钛铜箔、延展铜产品、电子设备部件以及自动调焦摄像机模块的制作方法

本发明涉及一种钛铜箔、延展铜产品、电子设备部件以及自动调焦摄像机模块，具体涉及一种适用于自动调焦摄像机模块等的导电性弹簧材料的具有良好的软钎焊性的cu-ti系铜合金箔。

背景技术：

移动电话的摄像机镜头部中使用被称为自动调焦摄像机模块的电子部件。移动电话的摄像机的自动调焦功能一方面通过自动调焦摄像机模块中使用的材料的弹力，使镜头向一定方向移动，另一方面通过周围卷绕的线圈中流过电流而产生的电磁力，使镜头向与材料的弹力作用方向相反的方向移动。摄像机镜头通过类似上述的机构被驱动并发挥自动调焦功能。

一直以来自动调焦摄像机模块中使用的是，箔厚为0.1mm以下、具有1100mpa以上的抗拉强度或者0.2％屈服强度的cu-ni-sn系铜合金箔。但是，随着近年来的降低成本的要求，变为使用材料价格比起cu-ni-sn系铜合金箔相对便宜的cu-ti系铜合金箔，这种需求正在日渐增多。

此外，关于这种cu-ti系铜合金箔，例如专利文献1中着眼于如下问题：如果箔厚为0.1mm以下那样薄时，如果向材料施加负载使其变形之后去掉负载，则会发生松弛。为解决上述问题，专利文献1中提出如下一种方案：cu-ti系铜合金箔为，箔厚在0.1mm以下，含有1.5～4.5质量％的ti，余量由铜和不可避免的杂质构成，在与轧制方向平行的方向上的0.2％屈服强度为1100mpa以上，而且在与轧制方向垂直的方向上的算数平均粗糙度(ra)为0.1μm以下。

但是，由于cu-ti合金含有在活性下极易氧化的元素ti，所以在最终工序的时效处理中生成坚固的氧化膜。这种坚固的氧化膜使软钎焊性明显降低，因此，针对钛铜板、条等类似的厚度比较后的cu-ti合金，如专利文献2的记载，通常，在时效处理之后进行化学研磨(酸洗)、进而实施机械研磨，并除去氧化膜。

对cu-ti合金除去氧化膜，首先需要进行化学研磨。含有钛氧化物的cu-ti合金的氧化膜对酸非常稳定，因此，化学研磨中，必须使用氢氟酸或硫酸中混合了双氧水的溶液等腐蚀力极强的化学研磨液。

但是，使用这种腐蚀力极强的化学研磨液时，不只是氧化膜会被腐蚀，有时未氧化部分也会被腐蚀，有时在化学研磨后的表面产生不均匀的凹凸或变色。而且，还有可能无法均匀地腐蚀，在局部残留氧化膜。因此，为了除去表面的凹凸、变色以及残留的氧化膜，实施上述化学研磨之后使用如研磨砂轮等进行机械研磨。

机械研磨之后，作为最终的表面处理，要进行防锈处理并做成板产品、条产品。在钛铜箔的防锈处理中，与一般的铜和铜合金的板、条中使用的物质相同，使用苯并三唑(bta)的水溶液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5723849号公报

专利文献2：日本特许第4068413号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，与钛铜板、钛铜条的情况不同，在例如厚度为0.1μm以下的薄的钛铜箔中，很难进行除去在时效处理中生成的氧化膜并提高软钎焊性的机械研磨。其理由有两个，第一个为与机械研磨线的钛铜箔通过相关，而且，第二个为与利用机械研磨线控制板厚有关。

关于第一个理由即机械研磨线的钛铜箔通过，使用研磨砂轮时，随着抛光辊的转动，研磨砂轮钩挂在钛铜箔上，钛铜箔以钩挂处为起点有时会断裂。就研磨砂轮研磨而言，以圆柱形的抛光辊的中心轴为轴进行转动并对钛铜箔的表面进行研磨。抛光辊是分散有研磨粒(sic等磨粒)的树脂固定在海绵状的有机纤维上，因此树脂块在钛铜箔的边缘钩挂在凹凸大的地方，当受到超过钛铜箔的强度的张力的用时断裂。

关于第二个理由即通过机械研磨线进行板厚控制，圆柱形的抛光辊中为了研磨而负载压力负荷，而且，钛铜箔中为了钛铜箔通过于生产线而被赋予张力。该压力负荷及张力多少都具有周期性的震动成分，该震动被称为震颤。根据震颤的震动周期也有可能各个震动产生共振。共振大时，由于震颤而在机械研磨的对象的研磨面中出现榻榻米状的花纹。由于震颤而产生的花纹被称为振纹。这表示根据花纹不同研磨量也不同，换言之，钛铜箔的研磨量不固定。此处，如果是钛铜箔，由于与钛铜板、钛铜条相比厚度薄，所以研磨量的不固定造成的影响很大。即，对钛铜箔进行研磨砂轮进行研磨时厚度变动大，如果将其作为弹簧使用时弹簧特性不固定性大，因而并不优选。

因此，厚度薄的钛铜箔中，与钛铜板、钛铜条相比，难以使用研磨砂轮等进行机械研磨，因此难以有效除去由如钛铜板、钛铜条的化学研磨及机械研磨产生的氧化膜。而且，近年来，由于健康上的原因，无铅软钎料被广泛应用，这种无铅软钎料与目前的含铅软钎料相比，软钎焊性差。

由此，厚度薄的钛铜箔中，无可否认软钎焊性降低，特别是存在不能确保制造自动调焦摄像机模块时必需的软钎料润湿性及软纤焊接性的问题。

本发明的课题是解决上述问题，目的是提供一种在箔厚为0.1μm以下的薄的铜箔，软钎料润湿性和软钎料粘结强度优异，适合作为自动调焦摄像机模块等电子设备部件中使用的导电性弹簧材料使用的钛铜箔及其制造方法。

解决问题的方法

经过发明人锐意讨论，结果得到如下见解。在箔厚为0.1mm以下的钛铜箔中，将与轧制方向平行的方向中的表面的最大高度粗糙度rz调整在规定范围内，由此使氧化膜存在且能确保良好的软钎料润湿性，同时能够发挥基于所谓的固着效应的高粘结强度。而且，如上所述的表面粗糙度rz通过轧制形成油坑从而可能发生变化，并且由此控制制造钛铜箔时的最终冷轧的加工度，能够制造出具有规定范围的最大表面粗糙度rz的钛铜箔。

在上述见解之下，本发明的钛铜箔的箔厚为0.1mm以下，含有1.5～4.5质量％的ti，且余量由铜和不可避免的杂质构成，与轧制方向平行的方向上的表面最大粗糙度rz为0.1μm～1μm。

此处，本发明的钛铜箔优选抗拉强度为1100mpa以上。

而且，本发明的钛铜箔含有总量为0～1.0质量％的选自ag、b、co、fe、mg、mn、mo、ni、p、si、cr以及zr中的一种以上的元素。

本发明的延展铜产品为具备上述任意一个的钛铜箔的物质。

本发明的电子设备部件具备上述任意一个的钛铜箔。

上述电子设备部件优选自动调焦摄像机模块。

而且本发明的自动调焦摄像机模块具备：镜头、对所述镜头向光轴方向的初始位置弹性施力的弹簧部件、生成抵抗所述弹簧部件的作用力的电磁力从而能够将所述镜头向光轴方向驱动的电磁驱动机构，所述弹簧部件为上述任意一个钛铜箔。

发明效果

根据本发明，能够提供一种使与轧制方向平行的方向上的表面的最大高度粗糙度rz为0.1～1μm、软钎焊性和粘接强度优异的钛铜箔。这种钛铜箔特别适合用于电子设备部件，其中特别适合用于自动调焦摄像机模块。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的自动调焦摄像机模块的剖视图。

图2是表示图1的自动调焦摄像机模块的分解立体图。

图3是表示图1的自动调焦摄像机模块的动作的剖视图。

附图标记说明

1自动调焦摄像机模块

2磁轭

3镜头

4磁体

5托架

6线圈

7基座

8框架

9a上侧的弹簧部件

9b下侧的弹簧部件

10a、10b盖帽

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的一个实施方式的钛铜箔为，箔厚在0.1mm以下，含有1.5～4.5质量％的ti，余量由铜和不可避免的杂质构成，在轧制方向上的表面的最大高度粗糙度rz为0.1μm～1μm。

(ti浓度)

本发明的钛铜箔含有1.5～4.5质量％的ti。钛铜通过固溶处理使ti固溶于cu基体，通过时效处理使微细的析出物分散到合金中，能够使强度和导电率上升。当ti浓度不满1.5质量％时，导致析出物的析出不充分，无法得到所预期的强度。如果ti浓度超过4.5质量％，则加工性变差，轧制时材料容易开裂。考虑到强度及加工性的平衡，优选ti浓度为2.9～3.5质量％。

(其他添加元素)

本发明涉及的钛铜箔中，含有总量为0～1.0质量％的选自ag、b、co、fe、mg、mn、mo、ni、p、si、cr以及zr中的一种以上的元素，由此能够进一步提高强度。这些元素的总含有量为0是指，可以不包含上述元素。之所以将上述元素总含有量的上限设为1.0质量％，是由于当超过1.0质量％时，加工性变差，轧制时材料容易开裂。

(抗拉强度)

作为自动调焦摄像机模块的导电性弹簧材料而优选的钛铜箔所需要的抗拉强度为1100mpa以上，优选为1200mpa以上，更优选为1300mpa以上。本发明中，在与钛铜箔的轧制方向平行的方向上的抗拉强度以jisz2241(金属材料抗拉测试方法)作为基准进行测量。

(表面粗糙度)

本发明的钛铜箔的表面的、与轧制方向平行的方向上的最大高度粗糙度rz为0.1～1μm的范围内。由此，能够确保所需要的优异的软钎焊性，而且能够提高软钎料的粘结强度，所以其用于自动调焦摄像机模块时特别有利于其的制造。

其中，规定与轧制方向平行的方向的最大高度粗糙度rz的理由是，因为轧制时的油坑量多的情况下和少的情况下表面粗糙度明显发生变化的是，与轧制方向平行的方向。

更详细而言，当轧制平行方向的粗糙度rz在0.1～1μm的范围内时，实际表面积不会过大，因此软钎料的润湿铺展比较容易，而且，由于凹凸适度所以软钎料的粘结性优异。而且，与轧制方向垂直的方向的最大高度粗糙度rz也优选0.1～1μm。

换言之，当与轧制方向平行的方向的最大表面粗糙度rz为不足0.1μm时，无法得到固着效应，粘结性差。另一方面，当与轧制方向平行的方向的最大表面粗糙度rz超过1μm时，软钎料的润湿需要的时间增多，软钎料润湿性变差。

从上述观点可知，与轧制方向平行的方向中的表面最大高度粗糙度rz优选0.1μm～0.4μm，更优选0.1～0.25μm。

最大高度粗糙度rz为，沿与钛铜箔的轧制方向平行的方向或垂直的方向，采用基准长度为300μm的粗糙度曲线，并能够从该曲线以jisb0601(2013)为基准进行测量。

(铜箔的厚度)

本发明的钛铜箔的箔厚为0.1mm以下，典型的实施方式中箔厚为0.018mm～0.08mm，更典型的实施方式中箔厚为0.02mm～0.05mm。

(制造方法)

为了制造如上所述钛铜箔，首先在熔解炉中熔解电解铜、ti等原料，得到预期的组合熔液。于是，将该熔液铸造为铸锭。为了防止钛的氧化磨耗，熔解及铸造优选在惰性气体氛围中进行。之后，针对铸锭，典型地按照热轧、第一冷轧、固溶处理、第二冷轧、时效处理、第三冷轧(最终冷轧)的顺序实施，以得到具有预期的厚度及特性的箔。

热轧及之后的第一冷轧的条件按照制造钛铜时的惯例条件即可，此处没有特别的要求。而且，关于固溶处理也可以按照惯例条件即可，例如700～1000℃的温度下进行5秒～30分钟。

为得到上述强度，就第二冷轧的压下率而言，优选设定为55％以上。更优选60％以上、进一步优选65％以上。当所述压下率不足55％时，难以得到1100mpa以上的抗拉强度。压下率的上限从作为本发明的目的的强度这方面来看没有什么特别的规定，但是工业上不会超过99.8％。

时效处理的加热温度为200～300℃，加热时间为2～20小时。当加热温度不足200℃时难以得到1100mpa以上的抗拉强度。当超过300℃时生成过多氧化膜。当加热时间不足2小时或者超过20小时时难以得到1100mpa以上的抗拉强度。

因此，为了得到本发明的钛铜箔，重要的是，在最终冷轧中，使用小直径辊的轧制机、控制压下率、以及以规定的粗糙度的工作辊轧制最终道次。

具体而言，由于钛铜箔为高强度的硬箔且难以压碎，所以在最终钢冷轧中，优选使用具有直径为30mm～120mm的小直径辊的轧制机。当辊直径过大时，钛铜箔达到目标厚度前不会压碎，而且，轧制时轧制的吞入量增多可能容易产生油坑，而且，当辊直径过小时，轧制速度被限制在低速度，因此可能会造成生产性降低。因此，优选使用的辊直径为40mm～100mm。

而且最终冷轧中，通过在箔表面形成油坑，制造的钛铜箔的表面粗糙度rz发生变化。因此，最终道次的压下率适合设定为9％～35％。当所述压下率过大时，由于轧制辊与材料之间卷入的轧制油的量减少，所以制造的钛铜箔的表面粗糙度rz减小，导致软钎料粘结性降低。反之，当压下率过小时，由于轧制辊和材料之间卷入的轧制油的量增多，所以制造的天通博的表面粗糙度rz增大，软钎料润湿性降低。因此，最终道次的压下率优选设定在9％～30％。

此外，使用的工作辊的材质作为模具钢，最终道次用表面为0.1μm以下的算数平均粗糙度ra的工作辊进行轧制时，效率高。当最终道次的工作辊的算数平均粗糙度ra大时，材料的表面粗糙度rz容易超过1μm。所述工作辊的算数平均粗糙度(ra)为，针对长度方向，即针对与上述材料的轧制方向的垂直方向对应的方向，采用基准长度为400μm的粗糙度曲线，以jisb0601为基准进行测量。

另外热处理之后，为除去表面生成的氧化膜或氧化物层，一般进行酸洗和研磨等。本发明中也能够在热处理之后进行表面的酸洗和研磨等。而且，也可以在第二冷轧之后进行低温退火。

最终冷轧之后，能够进行防锈处理。所述防锈处理能够在与目前相同的条件下进行，能够使用苯并三唑(bta)的水溶液等。

(用途)

本发明的钛铜箔能够用于各种用途，特别是能够优选作为开关、连接器、插座、端子、继电器等电子设备用部件的材料使用，其中适合用于自动调焦摄像机模块等电子设备部件中使用的导电性弹簧材料使用。

自动调焦摄像机模块例如具有镜头、对所述镜头向光轴方向的初始位置弹性施力的弹簧部件、以及生成抵抗所述弹簧部件的作用力的电磁力从而能够使所述镜头向光轴方向驱动的电磁驱动机构。因此，所述弹簧部件能够作为本发明的钛铜箔。

电磁驱动机构如示例所示，具备“コ”形圆筒形状的磁轭、收容于磁轭的内周壁的内侧的线圈、围绕线圈同时收容于磁轭的外周壁的内侧的磁体。

图1表示本发明涉及的自动调焦摄像机模块的一例的剖视图，图2表示图1的自动调焦摄像机模块的分解立体图，图3表示图1的自动调焦摄像机模块的动作的剖视图。

自动调焦摄像机模块1具备“コ”形圆筒形状的磁轭2、安装在磁轭2的外壁的磁体4、中央位置具备镜头3的托架5、安装在托架5中的线圈6、安装磁轭2的基座7、支撑基座7的框架8、上下支撑托架5的2个弹簧部件9a、9b、和覆盖上述上下的2个盖帽10a、10b。2个弹簧部件9a、9b为相同产品，以相同的位置关系从上下夹持支撑托架5，同时作为向线圈6的供电路径发挥功能。通过向线圈6施加电流使托架5向上方移动。另外，本说明书中，适当使用了上和下的表述，指的是图1中的上下，上表示从摄像机朝向拍摄体的位置关系。

磁轭2为软铁等磁性材料，形成上表面部封闭的“コ”形圆筒形状，具有圆筒状的内壁2a和外壁2b。“コ”形的外壁2b的内表面中安装(粘结)了环状的磁体4。

托架5为具有底面部的圆筒形状结构的合成树脂等形成的成形品，在中央位置支撑镜头，底面外侧上粘着并搭载预先成形的线圈6。使磁轭2嵌合并组装在矩形上树脂成形品的基座7的内周部，进而利用树脂成形品的框架8固定磁轭2整体。

任一弹簧部件9a、9b的最外周部分别被框架8和基座7夹持固定，内周部每120°的切槽部嵌合在托架5，通过热铆接等固定。

弹簧部件9b和基座7、以及弹簧部件9a和框架8之间，通过粘结以及热铆接等固定，进而盖帽10b安装在基座7的底面，盖帽10a安装在框架8的上部，分别将弹簧部件9b夹持固定安装在基座7和盖帽10b之间，将弹簧部件9a夹持固定安装在框架8和盖帽10a之间。

线圈6的一侧引线穿过托架5的内周面中设置的槽内并向上延伸，与弹簧部件9a软钎焊。另一侧引线穿过托架5底面中设置的槽内并向下延伸，与弹簧部件9b软钎焊。

弹簧部件9a、9b为本发明涉及的钛铜箔的板簧。具有弹性，对镜头3向光轴方向的初始位置弹性施力。同时，作为向线圈6的供电路径发挥作用。弹簧部件9a、9b的外周部的一处部位突出到外侧，作为供电端子发挥功能。

圆筒状的磁体4被径(radial)向磁化，形成路径经过“コ”形状的磁轭2的内壁2a、上面部及外壁2b的磁路，线圈6配置在磁体4和内壁2a之间的间隙中。

弹簧部件9a、9b为相同形状，以图1及2所示的相同位置关系安装，因此能够抑制托架5向上方移动时的轴错位。在卷线后加压成形并制作线圈6，因此能够提高成品外径的精度，能够轻易配置在规定的狭窄的间隙中。托架5的最下位置顶在基座7，在最上位置顶着磁轭2，因此在上下方向具备顶置机构，防止了脱落。

图3表示向线圈6中施加电流，并使具备镜头3的托架5向上方移动以用于自动调焦的剖视图。当向弹簧部件9a、9b的供电端子施加电压时，电流流过线圈6从而向托架5作用向上方的电磁力。另一方面托架5中被连结的2个弹簧部件9a、9b的恢复力对托架5向下方作用。因此，托架5向上方移动的距离为电磁力与恢复力平衡的位置。由此，通过对线圈6施加的电流量，能够确定托架5的移动量。

上侧弹簧部件9a支撑托架5的上表面，下侧弹簧部件9b支撑托架5的下表面，所以恢复力在托架5的上表面及下表面均等地向下方作用，能够将镜头3的轴错位抑制得较小。

因此，当托架5向上方移动时，不需要也不使用棱(rib)等的引导。因为没有引导产生的滑动摩擦，所以托架5的移动量完全由电磁力和恢复力的平衡所支配，从而实现了顺利且精度良好的镜头3的移动。由此可实现镜头错位少的自动调焦。

另外，磁体4以圆筒形状为例进行了说明，但是本发明不受此限制，还可以分为3至4等分进行径向磁化，并将其贴附固定在磁轭2的外壁2b的内表面。

[实施例]

下面尝试制作本发明的钛铜箔，已对其效果进行确认下面对其进行说明。但是，此处的说明只是单纯地出于举例的目的，并不受其限制。

<制造条件>

样品的制造按照如下方式进行。首先在真空熔解炉中熔解2.5kg电解铜，添加ti以得到规定浓度的ti。将该熔融金属浇注在铸铁制的铸模中，制造出厚度30mm、宽度60mm、长度120mm的铸锭。

在950℃下对铸锭进行加热3小时，对其进行轧制直至厚度为10mm。用研磨机除去热轧下生成的氧化皮并进行研磨。研磨后的厚度为9mm。接着，实施第一冷轧，对其进行轧制直至厚度为1mm。之后在固溶处理中，向升温至800℃的电炉中装入材料，保持5分钟后，将试料放入水槽进行快速冷却。然后进行第二冷轧，此处在压下率为96％时将箔厚轧制至0.04mm。之后进行时效处理，在280℃下加热10小时。此处，时效处理的所述温度，选择时效后的抗拉强度最大的温度。之后，在表1所示的条件下未进行第三冷轧。

针对以上所制作的样品，分别进行如下评价。

<表面粗糙度>

沿着与样品的轧制方向平行的方向，采用基准长度300μm的粗糙度曲线，从所述曲线以jisb0601(2013)为基准进行测量。

<软钎料润湿性·软钎料粘结性>

使用千住金属制pb无铅软钎料m705系软钎料，进行软钎焊测试。在软钎料润湿性的评价中，当润湿铺展半径为1.5mm以上时判定为“○”，当润湿铺展半径不足1.5mm时判定为“×”，以jisc60068-2-54为基准，通过焊接检查(rhescn社制sat-2000)以与弧面状沾法相同的步骤进行软钎焊，并观察软钎焊部的外观。测量条件如下。作为试料的预处理使用丙酮进行脱脂。然后使用10vol％硫酸水溶液进行酸洗。软钎料的测试温度设定为245±5℃。助焊剂没有特别指定，可以使用株式会社asahi化学研究所制的gx5。而且，浸渍深度为2mm，浸渍时间为10秒，浸渍速度为25mm/秒，试料的宽度为10mm。评价基准在20倍的实体显微镜下进行目测观察，软钎焊部整面均被软钎料覆盖的为良好(○)，软钎焊部的一部分或整面没有被软钎料覆盖的为不良(×)。而且，软钎料粘结性的评价中，剥离强度为1n以上的判定为○，剥离强度不足1n的判定为×。所述剥离强度通过无铅软钎料(sn-3.0质量％ag-0.5质量％cu)与具有镀层的钛铜箔和纯铜箔(jish3100(2012)中规定的合金号c1100、箔厚0.02mm～0.05mm)接合。钛铜箔为宽度15mm、长度200mm的条状，相对于长度方向在中央部30mm×15mm的面积中配置无铅软钎料(直径0.4±0.02mm、长度120±1mm)，以使无铅软钎料(直径0.4±0.02mm、长度120±1mm)控制在上述面积之内，并且以245℃±5℃的接合温度进行接合。接合之后，通过以100mm/min的速度进行180°进行剥离试验，来测量其粘结强度。剥离变位从30mm到70mm之间的40mm的区间内的负荷(n)的平均值为粘结强度。软钎料粘结强度测试中的测试结果的一例如图所示。

表1

由表1可知，发明例1～22中，通过最终冷轧使用规定直径的工作辊设定最终道次为规定的压下率，轧制平行方向的最大高度粗糙度rz为0.1～1.0μm，其结果是得到了良好的软钎料润湿铺展性及软钎料粘结性。

另一方面，比较例1中，由于最终道次的压下率小，所以轧制平行方向的最大高度粗糙度rz增大，软钎料润湿铺展性差。比较例2中，由于压下率大，轧制平行方向的最大高度粗糙度rz减小，软钎料粘结性降低。

比较例3中，由于最终冷轧中使用的工作辊的直径小，所以轧制平行方向的最大高度粗糙度rz小，软钎料粘结性差。比较例4中，由于工作辊直径过大，因此轧制平行方向的最大高度粗糙度rz大，软钎料润湿性降低。

比较例5中，由于ti含有量少，所以轧制平行方向的最大高度粗糙度rz在规定范围之外，样品缺乏软钎料润湿性。

比较例6、7中，由于ti或者次要成分的含有量多，轧制中产生开裂，无法制作样品。

由以上可知，根据本发明的箔厚为0.1μm以下的薄的钛铜箔，能够提高软钎料润湿性及软钎料粘合强度。