KR20240037018A - 전기자동차용 부스바 표면처리 방법 - Google Patents

전기자동차용 부스바 표면처리 방법 Download PDF

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KR20240037018A
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Abstract

친환경 전기 자동차의 경량화와 전기계통의 우수한 전도성, 소재의 내식성을 향상하기 위하여 구리-주석-아연의 합금 도금층을 형성하여 550MVH 이상의 경도와 염수 분무 시험(salt spray test)에서 우수한 내식성을 나타낸다. 이와 같은 합금 도금 방법은 도금층의 변색이나 전도성 저항, 내식성 저하의 문제를 해결할 수 있는 도금 방법이다. 특히, 55~60%의 구리와 29~32%의 주석, 8~10%의 아연의 공석율을 가지는 합금 도금층, 보다 자세하게는 59%의 구리와 31%의 주석과 10%의 아연의 공석율을 가지는 도금층은 높은 경도와 전기전도성, 내식성을 부여하는 표면처리 기술로 활용될 수 있다.

Description

전기자동차용 부스바 표면처리 방법{Busbar surface treatment method for electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 경량화와 전기에너지의 원활한 공급을 위해 채용되는 구리-알루미늄 클래드 부스바의 부품 또는 구리 부스바의 부품에 합금 도금을 적용하는 기술에 관한 것이다.
전기 자동차용 알루미늄-구리 클래드 부스바의 상/하부는 전도성이 우수한 구리 시트로 구성되지만, 그 단면은 알루미늄이 노출되므로 방식성을 부여하기 위해 필수적으로 니켈 또는 니켈 합금 도금이 적용된다. 일반적으로 우수한 전기 전도성과 내식성, 내변색성을 가지는 표면처리 방법으로서 금도금을 이용할 수 있지만, 고가의 재료비를 고려할 때 기구적 특성은 다소 떨어지지만 전해 니켈 도금에 의해 알루미늄의 부식을 방지하고 있는 실정이다.
이와 같이, 알루미늄-구리 클래드 부스바는 전기자동차 부품의 경량화를 위하여 구리 부스바 보다 50% 이상의 경량화를 달성할 수 있지만 알루미늄의 부식 방지를 위하여 니켈 도금의 사용이 필수적이다. 그런데, 니켈 도금층의 경우 자기적 특성으로 에너지 손실과 열의 발생을 초래하므로 이로 인한 열전달을 억제하기 위하여 세라믹이나 폴리머를 이용한 코팅 방법이 추가로 적용되어야 한다. 또한, 사용 시간의 경과에 따라 니켈 도금층에는 산화니켈 층이 형성되면서 표면 저항이 증가하며, 이로 인해 전기 베터리의 효율이 저하될 수도 있다.
또한, 구리나 니켈도금이 채용된 부스바는 대기 환경 노출에 의하여 변색이나 산화물의 형성성으로 전기 전도성이 저하되고 이로 인해 전기 저항에 의한 열을 발생시켜 전기회로의 효율성을 떨어뜨릴 수도 있다.
한국특허공보 10-1694858호 (2017. 1. 4등록)
이러한 종래기술의 문제점을 고려한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 니켈 도금 방법을 대체하기 위해, 구리-주석-아연 합금 도금층을 형성시킴으로써 낮은 전류에서 사용되는 전기자동차용 부스바가 비자기적 특성을 보유하면서도, 우수한 전기 전도성, 미/변색 특성 및 내식성을 갖게 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법은, 전기자동차용 부스바를 형성하는 클래드 소재에 도금을 위한 전처리 공정을 적용하는 단계; 상기 전처리 공정이 적용된 상기 클래드 소재를 합금 도금 용액이 수용된 욕조(bath)에 침지하는 단계; 및 상기 합금 도금 용액에 외부 전원을 통전하여 상기 클래드 소재 상에 합금 도금층을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 합금 도금 용액은, 8~15g/L의 구리 이온, 20~34g/L의 주석 이온, 0.3~2g/L의 아연 이온, 35~65g/L의 청화 이온 및 35~60g/L의 수산화 이온을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 합금 도금 용액은, 보다 바람직하게는, 10~11.5g/L의 구리 이온, 23~27g/L의 주석 이온, 0.9~1.4g/L 아연 이온, 43~46g/L의 청화 이온 및 38~43g/L의 수산화 이온을 포함할 수 있다.
상기 합금 도금 용액은, 암모니아, 나트륨, 칼륨, 시안화합물, 수산화물, 티오요소 및 티오시안화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 합금 도금층을 형성하는 단계에서, 용액 온도 조건은 50~65℃이고, 상기 외부 전원의 전류밀도는 150~300A/㎡인이, 상기 외부 전원의 전압은 1~6V이고, 통전시간은 3~60분일 수 있다.
상기 클래드 소재는, 내부의 알루미늄 시트와 상기 알루미늄 시트의 외면에 형성된 구리 포일로 구성될 수 있다.
상기 전처리 공정은, 수산화나트륨 및 규산나트륨이 포함된 탈지용액으로 상기 클래드 소재의 표면에 존재하는 유기물을 제거하는 탈지 단계; 상기 클래드 소재의 표면 산화물을 제거하고 도금층의 밀착성을 부여하는 에칭 단계; 및 상기 클래드 소재의 외면에 복합화학 생성물층을 형성하는 화성 처리 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 알루미늄-구리 클래드 부스바에 의하면, 단일 금속 도금 방법으로 얻을 수 있는 기구적 특성을 높이기 위하여 2종 이상의 합금 도금층을 형성하여 내식성, 전기 전도성, 내변색성, 열적 안정성 등이 향상될 수 있기 때문에, 저전압/고전압 베터리의 전기 사용 효율을 높일 수 있다.
특히, 친환경 자동차의 경량화와 전기 효율성을 증가시키기 위하여 구리-알루미늄 클래드 소재를 이용하여 경량화 함으로써, 우수한 내식성과 비자성 특성을 가지며 대기 환경에서 산화에 의한 변색을 방지하는 합금 도금층을 형성할 수 있으며, 이로 인해 낮은 전압에서도 전기전도성이 우수한 부품 가공이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구리-알루미늄 클래드 접합 소재에 구리-주석-아연의 합금 도금층 형성한 전기자동차용 클래드 부스바의 단면도이다.
도 2는 구리-주석-아연으로 이루어진 합금 도금층의 공석율 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 클래드 부스바 중에서 합금도금층의 두께 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구리-알루미늄 클래드 접합 소재에 구리-주석-아연의 합금 도금층 형성한 전기자동차용 클래드 부스바(10)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 클래드 부스바(10)는 클래드 소재(11, 12) 상에 구리-주석-아연을 함유하는 합금 도금층(13)이 형성된 구조를 갖는다. 여기서, 상기 클래드 소재는, 코어의 알루미늄 시트(aluminum sheet, 11)와 상기 알루미늄 시트(11)의 외면에 형성된 구리 포일(copper foil, 12)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 합금 도금층(13)이 형성된 클래드 소재(11, 12)를 관통하는 관통공에는 너트(15)와 체결되는 볼트(14)가 삽입될 수 있다.
상기와 같은 구리-주석-아연 합금 도금층(13)을 얻기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 합금 도금 용액은, 8~15g/L의 구리 이온과 20~34g/L의 주석 이온, 1.0~2.0g/L의 아연 이온, 3~10g/L의 칼륨 이온, 5~20g/L의 나트륨 이온 등으로 구성되며 무기 금속의 석출 안정성을 부여하기 위한 착화제로 30~60g/L의 청화물 및 30~60g/L의 수산화물을 포함한다. 보다 명확하게는, 11g/L의 구리 이온, 24g/L의 주석 이온, 0.9g/L의 아연 이온이 기본적으로 혼합된 용액에 암모니아, 나트륨, 칼륨, 시안화합물, 수산화물, 티오요소, 티오시안화합물 등의 물질이 일정 농도의 조성으로 구성된 합금 도금 용액을 사용할 수 있다.
이에 따라, 무기 금속 이온의 농도 조건에 따라 첨가되는 나트륨, 칼륨, 암모니아, 시안화합물, 수산화물, 티오요소, 티오시안화합물 등의 농도를 제어함으로써 균일한 합금 조성의 구리-주석-아연 합금 도금층을 얻을 수 있다. 다양한 시험 결과, 우수한 전기 전도성을 얻기 위해서는 구리의 함량을 높이고 조대한 입자(coarse particle)가 형성되도록 하여야 하며, 우수한 내식성 및 내변색성을 확보하기 위해서는 주석의 함량이 높은 도금층을 형성할 필요가 있음을 알 수 있다.
공정 조건에 따라 비자성 특징을 가지는 합금 도금층을 형성하고 합금 도금층의 공석율을 조정하여 낮은 저항 특성을 나타내는 구리-주석-아연 합금 도금층을 제공한다. 구리-주석-아연 합금 도금층의 합금 공석율은 온도, 전류밀도, 물질 농도의 영향으로 목적에 맞는 합금 조성을 얻을 수 있다. 본 발명에는 다양한 연구의 결과 55~60% 구리와 29~32%주석, 8~10%아연의 합금 조성을 얻을 경우 낮은 전기 저항을 나타낸다. 이러한 공석율은 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 공석율 스펙트럼 분석을 통해 얻어질 수 있다.
본 발명은 전기전도성을 높이고 구리-알루미늄 합금의 내식성을 부여하여 전기 전도성의 변화가 없는 구리-주석-아연 합금 도금층을 형성하는 표면처리 방법이다. 전류의 흐름을 원활히 하기 위한 구리-주석-아연 합금 도금층을 형성하기 위하여 일정량의 두께와 구리-주석-아연 합금 도금층의 일정한 공석율로 석출되게 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 8~15g/L의 구리 이온과 20~34g/L의 주석 이온, 1~2g/L의 아연 이온, 3~10g/L의 칼륨 이온, 5~20g/L의 나트륨 이온으로 구성된 합금 도금 용액을 이용하여 55~60% 구리와 29~32%주석, 8~10%아연의 공석율을 가지는 합금 도금층을 구현하는 것이다.
구리의 함량이 높거나 아연의 함량이 높아질 경우 도금층이 무르게 되어 외부 마찰에 마모 현상이 높아지게 된다. 또한 주석의 함량이 높아질 경우 전기전도성의 저하가 발생하게 된다. 이러한 합금 도금층의 일정한 공석율을 유지하기 위하여 나트륨 이온이나 칼륨 이온이 포함된 청화물과 수산화물을 이용한 금속 이온의 전극 전위를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 청화물의 경우 구리 및 아연의 공석율을 제어하는 착화제 특성을 가지고, 수산화물의 경우 아연의 공석율을 제어하는 착화제 특성을 가진다. 또한, 도금에 의해 구리-주석-아연을 동시에 석출하기 위한 방법으로 금속 이온의 조성과 착화제, 전도보조제, 안정제를 이용하여 안정적인 금속 착염을 유도하기 위한 착염 관리가 중요하다.
합금 도금층 형성은 상기의 도금 전처리 공정을 거친 후, 다음의 표 1과 같은 합금 도금 용액의 조성과 공정 조건으로 도금층을 형성할 수 있다.
합금 도금 용액의 조성 용액 온도
(℃)		 전압
(V)		 전류밀도
(A/㎡)		 통전시간
(도금속도)
구리 이온(8~15g/L)
주석 이온(20~34g/L)
아연 이온(0.3~2g/L)
청화 이온(35~65g/L)
수산화 이온(35~60g/L)		 50~65 1~6 150~300 3~60분
(3㎛/10min.)
상기 표 1에 기재된 바와 같은 가용한 조성으로서, 상기 합금 도금 용액은, 8~15g/L의 구리 이온, 20~34g/L의 주석 이온, 0.3~2g/L의 아연 이온, 35~65g/L의 청화 이온 및 35~60g/L의 수산화 이온을 포함할 수 있다.
또한, 보다 바람직한 조성으로서, 상기 합금 도금 용액은, 10~11.5g/L의 구리 이온, 23~27g/L의 주석 이온, 0.9~1.4g/L 아연 이온, 43~46g/L의 청화 이온 및 38~43g/L의 수산화 이온을 포함할 수 있다.
상기 가용한 조성 범위 중에서 상기 바람직한 조성 범위를 벗어난 범위에서도, 용액 온도 조건, 전류밀도 또는 극간 거리를 최적화(보상)하는 방식으로 합금 도금의 공석율을 맞출 수 있다. 예를 들어, 수산화 이온의 농도가 감소하더라도 주석 이온의 농도나 온도를 낮추어서 목표 공석율을 가지는 합금 도금층을 확보할 수 있는 것이다.
이와 같이, 상기 합금 도금 용액의 조성은 구리, 주석, 아연의 금속 이온의 농도와 청화 이온, 수산화 이온의 농도, 전류밀도, 용액온도, 극간거리 등 다양한 조건에 따라 변화하므로, 일정한 공석율을 얻기 위한 공정관리가 중요한 요소가 된다.
이러한 합금 도금 용액을 기초로, 구리-알루미늄 클래드 소재에 합금 도금층을 형성하는 구체적인 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
- 단계 1: 수산화나트륨 및 규산나트륨이 포함된 탈지용액으로 클래드 소재 표면의 유기물을 제거하는 탈지 단계
- 단계 2: 알루미늄과 구리가 접합된 클래드 소재에 표면 산화물의 제거와 도금층의 밀착성을 부여하는 에칭 단계
- 단계 3: 알칼리 합금 도금 용액에서 알루미늄의 용해를 방지하기 위해, 복합화학 생성물층을 형성하는 화성 처리 단계
- 단계 4: 화성 처리 공정에서 알루미늄 표면에 흡착되어 있는 무기 금속 이온을 제거하는 안정화하는 단계
- 단계 5: 알칼리성 용액에서 합금 도금층 형성을 위한 하지 도금 단계
- 단계 6: 합금 도금층 형성단계
여기서, 단계 1의 탈지 단계, 단계 2의 에칭 단계 및 단계 3의 화성 처리 단계는 전처리 공정은 알루미늄 또는 구리 소재상에 도금을 위한 필수 공정으로서, 소재 특성에 맞는 적절한 공정을 적용하여 수행될 수 있다.
또한, 단계 4의 화성 처리 층을 안정화하는 단계는, 클래드 소재에 알루미늄에 형성된 조잡한 무기 복합 피막의 일부를 제거하여 알루미늄의 용해를 억제하는 안정된 화학 생성물층을 생성함과 동시에 구리 표면에 흡착된 무기 금속 이온을 제거하는 공정이다. 구체적으로는 10~30%의 질화물과 5~20%의 불화물, 3~10%의 황화물이 포함된 용액에서 20~40
Figure pat00001
에서 1~3분간 안정화 공정이 적용된다.
한편, 단계 5의 하지도금 단계는 합금 도금층과 소재의 밀착성 향상을 위하여 구리 및 주석으로 구성된 도금 용액에서 2~3A/dm2의 전류 밀도에서 0.5~1분 동안 하지 도금층을 형성하여 구리-주석-합금 도금 층과의 밀착성을 부여한다.
마지막으로, 단계 6의 합금 도금 공정은 공정조건 관리에 의하여 55~58% 구리와 29~32%주석, 8~10%아연의 공석율을 가지는 합금 도금층을 형성하는 공정이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구리-알루미늄 클래드 소재에 탈지, 에칭, 화성 처리 단계를 포함한 도금 전처리 공정을 적용한 후, 상기 표 1의 합금 도금 용액에 의한 도금을 실시할 수 있다. 여기서, 다양한 테스트를 위해, 상기 구리-알루미늄 클래드 소재는 20x100x3의 크기(단위: mm)로 가공된 시편을 사용하는 것으로 한다.
또한, 상기 도금 전처리 공정을 적용한 시편을 상기 표 1의 합금 도금 용액의 욕조(bath)에 침지하고, 200A/㎡의 전류밀도 하에서 55~60%의 구리와 29~32%의 주석과, 8~10%의 아연의 공석율을 가지는 합금 도금층을 형성할 수 있다. 보다 바람직하게는 59% 구리와 31% 주석, 10% 아연이 공석된 합금 도금층을 형성한다. 본 명세서 전체에서 표시된 % 비율은 모두 중량 %이다.
이와 같이, 본 발명은 구리-알루미늄 클래드 소재 상에 도금을 위하여 탈지-에칭 등의 방법으로 표면의 유기물과 산화물을 제거하여 화성 처리하는 방법을 제시한다. 이를 통해, 알루미늄의 용해를 방지하고, 알칼리성 도금 용액에서 외부 전원을 이용하여 구리-주석-아연의 합금 도금층을 형성할 수 있다. 소재의 탈지 및 에칭 등 도금의 전처리 공정으로는 다양한 탈지제와 에칭제, 표면조정제 및 화성 처리제 등을 이용한 방법이 적용될 수 있다.
이상에서 설명된, 구리, 주석 및 아연이 공석된 합금 도금을 형성하는 본 발명의 실시예와 비교하기 위한 종래 기술들로서, 단일 금속의 도금층을 형성하는 비교예들의 공정 개요를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 비교예 1에 따르면, 전술한 바와 같은 도금 전처리 공정을 거친 후, 아래의 표 2에 기재된 청화구리 도금 용액을 이용하여 구리 도금 층을 형성할 수 있다.
청화구리 도금 용액 조성 온도
(℃)		 전류밀도
(A/㎡)		 통전시간
(도금속도)
청화구리 60g/L
청화나트륨 86g/L
(유리시안 20g/L)
롯셀염 30g/L
탄산나트륨 30g/L		 50 300 30분
(5.4㎛/10min.)
비교예 2에 따르면, 전술한 바와 같은 도금 전처리 공정을 거친 후, 아래의 표 3에 기재된 황산니켈 도금 용액을 이용하여 니켈 도금층을 형성할 수 있다.
니켈 도금 용액 조성 온도
(℃)		 전류밀도
(A/㎡)		 통전시간
(도금속도)
황산니켈 300g/L
염화니켈 50g/L
붕산 50g/L
광택제(소량)		 50 500 30분
(4.9㎛/10min.)
비교예 3에 따르면, 전술한 바와 같은 도금 전처리 공정을 거친 후, 아래의 표 4의 무전해 니켈-인 도금 용액을 이용하여 무전해 니켈-인 도금층을 형성할 수 있다.
무전해 니켈-인 도금 용액 조성 온도
(℃)		 pH 도금시간
(도금속도)
황산니켈 45g/L
젓산 80mL/L
말릭산 50g/L
숙신산 30g/L
차아인산 11g/L
첨가제(소량)		 90 4.8 30분
(3.1㎛/10min.)
비교예 4에 따르면, 전술한 바와 같은 도금 전처리 공정을 거치고, 상기 표 2의 청화구리 도금을 약 2um 형성한 후, 다음의 표 5의 황산구리 도금 용액을 이용하여 구리 도금층을 형성할 수 있다. 상기 황산구리 도금 용액은 pH가 1이하로서, 황산구리 도금시에 하지의 화성 처리층이 용해된다. 따라서, 알칼리성 구리 도금층이 하지층으로 형성된 후, 그 위에 황산구리 도금층이 형성될 수 있다.
황산구리 도금 용액 조성 온도
(℃)		 전류밀도
(A/㎡)		 통전시간
(도금속도)
황산구리 200g/L
황산 60g/L
광택제(소량)		 25 200 30분
(7.1㎛/10min.)
비교예 5에 따르면, 전술한 바와 같은 도금 전처리 공정을 거치고, 상기 표 2의 청화구리 도금을 약 2um 형성한 후, 아래의 표 6의 황산주석 도금 용액을 이용하여 주석 도금층을 형성할 수도 있다. 상기 황산주석 도금 용액은 pH가 1이하로서, 주석 도금시에 하지의 화성 처리층이 용해된다. 따라서, 알칼리성 구리 도금층이 하지 층으로 형성된 후, 그 위에 주석 도금층이 형성될 수 있다.
황산주석 도금 용액 조성 온도
(℃)		 전류밀도
(A/㎡)		 통전시간
(도금속도)
황산주석 30g/L
황산 80g/L
첨가제(소량)		 25 300 30분
(4.5㎛/10min.)
이상의 다양한 비교예들과 본 발명의 실시예에 따른 도금층의 물성(물리적 특성)을 정리하면 다음의 표 7과 같이 정리될 수 있다. 일반적으로, 구리 소재 소재의 내식성 향상이나 변색 방지를 위하여 주로 습식 표면처리 방법이 사용된다. 특히, 구리 소재의 경우 니켈 도금이나 주석 도금, 크롬 도금 등의 표면처리 방법을 주로 이용하고, 알루미늄 소재의 경우 니켈도금의 방법을 주로 이용하고 있다. 상기 표 7에 기재된 비교예들 및 본 발명의 실시예는 상기 도금된 구리-알루미늄 클래드 소재에 습식 도금에 의해 해당 도금층을 도금한 후 각각의 물성을 비교한 데이터이다.
여기서, 내식성 평가를 위해서는 염수 분무 시험(salt spray test)이 사용되었고, 도금층 경도의 단위는 MVH(micro vickers hardness)이다. 또한 전기저항을 측정하기 위해서 4지점 프로브(4-point probe)가 사용되었다. 또한 도금층의 두께는 도 3과 같은 단면 마이크로 영상을 이용한 두께 측정법을 이용하여 확인할 수 있다.
용액 조성 공정조건 도금층/두께 내식성 도금층 경도
(MVH)		 전기저항
(mΩ)
비교예 1(청화구리 도금) 청화구리 60g/L
청화나트륨 86g/L
(유리시안 20g/L)
롯셀염 30g/L
탄산나트륨 30g/L		 2~5A/dm2
구리양극
60℃
도금시간30min.		 구리/16±2㎛ 보통 110 0.10
비교예 2 (황산 니켈도금) 황산니켈 300g/L
염화니켈 50g/L
붕산 50g/L
광택제(소량)		 4~6A/dm2
니켈양극
55℃
도금시간30min		 니켈/15±2㎛ 양호 280 0.84
비교예 3 (무전해 니켈-인 도금) 황산니켈 45g/L젓산 80mL/L
말릭산 50g/L
숙신산 30g/L
차아인산 11g/L
첨가제(소량)		 90℃
도금시간30min		 니켈-인
/8±1㎛		 우수 550 2.25
비교예 4(황산구리 도금) 황산구리 200g/L
황산 60g/L
광택제(소량)		 2~3A/dm2
구리양극
25℃
도금시간30min		 구리/30±3㎛ 보통 120 0.09
비교예 5(주석도금) 황산주석 30g/L
황산 80g/L
첨가제(소량)		 4~6A/dm2
주석양극
25℃
도금시간30min		 주석
/12±2㎛		 우수 80 1.48
본 발명의 실시예(합금 도금) 구리(11g/L)
주석(25g/L)
아연(1g/L)
청화 이온(45g/L)
수산화 이온(38g/L)		 2~3A/dm2
불용성양극
60℃
도금시간30min		 구리-주석-아연합금/10±1㎛ 우수 550 1.24
상기 표 7에 정리된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 실시예에 따른 도금층의 물성을, 상기의 다양한 비교예들에 따른 도금층의 물성과 비교한 결과에 따르면, 본 발명과 같이 구리-주석-아연 합금 도금층은 기존의 단일 도금층 보다 높은 경도, 우수한 내식성 및 양호한 전기저항을 갖는다는 것을 알 수 있다. 이러한 구리-주석-아연의 합금 도금층을, 전기자동차 부스바에 적용되는 구리-알루미늄 클래드 소재에 형성한다면, 기존의 단일 도금층 보다 향상된 경도와 내식성을 제공할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (8)

  1. 전기자동차용 부스바를 형성하는 클래드 소재에 도금을 위한 전처리 공정을 적용하는 단계;
    상기 전처리 공정이 적용된 상기 클래드 소재를 합금 도금 용액이 수용된 욕조(bath)에 침지하는 단계; 및
    상기 합금 도금 용액에 외부 전원을 통전하여 상기 클래드 소재 상에 합금 도금층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 합금 도금 용액은,
    8~15g/L의 구리 이온, 20~34g/L의 주석 이온, 0.3~2g/L의 아연 이온, 35~65g/L의 청화 이온 및 35~60g/L의 수산화 이온을 포함하는, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 합금 도금 용액은,
    10~11.5g/L의 구리 이온, 23~27g/L의 주석 이온, 0.9~1.4g/L 아연 이온, 43~46g/L의 청화 이온 및 38~43g/L의 수산화 이온을 포함하는, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 합금 도금 용액은,
    암모니아, 나트륨, 칼륨, 시안화합물, 수산화물, 티오요소 및 티오시안화합물을 더 포함하는, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 합금 도금층을 형성하는 단계에서,
    용액 온도 조건은 50~65℃인, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 합금 도금층을 형성하는 단계에서,
    상기 외부 전원의 전류밀도는 150~300A/㎡인, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 합금 도금층을 형성하는 단계에서,
    상기 외부 전원의 전압은 1~6V이고 통전시간은 3~60분인, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 클래드 소재는,
    내부의 알루미늄 시트와 상기 알루미늄 시트의 외면에 형성된 구리 포일로 구성되는, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전처리 공정은
    수산화나트륨 및 규산나트륨이 포함된 탈지용액으로 상기 클래드 소재의 표면에 존재하는 유기물을 제거하는 탈지 단계;
    상기 클래드 소재의 표면 산화물을 제거하고 도금층의 밀착성을 부여하는 에칭 단계; 및
    상기 클래드 소재의 외면에 복합화학 생성물층을 형성하는 화성 처리 단계를 포함하는, 전기자동차용 부스바의 표면처리 방법.
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