Gevernkelde PCB's: Superieure Geleiding en Betrouwbaarheid voor High-Performance Elektronica

Heb je een circuit in een omgeving gebruikt waar het snel defect ging? Dan gebruik je waarschijnlijk niet de juiste PCB-plating. Er zijn duurzame opties: koper, tin, nikkel, goud. Focus: goud PCB.

Wat maakt goud-geplaatste PCB's uniek? Wat bieden ze meer?

Wat is Hard Goud in PCB?

Hard Goud

Hard goud in PCB = nikkel-goud elektrolyse. Laag goud over nikkel-barrière via elektrolyse.

Twee opties: zacht goud (zuiver goud) en hard goud (goud gemengd met andere elementen voor hardheid).

Hard goud: toepassingen met wrijving (toetsenborden, goudvingers). Duurzaam, harde omstandigheden. Moeilijk te solderen. Duur. Vermijd in soldeerbare gebieden. Gebruik voor metaalcontacten of hoge-slijtage zones.

Eigenschappen van Goud-Geplaatste Printplaten

Goud biedt uitstekende mechanische, thermische, elektrische eigenschappen.

1. Immuun voor Corrosie

Roest Corrosie

Goud corrodeert niet, reageert niet op chemicaliën/roest. Lichte uitvloeieling mogelijk, geen corrosie. Ideaal tegen oxidatie.

2. Groter Contactoppervlak

Goud is makkelijk vormbaar onder hoge druk → dunne draden → meer verbindingsoppervlak.

3. Hoge Duurzaamheid

Langdurige werking zonder slijtage. Coating beschermt componenten. Uitzonderlijke weerstand tegen fretting-degradatie.

4. Infrarood Reflectie

Surplus UV-straling → reflecteert infrarood. Altijd in topconditie. Go-to voor ruimtevaart/satelliet ontwerpen.

5. Hittestandendheid

Hoge-temperatuur toepassingen? Goud-PCB's hanteren hitte, beschermen componenten. Goede elektrische geleider → voorkomt oververhitting. Effectief op elke temperatuur.

Factoren bij Goud Plating

1. Porositeit

Plating is poreus. Relatie tussen laagdikte en porositeit.

> 0,76 µm = lage porositeit. < 0,36 µm = snelle porositeitstoename.

2. Slijtage

Levensduur = hardheid + wrijving. Meer wrijving = snellere slijtage. Goud-plated = slijtvast.

3. Nikkel Onderlaag

Essentieel bij goud plating. "Zwaar houten deur" die goud en koper scheidt (diffusiepreventie). Sluit substraten/pores, vermindert pinhole correcties. Ingewikkelde lagen onder metaalplating.

Waarom Goud ipv Zilver en Koper in PCB Fabricatie?

Goud: onovertroffen eigenschappen voor oppervlakteafwerking, meer toepassingen, meer duurzaamheid.

Koper/aluminium/ijzer → corrosie → afval in paar jaar. Goud-PCB's: niet het geval. Nikkellaag voorkomt reactie goud-koper.

Zilver: dichtbij, goedkoop, vergelijkbare elektrische eigenschappen, maar minder duurzaam. Koper: uitstekende geleiding, maar gevoeliger voor corrosie.

PCB Immersion Gold Printplaat

Printplaat met Gouden Laag

Immersion gold: dunne goudlaag op coating. Verhoogt shelf life. Werkt in PCB-fabricatie, niet elektrolytisch goud platen. Dunner, minder hechting dan elektrolytisch.

Goudlagen in connectoren, component pads. Mobiele telefoon PCB's vaak goud-geplateerd.

PCB Immersion Silver Printplaat

Printplaat met Zilver Laag

Immersion silver: goedkopere alternatief. Uitstekende connectiviteit, contact, vlakheid. Toepassingen: communicatieproducten, computerperiferie, auto.

Elektrisch vergelijkbaar met goud, minder duurzaam. Goed voor kostenbesparing.

PCB Copper Clad Laminate (CCL)

Koper Laminate

CCL = standaard PCB-fabricatiemateriaal. Interconnectie van elektronische circuits. Goedkoper, minder duurzaam, superieure elektrische geleiding, direct printen van componenten.

Immersion Gold vs. Goud Plating: Verschil?

Twee manieren goud als oppervlakteafwerking. Één hard/weerstand, ander zacht/flexibel.

1. Goud Dikte

Immersion gold: dikker, diepere kleur. Goud plating: nikkkelkleur.

2. Verschillende Kristalstructuren

Immersion gold: zacht/flexibel → makkelijk solderen. Kristalstructuur controleert spanning, bondingsproducten.

Goud plating: moeilijk solderen, problemen. Immersion gold: dichtere kristalstructuur → minder oxidatie.

3. Nikkel Gebruik

Nikkel

Goud plating: nikkelcoating vereist (anders goud reageert met koper → schade). Immersion gold: nikkel alleen voor pad.

4. Vlakheid en Levensduur

Immersion gold: betere levensduur en vlakheid.

Goud in PCB Productie

Drie veelvoorkomende manieren goud als oppervlakteafwerking. Ontwerpers kiezen zacht goud: beheersbaar op 1–3 micro-inch.

ENIG

Printplaat met Immersion Gold

ENIG = Electroless Nickel Immersion Gold. Eerste methode met goud als finish. Uitstekende oxidatiewerstand.platte goudlaag lost assemblage-uitdagingen op.

ENEPIG

ENEPIG = ENIG + palladium. Na ENIG: problemen (black pad, non-wetting). ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) probeert op te lossen door palladium in nikkellaag onder goud. Alleen meer kosten.

Gouden Vingers (Gold Fingers)

Circuit met Gouden Vingers

Connectors voor moederborden/apparaten. Type verbinding bepaalt goudmethode.

Eenmalige verbinding? Immersion finish. Herhaaldelijk invoeren/verwijderen kaart? Gouden vingers = hard goud plating.

Eindwoord

Goud PCB

Goud oppervlakteafwerking: duurzamere circuits, resistent tegen defecten, betere prestaties/effectiviteit.

Methoden: immersion gold, goud plating. Begrijp hard/zacht goud kenmerken voordat je kiest.

Wil je een goud PCB bouwen? Neem contact op.