Mahlzeit! negative Schrift im Lötstopp und ENIG statt HAL gibt goldene Schrift auf grünem oder sogar schwarzem Grund. Frisch aus dem Ofen sieht das ziemlich gut aus, aber was passiert im Laufe der Jahrzehnte? Und wie groß könnten die Unterschiede von Hersteller zu Hersteller werden? Gold ist ja doch nicht gleich Gold. Ich hab' hier nur eine Platine vom Juli 2017, da ist die Schrift etwas dunkler und matter geworden, also je nach Geschmack sogar schöner. Aber 4 Jahre ist ja kein Alter für eine Platine. Ja, ich habe Probleme ;)
Bauform B. schrieb: > Gold ist ja doch nicht gleich Gold Doch, Gold ist Gold. https://de.wikipedia.org/wiki/Gold Was sich von Hersteller zu Hersteller unterscheiden kann, sind die Schichtdicken von Ni und Au.
Bauform B. schrieb: > Frisch aus dem Ofen sieht das > ziemlich gut aus, aber was passiert im Laufe der Jahrzehnte? Und wie > groß könnten die Unterschiede von Hersteller zu Hersteller werden? Gold > ist ja doch nicht gleich Gold. Nimm Zahngold, das ist das bessere Gold und sieht immer gut aus.
Mal ein Erfahrungsbericht aus der Praxis: Ich habe hier ein Smartie (Nokia 8500 XM, wen es interessiert, heute noch als Wecker im Einsatz), da hat man das genauso gemacht: Auslassungen im Lötstopp, damit die goldene Oberfläche durchscheint. Der Umriss der SIM-Karte ist da z.B. abgebildet (die SIM befindet sich auf der anderen Seite, außerdem ein Schlitz, sodaß man mit dem Stift die SIM-Karte wieder rausschieben kann). Wie auch immer - Beschriftungs mittels Goldoberfläche und Auslassungen im Lötstopp gibt es dort. Ich habe das Telephon seit 2009, und 2016 habe ich es mal im Zuge einer Reparatur auseinandergeschraubt. Das, was golden sein sollte, war komplett schwarz.
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Wühlhase schrieb: > Ich habe das Telephon seit 2009, und 2016 habe ich es mal im Zuge einer > Reparatur auseinandergeschraubt. Das, was golden sein sollte, war > komplett schwarz. Das wollte ich eigentlich nicht lesen, aber es ist natürlich absolut hilfreich, dankeschön. Also gut, dann bleibt es eben beim normalen Bestückungsdruck. Der wird ja wohl etwas dauerhafter sein.
Bauform B. schrieb: > Das wollte ich eigentlich nicht lesen ENIG soll die Oberfläche lötbar halten bis zur Verarbeitung, zum Korrosionsschutz für Jahrzehnte war es nie gedacht. Du könntest natürlich für die Beschriftung mehrere µ Hartgold über Nickel vorsehen, aber das lohnt den Aufwand schon deshalb nicht weil deine Leiterplatten nach Jahrzehnten so oder so nicht mehr wie neu aussehen. Georg
Bauform B. schrieb: > Frisch aus dem Ofen sieht das > ziemlich gut aus, aber was passiert im Laufe der Jahrzehnte? Hab hier Rückläufer von Folientastaturen, waren mehr als 20 Jahre im Außeneinsatz. Die Vergoldung hat den Glanz verloren und ist leicht gelblich. So wie nicht poliertes Gold halt aussieht. Wühlhase schrieb: > Das, was golden sein sollte, war komplett schwarz. Klingt jetzt eher nach Silber, Gold wird nicht schwarz. Oder irgendwas ist von der Unterseite da rein diffundiert.
Mucky F. schrieb: > Wühlhase schrieb: >> Das, was golden sein sollte, war komplett schwarz. > Klingt jetzt eher nach Silber, Gold wird nicht schwarz. Oder irgendwas > ist von der Unterseite da rein diffundiert. Bei chem. NiAu (ENIG) befindet sich unter den 100 nm Gold eine 5 µm dicke Nickelschicht. Irgendwann oxidiert die, auch durch die Reihe Goldatome hindurch. Für mehr Geld gibt es auch mehr Gold. Bei 0,3 µm bleibt die Oberfläche auch nach zehn Jahren noch lötbar.
Soul E. schrieb: > Für mehr Geld gibt es auch mehr Gold. Bei 0,3 µm bleibt die Oberfläche > auch nach zehn Jahren noch lötbar. Danke dann wird das wohl Hartgold sein, oder?
Mucky F. schrieb: > Bauform B. schrieb: >> Frisch aus dem Ofen sieht das >> ziemlich gut aus, aber was passiert im Laufe der Jahrzehnte? > > Hab hier Rückläufer von Folientastaturen, waren mehr als 20 Jahre im > Außeneinsatz. Die Vergoldung hat den Glanz verloren und ist leicht > gelblich. So wie nicht poliertes Gold halt aussieht. > > Wühlhase schrieb: >> Das, was golden sein sollte, war komplett schwarz. > Klingt jetzt eher nach Silber, Gold wird nicht schwarz. Oder irgendwas > ist von der Unterseite da rein diffundiert. Nein, das war definitiv eine goldene Oberfläche. Wie genau das Gold wie dick aufgetragen wurde, weiß ich natürlich nicht. Silber war es jedoh auf keinen Fall. Deine Folientastaturen hatten offensichtlich zwar eine Gold-, aber keine ENIG-Oberfläche.
Mucky F. schrieb: > Soul E. schrieb: >> Für mehr Geld gibt es auch mehr Gold. Bei 0,3 µm bleibt die Oberfläche >> auch nach zehn Jahren noch lötbar. > > Danke dann wird das wohl Hartgold sein, oder? Hartgold (galvanisch) geht so bei 1 µm los. Für Schleifkontakte bei Drehschaltern dürfen es auch mal 3-4 µm sein. ENIG bekommst Du zwischen 0,1 und 0,4 µm. Hängt halt vom Hersteller und vom Preis ab. 0,1 µm reicht als Rostschutz für zwei Wochen, 0,4 µm bleibt einige Jahre lang golden.
Soul E. schrieb: > Hartgold (galvanisch) geht so bei 1 µm los. Für Schleifkontakte bei > Drehschaltern dürfen es auch mal 3-4 µm sein. Die Tastaturen haben Schnappscheiben, wird wohl ähnlich sein. Hab gerade gelesen das Hartgold nur am Plattenrand geht (z.B. Edge Connector). Wird dann unter den Schnappscheiben vermutlich ne dickere Goldauflage sein.
Mucky F. schrieb: > Danke dann wird das wohl Hartgold sein, oder? Eher nicht. Als Hartgold wird Galvanisch vergoldet bezeichnet. Die Schichtdicken liegen hier im Bereich von 1-3µm. Dabei gibt es aber 2 Probleme: 1. es lässt sich sehr schlecht darauf löten und 2. jedes so vergoldete Pad muss während der Produktion elektrisch mit dem Nutzenrand verbunden sein. Normalerweise ist das kein Problem, da man dieses Verfahren gern für Steckkontakte verwendet die üblicherweise am Rand der Platine sind. Die elektrisch notwendigen Verbindungen werden dann einfach beim Vereinzeln weggefräst. Problematischer ist es, wenn die Kontakte innerhalb der Platine liegen. Da kann man dann mehrere Möglichkeiten nutzen: Man kann die Leitungen in Innenlagen über den Platinenrand führen oder man führt sie zu Sammelpunkten in der Platine, welche mit dem Rand verbunden sind und Bohrt diese am Ende des Fertigungsprozesses aus. Ansonsten ist es das Nickel unter dem Gold was oxidiert. Weglassen kann man es aber auch nicht, da sonst das Gold selbst binnen Wochen, wenn nicht Tagen, ins Kupfer diffundiert und dann einfach nicht mehr zur Passivierung der Oberfläche zur Verfügung steht.
Mucky F. schrieb: > Hab gerade > gelesen das Hartgold nur am Plattenrand geht (z.B. Edge Connector). Das ist Unsinn, ich habe schon Testadapter entworfen und fertigen lassen 40 x 50 cm gross und mit Nickel/Hartgold selektiv auf der ganzen Oberfläche (für ca. 3000 Pogo Pins). Kostet etwas mehr und es kann nicht jeder Hersteller, man muss halt einen suchen (und bezahlen, eine LP kann leicht 1000 EUR oder mehr kosten). Georg
Gehen geht alles. Für galvanisch Gold musst Du halt die zu beschichtenden Flächen kontaktieren und auf Kathodenpotential legen können. Bei den Slotsteckern zieht man einfach eine durchgehende Leiterbahn außerhalb der Leiterplattenkontur und fräst die hinterher ab. Wenn Du auf der Platte verteilt Flächen vergolden willst, dann müssen die temporär über Leitungen verbunden werden, die man hinterher z.B. durch Bohren unterbricht. Wenn der Testadapter irgendwo einen Stecker als Ausgang hat, dann kann man den natürlich auch nutzen. Sowas macht aber nicht der $2-Chinese.
Soul E. schrieb: > Mucky F. schrieb: >> Soul E. schrieb: >>> Für mehr Geld gibt es auch mehr Gold. Bei 0,3 µm bleibt die Oberfläche >>> auch nach zehn Jahren noch lötbar. >> >> Danke dann wird das wohl Hartgold sein, oder? > > Hartgold (galvanisch) geht so bei 1 µm los. Für Schleifkontakte bei > Drehschaltern dürfen es auch mal 3-4 µm sein. > > ENIG bekommst Du zwischen 0,1 und 0,4 µm. Hängt halt vom Hersteller und > vom Preis ab. 0,1 µm reicht als Rostschutz für zwei Wochen, 0,4 µm > bleibt einige Jahre lang golden. Wenn ich kurz korrigieren dürfte. Au-Schichtdicken bei Standard-ENIG-Beschichtungen betragen in der Regel zwischen 0,05µm und 0,10µm. Nennenswert dickere Schichten sind bei diesem Verfahren gar nicht umsetzbar, weil das Gold (Sudgold) hier als Austauschreaktion mit der vorher aufgebrachten Ni-Schicht abgeschieden wird. Und dieser Prozess verlangsamt sich exponentiell so bald eine geschlossene Au-Schicht vorhanden ist bzw. kommt irgendwann sogar komplett zum erliegen. Viel mehr als 0,1µm Au ist auf diese Art kaum zu realisieren. Aber auch bei Schichtdicken in dieser Größenordnung sind normalerweise mindestens 1 Jahr Lötfähigkeit problemlos zu garantieren (Anm.: sofern der Hersteller weiß was er tut und bei der Prozessführung und -überwachung entsprechende Sorgfalt walten lässt). https://ep.umicore.com/de/produkte/produktfinder/enig-process/ Wer tatsächlich dickere Goldschichten benötigt, kommt wie hier schon erwähnt um galvanische Au-Abscheidung nicht herum. Die Lötbarkeit verbessert man dadurch aber keineswegs, im Gegenteil. Stabile Lötverbindungen bilden sich nämlich zwischen dem Lot und Nickel. Die hauchdünne "Immersion Gold" Schicht, deren einzige Funktion der Korrosionsschutz der darunter liegenden Ni-Schicht ist, geht dabei in Lösung. Demzufolge ist eine mehrere µm dicke Au-Schicht löttechnisch eher kontraproduktiv.
Vorhin fragte ich, ob Gold == Gold ist, das scheint mir jetzt klar zu sein. Aber es kommt schlimmer: Distanzbolzen z.B. werden zwecks Korrosionsschutz vernickelt, auf Platinen muss die Nickelschicht selbst vor Korrosion geschützt werden. Was ist das wieder für eine Magie?
B. P. schrieb: > Wenn ich kurz korrigieren dürfte. Au-Schichtdicken bei > Standard-ENIG-Beschichtungen betragen in der Regel zwischen 0,05µm und > 0,10µm. Der Blick in unsere Einkaufsbedingungen verrät mir dass Du Recht hast. Akzeptiert (und im Leiterplattenlabor nachgemessen) wird 0,06 µm aufwärts. Es scheint aber durchaus Hersteller zu geben, die dickere Schichten machen. Das war mein erster Treffer: http://www.q-print.de/deutsch/technik/technologie/oberflaeche-chem.-gold/index.html Am Prinzip meiner Aussage ändert das aber nichts: stark kostenoptimierte Lieferanten legen ihre Golddicke regelmäßig auf die untere Spezifikationsgrenze (oder darunter), was zu reduzierter Lagerfähigkeit führt. Bauform B. schrieb: > Vorhin fragte ich, ob Gold == Gold ist, das scheint mir jetzt klar zu > sein. Aber es kommt schlimmer: Distanzbolzen z.B. werden zwecks > Korrosionsschutz vernickelt, auf Platinen muss die Nickelschicht selbst > vor Korrosion geschützt werden. Was ist das wieder für eine Magie? Deren Oberfläche ist passiviert. https://www.wotech-technical-media.de/womag/ausgabe/2017/11/18_sengl_zink-nickel_11j2017/18_sengl_zink-nickel_11j2017.php Bei Leiterplatten ginge das auch und würde sicherlich schön aussehen, die Lötbarkeit wäre dann aber dahin. Zumindest mit Elektronik-Flussmitteln.
Soul E. schrieb: > B. P. schrieb: > >> Wenn ich kurz korrigieren dürfte. Au-Schichtdicken bei >> Standard-ENIG-Beschichtungen betragen in der Regel zwischen 0,05µm und >> 0,10µm. > > Der Blick in unsere Einkaufsbedingungen verrät mir dass Du Recht hast. > Akzeptiert (und im Leiterplattenlabor nachgemessen) wird 0,06 µm > aufwärts. Es scheint aber durchaus Hersteller zu geben, die dickere > Schichten machen. Das war mein erster Treffer: > http://www.q-print.de/deutsch/technik/technologie/oberflaeche-chem.-gold/index.html > > Am Prinzip meiner Aussage ändert das aber nichts: stark kostenoptimierte > Lieferanten legen ihre Golddicke regelmäßig auf die untere > Spezifikationsgrenze (oder darunter), was zu reduzierter Lagerfähigkeit > führt. > 0,1 - 0,3 µm halte ich aus den oben genannten Gründen für eine ambitionierte und löttechnisch auch nicht unbedingt hilfreiche Vorgabe. Aber wenn man die Option eines Druckfehlers mal außen vor lässt werden die Autoren dieser Homepage schon wissen was sie da publiziert haben. Grundsätzlich ist es wie übrigens bei allen kostenintensiven Produktionsprozessen auf diesem Planeten selbstverständlich auch hier der Fall, dass man als Hersteller anstrebt sich möglichst weit im unteren Bereich des Toleranzfensters zu bewegen. Daran kann ich aber nichts verwerfliches erkennen, zumindest so lange durch eine entsprechend genau regelbare Prozessführung dennoch die Einhaltung der Mindestforderung sichergestellt werden kann. Und nur um das "Rostschutz für 2 Wochen" Argument aufzugreifen, auch mit lediglich 0,05µm Au garantiert jeder seriöse Hersteller anstandslos eine Lötfähigkeit von mindestens 1 Jahr.
B. P. schrieb: > Stabile > Lötverbindungen bilden sich nämlich zwischen dem Lot und Nickel. Die > hauchdünne "Immersion Gold" Schicht, deren einzige Funktion der > Korrosionsschutz der darunter liegenden Ni-Schicht ist, geht dabei in > Lösung. Wenn ich korrigieren darf: ENIG-Oberflächen benutzt man eigentlich nicht für Korrosionsschutz auf Platinen. Da wäre ein Jahr ein lächerlicher Witz. Chemisch Zinn oder HAL wäre da vermutlich besser geeignet. Ich kenne auch Baugruppen, die werden aus Korrosionsschutzgründen nach der Bestückung mit einem widerlich stinkenden Lack versehen, der noch tage- und vermutlich wochenlang Ausdünstungen von sich gibt. ENIG will man eigentlich bei High-Speed-Signalen gerne haben, da der Ladungsträgertransport bei den hohen Frequenzen nur noch auf der Oberfläche stattfindet. So jedenfalls mein Kenntnisstand.
Wühlhase schrieb: > Wenn ich korrigieren darf: ENIG-Oberflächen benutzt man eigentlich nicht > für Korrosionsschutz auf Platinen. Da wäre ein Jahr ein lächerlicher > Witz. Chemisch Zinn oder HAL wäre da vermutlich besser geeignet. Ich > kenne auch Baugruppen, die werden aus Korrosionsschutzgründen nach der > Bestückung mit einem widerlich stinkenden Lack versehen, der noch tage- > und vermutlich wochenlang Ausdünstungen von sich gibt. > > ENIG will man eigentlich bei High-Speed-Signalen gerne haben, da der > Ladungsträgertransport bei den hohen Frequenzen nur noch auf der > Oberfläche stattfindet. > > So jedenfalls mein Kenntnisstand. Da ich mich offenbar missverständlich ausgedrückt habe, noch einmal zur Verdeutlichung: mit "Korrosionsschutz" ist in dem Zusammenhang ausschließlich der "Korrosionschutz" der Nickelschicht bis zum Löten gemeint. Das ist nämlich bei herkömmlichen Lötanwendungen faktisch die einzige Funktion, die die Goldschicht erfüllen muss. Das darunter liegende Nickel zu schützen bzw. lötaktiv zu halten. Ohne Gold wären die Leiterplatten nämlich schon beim LP-Hersteller im Versand schwarz und der berühmt-berüchtigte "BlackPad-Effekt" ließe grüßen.
Bauform B. schrieb: > negative Schrift im Lötstopp und ENIG statt HAL gibt goldene Schrift auf > grünem oder sogar schwarzem Grund. Wenn das die gewünschte Funktion ist (gut aussehen), dann nimm ENIG (weil die preiswerteste Option) und appliziere nach dem Bestücken und Löten ein "conformal coating". Das ist spezifisch für den Schutz der Platine vor Umwelteinflüssen gedacht und nichts anderes als ein Klarlack auf Polyurethanbasis. Dann hält es auch bei leichter Verschmutzung und Feuchtigkeit viele Jahre durch. Für Reparaturen gibt es spezielle Abbeizer für das conformal coating, das dann lokal entfernt und wieder aufgebracht wird.
Jochen schrieb: > Bauform B. schrieb: >> negative Schrift im Lötstopp und ENIG statt HAL gibt goldene Schrift auf >> grünem oder sogar schwarzem Grund. > > Wenn das die gewünschte Funktion ist (gut aussehen), dann nimm ENIG > (weil die preiswerteste Option) Ursprünglich ging es nur darum, inzwischen hat sich die Frage dank der vielen guten Antworten doppelt gelohnt. Auch, wenn meine Schrift am Ende doch nur normaler Bestückungsdruck wird. > und appliziere nach dem Bestücken und Löten ein "conformal coating". Ja, das würde ich gerne mit jeder Platine machen, aber wir waren doch gerade bei "preiswerteste Option" ;)
Wühlhase schrieb: > ENIG will man eigentlich bei High-Speed-Signalen gerne haben, da der > Ladungsträgertransport bei den hohen Frequenzen nur noch auf der > Oberfläche stattfindet. > > So jedenfalls mein Kenntnisstand. Was den Skin-Effekt selbst betrifft ist der Kenntnisstand akzeptabel, aber bei ENIG ist die Goldschicht viel zu dünn um etwas zur Leitfähigkeit beizutragen und die Nickelschicht leitet sowieso schlechter als Kupfer, für HF ist ENIG also kontraprodunktiv oder bestenfalls wirkungslos. Georg
Wühlhase schrieb: > ENIG will man eigentlich bei High-Speed-Signalen gerne haben, da der > Ladungsträgertransport bei den hohen Frequenzen nur noch auf der > Oberfläche stattfindet. Du darfst hier 2 Dinge nicht miteinander verwursten: Hier geht es um die Passivierung der Lötflächen. Sprich: Normale Platine, in der Regel Finepitch für normales Reflow Löten mit Pastendruck. Die Leiterbahnen sind dabei unbeschichtetes Kupfer, welches durch den Lötstopplack vor Korrosion geschützt wird. Und dann gibt es die HF Anwendungen, welche dir vermutlich vorschweben. Diese Platinen haben allenfalls kleinste Lötstopplackstege um die Pins und sind ansonsten Stopplackfrei. Diese Platinen sind dann gern komplett chemisch vergoldet. Das liegt aber nicht an der besseren Leitfähigkeit von Gold (Die nämlich tatsächlich deutlich schlechter ist als die von Kupfer, wenns danach ginge müsste man Silber nutzen, was aber wieder oxidiert mit der Zeit) sondern eher daran, dass man überall die gleiche Impedanz haben will und der Stopplack diese zu sehr verändern würde wenn vollumfänglich aufgebracht. Chemisch Zinn als Oberfläche ist nur in ganz eng betrachteten Fenstern sinnvoll: Es hat die gleichen guten Eigenschaften fürs fine pitch Löten wie Chemisch NiAu, aber ist da deutlich billiger, da man keine Nickelschicht braucht und Zinn auch deutlich günstiger ist als Gold. Warum nutzt man es dann sehr selten? Aus 2 Gründen: erstens diese Schicht oxidiert mit der Zeit. Die Lötbarkeit wird normalerweise nur 6 Monate garantiert. Außerdem ist diese Schicht sehr viel Kratzempfindlicher als Chem NiAu und erst recht als HAL. Wenn man also Fine Pitch Platinen hat, die man beim Bestücker direkt verarbeiten kann ist Chemisch Zinn durchaus eine sinnvolle Oberfläche. Einen Weiteren Vorteil bietet es noch: Es kann nahezu beliebig oft abgetragen und erneut aufgebracht werden ohne die Kupferdicke der Leiterbahnen zu beeinflussen (Allerdings sind die Handlingskosten für Vereinzelte Platinen / Liefernutzen in dem Fall nicht zu unterschätzen)
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