El acabado superficial de oro duro, también conocido como oro electrolítico duro, está compuesto por una capa de oro con endurecedores añadidos para aumentar su durabilidad, chapada sobre una capa de barrera de níquel mediante un proceso electrolítico. El oro duro es extremadamente duradero, por lo que durante la fabricación de placas de circuito impreso este acabado suele aplicarse en zonas de alto desgaste, como los dedos de oro de los conectores de borde y los teclados, ya que la dureza del acabado puede soportar un uso repetido; sin embargo, debido al alto coste del oro duro, y a su relativamente escasa soldabilidad, se aplica muy raramente en zonas soldables.
El oro duro de cuerpo entero es generalmente un acabado de superficie raramente seleccionado, en el que todo el cuerpo de la placa de circuito impreso está chapado en oro duro. Para aplicar un acabado superficial de oro duro en todo el cuerpo, es necesario un proceso electrolítico con corriente eléctrica o un proceso de inmersión, dependiendo del diseño de la placa de circuito impreso. En los proyectos de montaje completo de placas de circuito impreso, en los que fabricamos y montamos las placas, también tendremos que tener en cuenta la escasa soldabilidad de este acabado; para soldar eficazmente a la almohadilla chapada en oro duro se necesitará un fundente muy activo.
Chapado en oro sobre conectores de bordes
RAYMING ofrece dos tipos de acabado en oro: oro químico por inmersión en níquel (ENIG) como acabado superficial para toda la placa de circuito impreso, y oro duro sobre níquel chapado para los extremos de los conectores. El oro químico ofrece una excelente soldabilidad, pero el proceso de deposición química hace que sea demasiado blando y fino para soportar la abrasión repetida. El oro galvánico es más grueso y duro, por lo que es ideal para los contactos de los conectores de borde de las placas de circuito impreso que se van a enchufar y retirar repetidamente.
Tecnología
Chapamos el oro duro en las placas de circuito impreso después del proceso de máscara de soldadura y antes de aplicar el acabado superficial al resto de la placa. El chapado en oro duro es compatible con todos los demás acabados superficiales que ofrecemos.
Primero chapamos 3-6 micras de níquel en los extremos de los conectores y luego, encima, 1-2 micras de oro duro. El oro chapado no es 100% puro; contiene algo de cobalto para aumentar la resistencia al desgaste de la superficie.
Normalmente biselamos los conectores de los bordes para asegurar una fácil inserción. El biselado puede especificarse en los detalles del pedido.
Para asegurarnos de que los extremos de oro se alinean exactamente con el perfil del conector de borde, fresamos los bordes verticales del conector en la primera pasada de taladro. Así, los bordes del conector se alinean exactamente con la imagen impresa.
En algunos casos, uno o más dedos de oro son más cortos que el resto, de modo que las almohadillas más largas se conectan primero cuando la placa de circuito impreso se inserta en el conector. Esto significa que las almohadillas más cortas no pueden conectarse verticalmente a la barra de chapado. Tienen que hacer la conexión necesaria para la galvanoplastia en otra dirección (véase la ilustración. Aquí las líneas azules representan el perfil añadido en la primera etapa de perforación y las verdes el perfilado final).
Tras el chapado, comprobamos la adherencia del níquel y el oro chapados con una prueba de cinta estándar de la industria. Medimos el grosor de las capas chapadas con una máquina de medición de rayos X no destructiva.
Limitaciones de la tecnología
- Las almohadillas chapadas tienen que estar situadas en el borde de la placa de circuito impreso, ya que se trata de un proceso de galvanoplastia. Tiene que haber una conexión eléctrica entre las almohadillas chapadas y el marco del panel de producción.
- La longitud máxima de las almohadillas chapadas es de 40 mm, ya que utilizamos un baño de chapado estándar poco profundo.
- Las capas interiores tienen que estar libres de cobre en el borde de la placa de circuito impreso. De lo contrario, el biselado podría dejar al descubierto el cobre.
- Si desea que sus placas de circuito impreso se entreguen en un panel de cliente, el marco/borde del panel debe estar abierto en el lado del conector del borde para permitirnos realizar la conexión para la galvanoplastia.
- Podemos chapar en oro duro los dos lados de la PCB. Pero si los conectores están en los lados opuestos de la PCB tiene que haber un mínimo de 150 mm entre ellos.
- Para garantizar un acabado superficial de calidad óptima, no coloque ningún orificio chapado (PTH), SMD u otras almohadillas a menos de 2,00 mm (80 mil) de los dedos de oro, véase el dibujo.
¿Por qué debería elegir el chapado en oro duro para sus PCB?
Los beneficios comunes de la selección de placas de circuito impreso chapadas en oro duro comprenden:
Conductividad eléctrica
En términos de conductividad eléctrica, el oro (21.4 nΩ*m) ocupa el tercer lugar después del cobre y la plata. Sin embargo, mantiene su conductividad eléctrica mucho mejor en comparación con el cobre y la plata incluso en condiciones duras durante un tiempo prolongado.
Debido a este hecho, la mayor parte de las operaciones de acabado de la superficie de las placas de circuito impreso utilizan el chapado en oro para garantizar una vía conductora constante y fiable.
Conductividad térmica
Con respecto a la conductividad térmica, el oro (315 W/m*K) también ocupa el tercer lugar después de la plata y el cobre. Mantiene su alta conductividad térmica incluso en aplicaciones severas porque el oro no desarrolla óxidos/compuestos aislantes en su superficie.
Debido a este hecho, los usos de la PCB de revestimiento de oro duro implican su empleo en la perforación de pozos y en aplicaciones del espacio exterior.
Ductilidad
El oro es un metal excepcionalmente dúctil, una característica que lo hace perfecto para los contactos flexibles de las placas de circuito impreso. La ductilidad de la placa de circuito impreso de oro duro hace que soporte ciclos de contacto recurrentes.
Sin embargo, es esencial recordar que la correcta selección y aplicación de la placa base es crucial. Esto garantiza que el acabado de la superficie de la placa de circuito impreso de oro duro satisfaga las especificaciones de diseño de los contactos o conectores de la placa de circuito impreso chapados en oro.
No reactivo
El chapado en oro de PCB no reacciona ni desarrolla compuestos al entrar en contacto con otros elementos. Es esta característica única del chapado en oro de los PCB la que lo hace resistente a la corrosión.
Resistencia a la corrosión
El oro tiene una gran resistencia a la corrosión incluso en condiciones severas debido a su naturaleza no reactiva. Esto hace que el chapado en oro duro de PCB sea perfecto para aplicaciones que implican entornos corrosivos.
No peligroso
Puede colocar con seguridad la placa de circuito impreso de oro duro en el cuerpo humano sin preocuparse por la biocompatibilidad.
Atractivo visual
El chapado en oro electrolítico duro de la PCB mejora el aspecto de su placa de circuito. El acabado de la superficie de la placa de circuito impreso no se oxida ni empaña fácilmente siempre que el grosor del oro sea el adecuado.
¿Cuál es la diferencia entre el chapado en oro duro completo y el selectivo?
El chapado en oro duro de todo el cuerpo de la placa de circuito impreso es un acabado superficial de la placa de circuito impreso que se elige con poca frecuencia. En este caso, se recubre todo el cuerpo de la placa de circuito impreso con oro duro.
Para realizar el chapado en oro duro de todo el cuerpo, se utiliza un procedimiento electrolítico o una operación de inmersión basada en el diseño de la placa de circuito impreso. Sin embargo, debe tener en cuenta que el chapado en oro duro de la placa de circuito impreso tiene una mala soldabilidad. Esto significa que necesitará un fundente extremadamente activo para soldar eficazmente a la almohadilla de la placa de circuito.
El chapado selectivo en oro duro para PCB implica la utilización de oro duro para chapar secciones concretas de una placa de circuito impreso. El proceso de aplicación del oro selectivo es casi similar al del oro duro de cuerpo entero.
No obstante, el proceso de chapado en oro selectivo requiere cierto enmascaramiento. Esto supondrá un gasto extra de mano de obra, que se compensa con la reducción del coste del material de chapado en oro duro de las placas de circuito impreso.
¿Por qué hay que chapar los extremos de las placas de circuito impreso con oro?
Generalmente, los puntos de contacto de las placas de circuito impreso están sometidos a una constante inserción y retirada debido a su propósito de interconexión. Por lo tanto, los dedos se desgastan rápidamente e impiden el rendimiento de la placa de circuito impreso chapada en oro duro.
El proceso de chapado de las piezas de contacto con oro aumenta su longevidad. El oro es la mejor opción debido a su excelente conductividad eléctrica después de la plata y el cobre y a su excepcional resistencia a la corrosión.
Además, es posible alear el oro con níquel o cobalto para potenciar su resistencia al desgaste.
La naturaleza inerte del oro lo convierte en la opción adecuada para fabricar las piezas de contacto más sometidas al desgaste y susceptibles de oxidarse. Aunque a veces se puede utilizar la plata, no es perfecta para aplicaciones comerciales de PCB, ya que reacciona fácilmente con los cloruros y los sulfuros.
