Золото – алюминий интерметаллид - Gold–aluminium intermetallic
Интерметаллид золото-алюминий представляет собой интерметаллическое соединение золота и алюминия, которое возникает на контактах между двумя металлами.
Эти интерметаллиды обладают свойствами, отличными от свойств отдельных металлов, что может вызвать проблемы при соединении проводов в микроэлектронике . Основными образующимися соединениями являются Au 5 Al 2 (белая чума) и AuAl 2 (пурпурная чума), которые образуются при высоких температурах.
Белая чума - это название соединения Au 5 Al 2, а также проблема, которую оно вызывает. Он имеет низкую электропроводность, поэтому его образование на стыке приводит к увеличению электрического сопротивления, что может привести к полному выходу из строя. Фиолетовые чумы (иногда известные как фиолетовая смерть или Робертс-Остин «ы фиолетового золото ) является хрупким , ярко-фиолетовым соединением, AuAl 2 , или около 78,5% Au и 21,5% Al по массе. AuAl 2 является наиболее термически стабильным из интерметаллических соединений Au – Al, с температурой плавления 1060 ° C (см. Фазовую диаграмму), как и у чистого золота. Процесс роста интерметаллических слоев вызывает уменьшение объема и, следовательно, создает полости в металле около границы раздела между золотом и алюминием.
Другие золото-алюминиевые интерметаллиды также могут вызывать проблемы. При температуре ниже 624 ° C пурпурная чума заменяется Au 2 Al, веществом коричневого цвета. Это плохой проводник, и он может вызвать электрическое повреждение соединения, что может привести к механическому повреждению. При более низких температурах, около 400–450 ° C, на стыке происходит взаимный процесс диффузии . Это приводит к образованию слоев из нескольких интерметаллических соединений различного состава, от богатого золотом до богатого алюминием, с разной скоростью роста. Полости образуются по мере того, как более плотные, быстрорастущие слои поглощают более медленно растущие. Этот процесс, известный как опорожнение по Киркендаллу , приводит как к увеличению электрического сопротивления, так и к механическому ослаблению проволочного соединения. Когда пустоты собираются вдоль диффузионного фронта, процесс, которому способствуют загрязнения, присутствующие в решетке, известен как опорожнение по Хорстингу , процесс, похожий на опорожнение Киркендалла и часто путаемый с ним.
Все проблемы, вызванные интерметаллическими соединениями золото-алюминий, могут быть предотвращены либо путем использования процессов соединения, которые избегают высоких температур (например, ультразвуковая сварка ), либо путем разработки схемы таким образом, чтобы избежать контакта алюминия с золотом с использованием алюминия к алюминию или переходы золото-золото.