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IC 반도체 테스트 소켓용 전도성 니켈기(Ni-Based) 합금제조에 관한 연구

한국자기학회지, Volume 30, Number 6, 31 Dec 2020, Pages 195-200
김인호 (엔테크네(주) 기술연구소), 김경식 (공주대학교 공과대학 신소재공학부), 이태행 (공주대학교 공과대학 신소재공학부), 송창빈 * (공주대학교 공과대학 신소재공학부)
Abstract
최근 반도체 테스트 소켓용 전도성 분말소재로 사용되는 순 니켈분말(pure Ni powder)은 경도(Hv = 100 정도)가 낮기 때문에
테스트 소켓의 수명이 저하하는 단점이 있다. 본 연구는 이러한 순 니켈분말을 대체할 수 있는 경도가 우수한 새로운 합금을 개
발하기 위해 Ni-(0.1~30)wt%X 2원계 및 Ni-3wt%Fe-0.3wt%X 3원 합금의 조성설계, 잉곳제조, 열처리 및 연마 후, 미세조직 관
찰 및 물성(전기저항, 자성 및 경도)을 조사하였다. 그 결과, Co 및 Fe 원소를 첨가한 Ni-5wt%Co(Fe) 2원계 합금이 다른 합금에
비해 전도성 및 자성이 비교적 우수한 것으로 나타났지만, 경도 향상을 위해서는 B 및 C의 미량 첨가하는 것이 효과적인 것으
로 조사되었다. 한편 합금의 전기저항은 마시젠의 규칙(Matthiessen’s rule)과 혼합법칙(rule of mixture)에 의존하며, 합금의 자성
은 Co 및 Fe의 첨가량 증가에 비례하여 향상되었다. 또한 경도는 각 합금원소의 화학적 조성에 따른 고용체(혹은 금속간화합물
)의 존재여부 및 열처리에 의한 석출경화 등이 복합적으로 작용함을 알 수 있었다.

Recently, pure Ni powder, used as conductive powder material for semiconductor test sockets, has disadvantage of decreasing the
life cycle of test sockets because of its low hardness (Hv = 100). This study was carried out composition design of the Ni-
(0.1~30)wt%X binary alloys and the Ni-3wt%Fe-0.3wt%X ternary alloys, ingot manufacturing, heat treatment, polishing,
microstructure observation and characteristic evaluation to develop new Fe-based Electric Conductivity alloy with excellent hardness
to replace pure nickel powder. As a result, although the Ni-5wt%Co(Fe) binary alloys with Co and Fe elements is more conductive
and magnetic than other alloys, in order to improve hardness, it was found that the adding B and C element is more effective.
Meanwhile, it was found that the electrical resistance of alloys depended on Matthiessen's rules and mixing rules, the magnetism of
alloys is enhanced in proportion to the increase addition of Co and Fe elements. Furthermore, the hardness was found that the presence
of solid solution (or intermetallic compound) according to the chemical composition of the alloy, and the precipitation hardening
caused by heat treatment were combined.
Keywords: 반도체 테스트 소켓; 전기전도성 분말; 전기저항; 자성; 경도; semiconductor test socket; electric conductivity powder; electrical resistance; magnetism; hardness
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2020.30.6.195