WO2018180428A1 - 層状組織を有する高強度チタン銅条および箔 - Google Patents

層状組織を有する高強度チタン銅条および箔 Download PDF

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健太 辻江
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    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
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    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing

Definitions

  • the present invention has excellent strength and sag resistance, and is particularly suitable for use as a conductive spring material such as an autofocus camera module. Titanium copper, a method for producing titanium copper, a rolled copper product, an electronic device component, and The present invention relates to an autofocus camera module.
  • An electronic component called an autofocus camera module is used for the camera lens part of a mobile 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 (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the copper alloy foil used in the autofocus camera module needs to have a spring strength enough to withstand material deformation caused by electromagnetic force. If the spring strength is low, the material cannot withstand displacement due to electromagnetic force, and permanent deformation (sagging) will occur, and the electromagnetic force will not return to its initial position after unloading. When the sag occurs, the lens cannot move to a desired position when a constant current is passed, and the autofocus function is not exhibited.
  • 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 0.2% proof stress has been used.
  • titanium copper foil which is relatively cheaper than Cu—Ni—Sn based copper alloys, and its demand is increasing.
  • the strength of the titanium copper foil is lower than that of the Cu—Ni—Sn based copper alloy foil, and there is a problem that sag occurs.
  • As means for increasing the strength of titanium copper for example, there are those described in Patent Documents 3 and 4.
  • the titanium copper manufacturing process is solution treatment, sub-aging treatment, cold rolling, and aging treatment, and the heat treatment after solution treatment is divided into two stages, whereby the width of Ti concentration by spinodal decomposition ( There has been proposed a method for increasing the density and improving the balance between strength and bending workability.
  • Patent Document 4 also describes that it is effective to increase the fluctuation of Ti concentration in the same manner by making the titanium copper manufacturing process solution treatment, preliminary aging treatment, aging treatment, finish rolling, and strain relief annealing. Yes.
  • Patent Document 5 describes a method in which the average crystal grain size is adjusted by final recrystallization annealing, and then cold rolling and aging treatment are sequentially performed.
  • Patent Document 6 describes a method in which cold rolling, aging treatment, and cold rolling are sequentially performed after the solution treatment.
  • Patent Document 7 after hot rolling and cold rolling, a solution treatment is performed in which the temperature is maintained at 750 to 1000 ° C. for 5 seconds to 5 minutes, and then cold rolling with a rolling rate of 0 to 50% is performed. Describes a method of adjusting the X-ray diffraction intensity of ⁇ 420 ⁇ on the plate surface by sequentially performing aging treatment at 300 to 550 ° C.
  • Patent Document 8 ⁇ 220 ⁇ X-ray diffraction on a rolled surface is performed by sequentially performing a first solution treatment, intermediate rolling, final solution treatment, annealing, final cold rolling, and aging treatment under predetermined conditions. A method for adjusting the half width of the strength has been proposed.
  • Patent Document 9 after performing hot rolling and cold rolling, solution treatment, cold rolling with a reduction rate of 55% or more, It is described that aging treatment at 200 to 450 ° C. and cold rolling at a rolling reduction of 35% or more are sequentially performed to control the surface roughness of the copper alloy foil.
  • Patent Document 10 describes hot rolling and cold rolling. After hot rolling, solution treatment, cold rolling with a reduction rate of 55% or more, aging treatment at 200 to 450 ° C., cold rolling with a reduction rate of 50% or more, and strain relief annealing as necessary. In addition, it is described that I (220) / I (311) is controlled by controlling the reduction rate of cold rolling after the solution treatment.
  • Patent Document 9 In the titanium copper foil described in Patent Document 9 and Patent Document 10, it is described that 1100 MPa or more can be achieved with respect to 0.2% proof stress in a direction parallel to the rolling direction. Further, in Patent Document 11, after hot rolling at 800 to 1000 ° C. to a thickness of 5 to 20 mm, cold rolling with a workability of 30 to 99% is performed, and an average temperature increase rate of 400 to 500 ° C. is set to 1 to 50 ° C. Per second at a temperature range of 500 to 650 ° C.
  • Patent Document 12 Ti is contained in a range of 0.5 mass% or more and 3.5 mass% or less, and the remainder is cooled in titanium copper having a composition composed of Cu and inevitable impurities.
  • a method has been proposed in which a lamellar structure is formed after aging treatment by performing finish rolling and aging treatment with a rolling reduction exceeding 90% between or warm, thereby improving the balance between strength and conductivity.
  • JP 2004-280031 A JP 2009-115895 A Japanese Patent Laying-Open No. 2015-098622 JP2015-127438A Japanese Patent No. 4001491 Japanese Patent No. 4259828 JP 2010-126777 A JP 2011-208243 A Japanese Patent No. 5723849 Japanese Patent No. 5526212 JP 2014-074193 A JP 2014-173145 A
  • Patent Documents 3 and 4 the main purpose is to improve the strength and bending workability of titanium copper, and no attention is paid to the problem of sag.
  • titanium copper described in Patent Document 3 and Patent Document 4 has a strength of about 900 to 1200 MPa, there is a possibility that it cannot be used in applications that require high strength such as an autofocus module. .
  • Patent Documents 9 to 11 focus on the problem of dripping and propose a method for suppressing the occurrence of dripping. However, it has been found that the effects of the proposed techniques of Patent Documents 9 to 11 are not exhibited as much as expected for those having a relatively thin foil thickness. In other words, the proposed techniques of Patent Documents 9 to 11 exhibit a great effect when the foil thickness is somewhat thick, but have a sufficient effect as expected from the thick foil thickness when the foil thickness is thin. It turned out that it was not demonstrated.
  • Patent Document 12 there is a description that the strength increases due to the lamellar structure, but the titanium copper described in Patent Document 12 may have a low strength, and the material may break in applications where higher strength is required. Therefore, there is a problem that it does not function as a spring. Therefore, it is inappropriate from the viewpoint of achieving both strength and sag suppression.
  • the present invention has an object to solve such a problem, and has a required high strength when used as a spring and has a small sag and is used for an electronic device component such as an autofocus camera module. It is an object of the present invention to provide titanium copper, a method for producing titanium copper, a copper product, an electronic device component, and an autofocus camera module that can be suitably used as a conductive spring material.
  • the present inventor has found that a predetermined layered structure of Cu and Ti in the metal structure is effective for suppressing sag and increasing the strength. Further, it has been found that such a fine layered structure of Cu and Ti can be obtained by adjusting pre-annealing conditions before hot rolling.
  • the titanium copper of the present invention contains 1.5 to 5.0% by mass of Ti, the balance is made of Cu and inevitable impurities, and the cross section parallel to the rolling direction is measured by STEM-EDX.
  • the Ti concentration curve obtained by analyzing along the thickness direction the Ti concentration is less than the average value of the Ti concentration in the Ti concentration curve, and the Ti concentration is equal to or higher than the average value of the Ti concentration in the Ti concentration curve.
  • a certain high-concentration Ti layer has a layered structure of Cu and Ti alternately present in the thickness direction, and within the cross section parallel to the rolling direction, the maximum value of Ti concentration and the low concentration Ti in the high-concentration Ti layer
  • the difference in Ti concentration in the layered structure which is the difference from the minimum Ti concentration in the layer, is 3% by mass or more.
  • the Ti concentration difference in the layered structure is preferably 3 to 50% by mass.
  • the titanium copper of the present invention preferably has a tensile strength in the direction parallel to the rolling direction of 1100 MPa or more.
  • the titanium copper of the present invention contains one or more elements selected from Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr and Zr in a total amount of 0 to 1.0. It can further be contained by mass%.
  • the electronic device component of the present invention is provided with any of the above-described titanium copper.
  • the electronic device component is preferably an autofocus camera module.
  • An autofocus camera module includes a lens, a spring member that elastically biases the lens toward an initial position in the optical axis direction, and an electromagnetic force that resists the biasing force of the spring member to generate the lens on the optical axis.
  • Electromagnetic drive means that can be driven in the direction is provided, and the spring member is any one of the above-described titanium copper.
  • a Cu-Ti-based alloy having high strength and low sag it is possible to obtain a Cu-Ti-based alloy having high strength and low sag, and this can be suitably used as a conductive spring material used for electronic equipment components such as an autofocus camera module. it can.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the autofocus camera module of FIG. 4. It is sectional drawing which shows operation
  • Titanium copper of one embodiment of the present invention contains 1.5 to 5.0% by mass of Ti, the balance is made of copper and inevitable impurities, and forms a foil or a strip, in the rolling direction.
  • the Ti concentration is less than the average value of the Ti concentration in the Ti concentration curve, and the Ti concentration is the Ti concentration
  • a high-concentration Ti layer that is equal to or higher than the average value of the Ti concentration in the curve has a layered structure of Cu and Ti alternately present in the thickness direction, and in the cross-section parallel to the rolling direction, The difference between the maximum concentration value and the Ti concentration in the low concentration Ti layer (Ti concentration difference in the layered structure) is 3% by mass or more.
  • Ti concentration In the titanium copper of the present invention, the Ti concentration is 1.5 to 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 2.5 to 4.5% by mass.
  • the total amount of one or more of Ag, B, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Si, Cr, and Zr is 0 to 1.0% by mass.
  • 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 1.0% by mass is that if it exceeds 1.0% by mass, the workability deteriorates and the material is easily cracked during rolling. In consideration of the balance between strength and workability, it is preferable to contain 0.005 to 0.5% by mass of one or more of the above elements in total.
  • the tensile strength in the direction parallel to the rolling direction can be, for example, 1100 MPa or more, and further 1200 MPa or more.
  • a tensile strength in the direction parallel to the rolling direction of 1200 MPa or more is a desirable characteristic when used as a conductive spring material for an autofocus camera module.
  • the tensile strength in the direction parallel to the rolling direction and the direction perpendicular to the rolling direction are both 1300 MPa or more, and in a more preferred embodiment, both are 1400 MPa or more.
  • the upper limit value of the tensile strength is not particularly limited in terms of the intended strength of the present invention, but considering the labor and cost, the tensile strength in the direction parallel to and perpendicular to the rolling direction is generally It is 2000 MPa or less, and typically 1800 MPa or less.
  • the tensile strength of titanium copper in the direction parallel to the rolling direction is measured in accordance with JIS Z2241: 2011 (metal material tensile test method).
  • the titanium-copper uses energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM) with a cross-sectional transmission electron microscope (STEM) on a cross section parallel to the rolling direction.
  • STEM energy dispersive X-ray spectroscopy
  • STEM-EDX analysis an analysis by EDX
  • a low-concentration Ti layer having a Ti concentration less than the average concentration a high-concentration Ti layer having a Ti concentration equal to or higher than the average concentration
  • a cross section parallel to the rolling direction it has a layered structure of Cu and Ti that alternately exist in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1).
  • Such a layered structure of Cu and Ti is continuously present stably in a cross section parallel to the rolling direction, whereby resistance to deflection is strengthened and permanent deformation hardly occurs, and the thickness is assumed to be 0.1 mm or less. Even if it is a thin copper foil, it is thought that a sag can be suppressed effectively, but this invention is not limited to such a theory.
  • This “layered structure” is a structure in which a concentration Ti layer and a high concentration Ti layer are alternately present, and each layer is defined as being continuous by 50 nm or more in the rolling direction. A layer having a length of less than 50 nm in the rolling direction is defined as a spotted structure.
  • the conventional titanium copper has a discontinuous and speckled distribution of a portion with a high Ti concentration and a portion with a low Ti concentration in a cross section parallel to the rolling direction.
  • the plurality of peak values of the density are almost uniform.
  • the tissue is discontinuous, so that the resistance against the deflection is not so strong, and the permanent deformation within the elastic limit is likely to occur, so that the sag cannot be sufficiently suppressed.
  • a Ti concentration difference in the layered structure can be defined.
  • This analysis is also performed by STEM-EDX analysis.
  • the Ti concentration at each measurement point changes depending on the Ti concentration.
  • the Ti concentration in one visual field magnification 1,000,000 times, observation visual field: 140 nm ⁇ 140 nm
  • a Ti concentration curve with respect to the distance in the thickness direction as shown in FIG. 2 is obtained.
  • the high concentration Ti layer and the low concentration Ti layer in the Ti concentration curve are applied mutatis mutandis by replacing the contour curve for the surface properties defined in JIS B0601 with the Ti concentration curve.
  • the average of the Ti concentration curve among the curve portions sandwiched between two intersections adjacent in the X axis direction is defined as the upper part where the Ti concentration becomes larger than the value.
  • the low concentration Ti layer is an average of the Ti concentration curve among the curve portions sandwiched between two intersections adjacent in the X axis direction when the Ti concentration curve is divided by the X axis (average value in the Ti concentration curve). It is defined as the lower part where the Ti concentration is smaller than the value.
  • Ti concentration difference in the layered structure from the average value of the five Ti concentrations from the lowest Ti concentration of the points is obtained. Since the layered structure of Cu and Ti is expressed in parallel with the rolling direction, the above line analysis is always performed in the thickness direction of titanium copper.
  • the titanium copper of the present invention has a Ti concentration difference of 3 mass% or more in the layered structure in the cross section parallel to the rolling direction. Furthermore, it is preferably 4% by mass or more, and more preferably 7% by mass or more.
  • the density difference is too small, it is difficult to achieve both strength and sag suppression.
  • the concentration difference exceeds a certain level, the effect of increasing strength or suppressing sag tends to be saturated. Control between ⁇ 50% by weight.
  • the titanium copper of the present invention has a thickness of, for example, 0.1 mm or less, and in a typical embodiment, a thickness of 0.018 mm to 0.08 mm, and in a more typical embodiment, a thickness of 0.02 mm to 0.02 mm. 06 mm.
  • the mold and the annealing conditions before hot rolling.
  • the Ti concentration difference in the layered structure can be controlled.
  • the thickness of the mold is not specified, but it is desirable to adjust it to the same level as the thickness of the ingot.
  • the thickness of the peripheral wall portion of the mold is measured along a direction parallel to the thickness of the ingot.
  • the material of the peripheral wall portion of the mold is preferably refractory brick.
  • refractory bricks Conventionally, cast iron or copper has been used as the material of the peripheral wall portion of the mold.
  • the cooling rate after the molten metal supply can be slowed down, and the cooling of the ingot can be slowed down.
  • the ingot is subjected to preliminary annealing, hot rolling, cold rolling 1, solution treatment, cold rolling 2, aging treatment, cold rolling 3, and strain relief annealing in this order. Finish in a foil or strip having the desired thickness and properties.
  • cold rolling 3 and / or strain relief annealing may be omitted depending on circumstances.
  • Pre-annealing is an important heat treatment for adjusting the Ti concentration difference in the layered structure of Cu and Ti. Even if the temperature is too high or too low, a difference in Ti concentration does not occur. Therefore, the pre-annealing temperature is preferably 600 to 950 ° C., more preferably 625 to 925 ° C., and 650 to 900 ° C. Even more preferably. Further, if the pre-annealing time is too short or too long, it is difficult to achieve both strength and sag. Therefore, the pre-annealing time is preferably 1 to 12 hours, and preferably 2 to 11 hours. It is more preferable that it is 3 hours to 10 hours.
  • the conditions for hot rolling and subsequent cold rolling only have to 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 may be performed, for example, at 700 to 1000 ° C. for 5 seconds to 30 minutes.
  • cold rolling 2 can be performed after the solution treatment.
  • the rolling reduction of the cold rolling 2 is preferably 90% or more, and more preferably 95%. If it is less than 90%, it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more.
  • the upper limit of the rolling reduction is not particularly limited from the viewpoint of the intended strength of the present invention, but industrially does not exceed 99.8%.
  • the heating temperature for aging treatment is preferably 200 to 450 ° C., and the heating time is preferably 2 to 20 hours.
  • the heating temperature is less than 200 ° C. or exceeds 450 ° C., it becomes difficult to obtain a tensile strength of 1100 MPa or more.
  • 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.
  • the cold rolling 3 can be performed after the aging treatment.
  • the rolling reduction of the cold rolling 3 is preferably set to 35% or more, more preferably 50% or more, and still more preferably 70% or more.
  • this cold rolling 3 when this cold rolling 3 is unnecessary, it can also be abbreviate
  • the cold rolling 3 in accordance with the purpose such as removal of residual strain, can be followed by strain relief annealing at 200 to 500 ° C. for 1 to 5 minutes, and can be omitted if unnecessary.
  • pickling or polishing of the surface is performed to remove the oxide film or oxide layer formed on the surface.
  • the surface can be pickled or polished after the heat treatment.
  • the titanium copper according to the present invention is not limited, but can be suitably used as a material for electronic equipment parts such as switches, connectors, jacks, terminals, relays, etc., and in particular, electronic equipment parts such as autofocus camera modules. It can be suitably used as a conductive spring material used in the above.
  • the autofocus camera module generates a lens, a spring member that elastically biases the lens toward an initial position in the optical axis direction, and an electromagnetic force that resists the biasing force of the spring member to cause the lens to light.
  • Electromagnetic drive means that can be driven in the axial direction is provided.
  • the electromagnetic driving means includes a U-shaped cylindrical yoke, a coil housed inside the inner wall of the yoke, and a magnet surrounding the coil and housed inside the outer peripheral wall of the yoke. Can do.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an autofocus camera module according to the present invention
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the autofocus camera module of FIG. 4
  • FIG. 6 is an autofocus camera module of FIG. It is sectional drawing which shows this operation
  • the autofocus camera module 1 includes a U-shaped cylindrical yoke 2, a magnet 4 attached to the outer wall of the yoke 2, a carrier 5 having a lens 3 at a central position, a coil 6 attached to the carrier 5, a yoke 2, a frame 8 that supports the base 7, two spring members 9 a and 9 b that support the carrier 5 at the top and bottom, and two caps 10 a and 10 b that cover these top and bottom.
  • the two spring members 9a and 9b are the same product, support the carrier 5 sandwiched from above and below in the same positional relationship, and function as a power feeding path to the coil 6. By applying a current to the coil 6, the carrier 5 moves upward.
  • the terms “upper” and “lower” are used as appropriate, but the upper and lower parts in FIG. 4 are pointed out, and the upper part represents the positional relationship from the camera toward the subject.
  • the yoke 2 is a magnetic material such as soft iron, has a U-shaped cylindrical shape with a closed top surface, and has a cylindrical inner wall 2a and an outer wall 2b.
  • a ring-shaped magnet 4 is attached (adhered) to the inner surface of the U-shaped outer wall 2b.
  • the carrier 5 is a molded product made of a synthetic resin or the like having a cylindrical structure having a bottom surface portion, supports a lens at a central position, and is mounted with a pre-formed coil 6 bonded to the outside of the bottom surface.
  • the yoke 2 is fitted and incorporated in the inner peripheral portion of the base 7 of the rectangular upper resin molded product, and the entire yoke 2 is fixed by the frame 8 of the resin molded product.
  • Each of the spring members 9a and 9b is fixed with the outermost peripheral portion sandwiched between the frame 8 and the base 7, and the notch groove portion at every 120 ° of the inner peripheral portion is fitted into the carrier 5 and fixed by thermal caulking or the like. Is done.
  • the spring member 9b and the base 7 and the spring member 9a and the frame 8 are fixed by adhesion, heat caulking, or the like. Further, the cap 10b is attached to the bottom surface of the base 7, and the cap 10a is attached to the upper portion of the frame 8. 9b is sandwiched between the base 7 and the cap 10b, and the spring member 9a is sandwiched and fixed between the frame 8 and the cap 10a.
  • One lead wire of the coil 6 extends upward through a groove provided on the inner peripheral surface of the carrier 5 and is soldered to the spring member 9a.
  • the other lead wire extends downward through a groove provided on the bottom surface of the carrier 5 and is soldered to the spring member 9b.
  • the spring members 9a and 9b are titanium copper leaf springs according to the present invention. It has springiness and elastically biases the lens 3 to the initial position in the optical axis direction. At the same time, it acts as a power feeding path to the coil 6. One part of the outer peripheral part of the spring members 9a and 9b is projected outward to function as a power supply terminal.
  • the cylindrical magnet 4 is magnetized in the radial direction, forms a magnetic path with the inner wall 2a, the upper surface portion and the outer wall 2b of the U-shaped yoke 2 as a path, and a gap between the magnet 4 and the inner wall 2a.
  • the coil 6 is arranged.
  • the spring members 9a and 9b have the same shape and are attached with the same positional relationship as shown in FIGS. 4 and 5, the axial displacement when the carrier 5 moves upward can be suppressed. Since the coil 6 is manufactured by pressure molding after winding, the accuracy of the finished outer diameter is improved, and the coil 6 can be easily arranged in a predetermined narrow gap. Since the carrier 5 hits the base 7 at the lowermost position and hits the yoke 2 at the uppermost position, the carrier 5 is provided with an abutting mechanism in the vertical direction, thereby preventing the carrier 5 from falling off.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view when a current is applied to the coil 6 to move the carrier 5 having the lens 3 for autofocus upward.
  • a voltage is applied to the power supply terminals of the spring members 9 a and 9 b
  • a current flows through the coil 6 and an upward electromagnetic force acts on the carrier 5.
  • the restoring force of the two connected spring members 9a and 9b acts downward on the carrier 5.
  • the upward moving distance of the carrier 5 is a position where the electromagnetic force and the restoring force are balanced.
  • the amount of movement of the carrier 5 can be determined by the amount of current applied to the coil 6.
  • the restoring force acts equally downward on the upper surface and lower surface of the carrier 5, so that the lens 3 Axis misalignment can be kept small.
  • the magnet 4 has been described as having a cylindrical shape, the magnet 4 is not limited to this, and may be divided into three or four parts and magnetized in the radial direction, and this may be adhered and fixed to the inner surface of the outer wall 2b of the yoke 2.
  • Pre-annealing Pre-annealing conditions were as shown in Table 1.
  • Hot rolling The above ingot was further heated at 950 ° C. for 3 hours and rolled to a thickness of 10 mm.
  • Grinding The oxidized scale produced by hot rolling was removed with a grinder. The thickness after grinding was 9 mm.
  • Cold rolling 1 Rolled to a predetermined thickness according to the rolling reduction.
  • Solution treatment The sample was charged into the electric furnace 1 heated to 800 ° C. and held for 5 minutes, and then the sample was put into a water bath and rapidly cooled.
  • Cold rolling 2 About what did not carry out the cold rolling 3 mentioned later, it rolled to the product thickness shown in Table 1 with the rolling reduction shown in Table 1.
  • the cross section parallel to the rolling direction was observed with STEM-EDX, and it was judged whether the structure was lamellar or speckled from the image.
  • the inspection transmission electron microscope used here was JEM-2100F manufactured by JEOL, and the measurement conditions were a sample tilt angle of 0 ° and an acceleration voltage of 200 kV.
  • a cross section parallel to the rolling direction was subjected to line analysis in the thickness direction by STEM-EDX, and a Ti concentration curve with respect to the distance in the thickness direction was obtained. Further, the Ti concentration difference in the layered structure was determined by analysis of the Ti concentration curve.
  • Comparative Example 1 since pre-annealing before hot rolling was not performed, a spotted structure was formed, and a Ti concentration difference in the layered structure could not be measured, resulting in a large sag. .
  • Comparative Example 6 and Comparative Example 7 the structure was not layered because the cooling was fast depending on the material of the mold, and sag occurred.

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Abstract

本発明のチタン銅は、Ｔｉを１．５～５．０質量％で含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、圧延方向に平行な断面をＳＴＥＭ－ＥＤＸで厚み方向に沿って分析して得られるＴｉ濃度曲線において、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値未満である低濃度Ｔｉ層と、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値以上である高濃度Ｔｉ層とが、厚み方向に交互に存在するＣｕ及びＴｉの層状組織を有し、前記圧延方向に平行な断面内にて、高濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最大値と低濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最小値との差である層状組織中のＴｉ濃度差が３質量％以上である。

Description

層状組織を有する高強度チタン銅条および箔
　本発明は、優れた強度および耐へたり性を有し、特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に用いることに好適なチタン銅、チタン銅の製造方法、伸銅品、電子機器部品およびオートフォーカスカメラモジュールに関するものである。
　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（例えば、特許文献１、２）。
　したがって、オートフォーカスカメラモジュールに使用される銅合金箔には、電磁力による材料変形に耐えるほどのばね強度が必要になる。ばね強度が低いと、電磁力による変位に材料が耐えることができず、永久変形（へたり）が発生し電磁力を除荷したあと初期の位置に戻らない。へたりが生じると、一定の電流を流したとき、レンズが所望の位置に移動できずオートフォーカス機能が発揮されない。
　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。
　一方で、チタン銅箔の強度はＣｕ－Ｎｉ－Ｓｎ系銅合金箔より低く、へたりが生じる問題があるため、その高強度化が望まれている。
　チタン銅の強度を高める手段としては、たとえば特許文献３、４に記載されたものがある。特許文献３には、チタン銅の製造工程を溶体化処理、亜時効処理、冷間圧延、時効処理とし、溶体化処理後の熱処理を二段階に分けることにより、スピノーダル分解によるＴｉ濃度の幅(濃淡)を大きくさせ、強度と曲げ加工性のバランスを向上させる方法が提案されている。また、特許文献４ではチタン銅の製造工程を溶体化処理、予備時効処理、時効処理、仕上圧延、歪取焼鈍とすることで、同様にＴｉ濃度のゆらぎを大きくすることが有効と記載されている。
　その他、チタン銅の強度を更に改善する技術としては、特許文献５～８に記載されたもの等がある。特許文献５では最終再結晶焼鈍にて平均結晶粒径を調整し、その後、冷間圧延、時効処理を順次行う方法が記載されている。特許文献６では固溶化処理後に、冷間圧延、時効処理、冷間圧延を順次行う方法が記載されている。特許文献７では、熱間圧延及び冷間圧延を行った後、７５０～１０００℃の温度域で５秒～５分間保持する溶体化処理を行い、次いで、圧延率０～５０％の冷間圧延、３００～５５０℃の時効処理、及び圧延率０～３０％の仕上げ冷間圧延を順次行うことにより板面における｛４２０｝のＸ線回折強度を調整する方法が記載されている。特許文献８では、第一溶体化処理、中間圧延、最終の溶体化処理、焼鈍、最終の冷間圧延、及び時効処理を所定の条件で順次行うことにより圧延面における｛２２０｝のＸ線回折強度の半価幅を調整する方法が提案されている。
　さらに、強度を高くすることに加え、へたりの発生を抑制するため、特許文献９では、熱間圧延及び冷間圧延を行った後、溶体化処理、圧下率５５％以上の冷間圧延、２００～４５０℃の時効処理、圧下率３５％以上の冷間圧延を順次に行い、銅合金箔の表面粗さを制御することが記載されており、また、特許文献１０では熱間圧延及び冷間圧延を行った後、溶体化処理、圧下率５５％以上の冷間圧延、２００～４５０℃の時効処理、圧下率５０％以上の冷間圧延、必要に応じて歪取り焼鈍を順次に行い、溶体化処理後の冷間圧延の圧下率を制御することで、Ｉ（２２０）／Ｉ（３１１）を制御することが記載されている。特許文献９及び特許文献１０に記載のチタン銅箔においては、圧延方向に平行な方向での０．２％耐力について１１００ＭＰａ以上が達成可能であると記載されている。
　また、特許文献１１では、８００～１０００℃で厚み５～２０ｍｍまで熱間圧延した後、加工度３０～９９％の冷間圧延を行い、４００～５００℃の平均昇温速度を１～５０℃／秒として５００～６５０℃の温度帯に５～８０秒間保持することにより軟化度０．２５～０．７５の予備焼鈍を施し、加工度７～５０％の冷間圧延を行い、次いで、７００～９００℃で５～３００秒間の溶体化処理、及び、３５０～５５０℃で２～２０時間の時効処理を行うことにより、ヤング率を小さくすることがそれぞれ提案されている。
　また、組織制御に着目した技術として、特許文献１２では、Ｔｉを０．５ｍａｓｓ％以上３．５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる組成を有するチタン銅において冷間または温間で圧下率９０％超えの仕上げ圧延、時効処理を行うことにより、時効処理後にラメラー状組織が形成され、強度と導電率のバランスを向上させる方法が提案されている。
特開２００４－２８００３１号公報 特開２００９－１１５８９５号公報 特開２０１５－０９８６２２号公報 特開２０１５－１２７４３８号公報 特許第４００１４９１号公報 特許第４２５９８２８号公報 特開２０１０－１２６７７７号公報 特開２０１１－２０８２４３号公報 特許第５７２３８４９号公報 特許第５５２６２１２号公報 特開２０１４－０７４１９３号公報 特開２０１４－１７３１４５号公報
　特許文献３、４では、チタン銅の強度および曲げ加工性の向上を主たる目的としており、へたりの問題については着目されていない。なお、特許文献３や特許文献４に記載のチタン銅は強度が９００～１２００ＭＰａ程度であるため、オートフォーカスモジュール等、高い強度が必要とされる用途での使用には耐えられない可能性がある。
　特許文献５～８の明細書中に記載された実施例及び比較例の中には、１１００ＭＰａ以上の０．２％耐力をもつチタン銅も幾つか見受けられる。しかしながら、特許文献５～８で提案された従来技術では、材料に荷重を加え変形させたのち荷重を除去すると、へたりが生じるため、単に高強度であるだけで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として使用できないことが分かった。
　特許文献９～１１はへたりの問題に着目し、へたりの発生を抑制する方法を提案している。しかしながら、箔厚が比較的薄いものについては、特許文献９～１１の提案技術では、その効果が所期するほどには発揮されないことが分かった。すなわち、特許文献９～１１の提案技術は、箔厚がある程度厚いものには大きな効果が発揮されるものの、箔厚薄いものには、箔厚が厚いものから予測されるほどの十分な効果が発揮されないことが分かった。
　また、特許文献１２では、ラメラー組織によって強度が増加するとの記載があるが、特許文献１２に記載のチタン銅は強度が低くなることがあり、より高い強度が必要とされる用途では材料が破断してしまうため、ばねとして機能しなくなるという問題がある。したがって、強度とへたりの抑制の両立の観点からは不適切である。
　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、ばねとして用いた際の所要の高い強度を有するとともに、へたりが小さく、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、チタン銅の製造方法、伸銅品、電子機器部品およびオートフォーカスカメラモジュールを提供することを目的とする。
　本発明者は、へたりに及ぼす金属組織の影響を調査した結果、金属組織における所定のＣｕとＴｉの微細な層状組織がへたりの抑制と高強度化に有効であることを見出した。また、このようなＣｕとＴｉの微細な層状組織は、熱間圧延前の予備焼鈍条件の調整により得られることを見出した。
　このような知見の下、本発明のチタン銅は、Ｔｉを１．５～５．０質量％で含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、圧延方向に平行な断面をＳＴＥＭ－ＥＤＸで厚み方向に沿って分析して得られるＴｉ濃度曲線において、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値未満である低濃度Ｔｉ層と、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値以上である高濃度Ｔｉ層とが、厚み方向に交互に存在するＣｕ及びＴｉの層状組織を有し、前記圧延方向に平行な断面内にて、高濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最大値と低濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最小値との差である層状組織中のＴｉ濃度差が３質量％以上であるものである。
　ここで、本発明のチタン銅では、層状組織中のＴｉ濃度差が３～５０質量％であることが好ましい。
　本発明のチタン銅は、圧延方向に平行な方向の引張強さが１１００ＭＰａ以上であることが好ましい。
　なお、本発明のチタン銅は、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％さらに含有することができる。
　また、本発明の電子機器部品は、上記の何れかのチタン銅を備えたものである。ここでは、電子機器部品がオートフォーカスカメラモジュールであることが好適である。
　本発明のオートフォーカスカメラモジュールは、レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備え、前記ばね部材が上記のいずれかのチタン銅であるものである。
　本発明によれば、高強度かつへたりの小さいＣｕ－Ｔｉ系合金を得ることができ、これは、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。
本発明の一の実施形態のチタン銅の圧延方向に平行な断面に対してＳＴＥＭ－ＥＤＸ分析を行って得られるＴｉマッピング図である。 本発明の一の実施形態のチタン銅の圧延方向に平行な断面に対してＳＴＥＭ－ＥＤＸによる線分析を行って得られる圧延方向に平行な断面の厚み方向のＴｉ濃度曲線を示すグラフの模式図である。 従来のチタン銅の圧延方向に平行な断面に対してＳＴＥＭ－ＥＤＸ分析を行って得られるＴｉマッピング図である。 本発明に係るオートフォーカスカメラモジュールを示す断面図である。 図４のオートフォーカスカメラモジュールの分解斜視図である。 図４のオートフォーカスカメラモジュールの動作を示す断面図である。 へたり量を測定する方法を示す概略図である。
　本発明の一の実施形態のチタン銅は、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、箔ないし条の形態をなすものであり、圧延方向に平行な断面をＳＴＥＭ－ＥＤＸで厚み方向に沿って分析して得られるＴｉ濃度曲線において、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値未満である低濃度Ｔｉ層と、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値以上である高濃度Ｔｉ層とが厚み方向に交互に存在するＣｕ及びＴｉの層状組織を有し、前記圧延方向に平行な断面内にて、高濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最大値と低濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の差（層状組織中のＴｉ濃度差）が３質量％以上である。
（Ｔｉ濃度）
　本発明のチタン銅では、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２．５～４.５質量％である。
（その他の添加元素）
　本発明の一の実施形態のチタン銅では、Ａｇ、Ｂ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｉ、ＣｒおよびＺｒのうち一種以上を総量で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。これらの元素の合計含有量は０、つまり、これら元素を含まなくてもよい。これらの元素の合計含有量の上限を１．０質量％とする理由については、１．０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からである。強度及び加工性のバランスを考慮すると、上記元素の一種以上を総量で０．００５～０．５質量％含有させることが好ましい。
（引張強さ）
　本発明の一の実施形態のチタン銅では、圧延方向に平行な方向の引張強さが、たとえば１１００ＭＰａ以上、さらには１２００ＭＰａ以上を達成することができる。圧延方向に平行な方向での引張強さが１２００ＭＰａ以上であることは、オートフォーカスカメラモジュールの導電性ばね材として利用する上で望ましい特性である。好ましい実施形態では、圧延方向に平行な方向及び垂直な方向の引張強さはともに１３００ＭＰａ以上であり、さらに好ましい実施形態ではともに１４００ＭＰａ以上である。
　一方、引張強さの上限値について、本発明が目的とする強度の点では特に制限はないが、手間及びコストを考慮すると、圧延方向に平行な方向及び直角な方向の引張強さは一般には２０００ＭＰａ以下であり、典型的には１８００ＭＰａ以下である。
　本発明においては、チタン銅の圧延方向に平行な方向での引張強さは、ＪＩＳ　Ｚ２２４１：２０１１（金属材料引張試験方法）に準拠して測定する。
（Ｃｕ及びＴｉの層状組織）
　本発明の一の実施形態のチタン銅は、図１、２に例示するように、圧延方向に平行な断面に対して査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）による分析（ＳＴＥＭ－ＥＤＸ分析）を行った場合、圧延方向に平行な断面に、Ｔｉ濃度が平均濃度未満である低濃度Ｔｉ層と、Ｔｉ濃度が平均濃度以上である高濃度Ｔｉ層とが、厚み方向（図１では上下方向）に交互に存在するＣｕとＴｉの層状組織を有する。
　このようなＣｕとＴｉの層状組織が圧延方向に平行な断面に連続的に安定して存在することにより、たわみに対する抵抗が強化されて永久変形が生じ難くなり、仮に厚みが０．１ｍｍ以下の薄い銅箔であっても、へたりを有効に抑制することができると考えられるが、本発明はこのような理論に限定されるものではない。
　この「層状組織」とは、濃度Ｔｉ層と高濃度Ｔｉ層とが交互に存在する組織であり、それぞれの層が圧延方向に５０ｎｍ以上連なるものとして定義される。また、圧延方向に対する層の長さが５０ｎｍ未満であるものは斑点組織と定義される。
　一方、従来のチタン銅は、図３に示すように、圧延方向に平行な断面に、Ｔｉ濃度の高い部分と低い部分とが不連続かつ斑点状に分布しており、また、厚み方向のＴｉ濃度の複数のピーク値はほぼ均一である。この場合、厚みが薄いものでは、組織が不連続なため、たわみに対する対抗がそれほど強くなく、弾性限内での永久変形が生じやすくなるため、へたりが十分に抑制できないと考えられる。
　また、ＣｕとＴｉの層状組織を表す指標としては、層状組織中のＴｉ濃度差を規定することができる。この分析もＳＴＥＭ－ＥＤＸ分析により行う。ＳＴＥＭ－ＥＤＸで圧延方向に平行な断面を厚み方向に線分析すると、Ｔｉ濃度の大小により、測定点毎のＴｉ濃度が変化する。本発明においては、１視野（倍率１，０００，０００倍、観察視野：１４０ｎｍ×１４０ｎｍ）におけるＴｉ濃度を測定し、図２に示すような厚み方向の距離に対するＴｉ濃度曲線を得る。Ｔｉ濃度曲線における高濃度Ｔｉ層と低濃度Ｔｉ層は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１に規定される表面性状についての輪郭曲線をＴｉ濃度曲線に置き換えて準用する。すなわち、高濃度Ｔｉ層はＴｉ濃度曲線をＸ軸（Ｔｉ濃度曲線における平均値）によって分断したときにＸ軸方向に隣り合う二つの交点にはさまれた曲線部分のうち、Ｔｉ濃度曲線の平均値よりＴｉ濃度が大きくなる上側の部分として定義する。また、低濃度Ｔｉ層はＴｉ濃度曲線をＸ軸（Ｔｉ濃度曲線における平均値）によって分断したときにＸ軸方向に隣り合う二つの交点にはさまれた曲線部分のうち、Ｔｉ濃度曲線の平均値よりＴｉ濃度が小さくなる下側の部分として定義する。
　そして、Ｔｉ濃度曲線から、各高濃度Ｔｉ層の最もＴｉ濃度が高くなる点のうちＴｉ濃度が高い順から５点のＴｉ濃度の平均値と、各低濃度Ｔｉ層の最もＴｉ濃度が低くなる点のうちＴｉ濃度が低い順から５点のＴｉ濃度の平均値との差（層状組織中のＴｉ濃度差）を求める。なお、ＣｕとＴｉの層状組織は圧延方向と平行に発現されることから、上記の線分析は必ず、チタン銅の厚み方向に対して行う。
　上述したようにＳＴＥＭ－ＥＤＸで圧延方向に平行な断面の分析・測定を行った場合、本発明のチタン銅は、圧延方向に平行な断面における層状組織中のＴｉ濃度差が３質量％以上であり、さらに４質量％以上であることが好ましく、７質量％以上であることがより一層好ましい。濃度差が小さすぎる場合、強度とへたりの抑制を両立することが困難となる。一方、濃度差が大きすぎることによるデメリットは無いものの、一定以上の濃度差を超えると強度の上昇もしくはへたりの抑制の効果が飽和しやすくなる傾向が認められたことから、一般には３質量％～５０質量％の間で制御する。
（チタン銅の厚み）
　本発明のチタン銅は、たとえば厚みが０．１ｍｍ以下であり、典型的な実施形態では厚みが０．０１８ｍｍ～０．０８ｍｍであり、より典型的な実施形態では厚みが０．０２ｍｍ～０．０６ｍｍである。
（製造方法）
　上述したようなチタン銅を製造するには、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、この溶湯を鋳型の鋳造空間に供給し、ここで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。
　ここで、先述したチタン銅の所定のＣｕとＴｉの層状組織を得るため、鋳型の調整および熱間圧延前の焼鈍条件を調整することが肝要である。予備焼鈍条件を調整することにより、層状組織中のＴｉ濃度差を制御することができる。
　鋳型の厚みは特に指定しないが、インゴットの厚みと同程度に調整することが望ましい。鋳型の周壁部分の厚みは、インゴットの厚みと平行な方向に沿って測るものとする。
　また、鋳型の周壁部分の材質は、耐火煉瓦とすることが好適である。従来は、鋳型の周壁部分の材質として鋳鉄または銅を用いていたが、これを耐火煉瓦に代えることにより、溶湯供給後の冷却速度が遅くなって、インゴットの冷却を遅くすることができる。
　その後、インゴットに対し、典型的には、予備焼鈍、熱間圧延、冷間圧延１、溶体化処理、冷間圧延２、時効処理、冷間圧延３、歪取焼鈍をこの順で実施し、所望の厚み及び特性を有する箔もしくは条に仕上げる。但し、冷間圧延３、及び／又は、歪取焼鈍は、場合によっては省略可能である。
　予備焼鈍はＣｕとＴｉの層状組織におけるＴｉ濃度差を調整させる上で重要な熱処理である。温度が高すぎても、低すぎてもＴｉ濃度差が生じないことから、予備焼鈍温度は６００～９５０℃であることが好ましく、６２５～９２５℃であることがより好ましく、６５０～９００℃であることがより一層好ましい。また、予備焼鈍の時間が短すぎた場合や長すぎた場合、強度とへたりの両立が難しくなることから、予備焼鈍の時間は１時間～１２時間であることが好ましく、２時間～１１時間であることがより好ましく、３時間～１０時間であることがより一層好ましい。
　熱間圧延及びその後の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℃で５秒間～３０分間の条件で行うことができる。
　高強度を得るため、溶体化処理の後に冷間圧延２を行うことができる。冷間圧延２の圧下率は９０％以上とすることが好ましく、９５％とすることがより一層好ましい。９０％未満では、１１００ＭＰａ以上の引張強さを得るのが困難になる。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制限はないが、工業的に９９．８％を超えることはない。
　時効処理の加熱温度は２００～４５０℃とし、加熱時間は２時間～２０時間とすることが好ましい。加熱温度が２００℃未満である場合や４５０℃を超える場合は、１１００ＭＰａ以上の引張強さを得ることが困難になる。加熱時間が２時間未満の場合や２０時間を越える場合は、１１００ＭＰａ以上の引張強さを得ることが困難になる。
　目的とする強度によっては、時効処理の後に冷間圧延３を行うことができる。冷間圧延３の圧下率は３５％以上に設定することが好ましく、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは７０％以上である。なお、この冷間圧延３が不必要である場合には省略することもできる。
　また、残留歪の除去等の目的に合わせて冷間圧延３の後に２００～５００℃で１～５ｍｉｎの歪取焼鈍を行うことができ、不必要である場合には省略することもできる。
　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。
（用途）
　本発明に係るチタン銅は、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。
　オートフォーカスカメラモジュールは一実施形態において、レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備える。電磁駆動手段は例示的には、コの字形円筒形状のヨークと、ヨークの内部壁の内側に収容されるコイルと、コイルを囲繞すると共にヨークの外周壁の内側に収容されるマグネットを備えることができる。
　図４は、本発明に係るオートフォーカスカメラモジュールの一例を示す断面図であり、図５は、図４のオートフォーカスカメラモジュールの分解斜視図であり、図６は、図４のオートフォーカスカメラモジュールの動作を示す断面図である。
　オートフォーカスカメラモジュール１は、コの字形円筒形状のヨーク２と、ヨーク２の外壁に取付けられるマグネット４と、中央位置にレンズ３を備えるキャリア５と、キャリア５に装着されるコイル６と、ヨーク２が装着されるベース７と、ベース７を支えるフレーム８と、キャリア５を上下で支持する２個のばね部材９ａ、９ｂと、これらの上下を覆う２個のキャップ１０ａ、１０ｂとを備えている。２個のばね部材９ａ、９ｂは同一品であり、同一の位置関係でキャリア５を上下から挟んで支持すると共に、コイル６への給電経路として機能している。コイル６に電流を印加することによってキャリア５は上方に移動する。尚、本明細書においては、上及び下の文言を適宜、使用するが、図４における上下を指し、上はカメラから被写体に向う位置関係を表わす。
　ヨーク２は軟鉄等の磁性体であり、上面部が閉じたコの字形の円筒形状を成し、円筒状の内壁２ａと外壁２ｂを持つ。コの字形の外壁２ｂの内面には、リング状のマグネット４が装着（接着）される。
　キャリア５は底面部を持った円筒形状構造の合成樹脂等による成形品であり、中央位置でレンズを支持し、底面外側上に予め成形されたコイル６が接着されて搭載される。矩形上樹脂成形品のベース７の内周部にヨーク２を嵌合させて組込み、更に樹脂成形品のフレーム８でヨーク２全体を固定する。
　ばね部材９ａ、９ｂは、いずれも最外周部がそれぞれフレーム８とベース７に挟まれて固定され、内周部１２０°毎の切欠き溝部がキャリア５に嵌合し、熱カシメ等にて固定される。
　ばね部材９ｂとベース７及びばね部材９ａとフレーム８間は接着および熱カシメ等にて固定され更に、キャップ１０ｂはベース７の底面に取付け、キャップ１０ａはフレーム８の上部に取付けられ、それぞればね部材９ｂをベース７とキャップ１０ｂ間に、ばね部材９ａをフレーム８とキャップ１０ａ間に挟み込み固着している。
　コイル６の一方のリード線は、キャリア５の内周面に設けた溝内を通って上に伸ばし、ばね部材９ａに半田付する。他方のリード線はキャリア５底面に設けた溝内を通って下方に伸ばし、ばね部材９ｂに半田付する。
　ばね部材９ａ、９ｂは、本発明に係るチタン銅の板バネである。バネ性を持ち、レンズ３を光軸方向の初期位置に弾性付勢する。同時に、コイル６への給電経路としても作用する。ばね部材９ａ、９ｂの外周部の一箇所は外側に突出させて、給電端子として機能させている。
　円筒状のマグネット４はラジアル（径）方向に磁化されており、コの字形状ヨーク２の内壁２ａ、上面部及び外壁２ｂを経路とした磁路を形成し、マグネット４と内壁２ａ間のギャップには、コイル６が配置される。
　ばね部材９ａ、９ｂは同一形状であり、図４及び５に示すように同一の位置関係で取付けているので、キャリア５が上方へ移動したときの軸ズレを抑制することができる。コイル６は、巻線後に加圧成形して製作するので、仕上がり外径の精度が向上し、所定の狭いギャップに容易に配置することができる。キャリア５は、最下位置でベース７に突当り、最上位置でヨーク２に突当るので、上下方向に突当て機構を備えることとなり、脱落することを防いでいる。
　図６は、コイル６に電流を印加して、オートフォーカス用にレンズ３を備えたキャリア５を上方に移動させた時の断面図を示している。ばね部材９ａ、９ｂの給電端子に電圧が印加されると、コイル６に電流が流れてキャリア５には上方への電磁力が働く。一方、キャリア５には、連結された２個のばね部材９ａ、９ｂの復元力が下方に働く。従って、キャリア５の上方への移動距離は電磁力と復元力が釣合った位置となる。これによって、コイル６に印加する電流量によって、キャリア５の移動量を決定することができる。
　上側ばね部材９ａはキャリア５の上面を支持し、下側ばね部材９ｂはキャリア５の下面を支持しているので、復元力はキャリア５の上面及び下面で均等に下方に働くこととなり、レンズ３の軸ズレを小さく抑えることができる。
　従って、キャリア５の上方への移動に当って、リブ等によるガイドは必要なく、使っていない。ガイドによる摺動摩擦がないので、キャリア５の移動量は、純粋に電磁力と復元力の釣合いで支配されることとなり、円滑で精度良いレンズ３の移動を実現している。これによってレンズブレの少ないオートフォーカスを達成している。
　なお、マグネット４は円筒形状として説明したが、これに拘わるものでなく、３乃至４分割してラジアル方向に磁化し、これをヨーク２の外壁２ｂの内面に貼付けて固着しても良い。
　以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
　表１に示す合金成分を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、合金成分及び製造条件が引張強さおよびへたりに及ぼす影響を調査した。
＜製造条件＞
　まず、真空溶解炉にて電気銅２．５ｋｇを溶解し、表１に記載の合金組成が得られるよう合金元素を添加した。この溶湯を以下に示す鋳型に鋳込み、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、次の工程順で加工し、表１に記載の所定の厚みをもつ製品試料を作製した。
（１）溶解鋳造：鋳造温度は１３００℃とし、鋳型は耐火煉瓦、鋳鉄、銅から選択し、鋳造時の冷却速度を変化させた。冷却速度は速い順に銅、鋳鉄、耐火煉瓦である。鋳型の厚みは３０ｍｍとした。
（２）予備焼鈍：予備焼鈍条件は表１に示す通りとした。
（３）熱間圧延：上記のインゴットをさらに９５０℃で３時間加熱し、厚さ１０ｍｍまで圧延した。
（４）研削：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た。研削後の厚みは９ｍｍであった。
（５）冷間圧延１：圧下率に応じて所定の厚みまで圧延した。
（６）溶体化処理：８００℃に昇温した電気炉１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。
（７）冷間圧延２：後述の冷間圧延３を実施しなかったものについては、表１に示す圧下率で表１に示す製品厚みまで圧延した。
（８）時効処理：表１に示す条件の下、Ａｒ雰囲気中で加熱した。
（９）冷間圧延３：冷間圧延３を実施したものについては、表１に示す圧下率で表１に示す製品厚みまで圧延した。なお、冷間圧延３を実施しなかったものについては「‐」としている。
（１０）歪取り焼鈍：冷間圧延２又は冷間圧延３を行った後、４００℃に昇温した電気炉に試料を装入し、１０秒間保持した後、試料を水槽に入れて急冷却した。表１には、この歪取り焼鈍を実施したものについては歪取り焼鈍の温度及び時間を記載し、実施しなかったものについては「‐」と記載した。
　上述したようにして作製した各製品試料について、次の評価を行った。
＜引張強さ＞
　ＪＩＳ　Ｚ２２４１：２０１１に基き、引張試験機を用いて上述した測定方法に従い圧延方向と平行な方向の引張強さを測定した。
＜へたり＞
　幅１５ｍｍ、長さ２５ｍｍの短冊試料を長手方向が圧延平行方向となるように採取し、図７のように、試料の片端を固定し、この固定端から距離Ｌの位置に、先端をナイフエッジに加工したポンチを１ｍｍ／分の移動速度で押し当て、試料に距離ｄのたわみを与えた後、ポンチを初期の位置に戻し除荷した。除荷後、へたり量δを求めた。
　試験条件は試料の箔厚が０．０５ｍｍ以下の場合、Ｌ＝３ｍｍ、ｄ＝２ｍｍとし、箔厚が０．０５ｍｍより厚い場合、Ｌ＝５ｍｍ、ｄ＝４ｍｍとした。また、へたり量は０．０１ｍｍの分解能で測定し、へたりが検出されなかった場合は＜０．０１ｍｍと表記している。
＜組織分析＞
　先述したように、圧延方向に平行な断面に対してＳＴＥＭ－ＥＤＸにより観察を行い、それによる画像から層状もしくは斑点のいずれの組織であるかを判断した。ここで用いた査型透過電子顕微鏡は、ＪＥＯＬ社製のＪＥＭ－２１００Ｆであり、測定条件は試料傾斜角度０°、加速電圧２００ｋＶとした。
　また、ＳＴＥＭ－ＥＤＸで圧延方向に平行な断面を厚み方向に線分析し、厚み方向の距離に対するＴｉ濃度曲線を得た。また、Ｔｉ濃度曲線の解析により、層状組織中のＴｉ濃度差を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～２２はＴｉ濃度差が３質量％以上である層状組織が得られたため、高強度とへたりの抑制を両立することができた。
　比較例１では、熱間圧延前の予備焼鈍を行わなかったことから、斑点組織となり、層状組織中のＴｉ濃度差を測定することができず、これに起因して、大きなへたりが生じた。
　比較例２、３は、熱間圧延前の予備焼鈍での加熱温度が低いか又は加熱時間が短いことにより、加熱不足のためにＴｉ濃度差が低く、へたりが生じた。
　比較例４および比較例５は、熱間圧延前の予備焼鈍での加熱温度が高いか又は加熱時間が長いことにより、加熱しすぎたために熱間圧延で割れが発生し、サンプルの調製および強度、へたりの測定が出来なかった。
　比較例６および比較例７は、鋳型の材質により冷却が速かったため、組織が層状とならず、へたりが生じた。
　比較例８は母相のＴｉ濃度が少ないため、強度が低く、へたりも発生した。
　比較例９はチタンの濃度が５質量％を超えたため熱間圧延で割れが発生し、サンプルの調製および強度、へたりの測定が出来なかった。
　比較例１０は副成分の合計が１．０質量％を超えたため熱間圧延で割れが発生し、サンプルの調製および強度、へたりの測定が出来なかった。

Claims (7)

  1. 　Ｔｉを１．５～５．０質量％で含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、圧延方向に平行な断面をＳＴＥＭ－ＥＤＸで厚み方向に沿って分析して得られるＴｉ濃度曲線において、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値未満である低濃度Ｔｉ層と、Ｔｉ濃度がＴｉ濃度曲線におけるＴｉ濃度の平均値以上である高濃度Ｔｉ層とが、厚み方向に交互に存在するＣｕ及びＴｉの層状組織を有し、前記圧延方向に平行な断面内にて、高濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最大値と低濃度Ｔｉ層におけるＴｉ濃度の最小値との差である層状組織中のＴｉ濃度差が３質量％以上であるチタン銅。
  2. 　前記層状組織中のＴｉ濃度差が３～５０質量％である請求項１に記載のチタン銅。
  3. 　圧延方向に平行な方向の引張強さが１１００ＭＰａ以上である請求項１又は２に記載のチタン銅。
  4. 　Ａｇ、Ｂ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃｒ及びＺｒから選択される一種以上の元素を、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。
  5. 　請求項１～４の何れか一項に記載のチタン銅を備えた電子機器部品。
  6. 　電子機器部品がオートフォーカスカメラモジュールである請求項５に記載の電子機器部品。
  7. 　レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備え、前記ばね部材が請求項１～４のいずれか一項に記載のチタン銅であるオートフォーカスカメラモジュール。
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