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Placage électrolytique de l'indium_Ancien

Il m'arrive de recevoir des questions telles que : "Combien de temps faut-il pour déposer 20 µm d'indium sur ma plaque en utilisant votre bain de sulfamate d'indium ?" La réponse à cette question est très simple pour le client. Dans ce billet, je vais établir une relation simple et facile qui fonctionnera pour tout le monde. Croyez-moi, c'est facile ; il suffit d'utiliser quelques relations fondamentales que nous avons étudiées au lycée. Cela commence par le nombre d'électrons nécessaires pour réduire un ion In3+ en un atome In - 3, c'est ça !

Alors, quel est le montant de la redevance - 3e !

Le temps nécessaire dépend directement de la quantité de charge que nous devons fournir pour réduire tous ces ions d'indium, et de la vitesse à laquelle nous pouvons les fournir - c'est le "courant" !

Si vous avez entendu parler de cette fameuse relation courant-charge,i= frac{q}{t}Oui, c'est bien de cela que je parle.

Revenons donc à l'essentiel,

text{Temps}= frac{texte{Charge nécessaire pour réduire tous les ions indium}}{text{Courant}}

text{Temps}=frac{texte{Charge nécessaire pour réduire un ion d'indium} fois texte{Nombre total d'ions d'indium à réduire}}{text{Courant}}

text{Temps}=frac{3e fois text{(nombre de moles à réduire} fois text{nombre d'Avogadro)}}{text{Courant}}text{, où e est la charge d'un électron (e=1.6}fois 10^{-19}text{C)}

text{Temps}=frac{ text{3e Na}times frac{text{Mass}}{text{Mol. Wt}}}{text{Current}}text{, où Na est le nombre d'Avogadro (Na=6.022}fois 10^{23}text{/mole)}.

text{Temps}=frac{frac{text{3e Na}}{text{Mw}}fois text{Volume}foistext{densité} }{text{Courant}}texte{, où Mw est le poids moléculaire (Mw=114,82 g/mole)

text{Temps}=frac{frac{text{3e Na } rho}{text{Mw}}fois text{Surface}foistext{Épaisseur}}{text{Courant}}text{, où } rho text{ est la densité de l'indium (} rho text{=7,31 g/cm}^{3})

text{Temps}=frac{frac{text{3e Na } rho}{text{Mw}} fois text{épaisseur} }{frac{text{Current}}{text{Surface}}}texte{, où épaisseur = 20}mu texte{m = 0,0020 cm}

texte{Temps}=frac{text{3e Na } rho}{text{Mw j}}fois texte{épaisseur}text{, où j est la densité de courant supposée (j = 20 {mA/cm}^{2} text{= 0,020 A/cm}^{2})

Si la cathode (où l'indium est déposé par électrolyse) n'est pas 100%efficace, cela prendra un peu plus de temps. Disons que σ est l'efficacité. Il faudra alors, frac{1}{sigma}fois plus long. Par exemple, s'il est 50%efficace, cela prendra du temps, frac{1}{0,5}=2fois plus long. Ainsi, en intégrant l'efficacité, l'équation du temps devient :

text{Temps}=frac{text{3e Na } rho}{sigmatext{ Mw j}} fois text{épaisseur}text{, où }sigma text{ est l'efficacité cathodique supposée (}sigma text{ = 0,9) }

Si l'on introduit toutes ces valeurs dans l'équation ci-dessus, on obtient :

text{Temps}=frac{text{3e Na } rho}{sigmatext{ Mw j}} fois text{épaisseur = 2045 secondes}approx text{34 minutes}

D'accord, la réponse est donc la suivante : le temps estimé pour le dépôt 20 mubf mest de 34 minutes, et vous savez quels sont les facteurs qui peuvent changer cette durée.

Et voici une formule facile pour calculer le temps en minutes pour les unités d'épaisseur et de densité de courant les plus couramment utilisées ;

text{Temps (minutes)}=30,676 fois frac{text{épaisseur (} mu bf m)}{sigmatext{ j (mA/cm}^{2})}.

D'accord, pourquoi ne pas appeler ce numéro 30.676"La constante d'Inplate de Shital !cool

Le bain de sulfamate d'indium d'Indium Corporation a une efficacité cathodique de 90%. Plus d'efficacité signifie moins de temps ! La densité de courant typique pour travailler est d'environ texte{10-20 mA/cm}^2mais il peut être augmenté jusqu'à texte{100 mA/cm}^2en maintenant la température du bain à texte{20 - 25}^otext{C}. L'augmentation de la densité de courant de texte{20 {mA/cm}}^2à texte{100 {mA/cm}}^2peut réduire le temps de dépôt d'un facteur 5, c'est-à-dire que le même temps de dépôt peut être réduit d'un facteur 5. 20 mu bf msera déposé dans 7 minutes.

L'utilisation intensive du placage à l'indium aujourd'hui remonte aux années 1930, lorsque les fondateurs d'Indium Corporation ont mis au point pour la première fois un bain commercial de placage à l'indium. Les développements récents dans le domaine de la technologie des semi-conducteurs et du collage des puces utilisent l'indium pour créer des interconnexions entre les couches des plaquettes. L'indium est déposé par électrolyse sur les substrats des plaquettes pour créer des bosses d'indium à haute densité, à faible pas et à rapport d'aspect élevé. La souplesse, la ductilité et la mouillabilité de l'indium garantissent une connexion solide et fiable entre deux surfaces, même si elles ne sont pas parfaitement planes ou alignées. En outre, l'indium présente une stabilité même à des températures proches de zéro, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications de semi-conducteurs fonctionnant dans des environnements extrêmes, tels que ceux rencontrés dans l'espace.

Si vous envisagez des projets de galvanoplastie à petite échelle, y compris la restauration et la réparation d'objets métalliques anciens avec une couche d'indium, vous pouvez commencer avec un kit de galvanoplastie sain et facile à utiliser comme celui proposé ici.

Veuillez consulter les documents suivants pour en savoir plus sur l'électrodéposition de l'indium, le bain de sulfamate d'indium et l'électrodéposition des bosses d'indium.

  1. Obtention d'une structure de grain plus fine grâce au bain de sulfamate d'indium
  2. Dépôt électrolytique de l'indium en bosse sur des plaquettes à l'aide d'un dépôt par impulsions
  3. Le placage, une méthode alternative d'application de l'indium
  4. Préparation correcte de la surface pour le placage à l'indium
  5. Placage de prototypes à l'aide d'un bain de placage au sulfamate d'indium
  6. Récupération et élimination de la solution de bain de placage au sulfamate d'indium

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