KR102233556B1

KR102233556B1 - 티타늄 구리박, 신동품, 전자기기 부품 및 오토 포커스 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102233556B1
Application number: KR1020190030767A
Authority: KR
Inventors: 카즈타카 아오시마
Original assignee: 제이엑스금속주식회사
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2021-03-29
Also published as: KR20190032328A; TWI649435B; CN107267797A; JP6618410B2; KR20170113406A; TW201736608A; CN107267797B; JP2017179565A

Abstract

박 두께가 0.1㎛ 이하로 얇은 티타늄 구리박으로, 납땜 습윤성 및 납땜 밀착 강도에 뛰어나, 오토 포커스 카메라 모듈 등의 전자기기 부품에 사용되는 도전성 스프링재로서 적합하게 이용할 수 있는 티타늄 구리박 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 티타늄 구리박은 박 두께가 0.1㎜ 이하로서, Ti을 1.5~4.5질량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되며, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)가 0.1㎛~1㎛이다.

Description

티타늄 구리박, 신동품, 전자기기 부품 및 오토 포커스 카메라 모듈 {TITANIUM COPPER FOIL, WROUGHT COPPER, ELECTRIC PARTS AND AUTO FOCUS CAMERA MODULE}

본 발명은, 티타늄 구리박, 신동품(伸銅品), 전자기기 부품 및 오토 포커스 카메라 모듈에 관한 것이며, 특히, 오토 포커스 카메라 모듈 등의 도전성 스프링재로 이용하기에 적합한, 양호한 납땜성을 가지는 Cu-Ti계 구리합금박에 관한 것이다.

휴대전화의 카메라 렌즈부에는 오토 포커스 카메라 모듈이라 불리는 전자부품이 사용된다. 휴대전화 카메라의 오토 포커스 기능은 오토 포커스 카메라 모듈에 사용되는 재료의 스프링력에 의해 렌즈를 일정 방향으로 작동시킴과 동시에, 주위에 감긴 코일에 전류를 흘림으로써 발생시키는 전자력에 의해, 렌즈를 재료의 스프링력이 작용하는 방향과는 반대 방향으로 작동시킨다. 이러한 기구에서 카메라 렌즈가 구동하여 오토 포커스 기능이 발휘된다.

오토 포커스 카메라 모듈로는, 박 두께 0.1㎜ 이하, 1100MPa 이상의 인장 강도 또는 0.2% 내력을 갖는 Cu-Ni-Sn계 구리합금박이 사용되어 왔다. 그러나, 최근 비용 절감 요구에 따라 Cu-Ni-Sn계 구리합금보다 비교적 재료 가격이 싼 Cu-Ti계 구리합금박이 사용되게 되어 그 수요는 증가하고 있다.

또한, 이 종류의 Cu-Ti계 구리합금박에 관하여, 예를 들면 특허문헌 1에서는, 박 두께가 0.1㎜ 이하로 얇은 경우, 재료에 하중을 가하여 변형시킨 후에 하중을 제거하면 변형이 생긴다는 문제에 착안하고 있다. 그리고 특허문헌 1에서는, 이 문제를 해결하기 위해 「박 두께가 0.1㎜ 이하이고, 1.5~4.5질량% Ti을 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되어, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 0.2% 내력이 1100MPa 이상이고, 또한, 압연 방향으로 직각인 방향에서의 산술평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이하인」 것이 제안되고 있다.

그런데, Cu-Ti 합금은 극히 활성이어서 산화하기 쉬운 원소인 Ti을 함유하기 때문에, 최종 공정인 시효처리에서 강고한 산화막이 생성된다. 이러한 강고한 산화막은 납땜성을 현저하게 저하시키기 때문에, 티타늄 구리 판·조 등과 같은 비교적 두께가 두꺼운 Cu-Ti 합금에서는, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 시효처리 후에 화학연마(산(酸) 세척), 또한 기계연마를 실시하여 산화막을 제거하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.

Cu-Ti 합금으로 산화막을 제거하려면 우선 화학연마를 실시한다. 티타늄 산화물을 함유하는 Cu-Ti 합금의 산화막은 산에 대하여 매우 안정되기 때문에, 화학연마에서는, 불산 또는 황산에 과산화수소를 혼합한 용액 등 극히 부식력이 높은 화학연마액을 이용할 필요가 있다.

다만, 이렇게 극히 강한 부식력을 가지는 화학연마액을 이용한 경우, 산화막뿐만 아니라 미산화 부분도 부식되는 경우가 있어, 화학연마 후의 표면에는 불균일한 요철이나 변색이 생길 우려가 있다. 또한, 부식이 균일하게 진행되지 않아 산화막이 국부적으로 잔류할 우려도 있다. 그래서, 표면의 요철, 변색 및 잔류 산화막을 제거하기 위해 상기 화학연마를 실시한 후에 예를 들면 버프 등을 이용하여 기계연마를 실시한다.

기계연마 후에는, 최종 표면처리로서 방청처리를 실시하여 판·조 제품으로 한다. 티타늄 구리박의 방청처리에는 일반 구리 및 구리합금인 판·조에 이용하는 것과 동일하게, 벤조트리아졸(BTA) 수용액이 이용된다.

특허문헌 1 : 일본 특허공보 제5723849호 특허문헌 2 : 일본 특허공보 제4068413호

그렇지만, 티타늄 구리 판·조의 경우와는 달리, 예를 들면 두께가 0.1㎛ 이하로 얇은 티타늄 구리박에서는, 시효처리에서 생성되는 산화막을 제거하여 납땜성을 향상시키기 위한 기계연마를 실시하는 것이 곤란하다. 그 이유는 두가지로, 첫번째는 기계연마 라인의 통박(通箔)에 관한 것이며, 두번째는 기계연마 라인에서의 판 두께 제어에 관한 것이다.

첫번째 이유인 기계연마 라인의 통박에 관해서는, 버프를 이용하는 경우, 버프 롤의 회전에 따라 버프가 티타늄 구리박에 걸려, 걸린 개소를 기점으로 티타늄 구리박이 파단하는 경우가 있다. 버프 연마는 원주형 버프 롤의 중심축을 축으로 회전하여 티타늄 구리박의 표면을 연마하는 것이다. 버프 롤은 연마 입자(SiC 등의 연마 입자)이 분산된 수지를 해면형 유기섬유에 고정시킨 것으로, 수지 덩어리가 티타늄 구리박의 엣지에서 요철이 큰 곳에 걸려, 티타늄 구리박의 강도를 넘는 장력이 작용하면 파단한다.

두번째 이유인 기계연마 라인에서의 판 두께 제어에 관해서는, 원주형 버프 롤에는 연마하기 위해 압하 하중이 부하되어 있고, 또한, 티타늄 구리박에는 라인을 통박하기 위해 장력이 부여되어 있다. 이 압하 하중 및 장력은 모두 많든 적든 주기성이 있는 진동 성분을 가지고 있으며, 이 진동은 채터링(chaattering)이라 불린다. 채터링의 진동 주기에 따라서는 각각의 진동이 공진하는 경우도 있을 수 있다. 공진이 큰 경우, 채터링에 의해 기계연마하는 대상의 연마면에 다다미 형상의 모양이 출현한다. 채터링에 의해 생긴 모양은 채터 마크라 불린다. 이것은 모양에 따라 연마량이 다른 것, 바꾸어 말하면 티타늄 구리박의 연마량이 흩어지는 것을 나타내는 것이다. 여기서, 티타늄 구리박의 경우, 티타늄 구리 판·조에 비하여 두께가 얇기 때문에, 연마량의 격차가 미치는 영향은 크다. 즉, 티타늄 구리박을 버프 연마하면 두께 변동이 커지고, 이것을 스프링으로 이용하면 스프링 특성이 크게 불규칙해져 바람직하지 않다.

따라서, 두께가 얇은 티타늄 구리박에서는, 티타늄 구리 판·조에 비하여, 버프 등을 이용하여 기계연마를 하는 것이 어렵기 때문에, 티타늄 구리 판·조와 같은 화학연마 및 기계연마에 의한 산화막의 유효한 제거가 곤란하다. 더불어, 최근에는 건강 상의 이유로부터 납 프리 납땜이 널리 이용되고 있어, 이 납 프리 납땜은 지금까지의 납이 들어간 납땜에 비하여 납땜성이 떨어진다.

이에 따라, 두께가 얇은 티타늄 구리박에서는, 납땜성 저하를 부정하지 않고, 특히 오토 포커스 카메라 모듈을 제조할 때에 필요한 납땜 습윤성 및 납땜 밀착성을 확보할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하는 것을 과제로 하는 것으로, 박 두께가 0.1㎛ 이하로 얇은 티타늄 구리박으로, 납땜 습윤성 및 납땜 밀착 강도가 뛰어나고, 오토 포커스 카메라 모듈 등의 전자기기 부품에 사용되는 도전성 스프링재로서 적합하게 이용할 수 있는 티타늄 구리박 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자는 열심히 검토한 결과, 박 두께가 0.1㎜ 이하인 티타늄 구리박으로, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)를 소정의 범위 내로 조정함으로써, 산화막이 존재하고 또한, 양호한 납땜 습윤성을 확보할 수 있음과 동시에, 이른바 앵커 효과(anchor effect)에 기초하는 높은 밀착 강도를 발휘할 수 있다는 것을 찾아냈다. 또한, 이러한 표면 거칠기(Rz)는 압연으로 오일 피트(oil pit)가 형성됨으로써 변화시키는 것이 가능한 것 및 그로써 티타늄 구리박을 제조할 때의 최종 냉간압연의 가공도를 제어함으로써, 소정 범위의 최대 표면 거칠기(Rz)를 가지는 티타늄 구리박을 제조할 수 있다는 식견을 얻었다.

이러한 식견 하에, 본 발명의 티타늄 구리박은 박 두께가 0.1㎜ 이하이고, Ti을 1.5~4.5질량% 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되어, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 거칠기(Rz)가 0.1㎛~1㎛인 것이다.

여기서, 본 발명의 티타늄 구리박은 인장 강도가 1100MPa 이상인 것이 바람직하다.

또한, 여기서, 본 발명의 티타늄 구리박은 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr 중 1종 이상을 총량 0~1.0질량% 함유하는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 신동품은 상기 티타늄 구리박 중 어느 하나를 구비한 것이다.

본 발명의 전자기기 부품은 상기 티타늄 구리박 중 어느 하나를 구비한 것이다.

이 전자기기 부품은 오토 포커스 카메라 모듈인 것이 적합하다.

또한, 본 발명의 오토 포커스 카메라 모듈은 렌즈와 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성 부세하는 스프링 부재와 이 스프링 부재의 부세력에 저항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동 수단을 구비하며, 상기 스프링 부재가 티타늄 구리박 중 어느 하나인 것이다.

본 발명에 의하면, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)를 0.1~1㎛으로 함으로써, 납땜성 및 밀착 강도가 뛰어난 티타늄 구리박을 제공할 수 있다. 이러한 티타늄 구리박은 전자기기 부품, 그 중에서도 오토 포커스 카메라 모듈 용도로 특히 적합하다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태의 오토 포커스 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 오토 포커스 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 오토 포커스 카메라 모듈의 동작을 나타내는 단면도이다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 한 실시형태의 티타늄 구리박은 박 두께가 0.1㎜ 이하이고, Ti을 1.5~4.5질량% 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되어, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)가 0.1㎛~1㎛인 것이다.

(Ti 농도)

본 발명의 티타늄 구리박에서는, Ti 농도를 1.5~4.5질량%로 한다. 티타늄 구리는 용체화 처리에 의해 Cu 매트릭스 속에 Ti을 고용시키고, 시효 처리에 의해 미세한 석출물을 합금 속에 분산시킴으로써, 강도 및 도전율을 상승시킨다.

Ti 농도가 1.5질량% 미만이 되면, 석출물의 석출이 불충분해져 원하는 강도를 얻을 수 없다. Ti 농도가 4.5질량%를 넘으면, 가공성이 열화하여 압연 시에 재료가 분열되기 쉬워진다. 강도 및 가공성의 밸런스를 고려하면, 바람직한 Ti 농도는 2.9~3.5질량%이다.

(그 밖의 첨가 원소)

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박에 있어서는, Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr 중 1종 이상을 총량 0~1.0질량% 함유시킴으로써, 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이들 원소의 합계 함유량은 0, 즉, 이들 원소는 포함하지 않아도 된다. 이들 원소의 합계 함유량의 상한을 1.0질량%로 한 것은 1.0질량%를 넘으면, 가공성이 열화하여 열간압연 시에 재료가 분열되기 쉬워지기 때문이다.

(인장 강도)

오토 포커스 카메라 모듈의 도전성 스프링재 등으로서 적합한 티타늄 구리박에 필요한 인장 강도는 1100MPa 이상이고, 바람직하게는 1200MPa 이상, 더 바람직하게는 1300MPa 이상이다. 본 발명에 있어서는, 티타늄 구리박의 압연 방향으로 평행인 방향의 인장 강도를 측정하고, 인장 강도는 JIS　Z2241(금속재료 인장 시험방법)에 준거하여 측정한다.

(표면 거칠기)

본 발명의 티타늄 구리박은 그 표면의 압연 방향으로 평행인 방향에서의 최대 높이 거칠기(Rz)가 0.1~1㎛의 범위 내에 있다. 이로써, 소정의 뛰어난 납땜성을 확보할 수 있고 또한, 납땜에 의한 밀착 강도를 높일 수 있기 때문에, 특히 오토 포커스 카메라 모듈에 이용하는 경우의 그 제조에 유리하다.

여기서, 압연 방향으로 평행인 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)를 규정하는 이유는 압연 시의 오일 피트량이 많은 경우와 적은 경우에 표면 거칠기가 현저하게 변화하는 것이 압연 방향으로 평행인 방향이기 때문이다.

보다 상세하게는, 압연 평행 방향의 거칠기(Rz)가 0.1~1㎛의 범위 내이면, 실표면적이 너무 크지 않기 때문에, 납땜이 번지기 쉽고, 또한, 적당한 요철이 있어 납땜 밀착성이 뛰어나기 때문이다. 또한, 압연 방향과 직각인 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)도 0.1~1㎛으로 하는 것이 바람직하다.

이것을 바꾸어 말하면, 압연 방향으로 평행인 방향의 최대 표면 거칠기(Rz)가 0.1㎛ 미만이면, 앵커 효과를 얻지 못하여 밀착성이 나쁘다. 한편, 압연 방향으로 평행인 방향의 최대 표면 거칠기(Rz)가 1㎛를 넘을 경우, 납땜 습윤에 요하는 시간이 많이 걸리게 되어 납땜 습윤성이 나쁘다.

이 관점에서, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)는 0.1㎛~0.4㎛인 것이 더 바람직하고, 더욱이 0.1㎛~0.25㎛인 것이 특히 바람직하다.

최대 높이 거칠기(Rz)는 티타늄 구리박의 압연 방향과 평행인 방향 또는 직각인 방향을 따라, 기준 길이 300㎛인 거칠기 곡선을 채취하여, 그 곡선으로부터 JIS　B0601(2013)에 준거하여 측정할 수 있다.

(동박 두께)

본 발명의 티타늄 구리박은 박 두께가 0.1㎜ 이하이고, 전형적인 실시형태에서는 박 두께가 0.018㎜~0.08㎜이며, 보다 전형적인 실시형태에서는 박 두께가 0.02㎜~0.05㎜이다.

(제조방법)

상술한 바와 같은 티타늄 구리박을 제조하려면, 우선 용해로에서 전기구리, Ti 등의 원료를 용해하여 원하는 조성의 용탕을 얻는다. 그리고, 이 용탕을 잉곳에 주조한다. 티타늄의 산화 마모를 방지하기 위해 용해 및 주조는 진공 하에서 또는 불활성 가스 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다. 그 후, 잉곳에 대하여 전형적으로는, 열간압연, 제1 냉간압연, 용체화 처리, 제2 냉간압연, 시효처리, 제3 냉간압연(최종 냉간압연)을 이 순서대로 실시하여 원하는 두께 및 특성을 가지는 박으로 완성한다.

열간압연 및 그 후의 제1 냉간압연의 조건은 티타늄 구리 제조에서 이루어지고 있는 관례적인 조건에서 실시하면 충분하며, 여기서는 특별히 요구되는 조건은 없다. 또한, 용체화처리에 대하여서도 관례적인 조건으로 상관없지만, 예를 들면 700~1000℃ 온도에서 5초간~30분간 사이에 걸쳐 실시할 수 있다.

상술한 강도를 얻기 위해 제2 냉간압연의 압하율은 55% 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 60% 이상, 보다 더 바람직하게는 65% 이상이다. 이 압하율이 55% 미만이 되면, 1100MPa 이상의 인장 강도를 얻는 것은 어려워진다. 압하율의 상한은 본 발명이 목적으로 하는 강도인 점에서는 특별히 규정되지 않지만, 공업적으로 99.8%를 넘는 일은 없다.

시효처리의 가열온도는 200~300℃로 하고, 가열시간은 2시간~20시간으로 한다. 가열온도가 200℃ 미만이 되면 1100MPa 이상의 인장 강도를 얻는 것이 곤란해진다. 300℃를 넘으면 산화막이 과잉 생성되게 된다. 가열시간이 2시간 미만 또는 20시간을 넘으면 1100MPa 이상의 인장 강도를 얻는 것이 곤란해진다.

그리고, 본 발명의 티타늄 구리박을 얻기 위해서는, 최종 냉간압연에서 작은 직경의 롤을 가지는 압연기를 이용하는 것, 압하율을 제어하는 것 및 최종 패스를 소정 거칠기의 워크 롤로 압연하는 것이 중요하다.

구체적으로는, 티타늄 구리박은 고강도의 딱딱한 박이라 깨지기 어렵기 때문에, 최종 냉간압연에서는 직경이 30㎜~120㎜인 작은 직경의 롤을 가지는 압연기를 이용하는 것이 바람직하다. 롤 직경이 너무 크면 티타늄 구리박이 목적 두께까지 부서지지 않고, 또한, 압연 시에 압연유가 말려들어가는 량이 많아지기 때문에 오일 피트가 발생하기 쉬워질 가능성이 있고, 또한, 롤 직경이 너무 작으면, 압연 속도가 낮게 제한되기 때문에, 생산성이 저하되는 것이 염려된다. 그 때문에, 롤 직경이 40㎜~100㎜인 것을 이용하는 것이 더 바람직하다.

또한, 최종 냉간압연에서는, 박 표면에 오일 비트가 형성되게 되어 제조하는 티타늄 구리박의 표면 거칠기(Rz)가 변화한다. 그 때문에, 최종 패스의 압하율을 9%~35%로 하는 것이 적합하다. 이 압하율이 너무 크면, 압연 롤과 재료 사이에 말려 들어가는 압연유의 양이 줄어들기 때문에, 제조한 티타늄 구리박의 표면 거칠기(Rz)가 작아져, 납땜 밀착성 저하를 초래한다. 한편, 압하율이 너무 작으면, 압연 롤과 재료 사이에 말려들어가는 압연유의 양이 증가하기 때문에, 제조한 티타늄 구리박의 표면 거칠기(Rz)가 증대하여 납땜 습윤성이 저하한다. 따라서, 최종 패스의 압하율은 더 바람직하게는 9%~30%로 한다.

또한, 사용하는 워크 롤의 재질은 다이스강으로 하고, 최종 패스는 표면이 0.1㎛ 이하인 산술평균 거칠기(Ra)인 워크 롤로 압연하는 것이 유효하다. 최종 패스의 워크 롤의 산술평균 거칠기(Ra)가 큰 경우, 재료의 표면 거칠기(Rz)가 1㎛을 넘기 쉽다고 생각할 수 있다. 이 워크 롤의 산술평균 거칠기(Ra)는 긴쪽 방향에 대하여, 즉, 상술한 재료의 압연 방향에 대한 직각 방향에 대응하는 방향에 대하여, 기준 길이 400㎛의 거칠기 곡선을 채취하여, JIS　B0601에 준거하여 측정한다.

또한, 일반적으로, 열처리 후는 표면에 생성한 산화 피막 또는 산화물층을 제거하기 위해 표면의 산 세척이나 연마 등을 실시한다. 본 발명에서도 열처리 후에 표면의 산 세척이나 연마 등을 실시하는 것도 가능하다. 또한, 제2 냉간압연 후에 저온 소둔을 실시해도 된다.

최종 냉간압연 후, 방청 처리를 실시할 수 있다. 이 방청 처리는 종래와 동일한 조건에서 실시하는 것이 가능하고, 벤조트리아졸(BTA) 수용액 등을 이용할 수 있다.

(용도)

본 발명의 티타늄 구리박은 각종 용도에 이용하는 것이 가능하지만, 특히, 스위치, 커넥터, 잭, 단자, 릴레이 등의 전자기기용 부품 재료로서 적합하게 사용할 수 있으며, 그 중에서도 오토 포커스 카메라 모듈 등의 전자기기 부품에 사용되는 도전성 스프링재로서 적합하게 사용할 수 있다.

오토 포커스 카메라 모듈은 예를 들면, 렌즈와 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성 부세하는 스프링 부재와 이 스프링 부재의 부세력에 저항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동 수단을 구비하는 것으로 할 수 있다. 그리고 여기서는, 해당 스프링 부재를 본 발명의 티타늄 구리박으로 할 수 있다.

전자 구동 수단은 예시적으로는, コ자형 원통 형상 요크와 요크의 내주벽 안쪽에 수용되는 코일과 코일을 둘러쌈과 동시에 요크의 외주벽 안쪽에 수용되는 마그넷을 구비할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련되는 오토 포커스 카메라 모듈의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 오토 포커스 카메라 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 오토 포커스 카메라 모듈의 동작을 나타내는 단면도이다.

오토 포커스 카메라 모듈(1)은 コ자형 원통 형상 요크(2)와, 요크(2)의 외벽에 설치되는 마그넷(4)과, 중앙 위치에 렌즈(3)를 구비하는 캐리어(5)와, 캐리어(5)에 장착되는 코일(6)과, 요크(2)가 장착되는 베이스(7)와, 베이스(7)를 지지하는 프레임(8)과, 캐리어(5)를 상하로 지지하는 2개의 스프링 부재(9a, 9b)와, 이들 상하를 덮는 2개의 캡(10a, 10b)을 구비하고 있다. 2개의 스프링 부재(9a, 9b)는 동일품으로, 동일한 위치 관계에서 캐리어(5)를 상하에서 끼워 지지함과 동시에, 코일(6)로의 급전 경로로서 기능하고 있다. 코일(6)에 전류를 인가함으로써 캐리어(5)는 위쪽으로 이동한다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 상하 문언을 적당히 사용하지만, 도 1에 있어서의 상하를 가리키며, 위는 카메라로부터 피사체를 향하는 위치 관계를 나타낸다.

요크(2)는 연철 등의 자성체로서, 상면부가 닫힌 コ자형 원통 형상을 이루고, 원통형 내벽(2a)과 외벽(2b)을 가진다. コ자형 외벽(2b)의 내면에는 링 형상 마그넷(4)이 장착(접착)된다.

캐리어(5)는 바닥면부를 가진 원통 형상 구조의 합성수지 등에 의한 성형품으로, 중앙 위치에서 렌즈를 지지하고, 바닥면 외측 상에 미리 성형된 코일(6)이 접착되어 탑재된다. 구형 수지 성형품의 베이스(7) 내주부에 요크(2)를 감합시켜 조성하고, 더욱이 수지 성형품의 프레임(8)으로 요크(2) 전체를 고정시킨다.

스프링 부재(9a, 9b)는 모두 최외주부가 각각 프레임(8)과 베이스(7)에 끼워져 고정되고, 내주부 120°마다 파인 홈 부분이 캐리어(5)에 감합하여 열 코킹 등으로 고정된다.

스프링 부재(9b)와 베이스(7) 및 스프링 부재(9a)와 프레임(8) 사이는 접착 및 열 코킹 등으로 고정되고 더욱이, 캡(10b)은 베이스(7)의 바닥면에 설치하고, 캡(10a)은 프레임(8)의 상부에 설치되며, 각각 스프링 부재(9b)를 베이스(7)와 캡(10b) 사이에, 스프링 부재(9a)를 프레임(8)과 캡(10a) 사이에 끼워 고착시키고 있다.

코일(6)의 한쪽 리드선은 캐리어(5)의 내주면에 설치한 홈 내를 통해 위로 늘려 스프링 부재(9a)에 납땜한다. 다른 한쪽 리드선은 캐리어(5) 바닥면에 설치한 홈 내를 통해 아래쪽으로 늘려 스프링 부재(9b)에 납땜한다.

스프링 부재(9a, 9b)는 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 판스프링이다. 스프링성을 가지고 렌즈(3)를 광축 방향의 초기 위치에 탄성 부세한다. 동시에, 코일(6)로의 급전 경로로서 작용한다. 스프링 부재(9a, 9b)의 외주부의 한쪽 개소는 외측으로 돌출시켜 급전 단자로서 기능시키고 있다.

원통형 마그넷(4)은 레이디얼(직경) 방향으로 자화되고 있으며, コ자형 모양 요크(2)의 내벽(2a), 상면부 및 외벽(2b)을 경로로 한 자로를 형성하며, 마그넷(4)과 내벽(2a) 사이의 갭에는 코일(6)이 배치된다.

스프링 부재(9a, 9b)는 동일 형상으로, 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이 동일한 위치 관계에서 설치되어 있기 때문에, 캐리어(5)가 위쪽으로 이동했을 때의 축 어긋남을 억제할 수 있다. 코일(6)은 권선 후에 가압 성형하여 제작하기 때문에, 완성 외경의 정밀도가 향상하여 소정의 좁은 갭에 용이하게 배치할 수 있다. 캐리어(5)는 최하 위치에서 베이스(7)에 닿고, 최상 위치에서 요크(2)에 닿기 때문에, 상하 방향으로 닿는 기구를 구비하게 되어 탈락하는 것을 방지하고 있다.

도 3은 코일(6)에 전류를 인가하여, 오토 포커스용으로 렌즈(3)를 구비한 캐리어(5)를 위쪽으로 이동시켰을 때의 단면도를 나타내고 있다. 스프링 부재(9a, 9b)의 급전 단자에 전원이 인가되면, 코일(6)에 전류가 흘러 캐리어(5)에는 위쪽에의 전자력이 작용한다. 한편, 캐리어(5)에는 연결된 2개의 스프링 부재(9a, 9b)의 복원력이 아래쪽으로 작용한다. 따라서, 캐리어(5) 위쪽으로의 이동거리는 전자력과 복원력이 균형잡힌 위치가 된다. 이로써, 코일(6)에 인가하는 전류량에 의해 캐리어(5) 이동량을 결정할 수 있다.

위쪽 스프링 부재(9a)는 캐리어(5) 상면을 지지하고, 아래쪽 스프링 부재(9b)는 캐리어(5)의 하면을 지지하고 있기 때문에, 복원력은 캐리어(5)의 상면 및 하면에서 균등하게 아래쪽으로 작용하게 되어, 렌즈(3)의 축 어긋남을 작게 억제할 수 있다.

따라서, 캐리어(5) 위쪽으로의 이동에 있어서, 리브 등에 의한 가이드는 필요없어 사용하지 않았다. 가이드에 의한 접동 마찰이 없기 때문에, 캐리어(5)의 이동량은 순수하게 전자력과 복원력의 균형으로 지배되게 되어, 원활하고 정밀도 좋은 렌즈(3) 이동을 실현하고 있다. 이로써 렌즈 어긋남이 적은 오토 포커스를 달성하고 있다.

또한, 마그넷(4)은 원통 형상으로서 설명했지만, 이것에 구애받는 것은 아니며, 3 내지 4 분할하여 레이디얼 방향으로 자화해, 이것을 요크(2) 외벽(2b)의 내면에 첨착하여 고착시켜도 된다.

실시예

다음으로, 본 발명의 티타늄 구리박을 시작하여, 그 효과를 확인하였기에 이하에 설명한다. 단, 여기서의 설명은 단순한 예시를 목적으로 한 것으로, 그것에 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

<제조 조건>

시작품 제조는 다음과 같이 하여 실시하였다. 우선 진공 용해로에서 전기구리 2.5kg을 용해하여, 소정 농도의 Ti을 얻을 수 있도록 Ti을 첨가하였다. 이 용탕을 주철제 주형에 부어, 두께 30㎜, 폭 60㎜, 길이 120㎜의 잉곳을 제조하였다.

이 잉곳을 950℃에서 3시간 가열하여, 두께 10㎜까지 압연하는 열간압연을 실시하였다. 열간압연에서 생성한 산화 스케일을 그라인더로 제거하여 연삭을 실시하였다. 또한, 이 연삭 후의 두께는 9㎜였다. 이어서, 제1 냉간압연을 실시하여 두께 1㎜까지 압연하였다. 그 후의 용체화 처리에서는, 800℃로 상온시킨 전기로에 시료를 넣어 5분간 유지한 후, 시료를 수조에 넣고 급냉각하였다. 그리고, 제2 냉간압연을 실시하여, 여기에서는 압하율 96%에서 0.04㎜의 박 두께까지 압연하였다. 그 후는, 시효처리로서 280℃에서 10시간 가열하였다. 여기서, 시효처리의 이 온도는 시효 후의 인장 강도가 최대가 되도록 선택하였다. 그 후, 표 1에 나타내는 조건에서 제3 냉간압연은 실시하지 않았다.

이상과 같이 제작한 시작품에 대하여, 다음의 각 평가를 실시하였다.

<표면 거칠기>

시작품의 압연 방향과 평행인 방향을 따라, 기준 길이 300㎛의 거칠기 곡선을 채취하여 그 곡선으로부터 JIS　B0601(2013)에 준거하여 측정하였다.

<납땜 습윤성·납땜 밀착성>

센쥬 금속제 Pb 프리 납땜 M705계 납땜을 이용하여 납땜 시험을 하였다. 납땜 습윤성의 평가에서는, 번짐 직경 1.5㎜ 이상을 ○, 번짐 직경 1.5㎜ 미만을 ×로 판정하고, JIS　C60068-2-54에 준하여 솔더체커(레스카사 제품인 SAT-2000)에 의해 메니스코그래프법과 동일한 순으로 납땜하여, 납땜부의 외관을 관찰하였다. 측정조건은 다음과 같다. 시료의 전처리로서 아세톤을 이용하여 탈지하였다. 다음으로, 10vol% 황산수용액을 사용하여 산 세척을 실시하였다. 납땜의 시험온도는 245±5℃로 하였다. 플럭스는 특별히 지정되지 않지만, 주식회사 아사히 화학연구소 제품인 GX5를 사용하였다. 또한, 침지 깊이는 2㎜, 침지 시간은 10초, 침지 속도는 25㎜/초, 시료 폭은 10㎜로 하였다. 평가기준은 20배의 실체현미경으로 육안 관찰하여, 납땜부의 전체면이 납땜으로 덮여 있는 것을 양호(○)로 하고, 납땜부의 일부 또는 전체면이 납땜으로 덮이지 않은 것을 불량(×)으로 하였다. 또한, 납땜 밀착성 평가에서는, 박리 강도 1N 이상을 ○, 박리 강도 1N 미만을 ×로 판정하였다. 이 박리 강도는 도금층을 갖는 티타늄 구리박 및 순동박(JIS　H3100(2012)에서 규정하는 합금 번호 C1100, 박 두께 0.02㎜~0.05㎜)을 납 프리 납땜(Sn-3.0질량% Ag-0.5질량% Cu)을 통해 접합한다. 티타늄 구리박은 폭 15㎜, 길이 200㎜의 짧은 직사각형으로 하고, 순동박은 폭 20㎜, 길이 200㎜의 짧은 직사각형으로 하여, 길이 방향에 대하여 중앙부 30㎜×15㎜ 면적에 납 프리 납땜(직경 0.4±0.02㎜, 길이 120±1㎜)을 상기 면적 내에 들어가도록 배치한 후, 접합 온도를 245℃±5℃로서 접합한다. 접합 후, 180°박피 시험을 100㎜/min 속도로 실시함으로써, 그 밀착 강도를 측정한다. 박피 변위의 30㎜에서 70㎜까지의 40㎜의 구간에서의 하중(N) 평균치를 밀착 강도로 한다. 납땜 밀착 강도 시험에서의 측정결과의 일례를 도에 나타낸다.

[표 1]

표 1에 나타내는 곳 중, 발명예 1~22에서는, 최종 냉간압연에서 소정 직경의 워크 롤을 이용하여 최종 패스를 소정 압하율로 하였기 때문에, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 0.1~1.0㎛이 되어, 그 결과, 양호한 납땜 번짐성 및 납땜 밀착성이 되었다.

한편, 비교예 1에서는, 최종 패스의 압하율이 작다는 것에 기인하여, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 커져 납땜 습윤성이 나빴다. 비교예 2에서는, 압하율이 커짐으로써, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 작아져 납땜 밀착성이 저하하였다.

비교예 3에서는, 최종 냉간압연에서 이용한 워크 롤의 직경이 작았기 때문에, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 작아 납땜 밀착성이 나빴다. 비교예 4에서는, 워크 롤 직경이 너무 커서, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 커 납땜 습윤성이 저하하였다.

비교예 5에서는, Ti 함유량이 적었기 때문에, 압연 평행 방향의 최대 높이 거칠기(Rz)가 소정 범위에서 벗어나 시작품이 납땜 습윤성이 부족한 것이 되었다.

비교예 6, 7에서는, Ti 또는 부성분 함유량이 많아 압연에서 분열이 생겨 시작품을 제작할 수 없었다.

이상으로, 이 발명에 의하면, 박 두께가 0.1㎛ 이하로 얇은 티타늄 구리박으로, 납땜 습윤성 및 납땜 밀착 강도를 향상시킬 수 있다는 것을 알았다.

1　오토 포커스 카메라 모듈
2　요크
3　렌즈
4　마그넷
5　캐리어
6　코일
7　베이스
8　프레임
9a　위쪽 스프링 부재
9b　아래쪽 스프링 부재
10a, 10b　캡

Claims

박 두께가 0.1㎜ 이하이고, Ti을 1.5~4.5질량%로 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되어, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 표면의 최대 높이 거칠기(Rz)가 0.1㎛~1㎛인 티타늄 구리박.
제1항에 있어서,
인장 강도가 1100MPa 이상인, 티타늄 구리박.
제1항에 있어서,
Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr 중 1종 이상을 총량 0~1.0 질량% 함유하는, 티타늄 구리박.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 티타늄 구리박을 구비한, 신동품(伸銅品).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 티타늄 구리박을 구비한, 전자기기 부품.
제5항에 있어서,
전자기기 부품이 오토 포커스 카메라 모듈인, 전자기기 부품.
렌즈와, 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성 부세(彈性付勢)하는 스프링 부재와 이 스프링 부재의 부세력에 저항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동수단을 구비하고, 상기 스프링 부재가 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 티타늄 구리박인, 오토 포커스 카메라 모듈.