随着半导体器件向微型化、高集成度和多引脚化发展，测试环节对连接材料的导电性、机械强度及磁性能提出了更高要求。近日，日本产业技术综合研究所（AIST，产研院）联合韩国国立釜庆大学，开发出一种兼具强磁性与高导电性的铁（Fe）-铜（Cu）-银（Ag）微小复合材料，有望应用于半导体测试插座。

三种金属复合，兼顾磁性与导电性

目前，弹性体型半导体测试插座通常采用平均粒径约20～50μm的镍粉，或镀贵金属的Ni粉作为导电填料。针对半导体进一步微细化、多引脚化的需求，研究团队将具有强磁性和良好机械性能的Fe，与高导电性的Cu、Ag进行复合，开发Fe-Cu-Ag复合金属粉体。

三种金属原料质量比为3:5:2。由于Fe、Cu、Ag在固态下难以直接均匀混合，研究团队利用其非固溶特性，将三种金属复合于单一粉末中，使Fe、Cu、Ag分别发挥磁性、机械性能和导电优势。

气雾化与热等离子体制备微纳粉体

在制备工艺方面，研究团队采用气体雾化法和热等离子体法。气体雾化法通过熔融金属喷雾并快速冷却，获得平均粒径约50μm的Fe-Cu-Ag微米复合粉末；热等离子体法则通过金属蒸气快速冷却，形成平均粒径约100nm的纳米复合颗粒。

左：气体雾化法；中上：微米级粉体

右：热等离子体法；中下：纳米级粉体

不同制粉路线实现了从微米级到纳米级复合金属粉体的制备，为其适配不同尺寸的半导体测试材料提供了可能。

导电性、磁性和硬度表现良好

性能测试显示，Fe-Cu-Ag微米复合粉末在不同载荷下的电导率均高于平均粒径约50μm的Ni粉末；纳米级Fe-Cu-Ag复合粉末的电导率也高于平均粒径约5μm的Ni粉末。

Fe-Cu-Ag微粉（左）和纳米粉（右）电导率评估结果

磁性能方面，Ni粉末饱和磁化强度约为57 emu/g，Fe-Cu-Ag微米粉末达到63 emu/g，纳米粉末为56 emu/g，与Ni基本处于同一水平。研究认为，这主要得益于Fe所提供的强铁磁性。

此外，Fe-Cu-Ag复合粉末维氏硬度达到127 HV（1.25 GPa），高于普通Ni粉末约100～110 HV的水平。

此次研究表明，通过金属粉体复合化，可以在单一粉体中实现磁性、导电性和机械性能的协同，有望为半导体测试及精密电子连接材料提供新的选择。

粉体圈Coco编译