Hinzufügen von USB-Spuren direkt auf PCB mit Goldoberfläche und Kontaktlebensdauer

Wir stellen ein USB-Gerät her, aber mit den USB-Spuren auf der Platine selbst, etwa so -

So was

Meine Sorge gilt der Lebensdauer eines solchen Produkts. Wie kann ich es so lange halten lassen, als würde ich der Platine einen "normalen" USB-Anschluss hinzufügen.

Die von uns verwendete Kupferdicke beträgt 60 um und die Golddicke auf den USB-Schienen beträgt etwa 0,5 um. Wird dies ausreichen?

Ich bezweifle, dass Ihnen jemand sagen kann, ob dies ausreichen würde, da Sie uns Ihre Anforderungen nicht mitgeteilt haben. 10 Einfügungen? 1000? 1 Million?
Entschuldigung, dass ich das nicht erwähnt habe. Etwa 10.000 Einfügungen.

Antworten (1)

Ich denke, Sie würden eine Verschlechterung der Leistung feststellen, wenn Sie anfingen, sich durch das Goldfinish und in das Kupfer / Nickel darunter zu tragen. Der beste Weg, dies zu umgehen, wäre, so viel Gold wie möglich anzulegen, aber das wird teuer.

Goldene Regel Nr. 3: Goldbeschichtungen können für eine hohe Haltbarkeit verwendet werden

Das Beschichten eines Kontakts mit reinem (dh weichem) Gold führt im Allgemeinen zu einem Verbinder mit geringer Haltbarkeit und hohen Einsteckkräften (dh hohem Reibungskoeffizienten), insbesondere wenn die Dicke größer als 0,13 Mikrometer (5 Mikrozoll) ist.

In der Praxis werden Goldbeschichtungen üblicherweise gehärtet, indem dem Gold geringe Mengen Kobalt oder Nickel zugesetzt werden. Solche Beschichtungen werden als „Hartgold“ bezeichnet und ergeben Beschichtungen mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten und hervorragenden Haltbarkeitseigenschaften. Mit Hartgold beschichtete Kontakte können im Allgemeinen Hunderte bis Tausende von Haltbarkeitszyklen ohne Ausfall überstehen. Die Haltbarkeit von Hartgoldbeschichtungen kann durch Verwendung einer Unterschicht verbessert werden, die einen Härtewert hat, der größer ist als der von Gold, und der mechanischen Halt bietet.

Nickel wird allgemein als Unterschicht für diesen Zweck empfohlen. Gleitmittel sind auch wirksam bei der Erhöhung der Haltbarkeit von Goldbeschichtungen. Im Allgemeinen kann eine Schmierung die Haltbarkeit eines Goldkontakts um eine Größenordnung erhöhen.

Quelle: Technischer Bericht Goldene Regeln: Richtlinien für die Verwendung von Gold auf Steckverbinderkontakten

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Quelle: Watchplating.com

Meiner Erfahrung nach funktioniert ein Hartgold-Finish normalerweise am besten mit allem Gold, ist aber auch teurer. Bewerten Sie den Kompromiss zwischen Kosten und Qualität.

Wie lange wird es dauern? Musst du selbst testen. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass Standardsteckverbinder (die sich nicht auf der Leiterplattenseite befinden) einen Blitz von 30 µm haben und immer noch über 10.000 Zyklen funktionieren:

Zwei Schlüsselfaktoren: Kontaktdesign: Große Auswirkung auf die Haltbarkeit der Federkraft, wird schließlich auf ein Niveau reduziert, das keinen guten Kontakt ergibt. Vergoldung: Je dicker das Gold, desto länger dauert es, bis es sich abnutzt.

Anzahl der Steckzyklen:
USB2.0 Full Size: 1.500 Steckzyklen, vergoldet.
USB2.0 Mini: 5.000 Steckzyklen, 15µ” Goldbeschichtung.
USB2.0 Micro: 10.000 Steckzyklen, 30µ“ Vergoldung.
USB3.0 Full Size: 5.000 Steckzyklen, 30µ” Goldbeschichtung.
USB 3.0 Micro: 10.000 Steckzyklen, 30µ” Goldbeschichtung.
Typ C: 10.000 Steckzyklen, 30µ" Vergoldung.

Quelle: https://gct.co/usb-connector