长春黄金研究院

通知公告:
金在电子工业中的应用
发布日期:2017-05-22

    众所周知,现代各项科学技术的发展都离不开电子工业,而且还占有重要地位.如电子信息、航空航天、仪表仪器、计算机、收音机、电视肌、集 成电路等,都是电子工业飞跃发展的结果,而电子 工业与黄金及其它贵金属的应用是密不可分的。 电子元件所要求的稳定性、导电性、韧性、延展性等,黄金和它的合金几乎都能一并达到要求。所 以黄金在电子工业上的用置占工业用金的90% 以上,而且用量在年年增长。
1.金在电触点材料上的应用
    在现代化通讯系统、控制系统及电子计算 机系统中,虽然其结构紧凑,器件微型化。但尚应保证进行必要检查的可能性。在这方面采取个别零件和元件可拆卸结构,在技术上是合理的。对可靠性和使用寿命提出更高的要求,自然提出研究新型触点的必要性与重要性。由于零件布置紧凑和单位体积的能量储备增大,在通讯系统中提高系统的有温裁荷.在研制触点材 料时必须考虑与周围环境相关的一些因素,如 优良导电性,稳定的电阻以及优良的耐蚀性,可 加工性,热稳定性等。由于金及金的合金具有上述优良性质,被广泛地应用于电于工业触点的 制作。在长期的使用中,即使在多变的环境里, 也能保证在微弱的电流转换及很小接触压力时具有优良的接触可靠性。
    金及金合金用在电触点材料的种类也在不断增多。如铆钉型复合电触点材料(根据GBll096— 89)以贵金属及合金为复层,铜为基体材料制造的双金属复合触点;在低压电器,仪器仪表等产品中用作小型负荷的开关,继电器等的电触点;通信设备用触点材料[根据日本JIS C2509—1965);金银镍合金触点材料(根据美国ASTM B477—92)用作滑动电触点,品种有薄板、带材、 棒材和丝材;金钯合金材料(根据美国A5YM B540—91),包括带材、棒材和丝材;金合金触点材料(根据美国AsTN贴41—阳)一般被制成带材、棒材和丝材。
    由于金及金合金的可镀性、高塑性及良好的加工性能,可采用压制、电镀、包复、电沉积等方法制作各种不同类型、不同用途电触点,如用金—铂、金—铜、金—银—铟可制作通讯设备用触点、 滑动触点;用金—镓制成的电话继电器触点,耐磨 而且能保证信号的传递:用金—钯制作高强度、耐 腐蚀电触点;用金—铜—钯制作高弹性触点;金广泛用在铁磁合金制作的舌片触点(舌簧管);采用弥散氧化物(0.05微米弥散颗粒状氧化钍)能明 显的提高金的机械性能,这种材料耐热、抗氧化并有较强的机械性能,可用于制作高温下工业用继 电器触点,金—铜—锌形状合金用作特殊用途导线融触头。

2.金在导电材料上的应用
    金丝、金箔、用金粉压制成的部件、金的合金、包金合金材料(如包金玻璃、包金陶瓷、包金 石英)等被作为导体材料广泛用于电子设备、半导体器材和微型电路中做导体材料。如半导体集成电路的制作,半导体集成电路引线框架是用引线框架材料经高速冲床冲制而成,合格的引线框架经清洗、局部镀金(镀金层厚度不小于1微米)、装入芯片、键合引线、封装等工序才能制成半导体集成电路。金和金合金用于电子行业作内引线和外引线,如半导体器件键合金丝(根据GB/T 8750—1997)。

3.金在金基焊料上的应用
    金基焊料有许多宝贵的性质,仅仅是因为金的价钱昂贵而限制了它的工业中的大量应用。随着电子工业、真空技术、原子能装置、飞机及火箭用的喷气发动机、宇航装置等新结构材料研制工作的发展,金基焊料的应用范围变得更为宽广了。
    金基焊料的性质要求主要是湿润性能、焊接的强度、耐热性、耐蚀性、溅射性及工艺性能。
    电子工业是金—铜焊料的主要用户,用于焊接波导管、集成电路、半导体电子管、无线电设备、真空仪表。金铜共熔型合金流动性好,充填小缝隙的能力强,对铜、铁、镍、铝、锰、钨等金属及合金都有很好的润湿性。与焊接金属有节制的相互间的化学作用,不破坏焊缝的尺寸,不造成焊接件强度下降。当焊接真空焊缝时,在低气压下金铜焊料不会出现任何问题。金铜焊料还用于钎焊大功率磁控管的大多数零件,可焊接铜、锰、镍、黄铜、孟奈尔等合金零件。这样的焊料加入1%的铁,可防止与有序化有关的组织变化及体积的变化。在加入具有低气压的铟时可明显地降低金铁焊料的液相线温度。
    在电子工业中很多情况下,钎焊零部件时使用共熔的或接近共熔的金镍焊料,具有结实的焊缝及抗蠕变的稳定性,加铬有抗氧化性,广泛用于航空及火箭技术中,在高温下要求有高强度的焊接。
    在半导体集成电路装配中广泛采用金基焊料做钎焊。为了改善半导体仪表导热,将其安装在金属底板上。因为半导体材料具有固定形式(n型P型)的传导性,则焊料也必须有同样形式的传导性,具有p型的焊接是采用IIIA族元素配制的,如金—硼、金—铟、金—镓等。具有n型的焊料则采用VA族元素配制的,如金—砷、金—锑等。也采用具有易熔共晶的传导性的焊料。具有特殊传导性的金基焊料在半导体间具有良好的电接触,而低熔点保证了它在钎焊过程中的工艺性能。

4.金在电子浆料上的应用
    1960年兴起的集成电路发展甚快。1967年和1977年先后有大规模集成电路和超大规模集成电路问世。集成电路不仅成了各种先进技术的基础.而且是现代信息社会的关键技术,它的发展带动了贵金属粉末在微电子工业中大规模应月,使贵金属电子浆料成为微电子工业的重要基础。电子浆料常用金粉、银粉、铂粉、纪粉等等。各种浆料用粉粒度大约在0.1微米—100微米,但大部分在0.5微米—5微米,浆料贵金属粉末形态大多是球状、片状、鳞片状。采用化学或有机化合物的分解、化学还原法,满足高密度、高信赖度、高重现性等高品质的要求。浆料用贵金属需用量很大,例如新型片式电子元件中所需电极浆料、多层布线导体浆料、印刷电路板导体浆料、电磁屏蔽膜浆料等。按1999年世界片式电子元件产量估篡,单是这一类元件所需贵金属粉末就达1000吨。