Intermetálico de oro y aluminio
A intermetálico oro-aluminio es un intermetálico compuesto de oro y aluminio que se produce en los contactos entre los dos metales.
Estos intermetálicos tienen propiedades diferentes a las de los metales individuales, lo que puede causar problemas en la unión de cables en microelectrónica . Los principales compuestos que se forman son Au 5 Al 2 (plaga blanca) y AuAl 2 (plaga púrpura), que se forman a altas temperaturas.
La peste blanca es el nombre del compuesto Au 5 Al 2 , así como el problema que causa. Tiene una conductividad eléctrica baja, por lo que su formación en la junta conduce a un aumento de la resistencia eléctrica que puede conducir a una falla total. Plaga púrpura (a veces conocido como muerte púrpura o Roberts-Austen 's oro púrpura ) es un quebradizo , compuesto-púrpura brillante, AuAl 2 , o alrededor de 78,5% de Au y 21,5% de Al en masa. AuAl 2 es el más estable térmicamente de los compuestos intermetálicos Au-Al, con un punto de fusión de 1060 ° C (ver diagrama de fases), similar al del oro puro. El proceso de crecimiento de las capas intermetálicas provoca una reducción de volumen y, por lo tanto, crea cavidades en el metal cerca de la interfaz entre el oro y el aluminio.
Otros intermetálicos de oro y aluminio también pueden causar problemas. Por debajo de 624 ° C, la plaga púrpura es reemplazada por Au 2 Al, una sustancia de color tostado. Es un mal conductor y puede provocar un fallo eléctrico de la junta que puede provocar un fallo mecánico. A temperaturas más bajas, alrededor de 400–450 ° C, tiene lugar un proceso de interdifusión en la unión. Esto conduce a la formación de capas de varios compuestos intermetálicos con diferentes composiciones, desde ricas en oro hasta ricas en aluminio, con diferentes tasas de crecimiento. Las caries se forman cuando las capas más densas y de crecimiento más rápido consumen las de crecimiento más lento. Este proceso, conocido como anulación de Kirkendall, conduce tanto a una mayor resistencia eléctrica como a un debilitamiento mecánico de la unión del cable. Cuando los vacíos se recogen a lo largo del frente de difusión, un proceso con la ayuda de los contaminantes presentes en la red, se conoce como vaciado de Horsting , un proceso similar y a menudo confundido con el vaciado de Kirkendall.
Todos los problemas causados por los intermetálicos de oro y aluminio se pueden prevenir mediante el uso de procesos de unión que eviten las altas temperaturas (por ejemplo, soldadura ultrasónica ) o mediante el diseño de circuitos de tal manera que se evite el contacto de aluminio con oro utilizando aluminio con aluminio o uniones de oro a oro.
