KR20220069005A

KR20220069005A - 커넥터용 단자재

Info

Publication number: KR20220069005A
Application number: KR1020227009677A
Authority: KR
Inventors: 나오키 미야시마; 가즈나리 마키; 신이치 후나키; 세이이치 이시카와
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-05-26
Also published as: WO2021065866A1; CN114466942A; US20220380924A1; JP7272224B2; EP4039855A4; US11905614B2; EP4039855A1; JP2021055163A; TW202129019A

Abstract

적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재와, 상기 기재 상에 두께 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하의 Ni 층과, 상기 Ni 층 상에 두께 0.2 ㎛ 이상 2.5 ㎛ 이하의 Cu-Sn 금속간 화합물층과, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 상에 두께 0.5 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하의 Sn 층을 갖는 단자재로서, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 및 상기 Sn 층의 단면을 EBSD 법에 의해 0.1 ㎛ 의 측정 스텝에서 해석하여 인접하는 픽셀간의 방위차가 2°이상인 경계를 결정의 입계로 간주하고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층의 평균 결정 입경 Dc 가 0.5 ㎛ 이상, 상기 Sn 층의 평균 결정 입경 Ds 와 상기 평균 결정 입경 Dc 의 입경비 Ds/Dc 가 5 이하이다.

Description

커넥터용 단자재

본 발명은, 자동차나 민생 기기 등의 전기 배선의 접속에 사용되는 커넥터용 단자재에 관한 것이다. 본원은, 2019년 9월 30일에 출원된 일본 특허출원 2019-181011호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차나 민생 기기 등의 전기 배선의 접속에 사용되는 커넥터용 단자재는, 일반적으로, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재의 표면에 전해 도금에 의해 형성한 Sn 도금막을 가열 용융, 응고시킨 리플로 주석 도금재를 사용하여 제조되고 있다.

이와 같은 단자재에 있어서, 최근에는, 엔진 룸 등의 고온 환경에서 사용되거나, 혹은 대전류 통전에 의해 단자 자체가 발열하는 환경에서 사용되는 경우가 많아지고 있다. 이와 같은 고온에서의 환경하에서는, 모재로부터 외방 확산된 Cu 가 Sn 층과 반응하여 Cu-Sn 금속간 화합물로서 표면까지 성장하고, 그 Cu 가 산화됨으로써, 접촉 저항이 상승하는 것이 문제로 되어 있으며, 고온 환경하에 있어서도 장시간 안정된 전기적 접속 신뢰성을 유지하는 단자재가 요구되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재의 표면에, Ni 층, Cu-Sn 합금층 (Cu-Sn 금속간 화합물층) 으로 이루어지는 중간층, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 표면층이 이 순서로 형성된 단자재가 개시되어 있다. 이 경우, Ni 층이 기재 상에 에피택셜 성장되어 있고, Ni 층의 평균 결정 입경을 1 ㎛ 이상, Ni 층의 두께를 0.1 ∼ 1.0 ㎛, 또한 중간층의 두께를 0.2 ∼ 1.0 ㎛, 표면층의 두께를 0.5 ∼ 2.0 ㎛ 로 함으로써, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 하지 기재에 대한 배리어성을 높이고, Cu 의 확산을 보다 확실하게 방지하여 내열성을 향상시켜, 고온 환경하에서도 안정된 접촉 저항을 유지할 수 있는 Sn 도금재가 얻어지고 있다.

특허문헌 2 에는, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 기재의 표면 상에, 두께 0.05 ∼ 1.0 ㎛ 의 Ni 또는 Ni 합금층이 형성되고, 최표면측에 Sn 또는 Sn 합금층이 형성되고, Ni 또는 Ni 합금층과 Sn 또는 Sn 합금층 사이에 Cu 와 Sn 을 주성분으로 하는 확산층 또는 Cu 와 Ni 와 Sn 을 주성분으로 하는 확산층이 1 층 이상 형성된 단자재가 개시되어 있다. 또, 이들 확산층 중 Sn 또는 Sn 합금층에 접하는 확산층의 두께가 0.2 ∼ 2.0 ㎛ 이고 또한 Cu 함유량이 50 중량％ 이하, Ni 함유량이 20 중량％ 이하라고 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, Cu 계 기재의 표면에 복수의 도금층을 갖고, 그 표층 부분을 구성하는 평균 두께 0.05 ∼ 1.5 ㎛ 의 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 계 도금층 상에, 경도가 10 ∼ 20 Hv 이고 평균 두께가 0.05 ∼ 0.5 ㎛ 로 형성한 Sn-Ag 피복층이 형성된 단자재가 개시되어 있다. 또, Sn-Ag 피복층은, Sn 입자와 Ag₃Sn 입자를 포함하고, Sn 입자의 평균 입경이 1 ∼ 10 ㎛ 이고, Ag₃Sn 입자의 평균 입경이 10 ∼ 100 ㎚ 라고 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2014-122403호 일본 공개특허공보 2003-293187호 일본 공개특허공보 2010-280946호

특허문헌 1 이나 특허문헌 2 에 기재된 바와 같이, 기재의 표면을 덮는 Ni 층은 기재로부터의 Cu 의 확산을 억제하고, 그 위의 Cu-Sn 금속간 화합물층은 Ni 의 Sn 층으로의 확산을 억제하는 효과가 있고, 이 효과에 의해 고온 환경하에서 장시간 안정된 전기적 접속 신뢰성을 유지할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 고온 환경하에서 Ni 가 Sn 층에 확산되고, 이것에 의해 Ni 층의 일부가 손상되어, 그 손상 부분으로부터 기재의 Cu 가 Sn 층에 확산되어 표면에 도달하고, 산화되어 버림으로써 접촉 저항이 증대된다는 문제가 있다.

특허문헌 3 에 기재된 바와 같이 Ag 도금층을 표면에 형성함으로써, 표면의 산화를 방지할 수 있지만, 비용이 비싸다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층이 순차 형성되어 이루어지는 단자재에 있어서의 내열성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재의 표면에 Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층이 순차 형성되어 이루어지는 단자재에 있어서의 상기 과제의 해결책에 대해 예의 연구한 결과, 이하의 지견을 알아냈다.

먼저, Cu-Su 금속간 화합물층은 Ni 의 확산 장벽으로서 기능하기 때문에, 리플로 시간을 길게 하여 이 Cu-Su 금속간 화합물층을 두껍게 하는 것이 생각됐지만, 그 만큼 Sn 이 많이 소비되어 Sn 층이 얇아지고, 결국, 내열성의 저하를 초래하기 때문에, 해결책으로서 적절하지 않다.

특허문헌 1 기재된 단자재에 있어서는, Ni 층과 Sn 층 사이의 Cu-Sn 금속간 화합물층은, Sn 층과의 계면이 요철상으로 형성되어 있다. 즉, Sn 층을 향하여 돌출된 형태의 도상 (島狀) 부분이 다수 이어진 상태로 되고 있고, Cu-Sn 금속간 화합물층에, 국부적으로 두꺼운 지점과 얇은 지점이 발생되어 있다. 그 얇은 부분에서 Ni 가 Sn 층에 확산됨으로써 Ni 층이 손상되고, 그 손상된 부분으로부터 기재의 Cu 가 Sn 층에 확산되는 것이 확인되었다. 이 Cu-Sn 금속간 화합물층의 얇은 부분이 발생하는 것은, 그 위에 형성되어 있는 Sn 층 중으로의 Cu-Sn 금속간 화합물의 성장이 국부적으로 진행되기 쉬운 지점과 진행되기 어려운 지점이 존재하는 것이 요인인 것으로 생각된다. 따라서, 이 국부적으로 얇은 부분이 발생하지 않도록 Cu-Sn 합금층을 가능한 한 플랫하게 성장시키는 것이 중요하고, 그러기 위해, Sn 층 중에 Cu 의 확산 경로를 가능한 한 많이 형성하는 것이 유효하다는 지견을 얻었다. 이와 같은 지견 아래, 본 발명을 이하의 구성으로 하였다.

본 발명의 커넥터용 단자재는, 적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 Ni 층과, 상기 Ni 층 상에 형성되고, Cu₆Sn₅ 를 갖는 Cu-Sn 금속간 화합물층과, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 상에 형성되고, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 층을 갖는다. 이 커넥터용 단자재에 있어서, 상기 Ni 층의 두께가 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하이고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층의 두께가 0.2 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.4 ㎛ 이상 또한 2.5 ㎛ 이하, 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하이고, 상기 Sn 층의 두께가 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.8 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이고, 또한 3.0 ㎛ 이하, 바람직하게는 2.5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하이다. 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 및 상기 Sn 층의 단면을 EBSD 법에 의해 0.1 ㎛ 의 측정 스텝에서 해석하여, 인접하는 픽셀간의 방위차가 2°이상인 경계를 결정립계로 간주하고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층에 있어서의 상기 Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경을 Dc 로 하고, 상기 Sn 층의 평균 결정 입경을 Ds 로 하면, 평균 결정 입경 Dc 가 0.5 ㎛ 이상이고, 입경비 Ds/Dc 가 5 이하이다.

이 커넥터용 단자재에서는, Cu-Sn 금속간 화합물층 중의 Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경 Dc 를 0.5 ㎛ 이상으로 크게 하는, 즉 Cu₆Sn₅ 의 결정립계를 적게 함으로써, Cu-Sn 금속간 화합물층의 얇은 지점을 적게 하여, Ni 층 손상의 기점을 적게 하고 있다.

또, Cu-Sn 금속간 화합물층 중의 Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경 Dc 에 대한 Sn 층의 평균 결정 입경 Ds 의 비율 (Ds/Dc) 을 5 이하로 함으로써, Cu-Sn 금속간 화합물층 중의 Cu₆Sn₅ 의 결정에 대한 Sn 층의 입계가 많아지고, Sn 층 중으로의 Cu 의 확산 경로가 증가하여, Cu-Sn 금속간 화합물층을 종래보다 균일에 가까운 두께로 성장시킬 수 있다.

Ni 층의 두께는 0.1 ㎛ 미만에서는 기재로부터의 Cu 의 확산을 방지하는 효과가 부족하고, 1.0 ㎛ 를 초과하면 굽힘 가공 등에 의해 균열이 발생할 우려가 있다.

Cu-Sn 금속간 화합물층의 두께가 0.2 ㎛ 미만이면, 고온 환경하에서 Ni 의 Sn 층으로의 확산을 충분히 억제할 수 없을 우려가 있고, 2.5 ㎛ 를 초과하면 Sn 층이 Cu-Sn 금속간 화합물층의 과잉 형성에 의해 소비됨으로써 얇아져, 내열성이 저하된다.

Sn 층의 두께는 0.5 ㎛ 미만에서는 고온시에 Cu-Sn 금속간 화합물이 표면에 노출되기 쉬워지고, 그 Cu-Sn 금속간 화합물이 산화되어 Cu 의 산화물이 형성되기 쉬워지는 점에서 접촉 저항이 증가한다. 한편, Sn 층의 두께가 3.0 ㎛ 를 초과하면 커넥터의 사용시의 삽발력의 증대를 초래하기 쉽다.

이 커넥터용 단자재의 하나의 실시양태로서, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층은, 상기 Ni 층 상에 형성되는 Cu₃Sn 층과, 상기 Cu₃Sn 층 상에 형성되는 상기 Cu₆Sn₅ 층으로 이루어지고, 상기 Ni 층에 대한 상기 Cu₃Sn 층의 피복률은 20 ％ 이상, 바람직하게는 25 ％ 이상, 보다 바람직하게는 30 ％ 이상이다.

Cu-Sn 금속간 화합물층이 Cu₃Sn 층과 Cu₆Sn₅ 층의 2 층 구조로 되고, 그 하층을 구성하는 Cu₃Sn 층이 Ni 층을 덮음으로써, Ni 층의 건전성을 유지하여, 기재의 Cu 의 확산을 방지하고, 접촉 저항의 증대 등을 억제할 수 있다. Cu₃Sn 층의 피복률이 클수록 Cu₆Sn₅ 층의 결정 입경이 커지고, 그 만큼 Ni 의 확산 경로가 되는 Cu₆Sn₅ 의 결정립계의 수가 적어져, 고온시의 Ni 층의 손상을 억제할 수 있다. Cu₃Sn 층의 피복률은 20 ％ 이상이면 된다.

커넥터용 단자재의 다른 실시양태로서, 상기 Sn 층은, 상기 EBSD 법에 의해 획정된 결정립계 중, 상기 방위차가 15°이상인 결정의 입계 길이를 La 로 하고, 상기 방위차가 2°이상 15°미만인 결정의 입계 길이를 Lb 로 하면, 이들 입계 길이의 합계 La ＋ Lb 에서 차지하는 Lb 의 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 이 0.1 이상이다.

이 Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 은, 방위차가 작은 결정립계가 차지하는 길이의 비율이다. 이 비율을 크게 함으로써, 미세한 Sn 결정이 많아진다. 즉 Sn 층 중으로의 Cu 의 확산 경로가 되는 Sn 의 입계가 많아지기 때문에, Cu-Sn 금속간 화합물층이 보다 균일에 가까운 두께가 된다.

Lb 비율이 0.1 미만에서는, 결정 입경이 큰 Sn 이 상대적으로 많아진다. 즉 Sn 층 중으로의 Cu 의 확산 경로가 되는 Sn 의 입계가 적어지기 때문에, Cu-Sn 금속간 화합물층은 요철이 많아 국부적으로 얇은 지점을 갖는 상태가 되기 쉽다.

본 발명의 커넥터용 단자재의 제조 방법은, 적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재의 표면에, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Ni 도금 처리, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Cu 도금 처리, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Sn 도금 처리를 이 순서로 실시하는 도금 처리 공정과, 상기 도금 처리 공정 후, 리플로 처리하는 리플로 처리 공정을 갖는다. 이들 공정에 의해, 상기 기재 상에 Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 Ni 층이 형성되고, 상기 Ni 층 상에 Cu 및 Sn 의 금속간 화합물 (IMC : Intermetallic Compound) 로 이루어지는 Cu-Sn 금속간 화합물층이 형성되고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 상에 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 층이 형성되어 이루어지는 커넥터용 단자재를 제조한다. 이 제조 방법에 있어서, 상기 리플로 처리는, 20 ℃/초 이상 75 ℃/초 이하의 승온 속도로 240 ℃ 이상으로 가열하는 1 차 가열 처리와, 상기 1 차 가열 처리 후에, 240 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도에서 1 초 이상 15 초 이하의 시간 가열하는 2 차 가열 처리를 실시하는 가열 공정과, 상기 가열 공정 후에, 30 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과, 상기 1 차 냉각 후에 100 ℃/초 이상 300 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 2 차 냉각 공정을 갖는다.

이 제조 방법에서는, 리플로 처리에 있어서, 2 차 가열 처리에서 1 차 냉각 공정까지의 시간을 제어함으로써, Cu 와 Sn 을 충분히 반응시켜, Cu-Sn 금속간 화합물의 입경을 크게 성장시킨다. 그 후, 1 차 냉각 공정을 거친 후, Sn 의 융점 (약 232 ℃) 근방으로부터의 2 차 냉각 공정에 의해 Sn 층의 입경을 미세하게 제어한다. Sn 층의 입경은 2 차 냉각 공정의 개시 온도 및 냉각 속도로 제어할 수 있다.

또, 이와 같이 열 처리함으로써 Sn 층의 조직을 응고 조직으로 할 수 있다. Sn 층을 응고 조직으로 함으로써, Sn 층의 내부 응력을 해방시켜, 위스커의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층이 순차 형성되어 이루어지는 단자재에 있어서의 내열성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 커넥터용 단자재의 일 실시형태를 모식화하여 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 커넥터용 단자재의 제조시에 있어서의 리플로 조건의 온도와 시간의 관계를 그래프로 한 온도 프로파일이다.
도 3 은, 145 ℃ × 240 시간 유지 후의 시료 A27 의 피막 단면의 SEM 이미지이다.
도 4 는, 145 ℃ × 240 시간 유지 후, Sn 층과 Cu-Sn 금속간 화합물층을 박리하여 관찰한 시료 A27 의 Ni 층의 표면 SEM 이미지이다.
도 5 는, 145 ℃ × 240 시간 유지 후의 시료 B2 의 Ni 층 표면 SEM 이미지이다.
도 6 은, 145 ℃ × 240 시간 유지 후의 시료 A48 의 Ni 층 표면 SEM 이미지이다.

이하, 본 발명의 커넥터용 단자재의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태의 커넥터용 단자재 (1) 는, 적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재 (2) 상에, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 Ni 층 (3) 이 형성되고, 상기 Ni 층 (3) 상에 Cu 및 Sn 의 금속간 화합물로 이루어지는 Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 이 형성되고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 상에 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 층 (5) 이 형성되어 있다.

기재 (2) 는 띠판상으로 형성된 조재 (條材) 이고, 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 것이면, 특별히 그 조성이 한정되는 것은 아니다.

Ni 층 (3) 은, 기재 (2) 의 표면에 Ni 또는 Ni 합금을 전해 도금하여 형성된 것이고, 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하의 두께로 형성된다. 이 Ni 층 (3) 의 두께는, 0.1 ㎛ 미만에서는 기재 (2) 로부터의 Cu 의 확산을 방지하는 효과가 부족하고, 1.0 ㎛ 를 초과하면 굽힘 가공 등에 의해 균열이 발생할 우려가 있다.

Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 은, 후술하는 바와 같이, Ni 층 (3) 상에, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Cu 도금 처리, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Sn 도금 처리를 이 순서로 실시한 후에 리플로 처리함으로써, Cu 와 Sn 이 반응하여 형성된 것이다. 이 Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 은, Ni 층 (3) 상에 형성되는 Cu₃Sn 층 (41) 과, Cu₃Sn 층 상에 배치되는 Cu₆Sn₅ 층 (42) 의 2 층 구조를 갖고, 0.2 ㎛ 이상 2.5 ㎛ 이하의 두께로 형성되어 있다. 또, Ni 층 (3) 에 대한 Cu₃Sn 층의 피복률은 20 ％ 이상이다.

Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 두께가 0.2 ㎛ 미만이면, Cu 의 확산 장벽으로서의 기능이 저해되어, 고온 환경하에서 접촉 저항이 증대될 우려가 있다. 그 두께가 2.5 ㎛ 를 초과하면, 그 만큼 Sn 층 (5) 이 많이 소비되어 Sn 층 (5) 이 얇아지고, 내열성의 저하를 초래한다. Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 두께는, 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.4 ㎛ 이상이고, 또, 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하이다.

Cu₃Sn 층 (41) 이 Ni 층 (3) 을 덮음으로써, Ni 층 (3) 의 건전성을 유지하여, 기재 (2) 의 Cu 의 확산을 방지하고, 접촉 저항의 증대 등을 억제할 수 있다. Cu₃Sn 층 (41) 의 피복률이 클수록 Cu₆Sn₅ 층 (42) 의 결정 입경이 커지고, 그 만큼 Cu₆Sn₅ 층의 결정립이 Sn 층 (5) 의 결정립계와 많이 접하게 되고, Cu 의 확산 경로를 많게 하여, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 을 균일하게 성장시킬 수 있다. Cu₃Sn 층 (41) 의 피복률은 20 ％ 이상이면 된다. Cu₃Sn 층 (41) 의 피복률은 바람직하게는 25 ％ 이상, 보다 바람직하게는 30 ％ 이상이다.

이 Cu₃Sn 층 (41) 은, Ni 층 (3) 의 전체면을 피복하고 있다고는 할 수 없고, Ni 층 (3) 상에 Cu₃Sn 층 (41) 이 형성되어 있지 않은 부분이 존재하는 경우가 있지만, 그 경우에는, Ni 층 (3) 에 Cu₆Sn₅ 층 (42) 이 직접 접촉되어 있다.

피복률은, 단자재의 피막 부분을 집속 이온 빔 (FIB : Focused Ion Beam) 에 의해 단면 가공하고, 피막의 단면을 주사 전자 현미경 (SEM : Scanning Electron Microscope) 으로 관찰하여, Ni 층 (3) 과 Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 계면 길이에 대해, Ni 층 (3) 에 접해 있는 Cu₃Sn 층의 계면 길이의 비율로 구할 수 있다.

Sn 층 (5) 은, Ni 층 (3) 상에 Cu 도금 처리 및 Sn 도금 처리를 실시한 후에 리플로 처리함으로써 형성된다. 이 Sn 층 (5) 의 두께는 0.5 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하이다. Sn 층 (5) 의 두께가 0.5 ㎛ 미만에서는 고온시에 Cu-Sn 금속간 화합물이 표면에 노출되지 쉬워지고, 그 Cu-Sn 금속간 화합물이 산화되어 표면에 Cu 의 산화물이 형성되어 쉬워지는 점에서 접촉 저항이 증가한다. 한편, Sn 층 (5) 의 두께가 3.0 ㎛ 를 초과하면 커넥터의 사용시의 삽발력의 증대를 초래하기 쉽다. Sn 층 (5) 의 두께는, 바람직하게는 0.8 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상, 바람직하게는 2.5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하이다.

Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 및 Sn 층 (5) 의 단면을 EBSD 법에 의해 0.1 ㎛ 의 측정 스텝에서 해석하여, 인접하는 픽셀간의 방위차가 2°이상인 경계를 결정립계로 간주하고, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 평균 결정 입경을 Dc 로 하고, Sn 층 (5) 의 평균 결정 입경을 Ds 로 하면, 평균 결정 입경 Dc 가 0.5 ㎛ 이상이고, 입경비 Ds/Dc 가 5 이하이다.

Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 평균 결정 입경 Dc 를 0.5 ㎛ 이상으로 크게 함으로써, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 요철이 작아져, 국부적으로 지나치게 얇은 지점의 발생을 적게 할 수 있다. 또, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 평균 결정 입경 Dc 에 대한 Sn 층 (5) 의 평균 결정 입경 Ds 의 비율 (Ds/Dc) 을 5 이하로 함으로써, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 의 결정에 대한 Sn 층 (5) 의 입계가 많아지고, Sn 층 (5) 중으로의 Cu 의 확산 경로가 증가하여, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 을 균일한 두께로 성장시킬 수 있다. 평균 결정 입경 Dc 는 바람직하게는 0.6 ㎛ 이상, 입경비 Ds/Dc 는 바람직하게는 4 이하, 보다 바람직하게는 3 이하이다.

또, Sn 층 (5) 은, 전술한 EBSD 법에 의해 획정된 결정립계 중, 방위차가 15°이상인 결정의 입계 길이를 La 로 하고, 방위차가 2°이상 15°미만인 결정의 입계 길이를 Lb 로 하면, Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 이 0.1 이상이다.

이 Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 은, 방위차가 작은 결정립계가 차지하는 길이의 비율이고, LB 비율을 크게 함으로써, 미세한 Sn 결정이 많아진다. 즉 Sn 층 (5) 중으로의 Cu 의 확산 경로가 되는 Sn 의 입계가 많아지기 때문에, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 이 보다 균일에 가까운 두께가 된다.

이 Lb 비율이 0.1 미만에서는, 상대적으로 결정 입경이 큰 Sn 이 많아지는 것이 판명되었다. 즉 Sn 층 (5) 중으로의 Cu 의 확산 경로가 되는 Sn 의 입계가 적어지기 때문에, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 은 요철이 많아 국부적으로 얇은 지점을 갖는 상태가 되기 쉽다. Lb 비율은 바람직하게는 0.2 이상, 보다 바람직하게는 0.3 이상이다.

이와 같이 구성한 커넥터용 단자재 (1) 는, 기재 (2) 상에 Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Ni 도금 처리, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Cu 도금 처리, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Sn 도금 처리를 순서대로 실시한 후에, 리플로 처리함으로써 형성된다.

Ni 도금 처리는 일반적인 Ni 도금욕을 사용하면 되고, 예를 들어 황산니켈 (NiSO₄) 과 염화니켈 (NiCl₂), 붕산 (H₃BO₃) 을 주성분으로 한 와트욕 등을 사용할 수 있다. 도금욕의 온도는 20 ℃ 이상 60 ℃ 이하, 전류 밀도는 5 ∼ 60 A/dm² 이하가 된다. 이 Ni 도금 처리에 의해 형성되는 Ni 도금층의 막 두께는 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하가 된다.

Cu 도금 처리는 일반적인 Cu 도금욕을 사용하면 되고, 예를 들어 황산구리 (CuSO₄) 및 황산 (H₂SO₄) 을 주성분으로 한 황산구리욕 등을 사용할 수 있다. 도금욕의 온도는 20 ∼ 50 ℃, 전류 밀도는 1 ∼ 50 A/dm² 가 된다. 이 Cu 도금 처리에 의해 형성되는 Cu 도금층의 막 두께는 0.05 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하가 된다.

Sn 도금 처리는 일반적인 Sn 도금욕을 사용하면 되고, 예를 들어 황산 (H₂SO₄) 과 황산제1주석 (SnSO₄) 을 주성분으로 한 황산욕을 사용할 수 있다. 도금욕의 온도는 15 ∼ 35 ℃, 전류 밀도는 1 ∼ 30 A/dm² 가 된다. 이 Sn 도금 처리에 의해 형성되는 Cu 도금층의 막 두께는 0.1 ㎛ 이상 5.0 ㎛ 이하가 된다.

리플로 처리는, Cu 도금층 및 Sn 도금층을 가열하여 일단 용융시킨 후 급랭시킨다. 예를 들어, Cu 도금 처리 및 Sn 도금 처리를 실시한 후의 처리재를 CO 환원성 분위기로 한 가열로 내에서 20 ℃/초 이상 75 ℃/초 이하의 승온 속도로 240 ℃ 이상으로 가열하는 1 차 가열 처리 후에, 240 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도에서 1 초 이상 15 초 이하의 시간 가열하는 2 차 가열 처리를 실시하는 가열 공정과, 상기 가열 공정 후에 30 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과, 상기 1 차 냉각 공정 후에 100 ℃/초 이상 300 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 2 차 냉각 공정을 실시한다.

2 차 가열 처리의 온도 설정에 대해서는, 예를 들어 1 차 가열 처리에서 도달한 온도에서 유지해도 되고, 혹은 1 차 가열 처리에서 목표 온도보다 낮은 온도까지 가열한 후에 2 차 가열 처리에 의해 목표 온도까지 서서히 올려도 되고, 혹은 상기의 온도 범위 내에서 적절히 변화시켜도 된다.

리플로 처리에 있어서의 온도와 시간의 관계의 일례를 도 2 에 나타낸다. 이 리플로 처리에 의해, 도 1 에 나타내는 바와 같이 Ni 층 (3) 상에, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4), Sn 층 (5) 이 순차 형성된 커넥터용 단자재 (1) 가 얻어진다. Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 은, 주로 Cu₃Sn 층 (41) 과 Cu₆Sn₅ 층 (42) 으로 이루어진다. Ni 층 (3) 과 Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 사이에 Cu 도금층의 일부가 남는 경우도 있다.

또한, Cu-Sn 금속간 화합물 중의 Cu₆Sn₅ 의 입경을 크게 한다는 관점에서는, 1 차 냉각 공정에 있어서 Sn 의 융점 근방까지 서랭시키고, 그 후의 2 차 냉각 공정에서 급랭시키는 프로세스가 바람직하다.

이 리플로 처리에 있어서, Sn 을 융점 이상으로 가열함과 함께, 1 차 가열과 2 차 가열의 조건을 조정함으로써, Cu 와 Sn 을 충분히 반응시켜, Cu-Sn 금속간 화합물의 입경을 크게 성장시킨다. 그 후, 천천히 냉각시키는 1 차 냉각 공정을 거친 후, Sn 의 융점 부근으로부터의 2 차 냉각 공정에 의해, Sn 층 (5) 의 입경을 미세하게 제어한다. Sn 층 (5) 의 입경은 2 차 냉각 공정의 개시 온도 및 냉각 속도로 제어할 수 있다. 또 이와 같이 열 처리함으로써, Sn 층 (5) 을 응고 조직으로 할 수 있다.

이 커넥터용 단자재 (1) 는, 소정의 외형으로 프레스 타발되고, 굽힘 가공 등의 기계적 가공이 실시되어, 수단자 혹은 암단자로 성형된다.

이 단자는, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 에 국부적으로 얇아지는 부분이 적어, Cu-Sn 금속간 화합물층 (4) 이 보다 균일에 가까운 두께로 성장되어 있고, 고온 환경하에서도 Ni 층 (3) 의 손상이 억제되기 때문에, 낮은 접촉 저항을 유지할 수 있어, 우수한 내열성을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 전해 도금에 의해 기재 상에 Ni 도금층, Cu 도금층, Sn 도금층을 적층했지만, 전해 도금에 한정되지 않고, 무전해 도금이나 PVD, CVD 등의 일반적인 성막 방법에 의해 성막해도 된다.

실시예

판 두께 0.2 ㎜ 의 구리 합금 (Mg ; 0.7 질량％-P ; 0.005 질량％) 의 H 재 (단면 형상이 H 자상) 를 기재로 하고, 전해 도금에 의해, Ni 도금 처리, Cu 도금 처리, Sn 도금 처리를 순서대로 실시하였다. 각 도금 조건은 실시예, 비교예 모두 동일하고 이하에 나타내는 바와 같이 하고, 도금 시간을 조정하여 각 막 두께를 제어하였다. Dk 는 캐소드의 전류 밀도, ASD 는 A/dm² 의 약칭이다.

＜니켈 도금 처리＞

도금액 조성

황산니켈 280 g/L

염화니켈 30 g/L

붕산 45 g/L

도금액온 45 ℃

캐소드 전류 밀도 (Dk) 5 ASD (A/dm²)

＜구리 도금 처리＞

도금액 조성

황산구리 80 g/L

황산 200 g/L

첨가제 적량

도금액온 25 ℃

캐소드 전류 밀도 (Dk) 3 ASD (A/dm²)

＜주석 도금 처리＞

도금액 조성

황산주석 50 g/L

황산 100 g/L

첨가제 적량

도금액온 25 ℃

캐소드 전류 밀도 (Dk) 2 ASD (A/dm²)

각 도금 처리의 최후의 공정인 주석 도금 처리를 실시한 후, 1 분 후에 리플로 처리를 실시하였다. 이 리플로 처리는, 가열 공정 (1 차 가열 처리, 2 차 가열 처리), 1 차 냉각 공정, 2 차 냉각 공정을 실시하였다. 각 도금층의 두께 (Ni 도금층, Cu 도금층, Sn 도금층의 두께), 리플로 조건 (1 차 가열의 승온 속도 및 도달 온도, 2 차 가열의 승온 속도 및 피크 온도, 피크 온도에서의 유지 시간 (피크 온도 유지 시간), 1 차 냉각 속도, 2 차 냉각 속도) 은, 표 1 ∼ 3 에 나타내는 바와 같이 하였다.

이상과 같이 상이한 제조 조건에 의해 얻어진 각 시료에 대해, Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층의 각각의 두께를 측정함과 함께, Cu-Sn 금속간 화합물층에 있어서의 Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경 Dc, Sn 층의 평균 결정 입경 Ds, Ni 층과의 계면에 있어서의 Cu₃Sn 층의 피복률을 측정하고, Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경 Dc 와 Sn 층의 평균 결정 입경 Ds 의 입경비 (Ds/Dc) 를 구하였다. 또, Sn 층에 있어서의 방위차가 15°이상인 결정의 입계 길이를 La 로 하고, 방위차가 2°이상 15°미만인 결정의 입계 길이를 Lb 로 하여, Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 을 구하였다.

(각 층의 두께)

Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층의 각각의 두께는, 형광 X 선 막후계 (SEA5120A, SII·나노 테크놀로지 주식회사 제조) 로 측정하였다.

(평균 결정 입경 및 입경비 Ds/Dc 의 산출)

Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경 Dc, Sn 층의 평균 결정 입경 Ds 는, 압연 방향에 수직인 면, 즉 RD (Rolling direction) 면을 측정면으로 하였다. 측정면은, 집속 이온 빔 (FIB) 에 의해 단면 가공하고, EBSD 장치 (TSL 사 제조, OIM 결정 방위 해석 장치) 와 해석 소프트 (TSL 사 제조, OIM Analysis ver.7.1.0) 에 의해 전자선 가속 전압 15 ㎸, 측정 스텝 0.1 ㎛ 에서 1000 ㎛² 이상의 측정 면적으로 해석하였다. 해석의 결과, 인접하는 픽셀간의 방위차가 2°이상인 경계를 결정의 입계로 간주하여 결정립계 맵을 작성하였다.

평균 결정 입경 Dc, Ds 는, 결정립계 맵에 있어서, 측정면을 횡단하도록 모재와 평행한 방향으로 그은 복수의 선분으로부터 구하였다. 구체적으로는, 어느 선분이 통과하는 결정립의 수가 최대가 되도록 선분을 긋고, 이 선분의 길이를 그 선분이 통과하는 결정립의 수로 나눈 것을 평균 결정 입경으로 하였다. 각 선분의 길이의 합계가 100 ㎛ 이상이 될 때까지 복수의 선분을 긋고 측정하였다.

(Cu₃Sn 층의 피복률)

Cu₃Sn 층의 피복률은, 단자재의 피막 부분을 집속 이온 빔 (FIB) 에 의해 단면 가공하고, 피막의 단면을 주사 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰한 표면의 주사 이온 이미지 (SEM 이미지) 로부터, Cu-Sn 금속간 화합물층 (Cu₃Sn 층 및 Cu₆Sn₅ 층) 과 Ni 층의 계면 길이에 대한 Cu₃Sn 층과 Ni 층의 계면 길이의 비율로서 구하였다.

(Lb 의 비율 (Lb/(Lb ＋ La)))

Sn 층에 있어서, 전술한 EBSD 법으로 측정한 결정립계 맵으로부터, 방위차가 15°이상인 결정의 입계 길이를 La 로 하고, 방위차가 2°이상 15°미만인 결정의 입계 길이를 Lb 로 하여, Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 을 구하였다.

표 4 ∼ 8 에 각 시료 (A1 ∼ A52, B1 ∼ B8) 에 있어서의 평균 결정 입경 Dc, Ds/Dc, Cu-Sn 금속간 화합물층 (Cu-Sn IMC 로 표기) 두께, Sn 층 두께, Ni 층 두께, Cu₃Sn 피복률, Lb 비율을 나타낸다.

이들 시료에 대해, 접촉 저항, 잔류 Sn, 굽힘 가공성에 대해 평가하였다. 접촉 저항 및 잔류 Sn 에 대해서는, 이하에 나타내는 고온 유지 시험 후의 평가 결과이다. 굽힘 가공성은, 고온 유지 시험 전의 평가 결과이다.

(접촉 저항)

대기 중에서 고온 유지하고 (고온 유지 시험), 접촉 저항을 측정하였다. 유지 조건은, Sn 층의 두께가 1.2 ㎛ 이하인 시료에서는 125 ℃ 에서 1000 시간으로 하고, 1.2 ㎛ 보다 두꺼운 시료에서는 145 ℃ 에서 1000 시간으로 하였다. 측정 방법은 JIS-C-5402 에 준거하여, 4 단자 접촉 저항 시험기 (야마자키 정기 연구소 제조 : CRS-113-AU) 에 의해, 접동식 (1 ㎜) 으로 0 에서 50 g 까지의 하중 변화-접촉 저항을 측정하고, 하중을 50 g 으로 했을 때의 접촉 저항값으로 평가하였다.

1000 시간 경과 후에 있어서도 접촉 저항이 2 mΩ 이하였던 것을 A, 1000 시간 경과 후에는 2 mΩ 을 상회하지만 500 시간 경과 시점에서는 2 mΩ 이하였던 것을 B, 500 시간 경과 시점에서 2 mΩ 을 상회한 것을 C 로 평가하였다.

(잔류 Sn)

리플로 직후의 합금화되어 있지 않은 Sn 의 막 두께에 대한, 고온 유지 시험 실시 후에 합금화되지 않고 남은 Sn 의 막 두께의 비율을 잔류 Sn 으로서 평가하였다. 즉, 리플로 직후에 합금화되어 있지 않은 Sn 이 고온 유지 시험 후에 어느 정도 남았는지를 나타내고 있다. 고온 유지 시험 조건은 접촉 저항의 경우와 동일하게 하였다. 1000 시간 경과 후에 50 ％ 를 초과하는 것을 A, 25 ％ 를 초과하고 50 ％ 이하인 것을 B, 25 ％ 이하였던 것을 C 로 평가하였다.

(굽힘 가공성)

굽힘 가공성은, 시료 (압연재) 를 압연 수직 방향으로 폭 10 ㎜ × 길이 60 ㎜ (압연 방향 60 ㎜, 폭 방향 10 ㎜) 로 잘라내고, JIS Z 2248 에 규정되는 금속 재료 굽힘 시험 방법에 준거하여, 누름 금구의 굽힘 반경 R 과 시료의 두께 t 의 비 R/t = 1 로 하여 180°굽힘 시험 (굽힘 방향 : Bad Way) 을 실시하여, 굽힘부의 표면 및 단면에 크랙 등이 확인되는지의 여부를 광학 현미경으로 배율 50 배로 관찰하였다. 크랙 등이 확인되지 않고, 표면 상태도 굽힘의 전후로 크랙 등, 큰 변화가 확인되지 않은 것을「OK」, 크랙이 확인된 것을「NG」로 하였다.

이들 결과를 표 9 ∼ 13 에 나타낸다.

이들 결과로부터, Ni 층의 두께가 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하이고, Cu-Sn 금속간 화합물층의 두께가 0.2 ㎛ 이상 2.5 ㎛ 이하이고, Sn 층의 두께가 0.5 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하이고, Cu-Sn 금속간 화합물층의 평균 결정 입경 Dc 가 0.5 ㎛ 이상이고, Dc 에 대한 Sn 층의 평균 결정 입경 Ds 의 입경비 Ds/Dc 가 5 이하인 실시예 (시료 A1 ∼ A52) 는, 모두 내열성 (접촉 저항, 잔류 Sn) 이 B 랭크 이상이 되는 것이 확인되었다. 또, 어느 실시예에 있어서도 굽힘 균열은 확인되지 않아, 양호한 가공성을 갖고 있는 것도 확인되었다.

이에 반해 비교예 (시료 B1 ∼ B8) 는, 입경비 Ds/Dc 나 Cu-Sn 금속간 화합물층의 두께, Ni 층의 두께 등 중 어느 것이 본 발명의 범위로부터 벗어나 있고, 그 결과, 내열성이 C 랭크가 되거나, 혹은 굽힘 가공성이 NG 였다.

도 3 은, 145 ℃ × 240 시간 유지한 시료 A27 의 피막 단면의 SEM 이미지를 나타낸다. 도 4 는, 145 ℃ × 240 시간 유지한 후, Sn 층과 Cu-Sn 금속간 화합물층을 박리하여 관찰한 시료 A27 의 Ni 층의 표면 SEM 이미지를 나타낸다.

단면 SEM 이미지에 있어서, 고온 유지 후의 Cu-Sn 금속간 화합물층은 Cu₆Sn₅ 로 이루어지고, Cu-Sn 금속간 화합물층의 얇은 부위의 바로 아래에서 Ni 층의 손상이 확인되었다. Ni 층의 표면 SEM 이미지로부터, Ni 층의 손상은 망목상인 것이 확인되었다. 이와 같이 본 발명의 실시예 (시료 A27) 에 있어서도, 장시간 고온 유지하면, Ni 층의 손상이 진행되어 Ni 층의 일부가 소실되고, 모재로부터의 Cu 의 외방 확산이 진행되기 때문에 내열성이 열화되어 가지만, 비교예에 비해 열화의 속도는 느리다.

145 ℃ × 240 시간 유지한 시료 B2 (도 5) 와 시료 A48 (도 6) 의 Ni 층 표면 SEM 이미지를 나타낸다. 이 도 4 ∼ 6 의 Ni 층 표면 SEM 이미지를 비교하면, A27 보다 Cu₃Sn 층 피복률이 낮은 B2 쪽이 Ni 층의 손상은 크다. 한편, A27 보다 Cu₃Sn 층 피복률이 높은 A48 에서는, Ni 층의 손상이 A27 보다 적다. 이와 같이, Cu₃Sn 피복률이 높은 시료에서는 Ni 층의 손상이 억제되어 있는 것이 분명하다. Ni 층의 손상이 발생하기 쉬운 장소는, Cu-Sn 금속간 화합물층의 얇은 부위, 즉 Cu₆Sn₅ 의 도상 결정의 단부 근방이다. Cu₃Sn 층의 피복률이 높아지면, Cu₆Sn₅ 층의 도상 결정이 보다 평탄에 가까워지고, 극단적으로 얇은 부위가 감소하기 때문에 Ni 층의 손상이 억제되어, 내열성의 향상을 기대할 수 있다.

Ni 층, Cu-Sn 금속간 화합물층, Sn 층이 순차 형성되어 이루어지는 단자재에 있어서의 내열성을 향상시킨다.

1 : 커넥터용 단자재
2 : 기재
3 : Ni 층
4 : Cu-Sn 금속간 화합물층
41 : Cu₃Sn 층
42 : Cu₆Sn₅ 층
5 : Sn 층

Claims

적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재와,
상기 기재 상에 형성되고, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 Ni 층과,
상기 Ni 층 상에 형성되고, Cu₆Sn₅ 를 갖는 Cu-Sn 금속간 화합물층과,
상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 상에 형성되고, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 층을 갖는 커넥터용 단자재로서,
상기 Ni 층의 두께가 0.1 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하이고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층의 두께가 0.2 ㎛ 이상 2.5 ㎛ 이하이고, 상기 Sn 층의 두께가 0.5 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하이고,
상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 및 상기 Sn 층의 단면을 EBSD 법에 의해 0.1 ㎛ 의 측정 스텝에서 해석하여, 인접하는 픽셀간의 방위차가 2°이상인 경계를 결정립계로 간주하고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층에 있어서의 상기 Cu₆Sn₅ 의 평균 결정 입경을 Dc 로 하고, 상기 Sn 층의 평균 결정 입경을 Ds 로 하면, 평균 결정 입경 Dc 가 0.5 ㎛ 이상이고, 입경비 Ds/Dc 가 5 이하인 것을 특징으로 하는 커넥터용 단자재.
제 1 항에 있어서,
상기 Cu-Sn 금속간 화합물층은, 상기 Ni 층 상에 형성된 Cu₃Sn 층과, 상기 Cu₃Sn 층 상에 형성된 상기 Cu₆Sn₅ 층으로 이루어지고, 상기 Ni 층에 대한 상기 Cu₃Sn 층의 피복률은 20 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 커넥터용 단자재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 Sn 층은 응고 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥터용 단자재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Sn 층은, 상기 EBSD 법에 의해 획정된 결정립계 중, 상기 방위차가 15°이상인 결정의 입계 길이를 La 로 하고, 상기 방위차가 2°이상 15°미만인 결정의 입계 길이를 Lb 로 하면, Lb 비율 (Lb/(Lb ＋ La)) 이 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 커넥터용 단자재.
적어도 표면이 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 기재의 표면에, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Ni 도금 처리, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Cu 도금 처리, Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 도금층을 형성하는 Sn 도금 처리를 이 순서로 실시하는 도금 처리 공정과,
상기 도금 처리 공정 후, 리플로 처리하는 리플로 처리 공정을 갖고,
상기 기재 상에 Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 Ni 층이 형성되고, 상기 Ni 층 상에 Cu 및 Sn 의 금속간 화합물로 이루어지는 Cu-Sn 금속간 화합물층이 형성되고, 상기 Cu-Sn 금속간 화합물층 상에 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 Sn 층이 형성되어 이루어지는 커넥터용 단자재를 제조하는 방법으로서,
상기 리플로 처리는, 20 ℃/초 이상 75 ℃/초 이하의 승온 속도로 240 ℃ 이상으로 가열하는 1 차 가열 처리와, 상기 1 차 가열 처리 후에, 240 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도에서 1 초 이상 15 초 이하의 시간 가열하는 2 차 가열 처리를 실시하는 가열 공정과,
상기 가열 공정 후에, 30 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과,
상기 1 차 냉각 후에 100 ℃/초 이상 300 ℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 2 차 냉각 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터용 단자재의 제조 방법.