TW202020173A - 鈦銅箔、伸銅製品、電子設備部件以及自動對焦相機模組 - Google Patents

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Abstract

一種鈦銅箔，其具有用作彈簧時所需要的高強度，並且蝕刻性良好、永久應變小，能夠合適地用作在自動對焦相機模組等的電子設備部件中使用的導電性彈簧材。本發明的鈦銅箔，含有1.5～5.0質量%的Ti，餘量由Cu以及不可避免的雜質構成，在通過STEM－EDX沿厚度方向對與軋製方向平行的斷面進行分析得到的Ti濃度曲線上，沿厚度方向交錯存在低濃度Ti層和高濃度Ti層，該低濃度Ti層的Ti濃度小於Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值，該高濃度Ti層的Ti濃度為Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值以上，本說明書中定義的HH 以及HL 滿足1.0質量%≤HH ≤30質量%並且HH /HL ≥1.1。

Description

鈦銅箔、伸銅製品、電子設備部件以及自動對焦相機模組
本發明涉及一種鈦銅箔、伸銅製品、電子設備部件以及自動對焦相機模組，特別涉及一種能夠適合用作自動對焦相機模組等的導電性彈簧材料的鈦銅箔、伸銅製品、電子設備部件以及自動對焦相機模組。
在便攜電話的相機透鏡部中，使用被稱作自動對焦相機模組的電子設備部件。便攜電話的相機的自動對焦功能是指，通過自動對焦相機模組中所使用的材料的彈簧力，使得透鏡朝向一定方向移動，並且通過電流流過捲繞于外周的線圈而產生的電磁力，使得透鏡朝向與材料的彈簧力的作用方向相反的方向運動。通過這樣的機構驅動相機透鏡而發揮自動對焦功能（例如，專利文獻1、2）。
因此，用於自動對焦相機模組的彈簧材料的銅合金箔，需要其彈簧強度是能夠耐受電磁力導致的材料變形的程度。若彈簧強度低，則材料無法承受電磁力導致的位移，會發生永久變形（永久應變）並且在除去電磁力後無法回到初始位置。若發生永久應變，則無法在流過一定的電流時使透鏡移動到所需的位置，而無法發揮自動對焦功能。
自動對焦相機模組，使用箔厚為0.1mm以下，且具有1100MPa以上的抗拉強度或0.2%屈服強度的Cu－Ni－Sn系銅合金箔。但是，由於近年的降低成本的需求，使用與Cu－Ni－Sn系銅合金箔相比材料價格比較便宜的鈦銅箔，其需求正在增大。
另一方面，鈦銅箔的強度比Cu－Ni－Sn系銅合金箔更低，存在產生永久應變的問題，因此期望其高強度化。
作為提高鈦銅的強度的方法，例如有專利文獻3、4所公開的方法。專利文獻3中公開了以下方法：通過鈦銅的製造步驟選用固溶化處理、亞時效處理、冷軋製、時效處理，並且分兩個階段進行固溶化處理後的熱處理，由此增大調幅分解（Spinodal decomposition）產生的Ti濃度的幅度（濃淡），提高強度與彎曲加工性的平衡。另外，在專利文獻4中記載了，鈦銅的製造步驟中選用固溶化處理、預備時效處理、時效處理、精軋製、去應力退火，同樣有效地增大Ti濃度的波動。
此外，作為進一步改善鈦銅的強度的技術，還有專利文獻5～8所公開的方法。在專利文獻5中公開了通過最終再結晶退火調節平均晶粒粒徑，之後，依次進行冷軋製、時效處理的方法。專利文獻6中公開了在固溶化處理後依次進行冷軋製、時效處理、冷軋製的方法。專利文獻7中公開了如下方法：在進行熱軋製以及冷軋製之後，在750～1000℃的溫度區域內保持5秒～5分鐘進行固溶化處理，接著，依次進行軋製率0～50%的冷軋製、300～550℃的時效處理、以及軋製率0～30%的精冷軋製，由此調節板面上的｛420｝晶面的X射線繞射強度。專利文獻8中公開了如下方法：按照規定的條件依次進行第一固溶化處理、中間軋製、最終的固溶化處理、退火、最終的冷軋製以及時效處理，由此調節軋製面上的｛220｝晶面的X射線繞射強度的半峰寬。
另外，作為著眼於組織控制的技術，專利文獻9公開了如下方法：對於具有在0.5mass%以上至3.5mass%以下的範圍內含有Ti，且餘量由Cu以及不可避免的雜質構成的組成的鈦銅，進行軋製率超過90%的冷的或溫的精軋製，並進行時效處理，從而在時效處理後形成層片狀組織，並提高強度和電導率的平衡。
進一步，為了在增大強度的同時減少永久應變的發生，專利文獻10中公開了如下方法：在進行熱軋製以及冷軋製之後，依次進行固溶化處理、壓下率55%以上的冷軋製，200～450℃的時效處理，壓下率35%以上的冷軋製，並且控制銅合金箔的表面粗糙度。另外，專利文獻11中公開了，通過在進行熱軋製以及冷軋製後，依次進行固溶化處理、壓下率55%以上的冷軋製、200～450℃的時效處理、壓下率50%以上的冷軋製，以及根據需要的去應力退火，並控制固溶化處理後的冷軋製的壓下率，由此控制I(220) /I(311) 。在專利文獻10以及專利文獻11中公開的鈦銅箔中，與軋製方向平行的方向上的0.2%屈服強度能夠達到1100MPa以上。
另外，在專利文獻12中公開了，在800～1000℃下熱軋製到厚度為5～20mm之後，進行加工度30～99%的冷軋製，400～500℃下的平均升溫速度選用1～50℃/秒並且在500～650℃的溫度帶保持5～80秒鐘，由此進行軟化度為0.25～0.75的預退火，並進行壓下率為7～50%的冷軋製，接著，在700～900℃下進行5～300秒鐘的固溶化處理，以及，在350～550℃下進行2～20小時的時效處理，由此縮小楊氏模量。
此外，在專利文獻13中公開了如下方法：進行熱軋製、冷軋製後，依次在700～1000℃下進行5秒鐘～30分鐘的固溶化處理、壓下率為95%以上的冷軋製，之後，進行以15℃/h以下的速度升溫，在200～400℃的範圍下保持1～20小時，並進行以15℃/h以下的速度冷卻到150℃的時效處理，由此能夠改善永久應變。專利文獻13所公開的鈦銅箔，與軋製方向平行的方向以及垂直的方向上的0.2%屈服強度均為1200MPa以上，並且，與軋製方向平行的方向以及垂直的方向上的彈簧限界值均能夠達到800MPa以上。
現有技術文獻
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2015－098622號公報
專利文獻4：日本特開2015－127438號公報
專利文獻5：日本特開2002－356726號公報
專利文獻6：日本特開2004－091871號公報
專利文獻7：日本特開2010－126777號公報
專利文獻8：日本特開2011－208243號公報
專利文獻9：日本特開2014－173145號公報
專利文獻10：日本特開2014－037613號公報
專利文獻11：日本特開2014－080670號公報
專利文獻12：日本特開2014－074193號公報
專利文獻13：日本特開2016－050341號公報
發明要解決的技術問題
但是，在專利文獻3、4中，主要目的是提高鈦銅的強度以及彎曲加工性，沒有關注永久應變問題。
在專利文獻5～8的說明書所記載的實施例以及比較例中，發現了若干具有1100MPa以上的0.2%屈服強度的鈦銅。但是，在專利文獻5～8所提出的現有技術中，如果在對材料施加負載並使其變形後除去負載，則會產生永久應變，因此可知僅僅具有高強度仍然無法用作自動對焦相機模組等的導電性彈簧材料。
另外，在專利文獻9中，雖然公開了通過層片組織能夠增大強度，但是用於需要更高的強度的自動對焦相機模組等用途時材料會發生破裂，因此存在無法作為彈簧材料發揮功能的問題。因此，基於無法兼顧強度和減少永久應變的觀點，是不合適的。
在專利文獻10～12中，公開了抑制永久應變的發生的方法。然而，對於箔厚比較薄的材料，可知在專利文獻10～12提出的技術中，其效果無法發揮到所需要的程度。即，在專利文獻10～12提出的技術中，雖然箔厚達到某個程度時可發揮較強的效果，但是在箔厚較薄的情況下，無法發揮達到根據箔厚較厚時所預測的程度的充分效果。
在專利文獻13中，雖然有強度高且永久應變的鈦銅箔的記載，但是沒有著眼於蝕刻性。
進一步，近年伴隨著影像感測器的高畫素化等相機的高功能化，存在透鏡的個數增多的傾向，因此當相機模組落回時，對材料施加了可使其塑性變形的程度的較強的力。因此，需要比以往更難以產生永久應變。另外，當在自動對焦模組中使用時，由於通過蝕刻加工形成彈簧材料，因此除了上述以外，蝕刻性（蝕刻時的電路直線性）也是一個重要的特性。
基於以上的背景，在近年的相機模組中，不產生永久應變非常重要，除此之外還需要良好的蝕刻性（蝕刻中的電路直線性），因此上述的鈦銅箔仍有改善的餘地。
本發明的課題是解決上述技術問題，在一實施方式中，其目的在於提供一種用作彈簧時具有所需要的高強度、蝕刻性良好、並且永久應變小的鈦銅箔。另外，本發明在另一實施方式中，目的在於提供一種具有這樣的鈦銅箔的伸銅製品。另外，本發明在再一實施方式中，目的在於提供一種具備這樣的鈦銅箔的電子設備部件。另外，本發明在又一實施方式中，目的在於提供一種具有這樣的鈦銅箔的自動對焦相機模組。
解決技術問題的方法
本發明人，研究金屬組織對永久應變產生的影響，結果發現，金屬組織中的規定的微小的層狀組織不僅可以抑制永久應變，在改善蝕刻性以及低迴圈疲勞特性上也很有效。另外還發現，這樣的Cu和Ti的微小的層狀組織，可通過調節鑄造時的凝固速度和在熱軋製後進行溫軋製得到。
基於以上知識，本發明在一個方面，提供一種鈦銅箔，含有1.5～5.0質量%的Ti，餘量由Cu以及不可避免的雜質構成，在通過STEM－EDX沿厚度方向對與軋製方向平行的斷面進行分析得到的Ti濃度曲線上，沿厚度方向交錯地存在低濃度Ti層和高濃度Ti層，該低濃度Ti層的Ti濃度低於Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值，高濃度Ti層的Ti濃度為Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值以上，本說明書中定義的HH 以及HL ，滿足1.0質量%≤HH ≤30質量%且HH /HL ≥1.1。
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，對與軋製方向平行的方向進行遵照JIS P8115：2001的MIT試驗時，彎曲次數為800次以上。
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，與軋製方向平行的方向上的抗拉強度為1100MPa以上。
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，還含有總量為1.0質量%以下的從Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中選擇的一種以上的元素。
另外，在本發明的另一方面，是具備以上任一項所述的鈦銅箔的伸銅製品。
另外，在本發明的再一方面，是具備以上任一項所述的鈦銅箔的電子設備部件。
本發明的電子設備部件在一實施方式中，是自動對焦相機模組。
另外，在本發明的又一方面，是一種自動對焦相機模組，其具備：透鏡；朝向光軸方向的初始位置對該透鏡進行彈性施力的彈簧部件；產生與該彈簧部件的施加力對抗的電磁力並能夠沿光軸方向驅動所述透鏡的電磁驅動單元，所述彈簧部件為以上任一項所述的鈦銅箔。
發明的效果
根據本發明，能夠得到蝕刻性良好、高強度並且永久應變小的鈦銅箔，該鈦銅箔，能夠合適地用作在自動對焦相機模組等的電子設備部件中使用的導電性彈簧材料
以下，詳細說明本發明的具體的實施方式。需要說明的是，本發明不限於以下的實施方式，在不改變本發明的要旨的範圍內能夠進行各種變更。
［1. 鈦銅箔］
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，含有1.5～5.0質量%的Ti，餘量由銅以及不可避免的雜質構成，在使用STEM－EDX沿厚度方向對與軋製方向平行的斷面進行分析得到的Ti濃度曲線上，交錯存在低濃度Ti層和高濃度Ti層，該低濃度Ti層的Ti濃度低於Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值，且該高濃度Ti層的Ti濃度為Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值以上，下文中定義的HH 以及HL ，滿足1.0質量%≤HH ≤30質量%並且HH /HL ≥1.1。需要說明的是，在本發明中，STEM－EDX是指，使用掃描型透射電子顯微鏡（STEM）的能量分散型X射線光譜法（EDX）進行的分析。
（Ti濃度）
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，Ti濃度為1.5～5.0質量%。鈦銅箔，通過固溶化處理使得Ti固溶在Cu基體中，並通過時效處理使得微小的析出物分散在合金中，由此提高強度以及電導率。
基於析出物的析出不會過多或不足、且得到所需的強度的觀點，Ti濃度為1.5質量%以上，優選為2.5質量%以上，更優選為2.7質量%以上。另外，基於加工性良好，因而軋製時材料難以破裂的觀點，Ti濃度為5.0質量%以下，優選為4.5質量%以下，更優選為4.3質量%以下。
（其他的添加元素）
本發明的鈦銅箔，在一實施方式中，通過含有以總量計為1.0質量%以下的Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一種以上，能夠進一步提高強度。但是，這些元素的總含量可以為0，也就是說，也可以不含有這些元素。這些元素的總含量的上限選用1.0質量%的理由是，若超過1.0質量%，則加工性變差，軋製時材料容易產生破裂。若考慮強度以及加工性的平衡，則優選含有以總量計為0.005～0.5質量%的上述元素的一種以上。需要說明的是，在本發明中，即使不含有上述添加元素，也具有所需的效果。
另外，Ag的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。B的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.05質量%以下。Co的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。Fe的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.25質量%以下。Mg的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。Mn的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。Mo的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.3質量%以下。Ni的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。P的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。Si的優選添加量為0.1質量%以下，更優選的添加量為0.05質量%以下。Cr的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.4質量%以下。Zr的優選添加量為0.5質量%以下，更優選的添加量為0.1質量%以下。但是，不限於上述添加量。
（抗拉強度）
在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，與軋製方向平行的方向上的抗拉強度，例如能夠為1100MPa以上，進一步能夠達到1200MPa以上。在用作自動對焦相機模組的導電性彈簧材料方面，與軋製方向平行的方向上的抗拉強度為1200MPa以上的特性是優選的。在優選的實施方式中，與軋製方向平行的方向以及垂直的方向上的抗拉強度均為1300MPa以上，在進一步優選的實施方式中均為1400MPa以上。
另一方面，關於抗拉強度的上限值，基於本發明欲得到的強度，沒有特別限制，但是如果考慮到勞力以及成本，則與軋製方向平行的方向以及垂直的方向上的抗拉強度通常為2000MPa以下，典型地為1800MPa以下。
在本發明中，鈦銅箔的與軋製方向平行的方向上的抗拉強度，遵照JIS Z2241：2011（金屬材料抗拉試驗方法）進行測量。
（低迴圈疲勞特性）
低迴圈疲勞特性，通過重複進行彎曲試驗直到斷裂為止的次數（彎曲次數）進行評價。在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，在彎曲試驗中到斷裂為止的重複次數例如為500次，進一步能夠達到1000次以上。在用作自動對焦模組的導電性彈簧材料方面，在彎曲試驗中到斷裂為止的重複次數為1000次以上的特性是優選的。彎曲次數越高則低迴圈疲勞特性越好，優選為500次以上，更優選為800次以上，還更優選為1000次以上。需要說明的是，低迴圈疲勞特性是指，使得材料產生變形（彎曲）時不會斷裂的性質，因此強度（抗拉強度、0.2%屈服強度）高的材料不一定低迴圈疲勞特性也好。
另外，在本發明中，彎曲次數的測量，進行遵照JIS P8115：2001的MIT試驗。
（永久應變）
永久應變，將該鈦銅箔裁成規定大小以採取短條試樣，將試樣的長度方向上的一個端部固定，另一個端部與該固定端的距離為L，在另一個端部的頂端推壓有被加工成刀刃狀的沖頭，對試樣施加距離為d的撓度後，卸載負載P使沖頭回到初始位置（參照圖7）。卸載上述沖頭的負載P後，求出永久應變數δ。永久應變數越低則耐永久應變性越好，其優選為0.3以下，更優選為0.1以下，還更優選為0.05以下，進一步優選為低於0.01。需要說明的是，關於試驗條件，可根據試樣的厚度調節上述L和d。
（蝕刻性）
蝕刻性，使用規定的蝕刻溶液，對該鈦銅箔進行蝕刻，形成具有固定的大小的直線電路，並透過STEM觀察該電路。這裡，最大電路寬度和最小電路寬度之差，越小則蝕刻性越好，優選小於10μm。
（層狀組織）
本發明的鈦銅箔的一實施方式，如圖1、2所示，對與軋製方向平行的斷面進行使用掃描型透射電子顯微鏡（STEM）的能量分散型X射線光譜法（EDX）的分析（STEM－EDX分析），在這種情況下，在與軋製方向平行的斷面上，Ti濃度低於平均濃度的低濃度Ti層，和Ti濃度為平均濃度以上的高濃度Ti層，在厚度方向（圖1中為上下方向）交錯存在。換言之，本發明的鈦銅箔在一實施方式中，Ti濃度在厚度方向上變化。即，在本發明中，具有由Cu以及高濃度Ti構成的層和由Cu以及低濃度Ti構成的層交錯存在的層狀組織。
可認為由於這樣的層狀組織在與軋製方向平行的斷面上連續地穩定地存在，因此對撓度的抵抗得到強化且難以產生永久變形，即使是厚度為0.1mm以下的較薄的銅箔，也能夠有效地減少永久應變，但是本發明並不限於這樣的理論。
該“層狀組織”的定義是，低濃度Ti層和高濃度Ti層在厚度方向上交錯地存在的組織，且各個層在軋製方向上連續50nm以上。即，可以說在軋製方向上，Ti濃度的變化小。另一方面，軋製方向上的層的長度小於50nm的各個層被定義為斑點組織。即，可以說，在軋製方向上，與層狀組織相比其Ti濃度的變化較大。
如下說明研究層狀組織的方法。例如，在進行上述STEM－EDX分析的情況下，在1個視野（倍率1,000,000倍，觀察視野：140nm×140nm）中，首先在厚度方向上進行線分析，得到Ti濃度曲線。接著，在該Ti濃度曲線的Ti濃度內的任意1點，沿著與厚度方向垂直的方向（軋製方向）進行線分析，求出該Ti濃度的偏差在所選擇的測量值的±5%的範圍內的軋製方向上的長度。在不同的視野中進行3次上述長度測量，在長度的平均值為50nm以上的情況下，可以說是存在層狀組織。
另一方面，現有的鈦銅箔，如圖3所示，在與軋製方向平行的斷面上，Ti濃度較高的部分和較低的部分不連續地且呈斑點狀地分佈，並且，厚度方向上的Ti濃度的多個峰值大致均等。在這種情況下，對於厚度較薄的箔，由於組織不連續，故而對撓度的抵抗沒有那麼強，容易產生彈性限度內的永久變形，因此可認為無法充分抑制永久應變。
另外，能夠規定厚度方向上的高濃度Ti層的高度，以及高濃度Ti層的高度與低濃度Ti層的高度之比，作為表徵該層狀組織的指標。
該分析，通過STEM－EDX分析進行。若使用STEM－EDX沿著厚度方向對與軋製方向平行的斷面進行線分析，則取決於Ti濃度的大小，每個測量點的Ti濃度會變化。在本發明中，測量1個視野（倍率1,000,000倍，觀察視野：140nm×140nm）中的Ti濃度，得到如圖2所示的與厚度方向的距離對應的Ti濃度曲線。Ti濃度曲線中的高濃度Ti層和低濃度Ti層，將JIS B0601中規定的與表面性狀相關的輪廓曲線替換成Ti濃度曲線使用。即，用B（Ti濃度曲線的平均值）截斷Ti濃度曲線時，在X軸方向上相鄰的兩個交叉點所夾著的曲線部分中的，Ti濃度為Ti濃度曲線的平均值或者大於該平均值的上側部分，被定義為高濃度Ti層。另外，用B（Ti濃度曲線的平均值）截斷Ti濃度曲線時，在X軸方向上相鄰的兩個交叉點夾著的曲線部分中的，Ti濃度低於Ti濃度曲線的平均值的下側部分，被定義為低濃度Ti層。
（高濃度Ti層的高度、低濃度Ti層的高度）
為了得到上文所述的鈦銅箔，使所述Ti濃度曲線中的高濃度Ti層的高度HH 為規定值以上很重要。基於可發現優良的低迴圈疲勞特性的觀點，上述高度HH 為1.0質量%以上，優選為2.0質量%以上，更優選為3.0質量%以上，進一步優選為4.5質量%以上。基於得到良好的蝕刻性的觀點，上述高度HH 為30質量%以下，優選為20質量%以下，更優選為15質量%以下，進一步優選為10質量%以下。
在下文中說明求出高濃度Ti層的高度HH 和低濃度Ti層的高度HL 的方法。如圖2所示，在厚度方向上的140nm中，濃度最高的一側依次選擇5個上述Ti濃度曲線上的峰並記做A1 、A2 、A3 、A4 、A5 ，並且從濃度最低的一側依次選擇5個Ti濃度曲線的各個穀部並記做C1 、C2 、C3 、C4 、C5 ，並將上述Ti濃度曲線的平均Ti濃度記做B，此時，高濃度Ti層的高度HH 用以下的式（1）定義，低濃度Ti層的高度HL用以下的式（2）定義。
式（1）HH ＝｛（A1 －B）＋（A2 －B）＋（A3 －B）＋（A4 －B）＋（A5 －B）｝/5
式（2）HL ＝｛（B－C1 ）＋（B－C2 ）＋（B－C3 ）＋（B－C4 ）＋（B－C5 ）｝/5
如此，求出各視野的HH 和HL ，將多個（至少3個以上）的不同視野的HH 和HL 的平均值用作HH 和HL 的測量值。
需要說明的是，由於發現Cu和Ti的層狀組織與軋製方向平行，因此上述線分析必須在鈦銅箔的厚度方向上進行。
（高濃度Ti層與低濃度Ti層相比的高度之比的定義）
高濃度Ti層與低濃度Ti層相比的高度之比，使用上述的HH 、HL 定義為HH /HL 。
為了得到上文所述的鈦銅箔，需要適當調節上述Ti濃度曲線中的HH /HL 。
若HH /HL 小，則難以得到良好的低迴圈疲勞特性。為了得到上述的低迴圈疲勞特性，優選使得HH /HL 為1.1以上，更優選為1.2以上，還更優選為1.3以上。但是，雖然HH /HL 過高不會帶來任何不利，但是考慮到勞力、成本，通常優選將其調節到10以下，更優選調節到8以下，還更優選調節到5以下。
（鈦銅箔的厚度）
本發明的鈦銅箔在一實施方式中，例如厚度為0.1mm以下，在典型的實施方式中，厚度為0.018mm～0.08mm，在更典型的實施方式中厚度為0.02mm～0.06mm。
［2. 鈦銅箔的製造方法］
為了製造如上文所述的鈦銅箔，首先使用熔融爐熔融電解銅、Ti等原料，得到所需的組成的熔液。然後，將該熔液供應到鑄模的鑄造空間中，在此鑄造鑄錠。為了防止鈦的氧化損耗，熔融以及鑄造優選在真空中或者在惰性氣體氛圍中進行。
這裡，為了得到上文所述的鈦銅箔的規定的層狀組織，調節鑄模並調節熱軋製後的溫軋製條件非常重要。通過調節鑄模和調節溫軋製的條件，能夠控制層狀組織中的高濃度Ti層的高度，並能夠控制高濃度Ti層與及低濃度Ti層相比的高度之比。
雖然沒有特別指定鑄模的厚度，但是優選調節到與鑄錠的厚度為同等程度。鑄模的周壁部分的厚度，沿著與鑄錠的厚度平行的方向進行測量。
另外，鑄模的周壁部分的材質，優選為耐火磚。以往，鑄模的周壁部分的材質選用鑄鐵或銅，但是通過將它們替代成耐火磚，能夠減緩供應熔液後的冷卻速度，並減緩鑄錠的冷卻。然後，通過減緩鑄錠的冷卻，能夠調節Ti的層狀組織。
之後，典型地，對鑄錠依次進行：熱軋製、溫軋製、冷軋製1、固溶化處理、冷軋製2、時效處理，得到具有所需的厚度以及特性的箔。當然，通過上述方法，除了箔以外還能夠加工成條的形狀。
熱軋製按照鈦銅箔的製造方法所採用的慣例條件進行即足夠，這裡沒有特別要求的條件。例如，在熱軋製中，基於加工性的觀點，加熱溫度優選為500℃以上，更優選為700℃以上，還更優選為900℃以上。但是，基於生產效率的觀點，優選為950℃以下。
這裡，通過在熱軋製後引入溫軋製，能夠調節層狀組織中的高濃度Ti層的分佈狀況。為了得到良好的低迴圈疲勞特性，溫軋製的加熱溫度優選為300～450℃，更優選為320～430℃，進一步優選為350～420℃。另外，基於得到良好的低迴圈疲勞特性的觀點，加熱保持時間優選為5小時以下，更優選為3小時以下，還更優選為2小時以下。若低於上述的溫度，則高濃度Ti層的高度過高，會導致蝕刻性降低。另外，在超過上述溫度的情況下或在長時間加熱的情況下，難以得到良好的迴圈疲勞特性。但是，基於得到1100MPa以上的抗拉強度的觀點，加熱保持時間優選為1小時以上。需要說明的是，基於減少溫度差導致的裂紋的觀點，溫軋製中的軋製材料的結束溫度優選為300℃以上。
另外，為了調節高濃度Ti層與低濃度Ti層相比的高度之比，溫軋製時的壓下率很重要，但是若壓下率過高則材料會變脆，在此後的軋製中容易發生破裂。因此，本發明中，溫軋製的壓下率小於50%，優選為45%以下，更優選為40%以下。另外，若壓下率過低則容易發生永久應變。因此，溫軋製的壓下率為5%以上，優選為10%以上，更優選為20%以上。需要說明的是，壓下率R（%）由下式（3）定義。
式（3）R＝｛（t0 －t）/t0 ｝×100（t0 ：軋製前的板厚，t：軋製後的板厚）
此後的冷軋製1的條件按照製造鈦銅箔所採用的慣例條件即足夠，這裡沒有特別要求的條件。另外，固溶化處理也可以採用慣例的條件，例如能夠在700～1000℃、5秒鐘～30分鐘的條件下進行。
為了得到高強度，能夠在固溶化處理之後進行冷軋製2。冷軋製2的壓下率優選超過90%，更優選為95%以上。在90%以下的情況下，難以得到1100MPa以上的抗拉強度。基於本發明欲得到的強度，壓下率的上限沒有特別限制，但是工業上不會超過99.8%。
時效處理的加熱溫度優選選用200～450℃，加熱時間優選選用2～20小時。在加熱溫度小於200℃的情況和超過450℃的情況下，難以得到1100MPa以上的抗拉強度。在加熱時間小於2小時的情況和超過20小時的情況下，難以得到1100MPa以上的抗拉強度。
需要說明的是，通常，在熱處理後，為了除去表面生成的氧化膜或氧化物層，進行表面的酸洗、研磨等。在本發明中，也能夠在熱處理後進行表面的酸洗、研磨等。
［3. 用途］
本發明的鈦銅箔，沒有限定，能夠適合地用作開關、連接器、插座、端子，繼電器等電子設備用部件的材料，或者能夠適合地用作伸銅製品，尤其適合用作在自動對焦相機模組等電子設備部件中使用的導電性彈簧材料。
自動對焦相機模組在一實施方式中，具備：透鏡；彈簧部件，其朝向光軸方向上的初始位置對該透鏡進行彈性施力；電磁驅動單元，其產生與該彈簧部件的施加力對抗的電磁力並能夠沿光軸方向驅動所述透鏡。電磁驅動單元，示例性地能夠具備：“コ”字形圓筒形狀的磁軛；線圈，其被收納在磁軛的內部壁的內側；磁鐵，其圍繞線圈並且被收納在磁軛的外周壁的內側。
圖4是示出本發明的自動對焦相機模組的一示例的剖面圖，圖5是圖4的自動對焦相機模組的分解立體圖，圖6是示出圖4的自動對焦相機模組的動作的剖面圖。
自動對焦相機模組1具備：“コ”字形圓筒形狀的磁軛2；設置於磁軛2的外壁的磁鐵4；在中央位置具備透鏡3的支架（carrier）5；安裝於支架5的線圈6；安裝磁軛2的基座7；支撐基座7的框架8；在上下支撐支架5的2個彈簧部件9a、9b；上下覆蓋這些部件的2個蓋10a、10b。2個的彈簧部件9a、9b為相同部件，以相同的位置關係從上下夾持並支撐支架5，並且發揮作為給線圈6供電的路徑的功能。通過在線圈6上施加電流，向上方移動支架5。需要說明的是，在本說明書中，適當地使用“上”以及“下”的術語，是指圖4中的上下，“上”表示從相機朝向被拍攝物體的位置關係。
磁軛2是軟鐵等磁性體，並形成上表面部閉合的“コ”字形圓筒形狀，具有圓筒狀的內壁2a和外壁2b。在“コ”字形的外壁2b的內表面上，安裝（接合）有環狀的磁鐵4。
支架5呈具有底面部的圓筒形狀結構並且是由合成樹脂等製成的成形品，在中央位置處支撐透鏡，在底面外側上接合搭載有預先成形的線圈6。矩形狀樹脂成形品的基座7的內周部嵌合併組裝有磁軛2，進一步通過樹脂成形品的框架8固定磁軛2整體。
彈簧部件9a、9b，各自的最外周部分別被框架8和基體7夾持並固定，在內周部上的每間隔120°的切槽與支架5嵌合，通過熱鉚接等進行固定。
彈簧部件9b與基座7以及彈簧部件9a與框架8之間通過接合或熱鉚接等進行固定，進一步，將蓋10b安裝在基座7的底面，將蓋10a安裝在框架8的上部，並分別將彈簧部件9b夾持固定在基座7與蓋10b之間，將彈簧部件9a夾持固定在框架8與蓋10a之間。
線圈6的一端的引線，穿過設置於支架5的內周面的槽內向上延伸，並焊接在彈簧部件9a上。另一端的引線穿過設置於支架5的底面的槽內向下方延伸，並焊接在彈簧部件9b上。
彈簧部件9a、9b，是本發明的鈦銅箔的板彈簧。具有彈簧特性，朝向光軸方向上的初始位置對透鏡3進行彈性施力。同時，還發揮給線圈6供電的路徑的作用。彈簧部件9a、9b的外周部的一個部位向外側突出，發揮供電端子的功能。
圓筒狀的磁鐵4沿徑向（徑）方向被磁化，形成以“コ”字形狀的磁軛2的內壁2a、上表面部以及外壁2b為路徑的磁路，在磁鐵4與內壁2a之間的間隙中，配置有線圈6。
彈簧部件9a、9b形狀相同，並且如圖4以及5所示以相同的位置關係進行安裝，因此在支架5朝向上方移動時能夠避免軸偏移。線圈6，是在捲繞後進行加壓成形而製作的，成品外徑的精度提高，能夠容易地配置在規定的狹小間隙中。支架5，在最下位置處抵接基座7，在最上位置處抵接磁軛2，因此具備在上下方向上進行抵接的機構，可防止脫落。
圖6是示出在線圈6上施加電流，使得具備透鏡3的支架5朝向上方移動的剖面圖。若在彈簧部件9a、9b的供電端子上施加電壓，則電流流過線圈6從而對支架5在施加朝向上方的電磁力。另一方面，所連接的2個彈簧部件9a、9b的恢復力朝向下方施加於支架5。因此，支架5的朝向上方的移動距離位於電磁力與恢復力平衡的位置。由此，通過施加於線圈6的電流量，能夠決定支架5的移動量。
上側彈簧部件9a支撐支架5的上表面，下側彈簧部件9b支撐支架5的下表面，因此恢復力在支架5的上表面以及下表面均勻地朝向下方施力，能夠將透鏡3的軸偏移抑制為較小。
因此，在支架5朝向上方移動中，不需要要肋等形成的引導件，也未使用。由於沒有引導件引起的滑動摩擦，因此支架5的移動量，純粹受電磁力和恢復力的平衡的支配，實現了順滑地且以高精度移動透鏡3。由此，能夠實現透鏡抖動較小的自動對焦。
需要說明的是，以磁鐵4為圓筒形狀進行了說明，但是不限於此，能夠將磁鐵4分割成3份至4份並沿徑向方向進行磁化，並可以將其貼附固定在磁軛2的外壁2b的內表面。
〔實施例〕
以下與比較例一起示出本發明的實施例，但是提供這些實施例僅僅是為了更好地理解本發明及其優點，並非意圖限定本發明。
將含有如表1所示的合金成分並且餘量由銅以及不可避免的雜質構成的合金用作實驗材料，並研究合金成分以及製造條件對組織、抗拉強度、低迴圈疲勞特性、蝕刻性以及永久應變產生的影響。
＜製造條件＞
首先，使用真空熔融爐熔融2.5kg的電解銅，並添加合金元素以得到如表1以及2所記載的合金組成。將該熔液鑄入如下所示的鑄模，製造厚度為30mm、寬度為60mm、長度為120mm的鑄錠。依次按照以下的步驟加工該鑄錠，製造具有如表1以及2所記載的規定的厚度的製品試樣。
（1）熔融鑄造：鑄造溫度選用1300℃，鑄模從耐火磚、鑄鐵中進行選擇，並改變鑄造時的平均冷卻速度。鑄鐵的冷卻速度比耐火磚快。鑄模的厚度為30mm。
（2）熱軋製：進一步將上述鑄錠在950℃下加熱並保持3小時後，軋製到10mm。
（3）溫軋製：將上述熱軋製材料在300～450℃下加熱並保持2小時後，按照壓下率軋製到規定的厚度。結束溫度均為300℃以上。
（4）研磨：用研磨機除去在熱軋製中生成的氧化皮。研磨後的厚度為9mm。
（5）冷軋製1：考慮冷軋製2的壓下率和製品試樣的厚度，軋製到規定的厚度。
（6）固溶化處理：將試樣裝入升溫到800℃的電爐1中，保持5分鐘後，將試樣放入水槽中進行急速冷卻。
（7）冷軋製2：按照表1以及2所示的壓下率軋製到各個製品厚度。
（8）時效處理：將溫度和時間分別設為300℃、2小時，在Ar氛圍中進行加熱。
對於如上所述製造的各個製品試樣，進行以下的評價。
＜1. 組織分析＞
如上文所述，通過STEM－EDX（掃描型透射電子顯微鏡）對與軋製方向平行的斷面進行觀察，基於得到的圖像判斷是層狀組織還是斑點的組織。這裡使用的STEM－EDX，是JEOL公司製造的JEM－2100F，測量條件為試樣傾斜角度0°，加速電壓200kV。
另外，通過STEM－EDX沿厚度方向對與軋製方向平行的斷面進行線分析，得到與厚度方向上的距離對應的Ti濃度曲線。需要說明的是，測量3個不同視野內的Ti濃度，並測量各視野中的如下式（1）以及（2）所示的HH 和HL ，將不同視野內的平均值用作測量值。
式（1）HH ＝｛（A1 －B）＋（A2 －B）＋（A3 －B）＋（A4 －B）＋（A5 －B）｝/5
式（2）HL ＝｛（B－C1 ）＋（B－C2 ）＋（B－C3 ）＋（B－C4 ）＋（B－C5 ）｝/5
進一步，按照上文所述的方法，通過STEM－EDX進行組織分析。其結果在表1中示出。
＜2. 抗拉強度＞
基於JIS Z2241：2011，使用拉伸試驗機測量與軋製方向平行的方向上的抗拉強度。
＜3. 低迴圈疲勞特性＞
低迴圈疲勞特性使用東洋精機製造的MIT試驗機（D型）進行評價。以長度方向是軋製平行方向的方式裁取寬度3.2mm、長度110mm的短條試樣，負載為250g，彎曲部曲率半徑為2mm，左右的彎曲角度為135°，彎曲速度為175cpm（次/min），上述以外的條件按照JIS P8115：2001進行。另外，關於各個樣品，將到斷裂為止的重複次數為1000次以上評價為「◎」，將800次以上且小於1000次評價為「○」，將小於800次評價為「×」。
＜4. 永久應變＞
以長度方向為軋製平行方向的方式裁取寬度15mm、長度25mm的短條試樣，如圖7所示，固定試樣的一端，在距離該固定端L的位置處，頂端被加工成刀刃狀的沖頭以1mm/分的移動速度進行推壓，對試樣施加距離為d的撓度後，使沖頭返回到初始的位置並卸載負載。卸載負載後，求出永久應變數δ。
試驗條件是，在試樣的箔厚為0.05mm以下的情況下，條件為L＝3mm、d＝2mm，在箔厚比0.05mm更厚的情況下，條件為L＝5mm、d＝4mm。另外，永久應變數通過0.01mm的解析度進行測量，在沒有檢測到永久應變的情況下，在表1以及2中記做「＜0.01mm」。
＜5. 蝕刻直線性＞
使用37質量%，波美度40°的氯化亞鐵水溶液，對各個樣品箔進行蝕刻，形成線寬100μm、長度150mm的直線電路。使用掃描型電子顯微鏡（日立製造，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小於10μm評價為○，將10μm以上評價為×。
Figure AA1
 〔表1〕
根據實施例1～26，可確認到能夠得到蝕刻性良好、強度高且永久應變小的鈦銅箔。
實施例1～8、10～13以及15～25中，溫軋製的溫度以及壓下率滿足了合適的範圍，因此滿足HH 為1.0以上且HH /HL 為1.1以上，故而兼具低迴圈疲勞特性和抑制永久應變。
實施例9中，滿足HH 為1.0以上且HH /HL 為1.1以上，且得到了良好的強度，能夠抑制永久應變，但是由於溫軋製時間稍長，因此低迴圈疲勞特性較差。
實施例14中，由於母相的Ti濃度略低，因此與實施例1～13以及15～25相比抗拉強度略低、永久應變略高，但是由於進行了合適的溫軋製，因此滿足HH 為1.0以上且HH /HL 為1.1以上且低迴圈疲勞特性良好。
實施例26中，雖然滿足了HH 為1.0以上且HH /HL 為1.1以上，但是冷軋製2的壓下率為90%以下，所以沒有得到良好的強度以及低迴圈疲勞特性。
Figure AA2
 〔表2〕
比較例1中，由於溫軋製時的壓下率低，因此HH /HL 小於1.1，發生永久應變。
比較例2中，由於溫軋製時的壓下率高，因此在此後的軋製中發生破裂，無法進行樣品的配製，和強度、低迴圈疲勞特性以及永久應變的測量。
比較例3中，由於溫軋製的溫度低，因此HH 超過30質量%，蝕刻性變差。
比較例4中，由於溫軋製的溫度高，因此HH 小於1.0質量%，在MIT試驗中發生破斷。
比較例5中，由於母相的Ti濃度超過5質量%，因此在熱軋製中發生破裂，無法進行樣品的配製，以及強度、永久應變的測量。
比較例6中，由於次要成分的總量超過1.0質量%，因此在熱軋製中發生破裂，無法進行樣品的配製，以及強度、永久應變的測量。
比較例7中，由於鑄模為鑄鐵，因此鑄模的材質導致鑄錠的冷卻較快，故而組織呈斑點狀，在MIT中發生斷裂。另外，發生永久應變。
比較例8中，由於未進行溫軋製，因此HH 超過30質量%並且HH /HL 低於1.1，故而導致蝕刻性變差。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
［本發明］ 1:自動對焦相機模組 2:磁軛 2a:內壁 2b:外壁 3:透鏡 4:磁鐵 5:支架 6:線圈 7:基座 8:框架 9a:上側的彈簧部件 9b:下側的彈簧部件 10a、10b:蓋 P:負載 L、d:距離 δ:永久應變數
圖1是示出在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，對與軋製方向平行的斷面進行STEM－EDX分析得到的Ti映射圖。 圖2是示出在本發明的鈦銅箔的一實施方式中，對與軋製方向平行的斷面進行STEM－EDX的線分析得到的與軋製方向平行的斷面的厚度方向上的Ti濃度曲線的圖譜的示意圖的一示例。 圖3是對現有的鈦銅的與軋製方向平行的斷面進行STEM－EDX分析得到的Ti映射圖的一示例。 圖4是示出本發明的自動對焦相機模組的剖面圖。 圖5是圖4的自動對焦相機模組的分解立體圖。 圖6是示出圖4的自動對焦相機模組的動作的剖面圖。 圖7是示出測量永久應變數的方法的概略圖。
1:自動對焦相機模組
2:磁軛
2a:內壁
2b:外壁
3:透鏡
4:磁鐵
5:支架
6:線圈
7:基座
8:框架
9a:上側的彈簧部件
9b:下側的彈簧部件
10a、10b:蓋

Claims (8)

  1. 一種鈦銅箔，含有1.5～5.0質量%的Ti，餘量由Cu以及不可避免的雜質構成，在通過STEM－EDX沿厚度方向分析與軋製方向平行的斷面得到的Ti濃度曲線上，沿厚度方向交錯存在低濃度Ti層和高濃度Ti層，所述低濃度Ti層的Ti濃度小於Ti濃度曲線上的Ti濃度的平均值，所述高濃度Ti層的Ti濃度為Ti濃度曲線中的Ti濃度的平均值以上，所述高濃度Ti層之高度定義為HH ，所述低濃度Ti層之高度定義為HL ，其中HH 以及HL 滿足1.0質量%≤HH ≤30質量%並且HH /HL ≥1.1。
  2. 如請求項1所述之鈦銅箔，其中對與軋製方向平行的方向進行遵照JIS P8115：2001的MIT試驗時，彎曲次數為800次以上。
  3. 如請求項1或2所述之鈦銅箔，其中與軋製方向平行的方向上的抗拉強度為1100MPa以上。
  4. 如請求項1或2所述之鈦銅箔，其中還含有總量為1.0質量%以下的從Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中選擇的一種以上的元素。
  5. 一種伸銅製品，具備如請求項1至4中任一項所述的鈦銅箔。
  6. 一種電子設備部件，具備如請求項1至4中任一項所述的鈦銅箔。
  7. 如請求項6所述之電子設備部件，其中該電子設備部件是自動對焦相機模組。
  8. 一種自動對焦相機模組，具備：透鏡；彈簧部件，其朝向光軸方向上的初始位置對所述透鏡進行彈性施力；電磁驅動單元，其產生與所述彈簧部件的施加力對抗的電磁力並且能夠沿光軸方向驅動所述透鏡，其中所述彈簧部件為如請求項1至4中任一項所述的鈦銅箔。
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