KR20170113405A

KR20170113405A - 도금층을 갖는 티타늄 구리박

Info

Publication number: KR20170113405A
Application number: KR1020170040841A
Authority: KR
Inventors: 켄타 츠지
Original assignee: 제이엑스금속주식회사
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US20170285294A1; TWI625401B; CN107268048A; JP6662685B2; CN111763970A; JP2017179564A; US10908381B2; CN107268048B; TW201736607A; KR101979991B1

Abstract

납땜과의 밀착성이 뛰어나고 고온 다습 환경, 산액 또는 알칼리액에 대한 내변색성이 높으며, 나아가서는 에칭 가공성에도 뛰어난 티타늄 구리박을 제공한다.
티타늄 구리박으로서, 모재가 1.5~5.0질량%의 Ti을 함유하고, 나머지가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지며, 모재의 두께가 0.018~0.1mm이고, 모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층이 순차 적층된 도금층을 가지며, 명세서 내의 정의에 따른 납땜 밀착 강도 시험에 있어서의 밀착 강도가 1N 이상인 티타늄 구리박.

Description

도금층을 갖는 티타늄 구리박 {TITANIUM COPPER FOIL WITH PLATED LAYER}

본 발명은 도금층을 갖는 티타늄 구리박에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 오토 포커스 카메라 모듈(AFM)용 도전성 스프링재로서 적합한 티타늄 구리박에 관한 것이다.

휴대전화의 카메라 렌즈부에는 오토 포커스 카메라 모듈(AFM)이라 불리는 전자부품이 사용된다. 휴대전화 카메라의 오토 포커스 기능은 AFM에 사용되는 재료의 스프링력으로 렌즈를 일정 방향으로 작동시키는 한편, 주위에 감긴 코일에 전류를 흘림으로써 발생하는 전자력에 의해 렌즈를 재료의 스프링력이 작용하는 방향과는 반대 방향으로 작동시킨다. 이러한 기구로 카메라 렌즈가 구동하여 오토 포커스 기능이 발휘된다(예를 들면, 특허문헌 1, 2).

따라서, AFM에 사용되는 구리합금박에는 전자력에 의한 재료 변형에 견딜 수 있을 정도의 강도가 필요시된다. 강도가 낮으면 전자력에 의한 변위에 재료가 견디지 못하여 영구 변형(기형)이 발생한다. 변형이 생기면, 일정 전류를 흘렸을 때, 렌즈가 원하는 위치로 이동하지 못하여 오토 포커스 기능이 발휘되지 않는다.

AFM용 스프링재로는 종래에는 박 두께 0.1mm 이하, 1100MPa 이상의 인장 강도를 가지는 Cu-Ni-Sn계 구리합금박이 사용되어 왔다. 그러나, 최근 비용 절감 요구에 따라, Cu-Ni-Sn계 구리합금보다 비교적 재료 가격이 싼 티타늄 구리박이 사용되게 되어 그 수요는 증가하고 있다.

이러한 배경 하에, AFM용 스프링재로서 적합한 티타늄 구리가 여러 가지로 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 3에서는, 티타늄 구리박의 0.2% 내력과 내변형성을 향상시키기 위해 1.5~5.0질량% Ti을 함유하고, 나머지 부분이 구리 및 불가피한 불순물로 구성되며, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 0.2% 내구력이 1100MPa 이상이고, 또한, 압연면에 있어서 X선 회절을 이용하여 측정한 (220)면의 적분 강도 I₍₂₂₀₎와 (311)면의 적분 강도 I₍₃₁₁₎에 대하여, I₍₂₂₀₎/I₍₃₁₁₎≥15가 되는 관계를 만족시키는 티타늄 구리박을 제안하고 있다. 또한, 특허문헌 4에서는, 내변형성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 1.5~5.0질량% Ti을 함유하고, 나머지 부분이 구리 및 불가피한 불순물로 구성되며, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 0.2% 내력이 1100MPa 이상이고, 또한, 압연 방향으로 직각인 방향에서의 산술평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이하인 티타늄 구리박을 제안하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 특개2004-280031호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 특개2009-115895호 특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 특개2014-80670호 특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 특개2014-37613호

한편, 티타늄 구리박으로 AFM용 스프링재를 제조하는 과정에서는, 티타늄 구리박을 에칭에 의해 형상 가공하는 방법이 채택되고 있다. 또한, 티타늄 구리박으로 구성되는 스프링재의 용도에 따라서는, 변색 방지 등의 목적으로 도금 가공이 실시되는 것 외에, 납땜, 수지와의 접합, 수지에 의한 봉지를 하는 경우도 있다. AFM용으로도 얻어진 스프링재는 납땜을 통해 코일에 접합된다. 그렇지만, 종래의 AFM용 티타늄 구리박 개발은 강도 향상이나 내변형성 향상을 목적으로 한 것이 주류이며, 이들 에칭 가공, 도금 가공 및 납땜과의 접합을 실시할 때의 고려가 부족하였다.

에칭 가공에 있어서는, 원하는 형상으로 정밀도 좋게 성형하기 위해 에칭 가공성이 뛰어난 것이 티타늄 구리박에 대한 기본적인 요구 성능으로서 들 수 있다.

또한, 에칭 가공 또는 도금 가공에서는, 산액 또는 알칼리액으로 피처리재를 처리하는 공정을 포함한다. 도금 가공에 있어서는 더욱이 도금액으로 처리하는 공정을 포함한다. 그러한 각종 처리액을 이용하는 공정에서는, 처리액을 제거하기 위해 수세와 건조가 이루어진다. 판·조 신동품(伸銅品)으로 두께가 두꺼운 것은 처리액의 수세와 건조는 용이하게 할 수 있어, 롤식 또는 블로어식과 같은 방법으로 제거된다. 한편, 부품의 형상이 미세하고 두께가 얇으면 처리액이나 수세수에 포함되는 수분 제거를 충분히 실시하는 것이 어려워진다. 수분이 잔존하면, 수분중에 불가피하게 잔류하는 처리액 성분이 피처리재와 반응하여 화합물을 형성하여, 물이 증발한 후에 잔사로서 표면에 부착한다. 특히 티타늄 구리의 경우는 활성 원소인 Ti을 함유하기 때문에, 처리액 성분과 반응하여 복잡한 화합물이 생성되어, 잔사를 일으키기 쉬운 경향이 있다. 잔사가 있으면, 부품 등의 형상으로 에칭 가공한 후 변색이 생기기 쉬워져(변색이 있으면 제품의 외관 검사에서 이상이라 판단되어 제품비율이 저하한다.), 또한, 납땜이나 수지 등의 부재와의 접착에 있어서 접합 강도가 저하한다는 문제도 생기기 쉽다.

포토리소그래피를 사용한 에칭 가공에 있어서는, 부품 형상에 대응한 형상의 레지스트막을 피에칭재 표면에 제작한다. 이 레지스트막은 소정의 강도로 피에칭재에 접착되어 있는 것이 필요하며, 강도가 부족하면 에칭 시에 박리한다. 또한, 에칭중에 레지스트가 박리한 경우, 균일하게 에칭하지 못하여 목표하는 치수·형상을 얻기 힘들다. 그래서, 접합 강도를 높이기 위해 에칭 전에 정면(整面) 처리를 하는 경우가 있다. 정면 처리는 산으로 표층을 부식하여 표면을 거칠게 하는 처리로서, 레지스트막의 접합 강도를 높이는 효과가 있다. 또한, 도금 가공에 있어서도 표면의 오염물 및 산화막을 제거하여 신생면을 노출시키기 때문에, 도금 전처리에 있어서 산으로 표층을 부식시키는 경우가 있다. 그렇지만, 이러한 정면처리나 도금 전처리를 티타늄 구리의 표면에 직접 실시하면, 에칭 가공 후에 표면 잔사가 생겨, 역으로 부재와의 접합 강도가 저하할 우려가 있다. 또한, 납땜, 수지와의 접합, 수지에 의한 봉지 등 다른 부재와의 접합에 있어서는 양호한 밀착 강도가 요구된다.

상기 사정에 비추어, 본 발명은 납땜과의 밀착성이 뛰어나고 고온 다습 환경, 산액 또는 알칼리액에 대한 내변색성이 높으며, 나아가서는 에칭 가공성에도 뛰어난 티타늄 구리박을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는 당초에 티타늄 구리의 표면을 보호하기 위해 산화되기 어려운 원소인 Ni로 티타늄 구리의 표면을 도금하는 것을 검토하였다. 이로써, 표면 산화가 억제되어 산액이나 알칼리액에 대한 내성을 높이는 것이 가능하다는 것은 확인할 수 있었지만, 역으로 에칭 가공성이 악화되어버려 AFM용 스프링재로서는 적합하게 사용할 수 없다는 것을 알았다. 그래서, 본 발명자는 더욱 검토를 거듭한바, 모재 표면의 광택도를 제어하면서 Cu 하지 도금층, Sn 도금층 순으로 티타늄 구리박 표면에 형성함으로써, 산액이나 알칼리액에 대한 내성을 높일 수 있음과 동시에, 에칭 가공성도 확보하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 완성한 것으로, 일 양태에서, 티타늄 구리박으로서, 모재가 1.5~5.0질량%의 Ti을 함유하고, 나머지가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지며, 모재의 두께가 0.018~0.1mm이고, 모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층이 순차 적층된 도금층을 가지며, 명세서 속 정의에 따르는 납땜 밀착 강도 시험에서의 밀착 강도가 1N 이상인 티타늄 구리박이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 한 실시 형태에 있어서, 상기 Cu 하지 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 다른 한 실시 형태에 있어서, 상기 Sn 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 모재가 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 총량 0~1.0질량%로 추가 함유한다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 인장 강도가 1100MPa 이상이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 상기 밀착 강도가 20N 이상이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 온도 85℃에서 100시간 가열 후의 상기 밀착 강도의 가열 전에 대한 저하율이 5% 미만이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 티타늄 구리박은 에칭 가공에 이용된다.

본 발명은 다른 양태에 있어서, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박을 구비한 전자부품이다.

본 발명은 또 다른 양태에 있어서, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박과 납땜의 접합체로서, 티타늄 구리박의 도금층 표면에 납땜과의 접합 부위를 갖는 접합체이다.

본 발명은 또 다른 양태에 있어서, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박을 에칭에 의해 형상 가공하는 공정과, 얻어진 티타늄 구리박의 형상 가공품을 상기 도금층을 가지는 개소에서 납땜에 의해 도전성 부재와 접합하는 공정을 포함하는 티타늄 구리박과 도전성 부재의 접속 방법이다.

본 발명은 또 다른 양태에 있어서, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박을 스프링재로서 구비한 오토 포커스 모듈이다.

본 발명은 또 다른 양태에 있어서, 렌즈와 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성부세(彈性付勢)하는 본 발명과 관련되는 티타늄 구리박을 재료로 한 스프링 부재와 이 스프링 부재의 부세력에 대항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동 수단을 구비한 오토 포커스 카메라 모듈로서, 상기 전자 구동 수단은 코일을 구비하고 있으며, 스프링 부재는 상기 도금층을 가지는 개소에서 납땜에 의해 코일과 접합되어 있는 오토 포커스 카메라 모듈이다.

본 발명은 또 다른 양태에 있어서, 1.5~5.0질량%의 Ti을 함유하고, 나머지가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지며, 두께가 0.018~0.1mm이고, 표면 광택도가 100~200인 모재를 준비하는 공정과,　

모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층을 순차 적층하는 공정을 포함하는 티타늄 구리박의 제조 방법이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 제조 방법은 한 실시 형태에 있어서, 상기 Cu 하지 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 제조 방법은 다른 한 실시 형태에 있어서, 상기 Sn 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛이다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 제조 방법은 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 모재가 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 총량 0~1.0질량% 추가 함유한다.

본 발명과 관련되는 티타늄 구리박의 제조 방법은 또 다른 한 실시 형태에 있어서, 표면 광택도가 100~200인 모재 표면의 산술평균 거칠기(Ra)가 0.5㎛ 이하이다.

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 에칭 가공이나 도금 가공 후에 표면 잔사가 생기기 어렵다. 이로써 티타늄 구리박의 변색이 방지되고, 부재와의 접착 강도 저하도 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 에칭 가공이나 도금 가공 후의 표면 잔사를 억제한다는 특성을 가지면서 에칭 가공성에도 뛰어난 특성을 갖는다. 이 때문에, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 강도, 내변색성, 에칭성 및 납땜성을 겸비한 것이 요구되는 AFM용 스프링재로서도 적합하게 이용 가능하다.

도 1은 본 발명과 관련되는 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.
도 4는 납땜 밀착 강도 시험에 있어서의 측정 결과의 일예를 나타낸다.

(1) Ti 농도

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박에 있어서는, 1.5~5.0질량%의 Ti을 함유하고, 나머지 부분이 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지는 티타늄 구리를 모재로서 사용할 수 있다. 불가피한 불순물이란, 대개 금속제품에 있어서, 원료 중에 존재하거나 제조 공정에서 불가피하게 혼입하거나 하는 것으로, 본래는 불필요한 것이지만, 미량이고, 금속제품의 특성에 영향을 미치지 않기 때문에 허용되고 있는 불순물로 할 수 있다. 또한, 불가피한 불순물의 총량은 일반적으로는 50질량ppm 이하이고, 전형적으로는 30질량ppm 이하이며, 보다 전형적으로는 10질량ppm 이하이다. 티타늄 구리는 용체화 처리에 의해 Cu 매트릭스 중에 Ti을 고용시키고, 시효 처리에 의해 미세한 석출물을 합금 속에 분산시킴으로써, 강도 및 도전율을 상승시키는 것이 가능하다. Ti 농도가 1.5질량% 미만이 되면, 석출물의 석출이 불충분해져 원하는 강도를 얻을 수 없다. Ti 농도가 5.0질량%를 넘으면, 가공성이 열화하여 압연 시에 재료가 갈라지기 쉬워진다. 강도 및 가공성의 밸런스를 고려하면, 바람직한 Ti 농도는 2.9~3.5질량%이다.

(2) 그 밖의 첨가 원소

또한, 모재에 대해서, 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 함유량이 0, 즉, 이들 원소를 포함하지 않아도 된다. 이들 원소의 합계 함유량의 상한을 1.0질량%로 한 것은 1.0질량%를 넘으면, 가공성이 열화하여 압연 시에 재료가 갈라지기 쉬워지기 때문이다. 강도 및 가공성의 밸런스를 고려하면, 상기 원소의 1종 이상을 총량 0.005~0.5질량% 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, Ag의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이다. B의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.05질량% 이하이다. Co의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이다. Fe의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.25질량% 이하이다. Mg의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이다. Mn의 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.05질량% 이하이다. Mo의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.3질량% 이하이다. Ni의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이다. P의 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.05질량% 이하이다. Si의 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.05질량% 이하이다. Cr의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.4질량% 이하이다. Zr의 바람직한 첨가량은 0.5질량% 이하이고, 더 바람직한 첨가량은 0.1질량% 이하이다. 단, 상기 첨가량에 한정되지는 않는다.

(3) 인장 강도

오토 포커스 카메라 모듈의 도전성 스프링재로서 적합한 티타늄 구리에 필요한 인장 강도는 1100MPa 이상인 바, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리에 있어서는, 압연 방향으로 평행인 방향에서의 인장 강도가 1100MPa 이상을 달성할 수 있다. 본 발명과 관련되는 티타늄 구리의 인장 강도는 바람직한 실시 형태에 있어서 1200MPa 이상이고, 더 바람직한 실시 형태에 있어서 1300MPa 이상이다.

인장 강도의 상한치는 본 발명이 목적으로 하는 강도인 점에서는 특별히 규제되지 않지만, 수고 및 비용이 들기 때문에, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리의 인장 강도는 일반적으로는 2000MPa 이하이고, 전형적으로는 1600MPa 이하이다.

본 발명에 있어서는, 티타늄 구리의 압연 방향으로 평행인 방향에서의 인장 강도는 JIS　Z2241-2011(금속재료 인장 시험방법)에 준거하여 측정한다.

(4) 티타늄 구리의 형태

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리의 모재는 두께가 0.018~0.1mm인 박의 형태로서 제공된다. 모재의 두께를 0.018㎛ 이상으로 함으로써, 스프링재로서 필요한 강도를 확보할 수 있다. 모재의 두께는 바람직하게는 0.03mm 이상이다. 또한, 모재의 두께를 0.1㎛ 이하로 함으로써, 티타늄 구리박을 이용하여 스프링재 등의 전자부품을 형성할 때에 전자부품의 소형화에 기여한다. 모재의 두께는 바람직하게는 0.08mm 이하이고, 더 바람직하게는 0.06mm 이하이다.

(5) 도금층

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리는 모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층이 순차 적층된 도금층을 가지는 것이 하나의 특징이다. 이론에 의해 본 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니지만, Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층을 순차 적층함으로써, 산액이나 알칼리액에 대한 내성이 높아져, 에칭 가공이나 도금 가공 후에 표면 잔사가 생기기 힘들거라 생각된다. 이로써 티타늄 구리박의 변색이 방지되고, 납땜이나 수지 등의 부재와의 접착 강도 저하도 억제된다. 또한, Cu 도금층 및 Sn 도금층은 에칭 가공성에도 뛰어나기 때문에, 스프링재 등의 미세한 전자부품을 제조하는 경우도 높은 치수 정밀도를 확보 가능하다. Sn 도금층은 리플로우 Sn 도금층으로 하는 것도 가능하다.

도금층은 모재인 박 표면의 일부 또는 전부에 형성되어 있어도 된다. 또한, 모재인 박의 주 표면의 한쪽 또는 양쪽 면에 도금층을 형성해도 된다. 도금층은, 예를 들면 전기 도금, 무전해 도금 및 침지 도금과 같은 습식 도금 등에 의해 얻을 수 있다. 비용 관점에서 전기 도금이 바람직하다.

도금층은 후술하는 납땜 밀착 강도 시험을 했을 때의 납땜 밀착 강도가 1N 이상인 것이 바람직하고, 2N 이상인 것이 더 바람직하다. 납땜 밀착 강도가 1N 미만인 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 화확적 성질이 떨어져 에칭 가공, 도금 가공, 수지 점착 및 수지 봉지 등에 있어서 불편함이 생기기 쉽다. 즉, 각종 표면 처리를 했을 때에 변색이 생기거나 혹은 다른 부재와 티타늄 구리박과의 접합을 했을 때에 결함이 생기거나 한다.

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 Cu 하지 도금, Sn 도금 순으로 도금층을 형성한 후, 원하는 형상으로 가공 가능하다. 예를 들면, 오토 포커스 모듈용 스프링재로서 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박을 사용할 경우, 해당 티타늄 구리박을 에칭에 의해 회로 부분이나 스프링 부분을 형성하는 등 하여 원하는 형상으로 가공하는 것이 가능하다. 에칭에 의한 형상 가공 자체는 공지된 수법으로 실시하면 되지만, 예를 들면 에칭 후에 남기고 싶은 개소의 모재 표면을 에칭 레지스트로 보호한 후, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭을 하여 형상 가공을 실시하고, 그 후에 레지스트를 제거하는 방법을 들 수 있다.

Cu 하지 도금층의 두께는 본 발명이 의도하는 효과를 효과적으로 발현한다는 관점에서 0.01~2.0㎛인 것이 바람직하다. 납땜과의 밀착 강도를 중시한다는 관점에서는 Cu 하지 도금층의 두께는 큰 편이 좋으며, 구체적으로는 0.1~2.0㎛이 바람직하고, 1.0~2.0㎛가 더 바람직하다. 한편, Cu 하지 도금층의 두께를 크게 하면 경제성(비용)을 악화시킨다. 또한, 본 발명과 관련되는 도금 구조를 채용하면 도금 두께가 작아도 납땜과의 밀착 강도를 실용성 높은 레벨까지 끌어올리는 것이 가능하다. 그 때문에, 도금 비용을 중시한다는 관점에서는 Cu 하지 도금층의 두께는 0.01~1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.01~0.1㎛인 것이 더 바람직하다. 더욱이, 납땜과의 밀착 강도 및 도금 비용을 밸런스시키는 관점에서는, Cu 하지 도금층의 두께는 0.05~1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.1~0.5㎛인 것이 더 바람직하다.

Sn 도금층의 두께는 본 발명이 의도하는 효과를 효과적으로 발현시킨다는 관점에서 0.01~2.0㎛인 것이 바람직하다. 납땜과의 밀착 강도를 중시한다는 관점에서는 Sn 도금층의 두께는 큰 것이 좋으며, 구체적으로는 0.1~2.0㎛가 바람직하고, 1.0~2.0㎛이 더 바람직하다. 한편, Sn 도금층의 두께를 크게 하면 경제성(비용)을 악화시킨다. 또한, 본 발명과 관련되는 도금 구조를 채용하면 도금의 두께가 작아도 납땜과의 밀착 강도를 실용성 높은 레벨까지 끌어올리는 것이 가능하다. 그 때문에, 도금 비용을 중시한다는 관점에서는 Sn 도금층의 두께는 0.01~1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.01~0.1㎛인 것이 더 바람직하다. 더욱이, 납땜과의 밀착 강도 및 도금 비용을 밸런스시키는 관점에서는, Sn 도금층의 두께는 0.05~1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.1~0.5㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, 비용, 제품비율 등의 관점에서 사업자는 임의의 도금 두께를 선정할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 도금층의 두께는 JIS　H8501-1999의 형광 X선식 시험 방법에 준거하여 측정한다. 실시예에서는, (주)히다치 하이테크 사이언스 제품인 형광 X선 막후계(SFT9250)를 이용하여 측정하였다.

(6) 납땜 밀착성

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 뛰어난 납땜 밀착성을 가질 수 있다. 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 하기의 납땜 밀착 강도 시험에 있어서의 평균 밀착 강도를 1N 이상으로 할 수 있고, 더 바람직하게는 2N 이상으로 할 수 있으며, 더 바람직하게는 5N 이상으로 할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 10N 이상으로 할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 15N 이상으로 할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 20N 이상으로 할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 25N 이상으로 할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 30N 이상으로 할 수 있으며, 예를 들면 1~40N 이상으로 할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 내열성이 뛰어나고, 한 실시 형태에 있어서, 85℃에서 100시간 가열 후의 납땜 밀착 강도 저하를 5% 미만으로 억제하는 것이 가능하다.

납땜 밀착 강도 시험 순서를 설명한다. 도금층을 가지는 티타늄 구리박 및 순구리박(JIS　H3100-2012에 규정하는 합금 번호 C1100, 박 두께 0.02mm~0.05mm)을 납 프리 납땜(Sn-3.0질량%Ag-0.5질량%Cu)을 통해 접합한다. 티타늄 구리박은 폭 15mm, 길이 200mm의 짧은 직사각형으로 하고, 순구리박은 폭 20mm, 길이 200mm의 짧은 직사각형으로 하며, 길이 방향에 대하여 중앙부 30mm×15mm의 면적에 납 프리 납땜(직경 0.4±0.02mm, 길이 120±1mm)을 상기 면적 내에 들어가도록 배치한 후, 접합 온도를 245℃±5℃로 하여 접합한다. 접합 후, 180°박피 시험을 100mm/min 속도로 실시함으로써 그 밀착 강도를 측정한다. 박피 변위의 30mm에서 70mm까지의 40mm 구간에서의 하중(N)의 평균치를 밀착 강도로 한다. 납땜 밀착 강도 시험에서의 측정 결과의 일례를 도 4에 나타낸다.

(7) 용도

본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박은 한정적이지는 않지만, 스위치, 커넥터(특히, 가혹한 휨 가공성을 필요로 하지 않는 포크형 FPC 커넥터), 오토 포커스 카메라 모듈, 잭, 단자, 릴레이 등의 전자부품 재료로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리박과 절연 기판을 도금층이 노출되도록 맞붙여 동장적층판을 형성하고, 에칭 공정을 거쳐 배선을 형성함으로써 프린트 배선판으로 하며, 프린트 배선판의 금속 배선 상에 각종 전자부품이 납땜에 의해 탑재됨으로써 프린트 회로판을 제조할 수도 있다.

특히, 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리는 오토 포커스 모듈용 스프링재로서 적합하게 사용할 수 있다. 그 때문에, 본 발명은 일 양태에 있어서, 본 발명과 관련되는 티타늄 구리를 스프링재로서 구비한 오토 포커스 모듈이다. 전형적인 오토 포커스 모듈에 있어서, 렌즈와 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성부세하는 본 발명과 관련되는 도금층을 가지는 티타늄 구리제 스프링 부재와, 이 스프링 부재의 부세력에 대항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동 수단을 구비한다. 상기 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. 스프링 부재는 상기 도금층을 가지는 개소에서 납땜에 의해 코일(전형적으로는 코일의 리드 선)과 접합할 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 상하에서 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 명세서에서는, 상하 문언을 적당히 사용하지만, 도 1에 있어서의 상하를 가리키며, 위는 카메라로부터 피사체를 향하는 위치 관계를 나타낸다.

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

캐리어(5)는 바닥면부를 가진 원통 형상 구조의 합성수지 등에 의한 성형품으로, 중앙 위치에서 렌즈를 지지하며, 바닥면 바깥측 상에 미리 성형된 코일(6)이 접착되어 탑재된다. 구(矩)형 수지 성형품의 베이스(7) 내주부에 요크(2)를 감합시켜 조립되며, 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 고정되며, 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 설치하며, 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 지나 아래쪽으로 늘려 스프링 부재(9b)에 납땜한다.

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

원통형 마그넷(4)은 래디얼(직경) 방향으로 자화되어 있어, コ자형 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 형상이며, 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이 동일한 위치 관계로 설치되어 있기 때문에, 캐리어(5)가 위쪽으로 이동했을 때의 축이 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 코일(6)은 권선 후에 가압 성형하여 제작하기 때문에, 마무리 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 위쪽으로의 전자력이 작용한다. 한편, 캐리어(5)에는 연결된 2개의 스프링 부재(9a, 9b)의 복원력이 하부에 작용한다. 따라서, 캐리어(5) 위쪽으로의 이동거리는 전자력과 복원력이 균형잡힌 위치가 된다. 이로써, 코일(6)에 인가하는 전류량에 의해 캐리어(5)의 이동량을 결정할 수 있다.

위쪽 스프링 부재(9a)는 캐리어(5)의 상면을 지지하고, 아래쪽 스프링 부재(9b)는 캐리어(5)의 하면을 지지하고 있기 때문에, 복원력은 캐리어(5)의 상면 및 하면에서 균등하게 아래쪽에 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 흔들림이 적은 오토 포커스를 달성하고 있다.

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

(8) 제조 방법

본 발명과 관련되는 티타늄 구리의 모재 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 우선, 용해 및 주조에 의해 잉곳을 제조한다. 용해 및 주조는 티타늄의 산화 마모를 방지하기 위해 기본적으로 진공속 또는 불활성 가스 분위기 속에서 실시하는 것이 바람직하다. 용해에 있어서 첨가 원소의 용해 잔해가 있으면, 강도 향상에 대하여 유효하게 작용하지 않는다. 따라서, 용해 잔해를 없애기 위해 Fe이나 Cr 등의 고융점의 제3 원소는 첨가하고나서 충분히 교반시킨 후, 일정시간 유지할 필요가 있다. 한편, Ti은 Cu 속에 비교적 잘 녹기 때문에 제3 원소 용해 후에 첨가하면 된다. 따라서, Cu에 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr로부터 선택되는 1종 이상을 첨가하고, 이어서 Ti을 소정량 첨가하여 잉곳을 제조하는 것이 바람직하다.

그 후, 열간압연, 냉간압연 1, 용체화 처리, 냉간압연 2, 시효처리를 이 순서대로 실시하여, 원하는 두께 및 특성을 가지는 구리합금으로 완성할 수 있다. 고강도를 얻기 위해 시효처리 후에 냉간압연 3을 실시해도 된다. 열간압연 및 그 후의 냉간압연 1의 조건은 티타늄 구리의 제조에서 이루어지고 있는 관례적인 조건에서 실시하면 충분하며 특별히 요구되는 조건은 없다. 또한, 용체화 처리에 대해서도 관례적인 조건으로 상관없지만, 예를 들면 700~1000℃에서 5초간~30분간의 조건에서 실시할 수 있다.

고강도를 얻기 위해서는, 냉간압연 2의 압하율을 55% 이상으로 규정하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 60% 이상, 보다 더 바람직하게는 65% 이상이다. 압하율의 상한은 본 발명이 목적으로 하는 강도인 점에서는 특별히 규정되지 않지만, 공업적으로 99.8%를 넘는 일은 없다.

시효처리의 가열온도는 200~450℃, 가열시간은 2~20시간으로 하는 것이 바람직하다. 가열온도가 200℃ 미만 또는 450℃를 넘으면 고강도를 얻기 어려워진다. 가열시간이 2시간 미만 또는 20시간을 넘은 경우도 고강도를 얻기 어려워진다.

냉간압연(3)을 실시할 경우의 압하율은 35% 이상으로 규정하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 40% 이상, 보다 더 바람직하게는 45% 이상이다. 이 압하율이 35% 미만이 되면, 고강도를 얻기 어려워진다. 압하율의 상한은 강도인 점에서는 특별히 규정되지 않지만, 공업적으로 99.8%를 넘는 일은 없다.

또한, 당업자라면 상기 각 공정 사이에 적당히 표면의 산화 스케일 제거를 위한 연삭, 연마, 쇼트 블래스트 산(酸) 세척 등의 공정을 할 수 있는 것은 이해할 수 있을 것이다.

제품의 두께로 완성하는 냉간압연 공정(냉간압연 2가 해당 공정에 상당하고, 냉간압연 3을 실시하는 경우는 냉간압연 3이 해당 공정에 상당한다.)에 있어서는, 그 후 도금 공정에서 도금 밀착 강도가 1N 이상이 되도록 하기 위한 표면의 미소 요철을 조정한다. 표면의 미소 요철이 크면 엥커 효과의 발현 혹은 밀착 면적 증가에 의해 도금 밀착 강도는 높은 것이 된다. 즉, 냉간압연에 있어서 오일 피트를 적정하게 생성시킴으로써 표면에 미소 요철을 부여하여, 높은 도금 밀착 강도를 얻는다. 이 표면의 미소 요철은 표면 거칠기(Ra) 등에 따라서는 표시할 수 없을만큼 미세한 것이며, 광택도에 따라 표시할 수 있다. 본 발명과 관련되는 광택도는 JIS　Z8741-1997에 준거한 압연 방향의 입사각 60도에서 측정했을 때의 거울면 광택도로서 정의된다.

광택도가 낮은 것은 미소 요철이 크고, 광택도가 높은 것은 미소 요철이 작다. 후술하는 실시예에서 기재하는 납땜 시험을 했을 때의 납땜 밀착 강도를 1N 이상이 되도록 하기 위해서는, 티타늄 구리박의 경우는 광택도가 예를 들어 100~200인 것이 바람직하고, 납땜과의 밀착 강도 면에서는 100~170이 바람직하며, 100~130인 것이 더 바람직하다. 제품의 두께로 완성하는 냉간압연 공정에 있어서는, 광택도가 100~200이 되도록 패스 스케줄을 설계한다. 패스 스케줄이란, 1회의 압연 패스에 있어서의 가공도, 압연유의 점도나 온도, 압연 속도, 압연 장력, 압연 롤의 재질 또는 압연 롤의 직경 등의 사항이다. 광택도가 100~200이 되도록 하기 위해서는, 예를 들어, 인장 강도가 1200MPa인 티타늄 구리박의 경우는 제품의 두께로 완성하는 냉간압연의 최종 패스에 있어서의 압연 속도를 50m/분 이상으로 한다. 압연 속도가 높으면 압연 롤과 티타늄 구리박 사이로의 압연유 유입이 촉진되어 오일 피트가 생성되기 쉬워진다. 압연 속도가 50m/분 미만이면 압연유 유입이 불충분하기 때문에 건전한 오일 피트가 생성되지 않는다. 그 결과, 광택도가 200을 넘고 표면의 미소 요철이 작기 때문에 도금 밀착 강도는 2N 미만이 된다. 또한, 광택도가 100 미만이어도 밀착 강도에 대하여 악영향은 없지만, 100 미만의 광택도를 얻기 위해서는 더욱 압연 속도를 높게 할 필요가 있다. 압연 속도가 높은 경우, 롤의 열팽창에 의해 균일한 형상을 얻기 어려워 제조성을 악화시키기 쉽다. 이 때문에, 광택도는 100 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 제품의 두께로 마무리하는 냉간압연 공정을 실시한 후, 도금 공정 전에 있어서의 티타늄 구리박 표면의 압연 방향으로 평행인 방향의 산술 평균 거칠기(Ra)는 JIS　B0601-2001에 준거하여 측정하는 것으로 한다. 티타늄 구리박과 같이 얇은 재료인 경우, 표면 거칠기가 커지면, 국부적으로 판 두께가 두꺼운 부분 또는 얇은 부분이 생기기 때문에 스프링으로서의 성능을 얻기 어려워진다. 따라서, 균일한 스프링성을 얻는다는 관점에서 티타늄 구리박 표면의 Ra는 0.5㎛ 이하로 조정하는 것이 바람직하고, 0.1㎛ 이하로 하는 것이 더 바람직하며, 예를 들면 0.01~0.5㎛으로 할 수 있으며 전형적으로는 0.02~0.2㎛으로 할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 나타내지만, 이들 실시예는 본 발명 및 그 이점을 보다 좋게 이해하기 위해 제시하는 것으로, 본 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

각 샘플의 모재는 표 1에 기재한 소정의 합금 성분을 함유하고, 나머지 부분이 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가진다. 진공 용해로에서 전기구리 2.5kg을 용해하여, 표 1에 기재한 합금 조성이 얻어지도록 합금 원소를 첨가하였다. 이 용탕을 주철제의 주형에 부어, 두께 30mm, 폭 60mm, 길이 120mm인 잉곳을 제조하였다. 이 잉곳을 열간압연한 후, 다음의 공정 순으로 가공하여 0.03mm의 박 두께를 가지는 티타늄 구리박을 제작하였다.

(1) 열간압연: 잉곳을 950℃에서 3시간 가열하여 두께 10mm까지 압연하였다.

(2) 연삭: 열간압연으로 생성한 산화 스케일을 그라인더로 제거하였다. 연삭 후의 두께는 9mm였다.

(3) 냉간압연 1: 최종 박 두께가 얻어지도록 냉간압연 2의 압하율을 고려하여 압하율을 조정하였다.

(4) 용체화 처리: 800℃로 승온시킨 전기로에 재료를 넣고, 5분간 유지한 후, 시료를 수조에 넣어 급냉각하였다.

(5) 냉간압연 2: 압하율 98%로 압연하였다. 이 때, 냉간압연의 최종 패스에 있어서의 압연 속도를 표 1에 기재한 속도로 조정함으로써 광택도를 변화시켰다.

(6) 시효 처리: 재료를 300℃로 가열하여 2시간, Ar 분위기 속에서 가열하였다.

얻어진 각 티타늄 구리박의 표면을 탈지 및 산 세척하여 청정화한 후, 표 1에 기재한 도금 종류 및 두께로 해당 표면에 도금 처리를 실시하였다.

Cu 도금층은 이하의 전기 도금 조건에서 형성하였다.

·Cu 이온: 62g/L

·욕조 온도: 60℃

·전류 밀도: 4.0A/d㎡

·시간: 도금 두께에 따라 조정

　Sn 도금층은 이하의 전기 도금 조건에서 형성하였다.

·Sn 이온: 29g/L

·욕조 온도: 40℃

·전류 밀도: 1.7A/d㎡

·시간: 도금 두께에 따라 조정

　또한, 시험 번호에 따라서는 Sn 도금 후, 리플로우를 실시하였다. 리플로우 조건은 일반적으로 이용되는 방법이면 되며, 본건에서는 400℃×100초의 조건에서 실시하였다.

Ni 도금층은 이하의 전기 도금 조건에서 형성하였다.

·Ni 이온: 20g/L

·pH: 3.0

·욕조 온도: 50℃

·전류 밀도: 5A/d㎡

·시간: 도금 두께에 따라 조정

또한, 실제 도금층 속에는 불가피한 불순물이 존재한다. 도금 두께는 상술한 형광 X선 막후계에 의해 측정하였다.

<1. 표면 거칠기>

압연 가공에 의해 얻어진 각 티타늄 구리박의 표면을 탈지 및 산 세척하여 청정화한 후, JIS　B0601-2001에 준거하여 해당 표면의 압연 방향으로 평행인 방향의 산술평균 거칠기(Ra)를 (주)코사카연구소 제품인 접촉식 조도계(SE-3400)에 의해 측정하였다.

<2. 광택도 측정>

특히, 압연에 의해 제조되는 구리박의 경우는, 그 표면 상태는 거칠기(Ra 등) 뿐만 아니라 광택도로 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이 광택도는 오일 피트량에 따라 변화하는 수치이며, 동일한 표면 거칠기를 가지는 재료라도 광택도가 다른 경우가 있기 때문에, 오일 피트에 의한 엥커 효과로의 영향을 고려할 필요가 있다. 따라서, 압연 가공에 의해 얻어진 각 티타늄 구리박의 표면을 탈지 및 산 세척하여 청정화한 후, JIS　Z8741-1997에 준거한 니혼덴쇼쿠 공업(주) 제품인 광택도계 핸디 글로스 미터 PG-1을 사용하여 압연 방향의 입사각 60도에서 표면처리 전의 구리박의 광택도를 구하였다.

<3. 납땜 밀착 강도 시험>

상술한 납땜 밀착 강도 시험 순서에 따라, 납땜 밀착 강도를 측정하였다. 도금 후의 각 샘플 박(비교예 1은 도금 없음) 및 순구리박(C1100, 박 두께 0.035mm)을 센주 금속공업(주) 제품인 Pb 프리 납땜(ESC　M705, 조성: Sn-3.0질량% Ag-0.5질량% Cu)을 통해 접합하고, 아이코 엔지니어링(주) 제품인 정밀 하중 측정기(MODEL-1605NL)를 이용하여 180°박피 시험을 100mm/min 속도에서 실시함으로써, 그 평균 밀착 강도를 측정하였다. 납땜 접합 후, 밀착 강도 측정을 가열 전과 가열 후 양쪽에 실시하여, 가열조건은 온도 85℃, 100시간으로 하였다. 가열 후의 밀착 강도에 대해서는, 가열 전의 밀착 강도에 대하여 가열 후의 밀착 강도 저하가 5% 미만인 경우를 ○, 5% 이상인 경우를 ×로 평가하였다.

<4. 복합 환경 시험>

각 샘플 박을 온도 85℃, 상대습도 85%인 항온조 내에서 100시간 유지하였을 때의 변색 정도를 조사하였다. 0.1㎛의 Ni 도금재(비교예 2)와 비교하여 동등한 경우를 ◎, 나재(裸材)(비교예 1)와 비교하여 변색이 작은 경우를 ○, 나재(비교예 1)와 비교하여 변색이 동등했거나 또는 큰 경우(비교예 1을 포함한다)를 ×로 평가하였다. 본 시험에 의해, 내변색성이 높다는 결과를 얻은 경우, 그것은 샘플 박 표면에 있어서의 잔사 발생량(금속간 화합물 발생량)이 적다는 것을 간접적으로 나타내게 된다.

<5. 가스 부식 시험>

각 샘플 박을 온도 40℃, 상대습도 50%로 유지한 (주)야마자키 정밀기계 연구소 제품인 가스 부식 시험 장치(GH-180) 내에서 3±1ppm의 황화수소 가스를 20분간 분무했을 때의 변색 정도를 조사하였다. 변색이 생긴 경우를 ×, 변색이 생기지 않은 경우를 ○로 평가하였다. 본 시험에 의해, 내변색성이 높다는 결과를 얻은 경우, 그것은 샘플 박 표면에 있어서의 잔사 발생량(금속간 화합물 발생량)이 적다는 것을 간접적으로 나타내게 된다.

<6. 에칭 직선성>

37질량%, 보메도 40°인 염화제2철 수용액을 이용하여 각 샘플 박에 대하여 에칭을 실시하고, 선 폭 100㎛, 길이 150mm인 직선 회로를 형성하였다. 주사형 전자현미경(히다치 제품, S-4700)을 이용하여 회로를 관찰하여(관찰 길이 200㎛), 최대 회로폭과 최소 회로폭의 차이가 4㎛ 미만인 것을 ◎, 4~10㎛인 것을 ○, 10㎛을 넘는 것을 ×로 평가하였다.

<7. 강도 시험(인장 강도)>

실시예 1의 도금 후의 샘플 박에 대하여, 인장 시험기를 이용하여 상술한 측정 방법에 따라 압연 방향으로 평행인 방향의 인장 강도를 측정하였는데 1415MPa였다.

결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 Cu 도금을 하지로 한 Sn 도금을 실시함으로써, 납땜과의 접합 강도 및 내변색성을 확보하면서 에칭의 직선성을 향상되는 것을 알 수 있다.

비교예 1은 도금을 실시하지 않았기 때문에, 납땜과의 밀착성이 나빠 복합 환경 시험 후 및 가스 부식 시험 후에 변색이 발생하였다.

티타늄 구리박에 Ni 도금을 실시한 비교예 2는 티타늄 구리박의 나재와 비교하여 납땜과의 밀착 강도가 향상하여, 복합환경시험 및 가스부식시험 후에 있어서의 변색도 작지만 에칭성이 악화되었다.

티타늄 구리박에 Cu 도금을 실시한 비교예 3은 납땜 밀착 강도가 나재와 동등하여 에칭성도 양호하였지만, 도금 표면에 잔사가 남았기 때문에 가스부식시험에서 변색이 생겼다.

비교예 4 및 5는 모재의 광택이 너무 높았기 때문에 가열 전 및 가열 후의 납땜 밀착성이 저하하였다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 1-3]

[표 1-4]

[표 1-5]

[표 1-6]

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

Claims

티타늄 구리박으로서,
모재가 1.5~5.0질량%의 Ti를 함유하고, 나머지가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지며, 모재의 두께가 0.018~0.1mm이고, 모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층이 순차 적층된 도금층을 가지고, 명세서 내의 정의에 따르는 납땜 밀착 강도 시험에 있어서의 밀착 강도가 1N 이상인, 티타늄 구리박.
제1항에 있어서,
상기 Cu 하지 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛인, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Sn 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛인, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 모재가 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 총량 0~1.0질량% 추가 함유하는, 기재된 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
압연 방향으로 평행인 방향에서의 인장 강도가 1100MPa 이상인, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밀착 강도가 20N 이상인, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
온도 85℃에서 100시간 가열 후의 상기 밀착 강도의 가열 전에 대한 저하율이 5% 미만인, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
에칭 가공에 이용되는, 티타늄 구리박.
제1항 또는 제2항에 기재된 티타늄 구리박을 구비한, 전자부품.
제1항 또는 제2항에 기재된 티타늄 구리박과 납땜의 접합체로서, 티타늄 구리박의 도금층 표면에 납땜과의 접합 부위를 갖는, 접합체.
제1항 또는 제2항에 기재된 티타늄 구리박을 에칭에 의해 형상 가공하는 공정과, 얻어진 티타늄 구리박의 형상 가공품을 전기 도금층을 갖는 개소에서 납땜에 의해 도전성 부재와 접합하는 공정을 포함하는 티타늄 구리박과 도전성 부재의 접속 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 티타늄 구리박을 스프링재로서 구비한, 오토 포커스 모듈.
렌즈와, 이 렌즈를 광축 방향의 초기 위치에 탄성 부세(彈性付勢)하는 제1항 또는 제2항에 기재된 티타늄 구리박을 재료로 한 스프링 부재와, 이 스프링 부재의 부세력에 대항하는 전자력을 발생시켜 상기 렌즈를 광축 방향으로 구동 가능한 전자 구동 수단을 구비한 오토 포커스 카메라 모듈로서, 상기 전자 구동 수단은 코일을 구비하고 있으며, 스프링 부재는 상기 도금층을 가지는 개소에서 납땜에 의해 코일과 접합되어 있는 오토 포커스 카메라 모듈.
1.5~5.0질량%의 Ti을 함유하고, 나머지가 구리 및 불가피한 불순물로 구성되는 조성을 가지며, 두께가 0.018~0.1mm이고, 표면 광택도가 100~200인 모재를 준비하는 공정과,
모재 표면에 Cu 하지 도금층 및 Sn 도금층을 순차 적층하는 공정을 포함하는 티타늄 구리박의 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 Cu 하지 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛인, 티타늄 구리박의 제조 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 Sn 도금층의 두께가 0.01~2.0㎛인, 티타늄 구리박의 제조 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
모재가 Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr 및 Zr로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 총량 0~1.0질량% 추가 함유하는, 티타늄 구리박의 제조 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
표면의 광택도가 100~200인 모재 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5㎛ 이하인, 티타늄 구리박의 제조 방법.