PCB banhado a ouro duro

Também conhecido como ouro eletrolítico duro, o PCB banhado a ouro duro constitui uma camada de ouro revestida acima de uma camada de níquel de barreira.

O revestimento de ouro duro é excepcionalmente durável, portanto, os fabricantes de PCB normalmente o aplicam a seções de alto desgaste, como teclados e dedos de ouro.

Por que você deve escolher PCB banhado a ouro duro?

PCB banhado a ouro duro

Os benefícios comuns da seleção PCB duro banhado a ouro consiste:

• Condutividade elétrica

Em termos de condutividade elétrica, o ouro (21.4 nΩ*m) vem em terceiro lugar depois do cobre e da prata. No entanto, ele mantém sua condutividade elétrica muito melhor em comparação com o cobre e a prata, mesmo sob condições difíceis por um período de tempo prolongado.

Devido a este fato, a maioria das operações de acabamento de superfície de PCB usa chapeamento de ouro de PCB para garantir um caminho condutivo constante e confiável.

• Condutividade Térmica

Com relação à condutividade térmica, o ouro (315 W/m*K) também vem em terceiro lugar depois da prata e do cobre. Mantém sua alta condutividade térmica mesmo em aplicações severas porque o ouro não desenvolve óxidos/compostos isolantes em sua superfície.

Devido a este fato, os usos de PCB de revestimento de ouro duro envolvem empregá-los em perfuração de fundo de poço e aplicações no espaço sideral.

• Ductilidade

O ouro é um metal excepcionalmente dúctil, uma característica que o torna perfeito para contatos flexíveis de PCB. A ductilidade do PCB banhado a ouro duro faz com que ele suporte ciclos de contato recorrentes.

No entanto, é essencial lembrar que a seleção e aplicação corretas da placa inferior são cruciais. Isso garante que o acabamento da superfície da placa de circuito impresso em ouro duro satisfaça as especificações de projeto para contatos ou conectores de placa de circuito impresso banhados a ouro.

• Não Reatividade

PCB Gold chapeamento não reage nem desenvolve compostos quando em contato com outros elementos. É esta característica única do PCB banhado a ouro que o torna resistente à corrosão.

• Resistência à Corrosão

O ouro tem grande resistência à corrosão mesmo sob condições severas devido à sua natureza não reativa. Isso torna o PCB banhado a ouro duro perfeito para aplicações que envolvem ambientes corrosivos.

• Não Perigoso

Você pode colocar com segurança o PCB banhado a ouro no corpo humano sem se preocupar com a biocompatibilidade.

• Apelo visual

PCB de revestimento de ouro eletrolítico rígido melhora a aparência de sua placa de circuito. O acabamento da superfície do PCB não oxida ou mancha facilmente, desde que a espessura do ouro seja adequada.

Qual é a diferença entre corpo inteiro vs. PCB de chapeamento de ouro duro seletivo?

O chapeamento de ouro duro de PCB de corpo inteiro é tipicamente um acabamento de superfície de PCB raramente selecionado. Aqui, você cobre todo o corpo da placa de circuito usando ouro duro.

Para realizar o chapeamento de ouro duro de corpo inteiro, você usa um procedimento eletrolítico ou operação de imersão com base no design do PCB. No entanto, você precisa levar em consideração que o PCB de revestimento de ouro duro tem baixa soldabilidade. Isso significa que você precisará de um fluxo extremamente ativo para soldar com eficiência no bloco da placa de circuito.

O revestimento seletivo de PCB de ouro duro envolve a utilização de ouro duro para placas de seções específicas em uma placa de circuito impresso. O processo de aplicação de ouro seletivo é quase semelhante ao ouro duro de corpo inteiro.

PCB folheado a ouro duro seletivo

No entanto, o processo seletivo de chapeamento de ouro precisa de algum mascaramento. Isso incorrerá em despesas extras de mão de obra, compensadas pelo custo reduzido do material PCB de revestimento de ouro duro.

Qual é melhor entre ENIG vs. Acabamentos de PCB de chapeamento de ouro duro?

Existem duas opções principais de design quando você precisa de acabamentos de chapeamento de ouro PCB: Chapeamento ENIG e chapeamento de ouro duro.

O revestimento de PCB de ouro duro envolve a superfície do grão polido e depósitos firmes de ouro, geralmente ligados com níquel.

Por outro lado, o ouro de imersão em níquel eletrolítico, o revestimento ENIG se assemelha muito ao ouro puro, pois não envolve outros elementos. Isso o torna mais macio em comparação com o revestimento de ouro duro PCB.

• Chapeamento de Ouro Duro

PCB de revestimento de ouro duro geralmente inclui os menores tamanhos de grão possíveis, que abrangem 20-30 nanômetros, com dureza na faixa de 130 a 200 HK25.

Esses recursos tornam o acabamento em ouro duro muito mais brilhante em comparação com o revestimento PCB ENIG.

Isso também implica que o revestimento de ouro duro é altamente eficaz na prevenção do desgaste por deslizamento. O acabamento da superfície do PCB pode suportar aplicações que exercem 50g ou mais de força de contato.

Além disso, o PCB com revestimento de ouro duro pode gerenciar muito mais ciclos em comparação com o PCB com revestimento ENIG.

No entanto, o número preciso de ciclos depende da espessura do revestimento do PCB.

A principal desvantagem do PCB banhado a ouro duro é sua capacidade de ligação.

Devido à presença de outros elementos, a soldagem de ouro duro é mais difícil em comparação com o revestimento ENIG.

A ligação termostática, a ligação de fios ultrassônicos ou outras uniões delicadas são excepcionalmente difíceis com o revestimento de ouro duro de PCB.

• Chapeamento ENIG

O acabamento da superfície ENIG PCB é mais macio em comparação com o revestimento de ouro duro, com tamanhos de grão aproximadamente 60 vezes maiores. A dureza do revestimento ENIG varia de 20 a 100 HK₂₅, e pode suportar apenas 35g ou menos de força de contato.

Normalmente, o chapeamento ENIG dura ciclos menores em comparação com o chapeamento de ouro duro PCB. A pureza do revestimento ENIG o torna mais resistente à corrosão em comparação com o revestimento de ouro duro, embora possa ser suscetível a arranhões, considerando sua maciez.

Além disso, a união termostática, união de fios ultrassônicos ou outras técnicas de união sensível são mais fáceis com a placa de circuito impresso ENIG.

PCB de Chapeamento ENIG

Quais são as soluções de chapeamento de ouro duro disponíveis?

Devido ao seu custo, muitas vezes é crucial depositar ouro apenas nessas seções e na espessura necessária para a aplicação do PCB. Portanto, existem vários métodos seletivos para revestimento de ouro duro de PCB que continuam a ser avançados, incluindo:

1. Solução de chapeamento de ouro à base de cianeto

A maioria do chapeamento de ouro é realizada usando soluções que consistem em ouro na forma de compósito de cianeto solúvel. A reação entre ouro e cianeto alcalino forma cianetos de ouro alcalino trivalentes ou cianetos de ouro alcalino monovalentes.

2. Ouros alcalinos coloridos-flash

A formulação de ouros color-flash faz com que produza filmes finos de cor definida. Esta solução de revestimento de ouro duro de PCB geralmente compreende quantidades bastante pequenas de ouro (0.5-1.5 g/L).

Normalmente, a solução de ouro com flash colorido não contém branqueadores. Além disso, a solução de revestimento de ouro não é resistente à abrasão porque os depósitos são muito ligados e extremamente estreitos (0.025–0.075 μm).

3. Ouros Neutros

Os ouros neutros constituem uma gama muito ampla de eletrólitos para aplicação de depósitos de ouro macio e excepcionalmente puros para aplicações de PCB de revestimento de ouro duro. Falta cianeto livre e os eletrólitos são formulados em fosfonatos, fosfatos ou sais de vários ácidos orgânicos.

PCB de revestimento de ouro duro de ouro neutro normalmente tem excelente capacidade de ligação de fios e soldabilidade. Essas características estão relacionadas à alta pureza e suavidade.

4. Ouros duros ácidos

As soluções de ouro duro ácido contêm 99.7 por cento ou mais de ouro e você pode manter as propriedades físicas e a composição. É a solução de revestimento de ouro duro preferida para conectores PCB separáveis.

Esta solução de galvanoplastia é adequada para o procedimento de galvanização de PCB em densidades de corrente extremamente elevadas. Também garante uma distribuição uniforme do depósito e é compatível com vários tipos de mecanismo de galvanização seletiva.

A maioria dos eletrólitos presentes são formulados a partir de ácidos orgânicos fracos e seus sais resultantes.

Com base na seleção de eletrólitos, você pode adicionar branqueadores metálicos na forma quelatada, complexada ou simples. Além disso, você pode incorporar agentes despolarizantes, extensores de alcance e surfactantes, se necessário.

5. Chapeamento de ouro sem cianeto

O ouro pode ser depositado a partir do cloroaurato. Várias outras formas, como o iodeto,
tiossulfato, tiocianato e tiomalato também foram propostos, mas não foram comercializados.

6. Golpes de ouro monovalentes

Aqui, você aprimora a nucleação da proporção de crescimento de cristalito para grão trabalhando em densidades de corrente maiores que o normal. A solução de ataque consiste em apenas uma pequena quantidade de metal.

7. Ouros trivalentes

Nesta solução de revestimento de ouro duro, o ácido cloroáurico reage com cianeto alcalino para produzir cianeto de ouro alcalino (III). Normalmente, as soluções contendo cianeto produzem depósitos de ouro de granulação mais fina.

Qual é o uso de dedos de ouro no PCB?

O objetivo dos dedos de ouro é conectar contatos entre 2 placas de circuito impresso adjacentes. Além de sua condutividade, o ouro ajuda a proteger as bordas de ligação do desgaste devido ao uso regular.

PCB dedo de ouro

Dedos de ouro permitem que você conecte, desconecte e reconecte o PCB até mil vezes diferentes dentro de um slot correspondente. Isso ocorre devido à força do ouro duro em sua espessura designada.

As funções dos dedos de ouro PCB são versáteis. Algumas das aplicações comuns dos dedos de ouro consistem no seguinte:

• Pontos de Interconexão

Se uma placa de circuito secundária estiver conectada à PCB primária, ela será conectada por meio de um dos muitos slots femininos, como o slot AGP. Os dedos de ouro transmitem sinais entre dispositivos periféricos através desses slots

• Adaptadores especiais

Dedos de ouro permitem que você incorpore vários aprimoramentos de desempenho na placa de circuito impresso de ouro duro.

• Conexões Externas

Os periféricos externos adicionados conectam-se à placa de circuito primário através do dedo de ouro do PCB.

Dedos de ouro dão à placa de circuito impresso a capacidade de funcionar e fornecer funcionalidade moderna em vários usos de placa de circuito.

Por que você deve banhar os dedos do PCB com ouro?

Geralmente, os pontos de contato da placa de circuito impresso estão sujeitos a constantes inserção e remoção devido à sua finalidade de interconexão. Portanto, os dedos se desgastarão rapidamente e impedirão o desempenho da placa de circuito de revestimento de ouro duro.

O processo de revestimento das peças de contato com ouro aumenta sua longevidade. O ouro é a melhor opção devido à sua excelente condutividade elétrica após prata e cobre e excepcional resistência à corrosão.

Além disso, é possível ligar ouro com níquel ou cobalto para aumentar sua resistência ao desgaste.

A natureza inerte do ouro o torna a escolha certa para a fabricação de peças de contato mais sujeitas a desgaste e propensas a oxidar. Embora às vezes você possa usar prata, ela não é perfeita para aplicações comerciais de PCB, pois reage prontamente com cloretos e sulfetos.

Como o chapeamento de ouro de imersão se compara ao PCB de chapeamento de ouro duro?

Existem várias diferenças entre o PCB banhado a ouro duro e o PCB banhado a ouro por imersão, incluindo:

1. A placa de circuito impresso de ouro de imersão tem maior espessura de ouro em comparação com a placa de circuito de chapeamento de ouro duro. Além disso, as placas de circuito de ouro de imersão são mais amarelas em comparação com os tipos de chapeamento de ouro duro, uma vez que este último inclui a cor do níquel.
2. Diferentes estruturas cristalinas. O PCB de ouro de imersão tem uma estrutura cristalina mais densa do que as placas de revestimento de ouro duro, portanto, é difícil formar oxidação.
3. É mais fácil soldar PCB de ouro de imersão com problemas mínimos de solda ruim. Além disso, você pode controlar sem esforço o estresse em placas de ouro de imersão, o que é um recurso vantajoso para fins de colagem.
4. A placa banhada a ouro de imersão exibe uma propriedade antiabrasiva pobre em relação aos dedos de ouro. Isso ocorre porque o ouro de imersão é altamente flexível em comparação com o PCB com revestimento de ouro duro.
5. Você usa níquel apenas na almofada do PCB banhado a ouro de imersão. Portanto, a transmissão do sinal dentro do efeito pelicular não tem impacto no sinal da camada de cobre.
6. Com os requisitos rigorosos para maior precisão durante a fabricação de PCB, o espaçamento e a largura dos traços devem ser inferiores a 0.1 mm. É mais fácil formar um curto-circuito em PCB de revestimento de ouro duro em comparação com a placa de circuito de revestimento de ouro de imersão.
7. Como você só usa níquel na placa de PCB de ouro de imersão, a solda se liga firmemente à camada de cobre.
8. O PCB de imersão em ouro é mais suave e tem uma vida útil mais longa do que a placa de revestimento de ouro duro.

Imersão Gold PCB

Quais são as regras de design para PCB banhado a ouro duro?

Algumas das regras de design necessárias para conectores de borda ou dedos de ouro de PCB de revestimento de ouro duro incluem:

• Não são permitidos furos passantes chapeados dentro da região chapeada.
• Não deve haver serigrafia ou máscara de solda dentro da seção chapeada.
• Com painéis de PCB com revestimento de ouro duro, geralmente posicione os dedos de ouro com vista para fora do centro do painel de PCB.
• Conecte todos os dedos de ouro usando um trilho condutor de 0.008 polegada no limite para facilitar a fabricação.
• Você pode colocar componentes de PCB banhados a ouro em uma ou ambas as superfícies a uma profundidade de 25 mm da borda externa.

Qual é a espessura recomendada do chapeamento de ouro duro PCB?

Você pode variar a espessura do PCB de chapeamento de ouro duro controlando a duração do ciclo de chapeamento de ouro. Embora os valores mínimos usuais de dedos de ouro sejam:

• IPC Classe 1 e 2: 30u" sobre 100u" níquel
• Classe IPC 3: 50u" sobre 100u" níquel

Geralmente, o chapeamento de ouro duro não é colocado em áreas soldáveis ​​devido à sua baixa soldabilidade e alto custo.

O IPC considera 17.8u” como a espessura máxima que pode ser soldada. Portanto, ao usar o revestimento de ouro duro PCB, a espessura nominal preferida deve ser de aproximadamente 5-10u”.

Como você executa o chapeamento de ouro duro de PCB?

O processo de revestimento de ouro duro do PCB começa após a gravação de cobre do laminado do PCB para deixar apenas as regiões necessárias nuas. Você então galvaniza uma camada inferior de níquel na PCB nua com espessura mínima de 50 micropolegadas.

Além de fornecer suporte mecânico, o níquel também fornece uma barreira de difusão juntamente com a ação de inibidor de fluência e corrosão dos poros. Consequentemente, imerso dentro de um meio salino, você então galvaniza o ouro duro diretamente na superfície do revestimento de níquel.

O controle de qualidade para acabamento de superfície de ouro duro de PCB inclui testes de aderência e espessura da fita. Como você sabe, o preço do ouro precisa de controles de processo rigorosos, pois o custo dos erros é significativo.

Qual é a diferença entre o chapeamento de ouro duro PCB e o chapeamento de ouro macio?

O chapeamento de ouro macio e o chapeamento de ouro duro são os principais tipos de processos de chapeamento de ouro de PCB. Embora haja um revestimento de ouro duplex que uma mistura das duas técnicas.

Vamos discutir brevemente esses 3 métodos principais de revestimento de ouro de PCB:

• Chapeamento de Ouro Duro

Com o chapeamento de ouro duro, você adiciona uma pequena quantidade de um composto ou elemento de liga. Isso é fundamental para melhorar as características de desgaste e dureza do depósito de ouro.

Níquel ou cobalto são os elementos comuns adicionados, mas você também pode usar arsênico ou ferro.

Os depósitos de ouro duro exibem uma estrutura de grão polido que dá uma aparência geral de ouro mais brilhante. Devido à dureza aprimorada, o PCB com revestimento de ouro duro é adequado para aplicações que envolvem interação recorrente ou contato deslizante.

 Ouro macio vs. Chapeamento de PCB de ouro duro

• Banhado a Ouro Macio

Diferente do PCB com revestimento de ouro duro, o revestimento de ouro macio contém basicamente ouro puro com 99.9% ou mais de pureza. O ouro macio possui uma estrutura de grãos menos refinada em comparação com o ouro duro, fazendo com que o depósito de ouro possua uma dureza máxima de 90 knoops.

O revestimento de ouro macio é ideal para aplicações de PCB de alta temperatura ou ligação de fios porque sua alta pureza não desenvolve compostos ou óxidos. É perfeito para projetos de conectores estáticos de baixa carga, como conexões de lapidação.

Muitas vezes, o revestimento de ouro macio é recomendado para aplicações médicas de PCB devido à biocompatibilidade e alta pureza do acabamento.

• Banhado a Ouro Duplex

Aqui, você aplica ouro macio e duro para formar um acabamento de superfície de PCB com características de ambos os tipos de revestimento de ouro.

Por exemplo, você pode revestir uma camada de ouro macio altamente resistente à corrosão com depósito de ouro duro.

Isso é fundamental para melhorar as características de desgaste do acabamento geral de revestimento de ouro de PCB.

O acabamento de PCB banhado a ouro duplex também apresenta porosidade de depósito geral reduzida devido às estruturas de grãos contrastantes das 2 camadas de ouro.

Isso pode oferecer resistência à corrosão aprimorada com consumo geral de ouro reduzido em comparação com o revestimento de ouro de camada única.

Quais são os fatores a serem considerados ao realizar o chapeamento de ouro duro de PCB?

Aqui estão as principais considerações durante o processo de fabricação de PCB com revestimento de ouro duro:

1. Camada de níquel

A niquelagem garante um impacto de bloqueio na difusão ou migração entre cobre e ouro. Este é o principal fator a considerar durante o revestimento de ouro duro de PCB.

Através da superfície de óxido positivo, o níquel oferece uma barreira eficiente que obstrui os poros e o substrato.

Isso dá uma camada dura abaixo do acabamento da superfície do chapeamento de ouro e minimiza a possibilidade de corrosão por pinhole. Além disso, a camada de suporte prolonga a vida útil do PCB banhado a ouro duro.

1. Porosidade

Durante a operação de galvanoplastia, o ouro nuclea em várias manchas expostas na superfície do PCB para desenvolver uma superfície permeável da placa de circuito galvanizada.

Existe alguma relação entre a porosidade do revestimento de ouro duro e a espessura do revestimento.

A porosidade aumenta rapidamente abaixo de 0.38 μm e é muito baixa acima de 0.76 μm.

Há também relação entre porosidade e falhas do substrato como estampagem imprópria, marcas de estampagem, laminados, inclusões entre outros.

• Desgaste

O desgaste ou vida útil do PCB banhado a ouro depende de duas propriedades do tratamento da superfície da placa: dureza e coeficiente de atrito.

Reduzir o coeficiente de atrito aumenta a vida útil do acabamento da superfície do PCB banhado a ouro duro. O revestimento de ouro duro aumenta a resistência ao desgaste dos depósitos de ouro.

Quais são as desvantagens do PCB banhado a ouro duro?

As principais desvantagens do PCB revestido de ouro duro incluem:

• Custo extra alto
• Processos de fabricação complexos adicionais.
• Gravar o rebaixo pode resultar em descamação/lascamento
• O acabamento não envolve inteiramente as paredes laterais do traço, exceto as seções de dedo de ouro.

 Quais são os dois testes de controle de qualidade cruciais para PCB com revestimento de ouro duro?

Os dois importantes testes de análise de qualidade para revestimento de ouro duro de PCB incluem:

• Teste de Espessura

A espectroscopia de fluorescência de raios X permite medir com precisão a espessura do revestimento de ouro duro de forma não destrutiva.

Ele permite que você meça a espessura do chapeamento de ouro em componentes de PCB de passo fino e grande.

Teste de Espessura de PCB de Chapeamento de Ouro Duro

• Teste de fita

Este teste examina a adesividade do revestimento de ouro duro no PCB. Aqui, você passa uma tira de fita ao longo do PCB banhado a ouro duro.

Remova a fita e examine-a em busca de evidências de chapeamento de ouro. O chapeamento tem adesão insuficiente caso haja vestígios de chapeamento de ouro na fita.

Por que uma placa inferior de níquel é necessária durante o chapeamento de ouro duro de PCB?

Você deve considerar a escolha certa de uma placa inferior para melhorar a resistência ao desgaste do PCB com revestimento de ouro duro.

A placa inferior popular é composta por níquel eletrolítico brilhante, níquel sulfamato de alta pureza ou níquel eletrolítico.

A aplicação de camada inferior de níquel antes do revestimento de ouro duro do PCB desempenha muitos papéis, incluindo:

• Barreira de Difusão

A placa inferior de níquel antes do revestimento de ouro duro do PCB oferece uma barreira à difusão metálica entre os metais de liga e os metais de base de cobre.

A barreira de difusão garante que camadas intermetálicas mal ligadas não se desenvolvam entre o ouro e o metal base.

Como resultado, isso protege a integridade do PCB banhado a ouro duro com o tempo. Isso é particularmente vital para aplicações de PCB com revestimento de ouro duro envolvendo altas temperaturas.

• Inibidor de corrosão

A camada inferior de níquel também é essencial para promover a resistência à corrosão.

Quaisquer poros dentro do revestimento de ouro avançarão para o revestimento de níquel em vez do substrato de PCB de revestimento de ouro duro.

Isso normalmente leva à formação passiva de óxido na base do poro. Isso acontece desde que o entorno não tenha alto teor de corrosivos ácidos.

A camada inferior de níquel impede o crescimento de filmes manchados ou óxido de cobre na superfície do revestimento de ouro duro.

Consequentemente, protege a superfície de contato do PCB livre de óxido.

• Camada de nivelamento

A camada inferior de níquel brilhante pode ajudar a melhorar o acabamento da superfície de contato. Isso, por sua vez, minimiza o coeficiente de atrito, diminuindo assim o desgaste por deslizamento do depósito de ouro duro.

• Subcamada do rolamento de carga

A placa inferior de níquel é vital para manter a carga de contato do componente PCB banhado a ouro duro.

Isso minimiza a possibilidade de rachaduras de contatos banhados a ouro e melhora a resistência ao desgaste geral do PCB banhado a ouro duro.

Quais são os padrões IPC para PCB banhado a ouro duro?

Os padrões IPC para revestimento de ouro duro de PCB incluem o seguinte:

• Composição química: Para garantir a máxima rigidez nas bordas dos contatos do PCB, o revestimento de ouro duro precisa constituir entre 5-10 por cento de cobalto.
• Espessura: A espessura do revestimento dos dedos de ouro precisa estar frequentemente na faixa de 2 a 50 micropolegadas. Por tamanho, as espessuras padrão são 0.125 polegadas, 0.093 polegadas, 0.062 polegadas e 0.031 polegadas.

As espessuras menores são normalmente aplicadas para protótipos de PCB banhados a ouro duro.

Por outro lado, as espessuras maiores são utilizadas através das arestas de ligação que muitas vezes são alojadas, desalojadas e recolocadas.

• Teste visual: Os dedos de ouro PCB revestidos a ouro duro precisam passar por um teste óptico realizado com uma lente de aumento.

Certifique-se de que as bordas tenham uma superfície polida e limpa, sem aparência de níquel ou excesso de revestimento de ouro.

Na Venture Electronics, oferecemos uma variedade de PCBs banhados a ouro duro, dependendo de seus requisitos e especificações exclusivos.

Fale conosco hoje mesmo para todos os seus PCBs banhados a ouro duro.