Интерметаллид золота и алюминия
Интерметаллид золота и алюминия — это тип интерметаллического соединения золота и алюминия, который обычно образуется при контакте между двумя металлами. Интерметаллиды золота и алюминия обладают свойствами, отличными от отдельных металлов, такими как низкая проводимость и высокая температура плавления, в зависимости от их состава. Из-за разницы плотностей металлов и интерметаллидов рост интерметаллических слоев вызывает уменьшение объема и, следовательно, создает разрывы в металле вблизи границы раздела золота и алюминия. [1]
Образование зазоров снижает прочность металлического соединения, что может привести к механическому разрушению соединения, вызывая проблемы, которые интерметаллиды вызывают в металлических соединениях. В микроэлектронике эти свойства могут вызвать проблемы при соединении проводов .
Основными образующимися соединениями обычно являются Au 5 Al 2 (белая чума) и AuAl 2 (пурпурная чума), оба из которых образуются при высоких температурах, затем Au 5 Al 2 и AuAl 2 могут в дальнейшем вступать в реакцию с Au с образованием более стабильного соединения Au. 2 Ал. [2]
Характеристики
[ редактировать ]Au 5 Al 2 имеет низкую электропроводность и относительно низкую температуру плавления. Au 5 Al 2 в месте соединения вызывает увеличение электрического сопротивления, что может привести к электрическому отказу. Образование [3] Au 5 Al 2 обычно образуется из 95% Au и 5% Al по массе, его температура плавления составляет около 575 °C, что является самым низким показателем среди основных интерметаллидов золота с алюминием. AuAl 2 представляет собой ярко-фиолетовое соединение, хрупкое, его состав составляет около 78,5% Au и 21,5% Al по массе.
AuAl 2 — наиболее термически стабильная разновидность интерметаллидов Au–Al, имеет температуру плавления 1060 °C (см. фазовую диаграмму), что соответствует температуре плавления чистого золота. AuAl 2 может реагировать с Au, поэтому его часто заменяют Au 2 Al, веществом коричневого цвета, которое образуется при составе 93% Au и 7% Al по массе. Он также является плохим проводником и может вызвать электрический отказ соединения, что в дальнейшем приведет к механическому повреждению.
мочеиспускание
[ редактировать ]При более низких температурах, около 400–450 °С, на стыке происходит процесс взаимной диффузии , приводящий к образованию слоев различных золото-алюминиевых интерметаллидов с различной скоростью роста. Разрывы образуются по мере того, как более плотные и быстрорастущие слои поглощают более медленно растущие слои. Этот процесс известен как образование пустот Киркендалла , которое приводит как к увеличению электрического сопротивления, так и к механическому ослаблению проводной связи. Когда пустоты образуются вдоль фронта диффузии, этому процессу способствуют загрязнения, присутствующие в решетке, и он известен как образование пустот Хорстингса, которое аналогично процессу образования пустот Киркендалла.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вертьянов Денис Владимирович; Беляков Игорь А.; Тимошенков Сергей П.; Борисова Анна Владимировна; Сидоренко, Виталий Н. (январь 2020 г.). «Влияние интерметаллических соединений золота и алюминия на надежность соединений проводов чипа» . Конференция молодых исследователей в области электротехники и электроники IEEE 2020 (EIConRus) . IEEE. стр. 2216–2220. doi : 10.1109/EIConRus49466.2020.9039518 . ISBN 978-1-7281-5761-0 .
- ^ Ян, Хаокун; Цао, Кэ; Чжао, СяоТянь; Лю, Вэй; Лу, Цзянь; Лу, Ян (январь 2019 г.). «Хрупко-пластичный переход интерметаллидов Au2Al и AuAl2 при проволочной сварке» . Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 30 (1): 862–866. дои : 10.1007/s10854-018-0357-6 . ISSN 0957-4522 .
- ^ Мегат Суфий Аник Мохамад Росли; Мохд Сякирин Русди; Мухаммад Хафиз Хасан; Саре Айман Хильми Абу Семан; Назми Джамалудин; Омар Абдул Рахман (26 декабря 2023 г.). «Оптимизация параметров процесса сварки золотой проволоки и алюминиевой подложки с использованием метода поверхности отклика» . Международный журнал наноэлектроники и материалов (IJNeaM) . 16 (ДЕКАБРЬ): 405–422. doi : 10.58915/ijneam.v16iДЕКАБРЬ.421 . ISSN 2232-1535 .