銅合金在電子工業中的應用
電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。
電真空器件
電真空器件主要是高頻和**高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需 要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。
印刷電路
銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路。然后,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對于那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,采用印刷電路可以節省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊材料。
集成電路
微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(芯片),采用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比較緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的**變革,成為現代信息技術的基礎。己開發出的**大規模集成電路,在比小姆指甲還小的單個芯片面積上,能做出的晶體管數目,己達十萬甚至百萬以上。**著名的計算機公司IBM(**商業機器公司),己采用銅代替硅芯片中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微芯片,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個芯片上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個較新技術領域中的應用,開創了新局面。
引線框架
為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;并在封裝時,把電路*量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產中,為了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~ l/4,而且用量很大;因此,**要有低的成本。
銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大范圍內控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料。它是目前銅在微電子器件中用量較多的一種材料。鎢銅合金電極的分類及應用
鎢銅合金電極是一種由高純度鎢粉和純度高塑性好的高導電性銅粉結合,通過靜壓成型,高溫燒結,熔融工藝精制而成而成的復合金屬材料。良好的導電性、熱膨脹小、高溫不軟化,高強度,高密度,高硬度。
1.分類
電阻焊電極
鎢銅合金電極綜合了鎢和銅的良好性能,耐高溫、耐電弧燒蝕、強度高,比重大,導電導熱性好,易于加工,而且它的功能如虛汗,與鎢高硬度,高熔點,抗粘附的特點,經常用來做有一定**性,耐高低溫焊接,對焊電極。
電火花加工電極
電火花加工電極早期采用銅或石墨電極,*但不耐燒蝕。鎢銅電極的優點是耐高溫、高溫強度高、耐電弧燒蝕,并且導電導熱性能好,散熱快。應用集中在電火花電極、電阻焊電極和高壓放電管電極。電加工電極特點是品種規格繁多,批量小而總量多。作為電加工電極的鎢銅材料應具有盡可能高的致密度和組織的均勻性,特別是細長的棒狀、管狀以及異型電極。 電加工電極用鎢銅合金在電火花加工發展開始的較長時期內,普遍采用銅和銅合金作為加工電極。雖然銅和銅合金價格低廉、使用方便,但是由于銅及銅合金電極不耐電火花燒蝕,導致電極消耗大,加工精度差(有時需進行多次加工)。隨著模具精度和許多難加工材料部件用量的不斷增加,以及電火花加工工藝的日益成熟,鎢銅材料作為電火花加工電極的用量與日俱增。采用鎢銅材料的電加工電極,不僅使被加工模具及部件的精度提高,而且電極損失小,加工效率高,甚至一次即可完成產品的粗加工和精加工。電火花加工電極的特點是品種規格繁多,批量小而總量大。特別是一些細長棒材、管料以及異型電極,如果采用常規的方法制取,則工藝十分繁雜,材料利用率很低。 鑒于在鎢鋼,耐高溫超硬合金壓鑄被腐蝕產生的,常見的電極損耗大,速度慢,鎢銅電氣高速,低損失率,**的電極形狀,優良的加工性能腐蝕,確保加工件的精度大大提高。
高壓放電管電極
高壓真空放電管在工作場所,在幾秒鐘的時間接觸材料零度數千攝氏度,而鎢銅的抗燒蝕性能,高韌性,良好的導電導熱性能給放電管提供必要的穩定條件。
2.應用
鎢銅合金在高耐熱性,高電氣和/或熱導率和低熱膨脹相結合的應用中是必要的。部分應用在電阻焊,作為電氣接觸,并作為散熱器。由于合金觸頭材料的耐電弧侵蝕。鎢銅合金還用在電火花加工,電化學加工電極。 CuW75被廣泛地應用于熱安裝板、芯片載體、法蘭,以及高功率電子器件框架。作為鎢和銅的復合材料,同時具備了銅的熱性能以及低膨脹性的優良特點。 鎢銅復合材料由于其熱導率和膨脹特性,鎢銅合金在密集包裝線路中應用廣泛。70-90%的鎢合金被用在一些特殊形狀產品制作中。滲透系數1.3增強了對銅的均質鋼靶,因為兩者的密度和破裂時間的增加。鎢粉的藥型襯墊,尤其適用于石油鉆井。其它韌性金屬可以用作銅的地方以及粘合劑。石墨可以添加潤滑劑粉末。
3.規格
70W30CU型 70W30CU型鎢銅合金電極是利用高純鎢粉優異的金屬特性和高純紫銅粉的可塑性、高導電性等優點,經靜壓成型、高溫燒結、溶滲銅的工藝精制而成的復合材料。 75W25Cu型 75W25Cu型鎢銅合金電極作為鎢和銅的復合材料,同時具備了銅的熱性能以及低膨脹性的優良特點。75%W的鎢銅合金電極具有高耐熱性,高熱導率和低膨脹等特點,因此75%W的鎢銅合金電極常被應用于電阻焊,電氣接觸以及散熱器中。 80W20Cu型 80W20Cu型鎢銅合金電極的鎢含量為80%,牌號表示為CuW80,CuW80的硬度大概為98HRB,密度大概為15.58g/cm3。鎢銅復合材料的熱膨脹特性與碳化硅、氧化鋁和氧化鈹的相似,被利用與基板和芯片使用。 85W15Cu型 85W15Cu型鎢銅合金電極是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金,是金屬基復合材料.由于金屬銅和鎢物性差異較大,因此不能采用熔鑄法進行生產,一般采用粉末合金技術進行生產。
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