KR-20260061336-A - 티타늄 구리박, 티타늄 구리 스트립, 전자 부품, 및 티타늄 구리박의 제조 방법

Abstract

본 개시의 티타늄 구리박은 1.5질량％ 내지 5.0질량％의 Ti를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 압연 방향과 평행한 방향으로 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 9점에 있어서의 박 두께의 평균값(㎛)에 대한 상기 박 두께의 표준 편차(㎛)의 비가, 0.0100 이하이다.

Inventors

• 야마다 신지

Assignees

• 제이엑스금속주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20240801

Priority Date

20230921

Claims (20)

1. 1.5질량％ 내지 5.0질량％의 Ti를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 압연 방향과 평행한 방향으로 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 9점에 있어서의 박 두께의 평균값(㎛)에 대한 상기 박 두께의 표준 편차(㎛)의 비가, 0.0100 이하인, 티타늄 구리박.
2. 제1항에 있어서, 상기 박 두께의 평균값에 대한 상기 박 두께의 표준 편차의 비가, 0.0050 이하인, 티타늄 구리박.
3. 제2항에 있어서, 상기 박 두께의 평균값에 대한 상기 박 두께의 표준 편차의 비가, 0.0030 이하인, 티타늄 구리박.
4. 제1항에 있어서, 상기 박 두께의 표준 편차가, 0.500㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
5. 제4항에 있어서, 상기 박 두께의 표준 편차가, 0.200㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박 두께의 평균값이, 200㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
7. 제6항에 있어서, 상기 박 두께의 평균값이, 80㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박 두께의 최댓값과 상기 박 두께의 최솟값의 차가, 2.00㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
9. 제8항에 있어서, 상기 박 두께의 최댓값과 상기 박 두께의 최솟값의 상기 차가, 1.20㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, Al, Ag, B, Co, Cr, Fe, Ge, Hf, La, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Si, Sn, Y 및 Zr로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 총 함유량이, 0.0질량％ 내지 1.0질량％인, 티타늄 구리박.
11. 1.5질량％ 내지 5.0질량％의 Ti를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 압연 방향과 평행한 방향으로 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 9점에 있어서의 박 두께의 표준 편차가, 0.500㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
12. 제11항에 있어서, 상기 박 두께의 표준 편차가, 0.200㎛ 이하인, 티타늄 구리박.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, Al, Ag, B, Co, Cr, Fe, Ge, Hf, La, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Si, Sn, Y 및 Zr로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 총 함유량이, 0.0질량％ 내지 1.0질량％인, 티타늄 구리박.
14. 제1항 또는 제11항에 기재된 티타늄 구리박을 포함하는, 티타늄 구리 스트립.
15. 제1항 또는 제11항에 기재된 티타늄 구리박을 포함하는, 전자 부품.
16. 1.5질량％ 내지 5.0질량％의 Ti를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 티타늄 구리박의 제조 방법이며, 띠상 재료에 대해 행해지는 냉간 압연 공정을 포함하고, 상기 냉간 압연 공정에서, 레이저 속도계에 의해 띠상 재료의 이송 속도를 측정하고, 그 이송 속도의 측정값을 사용해서 압연 롤 사이의 롤 갭을 조정하는, 티타늄 구리박의 제조 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 냉간 압연 공정에서, 띠상 재료가 권취된 조출 릴과, 조출 릴로부터 조출된 띠상 재료를 권취하는 권취 릴 사이에, 쌍을 이루는 압연 롤이 배치된 압연기를 사용하는, 티타늄 구리박의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 레이저 속도계가, 상기 조출 릴과 상기 압연 롤 사이에 배치되어 있는, 티타늄 구리박의 제조 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 압연기가, 띠상 재료의 두께의 제어를 자동으로 행하는 자동 두께 제어 기구를 구비하는, 티타늄 구리박의 제조 방법.
20. 제16항에 있어서, 상기 냉간 압연 공정이, 제1 냉간 압연 공정, 중간 냉간 압연 공정 및 최종 냉간 압연 공정을 포함하고, 상기 레이저 속도계에 의한 측정값을 사용한 압연 롤 사이의 롤 갭의 조정이, 적어도 중간 냉간 압연 공정에서 행해지는, 티타늄 구리박의 제조 방법.

Description

티타늄 구리박, 티타늄 구리 스트립, 전자 부품, 및 티타늄 구리박의 제조 방법 이 명세서는, 티타늄 구리박 그리고 그것을 포함하는 티타늄 구리 스트립 및 전자 부품에 대해서 기재한 것이다. 티타늄 구리박은, 구리 합금박 중에서도 우수한 응력 완화 특성, 및 비교적 높은 강도를 갖기 때문에, 전자 기기의 스위치, 커넥터, 잭, 단자, 릴레이 및 그 밖의 부품에 사용되는 경우가 있다. 근년에는, 전자 기기의 소형화가 진행됨에 수반하여, 당해 전자 기기용의 부품에 사용하는 티타늄 구리박으로서 박 두께가 얇은 것이 요구된다. 박 두께는, 예를 들어 0.1㎜ 이하이다. 그러한 얇은 티타늄 구리박에서 필요한 특성을 발휘하는 것이 요구된다. 특허문헌 1에서는, 「박 두께가 0.1㎜ 이하인 얇은 것이어도 스프링으로서 사용했을 때의 영구 변형이 작고, 오토 포커스 카메라 모듈 등의 전자 기기 부품에 사용되는 도전성 스프링재로서 적합하게 사용할 수 있는 티타늄 구리박 및 그 제조 방법을 제공하는 것」을 목적으로 하여, 「Ti를 1.5 내지 5.0질량％로 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 박 두께가 0.1㎜ 이하이고, 압연 방향과 평행한 방향으로 60㎜의 간격으로 나란히 위치하는 5개의 측정점에서의 박 두께의 변동이 0.0㎛ 내지 1.0㎛인 티타늄 구리박」이 제안되어 있다. 이하에, 상술한 티타늄 구리박, 및 티타늄 구리박의 제조 방법의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 본 개시에 있어서 「A 내지 B」란, 「A 이상 또한 B 이하」를 나타내는 것으로 한다. A 및 B는, 모두 수치를 나타낸다. 일 실시 형태의 티타늄 구리박은 1.5질량％ 내지 5.0질량％의 Ti를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 압연 방향과 평행한 방향으로 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 9점에 있어서의 박 두께의 평균값(㎛)에 대한 박 두께의 표준 편차(㎛)의 비가, 0.0100 이하이다. 이상의 구성이면, 박 두께에 대한 박 두께의 변동의 영향은 1.00％ 이하이기 때문에, 변동이 충분히 저감된 것이라고 할 수 있다. 본 개시의 티타늄 구리박을 사용해서 커넥터를 제조했을 때는, 티타늄 구리박의 박 두께가 균일하기 때문에, 커넥터의 접촉 압력의 변동이 억제되어, 접촉 저항이 안정된다. 그에 의해, 커넥터의 접촉 불량이 유효하게 억제된다. 상술한 바와 같은 박 두께가 균일한 티타늄 구리박을 제조하기 위해서는, 1회 이상의 냉간 압연 공정을 개선하는 것이 긴요하다. 구체적으로는, 용해, 주조 및 그 밖의 공정을 거쳐서 얻어지는 띠상 재료에 대해 냉간 압연 공정을 행할 때, 띠상 재료를 압연 롤 사이에 통과시킬 때, 띠상 재료의 이송 속도를 레이저 속도계에 의해 측정한다. 그리고 레이저 속도계로 측정된 띠상 재료의 이송 속도의 측정값에 기초하여, 압연 롤 사이의 롤 갭을 조정한다. 이에 의해, 냉간 압연 공정에서 띠상 재료의 두께를 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능해진다. 그 결과적으로, 티타늄 구리박의 압연 방향과 평행한 방향에 있어서의 박 두께의 변동을 저감할 수 있다. (조성) 본 개시의 티타늄 구리박의 Ti 농도는 1.5질량％ 내지 5.0질량％이다. 티타늄 구리는 용체화 처리에 의해 Cu 매트릭스 중으로 Ti를 고용시키고, 시효 처리에 의해 미세한 석출물을 합금 중에 분산시킴으로써, 강도 및 도전율이 상승한다. Ti 농도가 1.5질량％ 미만이 되면, 석출물의 석출이 불충분해져 원하는 강도가 얻어지지 않는다. Ti 농도가 5.0질량％를 초과하면, 가공성이 열화되고, 압연 시에 재료가 균열되기 쉬워진다. 강도 및 가공성의 밸런스를 고려하면, 바람직하게는 Ti 농도는 2.9질량％ 내지 4.3질량％이다. 본 개시의 티타늄 구리박은 Al, Ag, B, Co, Cr, Fe, Ge, Hf, La, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Si, Sn, Y 및 Zr로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 더 함유하는 경우가 있다. 단, 그러한 원소를 함유하지 않는 경우도 있다. 티타늄 구리박의 당해 원소의 함유량은, 총량으로 0.0질량％ 내지 1.0질량％인 경우가 있다. 당해 원소의 함유량이 1.0질량％ 이하이면, 가공성이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 티타늄 구리박의 조성은 ICP 발광 분광 분석법(내표준법)에 의해 확인한다. ICP 발광 분광 분석 장치(ICP-OES, 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치)로서, 히타치 하이테크 사이언스사제 SPS3100 또는 이와 동등한 장치를 사용해서 측정을 행한다. ICP 발광 분광 분석법의 경우에는 티타늄 구리박의 샘플을 염산, 질산 및 물을 2:1:2의 체적비로 포함하는 혼산에 용해시킨 것을 희석해서 사용한다. 내표준 원소로서, Y(이트륨)가 사용된다. (박 두께) 본 개시의 티타늄 구리박의 박 두께는, 압연 방향과 평행한 방향으로 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 9점에 있어서의 박 두께를 측정함으로써 평가할 수 있다. 본 개시에 있어서, 상기 9점에 있어서의 박 두께의 평균값은, 단순히 「박 두께의 평균값」이라고도 칭해진다. 본 개시에 있어서, 상기 9점에 있어서의 박 두께의 표준 편차는, 단순히 「박 두께의 표준 편차」라고도 칭해진다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 티타늄 구리박에 있어서는, 박 두께의 평균값 tave에 대한 박 두께의 표준 편차 σ의 비(즉, 박 두께의 표준 편차 σ를 박 두께의 평균값 tave로 나눈 값, σ/tave)가 0.0100 이하이다. 박 두께의 평균값 tave에 대한 박 두께의 표준 편차 σ의 비는, 바람직하게는 0.0050 이하여도 되고, 보다 바람직하게는 0.0030 이하여도 된다. 본 개시의 티타늄 구리박에 있어서는, 박 두께의 평균값 tave는 200㎛ 이하여도 되고, 80㎛ 이하여도 된다. 본 개시의 티타늄 구리박에 있어서는, 박 두께의 평균값 tave의 하한값은 특별히 한정되지는 않지만, 20㎛ 이상이어도 된다. 본 개시의 티타늄 구리박의 박 두께의 평균값 tave는 20㎛ 내지 100㎛여도 되고, 40㎛ 내지 80㎛여도 된다. 본 개시의 티타늄 구리박에 있어서는, 박 두께의 표준 편차 σ는 0.500㎛ 이하여도 되고, 0.200㎛ 이하여도 된다. 근년의 전자 기기의 소형화에 수반하여, 그 부품에 사용되는 티타늄 구리박은 박 두께가 얇은 것이 요구될 수 있다. 한편, 박 두께가 얇은 티타늄 구리박은, 그 박 두께의 미소한 변동이, 전자 기기용의 부품에 사용했을 때에 당해 전자 기기의 성능이나 불량에 영향을 미치는 경우가 있다. 예를 들어, 티타늄 구리박을 커넥터의 단자에 사용하는 경우, 당해 티타늄 구리박의 길이 방향(「압연 방향과 평행한 방향」에 상당하는 경우가 있다.)으로 박 두께가 충분히 균일하지 않으면, 각 단자의 접촉 압력에 변동이 발생할 수 있다. 그 결과, 접촉 불량이 발생하는 것이 우려된다. 또한, 예를 들어 스프링재로서 사용하는 경우, 당해 티타늄 구리박의 박 두께가 충분히 균일하면, 당해 스프링재에 가해지는 응력을 분산하기 쉬워진다. 그 결과, 전자 부품으로서의 피로 내성이 향상된다. 본 개시의 티타늄 구리박은 스프링재로서 오토 포커스 카메라 모듈 등의 전자 부품에 사용할 수 있다. 이 경우, 당해 전자 부품은 티타늄 구리박을 포함하는 것이다. 커넥터의 각 단자의 접촉 압력 P는, 식: P＝(d×E×w×t3)/(4×L3)으로 나타낼 수 있다. 여기서, d는 변위량(㎜), E는 영률(㎫), w는 단자의 폭(㎜), t는 단자의 두께(㎜), L은 단자의 고정 단부로부터 접촉 위치까지의 거리(㎜)를 각각 의미한다. 이 식에 의하면, 커넥터의 접촉 압력 P는, 단자의 두께 t(즉, 티타늄 구리박의 박 두께)의 3승에 비례하여, 박 두께의 영향이 큰 것을 알 수 있다. 본 실시 형태의 티타늄 구리박과 같이 압연 방향과 평행한 방향으로 박 두께의 표준 편차 σ가 작고, 변동이 저감된 티타늄 구리박이면, 각 단자의 접촉 압력이 균일해져 접촉 저항이 안정되어, 접촉 불량을 억제할 수 있다. 커넥터의 접촉 압력의 변동은 (Pmax-Pmin)/Pave로서 정의되는 경우가 있다. 여기서, Pmax는 최대 접촉 압력, Pmin은 최소 접촉 압력, Pave는 평균 접촉 압력을 각각 의미한다. 박 두께의 평균값 tave보다도 충분히 작은 양의 수 α를 사용해서, 박 두께의 최댓값을 tave+α, 박 두께의 최솟값을 tave-α로 간략화해서 나타낼 수 있다고 가정하면, 상기한 접촉 압력의 변동은, 하기 식 (1)로 나타내는 바와 같이 변형할 수 있다. α≪tave로부터 3차의 항을 무시하면, 접촉 압력의 변동은 6α/tave로 나타낼 수 있다. 상술한 박 두께의 표준 편차 σ를 산출하기 위해서는, 티타늄 구리박의 압연 방향과 수직인 방향에 있어서의 중앙의 위치에서, 티타늄 구리박의 압연 방향과 평행한 방향을 따라서 10㎜의 간격으로 직선 상에 위치하는 n점에 있어서의 박 두께를 측정하고, 박 두께의 측정값(t1, t2···tn)을 얻는다. 그리고 그들의 박 두께의 측정값(t1, t2···tn)으로부터 평균값 tave를 구하여, 하기 식 (2)로부터 표준 편차 σ를 산출한다. 박 두께는, 예를 들어 압연기에 부속되어 있는 두께계를 사용해서, 압연하면서 또는 스트립재로부터 티타늄 구리박을 조출하면서 측정할 수 있다. 본 개시에 있어서는, n＝9이다. 박 두께의 표준 편차 σ(㎛)와, 그 티타늄 구리박의 박 두께의 평균값 tave(㎛)는, σ/tave≤0.0055의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 근거를 이하에 나타낸다. 통계학의 사고를 사용하면, 박 두께의 변동이 정규 분포를 가질 때, 박 두께 t가 tave±3σ의 범위를 일탈하는 확률은 0.3％이다. 또한, 접촉 압력의 변동을 10％로 했을 때, 6α/tave＝0.1로부터 α＝tave/60이다. 이로부터, 3σ≤α를 충족할 때, 즉 하기 식 (3)으로부터, σ/tave≤0.0055일 때, 커넥터 단자에 실장했을 때의 접촉 압력의 변동이 10％를 초과하는 확률을 0.3％ 이하로 억제할 수 있다. 마찬가지로 하여 4σ≤α(불량률≤0.006％)의 경우를 생