Vàng được sử dụng trong sản xuất PCB là gì?

Các doanh nghiệp và người tiêu dùng dựa vào các thiết bị điện tử cho hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống hàng ngày của họ.Xe hơi đầy bảng mạch in (PCB) cho mọi thứ, từ ánh sáng và giải trí đến cảm biến kiểm soát hoạt động của các chức năng cơ học quan trọng. Máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông minh và thậm chí nhiều đồ chơi mà trẻ em thích thú sử dụng các thành phần điện tử và PCB cho các chức năng phức tạp của chúng.

Các nhà thiết kế PCB ngày nay phải đối mặt với thách thức trong việc tạo ra các bo 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, nơi trọng lượng là một yếu tố quan trọng được xem xét trong các đặc tính của PCB.

Vàng là một yếu tố quan trọng trong thiết kế PCB, và hãy để mắt đến các “ngón tay” trên hầu hết các màn hình PCB, bao gồm cả các điểm tiếp xúc kim loại làm bằng vàng. Những ngón tay này thường là kim loại nhiều lớp và có thể bao gồm vật liệu được phủ một lớp vàng cuối cùng, chẳng hạn như thiếc, chì, coban hoặc niken. Những điểm tiếp xúc vàng này rất quan trọng đối với chức năng của PCB tạo thành, thiết lập kết nối với sản phẩm chứa bo mạch.

Tại sao vàng?

Màu vàng thuộc tính làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời để sản xuất PCB. Các đầu nối cạnh mạ vàng cung cấp bề mặt hoàn thiện nhất quán cho các ứng dụng chịu mài mòn cao, chẳng hạn như các điểm cạnh chèn tấm. Bề mặt vàng cứng có bề mặt ổn định chống mài mòn do hoạt động lặp đi lặp lại này gây ra.

Về bản chất, vàng rất phù hợp với các ứng dụng điện tử:

Nó dễ dàng hình thành và hoạt động trên các đầu nối, dây dẫn và tiếp điểm rơ le

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

Nó có thể mang một lượng nhỏ dòng điện, điều này 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 đổi màu hoặc ăn mòn, làm cho nó trở thành một phương tiện kết nối đáng tin cậy

Nấu chảy và tái chế vàng là một quá trình tương đối đơn giản

Chỉ có bạc và đồng mang lại độ dẫn điện cao hơn, nhưng mỗi loại đều dễ bị ăn mòn, tạo ra điện trở hiện tại

Ngay cả các ứng dụng vàng mỏng cũng cung cấp các địa chỉ liên lạc ổn định và đáng tin cậy với điện trở thấp

Kết nối vàng có thể chịu được nhiệt độ cao

Sự thay đổi độ dày NIS có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng cụ thể

Hầu hết mọi thiết bị điện tử đều chứa một số cấp độ vàng, bao gồm TVS, 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 PCBS chứa vàng và các nguyên tố vàng khác, vì nhu cầu truyền tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao, đáng tin cậy, phù hợp với vàng hơn bất kỳ kim loại nào khác.

Vàng là vô song cho các ứng dụng bao gồm các yêu cầu về điện áp thấp và điện trở thấp, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các tiếp điểm PCB và các ứng dụng điện tử khác. Việc sử dụng vàng trong thiết bị điện tử hiện nay đã vượt xa mức tiêu thụ kim loại quý trong đồ trang sức.

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

Các vấn đề khác cần chú ý trong PCB

Tất nhiên, có những hạn chế khi sử dụng vàng trong PCBS:

Giá cả – Vàng là một kim loại quý với nguồn tài nguyên hạn chế, làm cho nó trở thành vật liệu đắt tiền được sử dụng trong hàng triệu thiết bị điện tử.

Mất tài nguyên – một ví dụ là việc sử dụng vàng trong các thiết bị hiện đại như điện thoại thông minh. Hầu hết điện thoại thông minh không được tái chế, và việc vứt bỏ bất cẩn có thể làm mất vĩnh viễn một lượng vàng nhỏ. Mặc dù số lượng ít nhưng số lượng thiết bị thải ra lại lớn và có thể tạo ra một lượng vàng không quay được đáng kể.

Lớp phủ tự sơn có thể dễ bị mài mòn và chảy nước trong điều kiện trượt / lắp lặp đi lặp lại hoặc áp suất cao. Điều này làm cho việc sử dụng các vật liệu cứng hơn cho các ứng dụng trên nền tương thích hiệu quả nhất. 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 rác thải điện tử đang phát triển nhanh hơn hầu hết các loại rác thải khác. Điều này không chỉ bao gồm việc mất vàng, mà còn các kim loại quý khác và có thể là các chất độc hại.

Các nhà sản xuất PCB phải cân nhắc kỹ lưỡng việc sử dụng vàng trong sản xuất PCB: việc phủ một lớp kim loại quá mỏng có thể làm suy giảm hoặc mất ổn định bo mạch. Sử dụng thêm độ dày trở nên lãng phí và tốn kém để sản xuất.

Hiện tại, các nhà sản xuất PCB có rất hạn chế các lựa chọn hoặc lựa chọn thay thế để đáp ứng các khả năng và đặc tính vốn có của vàng hoặc hợp kim vàng. Ngay cả khi có giá trị cao, kim loại quý này chắc chắn vẫn là vật liệu được lựa chọn để chế tạo PCB.