단자 도금 두께: 중요한 마이크론

작성자 BQUQ Engineering Team 검토 BQUQ Quality Engineering 2024년 11월 1일 조회수 ISO 9001:2015 인증 공장

단자 도금 두께: 중요한 마이크론

간단한 답변: 도금 두께는 스탬핑 단자의 접촉 저항, 마모 수명 및 내식성을 결정하는 숫자이며, 마이크론(µm) 단위로 지정됩니다. 일반적인 값은 일반 솔더링 가능 단자의 경우 주석 3–10µm, 배리어 층으로 니켈 2–5µm, 저저항 신호 접점의 경우 니켈 위 금 0.5–2µm, 고전류 접합의 경우 은 3–8µm입니다. 두꺼운 것이 항상 더 좋은 것은 아닙니다: 건전한 니켈 배리어 위의 1µm 금은 일반적으로 배리어가 없는 3µm 금보다 우수합니다. 왜냐하면 가장 먼저 실패하는 것은 배리어와 그 아래 기판이지, 반짝이는 최상층이 아니기 때문입니다.

도금은 많은 단자 프로그램이 조용히 잘못되는 부분입니다. 합금은 신중하게 선택되고, 다이는 제작되며, 그런 다음 마감이 두께 없이 "금도금"으로 지정됩니다 — 그리고 부품은 수천 번의 결합 주기 후에 현장에서 실패하거나, 습한 창고에서 부식되거나, 단순히 깨끗하게 솔더링되지 않습니다. 두께는 이 모든 것을 제어하는 변수이며, 어떤 치수 공차와 마찬가지로 도면에 숫자가 있어야 합니다.

재료뿐만 아니라 두께가 성능을 결정하는 이유

접촉 저항은 두 결합 표면 사이에 얼마나 많은 금속이 있는지와 그 금속이 얼마나 안정적으로 유지되는지의 함수입니다. 모든 도금은 저항률, 마모율 및 산화 거동이 다르므로 두께는 표면이 그 특성을 얼마나 오래 유지하는지를 결정합니다. 얇은 층은 접촉이 실제로 발생하는 높은 지점에서 마모되어 없어집니다; 두꺼운 층은 더 오래 지속되지만 비용이 더 많이 들고 좁은 굽힘 반경에서 균열이 발생할 수 있습니다.

세 가지 실패 모드가 사양을 이끕니다. 마모 관통은 최상층을 제거하고 배리어 또는 기판을 노출시켜 저항이 급증합니다. 부식은 금속이 남아 있는 곳에서도 저항을 증가시키는 산화물 또는 황화물 막을 성장시킵니다. 확산은 기판이 시간과 온도에 따라 얇은 배리어를 통해 이동하게 하며, 이것이 니켈이 배리어로 존재하는 이유입니다. 필요한 서비스 수명 동안 각각을 제어하기 위해 두께를 선택하십시오, 경쟁사의 사양 시트와 일치시키기 위해서가 아니라.

두께는 또한 단자가 만들어지는 방식과 일치해야 합니다. 평평한 스트립에서 견디는 코팅은 부품이 좁은 반경으로 구부러질 때 균열이 발생하여 응력이 집중되는 정확한 지점에서 기판을 노출시킬 수 있습니다. 연성 증착 및 넉넉한 굽힘 반경은 그 위험을 줄이며, 도금 후 성형되는 부품에서는 사양이 굽힘 외부에서 마감이 늘어나는 것을 허용해야 합니다.

도금 유형 및 작업 범위

다른 도금은 다른 문제를 해결하며, 각각 합리적인 두께 밴드를 가지고 있습니다. 아래 값은 단자 하우스가 일반적으로 제공하는 범위입니다.

도금	일반 두께	역할	비고
주석 (무광 또는 광택)	3–10 µm	솔더링 가능, 내식성	저렴하고 부드럽지만 휘스커 가능성 있음
니켈	2–5 µm	금 아래 확산 배리어	단단하고 마모에 강함
니켈 위 금	0.5–2 µm Au	낮고 안정적인 접촉 저항	비용은 금 두께에 비례
은	3–8 µm	고전류에서 최저 저항	변색되고 결합 관리 필요
팔라듐-니켈	0.5–2 µm	내마모성 금 대체	고주기 커넥터에 사용
주석-납 (레거시)	5–10 µm	솔더링 가능, 역사적	많은 시장에서 단계적 폐지

주석은 솔더링 가능 단자의 주력입니다. 저렴하고 쉽게 솔더링되며 몇 밀리옴의 접촉 저항을 제공하지만 부드러워서 고주기 응용 분야에서 마모되고 응력을 받으면 휘스커를 형성할 수 있습니다. 니켈은 거의 최상층이 아닙니다; 그것은 기본 금속이 금으로 확산되는 것을 막는 배리어입니다. 금은 프리미엄 접점 마감입니다: 저항이 낮고 안정적이지만 비용이 두께에 거의 선형으로 증가하므로 설계자는 아래의 니켈이 중량을 감당하기 때문에 얇게 유지합니다. 은은 최저 저항을 제공하며 고전류 접합에 사용되지만 변색되고 보호된 결합 표면이 필요합니다.

두께에 따른 접촉 저항, 마모 및 부식

올바른 두께는 응용 분야, 결합 빈도 및 환경에 따라 다릅니다. 아래 표는 단자가 사용되는 방식에 따라 그룹화된 실용적인 목표를 제공합니다.

응용 분야	권장 마감	일반 두께
솔더 탭 (리플로우)	구리 또는 황동 위 주석	5–10 µm
크림프 단자	주석	3–8 µm
저주기 보드 커넥터	주석 또는 금 플래시	2 µm Ni 위 0.5–1 µm Au
고주기 신호 접점	니켈 위 금	2–5 µm Ni 위 1–2 µm Au
고전류 전원 접합	은 또는 두꺼운 주석	3–8 µm Ag, 8–10 µm Sn
가혹하거나 습한 환경	니켈 후 주석 또는 금	2–5 µm Ni + 최상층

지표일 뿐 고정된 것은 아닙니다. 1년에 한 번 결합하는 커넥터는 금 플래시를 사용할 수 있습니다; 수천 번 결합하는 것은 더 많은 금 또는 팔라듐-니켈 층이 필요합니다. 습하고 유황 환경은 니켈 배리어 쪽으로 밀고 얇은 은에서 멀어집니다. 의심스러울 때는 배리어와 결합 주기 수를 지정하고, 두께는 그 두 가지 사실에서 따르게 하십시오.

지표 수명 수치는 기대치를 설정하는 데 도움이 됩니다. 적절하게 설계된 접점에서 건전한 니켈 배리어 위의 1µm 금 층은 일반적으로 보드-투-보드 커넥터에 기대되는 수천 번의 결합 주기를 견디는 반면, 동일한 응용 분야에서 베어 또는 플래시 도금 표면은 수백 번 주기 내에 저항이 증가할 수 있습니다. 이를 계획 수치로 취급하고 실제 접점 형상에 대한 수명 테스트로 확인하십시오.

비용 제어를 위한 선택적 및 스팟 도금

금은 비싸므로 전체 단자를 금으로 도금하는 것은 낭비입니다. 선택적 도금은 접촉이 발생하는 곳 — 팁, 와이프 영역 또는 크림프 배럴 — 에만 마감을 적용하고 나머지는 베어 또는 주석 도금으로 남깁니다. 이것은 리드 프레임 및 커넥터의 표준 관행이며, 실제로 결합하는 몇 제곱밀리미터만 있는 부품에서 귀금속 비용을 극적으로 절감할 수 있습니다.

선택적 도금을 위한 툴링은 릴-투-릴 도금 라인의 마스킹 배열입니다: 마스크 또는 제어된 노즐이 도금 영역을 정의하고 스트립이 연속적으로 통과합니다. 공정이 인라인이므로 스탬핑 단계와 통합되어 취급을 최소화합니다. 동일한 부품에 스팟 및 스트라이프 도금을 다르게 적용 — 솔더 테일에 주석, 접점 팁에 금 — 하는 것은 일반적이며 초기에 설계할 가치가 있습니다. 우리의 스탬핑 접점 도금 가이드는 접점의 마감 선택을 다루고, 스탬핑 크림프 및 솔더 탭은 종단 측면을 다룹니다. 재료 선택과 전도성이 기반을 설정하며, 우리는 스프링 및 접점 재료에 대한 노트에서 이를 비교합니다.

선택적 도금은 또한 단일 단자가 두 가지 다른 작업을 위해 두 가지 다른 마감을 가질 수 있게 합니다 — 솔더 또는 크림프 영역에 두꺼운 주석 코팅과 와이프 접점에 얇은 금 층 — 전체 부품 마감으로는 양쪽 끝에서 귀금속을 낭비하지 않고는 할 수 없습니다. 도금 영역을 스트립 레이아웃에 조기에 설계하면 나중에 도금 마스크를 재툴링하는 것을 피할 수 있습니다.

두께 지정 및 검증 방법

도면에서 도금 두께는 마감 콜아웃과 함께 있어야 합니다: 층 순서와 각 층의 두께를 명시하십시오 — 예를 들어, "2 µm Ni 배리어 + 1 µm Au, 접점 영역만". 여기서 모호함은 적입니다; "금도금"은 사양이 아니며, 도금 공장은 달리 지시하지 않는 한 비용을 제어하기 위해 최소값을 가정합니다.

검증은 완성된 부품에서 코팅 두께를 비파괴적으로 측정하는 X선 형광(XRF)과 확인을 위한 쿨롱법 또는 단면 방법으로 수행됩니다. 좋은 공급업체는 스트립 전체에 걸쳐 XRF 판독값을 기록하고 배치와 함께 제공합니다. 모서리와 가장자리의 두께는 평평한 표면보다 얇게 흐르므로, 부품의 어느 위치에서 측정하는지 지정하고 고마모 영역에 추가 금속을 유지하여 보상하십시오. BQUQ는 중국 동관에서 스탬핑, 도금 조정 및 검사를 한 지붕 아래에서 운영하므로 단자를 ±0.05 mm로 스탬핑하고 명시된 마이크론 목표로 마감을 제어할 수 있으며, 요청 시 XRF 데이터를 제공합니다. 도면과 결합 조건을 sc@bquq.com으로 보내면 12 근무 시간 내에 견적을 받을 수 있습니다.

도금 두께와 솔더링성

솔더링성은 접합이 이루어질 때까지 마감이 금속성을 유지하는지에 달려 있으며, 두께는 지원 역할을 합니다. 보관 후에도 연속성을 유지할 만큼 충분히 두꺼운 주석 층은 안정적으로 솔더링됩니다; 너무 얇으면 아래 합금이 비쳐 보이고 잘 젖지 않습니다. 주석-납은 가장 관대한 레거시 마감이지만 많은 시장에서 제한하므로 순수 주석이 이제 표준입니다 — 주석이 응력 하에서 휘스커를 형성할 수 있다는 주의사항이 있으며, 이것이 일부 고신뢰성 부품이 제어된 주석 층 아래에 니켈 배리어를 사용하는 이유입니다.

보관은 두께만큼 중요합니다. 잘 도금된 단자라도 습한 창고에 있으면 산화되거나 변색되므로 포장, 건조제 및 유통기한 제어가 마감 사양에 포함되어야 합니다. 배치가 젖지 않으면 마감 또는 보관이 먼저 확인해야 할 사항이지, 솔더가 아닙니다.

일반적인 도금 결함 및 예방 방법

도금 문제는 예측 가능하며, 대부분 합금 자체보다 오염, 전류 밀도 또는 형상으로 인해 발생합니다.

접착 불량은 성형 후 블리스터링 또는 박리로 나타나며 일반적으로 기본 금속이 도금 전에 제대로 세척되지 않았거나 단계 사이에 산화층이 형성되었음을 의미합니다. 다공성은 연속적으로 보이는 코팅을 통해 기판이 부식되게 합니다; 얇은 증착 및 거친 표면을 가진 부품에서 더 심하므로 깨끗하고 균일한 기반이 건전한 마감의 기초입니다. 부품 전체의 두께 변화는 도금 셀의 전류 밀도 차이에서 발생하며 증착이 얇게 흐르는 가장자리와 모서리에서 과장됩니다. 번 및 거친 증착은 너무 높은 전류 밀도에서 발생하며, 나무 모양의 결절은 높은 지점에서 형성됩니다.

예방은 주로 공정 제어에 관한 것입니다: 도금 전 세척 및 활성화, 제어된 전류 밀도, 욕조의 교반, 그리고 형상이 전류를 집중시키는 곳에서 마스킹 또는 차폐. 스탬핑 부품의 경우 도금 전 일관된 버 높이와 가장자리 품질도 중요합니다. 거친 가장자리는 고르지 않게 도금되기 때문입니다. 사내에서 도금하는 공급업체는 도금을 별도의 블랙 박스로 취급하는 대신 이러한 변수를 스탬핑 공정에 연결할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q: 단자의 금 도금은 얼마나 두꺼워야 합니까?

A: 결합 주기에 따라 다릅니다. 2µm 니켈 위의 0.5–1µm 금 플래시는 몇 번만 결합하는 커넥터에 적합하며, 니켈 배리어 위의 1–2µm 금은 수천 번의 주기를 처리합니다. 니켈 배리어는 장기 안정성을 위해 금 두께보다 더 중요합니다.

Q: 두꺼운 주석 도금이 항상 더 좋습니까?

A: 아닙니다. 3~10µm 사이의 주석은 솔더링 가능 단자에 유용한 범위입니다. 더 두꺼운 주석은 비용이 더 많이 들고 좁은 굽힘에서 균열이 발생할 수 있으며 휘스커 위험을 증가시키므로 응용 분야의 부식 및 솔더링성 요구를 충족하는 최소값을 지정하십시오.

Q: 금 아래에 니켈을 사용하는 이유는 무엇입니까?

A: 니켈은 확산 배리어입니다. 그것이 없으면 기본 금속 원자가 시간과 온도에 따라 얇은 금 층을 통해 이동하여 접촉 저항을 높입니다. 2–5µm 니켈 층은 금의 낮은 저항을 안정적으로 유지하며, 이것이 배리어가 종종 단자의 실제 수명을 결정하는 이유입니다.

Q: 선택적 도금이란 무엇이며 왜 사용합니까?

A: 선택적 도금은 전체 부품이 아닌 접점 또는 솔더 영역에만 마감을 적용합니다. 금은 비싸기 때문에 작업 영역만 도금하면 커넥터 및 리드 프레임에서 귀금속 비용을 크게 절감할 수 있으며, 릴-투-릴 라인에서 인라인으로 수행됩니다.

Q: 도금 두께는 어떻게 측정합니까?

A: 표준 현장 방법은 완성된 부품에서 각 층을 비파괴적으로 측정하는 X선 형광(XRF)입니다. 단면 및 쿨롱 테스트가 판독값을 확인합니다. 배치와 함께 XRF 데이터를 요청하여 두께가 주장이 아닌 검증된 숫자가 되도록 하십시오.

단자 도금 두께: 중요한 마이크론