TW201634705A - 具有鍍敷層之鈦銅 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種鈦銅,其可提高與焊料之接著強度。該鈦銅之母材具有:含有1.5~5.0質量%之Ti且剩餘部分由銅以及不可避免之雜質構成的組成,且母材表面具有選自由Ni鍍敷層、Co鍍敷層、以及Co-Ni合金鍍敷層構成之群中之鍍敷層。

Description

具有鍍敷層之鈦銅
本發明關於一種具有鍍敷層之鈦銅。本發明尤其關於適於作為自動對焦相機模組(AFM)用之導電彈簧材料之鈦銅箔。
行動電話之相機透鏡部中使用被稱為自動對焦相機模組(AFM)之電子零件。行動電話之相機之自動對焦功能一方面藉由AFM中使用之材料之彈力將透鏡往固定方向移動,另一方面藉由對捲繞在周圍之線圈接通電流產生電磁力,並藉由該電磁力將透鏡朝與材料之彈力作用方向相反之方向移動。相機透鏡藉由此般機構驅動並發揮自動對焦功能(例如專利文獻1、2)。
由此,AFM中使用之銅合金箔需要有可承受由電磁力導致之材料變形之程度之強度。當強度低時,材料無法承受由電磁力產生之位移,會產生永久變形(鬆弛)。若產生鬆弛,則流過一定之電流時,透鏡無法移動到希望之位置從而不發揮自動對焦功能。
AFM用之彈簧材料中,以往使用有箔厚為0.1mm以下,且具有1100MPa以上之0.2%保證應力之Cu-Ni-Sn系銅合金箔。然而,由於近年來之降低成本要求,欲使用較Cu-Ni-Sn系銅合金之材料價格低之鈦銅箔,此一需求日漸增加。
此種背景下,提出有各種適於作為AFM用之彈簧材料之鈦 銅。例如於專利文獻3中,提出一種鈦銅箔,為了提高鈦銅箔之0.2%保證應力和耐鬆弛性,含有1.5~5.0質量%之Ti,剩餘部分由銅和不可避免之雜質構成,與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力為1100MPa以上,並且對於在壓延面上使用X光繞射測定到之(220)面之積分強度I(220)和(311)面之積分強度I(311),滿足I(220)/I(311)≧15之關係。此外,於專利文獻4中,提出一種鈦銅箔,以提高耐鬆弛性為目的,含有1.5~5.0質量%之Ti,剩餘部分由銅和不可避免之雜質構成,與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力為1100MPa以上,並且與壓延方向為直角之方向上之算術平均粗糙度(Ra)為0.1μm以下。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2004-280031號公報
專利文獻2:日本特開2009-115895號公報
專利文獻3:日本特開2014-80670號公報
專利文獻4:日本特開2014-37613號公報
發明所欲解決之問題
另一方面,在由鈦銅箔製造AFM用之彈簧材料之過程中,採用藉由蝕刻對鈦銅箔進行形狀加工之方法。獲得之彈簧材料經由焊料與線圈接合。然而,現有之AFM用鈦銅箔之開發之主流是以改善強度、提高耐鬆弛性為目的,並未考慮與焊料之接著性。根據本發明之發明人之研究結果,因為焊料和鈦銅箔之接合部之接著強度弱,所以改善接合部之接著強度,提高接合部之可靠性亦為重要課題。此外,若考慮應用至AFM,則 除了與焊料之接著強度之外,亦希望蝕刻性優異。
鑒於上述情況,本發明之課題在於提供一種可提高與焊料之接著強度之鈦銅。較佳而言,本發明之課題在於提供一種提高與焊料之接著強度之同時蝕刻性亦優良之鈦銅。
因為鈦銅含有作為活性元素之Ti所以表面容易氧化。雖已知當表面氧化時焊接性會降低,但對於鈦銅而言即使去除表面之氧化皮膜依然無法得到足夠之焊料接著性。此外,從銅本身與焊料之接著強度高這一點而言,可認為對於鈦銅而言焊料接著強度低之原因在於鈦。根據這一點,本發明之發明人對鈦銅和焊料之接著強度低之原因進行了調查,發現由於對鈦銅進行焊接時之熱,會形成Cu-Sn-Ti之擴散層,該擴散層為接著性大幅降低之原因。
本發明之發明人認為阻礙該擴散層之形成可有效改善焊料接著性,在研究了對鈦銅實施表面處理之情況之後,發現藉由在鈦銅表面形成鍍Ni、鍍Co、或者鍍Ni-Co合金,可顯著改善焊料接著性。進而,發現藉由使鍍膜中含有Co可確保優異之蝕刻性,在藉由蝕刻由鈦銅箔對AFM用之彈簧材料進行形狀加工時是有利的。
本發明係根據上述見解而完成的,於一態樣,本發明係一種鈦銅,其中,母材具有:含有1.5~5.0質量%之Ti且剩餘部分由銅以及不可避免之雜質構成的組成,母材表面具有選自由Ni鍍敷層、Co鍍敷層、以及Co-Ni合金鍍敷層構成之群中的鍍敷層。
在本發明之鈦銅之一實施方式中,上述鍍敷層為Co鍍敷層或Co-Ni合金鍍敷層。
在本發明之鈦銅之其它實施方式中,上述鍍敷層為Co-Ni合金鍍敷層。
在本發明之鈦銅之另一實施方式中,Co-Ni合金鍍敷層中之Co之含量比為50質量%以上。
在本發明之鈦銅之另一實施方式中,上述鍍敷層之厚度為0.03μm以上。
在本發明之鈦銅之另一實施方式中,母材進一步含有總量0~1.0質量%之選自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中之一種以上之元素。
在本發明之鈦銅之另一實施方式中,母材為厚度0.1mm以下之箔形態。
本發明另一態樣中,係具備本發明之鈦銅之電子零件。
本發明另一態樣中,係本發明之鈦銅與焊料之接合體,其係在鈦銅之鍍敷層表面具有與焊料接合之接合部位之接合體。
本發明另一態樣中,係一種鈦銅與導電性構件之連接方法,該連接方法包含以下步驟:藉由蝕刻對箔形態之鈦銅進行形狀加工之步驟、及在具有鍍敷層之部位藉由焊接將獲得之鈦銅之形狀加工品與導電性構件進行接合之步驟。
本發明另一態樣中,係具備將本發明之鈦銅作為彈簧材料之自動對焦模組。
本發明另一態樣中,係一種自動對焦相機模組,該自動對焦相機模組具備:透鏡、將該透鏡彈性推壓到光軸方向之初始位置之本發明之鈦銅製的彈簧構件、以及生成抵抗該彈簧構件之作用力之電磁力而可將上述透鏡往光軸方向驅動之電磁驅動單元,上述電磁驅動單元具備線圈,彈簧構件藉由焊接在具有上述鍍敷層之部位與線圈接合。
根據本發明,可改善與焊料之接著強度較低此一鈦銅之問題,藉由最佳化鍍敷厚度,可得到先前之10倍以上,甚至40倍以上之接著強度。此外,雖然鍍Ni有助於改善與焊料之接著性,但蝕刻性較低。然而,藉由在鍍膜中混入Co,可在提高與焊料之接著強度之同時蝕刻性亦優異之鈦銅。因此,本發明之鈦銅之較佳實施形態亦可適於用作對藉由蝕刻進行之形狀加工和焊接性這兩者有所要求之AFM用之彈簧材料。
1‧‧‧自動對焦相機模組
2‧‧‧磁軛
3‧‧‧透鏡
4‧‧‧磁鐵
5‧‧‧載體
6‧‧‧線圈
7‧‧‧基座
8‧‧‧框架
9a‧‧‧上側彈簧構件
9b‧‧‧下側彈簧構件
10a、10b‧‧‧蓋帽
圖1係表示本發明之自動對焦相機模組之剖面圖。
圖2係圖1之自動對焦相機模組之分解立體圖。
圖3係表示圖1之自動對焦相機模組之動作之剖面圖。
(1)Ti濃度
於本發明之具有鍍敷層之鈦銅中,作為母材可使用:具有含有1.5~5.0質量%之Ti且剩餘部分由銅以及不可避免之雜質構成之組成之鈦銅。不可避免之雜質係指,大致上對於金屬製品而言,存在於原料中,或者在製造 過程中不可避免地混入之成分,為原本不需要之成分,但由於微量且對金屬製品之特性沒有影響,因此可作為被容許之雜質。此外,不可避免之雜質之總量一般為50ppm以下,典型而言為30ppm以下,更典型而言為10ppm以下。鈦銅藉由固溶處理將Ti固溶到Cu基質中,並藉由時效處理將微小之析出物分散到合金中,藉此,可提高強度和導電率。若Ti濃度未達1.5質量%,則析出物之析出不足從而無法得到所希望之強度。若Ti濃度超過5.0質量%,則加工性惡化,使得在壓延時材料變得容易破裂。若考慮強度和加工性之平衡,較佳之Ti濃度為2.9~3.5質量%。
(2)其它之添加元素
此外,對於母材,藉由使其含有總量0~1.0質量%之Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr當中之一種以上,可進一步提高強度。該等元素之合計含量亦可為0,即亦可不含有該等元素。將該等元素之合計含量之上限設為1.0質量%,係因若超過1.0質量%,加工性惡化,使得在壓延時材料變得容易破裂。若考慮強度和加工性之平衡,較佳為含有總量0.005~0.5質量%之上述元素之一種以上。
(3)0.2%保證應力
對於適用作為自動對焦相機模組之導電彈簧材料之鈦銅,需要0.2%保證應力為1100MPa以上,在這種情況下,本發明之鈦銅中,可實現與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力為1100MPa以上。本發明之鈦銅之0.2%保證應力在較佳之實施形態中為1200MPa以上,在進一步較佳之實施形態中為1300MPa以上。
從本發明之目標強度而言,並無特別限制0.2%保證應力之 上限值,但因為耗費時間和成本,故本發明之鈦銅之0.2%保證應力一般為2000MPa以下,典型而言為1600MPa以下。
在本發明中,與鈦銅之壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力以JIS Z2241(金屬材料拉伸試驗方法)為根據而進行測定。
(4)鈦銅之形態
典型而言,本發明之具有鍍敷層之鈦銅之母材以厚度為0.1mm以下之箔形態來提供。箔厚可設定為0.08~0.03mm,在典型之實施形態中箔厚可設定為0.05~0.03mm。鈦銅之母材亦可設定為箔以外之形態。例如,亦可設定成厚度為超過0.1mm之板狀,可設定成管、棒、線等各種伸銅製品之形態。此外,鈦銅之母材可在被鍍敷後,加工成所希望之形狀。例如,在使用本發明之具有鍍敷層之鈦銅作為自動對焦模組用之彈簧材料之情況下,可將製成箔形態之鈦銅藉由蝕刻來形成電路部分、彈簧部分等,而加工成所希望之形狀。雖然藉由蝕刻進行之形狀加工本身可藉由公知之手法進行即可,但亦可以列舉如下方法,例如用蝕刻防護劑對蝕刻後欲留下之部位之母材表面進行保護後,進行乾式蝕刻或者濕式蝕刻進行形狀加工,然後去除防護劑。
(5)鍍敷層
本發明之具有鍍敷層之鈦銅之特徵之一在於:在表面具有選自由Ni鍍敷層、Co鍍敷層、以及Co-Ni合金鍍敷層構成之群中之鍍敷層。雖然並不意圖以理論對本發明進行限定,但可認為藉由設置含有Ni或Co之鍍敷層,而在藉由加熱將鈦銅和焊料接合時會有效地阻礙Cu-Sn-Ti之擴散層之形成,因而可改善焊料接著性。
此外,從亦提高蝕刻性之觀點而言,較佳為使鍍敷層中含有Co。因Ni為耐腐蝕性高而難以蝕刻之元素,故當蝕刻時之腐蝕集中到局部時會蝕刻至母材,故難以形成均勻之電路。另一方面,雖然並不意圖以理論對本發明進行限定,但可認為即使於較Ni普通之卑金屬中,由於Co之標準電極電位與Ni接近,從而容易進行合金鍍敷,並且因為與Ni之化學共同點較多,故藉由使鍍敷層中含有Co,而可提高蝕刻性。因此,在本發明之具有鍍敷層之鈦銅之較佳實施形態中,鍍敷層為Co鍍敷層或Co-Ni合金鍍敷層。
然因Co為高價金屬,故若採用Co之單獨鍍敷層則成本會相對變高。此外,即使為Co-Ni合金鍍敷亦可確保足夠之蝕刻性。因此,若綜合考慮焊料接著性、蝕刻性以及經濟性則鍍敷層更佳為Co-Ni合金鍍敷層。對於Co-Ni合金鍍敷層而言,從蝕刻性之觀點而言Co之含量比較佳為20質量%以上,更佳為50質量%以上,進而較佳為60質量%以上,從成本之觀點而言較佳為90質量%以下,更佳為80質量%以下。
再者,雖在Ni鍍敷層、Co鍍敷層、以及Co-Ni合金鍍敷層中可各自含有不可避免之雜質,但若為一般之鍍敷條件下所含有之不可避免之雜質之程度,則不會對特性有較大影響。因此,若為不影響特性之程度之不可避免之雜質,則可含有於鍍敷中。此外,亦可在不阻礙本發明之目的之範圍內使鍍敷層中含有其它元素。因此,在本發明中,所謂之Ni鍍敷層係指Ni占50質量%以上之鍍敷層。典型而言,Ni鍍敷層中之Ni濃度為60質量%以上,更典型而言為80質量%以上,進而典型而言為90質量%以上,更進而典型而言為98質量%以上,亦可設為100質量%。此外,在 本發明中,所謂之Co鍍敷層係指Co占50質量%以上之鍍敷層。典型而言,Co鍍敷層中之Co濃度為60質量%以上,更典型而言為80質量%以上,進而典型而言為90質量%以上,更進而典型而言為98質量%以上,亦可設為100質量%。此外,在本發明中,所謂之Co-Ni合金鍍敷層係指Co和Ni之合計濃度占50質量%以上之鍍敷層。典型而言,Co-Ni合金鍍敷層中之Co和Ni之合計濃度為60質量%以上,更典型而言為80質量%以上,進而典型而言為90質量%以上,更進而典型而言為98質量%以上,亦可設為100質量%。
鍍敷層亦可形成於母材表面之一部分或全部。此外,亦可在母材之主表面之一者或兩者之面上形成鍍敷層。在本發明之鈦銅之一實施形態中,亦可以箔形態之方式提供鈦銅之母材,在該箔之一個或者兩個主表面上形成上述鍍敷層。鍍敷層可利用例如電鍍、無電鍍以及浸鍍那樣之濕式鍍敷法等獲得。從成本之觀點而言較佳為電鍍。
(6)鍍敷層之厚度
鍍敷層之厚度對於鍍敷層與焊料之接著強度帶來較大之影響。根據本發明之發明人之研究結果,與焊料之接著強度隨著鍍敷層之厚度增大而上升,但在0.03μm以上時會顯著地上升。若鍍敷層之厚度為0.03μm以上,則與不設置鍍敷層之情況下之焊料接著性相比可使焊料接著強度為10倍以上。鍍敷層之厚度較佳為0.06μm以上,更佳為0.1μm以上。由於即使設定為0.1μm以上之厚度,焊料接著性之提高效果亦會飽和,並且會使蝕刻性降低,故而鍍敷層之厚度較佳為5μm以下,更佳為1μm以下。
在本發明中,鍍敷層之厚度依據JIS H8501(1999)之螢光 X射線式試驗方法來進行測定。在實施例中,使用(股)日立高新技術集團製之螢光X射線膜厚計(型號:SFT9250)進行測定。
(7)用途
本發明之具有鍍敷層之鈦銅雖不作限定,但可良好地用作開關、連接器(尤其是不需要苛刻之彎曲加工性之叉式FPC連接器)、自動對焦相機模組、插座、端子、繼電器等電子零件之材料。此外,亦能以箔之方式提供本發明之具有鍍敷層之鈦銅,將其與絕緣基板以露出鍍敷層之方式貼合從而形成覆銅積層板,並經由蝕刻步驟形成配線藉此製成印刷配線板,藉由焊接而在印刷配線板之金屬線路上安裝各種電子零件,由此製造印刷電路板。
本發明之具有鍍敷層之鈦銅尤其可良好地用作自動對焦模組用之彈簧材料。因此,本發明在一態樣中,係具備本發明之鈦銅作為彈簧材料之自動對焦模組。在典型之自動對焦模組中,具備:透鏡、將該透鏡彈性推壓到光軸方向之初始位置之本發明之具有鍍敷層之鈦銅製之彈簧構件、以及生成抵抗該彈簧構件之作用力之電磁力從而可將上述透鏡往光軸方向驅動之電磁驅動單元。上述電磁驅動單元例示性地可具備U字形圓筒形狀之磁軛、收容於磁軛之內周壁之內側之線圈、以及圍繞有線圈並且收容於磁軛之外周壁之內側之磁鐵。彈簧構件可藉由焊接而在上述具有鍍敷層之部位中與線圈(典型而言為線圈之引線)接合。
圖1為表示本發明之自動對焦相機模組之一例之剖面圖,圖2為圖1之自動對焦相機模組之分解立體圖,圖3為表示圖1之自動對焦相機模組之動作之剖面圖。
自動對焦相機模組1具備:U字形圓筒形狀之磁軛2;安裝於磁軛2之外壁之磁鐵4;在中央位置處具備透鏡3之載體5;安裝於載體5之線圈6;安裝有磁軛2之基座7;支撐基座7之框架8;將載體5上下支撐之2個彈簧構件9a、9b;以及上下覆蓋上述構件之2個蓋帽10a、10b。2個彈簧構件9a、9b為同樣之製品,以相同之位置關係以上下夾持之方式支撐載體5,並且作為對線圈6供電之路徑來發揮功能。載體5藉由對線圈6施加電流從而向上方移動。再者,在本說明書中,雖然適當地使用了上和下之敘述,但係指圖1中之上下,並且上表示從相機朝向被攝體之位置關係。
磁軛2為軟鐵等之磁性體,呈上表面部關閉之U字形之圓筒形狀,並且具有圓筒狀之內壁2a和外壁2b。在U字形之外壁2b之內面,安裝(接著)有環狀之磁鐵4。
載體5係具有底面部之圓筒形狀構造之合成樹脂等之成形品,在中央位置處支撐透鏡,在底面外側上接著搭載有預先成形之線圈6。在矩形樹脂成形品之基座7之內周部嵌合組裝磁軛2,進而用樹脂成形品之框架8對磁軛2整體進行固定。
彈簧構件9a、9b之最外周部均分別被框架8和基座7夾持固定,每隔內周部120。設置之切口槽部與載體5嵌合,並藉由熱鉚接等方式固定。
彈簧構件9b和基座7、以及彈簧構件9a和框架8之間藉由接著和熱鉚接等方式固定,進而蓋帽10b安裝於基座7之底面,蓋帽10a安裝於框架8之上部,分別將彈簧構件9b夾在基座7和蓋帽10b之間固定, 將彈簧構件9a夾在框架8和蓋帽10a之間固定。
線圈6之一端之引線通過設置於載體5之內周面之槽內向上延伸,而焊接於彈簧構件9a。另一端之導線通過設置於載體5底面之槽內向下方延伸,而焊接於彈簧構件9b。
彈簧構件9a、9b係本發明之鈦銅箔之板簧。具有彈性,將透鏡3彈性推壓到光軸方向之初始位置。同時,亦作為對線圈6供電之路徑而發揮作用。彈簧構件9a、9b之外周部之一部位向外側突出,作為供電端子發揮功能。
圓筒狀之磁鐵4沿著徑向(徑)方向而被磁化,將U字形之磁軛2之內壁2a、上表面部和外壁2b作為路徑形成磁路,在磁鐵4和內壁2a之間之間隙中,配置有線圈6。
由於彈簧構件9a、9b為相同形狀,且如圖1和2所示以相同之位置關係安裝,故而可抑制載體5向上方移動時之軸偏移。由於線圈6是在捲線後藉由加壓成形而製成,故而成品之外徑之精度提高,可容易地配置到規定之狹窄間隙中。由於載體5在最下方之位置與基座7相抵接,在最上方之位置與磁軛2相抵接,故而在上下方向上具備抵接機構,從而防止脫落。
圖3表示對線圈6施加電流,並將配置有自動對焦用透鏡3之載體5向上方移動時之剖面圖。若對彈簧構件9a、9b之供電端子施加電源,則電流流至線圈6從而對載體5作用向上之電磁力。另一方面,載體5被向下施加連結著之2個彈簧構件9a、9b之復原力。因此,向載體5之上方之移動距離成為電磁力和復原力相平衡之位置。因此,根據施加於線圈6 之電流量,可確定載體5之移動量。
由於上側彈簧構件9a支撐著載體5之上表面,下側彈簧構件9b支撐著載體5之下表面,故而復原力在載體5之上表面和下表面均衡地向下作用,可將透鏡3之軸偏移抑制為較小。
因此,當向載體5之上方移動時,不需要藉由肋條(rib)等進行引導,從而不使用肋條。由於不存在因引導而產生之滑動摩擦,因而載體5之移動量完全由電磁力和復原力之平衡來控制,順利地實現精度良好之透鏡3之移動。由此實現了透鏡偏移少之自動對焦。
再者,雖以圓筒形狀之形式對磁鐵4進行說明,但並不侷限於此,亦可分割成3到4份並沿著徑向進行磁化,將其貼在磁軛2之外壁2b之內面上進行固定。
(8)製造方法
針對本發明之鈦銅之母材之製造方法之一例進行說明。首先,藉由熔解和鑄造製造鑄錠。為了防止鈦之氧化磨耗,熔解和鑄造基本上較佳為在真空中或者不活性氣體環境中進行。若在熔解過程中存在添加元素之熔解殘留,則不會有效地對強度之改善起作用。因此,為消除熔解殘留,Fe、Cr等高熔點之第三元素在添加後充分攪拌之基礎上,亦需保持一定時間。另一方面,由於Ti較易於溶解在Cu中,故而在第三元素熔解後添加即可。因此,理想為將選自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中之一種以上之元素添加到Cu中,然後添加規定量之Ti從而製造鑄錠。
然後,依序實施熱壓延、冷壓延1、固溶處理、冷壓延2、時效處理,從而可製成具有所希望之厚度和特性之銅合金。為了獲得高強 度,亦可以在時效處理之後進行冷壓延3。熱壓延和其後之冷壓延1之條件按照鈦銅之製造過程中所施行之慣例條件施行即可,並無特殊要求之條件。此外,雖對於固溶處理亦可用慣例條件,但亦可在例如以700~1000℃之5秒~30分鐘之條件下施行。
為獲得高強度,較佳為將冷壓延2之壓縮比限定在55%以上。更佳為60%以上,進而較佳為65%以上。壓縮比之上限從本發明之目標強度之方面而言並無特別限定,但工業上不會大於99.8%。
較佳為將時效處理之加熱溫度設為200~450℃,加熱時間設為2~20小時。若加熱溫度未達200℃或超過450℃則難以獲得高強度。加熱時間未達2小時或超過20小時之情況下亦難以獲得高強度。
較佳為將實施冷壓延3時之壓縮比限定為35%以上。更佳為40%以上,進而較佳為45%以上。若該壓縮比未達35%,則難以得到高強度。壓縮比之上限從強度之方面而言並無特別限定,但工業上不會大於99.8%。
再者,只要為該行業者,應可理解在上述各個步驟之空歇期內可適當地進行用以去除表面之氧化皮之磨削、研磨,噴砂酸洗等步驟。
[實施例]
以下,雖展示本發明之實施例,但該等實施例係為了更佳地理解本發明及其優點而提出者,並非意圖限定本發明。
各個樣本之母材具有含有表1所示之規定之合金成分且剩餘部分由銅以及不可避免之雜質構成之組成。使用真空熔解爐熔解電解銅2.5kg,並以可得到表1所示之合金組成之方式添加合金元素。將該金屬液澆鑄到鑄鐵製鑄模中,製成厚度30mm、寬度60mm、長度120mm之鑄錠。 將該鑄錠熱壓延之後,依下述步驟順序進行加工,製成具有0.03mm之箔厚之鈦銅箔。再者,針對比較例2和3,使用純銅之壓延銅箔(JX日鑛日石金屬股份有限公司製:銅合金編號C1100,厚度0.035mm)。
(1)熱壓延:將鑄錠在950℃加熱3小時,壓延至10mm厚。
(2)磨削:用砂輪機去除熱壓延中生成之氧化皮。磨削後之厚度為9mm。
(3)冷壓延1:以可得到最終箔厚之方式,考慮冷壓延2之壓縮比而對壓縮比進行調整。
(4)固溶處理:將材料裝入升溫至800℃之電爐中,保持5分鐘後,將試料放入水槽中進行急速冷卻。
(5)冷壓延2:以98%之壓縮比進行壓延。
(6)時效處理:以300℃加熱材料2小時,並在Ar環境中加熱。
對獲得之各個鈦銅箔或者比較用之壓延銅箔之表面進行脫脂和酸洗從而清潔化之後,以表1記載之鍍敷組成和厚度對該表面進行鍍敷處理。
Ni鍍敷層(鍍敷組成Ni:100)在以下之電鍍條件下形成。
.Ni離子:20g/L
.pH值:3.0
.浴溫:50℃
.電流密度:5A/dm2
.時間:根據鍍敷厚度進行調整
Co-Ni鍍敷層(鍍敷組成Co:60 Ni:40)在以下之電鍍條件下形成。
.Ni離子:10g/L
.Co離子:10g/L
.pH值:2.5
.浴溫:50℃
.電流密度:5A/dm2
.時間:根據鍍敷厚度進行調整
再者,表1中之鍍敷組成為理論值,在實際之鍍敷組成中存在不可避免之雜質。鍍敷厚度藉由上述之螢光X射線膜厚計進行測定。
<1.焊料接著強度試驗>
鍍敷後之各樣本箔(比較例1和3不進行鍍敷)和純銅箔(JX日鑛日石金屬(股)製之C1100,箔厚0.035mm)經由千住金屬工業(股)製之無Pb焊料(ESC M705)進行接合,藉由使用愛光股份有限公司(AIKOH ENGINEERING)(股)製之精密負載測量儀(MODEL-1605NL)以100mm/min之速度進行180°剝離試驗,從而測量出其接著強度。樣本箔製成寬度15mm、長度200mm之長條狀,純銅箔製成寬度20mm、長度200mm之長條狀,沿長度方向以245℃±5℃之接合溫度接合中央部30mm×15mm之面積。對加熱前和加熱後雙方進行接著強度之測定,加熱條件設定成85℃溫度、100小時。再者,雖純銅箔之厚度只要接近評價樣本箔之厚度即無問題,但較佳為0.02mm~0.05mm,在本實施例中使用0.035mm之純銅箔。
<2.焊料潤濕性測試>
從各個樣本箔中採樣出寬度為10mm、長度為50mm之長條試件,在10% 硫酸水溶液中進行清洗。根據JIS-C60068-2-54:2009(舊JIS-C0053),藉由弧面狀沾錫(meniscograph)法,使用松香-乙醇助焊劑,在加熱到250℃±3℃之液態焊料(無Pb焊料)中浸漬12mm、10秒鐘。此時,由於潤濕性良好之材料之焊料潤濕性上升,因此以潤濕性上升者為○、焊料綻開者為×之標記方式進行評價。
<3.複合環境試驗>
對各個樣本箔在溫度85℃、相對濕度85%之恆溫槽內保持100小時後之變色程度進行調查。與裸材(比較例1)相比,將變色程度較小之情況評價為○。
<4.蝕刻直線性>
使用37質量%、波美度40°之三氯化鐵水溶液,對各個樣本箔進行蝕刻,形成線寬為100μm、長度為150mm之直線電路。使用掃描式電子顯微鏡(日立製,S-4700)觀察電路(觀察長度200μm),將最大電路寬度和最小電路寬度之差未達4μm者評價為◎、4~10μm者評價為○、超過10μm者評價為×。
<5.強度試驗(0.2%保證應力)>
關於實施例1和5之鍍敷後之樣本箔,使用拉伸試驗機並按照上述測定方法對與壓延方向平行之方向之0.2%保證應力進行測定,其結果分別為1420MPa、1417MPa。
結果示於表1。由表1可知,藉由進行鍍Ni,可提高焊料接著性。可知在Co-Ni合金鍍敷之情況下,可在確保蝕刻之直線性之同時提高焊料接著性。此外,亦知藉由將鍍敷厚度設為0.03μm以上,而顯著地提高 焊料接著性。雖未揭示單獨實施Co鍍敷時之實施例,但藉由使Ni鍍敷中包含Co,而焊料接著性不僅無降低之趨勢反而具有上升之趨勢,此外,因為藉由添加Co使蝕刻性提高為顯而易見的,故認為該行業者可理解:即使為單獨鍍Co,亦理所當然可實現本發明目標即焊料接著性之改善,並且可得到亦兼具蝕刻性之鈦銅。
在純銅箔和實施鍍Ni之純銅箔即比較例2和比較例3中,因強度較低,故不適合作為AFM用彈簧材料。
因Ti濃度超過5.0質量%之比較例4在壓延中產生破裂,故無法評價。

Claims (12)

  1. 一種鈦銅,其母材具有:含有1.5~5.0質量%之Ti且剩餘部分由銅和不可避免之雜質構成的組成,母材表面具有選自由Ni鍍敷層、Co鍍敷層、以及Co-Ni合金鍍敷層構成之群中之鍍敷層。
  2. 如申請專利範圍第1項之鈦銅,其中,上述鍍敷層為Co鍍敷層或Co-Ni合金鍍敷層。
  3. 如申請專利範圍第1項之鈦銅,其中,上述鍍敷層為Co-Ni合金鍍敷層。
  4. 如申請專利範圍第3項之鈦銅,其中,Co-Ni合金鍍敷層中之Co之含量比為50質量%以上。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項之鈦銅,其中,上述鍍敷層之厚度為0.03μm以上。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項之鈦銅,其中,母材進一步含有總量0~1.0質量%之選自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中一種以上之元素。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中之任一項之鈦銅,其中,母材為厚度0.1mm以下之箔形態。
  8. 一種電子零件,其具備申請專利範圍第1至7項中之任一項之鈦銅。
  9. 一種接合體,其係申請專利範圍第1至7項中之任一項之鈦銅與焊料之接合體,且在鈦銅之鍍敷層表面具有與焊料接合之接合部位。
  10. 一種鈦銅與導電性構件之連接方法,其包含以下步驟:藉由蝕刻對申請專利範圍第7項之鈦銅進行形狀加工之步驟、及在具有鍍敷層之部位藉由焊接將獲得之鈦銅之形狀加工品與導電性構件進行接合之步驟。
  11. 一種自動對焦模組,其具備申請專利範圍第1至7項中之任一項之鈦銅作為彈簧材料。
  12. 一種自動對焦相機模組,其具備:透鏡、將該透鏡彈性推壓到光軸方向之初始位置之申請專利範圍第1至7項中之任一項之鈦銅製的彈簧構件、及生成抵抗該彈簧構件之作用力之電磁力而可將上述透鏡往光軸方向驅動之電磁驅動單元;上述電磁驅動單元具備線圈,彈簧構件藉由焊接在具有上述鍍敷層之部位與線圈接合。
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