Добавление USB-дорожек непосредственно на печатную плату с золотым покрытием и сроком службы контактов

Мы делаем USB-устройство, но с дорожками USB на самой плате, что-то вроде этого -

Так

Меня беспокоит срок службы такого продукта. Как я могу сделать так, чтобы он работал так же долго, как если бы я добавил «обычный» USB-разъем на печатную плату.

Толщина меди, которую мы использовали, составляет 60 мкм, а толщина золота на дорожках USB составляет около 0,5 мкм. Будет ли этого достаточно?

Я сомневаюсь, что кто-нибудь может сказать вам, достаточно ли этого, потому что вы не сказали нам, каковы ваши требования. 10 вставок? 1000? 1 миллион?
Извините, что не упомянул об этом. Около 10 000 вставок.

Ответы (1)

Я думаю, вы заметите снижение производительности, когда начнете изнашивать золотую отделку и медно-никелевый слой под ней. Лучший способ обойти это — надеть как можно больше золота, но это дорого обходится.

Золотое правило № 3: золотые покрытия можно использовать для обеспечения высокой прочности

Покрытие контакта чистым (т.е. мягким) золотом обычно приводит к получению соединителя с низкой прочностью и высокими усилиями вставки (т.е. с высоким коэффициентом трения), особенно когда толщина превышает 0,13 микрона (5 микродюймов).

На практике золотые покрытия обычно упрочняют добавлением к золоту небольших количеств кобальта или никеля. Такие покрытия определяются как «твердое золото» и дают покрытия с низким коэффициентом трения и превосходными характеристиками долговечности. Контакты с твердым золотым покрытием, как правило, могут выдерживать от сотен до тысяч циклов долговечности без отказа. Долговечность покрытий из твердого золота может быть повышена за счет использования подслоя, имеющего значение твердости выше, чем у золота, и которое будет обеспечивать механическую поддержку.

Никель обычно рекомендуется в качестве нижнего слоя для этой цели. Смазочные материалы также эффективны для увеличения долговечности золотых покрытий. Как правило, смазка может увеличить срок службы золотого контакта на порядок.

Источник: Технический отчет «Золотые правила: рекомендации по использованию золота на контактах разъема».

введите описание изображения здесь
Источник: Watchplating.com

По моему опыту, твердая золотая отделка обычно лучше всего работает с любым золотом, но она также дороже. Оцените соотношение цены и качества.

Как долго это будет продолжаться? Вам придется испытать это на себе. Однако стоит знать, что стандартные разъемы (которые не находятся на стороне печатной платы) имеют флэш-память 30 мкм и по-прежнему функционируют в течение 10 тыс. циклов:

Два ключевых фактора: Конструкция контакта: сильное влияние на долговечность пружины со временем снизится до уровня, который не обеспечит хорошего контакта. Позолота: чем толще золото, тем дольше оно изнашивается.

Количество циклов сопряжения:
USB2.0 Полный размер: 1500 циклов сопряжения, позолоченное покрытие.
USB2.0 Mini: 5000 циклов сопряжения, позолота 15 мкм.
USB2.0 Micro: 10 000 циклов сопряжения, позолота 30 мкм.
Полноразмерный USB3.0: 5000 циклов сопряжения, позолота 30 мкм.
USB 3.0 Micro: 10 000 циклов сопряжения, позолота 30 мкм.
Тип C: 10 000 циклов соединения, позолота 30 мкм.

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