Acabei de me sentar para falar com Tommy Acchione (pronuncia-se "akki-OWN"), engenheiro de aplicações da nova linha de produtos da Indium Corporation, Reactive NanoTechnologies' (RNT) NanoFoil®, sobre a tecnologia e as suas ofertas para as indústrias de semicondutores, montagem de semicondutores de potência, LED e montagem de ecrãs.
[ACM] Antes de mais: bem-vindo à Indium Corporation! Pode dizer-nos, em poucas palavras, qual é a base da tecnologia RNT?
[Tommy Acchione] A tecnologia NanoFoil® é uma folha metálica fina ("foil") constituída por camadas ultrafinas alternadas de alumínio e níquel (Al e Ni). A reação entre estes dois metais é estequiometricamente muito simples:
Al+2Ni -> AlNi2
E extremamente exotérmica (geradora de calor). Esta reação (ver figura) é iniciada por uma fonte de calor muito localizada ou por outra fonte de alta energia, como uma pilha de 9V ou mesmo um raio laser. Durante uma fração de segundo, os milhares de camadas alternadas atingem temperaturas tão elevadas como 2000degC, e esta onda de calor isotrópica irradia para longe do ponto quente inicial através da folha de alumínio a velocidades de cerca de 5-8 metros/segundo.
O simples choque de dois pedaços de Ni e Al nunca dará início a uma reação tão intensa, uma vez que as duas grandes peças de metal actuam como dissipadores de calor muito eficazes, mas ao colocar os metais em camadas, a reação geradora de calor propaga-se permitindo que as camadas adjacentes de Ni e Al se interdifundam rapidamente, emitindo assim mais calor, fazendo com que as camadas vizinhas de Ni e Al se interdifundam e assim por diante.
[ACM] Como é que estes materiais são fabricados?
[Tommy Acchione] Em primeiro lugar, aplicamos um vácuo elevado, equivalente aos vácuos encontrados no espaço exterior, e depois depositamos sequencialmente as camadas alternadas através de um processo de pulverização catódica num bloco de metal especialmente fabricado para o efeito.
Para um material de ligação, uma camada de um material de brasagem especializado é inicialmente depositada no bloco de metal, depois o Al e o Ni são colocados e, em seguida, é depositada uma camada final de brasagem. A camada de brasagem inicial melhora a ligação subsequente e também ajuda a uma fácil remoção da superfície do bloco metálico.
[ACM] Sei que as utilizações destes materiais estão a expandir-se constantemente. Pode dar-me alguns exemplos de que possa falar?
Bem, como sabem, temos cerca de 30 patentes sobre esta tecnologia e 35 pedidos de patentes pendentes, mas tenho de ter cuidado ao falar de novas aplicações, que estão a surgir constantemente.
As maiores utilizações são no fabrico de alvos de pulverização catódica (o que é um pouco irónico, uma vez que é assim que são feitos!); montagem de componentes; e aquilo a que podemos chamar "iniciação de reacções", ou "energética" - coisas que requerem uma fonte de calor instantânea.
Alvos de pulverização catódica: Para alvos de pulverização de metais não refractários, o índio padrão ou a difusão podem ser o método preferido. Para a maioria dos metais refractários e cerâmicas, a molhagem da solda e as incompatibilidades CTE dificultam a ligação com processos padrão. O NanoFoil® permite que estes materiais sejam ligados à temperatura ambiente, eliminando assim quaisquer incompatibilidades CTE durante a ligação ou processos de arrefecimento subsequentes.
No entanto, à medida que os alvos se tornam maiores para os ecrãs planos (e estamos a ver necessidades de alvos de até 3m x .4m com depósitos de maior geração), o índio começa a tornar-se demasiado fraco para suportar o peso do próprio alvo de óxido de índio-estanho (ITO ou InTO), e apenas a força de um NanoBond® é suficiente para manter o alvo no lugar. Outro fator chave é que uma ligação manual de um alvo grande à sua placa de suporte começa a tornar-se simplesmente fisicamente difícil para um operador, à medida que o seu tamanho e peso aumentam. O NanoFoil® torna-se aqui a solução elegante e simples.
Colagem de componentes: Um mercado importante que estamos a observar é o da ligação de componentes. Não posso falar muito sobre isto, mas para os LED de alto brilho (HB-LED) e os concentradores fotovoltaicos (CPV) há uma procura crescente de um material de ligação sem fluxo termicamente condutor e estável a altas temperaturas, capaz de proporcionar baixas temperaturas de junção durante a vida útil do dispositivo.
Energéticos: Aqui estamos a falar de fusíveis e dispositivos temporizados, com iniciadores especialmente moldados que tiram partido das propriedades de ignição e da taxa de reação e energia produzidas pelo NanoFoil®.
[ACM] Tommy: muito interessante! Muito obrigado pelo vosso tempo.
