Руководство по золотым пальцам печатных плат

Перейти к:

• Что такое золотые пальцы?
• Как используются золотые пальцы
• Характеристики Gold Finger, которые вы должны знать
• Скашивание золотых пальцев на печатной плате
• Как золотые пальцы меняют мир

В современном компьютеризированном и мобильном мире сигналы передаются между многочисленными устройствами. Для выполнения каждой команды необходимо установить связь между двумя или более печатными платами. Все это было бы невозможно без золотых пальцев, которые служат соединительными контактами между материнскими платами и такими компонентами, как графические или звуковые карты.

Технология, используемая для передачи этих сигналов и команд, представляет собой огромный скачок вперед по сравнению с более ранней электроникой, которая обычно состояла из отдельных модулей, которые было трудно соединить друг с другом. С золотыми пальцами процессы одной печатной платы сразу же считываются основной платой обработки.

Процессы, связанные с этой передовой технологией, распространяются на все уголки государственного и частного секторов. В мире производства сигналы передаются между различными устройствами и машинами для запуска ряда процессов, многие из которых не могут быть выполнены руками человека. На автосборочных заводах и предприятиях по упаковке пищевых продуктов многочисленные команды выполняются с помощью машин, управляемых компьютером, в большинстве из которых используются печатные платы того или иного размера.

Многие современные промышленные процессы стали возможными благодаря золотым пальцам. Так что же это такое и почему они так важны для внутренней работы компьютерных технологий?

Запросить бесплатное предложение

Что такое золотые пальцы?

Золотые пальцы — это позолоченные столбцы, которые вы видите вдоль соединительных краев печатных плат (PCB). Целью золотых пальцев является подключение вторичной печатной платы к материнской плате компьютера. Золотые пальцы PCB также используются в различных других устройствах, которые обмениваются данными с помощью цифровых сигналов, таких как потребительские смартфоны и умные часы. Золото используется для соединительных точек вдоль печатной платы из-за превосходной проводимости сплава.

Существует два типа золота, применимых для процесса покрытия печатных плат золотыми пальцами:

• Химическое никелевое иммерсионное золото (ENIG) : Это золото более экономично и его легче паять, чем золото с гальваническим покрытием, но его мягкий, тонкий (обычно 2-5 мкм) состав делает ENIG непригодным для абразивного воздействия при вставке и удалении печатной платы.
• Твердое золото с гальваническим покрытием : Это золото является твердым (твердым) и толстым (обычно 30 мкм), что делает его более подходящим для абразивных эффектов постоянного использования печатных плат.

Золотые пальцы позволяют различным печатным платам взаимодействовать друг с другом. Сигналы от источника питания к устройству или оборудованию должны проходить между несколькими контактами, чтобы заданная команда была приведена в действие.

Как только вы нажмете команду, сигнал пройдет между одной или несколькими печатными платами, прежде чем он будет прочитан. Например, если вы нажмете удаленную команду на мобильном устройстве, сигнал будет отправлен с устройства с поддержкой печатной платы в вашей руке на ближайшую или удаленную машину, которая, в свою очередь, получит сигнал с помощью своей собственной печатной платы.

Процесс покрытия золотых пальцев включает в себя ряд кропотливых шагов. Это гарантирует, что каждая печатная плата, сходящая с производственной линии, оснащена надлежащим образом для безошибочной передачи сигналов. Стандарты, используемые в процессе покрытия, также помогают обеспечить идеальное соответствие золотых контактов на каждой печатной плате с соответствующими слотами на данной материнской плате.

Чтобы гарантировать, что все эти пальцы и слоты подходят друг к другу, каждая печатная плата должна пройти серию проверок и испытаний на дефекты. Если золотое покрытие на печатной плате недостаточно гладкое или плохо прилегает к поверхности, результатов будет недостаточно для коммерческого выпуска.

Чтобы золотые пальцы печатной платы соединились, процесс покрытия должен выполняться поэтапно, при этом сначала обрабатываются окружающие детали платы. Когда приходит время покрывать пальцы, поверх меди наносится никель. Затем в последнюю очередь наносится финишная обработка поверхности. После того, как все застыло, плиту осматривают под увеличительным стеклом и подвергают испытаниям на адгезию.

Как используются золотые пальцы?

Золотые пальцы используются в качестве соединительных контактов между двумя соседними платами. Помимо своей проводимости, целью золота является защита соединительных кромок от износа при многократном использовании. Благодаря прочности твердого золота определенной толщины, золотые пальцы позволяют подключать, отключать и повторно подключать печатную плату до 1000 раз в соответствующем слоте.

Функции золотых пальцев многоцелевые. При любой настройке компьютера вы увидите ряд периферийных устройств, которые подключаются к самому компьютеру благодаря золотым пальцам печатной платы. Вот некоторые из наиболее распространенных применений золотых пальцев:

• Точки соединения : Когда вторичная печатная плата подключается к основной материнской плате, это делается через один из нескольких гнездовых разъемов, таких как слот PCI, ISA или AGP. Через эти прорези золотые пальцы проводят сигналы между периферийным устройством или внутренней картой и самим компьютером.
• Специальные адаптеры : Золотые пальцы позволяют повысить производительность персонального компьютера. Благодаря вторичным печатным платам, которые вставляются перпендикулярно материнской плате, компьютер может обеспечивать улучшенную графику и высококачественный звук. Поскольку эти карты редко отсоединяются и снова прикрепляются, золотые пальцы обычно служат дольше самой карты.
• Внешние подключения : Внешние периферийные устройства, которые были добавлены к компьютерной станции, подключаются к материнской плате с помощью золотых пальцев печатной платы. Такие устройства, как динамики, сабвуферы, сканеры, принтеры и мониторы, подключаются к специальным разъемам позади компьютерной башни. Эти слоты, в свою очередь, подключаются к печатным платам, которые подключаются к материнской плате.

Для работы соответствующего устройства его собственная карта должна быть подключена к источнику питания. Все это возможно благодаря пальцам и соответствующим слотам на материнской плате. Gold finger предоставляет модульным печатным платам возможность работать и предоставлять современные функции пользователям удаленных и стационарных вычислительных устройств.

Гибкость системы печатных плат, благодаря которой в разные слоты подключаются карты разных типов, позволяет периодически обновлять один и тот же компьютер в течение пяти или десяти лет. Каждый раз, когда обновляется звуковая или графическая карта, вы можете удалить предыдущую карту с материнской платы и заменить ее новой улучшенной моделью. При каждом обновлении золотые пальцы на печатной плате остаются универсальным соединительным контактом.

Помимо персональных компьютеров, золотые пальцы PBC также используются в качестве соединительных контактов в компьютеризированном промышленном оборудовании. Большой арсенал механизированного оборудования, которое вы увидите на прессовочном заводе или автомобильном заводе, будет включать в себя ассортимент внутренних карт, которые подключаются к основному источнику энергии с помощью золотых пальцев. Например, заводские роботы-манипуляторы снабжены золотыми карточками, которые подсказывают различные движения.

Характеристики Gold Finger, которые вы должны знать

Во время процесса покрытия печатных плат золотыми пальцами необходимо соблюдать определенные стандарты, чтобы пальцы работали правильно. В конструкции самой печатной платы также должны быть учтены области, необходимые для правильной длины пальцев и их выравнивания. Независимо от назначения или размера самой печатной платы, при проектировании золотых пальцев всегда применимы следующие правила:

• Сквозные отверстия с покрытием никогда не должны располагаться близко к золотым пальцам.
• Золотые пальцы не должны соприкасаться с паяльной маской или трафаретной печатью, которые должны находиться на расстоянии.
• Золотые выступы всегда должны быть направлены в противоположную сторону от середины печатной платы (если вы хотите, чтобы края были скошены)

Если какое-либо из этих правил не соблюдается во время процесса покрытия печатной платы золотыми контактами, печатная плата может быть не в состоянии обмениваться данными с материнской печатной платой. С другой стороны, плата может неправильно входить в соответствующий слот на материнской плате.

Причина, по которой золото используется для соединительных пальцев на печатных платах, связана с превосходной прочностью и проводимостью сплава. Прочность золота позволяет сотни раз вставлять и извлекать пальцы без износа соединительных контактов. Без защиты золотого покрытия печатная плата легко может быть лишена своих соединительных функций после нескольких использований.

Вы можете удивиться, почему золото лучше других металлов. Ведь золото – один из самых редких и дорогих природных элементов. Может быть, было бы более выгодно покрыть соединительные края печатных плат медью или никелем? Золото, однако, необходимо для функций, требуемых от печатной платы.

Когда печатные платы приобрели современную форму, золото было признано наиболее подходящим металлом для соединительных контактов с учетом нескольких факторов. Основными преимуществами золота являются электропроводность сплава и устойчивость к коррозии. Для дополнительной прочности золото, используемое в печатных платах, обычно сплавляют с никелем или кобальтом, что придает золоту дополнительную устойчивость к износу в условиях постоянной активности ПХД. Для процесса покрытия никель имеет толщину от 150 до 200 микродюймов.

Стандарты производства золотых пальцев для печатных плат были установлены в 2002 году Ассоциацией Connecting Electronics Industries (IPC). В стандарты были внесены поправки в 2012 году с выпуском IPC-4556. В 2015 году в стандарты снова были внесены поправки с выпуском IPC A-600 и IPC-6010, которые в настоящее время являются наиболее широко используемыми стандартами в производстве печатных плат. Стандарты IPC можно резюмировать следующим образом:

• Химический состав : Для максимальной жесткости по краям контактов печатной платы позолота должна содержать от 5 до 10 процентов кобальта.
• Толщина : Толщина покрытия золотых пальцев всегда должна находиться в диапазоне от 2 до 50 микродюймов. Стандартная толщина по размеру составляет 0,031 дюйма, 0,062 дюйма, 0,093 дюйма и 0,125 дюйма. Меньшая толщина обычно используется для прототипов, а большая толщина используется вдоль соединительных краев, которые регулярно вставляются, отсоединяются и снова вставляются.
• Визуальный тест : Золотые пальцы должны пройти визуальный тест, проводимый с помощью увеличительной линзы. Кромки должны иметь гладкую, чистую поверхность, на них не должно быть лишнего покрытия или следов никеля.
• Тест ленты : Чтобы проверить клейкость позолоты вместе с контактами, ICP рекомендует тест, при котором полоска ленты помещается вдоль краев контактов. После удаления ленты осмотрите полосу на наличие следов гальванического покрытия. Если на ленте видно какое-либо золотое покрытие, это означает, что покрытие не имеет достаточной адгезии вместе с контактами.

Существует множество других стандартов для процесса покрытия печатных плат золотыми пальцами, и все они должны быть прочитаны полностью для глубокого понимания. По мере совершенствования технологий в процесс обычно вводятся дополнительные стандарты тестирования, поэтому лучше периодически проверять наличие обновлений у IPC.

Скос золотых пальцев на печатной плате

На печатной плате процесс покрытия печатных плат золотыми пальцами используется после паяльной маски и перед отделкой поверхности. Процесс покрытия обычно состоит из следующих шагов:

• Никелирование : Сначала на соединительные края пальцев наносится никелевое покрытие от трех до шести микрон.
• Позолота : Поверх никеля нанесено от одного до двух микрон твердого золота. Золото обычно обогащают кобальтом для повышения сопротивления поверхности.
• Скос : Края разъема скошены под определенным углом для облегчения вставки в соответствующие слоты. Скос обычно выполняется под углом от 30 до 45 градусов.

На некоторых печатных платах одни золотые пальцы будут длиннее или короче других. Например, печатная плата может иметь более длинные пальцы на одном конце. Таким образом, печатную плату легче вставить в слот, так как конец с более длинными пальцами легче встанет на место. Оттуда вы просто вставляете другой конец печатной платы на место.

Существуют определенные ограничения в процессе нанесения покрытия. Например, необходимы определенные расстояния между золотыми пальцами и другими частями печатной платы. Основные ограничения включают следующее:

• Внутренние слои вдоль края печатной платы не должны содержать медь, чтобы предотвратить воздействие меди на этапе снятия фаски.
• Отверстия с покрытием, SMD и контактные площадки не должны располагаться в пределах 1,0 мм от золотых пальцев.
• Длина пластин с покрытием не может превышать 40 миллиметров.
• Между золотыми пальцами и контуром должно быть расстояние 0,5 мм.

Любое отклонение от стандартных требований к расстоянию вокруг золотых пальцев на печатной плате может привести к физически слабой или неисправной плате.

Как золотые пальцы меняют мир

Современные компьютеры и мобильные устройства становятся все более сложными, поскольку производители конкурируют за то, чтобы сделать свои продукты более быстрыми и изобретательными. Если вы построите большую компьютерную станцию ​​и соберете несколько мобильных устройств, у вас будет множество позолоченных печатных плат, взаимодействующих одновременно. Каждый раз, когда вы распечатываете статью или сканируете фотографию для загрузки в учетную запись социальной сети, сигналы отправляются с периферийных устройств на материнские платы, которые получают эти сигналы через печатные платы.

Во многом благодаря золотым пальцам технологии смогли перейти к современному множеству мобильных устройств, которыми миллионы людей пользуются сегодня ежедневно. Более того, золотые пальцы позволили отраслям стать более производительными и способными, чем когда-либо прежде.

Поскольку все большее количество технологий зависит от золотых пальцев, крайне важно, чтобы они были покрыты и испытаны в соответствии с самыми высокими стандартами. Только так вы сможете безошибочно гарантировать максимальную производительность технических продуктов, в которых используются печатные платы. Компания Millennium Circuits Limited поставляет печатные платы высочайшего качества для клиентов из различных отраслей. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатное предложение.

Запросить бесплатное предложение