Nel nostro primo articolo intitolato “La lega di saldatura giusta per ogni applicazione”, abbiamo parlato in generale delle leghe di saldatura a bassa temperatura, comprese quelle contenenti bismuto e indio.
In questo post approfondiamo il tema delle leghe di indio insieme al nostro responsabile del mercato dell'indio, Jim Hisert.
Carol: Quali sono le principali applicazioni della saldatura all’indio e perché si utilizza l’indio?
Jim: L'indio viene spesso preferito ad altri materiali di saldatura per applicazioni che richiedono le proprietà uniche che esso offre. Spesso, la scelta dipende da una combinazione di due o più proprietà. Un ottimo esempio è l’uso dell’indio per sigillare apparecchiature criogeniche. L’indio viene scelto per questa applicazione grazie a: 1) la sua morbidezza e 2) il mantenimento delle sue proprietà fisiche a temperature criogeniche. Un altro impiego diffuso della lega di saldatura a base di indio è l’incollaggio di chip semiconduttori a un coperchio (dissipatore di calore). In qualità di materiale di interfaccia termica, l’indio è: 1) sufficientemente morbido da adattarsi all’assemblaggio, anche quando si flette a causa dei cicli termici, e 2) presenta una conduttività termica relativamente elevata (86 W/mK). Quando si inizia a combinare il proprietà uniche dell'indio, si scoprono alcune applicazioni davvero interessanti.
Carol: Il costo dell'indio è proibitivo per alcune applicazioni?
Jim: L’argento e l’oro hanno costi proibitivi per determinate applicazioni – ma di certo non smettiamo di utilizzare quei materiali! Il costo di qualsiasi materiale di assemblaggio viene sostenuto per ridurre il costo totale di proprietà e/o per garantire fattori prestazionali fondamentali. Tornando a uno degli esempi precedenti, come interfaccia termica si potrebbero utilizzare leghe di saldatura meno costose, ma si ricorre all’indio perché trasferisce meglio il calore e aumenta la durata del prodotto. In questo caso, il vantaggio derivante dall’uso dell’indio supera di gran lunga il suo costo. Nelle numerose applicazioni in cui l’indio viene attualmente impiegato, esso svolge un ruolo importante che nessun altro materiale è in grado di svolgere altrettanto bene. L’ossido di indio e stagno (ITO) per touchscreen e schermi piatti ne è un altro ottimo esempio. Più volte all’anno gli inventori propongono materiali alternativi a base di ossidi conduttivi trasparenti, ma non riescono a soppiantare le attuali applicazioni dell’ITO perché questi materiali semplicemente non riescono a superare le prestazioni dell’ossido di indio-stagno. Gli ingegneri lo hanno dimostrato scegliendo l’ITO più e più volte.
Carol: In quali forme è disponibile l'indio?
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.
Vorrei precisare che l’indio è disponibile anche in un'ampia varietà di composti (come l'ossido di indio e stagno, il tricloruro di indio e il solfuro di indio). Queste forme vengono spesso utilizzate per fornire l'indio necessario alle reazioni chimiche o deposizione. In altre parole: se occorre uno strato molto sottile di indio e un componente discreto risulta troppo difficile da gestire, depositarlo direttamente sul punto di applicazione potrebbe essere la soluzione migliore. L’indio può essere depositato mediante deposizione da vapore fisico o chimico. Gli strati sottili di indio possono essere applicati tramite placcatura, evaporazione, sputtering o per via chimica (con un materiale precursore).
Carol: Ci sono delle limitazioni su ciò che si può realizzare con l'indio?
Jim: L’indio è un cattivo isolante, è piuttosto morbido e ha un basso punto di fusione. Detto questo, state intervistando qualcuno che ama l’indio – quindi ne apprezzo semplicemente il valore in tutti gli aspetti delle sue proprietà fisiche e affermo che: 1) l’indio è ottimo per incollare materiali isolanti come la ceramica e altri materiali non metallici, 2) può essere combinato con altri elementi per creare materiali più resistenti, e 3) può essere utilizzato per realizzare leghe per brasatura ad alta temperatura. Ogni volta che qualcuno ha una domanda sulle proprietà dell’indio o sulla sua idoneità per una determinata applicazione, consiglio di contattare il nostro team di ingegneri, che potrà aiutare a stabilire se un prodotto a base di indio sia adatto a tale applicazione: [email protected].
