Häufige Fragen zur Steckerbeschichtung: Praktische Ratschläge
Steckerbeschichtungen: Praktische Ratschläge, was funktioniert und was nicht
Autor: Danny Boesing @Samtec, Übersetzt aus dem Englischen
Wie bei den meisten elektronischen Bauteilen wirkt sich die Qualität zahlreicher Teilkomponenten und Prozesse direkt auf die Qualität und Leistung des Endprodukts aus. Bei Steckverbindern auf Leiterplattenebene gehören zu diesen Faktoren u. a. das Material der Stifte, die Art des Kunststoffs, die Qualität der geformten Kunststoffkörper, die Koplanarität der Enden, die Qualität der Oberflächenbeschichtung (Galvanisierung), die Wahl der richtigen Steckverbinderbeschichtung, der Herstellungs-/Montageprozess (Einsetzen der Stifte in den Kunststoff) und die Verpackung.
Die Beschichtung von Steckern ist erfolgskritisch
Die Beschichtung wirkt sich auf die Lebensdauer und die Qualität des Anschlusses oder der Buchse aus (d. h. auf den Verschleiss); sie beeinflusst die Korrosionsbeständigkeit, die Leitfähigkeit, die Lötbarkeit und natürlich auch die Kosten.
Danny Boesing sprach mit Phil Eckert, dem Quality Engineering Manager von Samtec, über alles, was mit der Beschichtung von Steckern zu tun hat. Wenn er all diese Dinge auflisten würde, wäre das ein sehr langer Blog. Deshalb hat er ihn aufgeteilt und behandelt jeweils etwa fünf Fragen zur Steckverbinderbeschichtung, die Leuten wie Phil und anderen Samtec-Qualitäts- und Verarbeitungsexperten häufig gestellt werden.
Übrigens ist es nicht unser Ziel, ein Lehrbuch über die Beschichtung von Steckverbindern, Chemie oder Metallurgie zu schreiben. Wir wollen kurze, auf den Punkt gebrachte Antworten auf die am häufigsten gestellten Fragen zur Beschichtung geben.
Warum eine Vergoldung?
Gold wird im Allgemeinen für Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit, niedriger Spannung oder niedrigem Strom spezifiziert. Gold wird für Anwendungen mit hoher Beanspruchung verwendet, da es robust ist und über hervorragende Verschleisseigenschaften verfügt (hier ein Beispiel für einen Steckverbinder mit hoher Beanspruchung). Unser Gold ist mit Kobalt legiert, was die Härte erhöht. Wir empfehlen Gold auch für raue Umgebungen, da es frei von Oxiden bleibt, die einen erhöhten Kontaktwiderstand verursachen könnten.
Gold ist ein Edelmetall, das heisst, es reagiert kaum auf seine Umgebung.
Ausserdem ist Gold manchmal eine "Notwendigkeit", da die Kontakte bei der Miniaturisierung von Steckverbindern zu klein sind, um viel Normalkraft zu erzeugen. Niedrige Normalkräfte sind also der Grund für die Notwendigkeit einer Au-Beschichtung.
Die Nachteile von Gold sind in erster Linie die Kosten, dann die Porosität bei dünneren Beschichtungen und einige Nuancen hinsichtlich der Lötbarkeit. Insbesondere löten viele Kunden diese "erfolgreich", aber sie löten nicht auf das Au, weil sich das Au im geschmolzenen Lot auflöst. Sie löten an das Nickel unter dem Au. Technisch gesehen ist es also richtig, dass Au eine schlechte Lötbarkeit aufweist.
Warum eine Verzinnung?
Zinn ist eine kostengünstigere Alternative als Gold und lässt sich hervorragend löten. Im Gegensatz zu Gold ist Zinn kein Edelmetall. Die Zinnbeschichtung beginnt zu oxidieren, sobald sie der Luft ausgesetzt wird. Ein verzinntes Kontaktsystem erfordert daher grössere Normalkräfte und eine grössere Kontaktwischfläche, um diese Oxidschicht zu durchbrechen. Sehen Sie sich das kurze Video unten an.
Zinn wird aufgrund seiner relativ geringen Kosten bei Anwendungen mit wenigen Steckzyklen und entsprechender Normalkraft oft bevorzugt. (Der Stecker im Video oben ist übrigens die SSW-Serie)
Was ist die beliebteste Beschichtungsoption?
Die selektive Gold-Zinn-Beschichtung ist die beliebteste Beschichtungsoption von Samtec, weil sie Entwicklern das Beste aus beiden Welten bietet. Der Kontaktbereich, der kritische Bereich, in dem der Kontakt mit dem Anschlussstift verbunden ist und das Signal übertragen wird, bietet die Zuverlässigkeit von Gold. Das Ende, das mit der Leiterplatte verlötet wird, ist kostengünstiger und besser lötbar als Zinn.
Kann Gold gelötet werden?
Dies ist eine ziemlich schwierige Frage. Einige Leute sagen, man solle keine vergoldeten Bauteile auf eine Leiterplatte löten. Andere sagen ja, aber seien Sie vorsichtig! Sie sollten vorsichtig sein, weil sich die Goldbeschichtung im Lötzinn auflöst, das Risiko einer Verunreinigung des Lötbads besteht und das Gold versprödet.
Sobald der Anteil des Goldes an der Lötstelle 3 % oder 5 % beträgt, ist Versprödung ein Thema. Was das Auflösen des Goldes im Lot betrifft, so wird, wie oben erläutert, die Lötpaste nicht auf die Goldplatte gelötet. Die Goldplatte löst sich im geschmolzenen Lot auf, und das Löten findet mit der Nickelunterlage statt.
Kann ich vergoldete und verzinnte Steckverbinder miteinander verbinden? Erzählen Sie mir etwas über galvanische Korrosion.
Bei der Auswahl von Steckverbindern für Ihre Anwendung ist es wichtig, Steckverbinder mit ähnlichen Beschichtungsmaterialien in den Kontaktbereichen zu wählen. Ungleiche Metalle in den Kontaktbereichen können zu galvanischer Korrosion führen. Galvanische Korrosion tritt typischerweise bei Metallen mit unterschiedlicher Elektronegativität auf.
Nachstehend finden Sie ein Diagramm, das zeigt, wie verschiedene Beschichtungsmaterialien in Bezug auf ihr galvanisches Potenzial aufeinander reagieren. Nach diesem Diagramm ist das galvanische Potenzial von Gold und Zinn hoch.
Die Produkte in unserem Webshop
