전기 접점 재료는 스위치, 릴레이, 차단기 등 고전류와 고전압이 동시에 작용하는 부품에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 이들 접점은 반복적인 아크 방전과 기계적 접촉·분리 과정에서 발생하는 마모와 열적 손상에 끊임없이 노출됩니다. 따라서 높은 전기 전도성과 함께 탁월한 내마모성과 내열 특성이 요구됩니다.

W-Ag(텅스텐-은) 합금은 이러한 요구 조건을 충족시키는 대표적인 전극 재료로 널리 사용되고 있습니다. 그러나 구리(Cu) 기판과의 접합 과정에서는 젖음성이 불충분하고 계면 반응이 제한적이어서 접착 강도의 확보에 어려움이 따릅니다. 이 문제를 해결하기 위한 방법으로 전극 표면에 은(Ag) 코팅을 적용하는 연구가 이루어졌습니다

브레이징 공정에서 Ag 코팅층은 접촉 계면에서 뛰어난 젖음성을 제공하여 Cu 기판 위에 균일하고 안정적인 접합층을 형성합니다. 이 과정에서 은과 구리 사이에 고용체(solid solution)가 생성되고, 일부 금속간화합물(intermetallic compound)이 계면에 분포하게 됩니다.

이러한 미세 구조적 변화는 전극과 기판 사이의 접착 강도를 현저히 향상시키며, 전단 시험 결과에서도 은 코팅층을 적용한 시편이 비코팅 시편에 비해 월등히 높은 전단 강도를 나타내는 것으로 확인되었습니다. 특히 Ag 코팅층은 W-Ag 전극 자체의 전기적 특성을 저해하지 않으면서 계면 결합을 강화하는 역할을 수행하므로, 전기 접점의 수명 연장과 신뢰성 향상에 직접적으로 기여합니다.

계면 분석 결과, SEM과 EDS를 통해 관찰된 브레이징 접합부는 Ag-Cu 상이 균질하게 분포하며, 접촉 경계면에서의 원자 확산이 활발하게 일어남을 보여주었습니다. 이는 은 코팅이 단순히 표면에 추가된 층으로만 작용하는 것이 아니라, 브레이징 과정에서 화학적·물리적 상호작용을 촉진하는 매개체 역할을 함을 의미합니다.

다시 말해, 은 코팅층은 단순한 표면처리 이상의 기능을 수행하며, W-Ag 전극과 Cu 기판 사이에 안정적이고 견고한 금속학적 결합을 가능하게 한다는 점에서 중요한 기술적 의의를 지닙니다.

이러한 결과는 전기 접점 재료의 신뢰성 향상을 위해 은 코팅 브레이징 공정을 적용하는 것이 매우 효과적인 방법임을 보여줍니다. 특히 전력 산업, 자동차 전장 부품, 고신뢰성 전자 장치 등과 같이 반복적인 스위칭 동작과 고전류 전달이 필수적인 분야에서 Ag 코팅된 W-Ag 전극의 응용 가능성은 매우 큽니다.

접합 신뢰성이 확보된 전극은 장기간의 사용에도 접점 저항이 안정적으로 유지되며, 기계적 마모와 전기적 열화가 최소화됩니다. 이는 곧 제품 전체의 내구성 및 안정성 향상으로 이어지며, 제조업체 입장에서는 불량률 감소와 유지보수 비용 절감이라는 실질적인 이점을 제공합니다.

결론적으로, 은(Ag) 코팅은 W-Ag 전기 접점과 구리(Cu) 기판의 브레이징 접합에서 접합 강도를 극대화하고 계면 구조를 최적화하는 핵심 기술임이 입증되었습니다.

은 코팅을 통해 형성된 균질한 계면은 전기적 특성을 그대로 유지하면서도 접착 특성을 크게 향상시켜, 고신뢰성 전기 접점 재료 개발에 새로운 가능성을 제시합니다.