O złocie, srebrze i miedzi w płytkach PCB
Płytka drukowana (PCB) to podstawowy element elektroniczny, który jest szeroko stosowany w różnych produktach elektronicznych i pokrewnych. PCB jest czasami nazywana również PWB (Printed Wire Board, płytka drukowana). Częściej używano go w Hongkongu, Chinach i Japonii, ale obecnie jest go coraz mniej (właściwie jest różnica między PCB a PWB).
W krajach i regionach zachodnich nazywa się to ogólnie PCB. Na Wschodzie nazwa różni się w zależności od kraju i regionu. Na przykład w Chinach kontynentalnych nazywa się ją obecnie płytką drukowaną (wcześniej nazywaną płytką drukowaną), a na Tajwanie ogólnie nazywa się ją PCB. Płytki drukowane nazywane są w Japonii podłożami elektronicznymi (obwodami), a w Korei podłożami.
PCB jest korpusem nośnym elementów elektronicznych i nośnikiem połączeń elektrycznych elementów elektronicznych. Odgrywa głównie rolę wsparcia i wzajemnych połączeń. Patrząc prosto na wygląd, zewnętrzna warstwa płytki drukowanej występuje głównie w trzech kolorach: złotym, srebrnym i jasnoczerwonym. Klasyfikacja według ceny: najdroższe jest złoto, następnie srebro, a najtańsza jest jasna czerwień. Jednakże obwody wewnątrz płytki drukowanej składają się głównie z czystej miedzi, czyli gołych płytek miedzianych.
Mówi się, że na PCB znajduje się wiele metali szlachetnych. Podaje się, że każdy smartfon zawiera średnio {{0}},05 g złota, 0,26 g srebra i 12,6 g miedzi. Zawartość złota w laptopie jest 10 razy większa niż w telefonie komórkowym!
Dlaczego na PCB znajdują się metale szlachetne?
Jako podpora dla elementów elektronicznych, PCB wymaga lutowania elementów na swojej powierzchni, co wymaga odsłonięcia części warstwy miedzi do lutowania. Te odsłonięte warstwy miedzi nazywane są podkładkami. Podkładki są zazwyczaj prostokątne lub okrągłe i mają niewielką powierzchnię. Dlatego po nałożeniu powłoki lutowniczej jedyną rzeczą wystawioną na działanie powietrza jest miedź na podkładce.
W odsłoniętych podkładkach na płytce drukowanej znajduje się bezpośrednio odsłonięta warstwa miedzi. Tę część należy chronić przed utlenianiem.
Miedź stosowana w PCB łatwo ulega utlenieniu. Jeśli miedź na podkładce zostanie utleniona, lutowanie będzie nie tylko trudne, ale także rezystywność znacznie wzrośnie, co poważnie wpłynie na wydajność produktu końcowego. Dlatego też podkładka jest powlekana obojętnym metalicznym złotem, bądź jej powierzchnia pokrywana jest w procesie chemicznym warstwą srebra, bądź warstwa miedzi pokryta jest specjalną warstwą chemiczną, która zapobiega kontaktowi podkładki z powietrzem. Zapobiegaj utlenianiu i chroń pad, aby zapewnić wydajność w późniejszym procesie spawania.
Złoto, srebro i miedź na PCB
1. Płytka PCB pokryta miedzią
Laminat pokryty miedzią to materiał w kształcie płyty wykonany przez impregnację żywicy tkaniny z włókna szklanego lub innego materiału wzmacniającego i pokrycie jednej lub obu stron folią miedzianą i prasowanie na gorąco.
Biorąc za przykład laminat pokryty miedzią na bazie tkaniny z włókna szklanego, jego głównymi surowcami są folia miedziana, tkanina z włókna szklanego i żywica epoksydowa, co stanowi odpowiednio około 32%, 29% i 26% kosztu produktu.
Laminat pokryty miedzią jest podstawowym materiałem płytki drukowanej, a płytka drukowana jest niezbędnym głównym elementem większości produktów elektronicznych w celu uzyskania połączenia obwodów. Dzięki ciągłemu doskonaleniu poziomu naukowego i technologicznego w ostatnich latach można zastosować niektóre specjalne laminaty elektroniczne platerowane miedzią. Bezpośrednia produkcja drukowanych elementów elektronicznych. Przewodniki stosowane w płytkach drukowanych są zwykle wykonane z cienkiej miedzi rafinowanej w kształcie folii, która jest folią miedzianą w wąskim znaczeniu.
2. Płytka drukowana zanurzona w złocie
Jeśli złoto i miedź znajdą się w bezpośrednim kontakcie, nastąpi fizyczna reakcja migracji i dyfuzji elektronów (zależność między różnicami potencjałów), dlatego najpierw należy galwanizować warstwę „niklu” jako warstwę barierową, a następnie galwanizować złoto na wierzchu niklu, więc to, co ogólnie nazywamy złotem galwanicznym, jego rzeczywista nazwa powinna brzmieć „złoto niklowe galwaniczne”.
Różnica między złotem twardym a złotem miękkim polega na składzie końcowej warstwy złota, która jest powlekana. W przypadku złocenia można wybrać galwanizację czystego złota lub stopu. Ponieważ twardość czystego złota jest stosunkowo miękka, nazywa się je również „miękkim złotem”. . Ponieważ „złoto” może tworzyć dobry stop z „aluminium”, COB będzie szczególnie wymagał grubości tej warstwy czystego złota podczas wytwarzania drutów aluminiowych. Ponadto, jeśli wybierzesz galwanizowany stop złota z niklem lub stop złota z kobaltem, ponieważ stop będzie twardszy niż czyste złoto, nazywany jest również „twardym złotem”.
Warstwa złocenia jest szeroko stosowana w podkładkach komponentów, złotych palcach, odłamkach złączy itp. płytek drukowanych. Płytki główne najczęściej używanych płytek drukowanych w telefonach komórkowych to przeważnie płytki pozłacane, płytki ze złota zanurzonego w wodzie. Płyty główne komputerów, audio i małe cyfrowe płytki drukowane na ogół nie są płytkami pozłacanymi.
Złoto to prawdziwe złoto. Nawet jeśli pokryta jest tylko cienka warstwa, stanowi ona już prawie 10% kosztu płytki drukowanej. Złoto stosuje się jako warstwę galwaniczną, po pierwsze w celu ułatwienia spawania, a po drugie w celu zapobiegania korozji. Nawet jeśli złoty palec karty pamięci był używany przez kilka lat, nadal świeci tak jasno jak zawsze. Jeśli użyje się miedzi, aluminium lub żelaza, szybko zardzewieją i zamienią się w kupę śmieci. Ponadto koszt pozłacanych płyt jest wysoki, a wytrzymałość spawania słaba. Ze względu na proces niklowania bezprądowego często powstają czarne płytki. Warstwa niklu z czasem ulegnie utlenieniu, a długoterminowa niezawodność również stanowi problem.
3. Srebrna płytka drukowana zanurzona w PCB
Srebro immersyjne jest tańsze niż złoto immersyjne. Jeśli płytka PCB ma wymagania funkcjonalne dotyczące połączenia i musi obniżyć koszty, dobrym wyborem będzie srebro zanurzeniowe. Ponadto srebro zanurzeniowe ma dobrą płaskość i kontakt, dlatego należy wybrać proces srebra zanurzeniowego.
