Co je zlato používané při výrobě PCB?

Podniky a spotřebitelé spoléhají na elektronická zařízení téměř ve všech aspektech svého každodenního života.Aut je plno plošných spojů (PCB) pro vše od osvětlení a zábavy po senzory, které řídí chování kritických mechanických funkcí. Počítače, tablety, smartphony a dokonce i mnoho hraček, které děti baví, využívají ke svým komplexním funkcím elektronické součástky a PCB.

Dnešní designéři desek plošných spojů čelí výzvě vytvořit spolehlivé desky, které plní stále složitější funkce a zároveň kontrolují náklady a zmenšují velikost. To je zvláště důležité u smartphonů, dronů a dalších aplikací, kde je váha důležitým faktorem v charakteristikách desky plošných spojů.

Zlato je důležitým prvkem v návrhu desek plošných spojů a sledujte „prsty“ většiny displejů s plošnými spoji, včetně kovových kontaktů vyrobených ze zlata. Tyto prsty jsou obvykle vícevrstvé kovové a mohou zahrnovat materiál potažený finální vrstvou zlata, jako je cín, olovo, kobalt nebo nikl. Tyto zlaté kontakty jsou rozhodující pro funkci výsledné desky plošných spojů a vytvářejí spojení s produktem obsahujícím desku.

Proč zlato?

Atribut zlatá barva z něj činí vynikající volbu pro výrobu desek plošných spojů. Pozlacené hranové konektory poskytují konzistentní povrchovou úpravu pro aplikace, které podléhají vysokému opotřebení, jako jsou hranové body pro vkládání desek. Povrch tvrzeného zlata má stabilní povrch, který odolává opotřebení způsobenému touto opakovanou činností.

Zlato je ze své podstaty vhodné pro elektronické aplikace:

Snadno se tvaruje a pracuje na konektorech, vodičích a reléových kontaktech

Gold conducts electricity very efficiently (an obvious requirement for PCB applications)

Může přenášet malé množství proudu, což je pro dnešní elektroniku zásadní.

Další kovy mohou být legovány zlatem, například nikl nebo kobalt

Neodbarvuje ani nekoroduje, což z něj činí spolehlivé spojovací médium

Melting and recycling gold is a relatively simple process

Pouze stříbro a měď zajišťují vyšší elektrickou vodivost, ale každá je náchylná ke korozi, čímž vzniká proudový odpor

I tenké zlaté aplikace poskytují spolehlivé a stabilní kontakty s nízkým odporem

Zlaté spojení odolává vysokým teplotám

Thickness variation NIS can be used to meet the requirements of specific applications

Téměř každé elektronické zařízení obsahuje určitou úroveň zlata, včetně TVS, smartphonů, počítačů, zařízení GPS a dokonce i nositelných technologií. Počítače jsou přirozenou aplikací pro PCBS obsahující zlato a další zlaté prvky z důvodu potřeby spolehlivého a vysokorychlostního přenosu digitálních signálů, které jsou pro zlato vhodnější než jakýkoli jiný kov.

Zlato nemá obdoby pro aplikace zahrnující požadavky na nízké napětí a nízký odpor, což z něj činí ideální volbu pro kontakty na desky plošných spojů a další elektronické aplikace. Využívání zlata v elektronických zařízeních nyní výrazně převyšuje spotřebu drahých kovů ve šperkařství.

Dalším přínosem zlata pro technologie je letecký průmysl. Díky vysoké životnosti a spolehlivosti zlatých spojení a PCBS integrovaných do kosmických lodí a satelitů bylo zlato přirozenou volbou pro kritické komponenty.

Další záležitosti vyžadující pozornost v PCB

Používání zlata v PCBS má samozřejmě své nevýhody:

Cena – zlato je drahý kov s omezenými zdroji, což z něj činí drahý materiál používaný v milionech elektronických zařízení.

Ztráta zdrojů – jedním z příkladů je použití zlata v moderních zařízeních, jako jsou chytré telefony. Většina smartphonů není recyklována a neopatrně vyhozené mohou trvale ztratit malé množství zlata. Přestože je množství malé, množství odpadního zařízení je velké a může produkovat značné množství nerecyklovaného zlata.

Samovrstvení může být náchylné k opotřebení a rozmazání za opakovaných nebo vysokotlakých montážních/kluzných podmínek. Díky tomu je nejefektivnější používat tvrdší materiály pro aplikace na kompatibilních podkladech. Další úvahou pro použití PCB je kombinace zlata s jiným kovem, jako je nikl nebo kobalt, za vzniku slitiny zvané „tvrdé zlato“.

Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) uvádí, že elektronický odpad roste rychleji než téměř jakákoli jiná komodita odpadu. To zahrnuje nejen ztrátu zlata, ale i dalších drahých kovů a případně toxických látek.

Výrobci PCB musí pečlivě zvážit použití zlata při výrobě PCB: nanesení příliš tenké vrstvy kovu může desku degradovat nebo destabilizovat. Použití extra tloušťky se stává nehospodárným a nákladným na výrobu.

V současné době mají výrobci desek plošných spojů velmi omezené možnosti nebo alternativy k naplnění schopností a inherentních vlastností zlata nebo slitin zlata. I přes svou vysokou hodnotu je tento drahý kov nepochybně materiálem, který je pro konstrukci desek plošných spojů zvolen.