JP6391618B2 - Titanium copper foil and manufacturing method thereof - Google Patents

Titanium copper foil and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6391618B2
JP6391618B2 JP2016060752A JP2016060752A JP6391618B2 JP 6391618 B2 JP6391618 B2 JP 6391618B2 JP 2016060752 A JP2016060752 A JP 2016060752A JP 2016060752 A JP2016060752 A JP 2016060752A JP 6391618 B2 JP6391618 B2 JP 6391618B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper foil
titanium copper
oxygen concentration
oxygen
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016060752A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017172012A (en
Inventor
原田 宏司
宏司 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JX Nippon Mining and Metals Corp
Original Assignee
JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JX Nippon Mining and Metals Corp filed Critical JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority to JP2016060752A priority Critical patent/JP6391618B2/en
Publication of JP2017172012A publication Critical patent/JP2017172012A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6391618B2 publication Critical patent/JP6391618B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、オートフォーカスカメラモジュール等の導電性ばね材に用いることに好適な、優れた強度を備えたCu−Ti系合金箔に関するものである。   The present invention relates to a Cu-Ti alloy foil having excellent strength suitable for use in a conductive spring material such as an autofocus camera module.

携帯電話のカメラレンズ部には、オートフォーカスカメラモジュールと呼ばれる電子部品が使用される。携帯電話のカメラのオートフォーカス機能は、オートフォーカスカメラモジュールに使用される材料のばね力により、レンズを一定方向に動かすとともに、周囲に巻かれたコイルに電流を流すことで発生する電磁力により、レンズを材料のばね力が働く方向とは反対方向へ動かす。このような機構でカメラレンズが駆動してオートフォーカス機能が発揮される。   An electronic component called an autofocus camera module is used for a camera lens portion of a cellular phone. The autofocus function of the mobile phone camera is based on the electromagnetic force generated by moving the lens in a certain direction and passing a current through the coil wound around the lens by the spring force of the material used for the autofocus camera module. The lens is moved in the direction opposite to the direction in which the spring force of the material works. The camera lens is driven by such a mechanism, and the autofocus function is exhibited.

オートフォーカスカメラモジュールには、箔厚0.1mm以下で、1100MPa以上の引張強さまたは0.2%耐力を有するCu−Ni−Sn系銅合金箔が使用されてきた。しかし、近年のコストダウン要求により、Cu−Ni−Sn系銅合金より比較的材料価格が安いチタン銅箔が使用されるようになり、その需要は増加しつつある。   For an autofocus camera module, a Cu—Ni—Sn-based copper alloy foil having a foil thickness of 0.1 mm or less and a tensile strength of 1100 MPa or more or a 0.2% proof stress has been used. However, due to the recent cost reduction request, titanium copper foil having a relatively low material price than Cu—Ni—Sn based copper alloys has come to be used, and its demand is increasing.

Cu−Ti合金は極めて活性な元素であるTiを含有することから、最終工程の時効処理において強固な酸化膜が生成される。このような強固な酸化膜は、はんだ濡れ性を著しく低下させることから、チタン銅板・条等といった比較的厚みが厚いCu−Ti合金では、たとえば特許文献1に記載されているように、時効処理後に、化学研磨(酸洗)、さらに機械研磨を実施して、酸化膜を除去することが一般に行われている。   Since the Cu—Ti alloy contains Ti, which is an extremely active element, a strong oxide film is generated in the aging treatment in the final process. Since such a strong oxide film significantly reduces solder wettability, an aging treatment is performed on a relatively thick Cu—Ti alloy such as a titanium copper plate or a strip as described in Patent Document 1, for example. Later, chemical polishing (pickling) and mechanical polishing are generally performed to remove the oxide film.

Cu−Ti合金で酸化膜を除去するには、まず化学研磨を行う。チタン酸化物を含有するCu−Ti合金の酸化膜は酸に対して非常に安定であることから、化学研磨では、弗酸または硫酸に過酸化水素を混合した溶液などの極めて腐食力の高い化学研磨液を用いる必要がある。
但し、このように極めて強い腐食力を有する化学研磨液を用いた場合、酸化膜だけでなく未酸化部分も腐食されることがあり、化学研磨後の表面には不均一な凹凸や変色が生じるおそれがある。また、腐食が均一に進行せず、酸化膜が局部的に残留するおそれもある。そこで、表面の凹凸、変色および残留酸化膜を除去するため、上記化学研磨を施した後に例えばバフなどを用いて機械研磨を施す。
機械研磨の後は、最終の表面処理として防錆処理を行い板・条製品とする。チタン銅箔の防錆処理には、一般の銅および銅合金の板・条に用いるものと同じく、ベンゾトリアゾル(BTA)の水溶液が用いられる。
To remove the oxide film with the Cu—Ti alloy, first, chemical polishing is performed. Since the oxide film of Cu-Ti alloy containing titanium oxide is very stable against acid, chemical polishing is highly corrosive chemical such as a solution of hydrogen peroxide in hydrofluoric acid or sulfuric acid. It is necessary to use a polishing liquid.
However, when a chemical polishing solution having such a strong corrosive force is used, not only the oxide film but also the non-oxidized portion may be corroded, and uneven unevenness or discoloration occurs on the surface after chemical polishing. There is a fear. Further, the corrosion does not proceed uniformly, and the oxide film may remain locally. Therefore, in order to remove surface irregularities, discoloration, and residual oxide film, mechanical polishing is performed using, for example, a buff after the chemical polishing.
After mechanical polishing, the final surface treatment is a rust prevention treatment to produce a plate / strip product. An aqueous solution of benzotriazole (BTA) is used for the rust-proofing treatment of the titanium copper foil, similar to the one used for general copper and copper alloy plates and strips.

特許第4068413号公報Japanese Patent No. 4068413

ところで、比較的厚みの薄いチタン銅箔の場合、チタン銅板・条の場合とは異なり、バフなどを用いて機械研磨をすることが難しい。その理由は二つあり、一つ目は機械研磨ラインの通箔に関するものであり、また二つ目は機械研磨ラインでの板厚制御に関するものである。   By the way, in the case of a titanium copper foil having a relatively thin thickness, unlike the case of a titanium copper plate / strip, it is difficult to perform mechanical polishing using a buff. There are two reasons for this, the first is related to foil passing through the mechanical polishing line, and the second is related to thickness control in the mechanical polishing line.

一つ目の理由である機械研磨ラインの通箔に関しては、バフを用いる場合、バフロールの回転に伴い、バフがチタン銅箔に引っ掛かり、引っ掛かった箇所を起点にチタン銅箔が破断する場合がある。バフ研磨は、円柱形のバフロールの中心軸を軸に回転しチタン銅箔の表面を研磨するものである。バフロールは、研磨粒(SiCなどの砥粒)が分散した樹脂を海綿状の有機繊維に固定したもので、樹脂のかたまりがチタン銅箔のエッジで凹凸の大きいところに引っ掛かり、チタン銅箔の強度を超える張力が作用すると破断する。   Regarding the foil passing through the mechanical polishing line, which is the first reason, when a buff is used, the buff is caught on the titanium copper foil as the baffle rotates, and the titanium copper foil may break starting from the caught point. . In the buffing, the surface of the titanium copper foil is polished by rotating around the central axis of a cylindrical buffule. The bafrol is a resin in which abrasive grains (SiC and other abrasive grains) are dispersed and fixed to a sponge-like organic fiber. The lump of resin is caught by the edge of the titanium copper foil where it is uneven, and the strength of the titanium copper foil It breaks when a tension exceeding is applied.

二つ目の理由である機械研磨ラインでの板厚制御に関しては、円柱形のバフロールには研磨するために圧下荷重が負荷されており、また、チタン銅箔にはラインを通箔するために張力が付与されている。この圧下荷重および張力は、いずれも多かれ少なかれ周期性のある震動成分を有しており、この震動はチャタリングと呼ばれる。チャタリングの震動周期によってはそれぞれの震動が共振することもあり得る。共振が大きい場合、チャタリングにより機械研磨する対象の研磨面に畳状の模様が現出する。チャタリングにより生じた模様はチャタマークと呼ばれる。これは、模様に応じて研磨量が異なること、言い換えるとチタン銅箔の研磨量がばらつくことを示すものである。ここで、チタン銅箔の場合、チタン銅板・条に比べ厚みが薄いので、研磨量のばらつきが及ぼす影響は大きい。すなわち、チタン銅箔をバフ研磨すると厚みの変動が大きくなり、これをばねとして用いるとばね特性のばらつきが大きくなり、これは好ましいことではない。   Regarding the plate thickness control in the mechanical polishing line, which is the second reason, the cylindrical baffle is loaded with a rolling load to polish, and the titanium copper foil has a line passing through it. Tension is applied. This rolling load and tension both have a more or less periodic vibration component, and this vibration is called chattering. Depending on the chattering period, each vibration may resonate. When the resonance is large, a tatami pattern appears on the polished surface to be mechanically polished by chattering. A pattern generated by chattering is called a chatter mark. This indicates that the amount of polishing differs according to the pattern, in other words, the amount of polishing of the titanium copper foil varies. Here, in the case of titanium copper foil, since the thickness is smaller than that of the titanium copper plate / strip, the influence of the variation in the polishing amount is large. That is, when the titanium copper foil is buffed, the variation in thickness increases, and when this is used as a spring, the variation in spring characteristics increases, which is not preferable.

このように、チタン銅箔は、チタン銅板・条に比べて、バフなどを用いて機械研磨をすることが難しく、チタン銅板・条のような化学研磨および機械研磨による酸化膜の有効な除去が困難である。   Thus, titanium copper foil is difficult to mechanically polish using a buff etc. compared to titanium copper plate / strip, and effective removal of oxide film by chemical polishing and mechanical polishing like titanium copper plate / strip is effective. Have difficulty.

このことに対しては、熱処理での酸化膜の生成をそもそも抑制することが考えられる。ところが、熱処理における酸化膜の生成を抑制すると、最終の表面処理において行う防錆処理で所望する耐変色性が得られない。これは、ベンゾトリアゾル(BTA)による防錆被膜が生成する化学反応には反応種として酸素が関与しており、酸素がないと健全な防錆被膜は生成しないことによる。なお、バフ研磨した場合は、研磨砥粒のひっかきにより最表面は発熱して高温となり酸化膜が形成される。この酸化膜のおかげで、ベンゾトリアゾル(BTA)による防錆処理では、健全な防錆被膜が生成し所望する耐変色性が得られる。それ故に、耐変色性の観点からは、熱処理において酸化膜を積極的に生成させるべきといえる。   In order to cope with this, it is conceivable to suppress the formation of an oxide film by heat treatment. However, if the generation of an oxide film during heat treatment is suppressed, the desired discoloration resistance cannot be obtained in the rust prevention treatment performed in the final surface treatment. This is because oxygen is involved as a reactive species in a chemical reaction in which a rust-preventing film is formed by benzotriazole (BTA), and a sound rust-preventing film is not generated without oxygen. When buffing is performed, the outermost surface generates heat due to scratching of the abrasive grains, and the temperature rises to form an oxide film. Thanks to this oxide film, a rust-proofing treatment with benzotriazole (BTA) produces a sound rust-proof coating and provides the desired discoloration resistance. Therefore, from the viewpoint of discoloration resistance, it can be said that an oxide film should be actively generated in the heat treatment.

一方、熱処理において酸化膜の生成を促進すると、先述したように、オートフォーカスカメラモジュール等の導電性ばね材として必要なはんだ付け性が著しく劣化する。特に、チタン銅は、活性で酸化しやすい元素であるチタンを含有することから、他の銅および銅合金に比べはんだ付け性が優れているとはいえない。また、はんだそのものについては、近年において健康上の理由から鉛フリーはんだが広く用いられるようになっており、鉛フリーはんだは、従来の鉛入りはんだに比べて、はんだ付け性が劣る。   On the other hand, when the formation of an oxide film is promoted in the heat treatment, as described above, the solderability required as a conductive spring material for an autofocus camera module or the like is significantly deteriorated. In particular, titanium copper contains titanium, which is an active and easily oxidizable element, so it cannot be said that the solderability is superior to other copper and copper alloys. As for the solder itself, lead-free solder has been widely used in recent years for health reasons, and lead-free solder is inferior in solderability compared to conventional lead-containing solder.

したがって、比較的厚みの薄いチタン銅箔では、熱処理で生成する酸化膜を除去するための機械研磨を行うことが難しく、それにより、従来技術では、所要のはんだ付け性および耐変色性を両立させることができなかった。   Therefore, it is difficult to perform mechanical polishing to remove an oxide film generated by heat treatment with a titanium copper foil having a relatively thin thickness, thereby achieving both required solderability and discoloration resistance in the prior art. I couldn't.

本発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、耐変色性とはんだ付け性のバランスに優れ、オートフォーカスカメラモジュール等の電子機器部品に使用される導電性ばね材として好適に用いることのできるチタン銅箔およびその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve such a problem, and has an excellent balance between discoloration resistance and solderability, and is used as a conductive spring material used in electronic device parts such as an autofocus camera module. It aims at providing the titanium copper foil which can be used suitably, and its manufacturing method.

発明者は、表面の酸化膜が薄いチタン銅箔であっても所定の酸素濃化層を存在させることにより、防錆処理において健全な防錆被膜が生成して良好な耐変色性が得られるだけでなく、このような酸素濃化層は、はんだ付け性を劣化させないことを新たに見出した。
そして、かかる酸素濃化層は、従来と同様にして熱間圧延、第一冷間圧延、溶体化処理および第二冷間圧延を順次に行った後、時効処理を所定の条件で行うとともに、その時効処理の後に所定の条件の酸化処理を行うことにより生成可能であるとの知見を得た。
The inventor, even if the surface oxide film is a thin titanium copper foil, by providing a predetermined oxygen-concentrated layer, a sound rust preventive film is produced in the rust preventive treatment, and good discoloration resistance is obtained. In addition, it has been newly found that such an oxygen enriched layer does not deteriorate the solderability.
And, such an oxygen-concentrated layer is subjected to hot rolling, first cold rolling, solution treatment and second cold rolling in the same manner as in the past, followed by aging treatment under predetermined conditions, The knowledge that it can produce | generate by performing the oxidation process of a predetermined condition after the aging treatment was acquired.

このような知見に基き、本発明のチタン銅箔は、Tiを1.5〜5.0質量%で含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなり、XPS分析により測定した表層の酸素濃度が33原子%未満であり、表層に、XPS分析により測定した酸素濃度が5原子%以上33原子%未満であり、かつ、その最大酸素濃度の1/2以上である酸素濃化層を有し、前記酸素濃化層の厚みが0.2nm〜2.0nmであるものである。 Based on such knowledge, the titanium copper foil of the present invention contains 1.5 to 5.0% by mass of Ti, the balance is made of copper and unavoidable impurities, and the oxygen concentration of the surface layer measured by XPS analysis is less than 33 atomic%, the surface layer, the oxygen concentration measured by XPS analysis is less than 5 atomic% or more 33 atomic%, and has an oxygen enriched layer is less than 1/2 of the maximum oxygen concentration, The oxygen-enriched layer has a thickness of 0.2 nm to 2.0 nm.

またここで、上記のチタン銅箔の箔厚は、0.1mm以下であることが好ましい。   Here, the thickness of the titanium copper foil is preferably 0.1 mm or less.

そしてまた、上記のチタン銅箔は、圧延方向に平行な方向での引張強さが1100MPa以上であることが好ましい。   The titanium copper foil preferably has a tensile strength in the direction parallel to the rolling direction of 1100 MPa or more.

なお、上記のチタン銅箔は、Al、Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr及びZrから選択される1種以上の元素を、総量で0〜1.0質量%さらに含有するものとすることができる。   The titanium copper foil is composed of one or more elements selected from Al, Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr, and Zr in a total amount of 0 to 1. Further, it may be contained in an amount of 0.0% by mass.

また、本発明のチタン銅箔の製造方法は、上述したいずれかのチタン銅箔を製造する方法であって、Tiを1.5〜5.0質量%で含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなるインゴットを鋳造し、前記インゴットに対し、熱間圧延、第一冷間圧延、溶体化処理、第二冷間圧延、および、200〜300℃の温度で2時間〜20時間にわたって加熱する時効処理をこの順序で行い、時効処理の後、150〜200℃の温度で5時間〜10時間にわたって加熱する酸化処理、および防錆処理をこの順序で行うことにある。 Moreover, the manufacturing method of the titanium copper foil of this invention is a method of manufacturing one of the titanium copper foils mentioned above , Comprising : Ti is contained by 1.5-5.0 mass%, and the remainder is copper and unavoidable An ingot made of impurities is cast, and the ingot is heated for 2 hours to 20 hours at a temperature of 200 to 300 ° C by hot rolling, first cold rolling, solution treatment, second cold rolling, and 200 to 300 ° C. An aging treatment is performed in this order, and after the aging treatment, an oxidation treatment in which heating is performed at a temperature of 150 to 200 ° C. for 5 hours to 10 hours and an antirust treatment are performed in this order.

また、この製造方法では、第二冷間圧延での圧下率を55%以上とすることが好ましい。   Moreover, in this manufacturing method, it is preferable that the reduction rate in the second cold rolling is 55% or more.

そしてまた、この製造方法では、酸化処理の後、圧下率を35%以上とする第三冷間圧延を行うことができる。   Moreover, in this manufacturing method, after the oxidation treatment, third cold rolling with a reduction rate of 35% or more can be performed.

本発明によれば、表層に所定の酸素濃化層を存在させることにより、耐変色性とはんだ付け性を高い次元で両立させたチタン銅箔を提供することができる。このようなチタン銅箔は、オートフォーカスカメラモジュール等の電子機器部品に使用される導電性ばね材として好適に用いることができる。   According to the present invention, it is possible to provide a titanium copper foil in which discoloration resistance and solderability are achieved at a high level by providing a predetermined oxygen-concentrated layer on the surface layer. Such a titanium copper foil can be suitably used as a conductive spring material used for electronic device parts such as an autofocus camera module.

本発明の一の実施形態のチタン銅箔で、XPS分析により得られる表層の酸素プロフィールを模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the oxygen profile of the surface layer obtained by XPS analysis in titanium copper foil of one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態のチタン銅箔で、XPS分析により得られる表層の酸素プロフィールを模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the oxygen profile of the surface layer obtained by XPS analysis in titanium copper foil of other embodiments of the present invention.

以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の一の実施形態のチタン銅箔は、Tiを1.5〜5.0質量%で含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなるものであり、表層に、XPS分析により測定した酸素濃度が5原子%以上33原子%未満であり、かつ、その最大酸素濃度の1/2以上である酸素濃化層を有し、前記酸素濃化層の厚みが0.2nm〜2.0nmである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The titanium copper foil of one embodiment of the present invention contains 1.5 to 5.0% by mass of Ti, the balance is made of copper and unavoidable impurities, and the surface layer is oxygen measured by XPS analysis. Having an oxygen-enriched layer having a concentration of 5 atomic% or more and less than 33 atomic% and 1/2 or more of the maximum oxygen concentration, wherein the oxygen-enriched layer has a thickness of 0.2 nm to 2.0 nm is there.

(Ti濃度)
本発明に係るチタン銅箔においては、Ti濃度を1.5〜5.0質量%とする。チタン銅は、溶体化処理によりCuマトリックス中へTiを固溶させ、時効処理により微細な析出物を合金中に分散させることにより、強度及び導電率を上昇させる。
Ti濃度が1.5質量%未満になると、析出物の析出が不充分となり所望の強度が得られない。Ti濃度が5.0質量%を超えると、加工性が劣化し、圧延の際に材料が割れやすくなる。強度及び加工性のバランスを考慮すると、好ましいTi濃度は2.9〜3.5質量%である。
(Ti concentration)
In the titanium copper foil which concerns on this invention, Ti density | concentration shall be 1.5-5.0 mass%. Titanium copper increases strength and electrical conductivity by dissolving Ti in a Cu matrix by solution treatment and dispersing fine precipitates in the alloy by aging treatment.
If the Ti concentration is less than 1.5% by mass, precipitation of precipitates is insufficient and desired strength cannot be obtained. If the Ti concentration exceeds 5.0% by mass, the workability deteriorates and the material is easily cracked during rolling. Considering the balance between strength and workability, the preferable Ti concentration is 2.9 to 3.5% by mass.

(その他の添加元素)
本発明に係るチタン銅箔においては、Al、Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有させることにより、強度を更に向上させることができる。これら元素の合計含有量は0、つまり、これら元素は含まなくてもよい。これら元素の合計含有量の上限を1.0質量%としたのは、1.0質量%を超えると、加工性が劣化し、熱間圧延の際に材料が割れやすくなるからである。
(Other additive elements)
In the titanium copper foil according to the present invention, the total amount of one or more of Al, Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr and Zr is 0 to 1.0% by mass. By containing, strength can be further improved. The total content of these elements is 0, that is, these elements may not be included. The reason why the upper limit of the total content of these elements is set to 1.0% by mass is that if it exceeds 1.0% by mass, the workability deteriorates and the material is easily cracked during hot rolling.

(引張強さ)
オートフォーカスカメラモジュールの導電性ばね材等として好適なチタン銅箔に必要な引張強さは1100MPa以上であり、より好ましくは、1300MPa以上である。本発明においては、チタン銅箔の圧延方向に平行な方向の引張強さを測定し、引張強さはJIS Z 2241(金属材料引張試験方法)に準拠して測定する。
(Tensile strength)
The tensile strength required for a titanium copper foil suitable as a conductive spring material for an autofocus camera module is 1100 MPa or more, and more preferably 1300 MPa or more. In the present invention, the tensile strength in a direction parallel to the rolling direction of the titanium copper foil is measured, and the tensile strength is measured in accordance with JIS Z 2241 (metal material tensile test method).

(酸素濃化層)
本発明のチタン銅箔は、表層に酸素濃化層を有し、この酸素濃化層の厚みが0.2〜2.0nmである。
ここで、酸素濃化層とは、XPS分析(X線光電子分光分析)により測定した酸素濃度が、5原子%以上かつ33原子%未満であって、深さ方向における当該酸素濃化層の最大酸素濃度の1/2以上である層をいう。このような表層の酸素濃化層の存在により、所要のはんだ付け性を確保しつつ、防錆処理による耐変色性を向上させることが可能になる。
(Oxygen enriched layer)
The titanium copper foil of the present invention has an oxygen concentrated layer on the surface layer, and the thickness of the oxygen concentrated layer is 0.2 to 2.0 nm.
Here, the oxygen-enriched layer means that the oxygen concentration measured by XPS analysis (X-ray photoelectron spectroscopy) is 5 atomic% or more and less than 33 atomic%, and the maximum of the oxygen-enriched layer in the depth direction. A layer having an oxygen concentration of 1/2 or more. Due to the presence of such an oxygen-enriched layer on the surface layer, it is possible to improve the discoloration resistance by the rust prevention treatment while ensuring the required solderability.

酸素濃化層の厚みが0.2nmを下回る場合や、酸素濃化層の酸素濃度が、5原子%未満と低すぎる場合は、防錆処理において健全な防錆被膜が生成せず耐変色性が劣化することが懸念される。酸素濃化層の厚みが2.0nmを上回るとはんだ付け性が劣化する可能性がある。酸素濃度が33%を上回る部分は酸化膜の生成によりはんだ付け性が劣化する。   When the thickness of the oxygen-concentrated layer is less than 0.2 nm, or when the oxygen concentration of the oxygen-concentrated layer is too low, such as less than 5 atomic%, a sound rust-proof coating is not generated in the rust-proofing process, and the resistance to discoloration There is concern about deterioration. If the thickness of the oxygen-concentrated layer exceeds 2.0 nm, solderability may be deteriorated. In the portion where the oxygen concentration exceeds 33%, solderability deteriorates due to the formation of an oxide film.

本発明では、XPS分析により得られるチタン銅箔の表層の酸素濃度のプロフィールから、チタン銅箔表層の構成を定義する。チタン銅箔の表層には、表面から内部へ向かって、酸素濃化層および母相の少なくとも二つの相が存在し、場合によっては、酸化膜(CuO、Cu2O)、酸素濃化層および母相の三つの相が存在することもある。 In the present invention, the structure of the titanium copper foil surface layer is defined from the profile of the oxygen concentration of the surface layer of the titanium copper foil obtained by XPS analysis. In the surface layer of the titanium copper foil, there are at least two phases of an oxygen-concentrated layer and a parent phase from the surface to the inside, and in some cases, an oxide film (CuO, Cu 2 O), an oxygen-concentrated layer, and There may be three phases of the mother phase.

図1及び2のそれぞれに、異なるチタン銅箔で、XPS分析により得られた表層の酸素濃度のプロフィールを模式的に示す。図1及び2のグラフは、横軸をスパッタリング深さとし、また縦軸を酸素濃度としたものであり、スパッタリング深さが0nmの位置は、チタン銅箔の表面を示す。図1及び2に示すように、オートフォーカスモジュール等の導電ばね材として用いられるチタン銅箔は、表層の酸素濃度が低いため酸化膜(CuO、Cu2O)、酸素濃化層、防錆被膜層および母相を明確に認識し区別することができるプロフィールが得られないが、酸素濃度のピークを有する曲線が得られる。なお、酸素濃度のピークは、表面から離れた内部に位置する部位に存在する場合が多いが、内部ではなく表面、すなわち図1及び2においてスパッタリング深さ0nmの位置にピークが存在する場合もある。いずれにしても、チタン銅箔の表層には酸素濃度が最大になるところがあり、ここでは、この酸素濃度を、母相よりも表面側に存在する表層の酸素濃度の最大値という。 In each of FIGS. 1 and 2, different in Ruchi Tan copper foil shows a profile of the oxygen concentration of the surface layer obtained by XPS analysis schematically. In the graphs of FIGS. 1 and 2, the horizontal axis represents the sputtering depth, and the vertical axis represents the oxygen concentration. The position where the sputtering depth is 0 nm indicates the surface of the titanium copper foil. As shown in FIGS. 1 and 2, titanium copper foil used as a conductive spring material for an autofocus module or the like has a low oxygen concentration in the surface layer, so an oxide film (CuO, Cu 2 O), an oxygen concentrated layer, a rust preventive film A profile that clearly recognizes and distinguishes the layers and matrix is not obtained, but a curve with a peak in oxygen concentration is obtained. In many cases, the peak of the oxygen concentration exists in a site located inside away from the surface, but there is a case where the peak exists not on the inside but on the surface, that is, at a sputtering depth of 0 nm in FIGS. . In any case, there are places where the oxygen concentration is maximum in the surface layer of the titanium copper foil, and here, this oxygen concentration is referred to as the maximum value of the oxygen concentration of the surface layer existing on the surface side of the parent phase.

この表層の酸素濃度の最大値は一般に、酸化物の組成により決まる。たとえば、酸化物がCuOである場合、表層の酸素濃度の最大値は50原子%、また、酸化物がCu2Oである場合、表層の酸素濃度の最大値は33原子%と考えることができる。ところが、XPS分析によりオートフォーカスモジュール等の導電ばね材向けのチタン銅箔の表面を分析すると、さまざまな値の酸素濃度が得られる。これは、酸化物としてCuのほかにTi等を含む酸化物も存在し得ることによるとも考えられる。本発明では、酸化物としてCu2Oの組成に基づき、化学量論組成とは矛盾がある値であっても33原子%以上の濃度の酸素が検出される範囲があれば、それらをすべて酸化膜とみなす。このような酸素濃度が33原子%以上である領域は、耐変色性やはんだ付け性に悪影響を及ぼすためである。また、酸素濃度が33%未満である範囲を酸素濃化層または母相とみなす。 The maximum value of the oxygen concentration in the surface layer is generally determined by the composition of the oxide. For example, when the oxide is CuO, the maximum value of the oxygen concentration of the surface layer is 50 atomic%, and when the oxide is Cu 2 O, the maximum value of the oxygen concentration of the surface layer is 33 atomic%. . However, when the surface of a titanium copper foil for a conductive spring material such as an autofocus module is analyzed by XPS analysis, various values of oxygen concentration are obtained. This is also considered to be due to the fact that an oxide containing Ti or the like as well as Cu may be present. In the present invention, based on the composition of Cu 2 O as an oxide, if there is a range in which oxygen at a concentration of 33 atomic% or more is detected even if the value is inconsistent with the stoichiometric composition, all of them are oxidized. Considered a membrane. This is because the region where the oxygen concentration is 33 atomic% or more adversely affects discoloration resistance and solderability. Further, a range where the oxygen concentration is less than 33% is regarded as an oxygen-enriched layer or a mother phase.

本発明では、表層の酸素濃度の最大値が33原子%以上である場合と、33原子%未満である場合とに分けて、酸化膜厚みおよび酸素濃化層厚みが定義される。
すなわち、表層の酸素濃度の最大値が33原子%以上である場合、図1に示すように、表面(スパッタリング深さが0nm)から、前記最大値を経た後に、酸素濃度が33原子%となるスパッタリング深さまでの距離を、酸化膜の厚みとする。また、上記の酸素濃度が33原子%となるスパッタリング深さから、酸素濃度が酸素濃化層の最大酸素濃度の1/2となるスパッタリング深さまでの距離を、酸素濃化層の厚みとする。
あるいは、表層の酸素濃度の最大値が33原子%未満の場合、図2に示すように、表面(スパッタリング深さが0nm)から酸素濃度が酸素濃化層の最大酸素濃度(図2におけるmax値)の1/2の値(図2における1/2max値)であるスパッタリング深さまでの距離を、酸素濃化層の厚みとする。この場合、酸化膜は含まないとみなすことができる。
In the present invention, the oxide film thickness and the oxygen-concentrated layer thickness are defined for the case where the maximum value of the oxygen concentration of the surface layer is 33 atomic% or more and the case where it is less than 33 atomic%.
That is, when the maximum value of the oxygen concentration of the surface layer is 33 atomic% or more, as shown in FIG. 1, the oxygen concentration becomes 33 atomic% after passing the maximum value from the surface (sputtering depth is 0 nm). The distance to the sputtering depth is the thickness of the oxide film. The distance from the sputtering depth at which the oxygen concentration is 33 atomic% to the sputtering depth at which the oxygen concentration is ½ of the maximum oxygen concentration of the oxygen concentrated layer is defined as the thickness of the oxygen concentrated layer.
Alternatively, when the maximum value of the oxygen concentration in the surface layer is less than 33 atomic%, as shown in FIG. 2, the oxygen concentration is the maximum oxygen concentration (max value in FIG. 2) from the surface (sputtering depth is 0 nm). The distance to the sputtering depth, which is 1/2 of the value (1 / 2max in FIG. 2), is the thickness of the oxygen-enriched layer. In this case, it can be considered that the oxide film is not included.

ここで、本発明では、XPS分析で、分析元素として、Cu、Ti、CおよびOを対象とし、これらの4元素よりO濃度を求める。CuおよびTiはチタン銅箔の主要成分であり、Cは防錆被膜の主要成分である。これらの4元素以外の元素は、検出量が微量であること等の理由により考慮しないこととする。   Here, in the present invention, Cu, Ti, C and O are targeted as analytical elements in XPS analysis, and the O concentration is obtained from these four elements. Cu and Ti are main components of the titanium copper foil, and C is a main component of the rust preventive coating. Elements other than these four elements are not considered due to the fact that the detected amount is very small.

XPS分析におけるスパッタリング速度は、SiO2換算で1.0〜3.0nm/分とし、さらに1回のスパッタリング時間を0.1分とし1回のスパッタリングごとに成分分析を行う。O濃度のプロファイルはこのスパッタリング速度に影響を受ける。そのため、場合によっては、スパッタリング速度を1.0nm/分として分析すると本発明の範囲に含まれ、スパッタリング速度を3.0nm/分として分析すると本発明の範囲に含まれないことも起こり得るが、そのような場合であっても1.0〜3.0nm/分の範囲内のいずれかの設定により、本発明の範囲内にある酸素濃化層厚みおよび酸化膜厚みが測定されるチタン銅箔は、本発明に含まれるものとする。スパッタリング時間についても同様のことが言え、本発明ではスパッタリング時間を0.1分とする。 The sputtering rate in the XPS analysis is 1.0 to 3.0 nm / min in terms of SiO 2 , and the sputtering is performed once for 0.1 minute, and the component analysis is performed for each sputtering. The O concentration profile is affected by this sputtering rate. Therefore, in some cases, if the sputtering rate is analyzed as 1.0 nm / min, it is included in the scope of the present invention, and if the sputtering rate is analyzed as 3.0 nm / min, it may not be included in the scope of the present invention. Even in such a case, the oxygen concentration layer thickness and the oxide film thickness within the range of the present invention are measured by any setting within the range of 1.0 to 3.0 nm / min. Are included in the present invention. The same applies to the sputtering time. In the present invention, the sputtering time is set to 0.1 minutes.

なお、XPS分析においては、光電子ピーク位置のエネルギーシフト量(化学シフト)より、その化合物が存在するか又は存在しないかの情報、たとえば、CuOやCu2Oが存在するか又は存在しないかの情報を得ることができる。オートフォーカスモジュール等の導電ばね材として用いられるチタン銅箔は、表層の酸素濃度が低く誤差が大きいため、エネルギーシフト量(化学シフト)による同定と、酸素濃度プロフィールから求めた組成とで矛盾が生じることも起こり得る。しかし、両者にそのような矛盾がある場合であっても、本発明では、酸素濃度プロフィールに基く上記の定義を採用し、エネルギーシフト量(化学シフト)による同定の結果は無視することとする。その他、XPS分析の設定条件によっては、本発明の範囲に含まれる測定結果と含まれない測定結果が得られることも考えられるが、そのような場合は、本発明の範囲に含まれるものとする。これを言い換えれば、いかなる条件を設定してもXPS分析によっては本発明の範囲に含まれないチタン銅箔は、本発明から除外される。また、XPS分析以外の分析方法、たとえばAES分析(オージェ分析)やGDS分析(グロー放電発光分光分析)等の結果は、技術的範囲に含まれるか否かを検討する際に考慮されるべきではない。 In XPS analysis, information on whether or not the compound is present, for example, information on whether or not CuO or Cu 2 O is present, from the energy shift amount (chemical shift) at the photoelectron peak position. Can be obtained. Titanium copper foil used as a conductive spring material for autofocus modules and the like has a low surface layer oxygen concentration and a large error, so there is a discrepancy between the identification based on the energy shift amount (chemical shift) and the composition obtained from the oxygen concentration profile. Things can happen. However, even if there is such a contradiction between the two, the present invention adopts the above definition based on the oxygen concentration profile, and ignores the result of identification based on the energy shift amount (chemical shift). In addition, depending on the setting conditions of the XPS analysis, it is conceivable that measurement results included in the scope of the present invention and measurement results not included in the scope of the present invention may be obtained. In such a case, they are included in the scope of the present invention. . In other words, titanium copper foil that is not included in the scope of the present invention by XPS analysis under any conditions is excluded from the present invention. In addition, analysis methods other than XPS analysis, for example, results such as AES analysis (Auger analysis) and GDS analysis (glow discharge emission spectroscopy) should be considered when examining whether or not they are included in the technical scope. Absent.

(酸化膜)
表層の酸化膜は、可能な限り厚みが薄いか又は存在しないことが好ましい。なお酸化膜は、上述したXPS分析により測定した酸素濃度が33原子%になる深さ位置より表面側に存在する場合がある。酸化膜の厚みが厚いと、はんだ付け性の低下を招く。
(Oxide film)
The surface oxide film is preferably as thin as possible or absent. The oxide film may be present on the surface side from the depth position where the oxygen concentration measured by the XPS analysis is 33 atomic%. If the thickness of the oxide film is thick, the solderability is deteriorated.

(銅箔の厚み)
本発明のチタン銅箔の一の実施形態では、箔厚が0.1mm以下であり、典型的な実施形態では箔厚が0.018mm〜0.08mmであり、より典型的な実施形態では箔厚が0.02mm〜0.05mmである。
(Thickness of copper foil)
In one embodiment of the titanium copper foil of the present invention, the foil thickness is 0.1 mm or less, in a typical embodiment the foil thickness is 0.018 mm to 0.08 mm, and in a more typical embodiment the foil The thickness is 0.02 mm to 0.05 mm.

(製造方法)
上述したようなチタン銅箔を製造するには、まず溶解炉で電気銅、Ti等の原料を溶解し、所望の組成の溶湯を得る。そして、この溶湯をインゴットに鋳造する。チタンの酸化磨耗を防止するため、溶解及び鋳造は真空中又は不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。その後、インゴットに対し、典型的には、熱間圧延、第一冷間圧延、溶体化処理、第二冷間圧延、時効処理、酸化処理、第三冷間圧延、防錆処理をこの順で実施し、所望の厚み及び特性を有する箔に仕上げる。
(Production method)
In order to manufacture the titanium copper foil as described above, first, raw materials such as electrolytic copper and Ti are melted in a melting furnace to obtain a molten metal having a desired composition. Then, this molten metal is cast into an ingot. In order to prevent oxidative wear of titanium, melting and casting are preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere. After that, typically, the ingot is typically subjected to hot rolling, first cold rolling, solution treatment, second cold rolling, aging treatment, oxidation treatment, third cold rolling, and rust prevention treatment in this order. Perform and finish to foil with desired thickness and properties.

熱間圧延及びその後の第一冷間圧延の条件はチタン銅の製造で行われている慣例的な条件で行えば足り、ここでは特段要求される条件はない。また、溶体化処理についても慣例的な条件で構わないが、例えば700〜1000℃の温度で5秒間〜30分間の間にわたって行うことができる。   The conditions for the hot rolling and the subsequent first cold rolling may be the conventional conditions used in the production of titanium copper, and there are no special requirements here. The solution treatment may be performed under conventional conditions, but can be performed at a temperature of 700 to 1000 ° C. for 5 seconds to 30 minutes, for example.

上述の強度を得るため、第二冷間圧延の圧下率は55%以上に設定することが好ましい。より好ましくは60%以上、更に好ましくは65%以上である。この圧下率が55%未満になると、1100MPa以上の引張強さを得るのは困難になる。圧下率の上限は、本発明が目的とする強度の点からは特に規定されないが、工業的に99.8%を超えることはない。   In order to obtain the above-mentioned strength, it is preferable to set the reduction ratio of the second cold rolling to 55% or more. More preferably, it is 60% or more, More preferably, it is 65% or more. When the rolling reduction is less than 55%, it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more. The upper limit of the rolling reduction is not particularly defined from the viewpoint of the strength intended by the present invention, but industrially does not exceed 99.8%.

時効処理の加熱温度は200〜300℃とし、加熱時間は2時間〜20時間とする。加熱温度が200℃未満であると1100MPa以上の引張強さを得ることが困難になる。300℃を超えると酸化膜または酸素濃化層が過剰に生成することとなる。加熱時間が2時間未満又は20時間を越えると1100MPa以上の引張強さを得ることが困難になる。   The heating temperature for the aging treatment is 200 to 300 ° C., and the heating time is 2 to 20 hours. When the heating temperature is less than 200 ° C., it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more. If it exceeds 300 ° C., an oxide film or an oxygen-enriched layer is excessively generated. When the heating time is less than 2 hours or exceeds 20 hours, it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more.

また、先述した酸素濃化層を得るため、時効処理の後に酸化処理を行う。酸化処理は、熱処理により導電率や強度が変化しない温度および時間であって、過剰な酸化膜および酸素濃化層が生成しない範囲の温度および時間であって、可能な限り高温または長時間の条件とする。具体的には、加熱温度は150〜200℃、加熱時間5〜10時間である。加熱温度または加熱時間が範囲の下限を下回ると、所望の酸素濃化層が得られない。また、加熱温度または加熱時間が範囲の上限を上回ると、過剰な厚みの酸素濃化層が生成し又は酸化膜が生成する。なお、上記したところでは時効処理と酸化処理は別個に連続して行う二工程の熱処理として説明したが、これに限定されるものでなく、所望の酸素濃化層が得られるのであれば、時効処理における冷却過程に酸化処理を組み込み、一工程の熱処理としてすることも可能である。   Further, in order to obtain the oxygen-enriched layer described above, an oxidation treatment is performed after the aging treatment. The oxidation treatment is a temperature and time at which the electrical conductivity and strength are not changed by the heat treatment, and is a temperature and time within a range in which an excessive oxide film and oxygen-enriched layer are not formed. And Specifically, the heating temperature is 150 to 200 ° C., and the heating time is 5 to 10 hours. If the heating temperature or the heating time is below the lower limit of the range, a desired oxygen-concentrated layer cannot be obtained. When the heating temperature or the heating time exceeds the upper limit of the range, an oxygen-enriched layer having an excessive thickness is generated or an oxide film is generated. In the above description, the aging treatment and the oxidation treatment have been described as a two-step heat treatment performed separately and continuously. However, the present invention is not limited to this, and the aging treatment can be performed if a desired oxygen-concentrated layer can be obtained. It is also possible to incorporate an oxidation treatment into the cooling process in the treatment and perform a one-step heat treatment.

上述した時効処理は、酸化膜または酸素濃化層の生成を抑制するため、水素を混合した還元性のガス中で行うことが好ましい。さらに、水素濃度を50体積%以上とすること、および露点を−40℃以下にすることが有効である。不活性なガスとしては、窒素またはアルゴンを用いることができる。ガスの圧力については限定していないが、通常は大気圧より若干高い圧力を採用することができる。
また、上述した酸化処理は、酸素濃化層を適正に生成させるため、不活性なガス中で行うことが好ましい。さらに、露点を−30℃以下−40℃以上にすることが有効である。不活性なガスとしては、窒素またはアルゴンを用いることができる。ガスの圧力については限定していないが、通常は大気圧より若干高い圧力を採用することができる。
なお、試験研究での実施と異なり工業規模で実施する場合は、水素ガス、窒素ガスおよびアルゴンガスは不可避的に水分を含有し、たとえば露点は0℃程度である。水分を含有するガスを雰囲気として銅合金を熱処理炉で加熱すると、その水分によって銅合金が酸化される場合がある。また、水素ガスは一般に還元性のガスであるが、100%の水素ガスであっても水分によって銅合金が酸化される場合がある。そのため、ガスの種類によらず熱処理炉に導入する前に雰囲気ガスの水分を除去する必要がある。
The aging treatment described above is preferably performed in a reducing gas mixed with hydrogen in order to suppress the formation of an oxide film or an oxygen-enriched layer. Furthermore, it is effective to set the hydrogen concentration to 50% by volume or more and to set the dew point to −40 ° C. or less. Nitrogen or argon can be used as the inert gas. The pressure of the gas is not limited, but usually a pressure slightly higher than atmospheric pressure can be employed.
In addition, the above-described oxidation treatment is preferably performed in an inert gas in order to appropriately generate an oxygen concentrated layer. Furthermore, it is effective to set the dew point to −30 ° C. or lower and −40 ° C. or higher. Nitrogen or argon can be used as the inert gas. The pressure of the gas is not limited, but usually a pressure slightly higher than atmospheric pressure can be employed.
In addition, when it implements on an industrial scale unlike implementation by test research, hydrogen gas, nitrogen gas, and argon gas inevitably contain a water | moisture content, for example, a dew point is about 0 degreeC. When a copper alloy is heated in a heat treatment furnace using a gas containing moisture as an atmosphere, the copper alloy may be oxidized by the moisture. In addition, hydrogen gas is generally a reducing gas, but even if it is 100% hydrogen gas, the copper alloy may be oxidized by moisture. Therefore, it is necessary to remove the moisture of the atmospheric gas before introducing it into the heat treatment furnace regardless of the type of gas.

第三冷間圧延の圧下率は35%以上に設定することが好ましい。より好ましくは40%以上、更に好ましくは45%以上である。この圧下率が35%未満になると、1100MPa以上の引張強さを得るのは困難になる。圧下率の上限は、目的とする強度の点からは特に規定されないが、工業的に99.8%を超えることはない。なお、第三冷間圧延は、それほどに高い強度が求められない用途の場合は省略することもできる。   The reduction ratio of the third cold rolling is preferably set to 35% or more. More preferably, it is 40% or more, More preferably, it is 45% or more. When the rolling reduction is less than 35%, it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more. The upper limit of the rolling reduction is not particularly defined from the viewpoint of the intended strength, but does not exceed 99.8% industrially. Note that the third cold rolling can be omitted for applications that do not require such a high strength.

なお一般に、熱処理後には、表面に生成した酸化皮膜または酸化物層を除去するために、表面の酸洗や研磨等を行う。本発明でも熱処理後に表面の酸洗や研磨等を行うことも可能である。ただし、そのような酸洗や研磨等によって、本発明のチタン銅箔の酸素濃化層が、所定の厚み及び酸素濃度の範囲を逸脱するものにならないように留意する。また、第二冷間圧延の後に低温焼鈍を行ってもよく、その後に酸化処理を行っても良い。ただし、この場合、低温焼鈍および酸化処理の条件が前述した時効処理および酸化処理の条件に相当するものでなければ本発明の効果は発揮されない。   In general, after heat treatment, pickling or polishing of the surface is performed to remove the oxide film or oxide layer formed on the surface. In the present invention, the surface can be pickled or polished after the heat treatment. However, attention should be paid so that the oxygen-concentrated layer of the titanium copper foil of the present invention does not deviate from the predetermined thickness and oxygen concentration range by such pickling or polishing. Moreover, low temperature annealing may be performed after 2nd cold rolling, and oxidation treatment may be performed after that. However, in this case, the effect of the present invention is not exhibited unless the conditions for low-temperature annealing and oxidation treatment correspond to the conditions for aging treatment and oxidation treatment described above.

上記の酸洗や研磨を行った場合および行わなかった場合のいずれであっても、熱処理後は防錆処理を施す。この防錆処理は従来と同様の条件で行うことが可能であり、ベンゾトリアゾル(BTA)の水溶液等を用いることができる。   Regardless of whether the above pickling or polishing is performed or not, a rust prevention treatment is performed after the heat treatment. This rust prevention treatment can be performed under the same conditions as before, and an aqueous solution of benzotriazole (BTA) or the like can be used.

(用途)
本発明のチタン銅箔は、限定的ではないが、スイッチ、コネクタ、ジャック、端子、リレー等の電子機器用部品の材料として好適に使用することができ、とりわけオートフォーカスカメラモジュール等の電子機器部品に使用される導電性ばね材として好適に使用することができる。
(Use)
Although the titanium copper foil of the present invention is not limited, it can be suitably used as a material for electronic device parts such as switches, connectors, jacks, terminals, and relays, and in particular, electronic device parts such as autofocus camera modules. It can be suitably used as a conductive spring material used in the above.

次に、本発明のチタン銅箔を実際に試作し、その性能を評価したので以下に説明する。但し、ここでの説明は、単なる例示を目的としたものであって、それに限定されることを意図するものではない。   Next, the titanium copper foil of the present invention was actually made on a trial basis and its performance was evaluated, which will be described below. However, the description here is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting.

Tiを所定の濃度で含有し残部が銅及び不可避的不純物からなる合金を実験材料とし、この材料の酸化膜厚み、酸素濃化層厚み、最大酸素濃度、はんだ付け性および耐変色性を調査した。   An alloy containing Ti at a predetermined concentration and the balance consisting of copper and inevitable impurities was used as an experimental material, and the oxide film thickness, oxygen concentrated layer thickness, maximum oxygen concentration, solderability and discoloration resistance of this material were investigated. .

<製造条件>
試作品の製造は次のようにして行った。まず真空溶解炉にて電気銅2.5kgを溶解し、所定の濃度のTiが得られるようTiを添加した。この溶湯を鋳鉄製の鋳型に鋳込み、厚さ30mm、幅60mm、長さ120mmのインゴットを製造した。
このインゴットを950℃で3時間加熱し、厚さ10mmまで圧延する熱間圧延を行った。熱間圧延で生成した酸化スケールをグラインダーで除去して研削を行った。なお、この研削後の厚みは9mmであった。次いで、第一冷間圧延を実施し、厚さ1.5mmまで圧延した。その後の溶体化処理では、800℃に昇温した電気炉に試料を装入し、5分間保持した後、試料を水槽に入れて急冷却した。そして、第二冷間圧延を行い、ここでは圧下率98%にて0.03mmの箔厚まで圧延した。その後は、時効処理として、280℃で10時間ないし22時間加熱し、さらにその後、酸化処理として種々の条件で加熱した。ここで、時効処理のこの温度は、時効後の引張強さが最大になるように選択した。しかる後に防錆処理を行った。ここで、防錆処理液としては、千代田ケミカル製のチオライトC71P1の水溶液を用いた。なお、第三冷間圧延は行わなかった。
以上のように作製した試料に対し、次の各評価を行った。
<Production conditions>
The prototype was manufactured as follows. First, 2.5 kg of electrolytic copper was melted in a vacuum melting furnace, and Ti was added so as to obtain a predetermined concentration of Ti. This molten metal was cast into a cast iron mold to produce an ingot having a thickness of 30 mm, a width of 60 mm, and a length of 120 mm.
This ingot was heated at 950 ° C. for 3 hours and subjected to hot rolling for rolling to a thickness of 10 mm. Grinding was performed by removing the oxidized scale produced by hot rolling with a grinder. The thickness after this grinding was 9 mm. Next, first cold rolling was performed, and the sheet was rolled to a thickness of 1.5 mm. In the subsequent solution treatment, the sample was placed in an electric furnace heated to 800 ° C. and held for 5 minutes, and then the sample was placed in a water bath and rapidly cooled. Then, second cold rolling was performed, and rolling was performed to a foil thickness of 0.03 mm at a reduction rate of 98%. Thereafter, heating was performed at 280 ° C. for 10 hours to 22 hours as an aging treatment, and further, heating was performed under various conditions as an oxidation treatment. Here, this temperature of the aging treatment was selected so that the tensile strength after aging was maximized. Thereafter, a rust prevention treatment was performed. Here, an aqueous solution of Thiolite C71P1 manufactured by Chiyoda Chemical was used as the rust prevention treatment liquid. The third cold rolling was not performed.
The following evaluations were performed on the samples manufactured as described above.

<酸化膜厚みおよび酸素濃化層>
XPS分析を用いてCu、Ti、CおよびOを分析し、それにより得られた深さ方向の濃度プロフィールから、酸化膜厚み、酸素濃化層厚みおよび最大酸素濃度を求めた。
XPS分析の条件は以下とした。
・装置:アルバック・ファイ株式会社製5600MC
・到達真空度:2.0×10-9Torr
・検出面積:800μφ
・イオン種:Ar+
・加速電圧:3kV
・掃引領域:4mm×4mm
・スパッタリング速度:SiO2換算で1.8nm/分
・1回のスパッタリング時間:0.1分
・成分分析の頻度:1回のスパッタリング毎に1回の分析
<Oxide film thickness and oxygen concentration layer>
Cu, Ti, C, and O were analyzed using XPS analysis, and the oxide film thickness, the oxygen-enriched layer thickness, and the maximum oxygen concentration were determined from the concentration profile in the depth direction.
The XPS analysis conditions were as follows.
・ Device: ULVAC-PHI Co., Ltd. 5600MC
・ Achieving vacuum: 2.0 × 10 -9 Torr
・ Detection area: 800μφ
・ Ion species: Ar +
・ Acceleration voltage: 3kV
-Sweep area: 4mm x 4mm
Sputtering speed: 1.8 nm / min in terms of SiO 2 Sputtering time: 0.1 minute Frequency of component analysis: one analysis per sputtering

<はんだ付け性>
Pb系はんだ及びCu−Sn系はんだのそれぞれを用い、はんだ付け試験を行った。濡れたものを○、はじきがあるものを×と判定した。
JIS C0053(1996年)に準じ、ソルダーチェッカ(レスカ社製SAT−5000)によりメニスコグラフ法と同じ手順ではんだ付けをし、はんだ付け部の外観を観察した。測定条件はつぎのとおりである。試料の前処理としてアセトンを用いて脱脂した。次に10vol%硫酸水溶液を用いて酸洗を施した。はんだには、Pb系はんだとして60%Pb−40%Snを、Cu−Sn系はんだとしてSn−3Ag−0.5Cuを用いた。Pb系はんだの試験温度は235℃とし、Cu−Sn系はんだの試験温度は250℃とした。フラックスには(株)アサヒ化学研究所製GX5を使用した。また、浸漬深さは5mm、浸漬時間は10秒、浸漬速度は15mm/秒、試料の幅は10mmとした。評価基準は、20倍の実体顕微鏡にて目視観察し、はんだ付け部の全面がはんだでおおわれているものを良好(○)とし、はんだ付け部の一部又は全面にはんだのはじきがありその箇所にチタン銅箔の地肌が見えるものを不良(×)とした。
<Solderability>
A soldering test was performed using each of Pb solder and Cu-Sn solder. The wet ones were judged as ◯, and the ones with repelling were judged as ×.
In accordance with JIS C0053 (1996), soldering was performed by a solder checker (SAT-5000 manufactured by Reska Co.) in the same procedure as the meniscograph method, and the appearance of the soldered portion was observed. The measurement conditions are as follows. The sample was degreased using acetone as a pretreatment. Next, it pickled using 10 vol% sulfuric acid aqueous solution. As the solder, 60% Pb-40% Sn was used as the Pb-based solder, and Sn-3Ag-0.5Cu was used as the Cu-Sn-based solder. The test temperature for Pb solder was 235 ° C., and the test temperature for Cu—Sn solder was 250 ° C. GX5 manufactured by Asahi Chemical Laboratory was used for the flux. The immersion depth was 5 mm, the immersion time was 10 seconds, the immersion speed was 15 mm / second, and the sample width was 10 mm. The evaluation criteria are a visual observation with a 20-fold stereo microscope, and the soldering part that is covered with solder is judged as good (O), and there is a part of the soldering part or the whole surface where the solder repels. The one where the background of the titanium copper foil was visible was regarded as defective (x).

<耐変色性>
硫化水素を含有する高温多湿環境における変色試験を実施した。変色しなかったものを○、変色したものを×と判定した。
20mm幅×50mm長さの短冊状試験片に切り出し、試料の前処理としてアセトン脱脂を行い、そののち3ppm硫化水素、40℃、50%RHの硫化水素雰囲気に20分間暴露し、試験片の硫化変色の程度を目視により評価した。ここでは、表面を#4000のエメリー紙にて研磨したチタン銅箔を基準とし、これと同様に変色しなかったものを○、これより強く変色したものを×とした。
これらの評価結果を、所定の製造条件とともに表1、2に示す。
<Discoloration resistance>
A discoloration test was conducted in a hot and humid environment containing hydrogen sulfide. Those that did not change color were judged as ◯, and those that changed color as x.
Cut into a strip-shaped test piece with a width of 20 mm and a length of 50 mm, degreased with acetone as a pretreatment of the sample, and then exposed to a hydrogen sulfide atmosphere of 3 ppm hydrogen sulfide, 40 ° C., 50% RH for 20 minutes. The degree of discoloration was visually evaluated. Here, titanium copper foil whose surface was polished with # 4000 emery paper was used as a reference, and in the same manner as above, the one that did not change color was marked with ◯, and the one that changed color more strongly was marked with ×.
These evaluation results are shown in Tables 1 and 2 together with predetermined manufacturing conditions.

本発明の範囲内である発明例1〜26は、はんだ付け性および耐変色性がともに優れていた。
比較例1〜4は酸化処理条件が好ましい範囲の下限を外れたことから、耐変色性が劣っていた。比較例5〜11は時効処理または酸化処理条件が好ましい範囲の上限を外れ、はんだ付け性が劣っていた。比較例12は、Ti成分が下限を外れ引張強さが低かった。比較例13〜14は、Ti成分または副成分が上限を外れ割れが発生し加工することができなかった。
Inventive Examples 1 to 26, which are within the scope of the present invention, were excellent in both solderability and discoloration resistance.
Comparative Examples 1 to 4 were inferior in discoloration resistance because the oxidation treatment conditions deviated from the lower limit of the preferred range. In Comparative Examples 5 to 11, the aging treatment or oxidation treatment conditions deviated from the upper limit of the preferred range, and the solderability was inferior. In Comparative Example 12, the Ti component was outside the lower limit and the tensile strength was low. In Comparative Examples 13 to 14, the Ti component or the subcomponent exceeded the upper limit, and cracking occurred and could not be processed.

Claims (5)

Tiを1.5〜5.0質量%で含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなり、XPS分析により測定した表層の酸素濃度が33原子%未満であり、表層に、XPS分析により測定した酸素濃度が5原子%以上33原子%未満であり、かつ、その最大酸素濃度の1/2以上である酸素濃化層を有し、前記酸素濃化層の厚みが0.2nm〜2.0nmであるチタン銅箔。 Ti is contained at 1.5 to 5.0% by mass, the balance is made of copper and inevitable impurities, the oxygen concentration of the surface layer measured by XPS analysis is less than 33 atomic%, and the surface layer was measured by XPS analysis. An oxygen concentration layer having an oxygen concentration of 5 atomic% or more and less than 33 atomic% and 1/2 or more of the maximum oxygen concentration, and the thickness of the oxygen concentration layer is 0.2 nm to 2.0 nm. Titanium copper foil. 箔厚が0.1mm以下である請求項1に記載のチタン銅箔。   The titanium copper foil according to claim 1, wherein the foil thickness is 0.1 mm or less. 圧延方向に平行な方向での引張強さが1100MPa以上である請求項1又は2に記載のチタン銅箔。   The titanium copper foil according to claim 1 or 2, wherein the tensile strength in a direction parallel to the rolling direction is 1100 MPa or more. Al、Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr及びZrから選択される1種以上の元素を、総量で0〜1.0質量%さらに含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のチタン銅箔。   The element further contains one or more elements selected from Al, Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr, and Zr in a total amount of 0 to 1.0% by mass. The titanium copper foil as described in any one of 1-3. Tiを1.5〜5.0質量%で含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなるインゴットを鋳造し、前記インゴットに対し、熱間圧延、第一冷間圧延、溶体化処理、第二冷間圧延、および、200〜300℃の温度で2時間〜20時間にわたって加熱する時効処理をこの順序で行い、時効処理の後、150〜200℃の温度で5時間〜10時間にわたって加熱する酸化処理、および防錆処理をこの順序で行うことを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のチタン銅箔の製造方法。 Casting an ingot containing Ti in an amount of 1.5 to 5.0% by mass and copper and inevitable impurities, hot rolling, first cold rolling, solution treatment, second Cold rolling and an aging treatment in which heating is performed at a temperature of 200 to 300 ° C. for 2 hours to 20 hours are performed in this order, and after the aging treatment, oxidation is performed at a temperature of 150 to 200 ° C. for 5 hours to 10 hours. The manufacturing method of the titanium copper foil as described in any one of Claims 1-4 including performing a process and a rust prevention process in this order.
JP2016060752A 2016-03-24 2016-03-24 Titanium copper foil and manufacturing method thereof Active JP6391618B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016060752A JP6391618B2 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Titanium copper foil and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016060752A JP6391618B2 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Titanium copper foil and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017172012A JP2017172012A (en) 2017-09-28
JP6391618B2 true JP6391618B2 (en) 2018-09-19

Family

ID=59970528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016060752A Active JP6391618B2 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Titanium copper foil and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6391618B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6745859B2 (en) * 2018-11-09 2020-08-26 Jx金属株式会社 Titanium copper foil, copper products, electronic device parts and autofocus camera modules
JP6953465B2 (en) * 2019-03-27 2021-10-27 Jx金属株式会社 Titanium copper foil and titanium copper foil manufacturing method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07300687A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Yazaki Corp Rust preventive treatment and device therefor
JP4381574B2 (en) * 2000-08-17 2009-12-09 日鉱金属株式会社 Copper alloy foil for laminates
JP4068413B2 (en) * 2002-08-16 2008-03-26 日鉱金属株式会社 Cu-Ti alloy and method for producing the same
JP2008248355A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Nikko Kinzoku Kk Titanium copper for electronic parts, and electronic parts using the same
JP6192916B2 (en) * 2012-10-25 2017-09-06 Jx金属株式会社 High strength titanium copper

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017172012A (en) 2017-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6263333B2 (en) Cu-Ti copper alloy sheet, method for producing the same, and current-carrying component
JP5647703B2 (en) High-strength Cu-Ni-Co-Si-based copper alloy sheet, its manufacturing method, and current-carrying parts
JP3962751B2 (en) Copper alloy sheet for electric and electronic parts with bending workability
JP5468423B2 (en) High strength and high heat resistance copper alloy material
JP5619389B2 (en) Copper alloy material
US10807202B2 (en) Cu—Ni—Sn based copper alloy foil, copper rolled product, electronic device parts and autofocus camera module
US10908381B2 (en) Titanium copper foil having plated layer
JP6391621B2 (en) Titanium copper foil, copper products, electronic equipment parts and autofocus camera module
JP4503696B2 (en) Electronic parts made of copper alloy sheets with excellent bending workability
JP5700834B2 (en) High strength copper alloy sheet with excellent oxide film adhesion
JPWO2010016428A1 (en) Copper alloy material for electrical and electronic parts
US20190099842A1 (en) Cu-Ni-Sn Based Copper Alloy Foil, Copper Rolled Product, Electronic Device Parts and Autofocus Camera Module
KR20190077011A (en) Copper alloy sheet and manufacturing method thereof
JP6618410B2 (en) Titanium copper foil, copper products, electronic equipment parts and autofocus camera module
JP2017179570A (en) Titanium copper foil and manufacturing method therefor
JP6391618B2 (en) Titanium copper foil and manufacturing method thereof
JP2007031795A (en) Cu-Ni-Sn-P-BASED COPPER ALLOY
JP6927844B2 (en) Copper alloy plate material and its manufacturing method
US10495840B2 (en) Copper-titanium alloy foil having plated layer
WO2013145824A1 (en) Corson alloy and method for producing same
JP6793005B2 (en) Copper alloy plate material and its manufacturing method
EP3904549B1 (en) Copper alloy plate, plating film-attached copper alloy plate, and methods respectively for manufacturing these products
JP2019031741A (en) Titanium copper foil, extended copper article, electronic device component, and auto focus camera module
JP7078070B2 (en) Copper alloys, copper alloy plastic processed materials, parts for electronic and electrical equipment, terminals, bus bars, lead frames
JP5334648B2 (en) Copper alloy sheet with excellent heat resistance for tin plating

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180724

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180821

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6391618

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250