A volte mi vengono poste domande del tipo: “Quanto tempo ci vuole per depositare 20 µm di indio sulla mia piastra utilizzando il vostro bagno di solfammato di indio?”. Ebbene, la risposta a questa domanda renderebbe le cose molto più semplici per il cliente. Vi mostrerò come calcolarlo con facilità. In questo post, deriverò una relazione semplice e intuitiva che funzionerà per chiunque. Credetemi, è facile; basta utilizzare alcune relazioni fondamentali che abbiamo studiato alle scuole superiori. Si parte dal numero di elettroni necessari per ridurre uno ione In³⁺ a un atomo di In: 3, giusto!
Quindi, quanto è la carica - 3e!
Il tempo necessario dipende direttamente dalla quantità di carica che dobbiamo fornire per ridurre tutti quegli ioni di indio e dalla velocità con cui riusciamo a fornirla: ecco cos’è la “corrente”!
Se avete già sentito parlare di questa famosa relazione tra corrente e carica, i = q/t, sì, è proprio di quella che sto parlando.
Quindi, torniamo alle basi,
Se il catodo (dove viene depositato l'indio mediante elettrodeposizione) non ha un'efficienza del 100%, il processo richiederà un po' più di tempo. Supponiamo che σ sia l'efficienza. In tal caso, il tempo richiesto sarà pari a 1/σ volte maggiore. Ad esempio, se l'efficienza è del 50%, il tempo richiesto sarà pari a 1/0,5 = 2 volte maggiore. Pertanto, tenendo conto dell'efficienza, l'equazione relativa al tempo diventa:
Inserendo tutti questi valori nell'equazione precedente, si ottiene:
Ok, quindi la risposta è che il tempo stimato per depositare 20 µm è di 34 minuti, e sai quali fattori possono influire su questo valore.
Ecco una formula semplice per calcolare il tempo in minuti per le unità di spessore e di densità di corrente più comunemente utilizzate:
Ok, perché non chiamare questo numero 30.676 "costante di Inplate di Shital"!
Il bagno di solfammato di indio della Indium Corporation presenta un’efficienza catodica del 90%. Maggiore efficienza significa meno tempo! La densità di corrente tipica da utilizzare è di circa10-20 mA/cm², mapuò essere aumentata fino a 100mA/cm², mantenendo la temperatura del bagno a 20-25 °C. Aumentando la densità di corrente da20 mA/cm² a 100 mA/cm²,è possibileridurre il tempo di deposizione di un fattore 5; in altre parole, gli stessi 20 µm si depositeranno ora in 7 minuti.
L'ampio utilizzo della placcatura all'indio risale agli anni '30, quando i fondatori della Indium Corporation svilupparono per la prima volta un bagno di placcatura all'indio a fini commerciali. I recenti sviluppi nella tecnologia dei semiconduttori e nella saldatura flip-chip utilizzano l'indio per creare interconnessioni tra gli strati dei wafer. L'indio viene elettrodepositato sui substrati dei wafer per creare bump di indio ad alta densità, a passo ridotto e con elevato rapporto di aspetto. La morbidezza, la duttilità e la bagnabilità dell’indio garantiscono un collegamento forte e affidabile tra due superfici, anche se queste non sono perfettamente piane o allineate. Inoltre, l’indio mostra stabilità anche a temperature prossime allo zero, rendendolo particolarmente adatto all’uso in applicazioni a semiconduttori che operano in ambienti estremi, come quelli che si incontrano nello spazio.
Se state pensando a progetti di galvanotecnica su piccola scala, tra cui il restauro e la riparazione di oggetti metallici antichi con rivestimento all'indio, potete iniziare con un kit di galvanotecnica sano e facile da usare come quello offerto qui.
Per saperne di più sulla galvanizzazione dell'indio, sul bagno di solfammato di indio e sulla galvanizzazione di bump di indio, consultare i seguenti documenti.
- Ottenere una struttura dei grani più fine utilizzando il bagno di placcatura al solfammato di indio
- Galvanizzazione con bump di indio
- Placcatura, un metodo alternativo di applicazione dell'indio
- Preparazione corretta della superficie per la placcatura con indio
- Placcatura di prototipi con bagno di placcatura al solfammato di indio
- Bonifica e smaltimento della soluzione del bagno di placcatura al solfammato di indio
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