Peržiūrėjau riešo{0}}dėvėjimo kūno rengybos stebėjimo priemonės garantijos duomenis ir išanalizavau visų grąžintų įrenginių problemas. Pogo kontaktų kontaktų varža padidėjo nuo vardinių 25 mΩ iki 180 mΩ arba net tapo atvira grandine.
Pirmiausia nuėjome paskui pogo kaiščius prieplaukoje. Tai buvo klaidinga prielaida. Kai ištraukėme įrenginius ir išbandėme kontaktines trinkeles su XRF, didžioji dalis aukso dingo -, o liko oksiduotas nikelis. Įrenginio „Pogo“ kaiščio pagalvėlės sritis buvo baigta taikant tą patį ENIG procesą kaip ir likusi PCB dalis: beelektrinis nikelis panardintas auksas su maždaug 0,07 μm aukso. Nebuvau tuo suabejojusi per dizaino peržiūrą. ENIG yra skirtas apsaugoti lituojamus paviršius surinkimo proceso metu, o ne išgyventi mechaninio kontakto ciklo metu. Maždaug 200–400 doko{10}}ir įkrovimo ciklų 0,07 μm aukso sluoksnio nebeliko.
Pataisymas buvo skirtas kobaltu{0}}sukietintu galvanizuotu auksu ant padėklo ploto - 0.5μm mažiausiai daugiau nei 3 μm beelektrinio nikelio, nurodyta atskirai nuo plokštės paviršiaus apdailos. Įrenginiai, sukurti pagal tą specifikaciją, negrįžo su tokiu gedimo režimu. Nuo tada aš sąmoningai svarstau apie Pogo trinkelių dengimo specifikacijas.
Ką iš tikrųjų reiškia „kietas“ ir „minkštas“.
Terminologija yra paini, nes nė vienas terminas nenurodo fizinio apdorojimo ar storio. Skirtumas yra lydinio sudėtis.
Minkštas auksas yra grynas auksas, - 99.9 % Au arba didesnis. Medžiaga iš prigimties yra minkšta, nes elementinis auksas yra iš prigimties minkštas. Galvanizuoto minkšto aukso gumbų kietumas yra maždaug 60–90 KHN, priklausomai nuo vonios chemijos ir nuosėdų sąlygų.
Kietasis auksas yra aukso lydinys, beveik visada aukso{0}}kobaltas, kuriame kobalto yra maždaug 0,1–0,3 % masės. Kartais pamatysite aukso-nikelio lydinį, tačiau kobaltas dažniau naudojamas jungtyse. Nusėdimo metu kobaltas nusėda ties grūdelių ribomis, nutraukdamas grūdų augimą ir sudarydamas kietesnes, smulkesnes{6}}grūdėles. Kobalto -sukietintas auksas yra 130–200 KHN pagal AMS 2422 specifikaciją - maždaug dvigubai kietesnis už minkštąjį auksą, kartais daugiau.
„Wear Life“: duomenys ir tai, ką jie jums iš tikrųjų sako
„Pogo“ kaiščio trinkelės gedimų seka beveik visada yra tokia pati: spyruoklinis -smeigtuko antgalis nutrina auksinį sluoksnį per pasikartojančius kontaktų ciklus; auksas nusidėvi iki apatinio nikelio sluoksnio; nikelis oksiduojasi; kontaktinis pasipriešinimas kyla. Taip atsitiko aukščiau pateiktame apyrankės gaminyje, tik greičiau nei tikėtasi, nes auksas buvo per plonas, kad jį būtų galima naudoti.
Ant pogo kaiščio pagalvėlės su 0,5 μm kobaltu{0}}sukietintu auksu, susidėvėjimas-mažesnėje nei 100–200 gf spyruoklės kontaktinėje jėgoje paprastai yra 10 000–50 000 ciklo diapazone. Noriu būti sąžiningas, kad šis diapazonas yra platus, o sklidimas yra tikras - kaiščio antgalio geometrija yra labai svarbi. Suapvalintas ar karūna{12}}smeigtukas paskirsto kontaktinį įtampą didesniame plote ir pailgina trinkelės tarnavimo laiką, palyginti su plokščiu ar kalto antgaliu, veikiant tokiai pat apkrovai. Atlikdami savo dviračių bandymus su 150 gf ir karūna{15}}smeigtuku, padarėme maždaug 35 000 ciklų su 0,5 μm kobalto auksu, kol pastebėjome išmatuojamą pasipriešinimo padidėjimą. Su plokščiu antgaliu ta pačia jėga, skaičius sumažėjo arčiau 8000. Jei nurodote „pogo“ kaiščio bloknotą ir nežinote, kokią kaiščio geometriją naudos jūsų dokas, platus diapazonas yra tinkamas - susiaurinkite jį, kai turite tokią informaciją.
Minkštas 0,5 μm auksas nusidėvi žymiai greičiau. Mūsų bandymai parodė, kad minkšto aukso pagalvėlės tarnavimo laikas yra maždaug 20–30 % lygiaverčio kobalto -sukietėjusio aukso, esant tokio paties storio ir spyruoklės jėgai. Tai nėra tikslus skaičius, todėl nesiūlyčiau dėl gaminio dizaino neatlikęs jūsų pačių testų - santykis keičiasi atsižvelgiant į kontaktinę jėgą, ciklo greitį, aplinką ir kaiščio geometriją. Tačiau kryptinga išvada yra nuosekli: bet kokiam naudojimui su reikšmingu ciklų skaičiumi minkštajam auksui reikia arba žymiai storesnio indėlio, arba dažniau keisti.
Ciklų skaičiaus slenkstis, kai minkštas auksas tampa gyvybingas, yra tikrai žemas - gamybos bandymo įtaisas, kuris mato 50 kontaktų ciklų prieš pakeitimą, vienkartiniai-diagnostikos priedai, laikinos jutiklių pagalvėlės klinikinėje aplinkoje. Po kelių šimtų ciklų kietojo aukso atsparumo dilimui pranašumas yra tikras, bet dažniausiai nenaudojamas, todėl mokate už galimybes, kurių nenaudosite.
Nikelio apatinis sluoksnis
„Pogo“ trinkelių dengimo specifikacijose dažnai daugiausia dėmesio skiriama aukso tipui ir storiui, o apatinis nikelio sluoksnis nenurodomas. Nikelis atlieka du dalykus: veikia kaip difuzijos barjeras, neleidžiantis auksui migruoti į vario pagrindą esant aukštai temperatūrai, ir užtikrina atsparumą korozijai, kai auksas galiausiai nusidėvi.
Auksas difunduoja į varį. Be barjerinio sluoksnio, pakartotinis terminis ciklas palaipsniui išeikvoja auksą nuo nuosėdų vario-pusės, todėl efektyvus aukso sluoksnis plonėja greičiau, nei manytų vien mechaninis susidėvėjimas. Beelektrinis nikelis 2–5 μm diapazone pagal IPC-4552 proceso gaires yra jungties{11}klasės „pogo pad“ programų standartas. Žemiau nei 2 μm, nikelio sluoksnio skylučių danga sukuria vietas, kuriose varis gali korozuoti, kai auksas nusidėvi arba pažeidžiamas. Virš 5 μm nikelio nuosėdų įtempis pradeda paveikti sukibimą aukso ir nikelio sąsajoje.
Kita nikelio problema yra ta, kad nikelio oksidas yra prastas elektros laidininkas. Kai aukso sluoksnis ant „Pogo“ smeigtuko pagalvėlės nusidėvi ir nikelio paviršius yra veikiamas drėgmės arba oksiduojančios atmosferos - tiksliai tokiomis sąlygomis, kurias mato riešo -dėvimas prietaisas -, nikelis oksiduojasi ir atsparumas kontaktui dar labiau padidėja net ir be papildomo mechaninio susidėvėjimo. Štai kodėl trinkelių susidėvėjimas-paprastai yra nepataisomas-gedimas. Kai nikelis yra atidengtas ir oksiduojamas, nebegalite nusivalyti iki priimtino kontaktinio pasipriešinimo.
Storis pagal pritaikymą
Kasdien įkraunami plataus vartojimo dėvimi daiktai - išmanieji laikrodžiai, kūno rengybos stebėjimo įrenginiai, ausinės - sukaupia 300–600 doko ciklų per metus. Per trejus{5}}ketverius metus{6}}produkto eksploatavimo laikas yra 1 000–2 500 ciklų. Kobaltu{12}}sukietintas auksas 0,3–0,5 μm virš 3 μm beelektrinio nikelio apima šį diapazoną. Nurodžiau 0,3 μm ir išlaikiau jį per visą produkto gyvavimo ciklą švarioje patalpų aplinkoje. Prakaito poveikis keičia skaičiavimą - druska pagreitina korozijos procesą, kai tik nusidėvi auksas, taigi, jei pagalvėlės plotas reguliariai liečiasi su oda, 0,5 μm suteikia reikšmingą papildomą ribą.
Medicininiai ir pramoniniai prietaisai su aukštesnio -dažnio kontaktų ciklais - diagnostiniai delniniai kompiuteriai, prijungiami kelis kartus per dieną, laboratorinė įranga, bandymų stoties prijungimo sąsajos - garantuoja 0,5–1,0 μm kobalto-sukietinto aukso, daugiau kaip 3–5 μm nikelio. Produktams, kurie tarp naudojimo būdų nušluostomi izopropilo alkoholiu arba ketvirtiniu amonio dezinfekavimo priemonėmis, yra naudingas tirštesnis auksas, nes cheminės valymo priemonės gali pagreitinti paviršiaus mikro-ataką net ir ant aukso, o storesnė nuosėda nusidėvi{10}} ilgiau. Mačiau, kad klinikiniuose delniniuose kompiuteriuose esantys 0,5 μm kontaktiniai trinkelės atrodo akivaizdžiai pablogėję po 18 mėnesių kasdienio naudojimo; ta pati 0,8 μm geometrija tuo metu vis dar veikė pagal specifikaciją.
Gamybos bandymų įrenginiai yra skirtingi. Ciklų skaičius yra didelis, bet armatūra yra kontroliuojamoje aplinkoje, yra apžiūrima ir keičiama kaip priežiūros elementas. 0.5μm kieto aukso ir 3 μm nikelio yra įprasta specifikacija, o daugelis armatūros operatorių planuoja trinkelių keitimą pagal ciklų skaičiaus slenkstį, o ne iki gedimo.
Kada nurodyti minkštą auksą
Litavimas yra pagrindinis atvejis. Kobalto -sukietėjęs auksas sukelia problemų litavimo jungtyje -, kobaltas trikdo srauto chemiją ir blogai drėkina, palyginti su minkštu auksu ar ENIG. Jei jūsų „Pogo“ kaiščio padas turi būti lituojamas surinkimo metu, o ne tik kaip kontaktinis paviršius, minkštas auksas arba ENIG yra tinkami litavimo reikalavimui. Kompromisas yra kontaktinis gyvenimas, jei antklodė taip pat mato pasikartojantį važiavimą dviračiu, o tai yra tikra problema kai kuriems dvejopos paskirties{5}}konstrukcijoms.
Labai mažas ciklų skaičius,{0}}mokesčiai jautrios programos yra kitas atvejis. Jei trinkelė iš tikrųjų matys mažiau nei 200 kontaktų ciklų per visą savo tarnavimo laiką, tinkamo storio minkštas auksas atlieka savo darbą.
Vieną argumentą dėl minkštojo aukso aš atstūmiau ne kartą: „mums tereikia išgyventi laboratorinius tyrimus, galbūt 50 ciklų, kol gamyba įsipareigoja laikytis specifikacijų“. Bandymo trinkelės mato daugiau ciklų greičiau nei tikėtasi -, kai klientai paima inžinerinius pavyzdžius, 50 tampa keliais šimtais. Aš nustojau nurodyti „minkštą auksą“ inžineriniams pavyzdžiams, nebent tame etape projektas turi tam tikrų išlaidų apribojimų.
Specifikacijos tikrinimas
Paauksavimo specifikacijas lengva užrašyti ant brėžinio, o tiekėjas gali nepastebėti gamybos, niekam to nepagavus.
XRF (rentgeno spindulių fluorescencija) yra standartinis neardomasis metodas, skirtas aukso sluoksnio storiui patikrinti ant gatavų smeigtukų. Reikalauti XRF duomenų per gaunamą patikrinimą - faktinius partijos dalių matavimus, o ne vonios įrašus iš dengimo bako. Jei tiekėjas negali to pateikti, jo proceso kontrolė yra nepilna.
Knoop arba Vickers mikrokietumo bandymas ant dengimo skerspjūvio kupono{0}}patvirtina, kad aukso lydinys iš tikrųjų yra sukietėjęs kobaltu. Kietumo diapazonai nesutampa: minkštas auksas (60–90 KHN), palyginti su kobaltu{5}}sukietintu kietuoju auksu (130–200 KHN). Vienintelis matavimas iš bandomojo kupono, paimto iš dengimo partijos, yra įtikinamas. Bandymas yra destruktyvus, todėl jis atliekamas su kuponais, o ne su baigtomis dalimis. Bet kuris rimtas galvanizavimo tiekėjas tai atlieka kaip vonios kokybės kontrolės dalį; prašykite duomenų kaip savo pirmojo{11}}straipsnio tikrinimo paketo dalį.
Druskos purškimas pagal ASTM B117 arba IEC 60068-2-11 taikomas trinkelėmis korozinėje aplinkoje. Auksas nerūdija, todėl druskos purškimo bandymas iki nusidėvėjimo parodys, kaip greitai suyra pagrindinis nikelis jūsų bandomomis aplinkos sąlygomis.
Dažnai užduodami klausimai
Mano PCB namas sako, kad jie gali padaryti "auksinį jungtį" ant padėklo sričių. Ar tai tas pats, kas atskirai nurodyti grūdintą{1}auksą?
Nebūtinai, o skirtumas yra svarbus. Daugelis PCB gamintojų siūlo auksinę jungtį kaip priedą, Kai kuriose parduotuvėse parduodamas tikras kobaltu{3}}sukietintas galvanizuotas auksas; kiti padengia minkštu auksu iki jungties storio. Specialiai teiraukitės kobalto kiekio, kietumo (KHN) iš naujausių vonios bandymų ir XRF duomenų apie pavyzdines dalis. Patikrinau, kad PCB{6}}integruotas „Pogo Pin“ padas auksas nepateisino 30–40 % storio. Nepagaunama be matavimo.
Ar aukso storis turi įtakos pradiniam kontakto atsparumui, ar tik ilgalaikiam{0}} veikimui?
Ilgalaikis{0}}našumas yra ten, kur jis pasirodo. Auksas, kurio storis yra 0,3–1,0 μm, iš esmės turi tą patį tauriojo metalo paviršių prie kontaktinio kaiščio, todėl pradiniai kontaktinio pasipriešinimo rodmenys jų neatskiria. Jei matuojate padidėjusį kontaktinį pasipriešinimą ant naujų „Pogo“ kaiščių trinkelių, dengimo specifikacijos tikriausiai nėra priežastis - prieš pradėdami taikyti dengimo specifikacijas patikrinkite paviršiaus užterštumą, kaiščio antgalio geometriją ir spyruoklės jėgą.
Kaip teisingai užrašyti dengimo specifikaciją ant brėžinio?
Minimalus: aukso lydinio tipas, minimalus storis ir nikelio apatinio sluoksnio minimalus storis su normatyvine nuoroda. Pilna figūrinė išnaša skamba: „Au (Co-harded) min. 0.5μm virš EN min. 3.0μm vienam IPC-4552 Class B“. Standartinė nuoroda yra svarbi, nes ji apibrėžia, kaip tiekėjas patikrina ir sertifikuoja dengimą – „kietas auksas 0,5 μm“ be norminės nuorodos palieka nenurodytą bandymo metodą ir neduoda jums nieko, su kuo būtų galima atlikti auditą. Dėl automobilių ar aviacijos atsekamumo reikalavimų AMS 2422 atitinka specifinius aukso grynumo ir kietumo reikalavimus, kurių IPC-4552 netaiko.
Kuriame nešiojamam medicinos prietaisui skirtą kontaktinį kilimėlį pogo pin. Kas pasikeičia?
Medžiagos specifikacijos - kobaltas-sukietintas auksas virš beelektrinio nikelio - išlieka nepakitęs. Keičiasi tikrinimo ir atsekamumo struktūra. Pagal ISO 13485 galvanizavimas yra specialus procesas, o tai reiškia, kad tiekėjas turi būti kvalifikuotas ir tvarkyti proceso įrašus, kuriuos galite patikrinti, o ne tik pateikti galutinius patikrinimo duomenis. Jūsų dizaino istorijos bylai reikalingi tiekėjo kvalifikacijos dokumentai, kurie skiriasi nuo to, ko reikalaujama plataus vartojimo produktui.
Verta pagalvoti apie biologinį suderinamumą, jei yra koks nors kelias, kad pogo kaiščio pagalvėlė galėtų liestis su oda. Auksas yra biologiškai suderinamas; nikelis yra žinomas sensibilizatorius ir alergenas didelėje gyventojų dalyje. Jei jūsų mechaninis išdėstymas nukreipia trinkelės sritį bet kurioje vietoje, kuri liečiasi su oda, nurodykite storesnį auksą, kad kuo ilgiau uždelstumėte nusidėvėjimą, arba pridėkite paladžio tarpinį sluoksnį tarp nikelio ir aukso - paladis suteikia papildomą difuzijos barjerą ir nekelia tokių pačių biologinio suderinamumo problemų kaip nikelis. Dauguma nešiojamų medicininių „pogo“ įklotų konstrukcijų nukreipia įklotą nuo kontakto su oda, kad būtų išvengta šio klausimo, todėl verta nuspręsti anksti mechaninio išdėstymo metu, o ne modifikuoti vėliau.
Kaip dažnai į gaunamą patikrinimą turėtų būti įtrauktas kietumo patikrinimas, palyginti su tik XRF?
XRF kiekviena partija, kietumas iš kupono pirmame straipsnyje ir bet kokiu dažnumu, kurio reikalauja jūsų kokybės planas nuolatiniam procesui patvirtinti -, paprastai kas ketvirtį tiekėjui, turinčiam stabilų, dokumentais pagrįstą procesą ir atitinkančių partijų įrašus, dažniau, jei yra kokių nors vonios chemijos pokyčių. Taip pat atlikčiau kietumo patikrą kiekvieną kartą, kai tiekėjas pakeičia vonios dengimo cheminę sudėtį arba papildo naują cheminių medžiagų partiją, nes vonios sudėtis tiesiogiai veikia kobalto įterpimo greitį, taigi ir kietumą. Gauti pranešimą apie šiuos pakeitimus verta įtraukti į tiekimo sutartį.
Susisiekite su mumis dėl „Pogo Pin Pad“ specifikacijos
Norint gauti tinkamas „Pogo“ kaiščių pagalvėlės auksines specifikacijas, paprastai reikia trijų dalykų: žinoti tikrąjį ciklų skaičių, suprasti poveikį aplinkai ir patikrinti, ką tiekėjas pateikia, palyginti su tuo, ką nurodėte. Jei priimate sprendimą dėl specifikacijos arba derinate kontaktinio pasipriešinimo problemą šioje srityje, [Dongguan Xinteng Electronics Co., Ltd.] inžinierių komanda pastebėjo daugybę šių gedimo režimų ir paprastai gali greitai pasakyti, ar danga greičiausiai yra priežastis.
Susisiekite su mumis adresu [xt@xtpogopin.com], pateikdami išsamią paraiškos informaciją ir dabartinę specifikaciją. Jei jums reikia pavyzdinių skirtingų kietojo ir minkšto aukso konfigūracijų pogo kaiščių pagalvėlių palyginimui atlikti, galime juos pateikti - [pogo pin kontaktinis padas].
