Goud is een populaire keuze voor elektronische componenten Omdat het bestand is tegen corrosie en elektriciteit goed geleidt. Echter, wanneer goud tijdens de assemblage met soldeer vermengd raakt, kan dit ernstige problemen veroorzaken voor uw printplaten.
Goudverbrossing treedt op wanneer goud van vergulde contacten oplost in het soldeer en meer dan 3% van het totale gewicht van het soldeer uitmaakt. Hierdoor worden de verbindingen zwak en broos. Dit artikel helpt u kostbare storingen in uw elektronische assemblages te voorkomen.
Inzicht in goudbrosheid in soldeerverbindingen
Goudbrosheid treedt op wanneer goud zich vermengt met soldeer en de verbinding verzwakt, waardoor deze vatbaar wordt voor scheuren en defecten. Dit heeft gevolgen voor zowel de mechanische kracht en de betrouwbaarheid van uw verbindingen op de lange termijn.
Definitie en mechanisme
Goudverbrossing treedt op wanneer goud van de geplateerde contacten oplost in tin of tin-loodsoldeer tijdens het soldeerproces. Wanneer het goudgehalte meer dan 3% van het totale soldeergewicht bedraagt, ontstaan er broze intermetallische verbindingen die de buigzaamheid van de verbinding verminderen.
Deze verbindingen maken uw soldeerverbindingen: Stijf en niet in staat om onder spanning te buigen. Het verlies aan ductiliteit betekent dat de verbinding geen schokken kan absorberen. thermische uitzetting of mechanische spanning zoals het hoort.
Belangrijkste storingsmodi
Uw soldeerverbindingen begeven het voornamelijk door scheurvorming tijdens thermische cycli. Naarmate componenten opwarmen en afkoelen, broos gewricht Er ontstaan kleine scheurtjes die in de loop der tijd groter worden.
De verzwakte mechanische sterkte maakt verbindingen kwetsbaar voor schokken en trillingen. Dit leidt tot onderbrekingen in het circuit en verlies van elektrische geleidbaarheid in uw systeem.
Betrokken onderdelen en samenstellingen
Connectoren met vergulde uiteinden lopen het meeste risico wanneer ze op printplaten worden gesoldeerd. Componenten met een hoge gebruiksduur in de lucht- en ruimtevaart en militaire toepassingen ondervinden de grootste problemen door verbrossing van het goud.
Dit probleem komt voor bij RF-connectoren, printplaatverbindingen en alle componenten waarbij de dikte van de goudlaag in het soldeergebied meer dan 30 micro-inch bedraagt.
Belangrijke factoren die bijdragen aan de broosheid van goud
De dikte van het goud, de chemische samenstelling van het soldeer en de broze verbindingen die ze samen vormen, bepalen of uw soldeerverbindingen sterk blijven of onder spanning barsten.
De rol van gouddikte en -plating
De dikte van uw goudlaag heeft direct invloed op het risico op brosheid. Wanneer het goudgehalte in uw soldeerverbinding meer dan 3-5 gewichtsprocent bedraagt, loopt u het risico op brosbreuk.
Dunne goudlagen (doorgaans 0.05-0.1 micron) werken goed voor elektrolytisch vergulde afwerkingen zoals ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) en ENEPIG. Deze lossen volledig op tijdens het solderen. Dikker elektrolytisch verguld goud kan problemen veroorzaken omdat het niet volledig oplost.
Veelvoorkomende oppervlakteafwerkingen en de bijbehorende risico's:
- ENIGLager risico door de dunne goudlaag
- ENEPIGVergelijkbaar met ENIG, maar met toegevoegde palladiumbescherming.
- Harde vergulding: Hoger risico bij een dikte van meer dan 1 micron
Je moet ook letten op gouddendrieten, dat zijn naaldvormige goudstructuren. Deze kunnen tijdens het galvaniseren groeien en spanningspunten concentreren.
Interactie met soldeerlegeringen
Verschillende soldeerlegeringen reageren met goud in verschillende mate. Loodvrije soldeerlegeringen zoals SAC305 vormen sneller broze verbindingen dan traditionele tin-loodsoldeerlegeringen.
SAC305 en andere loodvrije legeringen werken bij hogere temperaturen (ongeveer 250 °C in vergelijking met 220 °C voor SnPb). Deze verhoogde temperatuur versnelt de diffusie van goud in de soldeerverbinding.
Vorming van intermetaalverbindingen
De voornaamste oorzaak van het broos worden van goud is AuSn4, een broze intermetallische verbinding. Wanneer goud zich mengt met tin uit soldeer, vormt zich AuSn4 op het grensvlak. Deze verbinding is extreem hard, maar mist buigzaamheid.
Er kunnen ook andere intermetallische verbindingen ontstaan, afhankelijk van de basismetalen. Deze intermetallische verbindingen creëren zwakke plekken waar scheuren ontstaan en zich door de verbindingen verspreiden.
Soldeerprocessen en industriestandaarden
Verschillende soldeermethoden en strengere industrie-eisen hebben direct invloed op de ontwikkeling van goudbrosheid in uw soldeerverbindingen. Oppervlaktemontage (SMD) en doorsteekmontage (through-hole) processen brengen elk unieke uitdagingen met zich mee, terwijl normen zoals J-STD-001 specifieke limieten stellen aan het goudgehalte om de betrouwbaarheid van de verbindingen te waarborgen.
Goudbrosheid bij oppervlaktemontage en doorsteekverbindingen
Oppervlaktemontagecomponenten maken doorgaans gebruik van soldeerpasta met gecontroleerde volumes, wat de goudoplossing tijdens het reflowproces beperkt. De kortere verblijftijd in reflow-ovens Het vermindert de hoeveelheid goud van de contactpunten op je printplaat die zich met het soldeer vermengt.
Doorsteekverbindingen brengen grotere risico's met zich mee. Wanneer u gebruikmaakt van Golf solderen on geplateerd door gatenDe dynamische soldeergolf zorgt voor langere contacttijden. Deze langere blootstelling zorgt ervoor dat er meer goud van uw soldeerverbinding wordt opgenomen. component leidt om in het soldeer op te lossen. Het gebrek aan turbulentie in doorvoergaten verergert het probleem.
Industriestandaarden en J-STD-001-vereisten
Volgens J-STD-001F moet het goudgehalte in uw soldeerverbindingen voor zowel klasse 2 als klasse 3 assemblages onder de 3 gewichtsprocent blijven. U moet goud van soldeeraansluitingen en componentdraden verwijderen wanneer de dikte de veilige limieten overschrijdt.
Invloed van soldeervolume en procesparameters
De hoeveelheid soldeer heeft een directe invloed op de goudconcentratie. Zelfs bij kleinere verbindingen met een dunne goudlaag kan de drempel van 3% nog steeds worden overschreden. Beheer de verblijftijd en de procestemperatuur om de goudoplossing in het soldeer te beperken.
Preventie en beperking van goudbrosheid
Goudverbrossing kan worden voorkomen door het goudgehalte in soldeerverbindingen te beheersen, betere oppervlakteafwerkingen te kiezen en uw assemblages te testen. Een goudgehalte van minder dan 3 gewichtsprocent helpt de sterkte van de verbindingen te behouden en voorkomt brosbreuken.
Beste werkwijzen voor het verwijderen van goud
Om het risico op broosheid te verminderen, moet u de goudlaag van de componentaansluitingen verwijderen voordat u gaat solderen. De meest effectieve methode is... voorvertinnen, waarbij goud wordt vervangen door een soldeervriendelijke coating. Dit proces verbetert soldeerbaarheid waarbij overtollig goud wordt verwijderd.
Een andere optie is het gebruik van legeringsomzettingsprocessen die goud van de aansluitingen verwijderen. Deze geautomatiseerde systemen voldoen aan industrienormen zoals J-STD-001 en leveren consistente resultaten.
Je moet de goud-soldeerverhouding voor elke verbinding berekenen. Gebruik hiervoor de volgende formule: deel het gewicht van het goud door het totale gewicht van het soldeer en vermenigvuldig met 100. Zorg ervoor dat het resultaat onder de 3% blijft om broze intermetallische verbindingen te voorkomen.
Alternatieve oppervlakteafwerkingen
Je kunt het broos worden van goud volledig voorkomen door andere platingmaterialen te kiezen. Dompelblik Biedt goede soldeerbaarheid zonder de risico's die gepaard gaan met goud. Het werkt goed voor de meeste standaardtoepassingen.
Hete lucht soldeer nivellering (HASL) Brengt een tin-loodcoating aan die zich direct hecht aan het soldeer. Deze afwerking voorkomt oxidatie en behoudt de integriteit van de verbinding.
Bij verbindingen met hoge betrouwbaarheid, Gebruik dan gesegmenteerde beplating—goud alleen op de contactvlakken en tin op de soldeeruiteinden.
Verificatie- en testmethoden
U dient de dikte van de goudlaag op de componenten te meten vóór de montage. Gebruik röntgenfluorescentieapparatuur om te controleren of de beplating binnen de specificaties blijft.
Test afgewerkte verbindingen door middel van thermische cycli en mechanische spanningsproeven. Deze tests onthullen mogelijke holtes of verzwakking als gevolg van goudverbrossing voordat er in het veld defecten optreden.
Zorg dat uw verbindingen langdurig standhouden met Seetronic.
At ZietronicaWij begrijpen dat de betrouwbaarheid van uw elektronische systemen afhangt van de integriteit van elke afzonderlijke verbinding. Als technologisch innovatief bedrijf zijn wij gespecialiseerd in het ontwikkelen van hoogwaardige elektrische verbindingssystemen, afgestemd op de meest veeleisende omgevingen in de audio-, video-, verlichtings- en energiesector.
Klaar om je systemen te upgraden? Een offerte aanvragen Neem vandaag nog contact met ons op via ons eenvoudige contactformulier.
Veelgestelde Vragen / FAQ
Wat veroorzaakt broosheid in soldeerverbindingen die goud bevatten?
Goudverbrossing treedt op wanneer goud oplost in tinhoudend soldeer tijdens het proces. soldeerproces:Wanneer het goudgehalte meer dan 3% van het totale soldeergewicht bedraagt, ontstaan er broze intermetallische verbindingen tussen het goud en het tin.
Deze stoffen verzwakken je soldeerverbindingen en maken ze gevoelig voor scheuren. Dikke gold platingOntbrekende nikkelbarrièrelagen en een gebrekkige temperatuurregeling tijdens het solderen verhogen allemaal het risico.
Hoe kun je broosheid in vergulde connectoren detecteren?
Goudbrosheid kan worden vastgesteld door visuele inspectie, dwarsdoorsnedeanalyse en mechanische testen. Let op scheuren of ongebruikelijke broosheid in soldeerverbindingen.
Professionele tests omvatten thermische schoktests, trillingstests en microscopisch onderzoek van de soldeerstructuur. Deze methoden onthullen broze intermetallische verbindingen voordat ze tot defecten leiden.
Wat zijn de gevolgen van goudverbrossing voor de betrouwbaarheid van elektronische componenten?
Goudverbrossing vermindert de mechanische sterkte van uw soldeerverbindingen. De broze verbindingen verliezen hun buigzaamheid en barsten gemakkelijk onder spanning.
Uw componenten worden kwetsbaar voor temperatuurschommelingen en trillingen. Dit leidt tot verbindingsproblemen die de prestaties en levensduur van uw apparaat in gevaar brengen.
Bestaan er specifieke industrienormen voor het beoordelen van goudbrosheid in elektronica?
IPC en JEDEC stellen normen vast voor de dikte van de goudlaag en de betrouwbaarheid van soldeerverbindingen. Deze organisaties formuleren richtlijnen om broosheid in elektronische componenten te voorkomen.
De militaire en ruimtevaartindustrie hanteren strenge eisen voor de dikte van de goudlaag op contactpunten. Door deze normen te volgen, voorkomt u het volgende: betrouwbaarheidsproblemen.
Kan de verbrossing van goud in de aangetaste onderdelen worden teruggedraaid of hersteld?
Goudverbrossing is niet meer ongedaan te maken zodra het eenmaal is opgetreden. De broze intermetallische verbindingen zijn permanent.
Je enige optie is om de beschadigde soldeerverbindingen te verwijderen en te vervangen. Dit vereist dat je het onderdeel los soldeert en opnieuw soldeert met de juiste hoeveelheid goud.
Welke beste werkwijzen kunnen het risico op goudbrosheid tijdens de productie minimaliseren?
Gebruik selectieve plating met alleen goud op de contactvlakken en tinplating op de soldeerpunten. Houd de goudlaag dun en voeg nikkelbarrièrelagen toe tussen het goud en het substraat.
Beheers de soldeertemperatuur en -tijd zorgvuldig. Overweeg voorbehandeling met tin of het verwijderen van goud om het goudgehalte in de uiteindelijke verbinding te verlagen.
