Estamos haciendo un dispositivo USB pero con las pistas USB en la propia PCB, algo como esto:
Mi preocupación es con respecto a la vida de dicho producto. ¿Cómo puedo hacer que dure tanto tiempo si tuviera que agregar un conector USB 'normal' a la PCB?
El espesor de cobre que hemos utilizado es de 60 um y el espesor de oro en las pistas USB es de aproximadamente 0,5 um. ¿Será esto suficiente?
Creo que vería una degradación del rendimiento cuando comenzara a desgastarse el acabado dorado y el cobre/níquel debajo. La mejor manera de evitar esto sería poner tanto oro como puedas, pero esto se vuelve costoso.
Regla de oro n.° 3: los recubrimientos de oro se pueden usar para lograr una alta durabilidad
Recubrir un contacto con oro puro (es decir, suave) generalmente da como resultado un conector con baja durabilidad y altas fuerzas de inserción (es decir, alto coeficiente de fricción), especialmente cuando el espesor es mayor a 0,13 micras (5 micropulgadas).
En la práctica, los recubrimientos de oro generalmente se endurecen agregando pequeñas cantidades de cobalto o níquel al oro. Dichos recubrimientos se definen como "oro duro" y producen recubrimientos con un bajo coeficiente de fricción y excelentes características de durabilidad. Los contactos revestidos de oro duro generalmente pueden soportar cientos o miles de ciclos de durabilidad sin fallar. La durabilidad de los revestimientos de oro duro se puede mejorar usando una capa inferior que tenga un valor de dureza mayor que el del oro y que brinde soporte mecánico.
Generalmente se recomienda el níquel como capa base para este propósito. Los lubricantes también son efectivos para aumentar la durabilidad de los recubrimientos de oro. En general, la lubricación puede aumentar la durabilidad de un contacto de oro en un orden de magnitud.
Fuente: Informe técnico Reglas de oro: Directrices para el uso de oro en los contactos del conector
En mi experiencia, un acabado de oro duro suele funcionar mejor con cualquier cosa de oro, pero también es más caro. Evaluar la compensación de costo vs calidad.
¿Cuánto tiempo va a durar? Tendrás que probarlo tú mismo. Sin embargo, vale la pena saber que los conectores estándar (que no están en el extremo de la placa de circuito impreso) tienen un flash de 30um y aún funcionan durante ciclos de 10k:
Dos factores clave: Diseño de contacto: Efecto importante en la durabilidad de la fuerza del resorte, eventualmente se reducirá a un nivel que no dará un buen contacto. Chapado en oro: cuanto más grueso es el oro, más tarda en desgastarse.
Número de ciclos de acoplamiento:
USB 2.0 Tamaño completo: 1500 ciclos de acoplamiento, chapado en oro.
USB 2.0 Mini: 5000 ciclos de acoplamiento, chapado en oro de 15 µ”.
Micro USB 2.0: 10 000 ciclos de acoplamiento, chapado en oro de 30 µ”.
USB 3.0 de tamaño completo: 5000 ciclos de acoplamiento, chapado en oro de 30 µ”.
USB 3.0 Micro: 10 000 ciclos de acoplamiento, chapado en oro de 30 µ”.
Tipo C: 10 000 ciclos de acoplamiento, chapado en oro de 30 µ".
Fuente: https://gct.co/usb-connector
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