Intermetallische Indium-Kupfer-Verbindung beim Löten

Indium und indiumhaltige Legierungen werden in einer Vielzahl von Lötanwendungen verwendet. Indium hat viele attraktive Eigenschaften, wie zum Beispiel, dass es bei kryogenen Temperaturen geschmeidig bleibt, dass es mit dicken Goldmetallisierungen kompatibel ist, und seine ausgezeichnete Temperaturwechselleistung.....um nur ein Paar zu nennen.
 
Indium und indiumhaltige Legierungen müssen jedoch nicht für jede Anwendung geeignet sein. Ein solch ungeeignetes Szenario ist die Verwendung von Indium und indiumhaltigen Legierungen auf Kupfer oder kupferhaltigen Legierungen, wie beispielsweise Messing und Bronze. Dies ist deshalb so, weil Indium im Lauf der Zeit - selbst in festem Zustand - in Kupfermaterial diffundiert. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist eine Funktion der Temperatur. Indium und Kupfer reagieren miteinander und bilden intermetallische Verbindungen. Diese intermetallische Schicht ist viel härter und steifer als die ursprünglichen Indium- und Kupfermaterialien. Diese intermetallische Schicht kann Ursache für Brüche sein. Dies kann abhängig von der Anwendung und der exakten Natur der verwendeten Materialien ein Problem sein, oder aber auch nicht. Es wird empfohlen, die langfristigen Auswirkungen dieser Wechselwirkung zu untersuchen. Da das Phänomen eine Funktion der Zeit ist, ist es wichtig zu verstehen, dass die Auswirkungen der Interdiffusion nicht sofort sichtbar sind. Es kann mehrere Monate oder Jahre dauern, bis sich die Auswirkungen zeigen. Es wird ein beschleunigter Alterungstest empfohlen.

Man muss darauf hinweisen, dass es mehrere Anwendungen gibt, in denen Indium erfolgreich und zuverlässig an Stelle von Kupfer verwendet wurde, täglich und auf der ganzen Welt.  Dieser Beitrag soll keine Panik erzeugen, sondern den Endanwender eher bestärken, damit er für seine Anwendung die beste Entscheidung trifft. 

Ein Weg, um das gesamte Problem zu umgehen ist es Kupfer mit einer Nickelschicht zu überziehen. Die Literatur empfiehlt eine minimale Stärke der Nickelschicht von 50 Mikrometer. Nickel ist bekannt dafür, als effektive Diffusionsbarriere zu agieren und verhindert, dass das Indium jemals mit dem Kupfer in Kontakt kommt.

Für weitere Informationen zu diesem Phänomen lesen Sie bitte eine Arbeit mit dem Titel "Effects of Interdiffusion on the Properties of Indium-Plated Contacts" (Auswirkungen der Interdiffusion auf die Eigenschaften von mit Indium überzogenen Kontakten) von R.W. Barnard Ph.D. von Bell Telephone Laboratories, August 1974.

Lassen Sie es mich wissen, wenn ich Ihnen bei diesem Problem helfen kann.

Eric

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