眾所周知,現(xiàn)代各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都離不 開(kāi)電子工業(yè),而且還占有重要地位.如電子信息、 航空航天、儀表儀器、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、電視肌、集 成電路等,都是電子工業(yè)飛躍發(fā)展的結(jié)果,而電子 工業(yè)與黃金及其它貴金屬的應(yīng)用是密不可分的。 電子元件所要求的穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、韌性、延展性 等,黃金和它的合金幾乎都能一并達(dá)到要求。所 以黃金在電子工業(yè)上的用置占工業(yè)用金的90% 以上,而且用量在年年增長(zhǎng)。
1.金在電觸點(diǎn)材料上的應(yīng)用
在現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電子計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)中,雖然其結(jié)構(gòu)緊湊,器件微型化。但尚應(yīng)保證進(jìn)行必要檢查的可能性。在這方面采取個(gè)別零件和元件可拆卸結(jié)構(gòu),在技術(shù)上是合理的。對(duì)可靠性和使用壽命提出更高的要求,自然提出研究新型觸點(diǎn)的必要性與重要性。由于零件布置緊湊和單位體積的能量?jī)?chǔ)備增大,在通 訊系統(tǒng)中提高系統(tǒng)的有溫裁荷.在研制觸點(diǎn)材 料時(shí)必須考慮與周圍環(huán)境相關(guān)的一些因素,如 優(yōu)良導(dǎo)電性,穩(wěn)定的電阻以及優(yōu)良的耐蝕性,可 加工性,熱穩(wěn)定性等。由于金及金的合金具有上 述優(yōu)良性質(zhì),被廣泛地應(yīng)用于電于工業(yè)觸點(diǎn)的 制作。在長(zhǎng)期的使用中,即使在多變的環(huán)境里, 也能保證在微弱的電流轉(zhuǎn)換及很小接觸壓力時(shí)具有優(yōu)良的接觸可靠性。
金及金合金用在電觸點(diǎn)材料的種類也在不斷增多。如鉚釘型復(fù)合電觸點(diǎn)材料(根據(jù)GBll096— 89)以貴金屬及合金為復(fù)層,銅為基體材料制造的雙金屬?gòu)?fù)合觸點(diǎn);在低壓電器,儀器儀表等產(chǎn)品中用作小型負(fù)荷的開(kāi)關(guān),繼電器等的電觸點(diǎn);通信設(shè)備用觸點(diǎn)材料[根據(jù)日本JIS C2509—1965);金銀鎳合金觸點(diǎn)材料(根據(jù)美國(guó)ASTM B477—92)用作滑動(dòng)電觸點(diǎn),品種有薄板、帶材、 棒材和絲材;金鈀合金材料(根據(jù)美國(guó)A5YM B540—91),包括帶材、棒材和絲材;金合金觸點(diǎn)材料(根據(jù)美國(guó)AsTN貼41—陽(yáng))一般被制成帶材、棒材和絲材。
由于金及金合金的可鍍性、高塑性及良好的加工性能,可采用壓制、電鍍、包復(fù)、電沉積等方法制作各種不同類型、不同用途電觸點(diǎn),如用金—鉑、金—銅、金—銀—銦可制作通訊設(shè)備用觸點(diǎn)、 滑動(dòng)觸點(diǎn);用金—鎵制成的電話繼電器觸點(diǎn),耐磨 而且能保證信號(hào)的傳遞:用金—鈀制作高強(qiáng)度、耐 腐蝕電觸點(diǎn);用金—銅—鈀制作高彈性觸點(diǎn);金廣 泛用在鐵磁合金制作的舌片觸點(diǎn)(舌簧管);采用彌散氧化物(0.05微米彌散顆粒狀氧化釷)能明 顯的提高金的機(jī)械性能,這種材料耐熱、抗氧化并 有較強(qiáng)的機(jī)械性能,可用于制作高溫下工業(yè)用繼 電器觸點(diǎn),金—銅—鋅形狀合金用作特殊用途導(dǎo) 線融觸頭。
2.金在導(dǎo)電材料上的應(yīng)用
金絲、金箔、用金粉壓制成的部件、金的合金、包金合金材料(如包金玻璃、包金陶瓷、包金 石英)等被作為導(dǎo)體材料廣泛用于電子設(shè)備、半導(dǎo)體器材和微型電路中做導(dǎo)體材料。如半導(dǎo)體集成電路的制作,半導(dǎo)體集成電路引線框架是用引線框架材料經(jīng)高速?zèng)_床沖制而成,合格的引線框架經(jīng)清洗、局部鍍金(鍍金層厚度不小于1微米)、裝入芯片、鍵合引線、封裝等工序才能制成半導(dǎo)體集成電路。金和金合金用于電子行業(yè)作內(nèi)引線和外引線,如半導(dǎo)體器件鍵合金絲(根據(jù)GB/T 8750—1997)。
3.金在金基焊料上的應(yīng)用
金基焊料有許多寶貴的性質(zhì),僅僅是因?yàn)榻鸬膬r(jià)錢昂貴而限制了它的工業(yè)中的大量應(yīng)用。隨著電子工業(yè)、真空技術(shù)、原子能裝置、飛機(jī)及火箭用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、宇航裝置等新結(jié)構(gòu)材料研制工作的發(fā)展,金基焊料的應(yīng)用范圍變得更為寬廣了。
金基焊料的性質(zhì)要求主要是濕潤(rùn)性能、焊接的強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性、濺射性及工藝性能。
電子工業(yè)是金—銅焊料的主要用戶,用于焊接波導(dǎo)管、集成電路、半導(dǎo)體電子管、無(wú)線電設(shè)備、真空儀表。金銅共熔型合金流動(dòng)性好,充填小縫隙的能力強(qiáng),對(duì)銅、鐵、鎳、鋁、錳、鎢等金屬及合金都有很好的潤(rùn)濕性。與焊接金屬有節(jié)制的相互間的化學(xué)作用,不破壞焊縫的尺寸,不造成焊接件強(qiáng)度下降。當(dāng)焊接真空焊縫時(shí),在低氣壓下金銅焊料不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。金銅焊料還用于釬焊大功率磁控管的大多數(shù)零件,可焊接銅、錳、鎳、黃銅、孟奈爾等合金零件。這樣的焊料加入1%的鐵,可防止與有序化有關(guān)的組織變化及體積的變化。在加入具有低氣壓的銦時(shí)可明顯地降低金鐵焊料的液相線溫度。
在電子工業(yè)中很多情況下,釬焊零部件時(shí)使用共熔的或接近共熔的金鎳焊料,具有結(jié)實(shí)的焊縫及抗蠕變的穩(wěn)定性,加鉻有抗氧化性,廣泛用于航空及火箭技術(shù)中,在高溫下要求有高強(qiáng)度的焊接。
在半導(dǎo)體集成電路裝配中廣泛采用金基焊料做釬焊。為了改善半導(dǎo)體儀表導(dǎo)熱,將其安裝在金屬底板上。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料具有固定形式(n型P型)的傳導(dǎo)性,則焊料也必須有同樣形式的傳導(dǎo)性,具有p型的焊接是采用IIIA族元素配制的,如金—硼、金—銦、金—鎵等。具有n型的焊料則采用VA族元素配制的,如金—砷、金—銻等。也采用具有易熔共晶的傳導(dǎo)性的焊料。具有特殊傳導(dǎo)性的金基焊料在半導(dǎo)體間具有良好的電接觸,而低熔點(diǎn)保證了它在釬焊過(guò)程中的工藝性能。
4.金在電子漿料上的應(yīng)用
1960年興起的集成電路發(fā)展甚快。1967年和1977年先后有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路問(wèn)世。集成電路不僅成了各種先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ).而且是現(xiàn)代信息社會(huì)的關(guān)鍵技術(shù),它的發(fā)展帶動(dòng)了貴金屬粉末在微電子工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)月,使貴金屬電子漿料成為微電子工業(yè)的重要基礎(chǔ)。電子漿料常用金粉、銀粉、鉑粉、紀(jì)粉等等。各種漿料用粉粒度大約在0.1微米—100微米,但大部分在0.5微米—5微米,漿料貴金屬粉末形態(tài)大多是球狀、片狀、鱗片狀。采用化學(xué)或有機(jī)化合物的分解、化學(xué)還原法,滿足高密度、高信賴度、高重現(xiàn)性等高品質(zhì)的要求。漿料用貴金屬需用量很大,例如新型片式電子元件中所需電極漿料、多層布線導(dǎo)體漿料、印刷電路板導(dǎo)體漿料、電磁屏蔽膜漿料等。按1999年世界片式電子元件產(chǎn)量估篡,單是這一類元件所需貴金屬粉末就達(dá)1000噸。