stringtranslate.com

Интерметаллид золота и алюминия

Схематическое поперечное сечение пурпурной чумы в проволоке из золотой проволоки на алюминиевой подставке. (1) Золотая проволока (2) Пурпурная чума (3) Медная подложка (4) Зазор, разрушенный проводным соединением (5) Алюминиевый контакт
Фазовая диаграмма золото – алюминий

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 интерметаллидных 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

Au 5 Al 2 имеет низкую электропроводность и относительно низкую температуру плавления. Образование Au 5 Al 2 в месте соединения вызывает увеличение электрического сопротивления, что может привести к электрическому отказу. [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 интерметаллических соединений золота и алюминия. 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

При более низких температурах, около 400–450 °С, на стыке происходит процесс взаимной диффузии , приводящий к образованию слоев различных золото-алюминиевых интерметаллидов с разной 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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вертьянов, Денис В.; Беляков Игорь А.; Тимошенков Сергей П.; Борисова Анна Владимировна; Сидоренко, Виталий Н. (январь 2020 г.). «Влияние интерметаллидов 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.
  2. ^ 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.
  3. ^ Мегат Суфий Аник Мохамад Росли; Мохд Сякирин Русди; Мухаммад Хафиз Хасан; Саре Айман Хилми 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.

Внешние ссылки