Антидиффузионные свойства никеля

[ouch-ouch]

Есть маленькая медная фигня, на нее наносят слой золота, между ними еще слой никеля для предотвращения диффузии. Откуда у никеля антидиффузионные свойства?

[amik]

Диффузии чего? Если между медью и золотом, то никелевая или подобная прослойка необходима.

[ouch-ouch]

...то никелевая или подобная прослойка необходима.

Вопрос в том, почему никель подходит для этих целей. И, раз уж вы заговорили о "подобной", то чем его можно заменить?

[amik]

Чем заменить, не смогу подсказать, просто отложилось в памяти, что медь с золотом в тесном контакте при нагреве и давлении легко взаимно диффундируют. Т.н. диффузионная сварка.
Вопрос не вполне относится к области химии, это скорее материаловедение и смежные дисциплины, но возможно кто-то знающий тематику поможет.

[ouch-ouch]

..это скорее материаловедение и смежные дисциплины, но возможно кто-то знающий тематику поможет.

У материаловедов лично спрашивала - разводят руками, мол, плохо учились)), да и вопрос то базовый. Мне почему-то кажется, что ответ должен быть где-то в физических-химических свойствах никеля.
Кстати, его же применяют в качестве диффузионного барьера между полупроводниковым материалом из теллурида висмута и припоем. Причем в данном случае помимо никеля может применяться молибден, вольфрам и ниобий.

[avor]

Я нифига не знаю про это. Но поискал бы в свойствах кристаллической решетки всех трех металлов и в диаграммах состояния сплавов медь-золото, медь-никель и никель-золото.

[ouch-ouch]

Но поискал бы в свойствах кристаллической решетки всех трех металлов

Это было как раз первым, что проверила: кубическая гранецентрированная. Причем период у меди и никеля порядка 0,35 нм, и вообще физические свойства у них изрядно схожи, что и завело меня в тупик.

[ZaecЪ]

1. Никель используют не столько для защиты от диффузии меди в золото, сколько для защиты меди от окисления и образования интерметаллидов, при пайке например, т.к. слой золота (платины) является микропористым и такую защиту меди дать не может. Золото выполняет роль защиты от окисления именно никеля.
2. Скорость диффузии медь/золото сильно переоценена по сравнению с такими системами как свинец/золото
3. Медь, как и золото, прекрасно диффундирует в никель. Для предотвращения диффузии в системе медь/никель вводят промежуточный слой из тантала.

Cu/Ni/Au diffusion barrier problem
(2004)

Q. We are using a Cu bulk material with a Ni & Au layer (Au to protect against oxidation, and Ni as a diffusion barrier) at 350 °C. After a few hours (~100h) some of these parts turn brown/black. If we analyse the parts, we can see with EDX that Ni has diffused into the Au. What is the diffusion coefficient and activation energy of Ni/Au?
Can someone advise me, what metal would be a better diffusion barrier. Our target is that these parts can be used at 350 C-400 C for more than 1 year.

Luc Tielemans
electronics mfgr - Singapore (2004)

A. Copper nickel and gold are mutually soluble, thus will diffuse together at high temperature. High phosphorus electroless nickel(1.2-1.5 mils) will perform much better than electroplated nickel because the deposit is amorphous. That is, it has few or no grain boundaries for diffusion to take place rapidly. However it is not likely that even electroless nickel would withstand 1 year at °350-400C without some diffusion. Increasing the EN thickness to about 2 mils would cause macrocracking, allowing diffusion to occur.

Don Baudrand
Consultant - Poulsbo, Washington

[antabu]

Тантал наносить слишком сложно. Никель самый тугоплавкий в исходной системе.
См. Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной аппаратуры(88)Груев И.Д.и др.

[stallker]

Не ясна цель замены никеля. Гальванический слой наносится просто и дешево в
сравнении с другими металлами.