KR20200043779A - 전해부식에 대한 내식성이 우수한 은 도금층 함유 커넥터용 금속단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해부식에 대한 내식성이 우수한 커넥터용 금속단자에 관한 것으로서, 상기 커넥터용 금속단자는 동 또는 동 합금의 동 소재 상에 은 또는 은 합금의 은 도금층 및 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금층을 순차로 포함하는 커넥터용 금속단자이다.

Description

전해부식에 대한 내식성이 우수한 은 도금층 함유 커넥터용 금속단자{METAL TERMINAL FOR CONNECTOR COMPRISING SILVER PLATING LAYER HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE}

본 발명은 내식성이 우수한 커넥터용 금속단자에 관한 것이다.

최근 휴대폰, 스마트폰, 스마트워치 등의 최신 전자기기들은 대부분 수중에서 견딜 수 있는 방수 구조로 설계되고 있다. 이러한 방수 기능은 전자기기 내부로 액이 침투하여 부품을 손상시키지 못하도록 방지하는 것이다.

하지만 모든 부품이 물에 견디도록 만드는 것이 아니고, 일반적으로 전자기기의 충전을 위한 USB 커넥터는 충전케이블과의 접촉을 위해 금속 단자가 외부로 노출되어 있어, 방수기능으로부터 보호되지 않는다. 따라서, 방수 기능을 가지는 전자기기의 금속 부품 중에서 외부에 노출되는 커넥터 부분에 대하여 손상되지 않도록 보호처리가 필요하다.

종래 이와 같은 금속 단자를 부식으로부터 보호하기 위해, 일반적으로 니켈, 금 및 백금족의 금속을 도금하여, 부식을 일으키는 액과 접촉하더라도 접촉저항이 상승하지 않도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 도금을 통해 일반적인 부식성 액체의 접촉에 의한 금속 단자의 부식은 억제할 수 있지만, 땀, 해수, 음료수 등의 전해질이 풍부한 부식성 액체가 존재하는 상태에서 충전을 진행하게 되는 경우, 충전시 흐르는 전압으로 인한 전위차에 의해 단자 표면에 전해 부식이 진행되어 표면이 손상되는 문제가 발생하게 된다. 여기서의 전해 부식이란, 전해액 내에 침지된 금속 사이에 전류가 흘러 전압차가 생길 때, 양극의 금속이 이온화되어 손상되는 것을 말한다.

최근의 전자기기들은 배터리의 용량 증가로 인해 빠른 충전 속도가 필요하게 되었고, 이에 따라 충전 전압이 높아지게 되어 전해 부식 환경에서 금속단자를 보호하는 것이 더욱 어려워지고 있는 실정이다.

본 발명은 전자통신기기의 금속단자가 전해질의 부식액에 노출된 환경에서 충전을 진행할 경우에 발생하는 전해 부식에 의해 단자 표면이 손상되는 문제를 해결하고자 한다.

본 발명은 일 견지로서, 전해부식에 대한 내식성이 우수한 커넥터용 금속단자를 제공하고자 하는 것으로서, 상기 커넥터용 금속단자는 동 또는 동 합금의 동 소재 상에 은 또는 은 합금의 은 도금층; 및 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금층을 순차로 포함한다.

상기 은 합금은 은과 백금, 팔라듐, 로듐 및 루테늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속과의 합금일 수 있다.

상기 은 도금층은 은 함량이 95중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 은 도금층은 0.5 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다.

상기 로듐 도금층은 로듐 함량이 70중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 로듐 도금층은 0.1 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다.

상기 동 소재 및 은 도금층 사이에 니켈 또는 니켈 합금의 니켈 도금층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 니켈 합금은 니켈과 코발트, 주석 및 인 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속과의 합금일 수 있다.

상기 니켈 도금층은 니켈 함량이 60중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 니켈 도금층은 1 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다.

상기 은 도금층과 로듐 도금층 사이에 팔라듐 또는 팔라듐-니켈의 팔라듐 도금층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 팔라듐 도금층은 팔라듐 함량이 70중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 팔라듐 도금층은 0.1 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 커넥터용 금속단자는 구리 또는 구리 합금의 소재 표면에 내식성이 우수한 은(Ag) 또는 은과 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄 등의 백금족 금속 중 적어도 하나를 합금으로 하는 도금층을 내부의 보호층으로 형성함으로써 전해 부식 환경에서의 표면 손상을 억제하여 커넥터의 접촉 저항 손실을 최소화할 수 있으며, 특히 커넥터가 부식액에 노출된 환경에서 충전을 진행하더라도 커넥터 손상에 의한 기기의 불량을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제공되는 커넥터용 금속단자의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터용 금속단자의 사시도를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명은 전해액에 대한 내부식성이 우수한 커넥터용 금속단자에 관한 것으로서, 동 및 동합금으로 제작된 단자의 외곽에 다층의 도금처리를 하여 전해 부식 환경에서 제품의 손상을 방지할 수 있는 커넥터용 금속단자를 제공하고자 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 전자통신기기 커넥터의 금속 단자가 전해질의 부식액에 노출된 환경에서 충전을 진행할 경우에, 전해 부식의 발생으로 인한 커넥터의 손상을 방지하고자 한다. 이를 위해, 본 발명은 동 또는 동 합금의 동 소재 상에 은 도금층 및 로듐 도금층을 포함하는 커넥터용 금속단자를 제공한다.

본 발명에 의해 제공되는 커넥터용 금속 단자는 동 소재의 표면에 다층의 도금층을 포함한다. 상기 동 소재는 커넥터 제품의 규격에 따르는 것으로 그 크기 및 합금 성분에는 특별한 제한이 없다.

상기 커넥터용 금속단자는 구리 단독으로 사용할 수 있으나, 일반적으로 커넥터의 특성상 접촉에 의한 손상을 방지하기 위해, 강도가 보강된 동 합금 소재를 주로 사용한다. 이러한 동 합금 소재로는 특별히 한정하지 않으나, 인청동, 티탄동, 베릴륨동 등을 들 수 있다.

본 발명의 커넥터용 금속단자는 그 표면에 필요에 따라 니켈 도금층을 포함할 수 있다. 상기 니켈 도금층은 커넥터용 금속단자의 소재인 구리에 대하여 금속단자로서 요구되는 필요한 내구성을 제공하고자 하는 것이다.

상기 니켈 도금층은 니켈 단독의 도금층일 수 있으나, 니켈 합금 도금층일 수 있다. 니켈 합금을 사용하는 것이 니켈 단독일 때에 비해 조직이 치밀하여 경도가 높고, 내마모성, 내식성이 우수한 경질의 도금층을 얻을 수 있으며, 커넥터용 금속단자로서의 필요한 내구성을 향상시킬 수 있어 보다 바람직하다. 상기의 니켈 합금 도금층은 니켈과 코발트, 주석 또는 인과의 합금 도금층일 수 있으며, 이들 합금 성분은 어느 하나를 단독으로 사용하여 니켈과 합금층을 형성할 수 있음은 물론, 2종 이상을 혼합하여 니켈과 합금층을 형성할 수 있다.

상기 니켈 도금층은 니켈 함량이 60중량% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 니켈 이외에 합금을 구성하는 성분은 40중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 니켈 성분이 60중량% 미만인 경우에는 니켈 도금층의 강도 및 내식성이 약화되어 바람직하지 않다.

본 발명의 니켈 도금층은 1 내지 5㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 두께가 1㎛ 미만일 경우에는 동 소재의 내구성을 향상시키는데 충분하지 않으며, 5㎛를 초과하는 두께를 갖는 경우에는 생산 비용이 높아져 바람직하지 않다.

상기와 같은 니켈 도금층은 전해도금에 의해 동 및 동합금 소재의 표면에 형성할 수 있다.

상기 니켈 도금층을 형성함에 있어서, 먼저, 동 및 동 합금 소재의 표면을 탈지 및 산처리 등의 전처리 공정을 수행하여, 표면에 잔존하는 이물질 및 금속산화막을 제거한 후, 그 표면에 니켈 또는 니켈합금도금층을 형성할 수 있다.

본 발명의 니켈 도금층은 니켈 또는 니켈 및 합금 성분을 포함하는 니켈 도금액에 침적하여 전해도금을 통하여 표면에 니켈 또는 니켈합금도금층을 형성한 후, 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다.

상기 니켈 도금층의 형성을 위한 니켈 도금액은 예를 들어, 설파민산니켈을 포함한다. 상기 설파민산니켈은 니켈이온의 공급 및 착화제로서 역할을 수행하는 것으로서, 니켈 금속 환산으로 50 내지 100g/ℓ의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 니켈 도금층은 와트욕 또는 설파민산욕을 사용할 수 있으며, 설파민산욕이 도금 속도 및 균일성 면에서 보다 바람직하다.

또한, 니켈합금 도금층을 형성하는 경우에는 니켈과 함께, 합금 성분으로서 코발트, 주석, 인과 같은 금속을 1 내지 10g/ℓ의 함량으로 포함할 수 있으며, 이들 금속은 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

나아가, 본 발명의 니켈 도금액은 양극 용해를 돕는 성분으로 염화니켈 20 내지 50g/ℓ, pH 안정제의 역할을 하는 붕산 20 내지 50g/ℓ를 더 포함할 수 있다. 나아가, 필요에 따라 광택제를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 상기 니켈 도금층은 pH 3 내지 5 및 온도 40 내지 60℃의 니켈 도금액에 음극전류밀도 1 내지 20A/d㎡의 조건에서 전해도금을 수행하여 형성할 수 있다.

본 발명의 커넥터용 금속단자는 동 소재의 표면에, 또는 니켈 도금층이 형성된 경우에는 니켈 도금층 표면에 은 도금층을 포함한다. 상기 은 도금층은 전해 부식에 의해 커넥터용 금속단자의 소재인 내부의 동 또는 동합금, 또는, 니켈 도금층이 부식되는 것을 방지하는 보호층으로서의 역할을 수행하는 것으로서, 본 발명의 전해부식을 억제하는 가장 중요한 역할을 담당한다.

상기 은은 환원 전위가 0.8V를 갖는 금속으로서, 백금족인 팔라듐(0.915V) 또는 로듐(0.76V)과 비슷한 특성을 가지면서, 백금족에 비해 가격이 저렴하여 하지층이 노출되어 틈새부식이 발생하지 않도록 충분한 두께의 도금을 처리하기에 경제적이다.

또한, 상기 은 도금층의 상층에 도금되는 로듐 도금층과 같은 백금족은 내마모성을 위해 높은 경도를 가지는 반면에 열이나 충격, 혹은 부식에 의해 쉽게 크랙이 발생하게 되고 이로 인해 부식이 촉진되어 제품이 손상될 수 있는데, 그 하부에 연성이 우수한 은 도금층을 형성함으로써 상층의 백금족 도금층의 크랙 발생을 억제하여 커넥터의 내식성을 개선할 수 있다.

상기 은 도금층은 은 단독의 도금층일 수 있으나, 은을 단독으로 사용한 경우에는 강도가 다소 낮아, 타금속으로 전이되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 것을 방지하기 위해, 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄 등의 금속을 소량 포함하여 은 합금 도금층을 형성하는 것이 보다 바람직하다.

상기 은 도금층은 은 함량이 95중량% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 은 이외의 합금을 구성하는 성분은 5중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 은의 함량이 95중량% 미만이면 강도 개선에 효과는 있으나, 전해 부식에 대한 내식성이 약화되어 적합하지 못하다.

상기 은 도금층은 0.5 내지 5㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 은 도금층의 두께가 0.5㎛ 미만이면 내식성이 저하되는 문제가 있으며, 5㎛를 초과하면 추가적인 내식성 향상의 효과가 적으면서, 비용이 증가하는 문제가 있다.

상기의 은 도금층은 동 소재 또는 표면에 니켈 도금층이 형성된 동 소재를 은 도금액에 침적하여 전해도금을 수행함으로써 표면에 은 또는 은 합금의 은 도금층을 형성한 후, 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다.

상기 은 도금을 위한 은 도금액은 시안화은을 포함한다. 상기 시안화은은 은 이온의 공급원으로서, 1 내지 50g/ℓ의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 시안화은을 1g/ℓ 미만으로 포함하는 경우 석출 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 50g/ℓ를 초과하는 경우에는 수세에 의한 손실이 심하여 비용적으로 불리하다.

또, 은 도금층의 강도를 개선하고 금속전이 발생을 방지하기 위해, 상기 은 도금액은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄과 같은 금속을 0.1 내지 10g/ℓ의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 금속은 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 은 도금액은 착화제 및 전도성 염의 역할을 위해, 시안화나트륨, 시안화칼륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 이들은 20 내지 200g/ℓ를 포함하는 것이 바람직하다.

나아가, 필요에 따라, 도금층의 광택을 좋게 하고 표면 조직을 고르게 하기 위한 광택제를 포함할 수 있다.

이때, 상기 은 도금층은 pH 11 내지 14 및 온도 20 내지 50℃의 은 도금액에 음극 전류밀도 0.5~5A/d㎡를 인가하여 전해도금을 수행함으로써 형성할 수 있다.

본 발명의 커넥터용 금속단자는 상기 은 도금층 상에 필요에 따라 팔라듐 또는 팔라듐-니켈의 팔라듐 도금층을 포함할 수 있다. 상기 팔라듐은 하층의 은의 무른 성질과 상층의 로듐의 단단한 성질의 중간 정도의 강도를 갖는 것으로서, 상기 팔라듐 도금층은 하층의 은 도금층과 최외층의 로듐 도금층의 강도 차이를 완충하여 크랙이나 박리를 억제하는데 기여할 수 있다. 또한, 은 도금층이 외부로 전이되는 것을 방지하는 배리어 역할을 수행할 수 있다. 또한, 팔라듐은 백금족 금속으로서 전해부식 환경에서 부식을 억제하는 효과를 또한 제공할 수 있다.

상기 팔라듐 도금층은 팔라듐 함량이 70중량% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 합금을 구성하는 성분인 니켈은 30중량% 이하의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 이와 같은 조성을 갖는 팔라듐 도금층은 강도가 우수하며 전해 부식 환경에서 내식성을 향상시킬 수 있다.

상기 팔라듐 도금층을 형성하는 경우에는, 상기 팔라듐 도금층은 0.1 내지 1㎛ 범위의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 0.1㎛ 미만의 경우에는 제품의 내식성이 떨어지며, 1㎛를 초과하는 경우에는 비용적으로 바람직하지 못하다.

상기 팔라듐 도금층은 은 도금층이 형성된 동 소재를 팔라듐 또는 팔라듐-니켈의 팔라듐 도금액에 침적하여 은 도금층의 표면에 팔라듐 도금층을 형성한 후, 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다.

상기 팔라듐 도금층은 전해 도금에 의해 수행할 수 있는 것으로서, 이를 위한 도금액은 팔라듐 또는 니켈 이온의 공급원으로서 팔라듐 10 내지 30g/ℓ 니켈 10 내지 30g/ℓ를 포함할 수 있다.

또한 상기 팔라듐 또는 팔라늄-니켈 도금층 형성을 위한 팔라듐 도금액은 착화제로서 구연산칼륨, 구연산나트륨, 구연산암모늄, 인산칼륨, 인산나트륨, 인산암모늄, 염화암모늄 및 썰파민산암모늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 이들 착화제는 50 내지 200g/ℓ의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 팔라듐 도금액은 필요에 따라 도금층의 광택을 좋게 하고 표면 조직을 고르게 하기 위한 광택제를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 0.1 내지 1㎖/ℓ의 함량으로 포함할 수 있다.

상기 팔라듐 도금층은 50 내지 70℃의 온도 및 pH는 4 내지 8의 팔라듐 도금액에 음극 전류밀도는 1 내지 20A/d㎡의 조건에서 전해도금함으로써 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 커넥터용 금속단자는 상기 은 도금층 또는 팔라듐 도금층 상에 최외층으로서 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금층을 포함한다.

상기 로듐은 상기한 바와 같은 다른 도금층 형성용 금속과 비교하여 경도가 가장 높기 때문에 최외곽층에서의 내마모성을 제공하며, 백금족 금속 중에서 내식성이 가장 뛰어나 전해 부식으로부터의 최종 보호층으로 쓰이기에 적합하다.

상기 로듐 도금층은 로듐 단독에 의한 도금층일 수 있으나, 내마모성을 강화하기 위하여 백금족 중 경도가 가장 높은 루테늄과의 합금 도금층일 수 있다.

상기 로듐 도금층은 로듐을 70중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 합금을 형성하는 루테늄 금속은 30중량% 이하로 포함할 수 있다. 로듐 금속의 함량이 70중량% 미만인 경우에는 내마모성 및 내식성이 오히려 감소할 수 있다.

상기 로듐 도금층을 형성함으로써 단자의 내마모성과 내식성을 향상시킬 수 있는데, 상기 로듐 도금층은 0.1 내지 1㎛ 범위의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 0.1㎛ 미만인 경우에는 제품의 내마모성과 내식성이 떨어지며, 1㎛를 초과하는 경우에는 비용적으로 바람직하지 못하다.

상기 로듐 도금층은 상기 은 도금층이 형성된 동 소재 또는 은 도금층 상에 팔라듐 도금층이 형성된 동 소재를 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금액에 침적하여 표면에 로듐 도금층을 형성한 후, 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다.

상기 도금층은 전해 도금에 의해 수행할 수 있는 것으로서, 로듐 도금액은 로듐 또는 루테늄 이온의 공급원으로서 로듐 또는 로듐과 루테늄을 포함한다. 로듐 단독의 도금층을 형성하는 경우에는 로듐 1 내지 20g/ℓ, 로듐과 루테늄의 합금 도금층을 형성하는 경우에는 로듐 1 내지 20g/ℓ 및 루테늄을 1 내지 20g/ℓ를 포함하는 것이 바람직하다. 각 금속이온의 농도가 1g/ℓ 미만인 경우에는 석출 효율이 떨어질 수 있으며, 각 금속이온의 농도가 20g/ℓ를 초과하는 경우에는 수세에 의한 손실이 심하여 비용적으로 불리하다.

상기 로듐 또는 로듐-루테늄도금액은 도금층이 용이하게 형성될 수 있도록 착화제를 포함할 수 있다. 상기 착화제로는 황산, 인산 등을 사용할 수 있으며, 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 착화제는 10 내지 100g/ℓ의 함량으로 사용할 수 있으며, 착화제의 양이 충분하지 못하면 도금 외관이 불량해지는 문제가 발생할 수 있다.

나아가, 필요에 따라서는 도금 응력을 줄이는 등의 효과를 얻기 위해 적절한 첨가제를 사용할 수 있다. 이러한 첨가제로는 본 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 본 발명에서도 적합하게 사용할 수 있는 것으로서 특별히 한정하지 않는다.

상기 로듐 도금층은 로듐 도금액을 30 내지 60℃의 온도를 유지하면서, 음극 전류밀도를 0.1 내지 10A/d㎡의 조건하에서 전해도금함으로써 형성할 수 있다.

이에 의해 본 발명에 의해 제공되는 커넥터용 금속단자(10)에 대하여 도 1에개략적인 단면도를 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 커넥터용 금속단자는 동 및 동합금의 동 소재(11) 상에 은 또는 은 합금의 은 도금층(13) 및 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금층(15)을 순차로 포함하며, 이에 의해 전해 부식 환경에서의 손상을 방지할 수 있다.

나아가, 필요에 따라서는 동 소재(11)와 은 도금층(13) 사이에 니켈 또는 니켈합금의 니켈도금층(12) 또는 은 도금층(13)과 로듐 도금층(15)의 사이에 팔라듐 또는 팔라듐-니켈 합금의 팔라듐 도금층(14)을 추가로 포함할 수 있으며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 니켈도금층(12)과 팔라듐 도금층(14)를 동시에 포함할 수 있으며, 이 경우에 전해부식에 대한 내식성 효과를 최대로 발휘할 수 있다.

본 발명에 따른 커넥터용 금속단자는 전해환경 하에서의 부식을 현저히 억제할 수 있으며, 전해액이 존재하는 환경하에서 전자기기의 충전을 수행하더라도 기능을 유지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 커넥터용 금속단자는 백금족 금속에 비하여 저렴한 은을 사용하여 내식성을 위한 보호층을 형성함으로써 고가의 백금족 금속의 사용량을 줄이면서도 보다 우수한 내식성을 확보할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명에 대한 일 예로서, 이에 의해 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

티탄동의 동 합금을 탈지 및 산활성화 처리를 수행한 후 수세하여 커넥터용 금속단자 소재를 준비하였다.

상기 동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금, 은 합금 도금, 팔라듐 합금 도금 및 로듐 합금 도금을 순차로 수행하여, 도 2에 나타낸 바와 같은 커넥터용 금속단자를 제조하였다. 이때, 각 도금층의 두께로는, 니켈 합금 도금층 3㎛, 은 합금 도금층 2㎛, 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛ 및 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛로 형성하였다.

상기 각 도금층은 다음과 같은 방법으로 전해도금하여 형성하였다.

상기 동합금 소재를 설파민산니켈(니켈 금속으로 75g/ℓ), 염화니켈 30g/ℓ, 붕산 30g/ℓ, 썰파민산코발트(코발트금속으로 8g/ℓ)로 구성된 니켈합금도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여 니켈 합금 도금층을 형성하였다. 이때, 상기 전해도금은 니켈 합금 도금액의 온도 50℃ 및 pH 4.2에서, 전류밀도 5A/d㎡의 조건으로 수행하였다.

그 후, 시안화은 30g/ℓ, 시안화나트륨 100g/ℓ, 수산화나트륨 5g/ℓ, 시안화팔라듐 1g/ℓ로 구성된 은 합금 도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여, 상기 동합금소재의 니켈 합금 도금층 상에 은 합금 도금층을 형성하였다. 상기 전해 도금은 은 합금 도금액의 온도 30℃ 및 pH 13에서, 전류밀도 1A/d㎡의 조건으로 유지하여 수행하였다.

이어서, 팔라듐이 금속이온으로 15g/ℓ, 니켈이 금속이온으로 15g/ℓ, 구연산칼륨 150g/ℓ, 구연산암모늄 20g/ℓ로 구성된 팔라듐-니켈 합금 도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여, 상기 은 합금 도금층 상에 팔라듐-니켈 합금 도금층을 형성하였다. 상기 전해도금은 팔라듐-니켈 합금 도금액의 온도 60℃ 및 pH 5.5에서, 전류밀도 4A/d㎡의 조건으로 유지하여 수행하였다.

그 후, 로듐이 금속이온으로 10g/ℓ, 루테늄이 금속이온으로 0.5g/ℓ, 황산 20g/ℓ로 구성된 로듐-루테늄 합금 도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여, 상기 팔라듐-니켈 합금 도금층 상에 로듐-루테늄 합금 도금층을 형성하였다. 상기 전해도금은 로듐-루테늄 합금 도금액의 온도 45℃ 및 pH 0.8에서 전류밀도 1A/d㎡의 조건으로 유지하여 수행하였다.

실시예 2

동 합금 소재 상에 은 합금 도금층 2㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다. 각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

실시예 3

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 은 합금 도금층 2㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

실시예 4

동 합금 소재 상에 은 합금 도금층 2㎛, 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 1

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛ 및 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 2

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 은 합금 도금층 2㎛ 및 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 3

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 은 합금 도금층 2㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛ 및 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 4

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛, 은 합금 도금층 2㎛ 및 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 5

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛ 및 은 합금 도금층 2㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

비교예 6

동 합금 소재 상에 니켈 합금 도금층 3㎛, 로듐-루테늄 합금 도금층 0.3㎛, 팔라듐-니켈 합금 도금층 0.6㎛ 및 은 합금 도금층 2㎛의 순서로 도금층을 갖는 커넥터용 금속단자를 제조하였다.

각 도금층의 형성 방법은 실시예 1과 같이 수행하였다.

전해부식 테스트

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6을 통해 제작된 샘플을 가지고 전해부식 테스트를 시행하였다.

전해부식 테스트는 각 실시예 및 비교예의 샘플을 양극과 음극에 설치하고 염화나트륨 5% 수용액의 전해액에 5V의 전압을 인가하여 1시간 처리 후 샘플 표면의 부식 정도를 비교하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

전해부식 평가는 광학현미경을 사용하여 임의의 표면을 선택한 후 표면을 확인하고, 부식면적/전체면적의 비를 산출하여 다음과 같이 평가하였다.

0.01 이하: 매우 우수(◎)

0.01~0.05: 우수(○)

0.05~0.1: 보통(△)

0.1 이상: 나쁨(×)

평가 결과를 표 1에 나타내었다.

	실시예				비교예
	1	2	3	4	1	2	3	4	5	6
부식 평가	◎	○	○	○	△	×	×	×	×	×

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 도금층 구조를 갖는 것으로서, 동 및 동 합금 소재(11) 상에 은 또는 은 합금 도금층(13)이 배리어층으로 들어가고, 최외곽층에 로듐 또는 로듐-루테늄도금층(14)이 도금된 구조인 실시예 1 내지 4의 커넥터용 금속단자 샘플은 전해부식에 대한 내식성이 우수 이상으로서 부식면적이 현저히 적은 평가결과를 나타내었다. 특히, 실시예 1의 동 및 동합금소재(11) 상에 니켈 또는 니켈합금도금층(12), 은 또는 은합금도금층(13), 팔라듐 또는 팔라듐-니켈도금층(14), 로듐 또는 로듐-루테늄도금층(15)의 순서로 도금층을 갖는 경우에 전해부식 환경에서 내식성이 가장 우수함을 알 수 있었다.

반면, 본 발명에 따른 도금층 구조를 갖지 않는 비교예 1 내지 6의 커넥터용 금속단자 샘플은 보통 이하의 부식 결과를 나타내어, 전해부식에 의한 부식면적이 현저히 높음을 알 수 있다.

10: 커넥터용 금속단자 11: 동 소재
12: 니켈 도금층 13: 은 도금층
14: 팔라듐 도금층 15: 로듐 도금층

Claims (13)

1. 동 또는 동 합금의 동 소재 상에 은 또는 은 합금의 은 도금층; 및 로듐 또는 로듐-루테늄 합금의 로듐 도금층을 순차로 포함하는 전해부식에 대한 내식성이 우수한 커넥터용 금속단자.
2. 제1항에 있어서, 상기 은 합금은 은과 백금, 팔라듐, 로듐 및 루테늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속과의 합금인 커넥터용 금속단자.
3. 제1항에 있어서, 상기 은 도금층은 은 함량이 95중량% 이상인 커넥터용 금속 단자.
4. 제1항에 있어서, 상기 은 도금층은 0.5 내지 5㎛의 두께를 갖는 것인 커넥터용 금속단자.
5. 제1항에 있어서, 상기 로듐 도금층은 로듐 함량이 70중량% 이상인 커넥터용 금속단자.
6. 제1항에 있어서, 상기 로듐 도금층은 0.1 내지 1㎛의 두께를 갖는 것인 커넥터용 금속단자.
7. 제1항에 있어서, 상기 동 소재 및 은 도금층 사이에 니켈 또는 니켈 합금의 니켈 도금층을 더 포함하는 것인 커넥터용 금속단자.
8. 제7항에 있어서, 상기 니켈 합금은 니켈과 코발트, 주석 및 인 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속과의 합금인 커넥터용 금속단자.
9. 제7항에 있어서, 상기 니켈 도금층은 니켈 함량이 60중량% 이상인 커넥터용 금속단자.
10. 제7항에 있어서, 상기 니켈 도금층은 1 내지 5㎛의 두께를 갖는 것인 커넥터용 금속단자.
11. 제1항에 있어서, 상기 은 도금층과 로듐 도금층 사이에 팔라듐 또는 팔라듐-니켈의 팔라듐 도금층을 더 포함하는 커넥터용 금속단자.
12. 제11항에 있어서, 상기 팔라듐 도금층은 팔라듐 함량이 70중량% 이상인 커넥터용 금속단자.
13. 제11항에 있어서, 상기 팔라듐 도금층은 0.1 내지 1㎛의 두께를 갖는 것인 커넥터용 금속단자.

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