Placage d'or - Gold plating
Le placage à l'or est une méthode de dépôt d'une fine couche d' or sur la surface d'un autre métal, le plus souvent du cuivre ou de l' argent (pour faire de la vermeil ), par placage chimique ou électrochimique . Cet article couvre les méthodes de placage utilisées dans l'industrie électronique moderne; pour des méthodes plus traditionnelles, souvent utilisées pour des objets beaucoup plus grands, voir dorure .
Les types
Il existe plusieurs types de placage à l'or utilisés dans l'industrie électronique :
- Le placage à l'or doux et pur est utilisé dans l' industrie des semi - conducteurs . La couche d'or est facilement soudée et liée par fil . Sa dureté Knoop est comprise entre 60 et 85. Les bains de placage doivent être maintenus exempts de contamination.
- L'or doux et pur est déposé à partir d'électrolytes spéciaux. Des circuits imprimés entiers peuvent être plaqués. Cette technologie peut être utilisée pour le dépôt de couches adaptées au câblage filaire.
- Or dur brillant sur les contacts , avec une dureté Knoop comprise entre 120 et 300 et une pureté d'or de 99,7 à 99,9 %. Contient souvent une petite quantité de nickel et/ou de cobalt ; ces éléments interfèrent avec la liaison des puces, par conséquent les bains de placage ne peuvent pas être utilisés pour les semi-conducteurs.
- L'or dur brillant sur les languettes de la carte de circuit imprimé est déposé en utilisant une concentration plus faible d'or dans les bains. Contient généralement aussi du nickel et/ou du cobalt. Les connecteurs de bord sont souvent fabriqués par immersion à profondeur contrôlée du bord des planches uniquement.
Chimie de placage d'or
Il existe cinq classes reconnues de chimie de placage à l'or :
- Cyanure d' or alcalin , pour le placage d'or et d'alliages d'or
- Cyanure d'or neutre, pour un placage de haute pureté
- Placage à l'or acide pour un placage d'or dur brillant et d'alliage d'or
- Sans cyanure, généralement à base de sulfite ou de chlorure pour le placage d'or et d'alliages d'or
- Divers
Bijoux
Le placage d'or de l'argent est utilisé dans la fabrication de bijoux . L'épaisseur du placage d'or sur les bijoux est notée en microns (ou micromètres). Les microns d'épaisseur déterminent combien de temps le placage d'or dure avec l'utilisation. L'industrie de la bijouterie désigne différentes qualités de placage d'or dans la terminologie suivante
- Or flashé / Or lavé - épaisseur de couche d'or inférieure à 0,5 micron
- Plaqué or - épaisseur de couche d'or supérieure ou égale à 0,5 micron
- Plaqué or lourd / Vermeil - épaisseur de couche d'or supérieure ou égale à 2,5 microns
Les bijoux en argent plaqué or peuvent encore se ternir lorsque les atomes d'argent se diffusent dans la couche d'or, provoquant une lente décoloration progressive de sa couleur et éventuellement un ternissement de la surface. Ce processus peut prendre des mois voire des années, selon l'épaisseur de la couche d'or. Une couche de métal barrière est utilisée pour contrer cet effet - il peut s'agir de nickel ou de rhodium. Le cuivre, qui migre également dans l'or, le fait plus lentement que l'argent. Le cuivre est généralement encore plaqué de nickel. Un article en argent plaqué or est généralement un substrat en argent avec des couches de cuivre, de nickel et d'or déposées dessus.
Réflectivité infrarouge
L'or, appliqué par des méthodes évaporées ou par galvanoplastie, a été spécifié par la NASA pour contrôler thermiquement les instruments des engins spatiaux, en raison de sa réflectivité de 99% dans les longueurs d'onde infrarouges.
Électronique
Le placage à l'or est souvent utilisé dans l'électronique, pour fournir une couche électriquement conductrice résistante à la corrosion sur le cuivre , généralement dans les connecteurs électriques et les cartes de circuits imprimés .
Avec le placage direct or sur cuivre, les atomes de cuivre ont tendance à diffuser à travers la couche d'or, provoquant le ternissement de sa surface et la formation d'une couche d' oxyde et/ou de sulfure .
Une couche d'un métal barrière approprié , généralement du nickel , est souvent déposée sur le substrat de cuivre avant le placage d'or. La couche de nickel fournit un support mécanique à la couche d'or, améliorant sa résistance à l' usure . Il réduit également l'impact des pores présents dans la couche d'or.
Les couches de nickel et d'or peuvent être plaquées par des procédés électrolytiques ou autocatalytiques . De nombreux facteurs doivent être pris en compte dans le choix des méthodes de placage électrolytique ou autocatalytique. Il s'agit notamment de l'utilisation du dépôt, de la configuration de la pièce, de la compatibilité des matériaux et du coût de traitement. Dans différentes applications, le placage électrolytique ou autocatalytique peut présenter des avantages en termes de coût.
A des fréquences plus élevées, l' effet de peau peut provoquer des pertes plus élevées en raison de la résistance électrique plus élevée du nickel ; une trace nickelée peut voir sa longueur utile raccourcie trois fois dans la bande des 1 GHz par rapport à une trace non plaquée. Un placage sélectif est utilisé, déposant les couches de nickel et d'or uniquement sur les zones où cela est nécessaire et ne provoque pas d'effets secondaires néfastes.
Le placage à l'or peut entraîner la formation de moustaches dorées .
La liaison par fil entre les contacts plaqués or et les fils d'aluminium ou entre les contacts en aluminium et les fils d'or dans certaines conditions développe une couche fragile d'intermétalliques or-aluminium , connue sous le nom de peste violette .
Problèmes de soudure
La soudure des pièces plaquées or peut être problématique car l'or est soluble dans la soudure . La soudure qui contient plus de 4 à 5 % d'or peut devenir cassante. La surface articulaire est terne.
L'or réagit à la fois avec l' étain et le plomb à l'état liquide, formant des intermétalliques fragiles . Lorsque la soudure eutectique 63 % étain - 37 % plomb est utilisée, aucun composé plomb-or ne se forme, car l'or réagit préférentiellement avec l'étain, formant l' AuSn
4composé. Particules d' AuSn
4se dispersent dans la matrice de soudure, formant des plans de clivage préférentiels , abaissant considérablement la résistance mécanique et donc la fiabilité des joints de soudure résultants.
Si la couche d'or ne se dissout pas complètement dans la soudure, alors des réactions intermétalliques lentes peuvent se dérouler à l'état solide pendant la migration croisée des atomes d'étain et d'or. Les intermétalliques ont une mauvaise conductivité électrique et une faible résistance. Les réactions intermétalliques en cours provoquent également l' effet Kirkendall , entraînant une défaillance mécanique de l'articulation, similaire à la dégradation des liaisons or-aluminium connue sous le nom de peste pourpre .
Une couche d'or de 2 à 3 µm se dissout complètement en une seconde dans des conditions de soudage à la vague typiques . Des couches d'or inférieures à 0,5 µm (0,02 millième ) se dissolvent également complètement dans la soudure, exposant ainsi le métal sous-jacent (généralement du nickel) à la soudure. Les impuretés dans la couche de nickel peuvent empêcher la soudure de s'y lier. Le nickelage autocatalytique contient du phosphore. Le nickel avec plus de 8% de phosphore n'est pas soudable. Le nickel électrodéposé peut contenir de l'hydroxyde de nickel . Un bain d'acide est nécessaire pour éliminer la couche de passivation avant d'appliquer la couche d'or ; un mauvais nettoyage conduit à une surface en nickel difficile à souder. Un flux plus fort peut aider, car il aide à dissoudre les dépôts d'oxyde. Le carbone est un autre contaminant du nickel qui entrave la soudabilité.