Công nghệ PCB - Vàng trong bố cục thiết kế PCB là gì

Vàng được sử dụng trong sản xuất PCB là gì?

Các doanh nghiệp và người tiêu dùng phụ thuộc vào các thiết bị điện tử cho hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống hàng ngày. Chiếc xe có đầy đủ các bảng mạch in (PCB) cho mọi thứ từ chiếu sáng và giải trí đến các cảm biến kiểm soát hành vi của các chức năng cơ học quan trọng. Máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông minh và thậm chí nhiều đồ chơi yêu thích của trẻ em sử dụng các linh kiện điện tử và biphenyl polychloride để thực hiện các chức năng phức tạp của chúng.

Thiết kế PCB ngày nay phải đối mặt với thách thức trong việc tạo ra các bảng mạch đáng tin cậy thực hiện các chức năng ngày càng phức tạp trong khi kiểm soát chi phí và giảm kích thước. Điều này đặc biệt quan trọng trong điện thoại thông minh, máy bay không người lái và các ứng dụng khác, vì trọng lượng là một cân nhắc quan trọng đối với các tính năng của PCB.

Vàng là một yếu tố quan trọng trong thiết kế bảng mạch in và chú ý đến hầu hết các bảng in hiển thị "ngón tay" trên bảng, bao gồm các tiếp điểm kim loại làm bằng vàng. Những ngón tay này thường là kim loại nhiều lớp, có thể bao gồm các vật liệu được mạ với lớp vàng cuối cùng, chẳng hạn như chì thiếc, coban hoặc niken. Những điểm tiếp xúc bằng vàng này rất quan trọng đối với chức năng của PCB cuối cùng và thiết lập kết nối với các sản phẩm có chứa bảng mạch.

Tại sao lại dùng vàng?

Vàng làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời trong sản xuất PCB. Đầu nối cạnh mạ vàng cung cấp kết thúc bề mặt phù hợp cho các ứng dụng dễ bị hao mòn cao, chẳng hạn như các điểm cạnh chèn bảng. Bề mặt vàng cứng có bề mặt ổn định chống mài mòn do hoạt động lặp đi lặp lại này.

Về cơ bản, vàng rất phù hợp cho các ứng dụng điện tử:

Nó dễ dàng hình thành và hoạt động trên các đầu nối, dây dẫn và tiếp điểm rơle. Hiệu quả dẫn điện của vàng là rất cao (đây là một yêu cầu rõ ràng cho các ứng dụng PCB). Nó có thể mang một lượng nhỏ dòng điện, rất quan trọng đối với các thiết bị điện tử ngày nay. Các kim loại khác có thể được hợp kim hóa với vàng, chẳng hạn như niken hoặc coban. Nó không bị đổi màu hoặc ăn mòn và là một phương tiện kết nối đáng tin cậy. Quá trình nấu chảy và tái chế vàng là một quá trình tương đối đơn giản. Chỉ có bạc và đồng cung cấp độ dẫn điện cao hơn. Nhưng mỗi trong số chúng dễ bị ăn mòn và tạo ra điện trở hiện tại. Ngay cả các ứng dụng vàng mỏng cũng có thể cung cấp tiếp xúc đáng tin cậy và ổn định với điện trở thấp. Kết nối vàng có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ cao về độ dày. NIS có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu của một ứng dụng cụ thể.

Hầu như mọi thiết bị điện tử đều chứa một lượng vàng nhất định, bao gồm TV, điện thoại thông minh, máy tính, thiết bị GPS và thậm chí cả công nghệ đeo được. Máy tính là một ứng dụng tự nhiên của biphenyls polychloride có chứa vàng và các nguyên tố vàng khác, vì chúng đòi hỏi tín hiệu kỹ thuật số đáng tin cậy và tốc độ cao phù hợp với vàng hơn bất kỳ kim loại nào khác.

Vàng là vô song trong các ứng dụng bao gồm điện áp thấp và yêu cầu điện trở thấp và lý tưởng cho các địa chỉ liên lạc PCB và các ứng dụng điện tử khác. Giờ đây, việc sử dụng vàng trong sản xuất thiết bị điện tử đã vượt xa mức tiêu thụ kim loại quý trong sản xuất đồ trang sức.

Một đóng góp khác của vàng cho công nghệ là ngành hàng không vũ trụ. Do tuổi thọ và độ tin cậy cao của kết nối vàng và tích hợp PCB vào tàu vũ trụ và vệ tinh, vàng là sự lựa chọn tự nhiên cho các thành phần quan trọng.

Những điều khác cần lưu ý trong bố trí PCB

Tất nhiên, có những nhược điểm khi sử dụng vàng trong PCBs:

Tài nguyên vàng bị hạn chế như một kim loại quý, khiến nó trở thành vật liệu đắt tiền được sử dụng trong hàng triệu thiết bị điện tử. Một ví dụ về sự mất mát tài nguyên là việc sử dụng vàng trong các thiết bị hiện đại như điện thoại thông minh. Hầu hết các điện thoại thông minh không được tái chế và một lượng nhỏ vàng sẽ bị mất vĩnh viễn nếu vô tình vứt bỏ điện thoại. Mặc dù số lượng không lớn, số lượng thiết bị bị loại bỏ là rất lớn, nhưng một lượng đáng kể vàng chưa được tái chế đã được tạo ra. Vàng tự tráng có thể dễ dàng bị mòn và áp dụng trong điều kiện lắp/trượt lặp đi lặp lại hoặc áp suất cao. Điều này làm cho việc sử dụng các vật liệu cứng hơn hiệu quả nhất cho các ứng dụng trên chất nền tương thích. Một cân nhắc khác cho việc sử dụng PCB là kết hợp vàng với một kim loại khác, chẳng hạn như niken hoặc coban, để tạo thành một hợp kim được gọi là "vàng cứng". Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) báo cáo rằng chất thải điện tử đang phát triển nhanh hơn hầu hết các mặt hàng rác khác. Điều này bao gồm không chỉ mất vàng mà còn mất các kim loại quý khác và có thể là các chất độc hại.

Các nhà sản xuất PCB phải cân nhắc cẩn thận việc sử dụng vàng trong sản xuất PCB: phủ một lớp kim loại mỏng có thể khiến bảng bị suy thoái hoặc trở nên không ổn định. Sử dụng độ dày thêm trở nên lãng phí và tốn kém để sản xuất.

Hiện tại, có rất ít lựa chọn hoặc lựa chọn thay thế cho các nhà sản xuất PCB sống theo khả năng và tính chất vốn có của vàng hoặc hợp kim vàng. Ngay cả khi kim loại quý này có giá trị cao, nó chắc chắn vẫn là vật liệu được lựa chọn cho cấu trúc PCB.