CN105779809B - 具有镀层的钛铜以及具备该钛铜的电子元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钛铜,其能提高与焊料的封接强度。该钛铜的母材具有如下组成成分:含有1.5~5.0质量%的Ti且剩余部分由铜以及不可避免的杂质构成,母材表面具有选自由Ni镀层、Co镀层、以及Co‑Ni合金镀层构成的群中的镀层。

Description

具有镀层的钛铜以及具备该钛铜的电子元件
技术领域
本发明涉及一种具有镀层的钛铜。本发明尤其涉及适于作为自动调焦照相机组件(AFM)用的导电弹簧材料的钛铜箔。
背景技术
移动电话的照相机透镜部中使用被称为自动调焦照相机组件(AFM)的电子元件。移动电话的照相机的自动调焦功能一方面通过AFM中使用的材料的弹力将透镜往固定方向移动,另一方面通过对卷绕在周围的线圈接通电流产生电磁力,并通过该电磁力将透镜往与材料的弹力作用方向相反的方向移动。照相机透镜通过这样的机构驱动并发挥自动调焦功能(例如专利文献1、2)。
由此,AFM中使用的铜合金箔需要有能承受由电磁力导致的材料变形的程度的强度。当强度低时,材料不能承受由电磁力产生的位移,会产生永久变形(松弛)。在产生松弛的情况下,当流过一定的电流时,透镜无法移动到希望的位置从而没能发挥自动调焦功能。
AFM用的弹簧材料中,过去使用了箔厚为0.1mm以下,且具有1100MPa以上的0.2%屈服强度的Cu-Ni-Sn系铜合金箔。然而,由于近年来的降低成本要求,要使用比Cu-Ni-Sn系铜合金的材料价格低的钛铜箔,这一需求日渐增加。
这样的背景之下,提出了各种适于作为AFM用的弹簧材料的钛铜。例如专利文献3中,提出一种钛铜箔,为了提高钛铜箔的0.2%屈服强度和耐松弛性,含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由铜和不可避免的杂质构成,与轧制方向平行的方向上的0.2%屈服强度为1100MPa以上,并且对于在轧制面上使用X光绕射测定到的(220)面的积分强度I(220)和(311)面的积分强度I(311),满足I(220)/I(311)≥15的关系。此外,专利文献4中,提出一种钛铜箔,以提高耐松弛性为目的,含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由铜和不可避免的杂质构成,与轧制方向平行的方向上的0.2%屈服强度为1100MPa以上,并且与轧制方向为直角的方向上的算术平均粗糙度(Ra)为0.1μm以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-280031号公报
专利文献2:日本特开2009-115895号公报
专利文献3:日本特开2014-80670号公报
专利文献4:日本特开2014-37613号公报
发明要解决的问题
另一方面,在由钛铜箔制造AFM用的弹簧材料的过程中,采用通过蚀刻对钛铜箔进行形状加工的方法。获得的弹簧材料经由焊料与线圈接合。然而,现有的AFM用钛铜箔的开发的主流是以改善强度、提高耐松弛性为目的,并不考虑与焊料的封接性。根据本发明的发明人的研究结果,因为焊料和钛铜箔的接合部的封接强度弱,所以改善接合部的封接强度,提高接合部的可靠性也是重要的课题。此外,如果考虑对AFM的应用的话,除了与焊料的封接强度之外,还希望蚀刻性优良。
发明内容
鉴于上述情况,本发明以提供一种能提高与焊料的封接强度的钛铜为课题。进一步地,本发明以提供一种提高与焊料的封接强度的同时蚀刻性也优良的钛铜为课题。
用于解决问题的方案
因为钛铜含有作为活性元素的Ti所以表面容易氧化。虽然已知当表面氧化时焊接性就会降低,但是对于钛铜而言即使去除表面的氧化皮膜依然无法得到足够的焊料封接性。此外,从铜本身与焊料的封接强度高这一点来看,可以认为对于钛铜而言焊料封接强度低的原因在于钛。根据这一点,本发明的发明人对钛铜和焊料的封接强度低的原因进行了调查,发现由于对钛铜进行焊接时的热量,会形成Cu-Sn-Ti的扩散层,该扩散层会导致使封接性大大降低。
本发明的发明人认为阻碍该扩散层的形成能有效地改善焊料封接性,在研究了对钛铜实施表面处理的情况之后,发现了通过在钛铜表面形成镀Ni、镀Co、或者镀Ni-Co合金,能显著地改善焊料封接性。进而,发现了通过使镀膜中包含Co能确保优良的蚀刻性,在通过蚀刻由钛铜箔对AFM用的弹簧材料进行形状加工时是有利的。
本发明是根据上述认知而完成的,一方面,本发明是一种钛铜,其中,母材具有含有1.5~5.0质量%的Ti且剩余部分由铜以及不可避免的杂质构成的组成成分,母材表面具有选自由Ni镀层、Co镀层、以及Co-Ni合金镀层构成的群中的镀层。
在本发明的钛铜的一个实施方式中,所述镀层为Co镀层或Co-Ni合金镀层。
在本发明的钛铜的其它的一个实施方式中,所述镀层为Co-Ni合金镀层。
在本发明的钛铜的另一其它实施方式中,Co-Ni合金镀层中的Co的含量占比为50质量%以上。
在本发明的钛铜的另一其它实施方式中,所述镀层的厚度为0.03μm以上。
在本发明的钛铜的另一其它实施方式中,母材还含有总量0~1.0质量%的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一种以上的元素。
在本发明的钛铜的另一其它实施方式中,母材为厚度0.1mm以下的箔状。
本发明在另一方面,是具备本发明所涉及的钛铜的电子元件。
本发明在另一方面,是本发明所涉及的钛铜与焊料的接合体,是在钛铜的镀层表面具有与焊料接合的接合部位的接合体。
本发明在另一方面,是一种钛铜和导电性构件的连接方法,该连接方法包括:通过蚀刻对箔状的钛铜进行形状加工的工序和在具有镀层的部位通过焊接将获得的钛铜的形状加工品与导电性构件进行接合的工序。
本发明在另一方面,是具备将本发明所涉及的钛铜作为弹簧材料的自动调焦组件。
本发明在另一方面,是自动调焦照相机组件,该自动调焦照相机组件具备:透镜、将该透镜弹性推压到光轴方向的初始位置的本发明所涉及的钛铜制的弹簧构件、以及生成抵抗该弹簧构件的作用力的电磁力从而能将所述透镜往光轴方向驱动的电磁驱动单元,所述电磁驱动单元具备线圈,弹簧构件通过焊接在所述具有镀层的部位,从而与线圈接合。
发明效果
根据本发明,能改善与焊料的封接强度低这一钛铜的问题,通过优化镀层厚度,可以得到过去的10倍以上,甚至40倍以上的封接强度。此外,虽然镀Ni有助于改善与焊料的封接性,但是蚀刻性较低。然而,通过在镀膜中混入Co,可以在提高与焊料的封接强度的同时还提供蚀刻性优良的钛铜。因此,本发明的钛铜的优选实施方式也能够适于用作对通过蚀刻进行的形状加工和焊接性这两者有所要求的AFM用的弹簧材料。
附图说明
图1是表示本发明的自动调焦照相机组件的剖视图。
图2是图1的自动调焦照相机组件的分解立体图。
图3是表示图1的自动调焦照相机组件的动作的剖视图。
附图标记说明
1:自动调焦照相机组件;2:磁轭;3:透镜;4:磁铁;5:托架;6:线圈;7:基座;8:框架;9a:上侧弹簧构件;9b:下侧弹簧构件;10a、10b:盖帽。
具体实施方式
(1)Ti浓度
对于本发明所涉及的具有镀层的钛铜而言,作为母材可以使用具有含有1.5~5.0质量%的Ti且剩余部分由铜以及不可避免的杂质构成的组成成分的钛铜。不可避免的杂质是指,大体上对于金属制品而言,存在于原料中,或者在制造过程中不可避免地混入的成分,是原本不需要的成分,但是由于微量且对金属制品的特性没有影响,因此能作为被允许的杂质。此外,不可避免的杂质的总量一般为50ppm以下,典型地为30ppm以下,更典型地为10ppm以下。钛铜通过固溶处理将Ti固溶到Cu基质中,并通过时效处理将微小的析出物分散到合金中,由此,能提高强度和导电率。当Ti浓度不足1.5质量%时,析出物的析出不充分从而无法得到所希望的强度。当Ti浓度超过5.0质量%时,加工性会恶化,使得在轧制时材料变得容易破裂。如果考虑强度和加工性的平衡的话,优选Ti浓度为2.9~3.5质量%。
(2)其它的添加元素
此外,对于母材,通过使其含有总量0~1.0质量%的Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr当中的一种以上,能进一步提高强度。这些元素的合计含量也可以为0,也就是说,也可以不包含这些元素。将这些元素的合计含量的上限设为1.0质量%,是因为当超过1.0质量%时,加工性会恶化,使得在轧制时材料变得容易破裂。如果考虑强度和加工性的平衡的话,优选含有总量0.005~0.5质量%的上述元素的一种以上。
(3)0.2%屈服强度
对于适用作自动调焦照相机组件的导电弹簧材料的钛铜,需要0.2%屈服强度为1100MPa以上,在这种情况下,对于本发明的钛铜而言,能实现与轧制方向平行的方向上的0.2%屈服强度为1100MPa以上。本发明的钛铜的0.2%屈服强度在优选的实施方式中为1200MPa以上,在进一步优选的实施方式中为1300MPa以上。
从本发明的目标强度这点来看,不会特别限制0.2%屈服强度的上限值,但是因为耗费工夫和费用,所以本发明的钛铜的0.2%屈服强度一般为2000MPa以下,典型地为1600MPa以下。
在本发明中,与钛铜的轧制方向平行的方向上的0.2%屈服强度以JIS Z2241(金属材料拉伸试验方法)为根据进行测定。
(4)钛铜的形态
典型地,本发明所涉及的具有镀层的钛铜的母材以厚度为0.1mm以下的箔状被提供。箔厚可以设定为0.08~0.03mm,在典型的实施方式中箔厚可以设定为0.05~0.03mm。钛铜的母材也能设定为箔以外的形态。例如,也能设定成厚度为超过0.1mm的板状,可以设定成管、棒、线等各种伸铜制品的形态。此外,钛铜的母材可以在镀敷之后,加工成所希望的形状。例如,在使用本发明所涉及的具有镀层的钛铜作为自动调焦组件用的弹簧材料的情况下,可以将制成箔状的钛铜通过蚀刻来形成回路部分、弹簧部分等,加工成所希望的形状。虽然通过蚀刻进行的形状加工本身可以通过公知的手法进行,但是也可以例举出如下方法,例如用蚀刻防护剂对蚀刻后想要留下的部位的母材表面进行保护之后,进行干式蚀刻或者湿式蚀刻进行形状加工,然后去除防护剂。
(5)镀层
本发明所涉及的具有镀层的钛铜的特征之一在于,在表面具有选自由Ni镀层、Co镀层、以及Co-Ni合金镀层构成的群中的镀层。虽然并不打算用理论对本发明进行限定,但是可以为由于通过设置含有Ni或者Co的镀层,在通过加热将钛铜和焊料接合时会有效地阻碍Cu-Sn-Ti的扩散层的形成,因而能改善焊料封接性。
此外,从还要提高蚀刻性的观点来看,优选使镀层中含有Co。因为Ni是耐腐蚀性高而难以蚀刻的元素,所以当蚀刻时的腐蚀集中到局部时会蚀刻到母材,所以难以形成均匀的回路。另一方面,虽然并不打算用理论对本发明进行限定,但是可以认为对于比Ni普通的贱金属,也会由于Co的标准电极电位与Ni接近,从而容易进行合金镀,并且因为与Ni的化学共同点多,所以通过使镀层中含有Co,可以改善蚀刻性。因此,在本发明所涉及的具有镀层的钛铜的优选实施方式中,镀层为Co镀层或者Co-Ni合金镀层。
但是,因为Co是高价金属,所以如果采用Co的单独镀层的话成本会相对变高。此外,即使是Co-Ni合金镀也可以确保足够的蚀刻性。因此,如果综合考虑焊料封接性、蚀刻性以及经济性的话镀层更优选Co-Ni合金镀层。对于Co-Ni合金镀层而言,从蚀刻性的观点来看Co的含量占比优选20质量%以上,更优选50质量%以上,进一步优选60质量%以上,从成本的观点来看优选90质量%以下,更优选80质量%以下。
需要说明的是,尽管在Ni镀层、Co镀层、以及Co-Ni合金镀层中可能各自含有不可避免的杂质,但如果是一般的镀敷条件下所含有不可避免的杂质的程度的话,不会对特性有大的影响。因此,如果是不影响特性的程度的不可避免的杂质的话,可以在镀层中含有。此外,也可以在不影响本发明的目的的范围内使镀层中含有其它元素。因此,在本发明中,所谓的Ni镀层是指Ni占50质量%以上的镀层。典型地,Ni镀层中的Ni浓度为60质量%以上,更加典型地为80质量%以上,进一步典型地为90质量%以上,更进一步典型地为98质量%以上,还可以为100质量%。此外,在本发明中,所谓的Co镀层是指Co占50质量%以上的镀层。典型地,Co镀层中的Co浓度为60质量%以上,更加典型地为80质量%以上,进一步典型地为90质量%以上,更进一步典型地为98质量%以上,还可以为100质量%。此外,在本发明中,所谓的Co-Ni合金镀层是指Co和Ni的合计浓度占50质量%以上的镀层。典型地,Co-Ni合金镀层中的Co和Ni的合计浓度为60质量%以上,更加典型地为80质量%以上,进一步典型地为90质量%以上,更进一步典型地为98质量%以上,还可以为100质量%。
镀层也可以形成于母材表面的一部分或者全部。此外,也可以在母材的主表面的一侧或者两侧的面上形成镀层。在本发明的钛铜的一个实施方式中,也可以以箔的形态提供钛铜的母材,在该箔的一侧或者两侧的主表面上形成所述镀层。镀层能利用例如电镀、无电镀以及浸镀那样的湿式镀法等获得。从成本的观点来看优选电镀。
(6)镀层的厚度
镀层的厚度对于镀层与焊料的封接强度有很大的影响。根据本发明的发明人的研究结果,镀层与焊料的封接强度随着镀层的厚度增大而上升,但是在0.03μm以上时会显著地上升。当镀层的厚度为0.03μm以上时,与不设置镀层的情况下的焊料封接性相比能使焊料封接强度为10倍以上。镀层的厚度优选为0.06μm以上,更加优选为0.1μm以上。由于即使设定为0.1μm以上的厚度,焊料封接性的改善效果也会饱和,并且会使蚀刻性降低,因而镀层的厚度优选为5μm以下,更加优选为1μm以下。
在本发明中,镀层的厚度以JIS H8501(1999)的荧光X射线式试验方法为根据进行测定。在实施例中,使用(株)日立高新技术集团制的荧光X射线膜厚计(型号:SFT9250)进行了测定。
(7)用途
本发明所涉及的具有镀层的钛铜虽不作限定,但可以良好地用作开关、连接器(特别是不需要苛刻的弯曲加工性的叉式FPC连接器)、自动调焦照相机组件、插座、端子、继电器等电子元件的材料。此外,还可以以箔的形式提供本发明所涉及的具有镀层的钛铜,将其与绝缘基板以露出镀层的方式贴合从而形成覆铜板,并通过经由蚀刻工序形成线路从而制成印制线路板,通过焊接在印制线路板的金属线路上安装各种电子元件,由此制造印刷电路板。
本发明所涉及的具有镀层的钛铜尤其能良好地用作自动调焦组件用的弹簧材料用。因此,本发明在一方面,是具备本发明所涉及的钛铜作为弹簧材料的自动调焦组件。在典型的自动调焦组件中,具备:透镜、将该透镜弹性推压到光轴方向的初始位置的本发明所涉及的具有镀层的钛铜制的弹簧构件、以及生成抵抗该弹簧构件的作用力的电磁力从而能将所述透镜往光轴方向驱动的电磁驱动单元。所述电磁驱动单元示例性地可以具备U字形圆筒形状的磁轭、收容于磁轭的内周壁的内侧的线圈、以及围绕有线圈并且收容于磁轭的外周壁的内侧的磁铁。弹簧构件能通过焊接在所述具有镀层的部位,从而与线圈(典型地为线圈的引线)接合。
图1为表示本发明的自动调焦照相机组件的一个例子的剖视图,图2为图1的自动调焦照相机组件的分解立体图,图3为表示图1的自动调焦照相机组件的动作的剖视图。
自动调焦照相机组件1具备:U字形圆筒形状的磁轭2;安装于磁轭2的外壁的磁铁4;在中央位置处具备透镜3的托架5;安装于托架5的线圈6;安装有磁轭2的基座7;支承基座7的框架8;将托架5上下支承的2个弹簧构件9a、9b;以及上下覆盖上述构件的2个盖帽10a、10b。2个弹簧构件9a、9b为同样的制品,以相同的位置关系以上下夹持的方式支承托架5,并且作为对线圈6供电的路径发挥功能。托架5通过对线圈6施加电流从而向上方移动。需要说明的是,在本说明书中,虽然适当地使用了上和下的描述,但是是指图1中的上下,并且上表示从照相机朝向被拍摄体的位置关系。
磁轭2为软铁等的磁性体,呈上表面部关闭的U字形的圆筒形状,并且具有圆筒状的内壁2a和外壁2b。在U字形的外壁2b的内面,安装有环状的磁铁4(粘合)。
托架5为具有底面部的圆筒形状构造的合成树脂等的制成品,在中央位置处支承透镜,在底面外侧上附着安装有预先制成的线圈6。在矩形树脂制成品的基座7的内周部嵌合组装磁轭2,进而用树脂制成品的框架8对磁轭2整体进行固定。
弹簧构件9a、9b的最外周部都分别被框架8和基座7夹持固定,每隔内周部120°设置的切口槽部与托架5嵌合,通过热铆接等方式固定。
弹簧构件9b和基座7、以及弹簧构件9a和框架8之间通过粘合和热铆接等方式固定,进而盖帽10b安装到基座7的底面,盖帽10a安装到框架8的上部,分别将弹簧构件9b夹在基座7和盖帽10b之间固定,将弹簧构件9a夹在框架8和盖帽10a之间固定。
线圈6的一端的引线穿过设置于托架5的内周面的槽内向上延伸,焊接到弹簧构件9a。另一端的导线穿过设置于托架5底面的槽内向下方延伸,焊接到弹簧构件9b。
弹簧构件9a、9b是本发明的钛铜箔的板簧。具有弹性,将透镜3弹性推压到光轴方向的初始位置。同时,还作为对线圈6供电的路径发挥作用。弹簧构件9a、9b的外周部的一个部位向外侧突出,作为供电端子发挥功能。
圆筒状的磁铁4被沿着径向(径)方向磁化,将U字形的磁轭2的内壁2a、上表面部和外壁2b作为路径形成磁路,在磁铁4和内壁2a之间的间隙中,配置有线圈6。
由于弹簧构件9a、9b为相同形状,且如图1和2所示以相同的位置关系安装,因而能抑制托架5向上方移动时的轴偏移。由于线圈6是在卷线后通过加压成形而制成,因而成品的外径的精度得到改善,能容易地配置到规定的狭窄间隙中。由于托架5在最下方的位置与基座7相抵接,在最上方的位置与磁轭2相抵接,因而在上下方向上具备抵接机构,从而防止脱落。
图3示出了对线圈6施加电流,并将配置有自动调焦用透镜3的托架5向上方移动时的剖视图。当对弹簧构件9a、9b的供电端子施加电源时,电流流到线圈6从而对托架5作用向上的电磁力。另一方面,托架5被向下施加连结着的2个弹簧构件9a、9b的复元力。因此,向托架5的上方的移动距离成为电磁力和复元力相平衡的位置。因此,根据施加于线圈6的电流量,能确定托架5的移动量。
由于上侧弹簧构件9a支承着托架5的上表面,下侧弹簧构件9b支承着托架5的下表面,因而复元力在托架5的上表面和下表面均衡地向下作用,能将透镜3的轴偏移抑制到较小。
因此,当向托架5的上方移动时,不需要通过筋等进行引导,从而不使用筋。由于不存在因引导而产生的滑动摩擦,因而托架5的移动量完全由电磁力和复元力的平衡来控制,顺利地实现了精度良好的透镜3的移动。由此实现了透镜偏移少的自动调焦。
需要说明的是,虽然以圆筒形状的形式对磁铁4进行了说明,但并不局限于此,也可以分割成3到4份并沿着径向进行磁化,将其贴在磁轭2的外壁2b的内面上进行固定。
(8)制造方法
关于本发明所涉及的钛铜的母材的制造方法的一个例子进行说明。首先,通过溶解和铸造制造铸块。为了防止钛的氧化磨耗,溶解和铸造基本上优选在真空中或者惰性气体环境中进行。当在溶解过程中存在添加元素的溶解残留时,不会有效地对强度的改善起作用。因此,为了消除溶解残留,Fe、Cr等高熔点的第三元素在添加后充分搅拌的基础上,还需要保持一定时间。另一方面,由于Ti比较易于溶解在Cu中,因而在第三元素溶解后添加即可。因此,最好将选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一种以上的元素添加到Cu中,然后添加规定量的Ti从而制造铸块。
然后,按以下顺序实施热轧、冷轧1、固溶处理、冷轧2、时效处理,从而能制成具有所希望的厚度和特性的铜合金。为了获得高强度,也可以在时效处理之后进行冷轧3。热轧和此后的冷轧1的条件按照钛铜的制造过程中所施行的惯例条件施行即可,没有特殊要求的条件。此外,虽然对于固溶处理也可以用惯例条件,但是还可以在例如700~1000℃下的5秒~30分钟的条件下施行。
为了获得高强度,优选将冷轧2的压缩比限定在55%以上。更加优选为60%以上,进一步优选为65%以上。压缩比的上限从本发明的目标强度这点来看不作特别限定,但是工业上不会大于99.8%。
优选将时效处理的加热温度设定为200~450℃,加热时间设定为2~20小时。如果加热温度小于200℃或者超过450℃的话则难以获得高强度。加热时间小于2小时或者超过20小时的情况下也难以获得高强度。
优选将实施冷轧3时的压缩比限定为35%以上。更加优选为40%以上,进一步优选为45%以上。当该压缩比小于35%时,难以得到高强度。压缩比的上限从强度这点来看不作特别限定,但是工业上不会大于99.8%。
需要说明的是,如果是本领域技术人员的话,应该能理解在上述各个工序的空歇期内能适当地进行用于去除表面的氧化皮的磨削、研磨、喷砂酸洗等工序。
[实施例]
以下,虽然示出了本发明的实施例,但是这些实施例是为了更好地理解本发明及其优点而提出的,并非想要限定本发明。
各个样本的母材具有含有表1所述的规定的合金成分且剩余部分由铜以及不可避免的杂质构成的组成成分。用真空溶解炉溶解电解铜2.5kg,并以能得到表1所述的合金成分的方式添加合金元素。将该金属液浇铸到铸铁制铸模中,制成厚度30mm、宽度60mm、长度120mm的铸块。将该铸块热轧之后,按下述工序顺序进行加工,制成具有0.03mm的箔厚的钛铜箔。需要说明的是,关于比较例2和3,使用了纯铜的轧制铜箔(JX日矿日石金属株式会社制:铜合金编号C1100,厚度0.035mm)。
(1)热轧:将铸块在950℃下加热3小时,轧制到10mm厚。
(2)磨削:用砂轮机去除热轧中生成的氧化皮。磨削后的厚度为9mm。
(3)冷轧1:以能得到最终箔厚的方式,考虑到冷轧2的压缩比,对压缩比进行调整。
(4)固溶处理:将材料装入升温至800℃的电炉中,保持5分钟后,将试料放入水槽中进行快速冷却。
(5)冷轧2:以98%的压缩比进行轧制。
(6)时效处理:以300℃加热材料2小时,并在Ar环境中加热。
对获得的各个钛铜箔或者比较用的轧制铜箔的表面进行脱脂和酸洗从而清洁化之后,以表1所述的镀层组成成分和厚度对该表面进行镀敷处理。
Ni镀层(镀层组成成分Ni:100)在以下的电镀条件下形成。
·Ni离子:20g/L
·pH:3.0
·液态焊料温度:50℃
·电流密度:5A/dm2
·时间:根据镀层厚度进行调整
Co-Ni镀层(镀层组成成分Co:60Ni:40)在以下的电镀条件下形成。
·Ni离子:10g/L
·Co离子:10g/L
·pH:2.5
·液态焊料温度:50℃
·电流密度:5A/dm2
·时间:根据镀层厚度进行调整
需要说明的是,表1中的镀层组成成分为理论值,在实际的镀层组成成分中存在不可避免的杂质。镀层厚度通过上述的荧光X射线膜厚计进行测定。
<1.焊料封接强度试验>
镀敷后的各个样本箔(比较例1和3不进行镀敷)和纯铜箔(JX日矿日石金属(株)制C1100,箔厚0.035mm)经由千住金属工业(株)制无Pb焊料(ESC M705)进行接合,通过使用爱光株式会社(AIKOH ENGINEERING)(株)制的精密负载测量仪(MODEL-1605NL)以100mm/min的速度进行180°剥离试验,从而测量出其封接强度。样本箔制成宽度15mm、长度200mm的长方形,纯铜箔制成宽度20mm、长度200mm的长方形,沿长度方向以245℃±5℃的接合温度接合中央部30mm×15mm的面积。对加热前和加热后双方进行封接强度的测定,加热条件设定成85℃温度、100小时。需要说明的是,虽然纯铜箔的厚度只要接近评价样本箔的厚度的话就没有问题,但是优选为0.02mm~0.05mm,在本实施例中使用了0.035mm的纯铜箔。
<2.焊料可焊性测试>
从各个样本箔中采样出宽度为10mm、长度为50mm的长条试件,在10%硫酸水溶液中进行清洗。根据JIS-C60068-2-54:2009(旧JIS-C0053),通过弧面状沾锡(meniscograph)法,使用松香乙醇助焊剂,在加热到250℃±3℃的液态焊料(无Pb焊料)中浸渍12mm、10秒钟。此时,由于可焊性良好的材料的可焊性上升,因此以可焊性上升的对象为○、焊料绽开的对象为×的标记方式进行评价。
<3.复合环境试验>
对各个样本箔在温度85℃、相对湿度85%的恒温槽内保持100小时后的变色程度进行调查。与裸材(比较例1)相比较,将变色程度小的情况评价为○。
<4.蚀刻直线性>
使用37质量%、波美度40°的氯化铁水溶液,对各个样本箔进行蚀刻,形成线宽为100μm、长度为150mm的直线回路。使用扫描式电子显微镜(日立制,S-4700)观察回路(观察长度200μm),将最大回路宽度和最小回路宽度的差小于4μm的对象评价为◎、4~10μm的对象评价为○、大于10μm的对象评价为×。
<5.强度试验(0.2%屈服强度)>
关于实施例1和5的镀敷后的样本箔,使用拉伸试验机按照上述测定方法对轧制方向和平行方向的0.2%屈服强度进行测定,其结果分别为1420MPa、1417MPa。
结果如表1所示。通过表1可知,通过进行镀Ni,可以改善焊料封接性。发现了在Co-Ni合金镀的情况下,可以在确保蚀刻的直线性的同时改善焊料封接性。此外,还发现了通过将镀层厚度设定为0.03μm以上,显著地改善了焊料封接性。虽然没有揭示单独实施Co镀时的实施例,但是通过使镀Ni中包含Co,焊料封接性不仅没有降低的趋势反而具有上升的趋势,此外,因为通过添加Co使蚀刻性改善是显而易见的,所以可以认为本领域技术人员可以理解:即使是单独镀Co,也理所当然能实现本发明目标所在的焊料封接性的改善,并且可以得到兼具蚀刻性的钛铜。
在纯铜箔和实施了镀Ni的纯铜箔的比较例2和比较例3中,因为强度低,所以不适合作为AFM用弹簧材料。
因为Ti浓度大于5.0质量%的比较例4在轧制中发生了破裂,所以无法评价。
表1-1
Figure BDA0000901354240000131
表1-2
Figure BDA0000901354240000141

Claims (11)

1.一种钛铜,其特征在于,
母材具有如下组成成分:含有1.5~5.0质量%的Ti且剩余部分由铜和不可避免的杂质构成,
母材表面具有Co镀层或Co-Ni合金镀层,
所述Co-Ni合金镀层中的Co的含量占比为20质量%以上,
所述镀层的厚度为0.03μm以上。
2.根据权利要求1所述的钛铜,其特征在于,
所述镀层为Co-Ni合金镀层。
3.根据权利要求2所述的钛铜,其特征在于,
所述Co-Ni合金镀层中的Co的含量占比为50质量%以上。
4.根据权利要求1所述的钛铜,其特征在于,
所述镀层的厚度为0.1μm以上。
5.根据权利要求1~3的任一项所述的钛铜,其特征在于,
母材还含有总量0~1.0质量%的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中一种以上的元素。
6.根据权利要求1~3的任一项所述的钛铜,其特征在于,母材为厚度0.1mm以下的箔状。
7.一种电子元件,具备权利要求1~6的任一项所述的钛铜。
8.一种接合体,其特征在于,所述接合体为权利要求1~6的任一项所述的钛铜与焊料的接合体,
在钛铜的镀层表面具有与焊料接合的接合部位。
9.一种钛铜与导电性构件的连接方法,其特征在于,包括:
通过蚀刻对权利要求6所述的钛铜进行形状加工的工序、在具有镀层的部位通过焊接将获得的钛铜的形状加工品与导电性构件进行接合的工序。
10.一种自动调焦组件,具备权利要求1~6的任一项所述的钛铜作为弹簧材料。
11.一种自动调焦照相机组件,其特征在于,具备:透镜、将该透镜弹性推压到光轴方向的初始位置的权利要求1~6的任一项所述的钛铜制的弹簧构件、以及生成抵抗该弹簧构件的作用力的电磁力从而能将所述透镜往光轴方向驱动的电磁驱动单元,所述电磁驱动单元具备线圈,弹簧构件通过焊接在具有所述镀层的部位而与线圈接合。
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