상기 표면 조도 Ra, Rz 의 측정 방법은 특허문헌 2 에 기재된 것과 동일하고, 표준 길이 1.25 ㎜, 컷오프값 25 ㎜ (JIS-B 0601 에 준거), 주사 속도 0.1 ㎜/sec 로 측정한다. 측정은, 코사카 연구소사 제조의 표면 조도 측정기 (Surfcorder SE3400) 를 사용하여, 측정 길이 1.25 ㎜ 에서 측정 데이터 수가 7500 점이다. 또한, 표면 조도 Ra, Rz 는 3 회 측정하고, 그 평균값을 취하였다.

다음으로, 본 발명의 Co-Si 계 구리 합금판의 그 밖의 규정 및 조성에 대하여 설명한다.

＜조성＞

Co : 0.5 ∼ 3.0 질량％, Si : 0.1 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 한다.

Co 및 Si 의 함유량이 상기 범위보다 적으면, Co₂Si 에 의한 석출 강화가 충분하지 않아, 강도의 향상을 도모할 수 없다. 한편, Co 및 Si 의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 도전성을 열화시키고, 열간 가공성도 열화시킨다. Co 의 바람직한 함유량은 1.5 ∼ 2.5 질량％ 이고, 보다 바람직한 함유량은 1.7 ∼ 2.2 질량％ 이다. Si 의 바람직한 함유량은 0.3 ∼ 0.7 질량％ 이고, 보다 바람직한 함유량은 0.4 ∼ 0.55 질량％ 이다.

Co/Si 의 질량비는 3.5 ∼ 5.0 이 바람직하고, 3.8 ∼ 4.6 이 보다 바람직하다. Co/Si 의 질량비가 이 범위이면, Co₂Si 를 충분히 석출시킬 수 있다.

추가로, Mn, Mg, Ag, P, B, Zr, Fe, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Be, Zn, Sn 및 미쉬메탈로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 합계 2.0 질량％ 이하 함유하면 바람직하다. 상기 원소의 합계량이 2.0 질량％ 를 초과하면, 하기의 효과가 포화됨과 함께, 생산성이 열등하다. 단, 상기 원소의 합계량이 0.001 질량％ 미만인 경우, 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 상기 원소의 합계량을 0.001 ∼ 2.0 질량％, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 2.0 질량％, 가장 바람직하게는 0.04 ∼ 2.0 질량％ 로 한다.

여기서, Mn, Mg, Ag 및 P 는, 미량의 첨가로 도전율을 저해시키지 않고 강도, 응력 완화 특성 등의 제품 특성을 개선한다. 이들 원소는 주로 모상에 고용됨으로써 상기 효과가 발휘되지만, 제 2 상 입자에 함유됨으로써 한층 더 효과가 발휘된다.

B, Zr 및 Fe 의 첨가에 의해서도, 강도, 도전율, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성이 개선된다. 이들 원소는 주로 모상에 고용됨으로써 상기 효과가 발휘되지만, 제 2 상 입자에 함유됨으로써, 또는 새로운 조성의 제 2 상 입자를 형성함으로써 한층 더 효과가 발휘된다.

Ni, Cr, V, Nb, Mo, Be, Zn, Sn 및 미쉬메탈은 서로 특성을 보완하여, 강도, 도전율뿐만 아니라, 응력 완화 특성, 굽힘 가공성, 도금성이나 주괴 (鑄塊) 조직의 미세화에 의한 열간 가공성의 개선과 같은 제조성도 개선한다.

또한, 본 발명의 합금의 특성에 악영향을 주지 않는 범위에서, 본 명세서에 구체적으로 기재되지 않은 원소가 첨가되어도 된다.

다음으로, 본 발명의 Co-Si 계 구리 합금판의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 먼저, 구리 및 필요한 합금 원소, 추가로 불가피 불순물로 이루어지는 주괴를 열간 압연 후, 면삭하여 냉간 압연하고, 용체화 처리한 후에 시효 처리하여 Co₂Si 를 석출시킨다. 다음으로 최종 냉간 압연으로 소정 두께로 마무리하고, 필요에 따라 추가로 변형 제거 어닐링하고, 마지막으로 산세하고 즉시 버프 연마한다.

용체화 처리는 예를 들어, 700 ℃ 이상 1000 ℃ 이하의 범위에서 선택할 수 있다. 또한, 시효 처리는 예를 들어, 400 ℃ ∼ 650 ℃ 에서 1 ∼ 20 시간으로 할 수 있다.

또한, 최종 압연 가공도는, 바람직하게는 5 ∼ 50 ％, 더욱 바람직하게는 20 ％ ∼ 30 ％ 이다. 본 발명의 합금재의 결정 입경은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 3 ∼ 20 ㎛ 이하이다. 석출물의 입경은 5 ㎚ ∼ 10 ㎛ 이다.

실시예

표 1 에 나타내는 조성의 잉곳을 주조하고, 900 ℃ 이상에서 두께 10 ㎜ 까지 열간 압연을 실시하고, 표면의 산화 스케일을 면삭한 후, 냉간 압연하고, 700 ℃ 이상 1000 ℃ 이하에서 용체화 처리한 후에 400 ℃ ∼ 650 ℃ 에서 1 ∼ 20 시간의 시효 처리를 실시하였다. 다음으로 가공률 5 ∼ 40 ％ 로 최종 냉간 압연으로 소정 두께로 마무리하고, 추가로 300 ∼ 600 ℃ 에서 0.05 ∼ 3 시간의 변형 제거 어닐링을 실시하고, 마지막으로 표 1 에 나타내는 조건에서 산세하고 즉시 버프 연마하였다. 또한, 버프 연마 전의 산세에 사용하는 산세액은, 농도 20 ∼ 30 질량％ 이고 pH＝1 이하인 희황산, 염산 또는 희질산의 수용액으로 하고, 산세의 침지 시간을 60 ∼ 180 초로 하였다. 버프 연마에 사용하는 버프재는, 알루미나제의 지립을 사용하여, 나일론 부직포에 알루미나 함유시킨 것을 사용하였다. 그리고, 각각 버프결 조도 (연마 지립의 번수) 를 변화시킨 버프재를 사용하였다. 연마 지립의 번수는, 지립의 1 인치당 망목의 수를 나타내고, JIS R 6001 에 규격되어 있다. 예를 들어, 번수가 1000 이면, 지립의 평균 입경이 18 ∼ 14.5 ㎛ 가 된다. 또한, 실시예 18 은, 산세 버프 연마의 산세액으로서 농도 40 ∼ 50 질량％ 이고 pH＝1 이하인 질산의 수용액을 사용한 것 이외에는 다른 실시예와 동일하다.

이와 같이 하여 얻어진 각 시료에 대하여, 모든 특성의 평가를 실시하였다.

(1) Ra 및 Rz

JIS-B 0601 (2001년) 에 따라, 중심선 평균 조도 Ra 및 최대 높이 Rz 를 측정하였다. 측정은, 압연 평행 방향 (RD) 및 압연 직각 방향 (TD) 에 대하여 각각 측정하였다. 측정은, 표준 길이는 1.25 ㎜, 컷오프값 0.25 ㎜ (상기 JIS 에 준거), 주사 속도 0.1 ㎜/sec 로 하고, 코사카 연구소사 제조의 표면 조도 측정기 (Surfcorder SE3400) 를 사용하여, 측정 길이 1.25 ㎜ 에서 측정 데이터 수가 7500 점으로 하였다.

(2) 도수 분포도

(1) 에서 얻어진 압연 직각 방향의 측정 데이터에 대하여, 측정 데이터 중, 「조도 곡선을 위한 평균선」으로부터 상 (플러스) 의 성분과 하 (마이너스) 의 성분으로 분류하고, 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이를 0.05 ㎛ 간격으로 하여 도수 분포를 플롯하였다. 측정 데이터로부터, 세로축을 빈도 (％), 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 (㎛) 로 다시 플롯하여, 도 2 및 도 3 이 얻어졌다. 도 2 및 도 3 에서, 가로축의 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이의 0 ㎛ 에 선을 그으면, 빈도의 피크가 오목 성분 (마이너스측) 인지 볼록 성분 (플러스측) 인지, (또는 0 인지) 를 판별할 수 있다.

(3) 광택도

60 도 경면 광택도는, JIS Z 8741 에 준거한 광택도계 (닛폰 전색 공업 제조, 상품명 「PG-1M」) 를 사용하여, 각각 압연 평행 방향 RD, 및 압연 직각 방향 TD 에 대하여, 입사각 60 도로 측정하였다.

도 2 는, 실시예 4 의 실제 측정 데이터에 대하여, 세로축을 빈도 (％), 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 (㎛) 로 다시 플롯한 그래프이다.

또한, 도 3 은, 후술하는 실시예 18 의 실제 측정 데이터에 대하여, 세로축을 빈도 (％), 가로축을 조도 곡선을 위한 평균선으로부터의 높이 (㎛) 로 다시 플롯한 그래프이다.

(3) 땜납 특성

(3-1) 핀홀 수

핀홀 수는, 땜납이 젖지 않아, 하지 (구리 합금재) 가 보이는 구멍의 수를 일컫는다. 핀홀 수가 많아지면 납땜 불량이 발생하기 쉬워진다. 핀홀 수의 시험은, 10 ㎜ 폭의 시료를 10 질량％ 의 희황산 수용액으로 산세한 후에, 침지 깊이 12 ㎜, 침지 속도 25 ㎜/s, 침지 시간 10 sec 로, 땜납욕에 침지하고 끌어올렸을 때, 표리를 광학 현미경 (배율 50 배) 으로 관찰하여 하지가 육안 관찰된 수를 카운트하고, 5 개 이하를 양호로 하였다.

땜납 시험은 JIS-C 60068-2-54 에 준거하여 실시하였다. 땜납욕의 조성은, 주석 60 wt％, 납 40 wt％ 로 하고, 추가로 플럭스 (로진 25 wt％, 에탄올 75 wt％) 를 적당량 첨가하고, 땜납 온도 235 ℃ ± 3 ℃ 로 하였다.

(3-1) 제로 크로스 타임 (T2 값)

제로 크로스 타임 (T2 값) 은, 젖음 응력값이 제로가 될 때까지의 시간으로, 제로 크로스 타임이 짧을수록, 땜납에 젖기 쉽다. 시험은, 시료를 10 wt％ 의 희황산 수용액으로 산세한 후에, 침지 깊이 4 ㎜, 침지 속도 25 ㎜/s, 침지 시간 10 sec 로, 235 ℃ ± 3 ℃ 의 상기 땜납욕에 침지하고, JIS C 60068-2-54 에 준거하여 실시하고, 메니스코그래프법으로 제로 크로스 타임을 구하였다. 제로 크로스 타임이 2.0 초 이하를 땜납 젖음성 양호로 하였다.

얻어진 결과를 표 1 ∼ 표 3 에 나타낸다. 또한, 표 1, 표 2 의 「마무리 압연의 전처리」에 있어서, A 법, B 법은 이하의 조건에서 산세 버프 연마를 실시한 것이다. 예를 들어, 실시예 9 는, 마무리 압연 전에 산세 버프 연마를 실시하고, 추가로 마무리 압연 후에도 산세 버프 연마를 실시하였다. 마무리 압연 전의 산세 버프 연마에서 산세에 사용하는 산세액은, 상기한 마무리 압연 후의 산세 버프 연마에 사용한 산세액과 동일하다.

A 법 : 버프 연마 횟수 1 회, 판 통과 속도 40 m/min, 버프결 조도 (연마 지립) 1000 번수, 버프 회전수 500 rpm

B 법 : 버프 연마 횟수 3 회, 판 통과 속도 10 m/min, 버프결 조도 (연마 지립) 2000 번수, 버프 회전수 1400 rpm

또한, 일부의 시료에 대해서는, 마무리 압연 전에, 10 ％ 황산 수용액에 30초 침지시키는 산세만 실시하였다. 또한, 일부의 시료에 대해서는, 마무리 압연 전에, 헥산에 30 초 침지시키는 탈지만 실시하였다. 또한, 다른 시료는 마무리 압연 전에 아무런 처리를 실시하지 않았다.

표 1 ∼ 표 3 으로부터 분명한 바와 같이, 최종 열처리 (변형 제거 어닐링) 후의 산세 버프 연마를, 비교적 결 (연마 지립) 이 고운 버프를 사용하여 충분한 횟수 실시한 각 실시예의 경우, 땜납 젖음성이 우수하며, 또한 핀홀이 저감되었다. 각 실시예는 모두 {(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD))－(압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ≥ 90 ％ 로, 재료 표면의 산화 피막, 이물질의 압입을 충분히 제거함과 함께 표면이 평활해진 것이라고 생각된다.

또한, 각 실시예에서는, 산세 버프 연마를, 연마 지립이 2000 번 이상, 판 통과 횟수 2 회 이상, 판 통과 속도 10 mpm 이하, 회전수 1200 회전/분 이상의 조건에서 실시하였지만, 물론, 제조 장치에 따라 이들의 최적 범위는 변화된다.

한편, 각 비교예에서는 산세 버프 연마가 충분히 행해지지 않아, 재료 표면의 산화 피막이나, 이물질의 압입을 충분히 제거할 수 없었다. 이 때문에, 각 비교예에서는, {(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD))－(압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ＜ 90 ％ 가 되어, 핀홀이 증가하고, 산화 피막이 많이 잔존하고 있던 것은 땜납 젖음성이 열화되었다.

이들의 열화 원인은, 비교예 1, 2, 15, 17, 19 의 경우, 산세 버프 연마의 판 통과 속도가 20 mpm 를 초과하였기 때문이라고 생각된다.

비교예 3, 5, 8, 20 의 경우, 산세 버프 연마의 판 통과 횟수가 2 회 미만이기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교예 20 은, 최종 압연 후에 상기 서술한 A 법으로 산세 연마를 실시하였다.

비교예 13 의 경우, 산세는 실시하였지만, 버프 연마를 실시하지 않았기 때문이라고 생각된다.

비교예 6, 7 의 경우, 산세 버프 연마의 연마 지립을 4000 번으로 하였기 때문에 연마 지립이 지나치게 고와 그다지 연마되지 않기 때문에, Ra(RD) 의 저감 효과가 적었다고 생각된다.

비교예 11, 12 의 경우, 산세 버프 연마의 회전수가 1200 회전/분 미만이기 때문이라고 생각된다.

비교예 9, 10 의 경우, 연마 지립이 지나치게 거칠어 산세 버프 연마면이 거칠고, {(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD))－(압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ＜ 90 ％ 가 되어 핀홀이 증가하고, 제로 크로스 타임이 악화되었다. 이것은, 산세 버프 연마의 연마 지립을 500 번으로 하였기 때문에 연마 지립이 지나치게 거칠었기 때문이라고 생각된다.

비교예 4, 14, 16, 18, 21 의 경우, 최종 압연 후에 산세 버프 연마를 하지 않았기 때문에 표면의 산화 피막, 이물질의 압입이 제거되지 않고 압연된 표면 그대로의 상태가 유지되었기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교예 21 은, 최종 압연의 롤의 조도를 곱게 한 것 이외에는 각 실시예와 동일하게 하여 제조하였다.

또한, 비교예 16, 18 의 경우, 마무리 압연 전에 처리 (산세 또는 탈지) 를 실시하며, 또한 산세 버프 연마를 실시하지 않았기 때문에, 피크 위치가 조도 곡선을 위한 평균선 (표면의 요철 성분을 나타내는 도수 분포도에 있어서의 제로의 위치) 보다 플러스측 (볼록 성분측) 이 되었다. 요컨대, 이들 비교예는, 특허문헌 2 에 의한 구리 합금판을 나타내고 있다.

또한, 비교예 4, 13, 16, 21 의 경우, 제로 크로스 타임이 2.0 초를 초과하고, 땜납 젖음성도 열화되었지만, 이 이유는, 산세 및 버프 연마를 1 회도 실시하지 않았기 때문에, 산화 피막이 금속 표면에 많이 잔존하였기 때문이라고 생각된다 (또한, 비교예 16 이 특허문헌 2 에 기재된 조건에 해당한다).

Claims

Co : 0.5 ∼ 3.0 질량％, Si : 0.1 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 Co-Si 계 구리 합금판으로서,
{(압연 평행 방향의 60 도 경면 광택도 G(RD)) － (압연 직각 방향의 60 도 경면 광택도 G(TD))} ≥ 90 ％ 인 Co-Si 계 구리 합금판.
제 1 항에 있어서,
압연 평행 방향의 표면 조도 Ra(RD) ≤ 0.07 ㎛ 인 Co-Si 계 구리 합금판.
제 2 항에 있어서,
압연 평행 방향의 표면 조도 Rz(RD) ≤ 0.50 ㎛ 인 Co-Si 계 구리 합금판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
압연 직각 방향의 표면의 요철 성분을 나타내는 도수 분포도에 있어서의 피크 위치가, 조도 곡선을 위한 평균선보다 마이너스측 (오목 성분측) 에 있는 Co-Si 계 구리 합금판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, Mn, Fe, Mg, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Zr, B, Ag, Be, Zn, Sn, 미쉬메탈 및 P 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 2.0 질량％ 이하 함유하는 Co-Si 계 구리 합금판.