KR20170008256A

KR20170008256A - 접속 부품용 재료

Info

Publication number: KR20170008256A
Application number: KR1020167034587A
Authority: KR
Inventors: 요시카츠 니시다; 마사시 히라오카; 마사오 나가오; 마사요시 타타노; 타카히로 후지이
Original assignee: 닛신 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2017-01-23
Also published as: PH12016502241B1; JP6100203B2; MY183324A; TWI642818B; RU2659509C1; WO2015178156A1; CN106414810B; MX2016015178A; TW201612365A; US20170085014A1; AU2015262624B2; JP2015218363A; EP3147391A4; KR102157062B1; AU2015262624B9; US10230180B2; PH12016502241A1; CN106414810A; AU2015262624A1; CA2949027A1

Abstract

접속 부품의 소재로서 사용되는 접속 부품용 재료로서, 금속판의 표면에 Ni 도금층이 형성되고, 상기 Ni 도금층의 표면에 있어서의 적어도 일방향에서의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)가 1.0㎛ 이상인 Ni 도금 금속판이 사용되고, 상기 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 두께가 0.3∼5㎛인 Sn 도금층이 형성되어 이루어지고, 전기적인 접속 단자 등의 접속 부품을 감합시킬 때에 마찰을 저감함과 아울러 재료의 마모를 억제하여 안정한 전기적 접속의 신뢰성을 높일 수 있고, 예를 들면, 전기 기기, 전자 기기 등에 사용되는 커넥터, 리드 프레임, 하니스 플러그 등의 전기 접점 부품 등에 사용될 수 있는 접속 부품용 재료.

Description

접속 부품용 재료{CONNECTING COMPONENT MATERIAL}

본 발명은 접속 부품용 재료에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 예를 들면, 전기 기기, 전자 기기 등에 사용되는 커넥터, 리드프레임, 하니스 플러그 등의 전기 접점 부품 등에 바람직하게 사용할 수 있는 접속 부품용 재료에 관한 것이다.본 발명의 접속 부품용 재료에 의하면, 예를 들면 전기적인 접속 단자 등의 접속 부품을 감합할 때에, 마찰을 저감함과 아울러 재료의 마모를 억제하여 안정한 전기적 접속의 신뢰성을 높일 수 있다.

자동차, 휴대전화 등에 사용되는 접속 단자의 수는 그들에 사용되는 전자 제어 기기의 증가에 따라서 증가하는 경향이 있다. 자동차의 연비의 향상, 공간 절약화, 휴대전화의 운반의 편의성 등의 관점으로부터, 접속 단자의 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 이들의 요구에 따르기 위해서는 접속 단자끼리를 감합할 때에 가해지는 힘(삽입력)에 의해 단자가 변형하는 것을 방지함과 아울러, 상기 접속 단자를 작게 하고, 또한 접속 단자의 접속부에 있어서의 접촉압을 유지하는 것이 필요하다. 따라서, 지금까지 사용되고 있는 접속 단자에 사용되는 소재로서 종래의 동합금보다도 고강도를 갖는 재료를 사용하는 것이 요구되고 있다. 또한, 자동차의 엔진룸 등의 고온 환경 하에서 사용되는 접속 단자에 사용되는 소재에는 접속 단자끼리의 접점부에 있어서의 접촉압이 열에 의해 경시적으로 저하하지 않도록 하기 위해서, 내응력 완화성이 우수한 재료를 사용하는 것이 요구된다.

최근, 동합금에 각종 금속을 첨가함으로써 접속 단자의 기계적 강도를 높이고, 내응력 완화성을 향상시키는 동합금이 연구되고 있다. 그러나, 현재 시점에서, 소형화된 접속 단자에 적용할 수 있는 동합금의 개발까지는 이르지 않고 있다.

한편, 스테인레스 강판은 동합금보다도 기계적 강도가 높고, 내응력 완화성이 우수하고 있고, 비중이 작고, 저렴한 점으로부터, 소형화, 경량화, 재료 비용의 저감 등에 적합한 재료이다. 스테인레스 강판이 사용된 전기 접점으로서, 모재의 스테인레스 강 상에 Ni 도금층이 형성되고, 그 상에 부분적으로 Au 도금층이 더 형성되어 있는 스테인레스 강제 전기 접점이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나, 상기 스테인레스 강제 전기 접점에서는 접속 단자의 접점부의 미세 슬라이딩이 반복됨으로써, Au 도금층이 마모하고, 모재의 스테인레스 강이 노출하고, 상기 스테인레스 강의 산화에 의해, 접속 단자끼리의 접점부에 있어서의 접촉 저항이 높게 되는 우려가 있다.

마찰 계수가 낮고, 전기적 접속의 신뢰성을 유지할 수 있는 접속 부품용 도전재료로서, Cu판조로 이루어지는 모재의 표면에, 평균 두께가 3.0㎛ 이하의 Ni 피복층과, 평균 두께가 0.2∼3.0㎛의 Cu-Sn 합금 피복층과, Sn 피복층이 이 순서로 형성된 재료로서, 상기 재료의 표면에 대한 수직 단면에 있어서, 상기 Sn 피복층의 최소 내접원의 직경이 0.2㎛ 이하이고, 상기 Sn 피복층의 최대 내접원의 직경이 1.2∼20㎛이고, 상기 재료의 최표점과 상기 Cu-Sn 합금 피복층의 최표점의 고도차가 0.2㎛ 이하인 접속 부품용 도전 재료가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 또한, 단자의 소형화에 대응하고, 저삽입력이고, 또한 전기적 신뢰성이 우수한 접속 부품용 도전 재료로서, 최표면에 Cu-Sn 합금 피복층과 Sn 또는 Sn 합금 피복층이 형성되는 접속 부품용 동판재에 있어서, 접속시의 슬라이딩 방향으로 평행 방향의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5㎛ 이상 4.0㎛ 이하이고, 동방향의 요철의 평균 간격(RSm)이 0.01mm 이상 0.3mm 이하, 스큐니스(Rsk)가 0 미만, 돌출산부 높이(Rpk)가 1㎛ 이하인 접속 부품용 동판재가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3참조). 그러나, 상기 접속 부품용 도전 재료 및 상기 접속 부품용 동판재는 모두 접속 부품끼리의 슬라이딩이 반복됨에 따라서 접속부에 있어서의 접촉 저항이 상승할 우려가 있다.

따라서, 최근, 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있는 접속 부품용 재료의 개발이 요구되고 있다.

일본특허공개 2004-300489호 공보 일본특허공개 2007-258156호 공보 일본특허공개 2011-204617호 공보

본 발명은 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로서, 접속 부품의 소재로서 사용되는 접속 부품용 재료이고, 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있는 접속 부품용 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은,

(1) 접속 부품의 소재로서 사용되는 접속 부품용 재료로서, 금속판의 표면에 Ni 도금층이 형성되고, 상기 Ni 도금층의 표면에 있어서의 적어도 일방향에서의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)가 1.0㎛ 이상인 Ni 도금 금속판이 사용되고, 상기 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 두께가 0.3∼5㎛인 Sn 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 부품용 재료, 및

(2） Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)와 동일 방향에 있어서의 Ni 도금층의 표면의 요철의 평균 간격(RSm)이 0㎛를 초과하고 200㎛ 이하인 상기(1)에 기재된 접속 부품용 재료에 관한 것이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 본 발명의 접속 부품용 재료에 사용되는 모재는 금속판이고, 상기 금속판 상에 Ni 도금층이 형성되고, 소정의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)를 갖는 것이 Ni 도금 금속판이고, Ni 도금 금속판에 소정 두께의 Sn 도금층이 형성된 것이 접속 부품용 재료이다.

본 발명에 의하면, 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있는 접속 부품용 재료가 제공된다.

본 발명의 접속 부품용 재료는 상기한 바와 같이, 접속 부품의 소재로서 사용되는 접속 부품용 재료이고, 금속판의 표면에 Ni 도금층이 형성되고, 상기 Ni 도금층의 표면에 있어서의 적어도 일방향에서의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)가 1.0㎛ 이상인 Ni 도금 금속판이 사용되고, 상기 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 두께가 0.3∼5㎛인 Sn 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

금속판으로서는 예를 들면, 스테인레스 강판, 동판, 동합금판 등이 열거되지만, 본 발명은 이러한 예시만으로 한정되는 것은 아니다. 이들의 금속판 중에서는 마찰 계수를 작게 하고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제하는 관점으로부터, 스테인레스 강판이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 있어서는 접속 부품용 재료의 모재로서 스테인레스 강판을 바람직하게 사용할 수 있다.

스테인레스 강판으로서는 예를 들면, JIS에 규정되어 있는 SUS301, SUS304, SUS316 등의 오스테나이트계 스테인레스 강판; SUS430, SUS430LX, SUS444 등의 페라이트계 스테인레스 강판; SUS410, SUS420 등의 마르텐사이트계 스테인레스 강판 등이 열거되지만, 본 발명은 이러한 예시만으로 한정되는 것은 아니다.

금속판의 판두께, 길이 및 폭은 모두 특별하게 한정되지 않고, 금속판의 종류, 제조 규모 등에 따라서 적당하게 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속판으로서 스테인레스 강판을 사용하는 경우, 그 판두께는 통상, 50㎛∼0.5mm 정도인 것이 바람직하다.

Ni 도금 금속판의 Ni 도금층이 형성되어 있는 면에 있어서의 적어도 일방향에서의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)는 1.0㎛ 이상이다. 상기 요건을 충족시키는 본 발명의 접속 부품용 재료가, 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있는 것은 추정이지만, 접속 부품끼리가 미세 슬라이딩할 때, 접촉점에 있어서의 Sn 도금층이 소성 유동에 의해 제거되었다고 하여도, Ni 도금층이 형성된 금속판의 표면의 오목부내에 Sn이 잔존하는 것에 기초하는 것이라 생각된다. 이와 같이, 오목부내에 잔존하고 있는 Sn이 슬라이딩시의 윤활성을 향상 함으로써, 그 하지에 존재하는 Ni 도금층이 미세 슬라이딩에 의해 마모되는 것이 방지되므로, 금속판이 노출하는 것이 방지되어 금속판의 산화에 의한 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 미세 슬라이딩이 반복되어도 상기 오목부내에 잔존하고 있는 Sn이 도전 패스로서 기능하기 때문에 초기의 접촉 저항이 유지되는 것이라 생각된다.

또한, 「적어도 일방향」이란 상기 금속판의 길이 방향(압연 방향) 및 상기 길이 방향(압연 방향)에 대하여 직각의 방향(폭 방향) 중 적어도 일방향을 의미한다.

Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)는 ISO 12085에 정해져 있는 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)를 의미한다. 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)는 예를 들면, TOKYO SEIMITSU CO., LTD.제작의 접촉식 거칠기계(상품명: 서프컴 1400B)을 이용하여 ISO 12085에 준해서 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서는 상기 금속판의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)는 TOKYO SEIMITSU CO., LTD.제작의 접촉식 거칠기계(상품명: 서프컴 1400B)를 이용하여 측정했을 때의 값이다.

Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)는 Sn 도금층이 슬라이딩에 의한 소성 유동에 의해 제거되었다고 하여도, 그 면의 오목부에 Sn층이 잔존하고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항이 높게 되는 것을 억제하는 관점으로부터, 1.0㎛ 이상, 바람직하게는 1.1㎛ 이상이며, 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)가 깊은 것은 그 제조가 곤란해지는 경향이 있는 점으로부터, 바람직하게는 8㎛ 이하이다.

또한, Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)와 동일 방향에 있어서의 표면의 요철의 평균 간격(RSm)은 상기와 동일하게 Sn 도금층이 슬라이딩에 의한 소성 유동에 의해 제거되었다고 하여도, 그 면의 오목부에 Sn층이 잔존하고, 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있는 접속 부품용 재료를 얻는 관점으로부터, 그 하한값은 0㎛보다도 큰 것이 바람직하고, 0.005㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01㎛ 이상인 것이 보다 한층 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 30㎛ 이상인 것이 더욱 한층 바람직하고, 50㎛ 이상인 것이 특히 바람직하고, 그 상한값은 200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 150㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 요철의 평균 간격(RSm)은 JIS B0601-1994에 정해져 있는 요철의 평균 간격(RSm)을 의미한다. 요철의 평균 간격(RSm)은 예를 들면, TOKYO SEIMITSU CO., LTD.제작의 접촉식 거칠기계(상품명: 서프컴 1400B)을 이용하여 JIS B0601-1994에 준해서 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서는 Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 요철의 평균 간격(RSm)은 TOKYO SEIMITSU CO., LTD.제작의 접촉식 거칠기계(상품명: 서프컴 1400B)을 이용하여 측정했을 때의 값이다.

Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)은 모두, 예를 들면 표면이 조면화된 워크롤, 연마 벨트 등의 표면을 조면화시키는 부재를 이용하여 조면화시키고, Ni 도금을 실시함으로써 용이하게 조정할 수 있다. 금속판의 표면을 조면화시킨 후에는 그 표면으로부터 연마 잔사 등의 잔존물을 제거하기 위해서, 필요에 따라서, 용매를 이용하여 초음파 세정 등에 의해 상기 금속판을 세정해도 된다. 금속판에는 필요에 따라서, Ni 도금을 실시하기 전에 탈지 및 산세의 전처리를 실시해도 된다.

금속판의 Ni 도금은 전기 도금법 및 무전해 도금법 중 어느 하나의 도금법에 의해 행할 수 있다. 전기 도금법으로서는 예를 들면, 전 황산염욕을 사용한 전기 도금법, 와트욕을 사용한 전기 도금법, 술파민산욕을 사용한 전기 도금법 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시만으로 한정되는 것은 아니다.

금속판 상에 형성되는 Ni 도금층의 두께는 금속판의 표면에 형성되어 있는 요철에 따라 Ni 도금층을 형성시키는 관점으로부터, 0.3㎛ 이상이고, Sn이 잔존하기 위한 오목부를 형성시키는 관점으로부터, 5㎛ 이하, 바람직하게는 4㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하이다.

다음에 금속판 상에 Ni 도금층을 형성시킴으로써 얻어진 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 Sn 도금을 실시함으로써, Sn 도금층을 형성시킨다. Sn 도금은 전기 도금법 및 무전해 도금법 중 어느 쪽의 도금법에 의해 행할 수 있다. 전기 도금법으로서는 예를 들면, 메탄 술폰산욕, 페로스탄욕, 할로겐욕 등의 Sn 도금욕을 사용한 전기 도금법 등이 열거되지만, 본 발명은 이러한 예시만으로 한정되는 것은 아니다.

Ni 도금층 상에 형성되는 Sn 도금층의 두께는 Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 오목부에, 슬라이딩에 의한 소성 유동에 의해 제거된 Sn이 충분히 잔존하도록 하는 관점으로부터, 0.3㎛ 이상이고, 상기 Sn 도금층이 너무 두꺼운 경우에는 슬라이딩에 의해 Sn의 산화물층이 형성되고, 접촉 저항이 상승하기 때문에, 상기 접촉 저항의 상승을 억제하는 관점으로부터, 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이상과 같이 해서 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 Sn 도금층을 형성함으로써 얻어지는 본 발명의 접속 부품용 재료는 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 접촉 저항의 상승을 억제할 수 있다.

실시예

다음에 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼9 및 비교예 1∼5

모재로서, 스테인레스 강판(SUS430)을 사용하고, 조면화한 워크롤 또는 연마 벨트를 이용하여 스테인레스 강판의 표면에 조면화 처리를 적당하게 행함으로써, 각종 표면 거칠기를 갖는 판두께가 0.2mm인 스테인레스 강판을 얻었다.

상기에서 얻어진 스테인레스 강판의 거칠기 모티프 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)을 이하의 방법에 기초하여 측정했다. 그 결과를 각각 표 1의 「모티프 깊이(R)」 및 「평균 간격(RSm)」의 란에 나타낸다.

[거칠기 모티프 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)의 측정 방법]

스테인레스 강판으로부터 종 50mm, 횡 50mm의 크기의 시험편을 절단하고, 아세톤을 이용하여 시험편에 초음파 세정을 실시한 후, 접촉식 거칠기계[TOKYO SEIMITSU CO., LTD.제작, 상품명: 서프컴 1400B]를 이용하여 ISO12085에 준해서 시험편의 거칠기 모티프 평균 깊이(R)를 측정하고, JIS B0601-1994에 준해서 요철의 평균 간격(RSm)을 측정했다.

또한, 거칠기 모티프를 구할 때의 거칠기 모티프의 상한 길이를 0.5mm로 했다. 거칠기 모티프 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)은 각각, 각 시험편의 압연 방향에 대하여 수직의 방향으로 3회 측정하고, 그 측정치의 평균치를 구했다.

다음에 각 시험편에 대하여 알칼리 탈지 및 산세 처리를 상법으로 행한 후, 이하에 나타내는 조건으로 Ni 스트라이크 도금 및 Ni 도금을 각 시험편에 실시함으로써, Ni 도금층을 시험편에 형성시켰다. Ni 도금층이 형성된 시험편의 거칠기 모티프 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)을 상기와 동일하게 하여 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 그 후, 이하에 나타내는 조건에서 Ni 도금층이 형성된 시험편의 Ni 도금층 상에 Sn 도금을 실시함으로써, 표 1에 나타내는 두께의 Sn 도금층이 형성된 시험편을 얻었다.

[Ni 스트라이크 도금의 조건]

·Ni 도금액(우드욕): 염화 니켈 240g/L, 염산 125mL/L(pH:1.2)

·도금액의 액온: 35℃

·전류 밀도: 8A/dm²

[Ni 도금의 조건]

·Ni 도금액(와트욕): 황산 니켈 300g/L, 염화 니켈 45g/L, 붕산 35g/L (pH:3.9)

·도금액의 액온: 50℃

·전류 밀도: 8A/dm²

[Sn 도금의 조건]

·Sn 도금액[Uyemura & Co., Ltd.제작, 제품명: TYNADES GHS-51] (Sn²⁺50g/L, 유리산 120mL/L)(pH:0.2)

·양극: Sn판

·액온: 35℃

·전류 밀도: 10A/dm²

또한, Ni 도금층의 두께 및 Sn 도금층의 두께를 이하의 방법에 기초하여 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

[Ni 도금층의 두께 및 Sn 도금층의 두께의 측정 방법]

Ni 도금층의 두께 및 Sn 도금층의 두께는 모두 전해식 도금 두께 측정기 [CHUO SEISAKUSHO,LTD 제작]를 사용하고, JIS H8501에 규정된 「전해식 시험법」에 기초하여 측정했다.

다음에, 상기에서 얻어진 Sn 도금층이 형성된 시험편의 특성으로서, 미세 슬라이딩 마모 시험 중의 최대 접촉 저항 및 마찰 계수를 이하의 방법에 기초해서 조사했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

[미세 슬라이딩 마모 시험 중의 최대 접촉 저항]

감합형 접속 부품에 있어서의 전기 접점부를 모의하고, Yamasaki Seiki Co.제작의 슬라이딩 시험기를 이용하여 재료끼리의 미세 슬라이딩부의 접촉 저항의 변화를 평가했다.

우선, Sn 도금층이 형성된 시험편으로부터 절단한 판자 형상의 시험편(오스시험편)을 수평한 대에 고정하고, 그 상에 상기 Sn 도금층이 형성된 시험편과 동일시험편으로부터 절단한 반구 가공재(내경: 1.5mm, 메스 시험편)를 놓고, 도금층끼리를 접촉시켰다. 그 후, 메스 시험편에 탄성 스프링에 의해 2.0N의 하중을 가해서 오스 시험편을 압박하고, 오스 시험편과 메스 시험편의 사이에 정전류를 인가하고, 스텝핑 모터를 사용하여 오스 시험편을 수평 방향으로 슬라이딩시키고(슬라이딩 거리: 50㎛, 슬라이딩 주파수:1.0Hz), 슬라이딩 회수 2000회까지의 최대 접촉 저항을 4단자법에 의해, 개방 전압 20mV, 전류 10mA의 조건에서 측정했다. 또한, 슬라이딩 회수 2000회까지의 최대 접촉 저항이 100mΩ 이하인 것을 합격 기준으로 했다.

[마찰 계수]

Sn 도금층이 형성된 시험편으로부터 종 40mm, 횡 40mm의 크기의 시험편을 절단하고, 직경 10mm의 스테인레스 강구를 사용하고, 마찰 마모 시험기[RHESCA Co., LTD.제작]로 하중 4N, 반경 7.5mm, 회전 속도 12.7rpm, 50회전 후의 동마찰 계수를 측정했다. 또한, 동마찰 계수가 0.3 이하인 것을 합격 기준으로 했다.

실시예 10

실시예 1에 있어서, Ni 도금의 조건을 이하의 조건으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, Sn 도금층이 형성된 시험편을 제작했다.

[Ni 도금의 조건]

·Ni 도금액(와트욕+광택제): 황산 니켈 300g/L, 염화 니켈 45g/L, 붕산 35g/L(pH: 3.9), 사카린 나트륨 2g/L, 2-부틴-1,4-디올 0.2g/L

·도금액의 액온: 50℃

·전류 밀도: 8A/dm²

다음에 상기에서 얻어진 Sn 도금층이 형성된 시험편의 특성으로서, 미세 슬라이딩 마모 시험 중의 최대 접촉 저항 및 마찰 계수를 상기와 동일하게 하여 조사했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 11

실시예 1에 있어서, 스테인레스 강판 대신에 동합금판[Kobe Steel, Ltd. 제작, 품번: CAC60, 판두께: 0.2mm]을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 Sn 도금층이 형성된 시험편을 제작했다.

비교예 6

[Ni 도금의 조건]

·Ni 도금액(와트욕): 황산 니켈 300g/L, 염화 니켈 45g/L, 붕산 35g/L(pH: 3.9)

·도금액의 액온: 50℃

·전류 밀도: 2A/dm²

다음에, 상기에서 얻어진 Sn 도금층이 형성된 시험편의 특성으로서, 미세 슬라이딩 마모 시험 중의 최대 접촉 저항 및 마찰 계수를 상기와 동일하게 하여 조사했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 7

[Ni 도금의 조건]

·Ni 도금액(염화물욕): 염화 니켈 300g/L, 붕산 35g/L(pH:3.9)

·도금액의 액온: 50℃

·전류 밀도: 2A/dm²

다음에, 상기에서 얻어진 Sn 도금층이 형성된 시험편의 특성으로서, 미세 슬라이딩 시험 중의 최대 접촉 저항 및 마찰 계수를 상기와 동일하게 해서 조사했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 8

스테인레스 강판 대신에 동합금판(판두께: 0.2mm)을 사용하고, 일본특허공개 2011-204617호 공보에 기재된 방법에 준해서 미세한 요철이 일정한 피치로 형성되어 있는 금형을 표면에 압박함으로써 조면화 처리를 행하고, 요철 형상을 갖는 동합금판을 얻었다. 얻어진 요철 형상을 갖는 동합금판의 거칠기 모티프 평균 깊이(R) 및 요철의 평균 간격(RSm)을 상기와 동일하게 하여 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

다음에, 상기에서 얻어진 요철 형상을 갖는 동합금판에 이하의 Cu 도금 조건으로 Cu 도금을 실시한 후, 실시예 1과 동일하게 하여 Sn 도금을 실시함으로써, Sn 도금층이 형성된 시험편을 제작했다. 그 후, 상기에서 얻어진 Sn 도금층이 형성된 시험편에 280℃의 온도에서 10초간 리플로우 처리를 실시했다.

[Cu 도금 조건]

·Cu 도금액(황산동 도금욕): 황산동 200g/L, 황산 45g/L

·도금액의 액온: 30℃

·전류 밀도: 15A/dm²

·Cu 도금의 막두께: 0.15㎛

또한, 이 동합금판은 그 표면에 Ni 도금층이 형성되어 있는 것은 아니고, 그 표면에 Cu 도금층이 형성되어 있는 것이다. 따라서, 표 1의 Ni 도금 금속판의 란에, Cu 도금층의 두께, Cu 도금층을 형성한 금속판의 표면의 모티프 깊이(R) 및 Cu 도금층의 표면의 평균 간격(RSm)이 기재되어 있다.

표 1에 나타낸 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 시험편은 모두, 마찰 계수가 작고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복된 경우이어도 최대 접촉 저항의 상승이 억제되어 있는 것이 확인된다. 실시예 11에서 얻어진 시험편에는 모재로서 스테인레스 강과 비교해서 무른 동합금판이 사용되고 있으므로, 실시예 1∼10에서 얻어진 시험편과 대비해서 마찰 계수 및 최대 접촉 저항이 약간 높은 것이 확인된다.

이에 대하여 각 비교예에서 얻어진 시험편은 모두 마찰 계수가 크고, 접속 부품의 미세 슬라이딩이 반복되었을 때, 최대 접촉 저항이 상승했다. 또한, 비교예 1∼3, 비교예 6 및 비교예 7에서 얻어진 시험편은 Ni 도금층이 형성된 후의 거칠기 모티프 평균 깊이(R)가 얕고, Ni 도금층의 오목부에 Sn이 잔존하지 않았기 때문에, Ni 도금층이 마모하고, 또한 모재의 금속판이 마모했기 때문에, 최대 접촉 저항이 높게 되었다. 비교예 4에서 얻어진 시험편은 Ni 도금층의 오목부에 Sn이 잔존하는데 충분한 두께의 Sn 도금층을 갖지 않는 점으로부터, 최대 접촉 저항이 상승했다. 또한, 비교예 5에서 얻어진 시험편은 Ni 도금층의 오목부에 Sn 도금층이 잔존하지만, Sn 도금층이 두꺼운 점으로부터, 미세 슬라이딩에 의해 Sn 산화물이 형성되었기 때문에, 최대 접촉 저항이 상승했다.

또한, 종래의 비교예 8에서 얻어진 시험편에는 모재로서 무른 동합금판이 사용되고 있는 점으로부터 딱딱하여 부서지기 쉬운 박막의 CuSn 합금층이 깎이기 쉽고, CuSn 합금층이 깎인 후에 마찰 계수가 높게 되었다. CuSn 합금이 깎인 후는 슬라이딩 회수가 증가하면 동합금판의 마모가 발생하기 때문에 최대 접촉 저항이 상승했다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 접속 부품용 재료는 예를 들면, 전기 기기, 전자 기기 등에 사용되는 커넥터, 리드프레임, 하니스 플러그 등의 전기 접점 부품 등에 사용하는 것이 기대되는 것이다.

Claims

접속 부품의 소재로서 사용되는 접속 부품용 재료로서, 금속판의 표면에 Ni 도금층이 형성되고, 상기 Ni 도금층의 표면에 있어서의 적어도 일방향에서의 표면의 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)가 1.0㎛ 이상인 Ni 도금 금속판이 사용되고, 상기 Ni 도금 금속판의 Ni 도금층 상에 두께가 0.3∼5㎛인 Sn 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 부품용 재료.
제 1 항에 있어서,
Ni 도금 금속판에 형성되어 있는 Ni 도금층의 표면 거칠기 모티프의 평균 깊이(R)와 동일 방향에 있어서의 Ni 도금층의 표면 요철의 평균 간격(RSm)이 0㎛를 초과하고 200㎛ 이하인 접속 부품용 재료.