Dans notre premier article intitulé « Le bon alliage de soudure pour chaque application », nous avons abordé de manière générale les alliages de soudure à basse température, notamment ceux contenant du bismuth et de l'indium.
Dans cet article, nous abordons plus en détail les alliages d'indium avec Jim Hisert, notre responsable du marché de l'indium.
Carol : Quelles sont les principales applications de la soudure à l'indium et pourquoi utilise-t-on l'indium ?
Jim : L'indium est souvent préféré à d'autres matériaux de soudure pour les applications qui nécessitent les propriétés uniques qu'il offre. Souvent, cela se résume à une combinaison de deux propriétés ou plus. L'utilisation de l'indium pour sceller des équipements cryogéniques en est un excellent exemple. L'indium est choisi pour cette application en raison : 1) de sa souplesse et 2) du maintien de ses propriétés physiques à des températures cryogéniques. Une autre utilisation courante de la soudure à l’indium consiste à souder des puces semi-conductrices à un couvercle (dissipateur thermique). En tant que matériau d’interface thermique, l’indium est : 1) suffisamment souple pour s’adapter à l’assemblage, même lorsqu’il se déforme sous l’effet des cycles thermiques, et 2) il présente une conductivité thermique relativement élevée (86 W/mK). Lorsque l’on commence à combiner les propriétés uniques de l'indium, on découvre des applications vraiment intéressantes.
Carol : Le coût de l'indium est-il prohibitif pour certaines applications ?
Jim : L'argent et l'or ont un coût prohibitif pour certaines applications – mais cela ne nous empêche certainement pas de continuer à utiliser ces matériaux ! Le coût de tout matériau d'assemblage est pris en charge afin de réduire le coût total de possession et/ou d'assurer des performances essentielles. Pour revenir à l'un des exemples précédents, des alliages de soudure moins coûteux pourraient être utilisés comme interface thermique, mais on utilise l'indium car il transfère mieux la chaleur et prolonge la durée de vie du produit. Dans ce cas précis, l’avantage lié à l’utilisation de l’indium l’emporte largement sur son coût. Dans les nombreuses applications où l’indium est actuellement utilisé, il joue un rôle essentiel qu’aucun autre matériau ne peut remplir aussi efficacement. L’oxyde d’indium-étain (ITO) utilisé pour les écrans tactiles et les écrans plats en est un autre excellent exemple. Plusieurs fois par an, des inventeurs proposent de nouveaux matériaux alternatifs à base d’oxydes conducteurs transparents, mais ceux-ci ne parviennent pas à s’imposer dans les applications existantes de l’ITO, car ils ne peuvent tout simplement pas surpasser l’oxyde d’indium-étain. Les ingénieurs l’ont prouvé en choisissant l’ITO à maintes reprises.
Carol : Sous quelles formes trouve-t-on l'indium ?
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.
Je tiens à préciser que l'indium est également disponible en une grande variété de composés (comme l'oxyde d'indium-étain, le trichlorure d'indium et le sulfure d'indium). Ces formes sont souvent utilisées pour fournir de l'indium dans le cadre de réactions chimiques ou déposition. En d'autres termes : si vous avez besoin d'une couche d'indium très fine et qu'un composant discret est trop difficile à manipuler, le déposer directement sur la pièce à traiter peut s'avérer la meilleure solution. L'indium peut être déposé par vaporisation physique ou chimique. Les couches minces d'indium peuvent être appliquées par galvanoplastie, évaporation, pulvérisation cathodique ou par voie chimique (à l'aide d'un précurseur).
Carol : Y a-t-il des restrictions quant à ce qu'on peut fabriquer avec de l'indium ?
Jim : L'indium est un mauvais isolant, il est assez tendre et son point de fusion est bas. Cela dit, vous interviewez quelqu'un qui adore l'indium – je vois donc tout simplement l'intérêt de l'ensemble de ses propriétés physiques et j'affirme que : 1) l'indium est idéal pour lier des matériaux isolants tels que la céramique et d'autres matériaux non métalliques, 2) il peut être combiné avec d'autres éléments pour fabriquer des matériaux plus résistants, et 3) il peut servir à fabriquer alliages de brasage à haute température. Chaque fois qu'une personne a une question concernant les propriétés de l'indium ou son adéquation à une application donnée, je lui conseille de contacter notre équipe d'ingénieurs, qui pourra l'aider à déterminer si un produit à base d'indium convient à cette application : [email protected].
