Детали скоса и плоскости печатной платы с позолоченными контактами

Ключевые слова: Печатная плата с золотыми пальцами, Позолоченная печатная плата

Для обеспечения соединений между различными платами, позолоченные тонкие разъемы, известные как печатная плата с золотыми пальцами, располагаются на краю печатных плат. Они долго работают благодаря превосходной проводимости и самому твердому доступному типу золота; они изготавливаются из сусального золота. Толщина золотых пальцев обычно составляет от 3 до 50 микрон.

Золото выбрано для этих пальцев, так как обладает наивысшей электропроводностью и стойкостью к коррозии после серебра и меди. Для повышения устойчивости пальцев к износу, золото иногда комбинируют с кобальтом и никелем. Печатные платы многократно отсоединяются или соединяются друг с другом. Поэтому эти точки соединения подвергаются некоторому износу.

При создании этого финишного покрытия чистота составляет 99,9% чистого золота для всех золотых покрытий печатных плат. Существует множество типов золотых покрытий, наносимых на печатные платы, некоторые из них являются частью финальной сборки. Для защиты химического никелевого покрытия и основного покрытия в процессе сборки используются устройства для поверхностного монтажа (SMT) и сквозные отверстия.

Что такое скос золотых пальцев печатной платы?

Процесс нанесения покрытия на золотые пальцы печатной платы начинается после нанесения паяльной маски и перед финишным покрытием поверхности. Он включает следующие этапы:

• Скос: Для облегчения доступа к соответствующему отверстию края затем сужаются или скашиваются под определенным углом.
• Золочение: На слой никеля наносится от 1 до 2 микрон твердого золота. Для повышения поверхностного сопротивления в золото также обычно добавляют кобальт.
• Никелирование: Изначально на края разъемов пальцев наносится от 2 до 6 микрон никеля.

Спецификации проектирования золотых пальцев печатной платы:

• Не рекомендуется размещать металлизированные сквозные отверстия (PTH) в пределах 1 мм от золотых пальцев.
• Для предотвращения обнажения при скашивании внутренние слои печатной платы у краев должны быть без меди.
• Нарушение стандартных значений расстояния может привести к растрескиванию и ослаблению платы.
• Между краем платы и золотыми пальцами следует соблюдать расстояние не менее 0,5 мм.
• Позолоченная печатная плата должна располагаться так, чтобы пальцы были направлены наружу от центра платы.
• Вблизи золотых пальцев не следует выполнять трафаретную печать или наносить паяльную маску.

Печатные платы с неоднородными золотыми пальцами:

В некоторых печатных платах некоторые золотые пальцы проектируются короче других. Наиболее релевантным примером такой платы является плата для кард-ридеров памяти. Устройство, связанное с длинными пальцами, должно включаться в первую очередь, до тех, что связаны с более короткими пальцами.

Печатные платы с сегментированными золотыми пальцами

Внутри одних и тех же пальцев одной и той же печатной платы некоторые из них также разделены, и сегментированные золотые пальцы имеют разную длину. Такие печатные платы подходят для прочных и водонепроницаемых устройств.

Меры контроля качества золотых пальцев печатной платы:

Ассоциацией индустрии соединительных электронных устройств (IPC) предложен ряд стандартов для производства золотых пальцев печатной платы. Стандарты IPC следующие:

• Состав вещества: золотое покрытие должно содержать от 5 до 10% кобальта для достижения максимальной жесткости по краям позолоченных контактов печатной платы.
• Толщина: В диапазоне от 2 до 50 микро-дюймов толщина покрытия должна поддерживаться. Стандартные толщины по размеру составляют 0.125 дюйма, 0.062 дюйма, 0.031 дюйма и 0.093 дюйма.
• Визуальный контроль: С помощью увеличительной линзы проводится визуальный осмотр. Контактные края должны быть свободны от избыточного покрытия, такого как никель, иметь чистую, гладкую поверхность.
• Тест лентой: Для проверки адгезии золотого покрытия с контактами проводится тест. На контактные края накладывается полоска ленты, а затем снимается. На втором этапе лента исследуется на наличие следов покрытия. Если на ленте видно золото, покрытие считается неудовлетворительным для надежного подключения и отключения.

ENIG (Погружное золочение по химическому никелю)

Мягкое золото — это самое популярное финишное покрытие, используемое разработчиками. Оно довольно легко управляется и самоограничивается, обрабатывается при толщине 1-3 микро-дюйма. При нанесении, что облегчает трудности обработки при сборке, погружное золочение по химическому никелю (ENIG) в качестве финишного покрытия является очень ровным.

В последнее время мы наблюдаем, как инженеры-конструкторы увеличивают запросы на добавление большего количества золота, учитывая, что золото является ценным материалом. Например, толщина 4-8 микро-дюймов изменила стандартный процесс производства, увеличила сроки выполнения и требует дополнительных затрат. Хотя такие особые заказы выполняются, это ограничивает объем продукции, который может быть перемещен. В любом случае, зачем нужно увеличивать количество золота? Для корректировки обработки дополнительное золото может помочь в защите, но необходимо учитывать только требуемые области.

ENEPIG (Погружное золочение по химическому никелю и палладию)

Как и ENIG, только в состав добавляется палладий, просто путем погружного золочения по химическому никелю и химическому палладию (ENEPIG). У этого метода были свои проблемы, когда ENIG только появился. Две из них — это "черная подушка" и несмачиваемость. Чтобы улучшить смачиваемость и защиту, считалось, что добавление палладия к основному никелю ограничит проблему.

Как и ожидалось, покрытие ENEPIG не получило широкого распространения. Из-за усложненного производства, требований разработчиков и заказчиков, а также необходимости отдельной технологической линии, оно добавило затрат на дорогой палладий. В зависимости от объема, стоимость увеличивалась на 35-60%, и это покрытие увеличивало время обработки. Сроки поставок растягивались вместе с ростом затрат. Обычно линия загружается полностью или запускается раз в месяц, хотя процесс отработан.

Для срока хранения и проволочного монтажа это покрытие имеет некоторые преимущества, но также имеет серьезные недостатки.

Позолоченные контакты

Золотые контакты предлагают различные области применения. Некоторые связаны с подключением к материнской плате или аналогичному разъему, например, для краевого соединения платы. Погружное покрытие может присутствовать на карте, которая вставляется один раз и остается на весь жизненный цикл, в то время как карта, которая многократно вставляется и извлекается, должна иметь твердое позолоченное покрытие.

Часто в сочетании с мембранным переключателем, печатная плата используется там, где скрытое золото выдерживает многочисленные нажатия клавиатуры. Специалистом обычно определяется толщина золочения на контактах клавиатуры в 200-300 микро-дюймов. Многочисленные включения активации или усилия выдерживаются твердым золотом.

Подумайте о своем калькуляторе или клавиатуре, чтобы лучше понять долговечность. Каждое нажатие должно обеспечивать надежное соединение при длительном использовании. Этот вид золочения является электролитическим или гальваническим, наносимым с использованием электрического заряда, а не просто химической реакцией. Изменяя продолжительность процесса нанесения покрытия, можно контролировать толщину позолоченных контактов печатной платы.