Золотые контакты печатных плат: Полное руководство и спецификации

Навигация:

• Что такое золотые контакты
• Как используются золотые контакты
• Спецификации золотых контактов, которые вы должны знать
• Фаска золотых контактов печатных плат
• Как золотые контакты меняют мир

 

В сегодняшнем оцифрованном и мобильно-активированном мире сигналы передаются между многочисленными устройствами. Для того чтобы каждая команда была выполнена, коммуникация должна быть сделана между двумя или более печатными платами. Ничего из этого не было бы возможно без золотых контактов, которые служат соединительными контактами между материнскими платами и компонентами вроде графических или звуковых карт.

Технология, используемая для передачи этих сигналов и команд, — это огромный шаг вперед от более ранней электроники, которая обычно состояла из отдельных модулей, которые было трудно ввести в коммуникацию друг с другом. С золотыми контактами процессы одной печатной платы немедленно считываются основной обрабатывающей платой.

Процессы, ассоциированные с этой передовой технологией, расширяются по всем углам публичного и частного секторов. В мире производства сигналы передаются между различными устройствами и машинами для выполнения серии процессов, многие из которых не могли быть выполнены человеческими руками. На автосборочных заводах и заводах по упаковке еды многочисленные команды выполняются компьютерно-управляемой машинерией, большинство из которых используют печатные платы одного размера или другого.

Многие из сегодняшних промышленных процессов сделаны возможными золотыми контактами. Итак, что они такое и почему они так важны для внутренней работы компьютерной технологии?

 

Запросить бесплатную котировку

 

Что такое золотые контакты?

Золотые контакты — это позолоченные колонны, которые вы видите вдоль соединительных краев печатных плат (ПП). Цель золотых контактов — соединить вторичную печатную плату с материнской платой компьютера. Золотые контакты печатных плат также используются в различных других устройствах, которые коммуницируют через цифровые сигналы, такие как потребительские смартфоны и умные часы. Золото используется для соединительных точек вдоль печатной платы из-за превосходной проводности сплава.

Существует два типа золота, применимых к процессу позолоты золотых контактов печатных плат:

• Химическое никель-золото (ENIG): Это золото более стоимоэффективно и легче для пайки, чем гальваническое золото, но его мягкий, тонкий (обычно 2-5 мкм) состав делает ENIG неподходящим для абразивных эффектов вставки и извлечения печатной платы.
• Гальваническое твердое золото: Это золото твердое (hard) и толстое (обычно 30 мкм), таким образом более идеальное для абразивных эффектов постоянного использования печатной платы.

Золотые контакты делают возможным для разных печатных плат коммуницировать друг с другом. От источника питания к устройству или оборудованию сигналы должны проходить между несколькими контактами для того, чтобы данная команда была выполнена.

Как только вы нажимаете команду, сигнал пройдет между одной или более печатными платами перед тем, как будет прочитан. Например, если вы нажимаете команду дистанционного управления на мобильном устройстве, сигнал будет послан от печатной платы устройства в вашей руке к ближнему или далекому оборудованию, которое в свою очередь получает сигнал с собственной печатной платой.

Процесс, вовлеченный в позолоту золотых контактов, включает ряд тщательных шагов. Это обеспечивает, что каждая печатная плата, сходящая с производственной линии, должным образом оборудована для проведения сигналов без ошибки. Стандарты, вовлеченные в процесс позолоты, также помогают обеспечить идеальное соответствие между золотыми контактами на каждой печатной плате с соответствующими слотами на данной материнской плате.

Чтобы обеспечить, что все эти пальцы и слоты подходят рукавице, каждая печатная плата должна пройти серию инспекций и тестов на дефекты. Если позолота на печатной плате не имеет гладкости или не адекватно прилегает к поверхности, результаты не будут достаточными для коммерческого выпуска.

Для сбора золотых контактов печатных плат процесс позолоты должен быть выполнен в шагах, где окружающие детали платы завершены первыми. Когда приходит время позолотить пальцы, никель наносится поверх меди. Затем поверхностная отделка наносится последней. После того как все застынет, плата инспектируется под увеличительной линзой и подвергается тестам на адгезию.

Как используются золотые контакты?

Золотые контакты используются как соединительные контакты между двумя смежными печатными платами. Помимо его проводности, цель золота — защитить соединительные края от износа за многие использования. Благодаря силе твердого золота на его специфицированной толщине, золотые контакты делают возможным для печатной платы быть соединенной, отключенной и переподключенной до 1000 разных раз в соответствующем слоте.

Функции золотых контактов многозначны. С любой данной компьютерной установкой вы увидите количество периферий, которые соединяются с компьютером самим благодаря золотым контактам печатных плат. Некоторые из наиболее распространенных использований золотых контактов включают следующее:

• Точки взаимосоединения: Когда вторичная печатная плата соединяется с главной материнской платой, это делается через один из нескольких женских слотов, таких как PCI, ISA или AGP слот. Через эти слоты золотые контакты проводят сигналы между периферийным устройством или внутренней картой и самим компьютером.
• Специальные адаптеры: Золотые контакты делают возможным добавление многочисленных улучшений производительности к персональному компьютеру. Через вторичные печатные платы, которые вставляются перпендикулярно в материнскую плату, компьютер может доставлять улучшенную графику и высококачественный звук. Поскольку эти карты редко отключаются и переподключаются, золотые контакты обычно служат дольше самой карты.
• Внешние соединения: Внешние периферийные устройства, добавленные к компьютерной станции, соединяются с материнской платой с золотыми контактами печатных плат. Устройства такие как колонки, сабвуферы, сканеры, принтеры и мониторы все вставляются в специфические слоты за компьютерной башней. Эти слоты, в свою очередь, присоединяются к печатным платам, которые соединяются с материнской платой.

Для соответствующего устройства для работы, его собственная карта должна соединиться с источником питания. Пальцы и соответствующие слоты на материнской плате делают все это возможным. Золотые контакты предоставляют модульным печатным платам мощность для работы и доставки современной функциональности пользователям удаленных и стационарных вычислительных устройств.

Гибкость системы печатных плат, где разные слоты соединяют разные типы карт, делает возможным периодическое обновление того же компьютера в течение пяти или десяти лет. Каждый раз, когда звуковая или графическая карта обновляется, вы можете удалить предшествующую карту из вашей материнской платы и заменить ее новой и улучшенной моделью. Через каждое обновление золотые контакты печатных плат остаются универсальным соединительным контактом.

За пределами области персональных компьютеров, золотые контакты печатных плат также используются как соединительные контакты в компьютеризированной промышленной машинери. Большие арсеналы механизированного оборудования, которые вы бы видели на прессовом заводе или автозаводе, будут включать ассортимент внутренних карт, которые соединяются с главным источником питания через золотые контакты. Роботизированные руки завода, например, питаются картами с золотыми контактами, которые подсказывают ассортимент движений.

Спецификации золотых контактов, которые вы должны знать

Во время процесса позолоты золотых контактов печатных плат определенные стандарты должны быть соблюдены для того, чтобы пальцы функционировали правильно. Дизайн самой печатной платы также должен учитывать области, необходимые для правильной длины пальца и выравнивания. Независимо от цели или размера самой печатной платы, следующие правила всегда применимы в дизайне золотых контактов:

• Металлизированные сквозные отверстия никогда не должны находиться близко к золотым контактам.
• Золотые контакты не должны иметь никакого контакта с паяльной маской или шелкографией, оба должны быть сохранены на расстоянии.
• Золотые контакты всегда должны смотреть в противоположном направлении от середины печатной платы (если вы хотите, чтобы край был фасонным)

Если любое из этих правил не соблюдается во время процесса позолоты золотых контактов печатных плат, печатная плата может быть неспособна коммуницировать с родительской печатной платой. Альтернативно, печатная плата может не подойти правильно в соответствующий слот на материнской плате.

Причина, почему золото используется для соединительных пальцев на печатных платах, обусловлена превосходной силой и проводностью сплава. Сила золота делает возможным для пальцев быть вставленными и извлеченными сотни раз без износа соединительных контактов. Без защиты позолоты печатная плата могла бы легко быть лишена своих соединительных функций после нескольких использований.

Вы можете удивляться, почему золото над другими типами металла. В конце концов, золото — одно из редчайших и самых дорогих натуральных элементов. Не может ли быть более стоимоэффективно позолотить соединительные края печатных плат медью или никелем? Золото, однако, необходимо для функций, требуемых от печатной платы.

По мере развития печатных плат в их современную форму, золото было идентифицировано как наиболее подходящий металл соединительного контакта на основании нескольких факторов. Основные преимущества золота — электрическая проводность сплава и сопротивление коррозии. Для добавленной силы золото, используемое в печатных платах, обычно легируется в комбинации с никелем или кобальтом, которые придают золоту дальнейшее сопротивление износу в лице постоянной активности печатных плат. Для процесса позолоты никель имеет толщину между 150 и 200 микро-дюймов.

Производственные стандарты для золотых контактов печатных плат были установлены в 2002 году Ассоциацией соединяющих электронные промышленности (IPC). Стандарты были поправлены в 2012 году с выпуском IPC-4556. В 2015 году стандарты были снова поправлены с выпуском IPC A-600 и IPC-6010, которые в настоящее время являются наиболее широко применяемыми стандартами в производстве печатных плат. Стандарты IPC могут быть резюмированы следующим образом:

• Химический состав: Для максимальной жесткости вдоль краев контактов печатных плат позолота должна состоять из 5 до 10 процентов кобальта.
• Толщина: Толщина позолоты золотых контактов должна всегда падать в диапазоне 2 до 50 микро-дюймов. Стандартные толщины по размеру: 0,031 дюйма, 0,062 дюйма, 0,093 дюйма и 0,125 дюйма. Нижние толщины обычно используются для прототипов, в то время как более высокие толщины используются вдоль соединительных краев, которые регулярно вставляются, вынимаются и перевставляются.
• Визуальный тест: Золотые контакты должны проходить визуальный тест, проведенный с увеличительной линзой. Края должны иметь гладкую, чистую поверхность и быть свободными от избыточной позолоты или внешнего вида никеля.
• Ленточный тест: Для тестирования адгезии позолоты вместе с контактами, IPC рекомендует тест, при котором полоска ленты помещается вдоль контактных краев. После удаления ленты инспектируйте полоску на следы позолоты. Если какая-либо позолота очевидна на ленте, позолота не имеет достаточной адгезии вместе с контактами.

Существует множество других стандартов для процесса позолоты золотых контактов печатных плат, и все должны быть прочитаны полностью для глубокого понимания. По мере улучшения технологий, дальнейшие стандарты тестирования обычно вводятся в процесс, поэтому лучше проверять с IPC для обновлений периодически.

Фаска золотых контактов печатных плат

На печатной плате процесс позолоты золотых контактов используется после паяльной маски и перед поверхностной отделкой. Процесс позолоты обычно состоит из следующих шагов:

• Никелевая позолота: От трех до шести микрон никеля позолочены первыми к контактным краям пальцев.
• Золотая позолота: От одного до двух микрон твердого золота позолочены поверх никеля. Золото обычно улучшается кобальтом для усиленного поверхностного сопротивления.
• Фаска: Контактные края фасонятся на специфицированных углах для более легкой вставки в соответствующие слоты. Фаска обычно делается под углами 30 до 45 градусов.

На некоторых печатных платах определенные золотые контакты будут длиннее или короче других. Например, печатная плата может иметь более длинные пальцы на одном конце. Таким образом, печатная плата легче вставляется в слот, так как конец с более длинными пальцами защелкивается на месте легче. Оттуда вы просто толкаете другой конец печатной платы на место.

Существуют определенные ограничения к процессу позолоты. Например, определенные расстояния нужны между золотыми контактами и другими частями печатной платы. Ключевые ограничения включают следующее:

• Внутренние слои должны быть свободны от меди вдоль края печатной платы для предотвращения воздействия меди во время стадии фаски.
• Металлизированные отверстия, SMD и площадки не должны быть размещены в пределах 1,0 миллиметра от золотых контактов.
• Металлизированные площадки не могут превышать 40 миллиметров в длину.
• Расстояние 0,5 миллиметра должно существовать между золотыми контактами и контуром.

Любое отклонение от стандартных требований интервалов вокруг золотых контактов на печатной плате может привести к физически слабой или дисфункциональной карте.

Как золотые контакты меняют мир

Сегодняшние компьютерные и мобильные устройства растут вечно более сложными, как производители конкурируют, чтобы сделать их продукты быстрее и более ресурсными. Если вы строите большую компьютерную станцию и собираете горсть мобильных устройств, вы склонны иметь многочисленные позолоченные печатные платы, взаимодействующие одновременно. Каждый раз, когда вы печатаете статью или сканируете фото для загрузки в аккаунт социальных медий, сигналы передаются от периферийных устройств к картам материнской платы, которые получают эти сигналы через печатные платы.

Благодаря в значительной степени золотым контактам, технологии смогли продвинуться к современному ассортименту мобильных устройств, которые миллионы теперь используют ежедневно. Более того, золотые контакты позволили отраслям стать более продуктивными и способными, чем когда-либо прежде.

По мере того как увеличивающиеся объемы технологий полагаются на золотые контакты, критически важно иметь их позолоты и протестированные к высшим стандартам. Только таким образом вы можете обеспечить максимальную производительность без сбоя от технологических продуктов, использующих печатные платы. В Millennium Circuits Limited мы предоставляем печатные платы высшего качества для клиентов в различных отраслях. Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной котировки.

 

Запросить бесплатную котировку