CN115747556A

CN115747556A - 一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针

Info

Publication number: CN115747556A
Application number: CN202211651431.5A
Authority: CN
Inventors: 陈国华
Original assignee: Jiangsu Suqing Electronic Materials Co ltd
Current assignee: Jiangsu Suqing Electronic Materials Co ltd
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明公开了一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针，涉及铂基合金技术领域，包括含有质量百分比为65‑80wt.％的铂Pt、18‑27wt.％的镍Ni和2‑8wt.％的三元或更高添加物。所述铂合金探针由针体、所述针体靠近一端开设的变径段和所述针体末端开设的头端，所述针体、变径段和头端通过机床切削成型，所述针体上靠近变径段处开设有弧形槽，所述弧形槽围绕针体轴线开设一周，所述针体的另一端设置有钝段。本发明的贵金属合金可附加到非贵金属合金“轴”上，从而形成具有固体贵金属合金电接触特性的探针。为半导体测试针卡提供好的材料，该材料提供了良好的强度硬度和弹性模量，在反复测试中既达到了工艺性能，又得到了寿命的延长。

Description

一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针

技术领域

本发明涉及铂基合金技术领域，具体为一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针。

背景技术

在半导体封测领域中，测试工具使用大量称为“探针”或“针”的小金属物体连接到被检查设备上的测试点。探头可以采用悬臂式探头、眼镜蛇探头、垂直探头、弹簧探头组件等形式。探头通常排列成与测试点相匹配的固定位置的阵列，称为“探头卡”。也有一些大截面的测试探头，其中需要与小探头相同的耐磨性和高贵性。在这些情况下，固体贵金属合金结构变得非常昂贵。导致了在实际应用中的使用成本以及后期维护的成本大大的增加，同时也导致了在应用过程中轻度硬度以及弹性模量无法保障。所以我们提出了一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的铂基材料、制备方法及其应用和铂合金探针，以解决上述背景技术提出的任一项问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的铂基材料，包括含有质量百分比为65-80wt.％的铂Pt、18-27wt.％的镍Ni和2-8wt.％的三元或更高添加物。

优选的，所述三元或更高添加物包括铱Ir、钯Pd、铑Rh、钌Ru、铌Nb、钼Mo、铼Re、钨W、钽Ta任意一种或多种的组合。

一种新型的铂基材料的制备方法，根据所述的一种新型的铂基材料，其制备工艺包括如下步骤：

S1将含有质量百分比为65-80wt.％的铂Pt、18-27wt.％的镍Ni和2-8wt.％的三元或更高添加物加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

S2将步骤S1中制成的合金锭进行热锻退火处理，等待冷却后备用；

S3将步骤S2中所得的合金时效硬化至不少于8小时，得到成品合金；

S4将步骤S3中得到的成品合金通过切削的方式加工成指定的形状。

优选的，S3中得到的成品合金抗拉强度至少为320ksi或努氏硬度为HK600。

一种铂合金探针，根据一种新型的铂基材料的制备方法制备出铂合金探针，所述铂合金探针由针体、所述针体靠近一端开设的变径段和所述针体末端开设的头端，所述针体、变径段和头端通过机床切削成型，所述针体上靠近变径段处开设有弧形槽，所述弧形槽围绕针体轴线开设一周，所述针体的另一端设置有钝段。

优选的，所述头端由一种新型的铂基材料的制备方法制作出的合金制作而成。

一种新型的铂基材料的应用，该材料应用于半导体封测领域或医疗设备领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的贵金属合金可附加到非贵金属合金“轴”上，从而形成具有固体贵金属合金电接触特性的探针。为半导体测试针卡提供好的材料，该材料提供了良好的强度硬度和弹性模量，在反复测试中既达到了工艺性能，又得到了寿命的延长。

附图说明

图1为本发明一种铂合金探针主体结构示意图；

图2为本发明一种新型的铂基材料2小时时效处理后Pt-Ni-Re&Pt-Ni-W&Pt-Ni屈服强度和极限抗拉强度曲线图；

图3为本发明一种新型的铂基材料Pt-Ni-Re和Pt-Ni-W在2小时内时效曲线；

图4为本发明一种新型的铂基材料2小时时效曲线的努氏硬度曲线；

图5为本发明一种新型的铂基材料Pt-Ni-Re制作的线材直径为0.0635mm的时效曲线图；

图中：1、针体；2、变径段；3、头端；4、弧形槽；5、钝段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-图5，本发明提供一种新型的铂基材料，包括含有质量百分比为65-80wt.％的铂Pt、18-27wt.％的镍Ni和2-8wt.％的三元或更高添加物。

三元或更高添加物包括铱Ir、钯Pd、铑Rh、钌Ru、铌Nb、钼Mo、铼Re、钨W、钽Ta任意一种或多种的组合。

本发明提供一种新型的铂基材料的制备方法，根据一种新型的铂基材料，其制备工艺包括如下步骤：

S3将步骤S2中所得的合金时效硬化至不少于8小时，得到成品合金；得到的成品合金抗拉强度至少为320ksi或努氏硬度为HK600。

请参阅图1，本发明提供一种铂合金探针，根据一种新型的铂基材料的制备方法制备出铂合金探针，所述铂合金探针由针体1、所述针体1靠近一端开设的变径段2和所述针体1末端开设的头端3，所述针体1、变径段2和头端3通过机床切削成型，所述针体1上靠近变径段2处开设有弧形槽4，所述弧形槽4围绕针体1轴线开设一周，所述针体1的另一端设置有钝段5。

头端3由一种新型的铂基材料的制备方法制作出的合金制作而成。

一种新型的铂基材料的应用，根据一种新型的铂基材料，该材料应用于半导体封测领域或医疗设备领域。

实施例一

参考表1中2061，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为73.58wt.％的铂Pt、22.14wt.％的镍Ni和4.28wt.％的银Ag加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

S3将步骤S2中所得的合金时效硬化至不少于8小时，得到成品合金。

通过以上重量比例以及制备方法出现破裂未得到的成品合金，不可行。

实施例二

参考表1中2062，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为70.24wt.％的铂Pt、21.13wt.％的镍Ni和8.63wt.％的银Ag加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例三

参考表1中2063，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为63.4wt.％的铂Pt、21.13wt.％的镍Ni和8.63wt.％的银Ag加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例四

参考表1中2064，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为52.73wt.％的铂Pt、15.87wt.％的镍Ni和31.4wt.％的银Ag加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例五

参考表1中2065，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为41.55wt.％的铂Pt、12.5wt.％的镍Ni和45.95wt.％的银Ag加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例六

参考表1中2066，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为69.07wt.％的铂Pt、20.78wt.％的镍Ni、8.58wt.％的银Ag和1.57wt.％的金Au加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例七

参考表1中2067，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为64.53wt.％的铂Pt、19.41wt.％的镍Ni、8.4wt.％的银Ag和7.66wt.％的金Au加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例八

参考表1中2068，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为69.57wt.％的铂Pt、20.93wt.％的镍Ni、8.64wt.％的银Ag和0.86wt.％的钯Pd加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例九

参考表1中2069，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为66.88wt.％的铂Pt、20.12wt.％的镍Ni、8.7wt.％的银Ag和4.3wt.％的钯Pd加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十

参考表1中2072，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为72.44wt.％的铂Pt、21.8wt.％的镍Ni和5.76wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

通过以上重量比例以及制备方法得到的成品合金未出现破裂，可行。

实施例十一

参考表1中2073，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为68.18wt.％的铂Pt、20.5wt.％的镍Ni和11.32wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十二

参考表1中2074，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为72.2wt.％的铂Pt、21.72wt.％的镍Ni和6.08wt.％的金Au加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十三

参考表1中2075，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为67.73wt.％的铂Pt、20.38wt.％的镍Ni和11.89wt.％的金Au加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十四

参考表1中2076，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为72.5wt.％的铂Pt、21.81wt.％的镍Ni和5.69wt.％的钨W加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十五

参考表1中2078，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为70.29wt.％的铂Pt、21.15wt.％的镍Ni和8.56wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十六

参考表1中2079，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为70.06wt.％的铂Pt、21.09wt.％的镍Ni和2.85wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十七

参考表1中2080，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为73.15wt.％的铂Pt、23.88wt.％的镍Ni和2.97wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十八

参考表1中2081，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为70.36wt.％的铂Pt、21.17wt.％的镍Ni和8.47wt.％的钨W加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例十九

参考表1中2082，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为76.09wt.％的铂Pt、21.1wt.％的镍Ni和2.81wt.％的钨W加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十

参考表1中2083，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为73.18wt.％的铂Pt、23.89wt.％的镍Ni和2.93wt.％的钨W加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十一

参考表1中2087，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为71.36wt.％的铂Pt、21.47wt.％的镍Ni和7.17wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十二

参考表1中2088，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为71.59wt.％的铂Pt、25.37wt.％的镍Ni和3.04wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十三

参考表1中2089，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为77.43wt.％的铂Pt、19.78wt.％的镍Ni和2.79wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十四

参考表1中2090，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为69.33wt.％的铂Pt、24.66wt.％的镍Ni和6.01wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十五

参考表1中2091，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为70.92wt.％的铂Pt、23.2wt.％的镍Ni和5.88wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十六

参考表1中2092，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为73.9wt.％的铂Pt、20.46wt.％的镍Ni和5.64wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十七

参考表1中2093，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为75.3wt.％的铂Pt、19.17wt.％的镍Ni和5.53wt.％的铼Re加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十八

参考表1中2094，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为72.3wt.％的铂Pt、21.76wt.％的镍Ni和5.94wt.％的铱Ir加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例二十九

参考表1中2095，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为72.56wt.％的铂Pt、21.84wt.％的镍Ni和5.6wt.％的钽Ta加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例三十

参考表1中2096，本实施例通过以下重量份和制备工艺进行制备：

S1将含有质量百分比为74.4wt.％的铂Pt、22.4wt.％的镍Ni和3.2wt.％的钌Ru加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

实施例三十一

S1将含有质量百分比为76.87wt.％的铂Pt和23.13wt.％的镍Ni加入坩埚中进行熔炼形成合金锭；

S2将步骤S1中制成的合金锭进行热锻退火处理，等待冷却后备用；S3将步骤S2中所得的合金时效硬化至不少于8小时，得到成品合金。

表1

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型的铂基材料，其特征在于，包括含有质量百分比为65-80wt.％的铂Pt、18-27wt.％的镍Ni和2-8wt.％的三元或更高添加物。

2.根据权利要求1所述的一种新型的铂基材料，其特征在于：所述三元或更高添加物包括铱Ir、钯Pd、铑Rh、钌Ru、铌Nb、钼Mo、铼Re、钨W、钽Ta任意一种或多种的组合。

3.一种新型的铂基材料的制备方法，其特征在于：根据权利要求1或2任一项所述的一种新型的铂基材料，其制备工艺包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种新型的铂基材料的制备方法，其特征在于：S3中得到的成品合金抗拉强度至少为320ksi或努氏硬度为HK600。

5.一种铂合金探针，其特征在于：根据权利要求3或4任一项所述的一种新型的铂基材料的制备方法制备出铂合金探针，所述铂合金探针由针体(1)、所述针体(1)靠近一端开设的变径段(2)和所述针体(1)末端开设的头端(3)，所述针体(1)、变径段(2)和头端(3)通过机床切削成型，所述针体(1)上靠近变径段(2)处开设有弧形槽(4)，所述弧形槽(4)围绕针体(1)轴线开设一周，所述针体(1)的另一端设置有钝段(5)。

6.根据权利要求5所述的一种铂合金探针，其特征在于：所述头端(3)由权利要求3或4任一项所述的一种新型的铂基材料的制备方法制作出的合金制作而成。

7.一种新型的铂基材料的应用，其特征在于：根据权利要求1或2任一项所述的一种新型的铂基材料，该材料应用于半导体封测领域或医疗设备领域。