In unserem ersten Beitrag zum Thema „Die richtige Lötlegierung für die richtige Anwendung“ haben wir uns allgemein mit Niedertemperatur-Lötlegierungen befasst, darunter auch bismuth- und indiumhaltige Legierungen.
In diesem Beitrag sprechen wir mit unserem Indium-Marktmanager Jim Hisert ausführlicher über Indiumlegierungen.
Carol: Was sind die wichtigsten Anwendungsbereiche für Indiumlot und warum wird Indium verwendet?
Jim: Indium wird häufig anderen Lötmaterialien vorgezogen, wenn Anwendungen die einzigartigen Eigenschaften erfordern, die es bietet. Oft kommt es auf eine Kombination an zwei oder mehr Eigenschaften. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Verwendung von Indium zum Abdichten von Kryoanlagen. Indium wird für diese Anwendung ausgewählt, da es 1) weich ist und 2) seine physikalischen Eigenschaften bei kryogenen Temperaturen beibehält. Eine weitere beliebte Anwendung von Indiumlot ist das Verbinden von Halbleiterchips mit einem Deckel (Wärmeverteiler). Als thermisches Schnittstellenmaterial ist Indium: 1) weich genug, um sich der Baugruppe anzupassen, selbst wenn es sich durch Temperaturwechsel verformt, und 2) verfügt es über eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit (86 W/mK). Wenn man beginnt, die Besondere Eigenschaften von Indium, da findet man einige wirklich interessante Anwendungen.
Carol: Sind die Kosten für Indium bei manchen Anwendungen unerschwinglich?
Jim: Silber und Gold sind für bestimmte Anwendungen unerschwinglich – aber wir verzichten keineswegs auf diese Materialien! Die Kosten für jedes Baugruppenmaterial werden in Kauf genommen, um die Gesamtbetriebskosten zu senken und/oder entscheidende Leistungsfaktoren zu gewährleisten. Um auf eines der vorherigen Beispiele zurückzukommen: Als Wärmeleitmaterial könnten zwar kostengünstigere Lötlegierungen verwendet werden, doch Indium kommt zum Einsatz, weil es die Wärme besser leitet und die Lebensdauer des Produkts verlängert. In diesem Fall überwiegen die Vorteile der Verwendung von Indium bei weitem die Kosten. In den zahlreichen Anwendungen, für die Indium derzeit eingesetzt wird, spielt es eine wichtige Rolle, die von keinem anderen Material ebenso gut erfüllt werden kann. Indium-Zinn-Oxid (ITO) für Touchscreens und Flachbildschirme ist ein weiteres hervorragendes Beispiel. Mehrmals im Jahr stellen Erfinder alternative transparente leitfähige Oxidmaterialien vor, doch es gelingt ihnen nicht, die bestehenden ITO-Anwendungen zu verdrängen, da diese Materialien Indium-Zinn-Oxid einfach nicht übertreffen können. Ingenieure haben dies bewiesen, indem sie sich immer wieder für ITO entschieden haben.
Carol: In welchen Formen ist Indium erhältlich?
Jim: Indium is available in its pure form – or as an alloy – in almost any shape you can imagine. Indium is available as wire, ribbon, foil, ingot, spheres, shot, and preforms such as washers, rectangles, discs, frames, and other special shapes. These forms are generally only restricted by the softness of the material. We have found very thin (<50µm) and extremely intricate parts can be difficult to handle, even if we can make them and package them effectively. The material is so soft that long thin parts can sag if not supported properly.
Ich sollte erwähnen, dass Indium auch erhältlich ist in eine Vielzahl von Verbindungen (wie Indium-Zinn-Oxid, Indiumtrichlorid und Indiumsulfid). Diese Formen werden häufig verwendet, um Indium für chemische Reaktionen bereitzustellen oder Aussage. Mit anderen Worten: Wenn Sie eine sehr dünne Indiumschicht benötigen und die Handhabung eines einzelnen Bauteils zu schwierig ist, kann das direkte Aufbringen der Schicht direkt an der Anwendungsstelle die beste Lösung sein. Indium kann physikalisch oder chemisch aufgedampft werden. Dünne Indiumschichten lassen sich durch Galvanisieren, Verdampfen, Sputtern oder chemisch (mit einem Vorläufermaterial) aufbringen.
Carol: Gibt es Einschränkungen hinsichtlich dessen, was man aus Indium herstellen kann?
Jim: Indium ist ein schlechter Isolator, es ist recht weich und hat einen niedrigen Schmelzpunkt. Allerdings interviewen Sie hier jemanden, der Indium liebt – daher sehe ich einfach den Wert in allen Aspekten seiner physikalischen Eigenschaften und sage: 1) Indium eignet sich hervorragend zum Verbinden von Isoliermaterialien wie Keramik und anderen Nichtmetallen, 2) es lässt sich mit anderen Elementen kombinieren, um härtere Werkstoffe herstellen, und 3) lässt es sich verwenden, um Hartlötlegierungen für höhere Temperaturen. Wenn jemand Fragen zu den Eigenschaften von Indium oder dessen Eignung für eine bestimmte Anwendung hat, empfehle ich, sich an unser Ingenieurteam zu wenden, das dabei helfen kann, festzustellen, ob ein Indiumprodukt für die jeweilige Anwendung geeignet ist: [email protected].
