PCB plaqué or dur

Aussi connu sous le nom d'or électrolytique dur, le placage d'or dur PCB constitue une couche d'or plaquée au-dessus d'une couche de nickel barrière.

Le placage à l'or dur est exceptionnellement durable, c'est pourquoi les fabricants de PCB l'appliquent normalement aux sections à forte usure comme les claviers et les doigts en or.

Pourquoi devriez-vous choisir un PCB plaqué or dur ?

PCB plaqué or dur

Les avantages communs de sélection PCB plaqué or dur comprend:

• Conductivité électrique

En termes de conductivité électrique, l'or (21.4 nΩ*m) arrive en troisième position après le cuivre et l'argent. Néanmoins, il maintient sa conductivité électrique bien mieux que le cuivre et l'argent, même dans des conditions difficiles pendant une période prolongée.

De ce fait, la plupart des opérations de finition de surface PCB utilisent le placage or PCB pour garantir un chemin conducteur constant et fiable.

• Conductivité thermique

En ce qui concerne la conductivité thermique, l'or (315 W/m*K) arrive également en troisième position après l'argent et le cuivre. Il maintient sa conductivité thermique élevée même dans des applications sévères car l'or ne développe pas d'oxydes/composés isolants à sa surface.

De ce fait, les utilisations des PCB de placage à l'or dur impliquent de les utiliser dans le forage de fond de trou et les applications spatiales.

• Ductilité

L'or est un métal exceptionnellement ductile, une caractéristique qui le rend parfait pour les contacts de PCB flexibles. La ductilité du PCB plaqué or dur lui permet de supporter des cycles de contact récurrents.

Cependant, il est essentiel de se rappeler que la sélection et l'application correctes de la sous-plaque sont cruciales. Cela garantit que la finition de surface du circuit imprimé en or dur répond aux spécifications de conception pour les contacts ou connecteurs de circuit imprimé plaqués or.

• Non-réactivité

Le placage PCB Gold ne réagit pas et ne développe pas de composés lorsqu'il est en contact avec d'autres éléments. C'est cette caractéristique unique du PCB plaqué or qui le rend résistant à la corrosion.

• Résistance à la corrosion

L'or a une grande résistance à la corrosion même dans des conditions sévères en raison de sa nature non réactive. Cela rend le PCB plaqué or dur parfait pour les applications impliquant des environnements corrosifs.

• Non dangereux

Vous pouvez placer en toute sécurité un PCB plaqué or dur dans le corps humain sans vous soucier de la biocompatibilité.

• Attrait visuel

Le PCB plaqué or électrolytique dur améliore l'apparence de votre carte de circuit imprimé. La finition de surface du PCB ne s'oxyde pas ou ne se ternit pas facilement tant que l'épaisseur de l'or est adéquate.

Quelle est la différence entre le corps entier et le corps entier. PCB de placage à l'or dur sélectif?

Le placage à l'or dur sur tout le corps du PCB est généralement une finition de surface de PCB rarement sélectionnée. Ici, vous plaquez tout le corps du circuit imprimé en utilisant de l'or dur.

Pour effectuer un placage à l'or dur sur tout le corps, vous utilisez une procédure électrolytique ou une opération d'immersion basée sur la conception du circuit imprimé. Cependant, vous devez tenir compte du fait que le PCB plaqué or dur a une mauvaise soudabilité. Cela signifie que vous aurez besoin d'un flux extrêmement actif pour souder efficacement sur la pastille du circuit imprimé.

Le placage sélectif de PCB en or dur implique l'utilisation d'or dur pour plaquer des sections particulières sur une carte de circuit imprimé. Le processus d'application de l'or sélectif est presque similaire à celui de l'or dur dans toute la masse.

PCB plaqué or dur sélectif

Néanmoins, le processus de placage à l'or sélectif nécessite un certain masquage. Cela entraînera des dépenses de main-d'œuvre supplémentaires, compensées par la réduction du coût du matériau PCB de placage à l'or dur.

Quel est le meilleur entre ENIG Vs. Finitions PCB plaquées or dures ?

Il existe deux options de conception principales lorsque vous avez besoin de finitions de placage or PCB : Placage ENIG et plaqué or dur.

Le placage de PCB en or dur implique une surface de grain polie et des dépôts fermes d'or, généralement alliés au nickel.

À l'inverse, l'or par immersion au nickel autocatalytique, le placage ENIG ressemble étroitement à l'or pur car il n'implique aucun autre élément. Cela le rend plus doux par rapport au placage à l'or dur PCB.

• Placage à l'or dur

Les PCB de placage à l'or dur incluent généralement les tailles de grains les plus fines possibles, qui s'étendent sur 20 à 30 nanomètres, avec une dureté comprise entre 130 et 200 HK25.

Ces caractéristiques rendent la finition en or dur beaucoup plus brillante que le placage PCB ENIG.

Cela implique également que le placage à l'or dur est très efficace pour prévenir l'usure par glissement. La finition de surface du circuit imprimé peut supporter des applications qui exercent une force de contact de 50 g ou plus.

De plus, le PCB plaqué or dur peut gérer beaucoup plus de cycles que le PCB plaqué ENIG.

Cependant, le nombre précis de cycles dépend de l'épaisseur du placage du PCB.

Le principal inconvénient du placage à l'or dur PCB est sa capacité de liaison.

En raison de la présence d'autres éléments, la soudure à l'or dur est plus difficile que le placage ENIG.

La liaison thermostatique, la liaison par fil par ultrasons ou d'autres assemblages délicats sont exceptionnellement difficiles avec le placage à l'or dur des PCB.

• Placage ENIG

La finition de surface des circuits imprimés ENIG est plus douce que celle du placage à l'or dur, avec des tailles de grains environ 60 fois plus grandes. La dureté du placage ENIG varie de 20 à 100 HK₂₅, et peut supporter seulement 35 g ou moins de force de contact.

En règle générale, le placage ENIG dure moins de cycles que le placage à l'or dur PCB. La pureté du placage ENIG le rend plus résistant à la corrosion que le placage à l'or dur, bien qu'il puisse être sensible aux rayures compte tenu de sa douceur.

De plus, l'assemblage thermostatique, l'assemblage de fils par ultrasons ou d'autres techniques de liaison sensibles sont plus faciles avec le PCB de placage ENIG.

PCB de placage ENIG

Quelles sont les solutions de placage à l'or dur disponibles ?

En raison de son coût, il est souvent crucial de déposer de l'or uniquement dans ces sections et à l'épaisseur nécessaire à l'application PCB. Par conséquent, il existe un certain nombre de méthodes sélectives pour le placage à l'or dur des PCB qui continuent d'être avancées, notamment :

1. Solution de placage à l'or à base de cyanure

La majorité du placage à l'or est réalisée à l'aide de solutions constituées d'or sous forme de composite de cyanure soluble. La réaction entre l'or et le cyanure alcalin forme soit des cyanures d'or alcalin trivalents, soit des cyanures d'or alcalin monovalents.

2. Alcalin Color-Flash Golds

La formulation d'or flash couleur lui permet de produire des films minces de couleur définie. Cette solution de placage à l'or dur PCB comprend généralement d'assez petites quantités d'or (0.5-1.5 g/L).

En règle générale, la solution d'or flash couleur ne contient pas d'azurants. De plus, la solution de placage à l'or n'est pas résistante à l'abrasion car les dépôts sont fortement alliés et extrêmement étroits (0.025 à 0.075 μm).

3. Ors neutres

Les ors neutres constituent une très large gamme d'électrolytes pour l'application de dépôts d'or doux exceptionnellement purs pour les applications de placage d'or dur sur PCB. Il manque de cyanure libre et les électrolytes sont formulés sur des phosphonates, des phosphates ou des sels de plusieurs acides organiques.

Les PCB de placage à l'or dur à partir d'or neutres ont normalement une excellente capacité de liaison par fil et une excellente soudabilité. Ces caractéristiques sont liées à une pureté et une douceur élevées.

4. Or dur acide

Les solutions acides d'or dur contiennent 99.7 % ou plus d'or et vous pouvez conserver à la fois les propriétés physiques et la composition. C'est la solution de placage à l'or dur préférée pour les connecteurs PCB séparables.

Cette solution de galvanoplastie convient à la procédure de placage à l'or des PCB à des densités de courant extrêmement élevées. Il assure également une distribution uniforme du dépôt et est compatible avec plusieurs types de mécanismes de placage sélectif.

La plupart des électrolytes actuels sont formulés à partir d'acides organiques faibles et de leurs sels résultants.

En fonction de la sélection d'électrolytes, vous pouvez ajouter des azurants métalliques sous forme chélatée, complexée ou simple. De plus, vous pouvez incorporer des agents dépolarisants, des prolongateurs d'autonomie et des tensioactifs si nécessaire.

5. Placage à l'or sans cyanure

L'or peut être déposé à partir du chloroaurate. Diverses autres formes, telles que l'iodure,
le thiosulfate, le thiocyanate et le thiomalate ont également été proposés, mais n'ont pas été commercialisés.

6. Frappes d'or monovalentes

Ici, vous améliorez le rapport de nucléation des cristallites sur la croissance des grains en travaillant à des densités de courant supérieures à la normale. La solution Strike consiste en seulement une petite quantité de métal.

7. Ors trivalents

Dans cette solution de placage d'or dur, l'acide chloroaurique réagit avec le cyanure alcalin pour donner du cyanure d'or alcalin (III). En règle générale, les solutions contenant du cyanure produisent des gisements d'or à grains plus fins.

Quelle est l'utilisation des doigts d'or dans les PCB ?

Les doigts d'or ont pour but de relier les contacts entre 2 circuits imprimés adjacents. Outre sa conductivité, l'or contribue à protéger les bordures de liaison de l'usure due à une utilisation régulière.

Doigt d'or PCB

Les doigts dorés vous permettent de connecter, déconnecter et reconnecter le PCB jusqu'à mille fois différentes dans un emplacement correspondant. Cela est dû à la force de l'or dur à son épaisseur désignée.

Les fonctions des doigts en or PCB sont polyvalentes. Certaines des applications courantes des doigts en or sont les suivantes :

• Points d'interconnexion

Si une carte de circuit imprimé secondaire est reliée au PCB principal, elle est connectée via l'un des nombreux emplacements femelles, comme l'emplacement AGP. Les doigts d'or transmettent des signaux entre les périphériques via ces fentes

• Adaptateurs spéciaux

Les doigts dorés vous permettent d'incorporer plusieurs améliorations de performances sur le circuit imprimé plaqué or dur.

• Connexions externes

Les périphériques externes ajoutés se connectent à la carte de circuit imprimé principale via le doigt d'or PCB.

Les doigts en or donnent aux PCB plaqués or dur la capacité de fonctionner et de fournir des fonctionnalités modernes dans diverses utilisations de circuits imprimés.

Pourquoi devez-vous plaquer les doigts des PCB avec de l'or ?

Généralement, les points de contact PCB sont soumis à une insertion et un retrait constants en raison de leur objectif d'interconnexion. Par conséquent, les doigts s'useront rapidement et entraveront les performances du circuit imprimé plaqué or dur.

Le processus de placage des pièces de contact à l'aide d'or augmente leur longévité. L'or est la meilleure option en raison de sa conductivité électrique exceptionnelle après l'argent et le cuivre et de sa résistance exceptionnelle à la corrosion.

De plus, il est possible d'allier l'or avec du nickel ou du cobalt pour augmenter sa résistance à l'usure.

La nature inerte de l'or en fait le bon choix pour fabriquer des pièces de contact plus sujettes à l'usure et susceptibles de s'oxyder. Bien que vous puissiez parfois utiliser de l'argent, il n'est pas parfait pour les applications commerciales de PCB car il réagit facilement avec les chlorures et les sulfures.

Comment le placage à l'or par immersion se compare-t-il au PCB à placage à l'or dur?

Il existe plusieurs différences entre le PCB plaqué or dur et le PCB plaqué or par immersion, notamment :

1. Le circuit imprimé en or par immersion a une plus grande épaisseur d'or par rapport au circuit imprimé plaqué or dur. De plus, les circuits imprimés en or par immersion sont plus jaunes que les types de placage à l'or dur, car ces derniers incluent la couleur du nickel.
2. Différentes structures cristallines. Le circuit imprimé en or à immersion a une structure cristalline plus dense que les cartes de placage à l'or dur, il est donc difficile de former une oxydation.
3. Il est plus facile de souder des circuits imprimés en or par immersion avec un minimum de problèmes de mauvaise soudure. De plus, vous pouvez contrôler sans effort le stress dans les panneaux d'or d'immersion, ce qui est une caractéristique avantageuse à des fins de collage.
4. Le panneau de placage d'or par immersion présente une mauvaise propriété anti-abrasion par rapport aux doigts en or. En effet, l'or par immersion est très flexible par rapport au PCB plaqué or dur.
5. Vous utilisez du nickel uniquement sur le tampon du PCB plaqué or par immersion. Par conséquent, la transmission du signal dans l'effet de peau n'a aucun impact sur le signal de la couche de cuivre.
6. Avec les exigences strictes pour une plus grande précision lors de la fabrication des PCB, l'espacement et la largeur des traces doivent être inférieurs à 0.1 mm. Il est plus facile de former un court-circuit dans un circuit imprimé plaqué or dur par rapport à un circuit imprimé plaqué or par immersion.
7. Étant donné que vous n'utilisez que du nickel sur le tampon de circuit imprimé en or à immersion, la soudure se lie fermement à la couche de cuivre.
8. Le circuit imprimé en or par immersion est plus lisse et a une durée de vie plus longue que le panneau de placage à l'or dur.

PCB Or Immersion

Quelles sont les règles de conception pour les PCB en placage à l'or dur ?

Certaines des règles de conception nécessaires pour les connecteurs de bord ou les doigts en or des circuits imprimés plaqués or dur incluent :

• Aucun trou traversant métallisé n'est autorisé dans la zone métallisée.
• Il ne doit pas y avoir de sérigraphie ou de masque de soudure dans la section plaquée.
• Avec la panélisation PCB plaqué or dur, positionnez souvent les doigts dorés vers l'extérieur depuis le centre du panneau PCB.
• Reliez tous les doigts d'or à l'aide d'une piste conductrice de 0.008 pouce à la frontière pour faciliter la fabrication.
• Vous pouvez placer des composants PCB plaqués or dur sur une seule ou les deux surfaces à une profondeur de 25 mm à partir du bord extérieur.

Quelle est l'épaisseur recommandée du placage à l'or dur PCB?

Vous pouvez faire varier l'épaisseur du PCB de placage à l'or dur en contrôlant la durée du cycle de placage à l'or. Bien que les valeurs minimales habituelles des doigts d'or soient :

• Classe IPC 1 et 2 : 30u" sur 100u" nickel
• Classe IPC 3 : 50u" sur 100u" nickel

Généralement, le placage à l'or dur n'est pas appliqué sur les zones soudables en raison de sa soudabilité relativement médiocre et de son coût élevé.

IPC considère 17.8u” comme l'épaisseur maximale soudable. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un placage d'or dur PCB, l'épaisseur nominale préférée doit être d'environ 5-10u".

Comment effectuez-vous le placage à l'or dur des PCB ?

Le processus de placage d'or dur PCB commence après la gravure au cuivre du stratifié PCB pour ne laisser nues que les régions requises. Vous galvanisez ensuite une sous-couche de nickel sur le circuit imprimé nu avec une épaisseur minimale de 50 micro-pouces.

En plus de fournir un support mécanique, le nickel offre également une barrière de diffusion associée à une action d'inhibiteur du fluage et de la corrosion des pores. Par conséquent, immergé dans un milieu salin, vous galvanisez ensuite l'or dur directement sur la surface du sous-placage de nickel.

Le contrôle de la qualité de la finition de surface en or dur des circuits imprimés comprend des tests d'adhérence et d'épaisseur du ruban. Comme vous le savez, le prix de l'or nécessite des contrôles de processus stricts car le coût des erreurs est important.

Quelle est la différence entre le placage à l'or dur PCB et le placage à l'or doux ?

Le placage à l'or doux et le placage à l'or dur sont les principaux types de processus de placage à l'or des PCB. Bien qu'il existe un placage d'or duplex qui est un mélange des deux techniques.

Discutons brièvement de ces 3 principales méthodes de placage à l'or des PCB :

• Placage à l'or dur

Avec le placage à l'or dur, vous ajoutez une petite quantité d'un composé ou d'un élément d'alliage. Ceci est essentiel pour améliorer les caractéristiques d'usure et de dureté du dépôt d'or.

Le nickel ou le cobalt sont les éléments communs ajoutés, mais vous pouvez également utiliser de l'arsenic ou du fer.

Les gisements d'or dur présentent une structure de grain poli qui donne un aspect général d'or plus brillant. En raison de la dureté accrue, le placage à l'or dur PCB convient aux applications impliquant une interaction récurrente ou un contact glissant.

 Or doux contre. Placage PCB à l'or dur

• Placage à l'or doux

Différent du PCB de placage à l'or dur, le placage à l'or doux contient essentiellement de l'or pur ayant une pureté de 99.9% ou plus. L'or doux a une structure de grain moins raffinée que l'or dur, ce qui fait que le dépôt d'or possède une dureté maximale de 90 knoop.

Le placage à l'or doux est idéal pour les applications de circuits imprimés à haute température ou pour le câblage, car sa grande pureté ne développe ni composés ni oxydes. Il est parfait pour les conceptions de connecteurs statiques à faible charge comme les connexions de rodage.

Souvent, le placage à l'or doux est recommandé pour les applications médicales de circuits imprimés en raison de la biocompatibilité et de la grande pureté de la finition.

• Placage Or Duplex

Ici, vous appliquez à la fois de l'or doux et dur pour former une finition de surface de PCB présentant les caractéristiques des deux types de placage à l'or.

Par exemple, vous pouvez recouvrir une couche d'or doux très résistante à la corrosion avec un dépôt d'or dur.

Ceci est essentiel pour améliorer les caractéristiques d'usure de la finition générale de placage à l'or du PCB.

La finition PCB plaquée or duplex présente également une porosité générale réduite du dépôt en raison des structures de grains contrastées des 2 couches d'or.

Cela peut offrir une meilleure résistance à la corrosion avec une consommation générale d'or réduite par rapport au placage à l'or monocouche.

Quels sont les facteurs à prendre en compte lors du placage à l'or dur des PCB ?

Voici les principales considérations lors du processus de fabrication de PCB de placage à l'or dur :

1. Sous-couche de nickel

Le nickelage assure un effet bloquant sur la diffusion ou la migration entre le cuivre et l'or. C'est le principal facteur à prendre en compte lors du placage à l'or dur des PCB.

Via une surface d'oxyde positif, le nickel offre une barrière efficace qui obstrue les pores et le substrat.

Cela donne une couche dure sous la finition de surface du placage à l'or et minimise la possibilité de corrosion par trous d'épingle. De plus, la couche de support prolonge la durée de vie du circuit imprimé plaqué or dur.

1. Porosité

Pendant l'opération de galvanoplastie, l'or se nuclée sur plusieurs taches exposées sur la surface du PCB pour développer une surface de carte de circuit électrolytique perméable.

Il existe une relation entre la porosité du placage à l'or dur et l'épaisseur du revêtement.

La porosité augmente rapidement en dessous de 0.38 μm et est très faible au-dessus de 0.76 μm.

Il existe également une relation entre la porosité et les défauts du substrat comme un emboutissage inapproprié, des marques d'emboutissage, des stratifiés, des inclusions, entre autres.

• Portez

L'usure ou la durée de vie du PCB plaqué or repose sur deux propriétés du traitement de surface de la carte : la dureté et le coefficient de frottement.

La réduction du coefficient de frottement augmente la durée de vie de la finition de surface du circuit imprimé plaqué or dur. Le placage à l'or dur améliore la résistance à l'usure des dépôts d'or.

Quels sont les inconvénients du PCB plaqué or dur?

Les principaux inconvénients du placage à l'or dur PCB incluent :

• Coût très élevé
• Processus de fabrication complexes supplémentaires.
• La contre-dépouille de la gravure peut entraîner un écaillage/un éclatement
• La finition n'enferme pas entièrement les parois latérales de la trace, à l'exception des sections de doigts en or.

 Quels sont les deux tests de contrôle de qualité cruciaux pour les PCB de placage à l'or dur ?

Les deux tests d'analyse de qualité importants pour le placage à l'or dur des PCB comprennent :

• Test d'épaisseur

La spectroscopie de fluorescence X vous permet de mesurer avec précision l'épaisseur du placage d'or dur de manière non destructive.

Il vous permet de mesurer l'épaisseur du placage d'or sur les composants PCB à pas fin et de grande taille.

Test d'épaisseur du circuit imprimé plaqué or dur

• Test de bande

Ce test examine l'adhérence du placage d'or dur sur le PCB. Ici, vous faites passer une bande de ruban adhésif le long du circuit imprimé plaqué or dur.

Retirez le ruban et examinez-le à la recherche de signes de placage à l'or. Le placage a une adhérence insuffisante au cas où il y aurait des traces de placage d'or sur le ruban.

Pourquoi une sous-plaque en nickel est-elle nécessaire pendant le placage à l'or dur des PCB ?

Vous devriez envisager le bon choix d'une sous-plaque pour améliorer la résistance à l'usure des circuits imprimés plaqués à l'or dur.

La sous-plaque populaire comprend du nickel électrolytique brillant, du nickel sulfamate de haute pureté ou du nickel autocatalytique.

L'application d'une sous-couche de nickel avant le placage à l'or dur du PCB joue de nombreux rôles, notamment :

• Barrière de diffusion

La sous-plaque en nickel avant le placage à l'or dur du PCB constitue une barrière à la diffusion métallique entre les métaux d'alliage et les métaux de base en cuivre.

La barrière de diffusion garantit que des couches intermétalliques mal liées ne se développent pas entre l'or et le métal de base.

En conséquence, cela protège l'intégrité du PCB plaqué or dur avec le temps. Ceci est particulièrement vital pour les applications de PCB de placage à l'or dur impliquant des températures élevées.

• Un inhibiteur de corrosion

La sous-couche de nickel est également essentielle pour favoriser la résistance à la corrosion.

Tous les pores du revêtement d'or avanceront dans le sous-placage de nickel au lieu du substrat de PCB de placage d'or dur.

Cela conduit généralement à la formation passive d'oxyde à la base du pore. Cela se produit tant que l'environnement n'a pas une teneur élevée en corrosifs acides.

La sous-couche de nickel empêche la croissance de films de ternissement ou d'oxyde de cuivre sur la surface de placage d'or dur.

Par conséquent, il protège la surface de contact du PCB sans oxyde.

• Couche de nivellement

La sous-couche de nickel brillant peut aider à améliorer la finition de la surface de contact. Cela minimise à son tour le coefficient de frottement, diminuant ainsi l'usure par glissement du dépôt d'or dur.

• Sous-couche porteuse

La sous-plaque en nickel est essentielle pour maintenir la charge de contact du composant PCB plaqué or dur.

Cela minimise la possibilité de fissuration des contacts plaqués or et améliore la résistance générale à l'usure du PCB plaqué or dur.

Quelles sont les normes IPC pour les PCB de placage à l'or dur ?

Les normes IPC pour le placage à l'or dur des PCB incluent les éléments suivants :

• Composition chimique: Pour assurer une rigidité maximale sur les bords des contacts du circuit imprimé, le placage à l'or dur doit constituer entre 5 et 10 % de cobalt.
• Épaisseur: L'épaisseur du placage des doigts en or doit souvent être comprise entre 2 et 50 micropouces. Par taille, les épaisseurs standard sont de 0.125 pouce, 0.093 pouce, 0.062 pouce et 0.031 pouce.

Les plus petites épaisseurs sont généralement appliquées pour les prototypes de PCB plaqués or dur.

D'autre part, les plus grandes épaisseurs sont utilisées sur les bords de raccordement qui sont souvent logés, délogés et relogés.

• Essai visuel : Placage à l'or dur PCB Les doigts en or doivent passer un test optique effectué à l'aide d'une loupe.

Assurez-vous que les bords ont une surface polie et propre, exempte d'apparence de placage de nickel ou d'or excessif.

Chez Venture Electronics, nous proposons une gamme de circuits imprimés plaqués or dur en fonction de vos besoins et spécifications uniques.

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