Acabo de sentarme a hablar con Tommy Acchione, ingeniero de aplicaciones de la nueva línea de productos de Indium Corporation, Reactive NanoTechnologies' (RNT) NanoFoil®, sobre la tecnología y sus ofertas para las industrias de semiconductores, ensamblaje de semiconductores de potencia, LED y ensamblaje de pantallas.
[ACM] En primer lugar: ¡bienvenido a Indium Corporation! ¿Puede decirnos, en pocas palabras, en qué se basa la tecnología RNT?
[Tommy Acchione] La tecnología NanoFoil® es una fina lámina metálica ("foil") formada por capas alternas ultrafinas de aluminio y níquel (Al y Ni). La reacción entre estos dos metales es estequiométricamente muy sencilla:
Al+2Ni -> AlNi2
Y extremadamente exotérmica (generadora de calor). Esta reacción (véase la imagen) se inicia con una fuente de calor muy localizada u otra fuente de alta energía, como una pila de 9 V o incluso un rayo láser. Durante una fracción de segundo, las miles de capas intercaladas alcanzan temperaturas de hasta 2.000 ºC, y esta ola de calor isotrópica se irradia desde el punto caliente inicial a través de la lámina a velocidades de unos 5-8 metros/segundo.
Golpear dos trozos de Ni y Al nunca iniciará una reacción tan intensa, ya que los dos grandes trozos de metal actúan como disipadores de calor muy eficaces, pero al superponer los metales, la reacción generadora de calor se propaga permitiendo que las capas adyacentes de Ni y Al se interdifundan rápidamente, emitiendo así más calor, provocando que las capas cercanas de Ni y Al se interdifundan y así sucesivamente.
[¿Cómo se fabrican estos materiales?
[Tommy Acchione] En primer lugar, hacemos un alto vacío, equivalente a los que se encuentran en el espacio exterior, y después depositamos secuencialmente las capas alternas mediante un proceso de pulverización catódica sobre un bloque metálico fabricado especialmente.
En el caso del material de unión, se deposita inicialmente una capa de un material de soldadura especializado sobre el bloque metálico, después se colocan el Al y el Ni y, por último, se deposita una capa final de soldadura. La capa inicial de soldadura mejora la unión posterior y facilita la retirada de la superficie del bloque metálico.
[ACM] Tengo entendido que los usos de estos materiales no dejan de ampliarse. Puede dar algunos ejemplos de los que pueda hablar?
Bueno, como sabe, tenemos unas 30 patentes sobre esta tecnología y 35 solicitudes de patente pendientes, pero aún así tengo que tener cuidado al hablar de aplicaciones más nuevas, que surgen todo el tiempo.
Los mayores usos se dan en la fabricación de cátodos para sputtering (lo cual es un poco irónico, ya que así es como se fabrican); montaje de componentes; y lo que podemos llamar "iniciación de reacciones", o "energética" - cosas que requieren una fuente de calor instantánea.
Cátodos para sputtering: Para los cátodos para sputtering de metales no refractarios, el método preferido puede ser el indio estándar o la difusión. Para la mayoría de los metales y cerámicas refractarios, la humectación de la soldadura y los desajustes del CET dificultan la unión con los procesos estándar.NanoFoil® permite unir estos materiales a temperatura ambiente, eliminando así cualquier desajuste del CET durante la unión o los procesos de enfriamiento posteriores.
Sin embargo, a medida que los cátodos se hacen más grandes para las pantallas planas (y estamos viendo necesidades de cátodos de hasta 3 m x 0,4 m con una mayor generación de depósitos), el indio empieza a ser demasiado débil para soportar el peso del propio cátodo de óxido de indio y estaño (ITO o InTO), y sólo la fuerza de un NanoBond® es suficiente para mantener el cátodo en su sitio. Otro factor clave es que la unión manual de un cátodo grande a su placa de soporte empieza a ser físicamente difícil de manejar para un operario, a medida que aumentan su tamaño y su peso. En este caso, NanoFoil® se convierte en una solución elegante y sencilla.
Unión de componentes: Uno de los principales mercados que estamos observando es el de la unión de componentes. No puedo hablar demasiado de ello, pero en el caso de los LED de alto brillo (HB-LED) y los concentradores fotovoltaicos (CPV) existe una demanda creciente de un material de unión sin flujo térmicamente conductor y estable a altas temperaturas, capaz de proporcionar bajas temperaturas de unión durante toda la vida útil del dispositivo.
Energéticos: Aquí hablamos de mechas y dispositivos temporizados, con iniciadores de forma especial que aprovechan las propiedades de ignición y la velocidad de reacción y energía producida por el NanoFoil®.
[ACM] Tommy: ¡muy interesante! Muchas gracias por su tiempo.
