一种高纯度铝镍合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及铝合金材料领域，公开了一种高纯度铝镍合金材料及其制备方法，以高纯Al(5N

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度铝镍合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金材料领域，更具体的说是涉及一种高纯度铝镍合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]键合丝是半导体器件和集成电路组装的四大基础材料(芯片、引线框架、键合丝、封料)之一，作为芯片与引线框架之间的内引线，实现稳定、可靠的电连接，广泛应用于集成电路、分立器件、光电器件和功率器件上。
[0003]目前，键合丝材料主要由金丝、铜丝、银丝和铝丝组成；其中，金丝是最传统的键合丝材料，具有良好的导电导热性能和化学稳定性，多用于制备高端半导体产品；但是，由于黄金价格不断上涨，键合金丝逐渐被低成本的铜丝、银丝和铝丝所代替；铝丝具有优异的键合性能和耐湿性能，在严苛的环境下也能通过较大的电流；近年来，铝制键合丝材料呈现了较快的增长速度；
[0004]专利号为CN202110887185.2公开了一种键合铝合金丝及其制备方法：通过向铝中加入银：2.3～5.8wt％；铂：1.2～4.04wt％；钯：0.13～0.85wt％；锂：0.01～0.001wt％；铈：0.001～0.005wt％；镁：1～30ppm；铟：0.015～0.080wt％；锌：0.00035～0.00090wt％；铍：0.00055～0.00145wt％等元素制备出了高延伸率和强度的铝合金键合丝；
[0005]但是，该铝合金材料需要添加铂、钯等价格昂贵的合金化元素增加了其原料成本；另外，铍元素有剧毒，对工程技术人员伤害极大，不利于环保。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高纯度铝镍合金材料及其制备方法，用于克服现有技术中的上述缺陷。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种高纯度铝镍合金材料，所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：40
‑
60ppm，Si：5
‑
10ppm，Fe：＜5ppm，Cu：＜5ppm，Ti：＜2ppm，Mn：＜3ppm，Mg：＜5ppm，Ag：＜3ppm，Ca：＜5ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：50
‑
60ppm，Si：8
‑
10ppm，Fe：＜5ppm，Cu：＜5ppm，Ti：＜2ppm，Mn：＜3ppm，Mg：＜5ppm，Ag：＜3ppm，Ca：＜5ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：52.613ppm，Si：9.025ppm，Fe：1.169ppm，Cu：0.63ppm，Ti：0.059ppm，Mn：0.068ppm，Mg：0.55ppm，Ag：0.089ppm，Ca：0.091ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。
[0010]一种高纯度铝镍合金材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1、采用真空感应熔炼炉制备低质量分数的Al
‑
Ni、Al
‑
Si中间合金；
[0012]S2、将Al
‑
Ni、Al
‑
Si中间合金分割成小块，与高纯铝锭按照高纯铝镍合金的化学组成均匀放置于熔炼炉中，熔炼温度为750
‑
760℃；
[0013]S3、待固态金属完全融化后，充分搅拌30
‑
40min；
[0014]S4、采用保护气体除气10
‑
20min，并捞渣；
[0015]S5、降温至710
‑
730℃进行铸造。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，其中，所述Al
‑
Ni、Al
‑
Si中间合金的制备方法包括如下步骤：
[0017]I、取纯度均为5N
‑
6N的高纯Al、Ni、Si，按其质量百分含量配料；
[0018]II、将原材料置入真空感应熔炼炉中，抽真空，并采用氩气保护，逐步升温至1000
‑
1100℃；
[0019]III、待固态金属全部融化，充分搅拌20
‑
40min；
[0020]IV、捞渣，并在降温至720
‑
750℃后浇注，得到成分均匀的Al
‑
Ni、Al
‑
Si中间合金。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，Al
‑
Ni中间合金的质量百分含量为Ni：0.1wt％
‑
0.5wt％。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，Al
‑
Si中间合金的质量百分含量为Si：0.1wt％
‑
0.5wt％。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，其中，步骤S5中的铸造速度为100
‑
110mm/min，冷却水流量200
‑
350L/min。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，其中，步骤II中的真空度范围为0.04
‑
0.06MPa。
[0025]本专利技术的有益效果：本专利技术制备的高纯度铝镍合金材料具有很高的纯度，避免了杂质元素对材料性能的影响，是材料具备很高的导电性能；
[0026]另外，高纯度铝镍合金材料中通过添加40
‑
60ppm的Ni元素和5
‑
10ppm的Si元素，增强了材料的强度和延展性能；
[0027]本专利技术中，Ni和Si元素是以低质量分数的Al
‑
Ni(Ni：0.1wt％
‑
0.5wt％)、Al
‑
Si(Si：0.1wt％
‑
0.5wt％)中间合金的方式加入的，其主要作用除了降低Ni和Si元素熔铸时所需温度外，另一个重要作用是对Ni和Si元素起到预先“稀释”的作用，在高纯度铝镍合金熔铸时，通过对高纯铝锭和中间合金均匀的混合及对溶液充分的搅拌，即可得到成分均匀，化学性质稳定的高纯度铝镍合金材料。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例1中高纯度铝镍合金显微组织图片；
[0029]图2是本专利技术实施例1中高纯度铝镍合金CT探伤结果；
[0030]图3是本专利技术实施例2中高纯度铝镍合金显微组织图片；
[0031]图4是本专利技术实施例3中高纯度铝镍合金显微组织图片；
[0032]图5是本专利技术实施例4中高纯度铝镍合金显微组织图片；
[0033]图6是本专利技术实施例5中高纯度铝镍合金显微组织图片。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的
附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯度铝镍合金材料，其特征在于：所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：40
‑
60ppm，Si：5
‑
10ppm，Fe：＜5ppm，Cu：＜5ppm，Ti：＜2ppm，Mn：＜3ppm，Mg：＜5ppm，Ag：＜3ppm，Ca：＜5ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。2.根据权利要求1所述的一种高纯度铝镍合金材料，其特征在于：所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：50
‑
60ppm，Si：8
‑
10ppm，Fe：＜5ppm，Cu：＜5ppm，Ti：＜2ppm，Mn：＜3ppm，Mg：＜5ppm，Ag：＜3ppm，Ca：＜5ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。3.根据权利要求2所述的一种高纯度铝镍合金材料，其特征在于：所述铝镍合金中各元素质量含量分别为：Ni：52.613ppm，Si：9.025ppm，Fe：1.169ppm，Cu：0.63ppm，Ti：0.059ppm，Mn：0.068ppm，Mg：0.55ppm，Ag：0.089ppm，Ca：0.091ppm，余量为Al以及杂质元素，其中，总杂质元素含量小于20ppm。4.如权利要求1所述的一种高纯度铝镍合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、采用真空感应熔炼炉制备低质量分数的Al
‑
Ni、Al
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Si中间合金；S2、将Al
‑
Ni、Al
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Si中间合金分割成小块，与高纯铝锭按照高纯铝镍合金的化学组成均匀放置于熔炼炉中，熔炼温度为750
‑
760℃；S3、待固态金属完全融化后，充分搅拌30
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑾，冷哲，叶翔，周建波，
申请(专利权)人：宁波锦越新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：