Un intermetálico de oro-aluminio es un compuesto intermetálico 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 formados son Au 5 Al 2 (peste blanca) y AuAl 2 ( peste púrpura ), que se forman a altas temperaturas.
Peste blanca es el nombre del compuesto Au 5 Al 2 así como del problema que provoca. Tiene baja conductividad eléctrica, por lo que su formación en la unión provoca un aumento de la resistencia eléctrica que puede provocar un fallo total. [1] La peste púrpura (a veces conocida como muerte púrpura o oro púrpura de William Chandler Roberts-Austen ) es un compuesto frágil y de color púrpura brillante, AuAl 2 , o aproximadamente 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 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 peste púrpura es reemplazada por Au 2 Al, una sustancia de color tostado. Es un mal conductor y puede provocar fallos eléctricos de la unión que pueden provocar fallos mecánicos. A temperaturas más bajas, alrededor de 400 a 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 ricos en oro hasta ricos en aluminio, con diferentes tasas de crecimiento. Las cavidades se forman a medida que 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 un aumento de la resistencia eléctrica como al debilitamiento mecánico de la unión del cable. Cuando los huecos se acumulan a lo largo del frente de difusión, un proceso ayudado por los contaminantes presentes en la red, se conoce como vaciamiento de Horsting , un proceso similar y a menudo confundido con el vaciamiento 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 diseñando circuitos de tal manera que se evite el contacto entre aluminio y oro utilizando aluminio con aluminio o uniones oro-oro.