Dans le monde complexe de la conception de PCB etfabrication électroniqueon est souvent amené à prendre l’importante décision de choisir entre un placage en or dur et un placage en or doux. Le choix ici ne consiste pas à sélectionner une simple finition de surface, mais à améliorer de manière stratégique les performances, la durabilité et la fiabilité des composants électroniques.
Comprendre le placage or en électronique
La dorure consiste à déposer une fine couche d’or sur des composants électroniques, généralement par électroplacage, en raison de sa haute conductivité électrique, de sa résistance à la corrosion et de l’intégrité du signal. Cependant, toutes les dorures à l’or ne sont pas identiques. La dorure à l’or dur consiste à alliager l’or avec des métaux comme le cobalt ou le nickel afin d’augmenter sa durabilité, tandis que la dorure à l’or mou est presque pure, ce qui améliore la conductivité électrique. Ces différences conduisent à des applications et des avantages distincts, adaptés à divers défis mécaniques et environnementaux.
Placage dur à l’or
La composition de l’or dur, généralement allié avec 0,1 à 0,3 % de Co ou de Ni, présente une dureté comprise entre 120 et 300 Knoop. Cette composition est obtenue par dépôt électrolytique sur une sous-couche de nickel. La dureté accrue de l’or dur lui permet de supporter des milliers de cycles d’accouplement — plus de 10 000 dans les connecteurs à bord de carte. Il résiste également aux rayures dans des environnements à contacts fréquents, avec une résistance de contact stable pendant toute la durée de vie du connecteur.
Épaisseur et coût typiques :L’or dur a une épaisseur approximative de 0,75 à 1,25 µm ; la durabilité augmente avec une plus grande épaisseur, mais les coûts augmentent également de façon substantielle. Ainsi, il est utilisé de manière sélective, souvent uniquement sur les doigts de bord de carte, tandis que le reste du circuit imprimé utilise une autre finition, comme le nickel chimique immersion or (ENIG).
Avantages et applications :L’or dur est extrêmement durable et résistant à l’usure, ce qui le rend particulièrement adapté aux contacts coulissants ou appariés dans les applications à nombreuses insertions. Résistant aux vibrations et aux utilisations répétées, il assure un contact électrique stable. Les applications typiques sont les connecteurs de bord de PCB, les cartes de fond de panier, les contacts de commutateurs et de relais, ainsi que les zones fortement sollicitées dans les équipements industriels, de télécommunication et de défense.
Limitations :Bien que présentant des avantages, l’or dur est moins conducteur que l’or pur en raison de l’alliage. De plus, il ne convient pas au brasage ni au raccordement par fils, car des couches épaisses d’or dur peuvent entraîner des joints de soudure cassants. Il est également plus coûteux lorsque de grandes surfaces ou des couches épaisses sont nécessaires.
Placage en or doux
Composition et dureté : Le placage en or doux est presque de l’or pur, généralement ≥99,9 % Au, et contient très peu d’alliage, ce qui lui confère une dureté de 60 à 85 Knoop. Cela le rend beaucoup plus tendre et plus ductile que l’or dur. On le retrouve souvent dans la fabrication de circuits imprimés (PCB) et de substrats sous forme d’or électrolytique doux sur nickel pour les plots de connexion par fil, ou comme partie deENIG/ENEPIGfinitions de systèmes dans lesquels la couche d’or est fine mais pure et plane.
Épaisseur et coût typiques :L’or doux pour le bonding a généralement une épaisseur de 0,1 à 0,3 µm ; les couches d’or par immersion sont plus fines, environ 0,05 à 0,1 µm pour l’ENIG/ENEPIG. Ces couches minces rendent l’or doux rentable par unité de surface, en particulier pour les technologies de montage en surface denses et les pastilles de bonding.
Avantages et applications :L’or doux offre la meilleure conductivité électrique afin de garantir une perte de signal minimale decircuits à haute fréquenceIl présente une excellente résistance à la corrosion, ce qui est utile pour les conceptions à haute fiabilité dans des environnements difficiles. De plus, son excellente aptitude au brasage le rend parfait pour le raccordement de fils en or ou en aluminium dans le boîtier des circuits intégrés et les modules RF. La pureté et la planéité de l’or mou garantissent une impédance contrôlée et des performances constantes dans les circuits à haute fréquence et à grande vitesse.
Limitations :La principale faiblesse de l’or mou est sa faible résistance à l’usure ; il tombe souvent en panne après seulement quelques centaines de cycles mécaniques. Il est sujet aux rayures et à la déformation lors de la manipulation s’il n’est pas soigneusement contrôlé, ce qui le rend inadapté aux connecteurs soumis à de fortes frictions ou à des accouplements fréquents.
La dureté comme principal critère technique de distinction
Les plus grandes différences techniques entre l’or dur et l’or mou concernent la dureté, qui est directement corrélée à leurs applications. L’or dur présente une dureté d’environ 120 à 300 Knoop, allié pour offrir une résistance à l’usure et une conductivité légèrement réduite par rapport à l’or pur ; il est donc le mieux adapté aux contacts et aux connecteurs. L’or mou, avec une dureté d’environ 60 à 85 Knoop, est très conducteur mais aussi plus susceptible de se rayer ou de se déformer, et convient donc mieux au raccordement par fil (wire bonding), aux pastilles haute fréquence et aux zones où la corrosion est critique.
Faire le bon choix pour la conception de circuits imprimés
Le choix entre l’or dur et l’or doux repose sur plusieurs facteurs essentiels :
Type de demande :L’or dur est utilisé pour des composants tels que les connecteurs, les interrupteurs, les doigts de bord et les pastilles de test pogo-pin soumis à de nombreux cycles, tandis que l’or mou est privilégié pour les pastilles de bonding,Circuits RF/micro-ondes, numérique haute vitesse et nœuds critiques pour la corrosion.
Environnement mécanique :Si la surface est soumise à des vibrations, ou à des contacts d’accouplement ou de glissement fréquents, la durabilité de l’or dur devient essentielle. Les soudures statiques, les connexions par fils fixes et les environnements à faible contrainte mécanique sont des domaines dans lesquels l’or mou excelle.
Performances électriques :La conductivité plus élevée et la planéité du placage or doux offrent des avantages en termes de pertes ultra-faibles et de contrôle strict de l’impédance. Lorsque de légères différences de conductivité n’ont aucune conséquence, comme dans les interconnexions numériques standard, l’un ou l’autre type, s’il est appliqué correctement, sera satisfaisant.
Compatibilité du processus d’assemblageLe bonding par fil ou l’assemblage délicat de microélectronique nécessite de l’or doux ou de l’ENEPIG, tandis que les assemblages riches en connecteurs et les manipulations robustes exigent de l’or dur sur les zones de contact.
Stratégie de budget et de finition :L’or dur peut devenir coûteux sur de grandes surfaces et à fortes épaisseurs.
Le choix entre un placage en or dur et un placage en or doux est crucial, impliquant divers compromis entre durabilité, conductivité et exigences spécifiques à l’application. Le placage en or dur est excellent pour les applications soumises à de fortes contraintes et nécessitant une grande résistance à l’usure, tandis que l’or doux est inestimable lorsque des performances électriques supérieures et de meilleures capacités de liaison sont requises. Une bonne connaissance de chaque type de placage et de ses propriétés/atouts vous aidera grandement à choisir les solutions adaptées à vos conceptions et améliorera la fonctionnalité ainsi que la durée de vie opérationnelle des composants.
Chez PCBCart, nous allions une vaste expérience à un engagement envers la qualité et à des conseils éclairés à chaque étape de votre décision concernant le placage or. Qu’il s’agisse d’un nouveau projet ou de l’optimisation d’une technologie existante, nous proposons des solutions conçues pour garantir des résultats optimaux. Pour obtenir un devis dès aujourd’hui, laissez-nous vous aider à atteindre des performances et une fiabilité exceptionnelles dans vos conceptions de circuits imprimés.
Obtenez un devis instantané pour un assemblage de PCB de haute qualité
Ressources utiles
•Le rôle crucial de l’or dans la fabrication des circuits imprimés
•Introduction et comparaison des finitions de surface PCB
•Guide des doigts d’or pour circuits imprimés
•ENIG vs argent d’immersion : comparaison des finitions de surface
•Directives pour la sélection de la finition de surface
