Čo je zlato používané pri výrobe DPS?

Podniky a spotrebitelia sa spoliehajú na elektronické zariadenia takmer vo všetkých aspektoch svojho každodenného života.Autá sú plné vytlačená obvodová doska (PCB) pre všetko od osvetlenia a zábavy po senzory, ktoré riadia správanie kritických mechanických funkcií. Počítače, tablety, smartfóny a dokonca aj mnohé hračky, ktoré deti baví, používajú na svoje komplexné funkcie elektronické súčiastky a PCB.

Dnešní dizajnéri plošných spojov čelia výzve vytvoriť spoľahlivé dosky, ktoré vykonávajú stále komplexnejšie funkcie a zároveň kontrolujú náklady a znižujú veľkosť. To je obzvlášť dôležité v smartfónoch, dronoch a iných aplikáciách, kde je hmotnosť dôležitým faktorom pri vlastnostiach dosky plošných spojov.

Zlato je dôležitým prvkom v návrhu DPS a dávajte pozor na “prsty” na väčšine displejov plošných spojov vrátane kovových kontaktov vyrobených zo zlata. Tieto prsty sú zvyčajne viacvrstvové kovové a môžu zahŕňať materiál potiahnutý konečnou vrstvou zlata, ako je cín, olovo, kobalt alebo nikel. Tieto zlaté kontakty sú rozhodujúce pre funkciu výslednej dosky plošných spojov, ktorá vytvára spojenie s výrobkom obsahujúcim dosku.

Prečo zlato?

Prívlastok zlatá farba z neho robí vynikajúcu voľbu pre výrobu DPS. Pozlátené hranové konektory poskytujú konzistentnú povrchovú úpravu pre aplikácie, ktoré podliehajú vysokému opotrebovaniu, ako sú hranové body vkladania dosiek. Povrch tvrdeného zlata má stabilný povrch, ktorý odoláva opotrebovaniu spôsobenému touto opakovanou aktivitou.

Zlato je zo svojej podstaty vhodné pre elektronické aplikácie:

Je ľahké tvarovať a pracovať s konektormi, vodičmi a kontaktmi relé

Zlato vedie elektrinu veľmi efektívne (zrejmá požiadavka na aplikácie plošných spojov)

Môže prenášať malé množstvo prúdu, čo je pre dnešnú elektroniku kľúčové.

Ostatné kovy môžu byť legované zlatom, napríklad nikel alebo kobalt

Neodfarbuje ani nekoroduje, čo z neho robí spoľahlivé spojovacie médium

Tavenie a recyklácia zlata je pomerne jednoduchý proces

Vyššiu elektrickú vodivosť poskytuje iba striebro a meď, ale každé je náchylné na koróziu, čím vzniká prúdový odpor

Aj tenké zlaté aplikácie poskytujú spoľahlivé a stabilné kontakty s nízkym odporom

Zlaté spojenie odoláva vysokým teplotám

Variácia hrúbky NIS je možné použiť na splnenie požiadaviek konkrétnych aplikácií

Takmer každé elektronické zariadenie obsahuje určitú úroveň zlata, vrátane TVS, smartfónov, počítačov, zariadení GPS a dokonca aj nositeľnej technológie. Počítače sú prirodzenou aplikáciou pre PCBS obsahujúce zlato a ďalšie zlaté prvky z dôvodu potreby spoľahlivého a vysokorýchlostného prenosu digitálnych signálov, ktoré sú pre zlato vhodnejšie ako ktorýkoľvek iný kov.

Zlato nemá obdoby pre aplikácie vrátane požiadaviek na nízke napätie a nízky odpor, čo z neho robí ideálnu voľbu pre kontakty plošných spojov a ďalšie elektronické aplikácie. Používanie zlata v elektronických zariadeniach v súčasnosti vysoko prevyšuje spotrebu drahých kovov v šperkoch.

Ďalším prínosom zlata pre technológie je letecký a kozmický priemysel. Vzhľadom na vysokú životnosť a spoľahlivosť zlatých spojení a PCBS integrovaných do vesmírnych lodí a satelitov bolo zlato prirodzenou voľbou pre kritické komponenty.

Ďalšie záležitosti vyžadujúce pozornosť v PCB

Používanie zlata v PCBS má samozrejme svoje nevýhody:

Cena – zlato je drahý kov s obmedzenými zdrojmi, čo z neho robí drahý materiál používaný v miliónoch elektronických zariadení.

Strata zdrojov – jedným z príkladov je použitie zlata v moderných zariadeniach, akými sú napríklad smartfóny. Väčšina smartfónov nie je recyklovaných a neopatrne vyhodené môžu trvale stratiť malé množstvo zlata. Napriek tomu, že množstvo je malé, množstvo odpadového zariadenia je veľké a môže vyprodukovať značné množstvo nerecyklovaného zlata.

Samovrstvenie môže byť náchylné na opotrebovanie a rozmazanie za opakovaných alebo vysokotlakových montážnych/posuvných podmienok. Vďaka tomu je najefektívnejšie používať tvrdšie materiály na aplikácie na kompatibilných podkladoch. Ďalšou úvahou o použití PCB je kombinácia zlata s iným kovom, ako je nikel alebo kobalt, za vzniku zliatiny nazývanej „tvrdé zlato“.

Americká agentúra na ochranu životného prostredia (EPA) uvádza, že elektronický odpad rastie rýchlejšie než takmer všetky ostatné odpadové komodity. To zahŕňa nielen stratu zlata, ale aj iných drahých kovov a možno aj toxických látok.

Výrobcovia PCB musia starostlivo zvážiť použitie zlata pri výrobe PCB: nanesenie príliš tenkej vrstvy kovu môže dosku degradovať alebo destabilizovať. Použitie ďalšej hrúbky sa stáva nehospodárnym a nákladným na výrobu.

V súčasnej dobe majú výrobcovia DPS veľmi obmedzené možnosti alebo alternatívy, ako naplniť schopnosti a inherentné vlastnosti zlata alebo zliatin zlata. Aj napriek svojej vysokej hodnote je tento drahý kov nepochybne materiálom voľby pre stavbu plošných spojov.