Guia para PCB Gold Fingers

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• O que são dedos de ouro
• Como são usados ​​os dedos de ouro
• Especificações do dedo de ouro que você deve conhecer
• Chansagem de dedo de ouro de PCB
• Como os dedos de ouro estão mudando o mundo

No mundo computadorizado e ativado por dispositivos móveis de hoje, os sinais são enviados entre vários dispositivos. Para cada comando a ser executado, a comunicação deve ser feita entre duas ou mais placas de circuito. Nada disso seria possível sem os dedos de ouro, que servem como contatos de conexão entre placas-mãe e componentes como gráficos ou placas de som.

A tecnologia usada para transmitir esses sinais e comandos é um grande avanço em relação à eletrônica anterior, que normalmente consistia em módulos separados que eram difíceis de comunicar entre si. Com dedos de ouro, os processos de uma placa de circuito são lidos imediatamente pela placa de processamento principal.

Os processos associados a essa tecnologia avançada se estendem por todos os cantos dos setores público e privado. No mundo da manufatura, os sinais são enviados entre vários dispositivos e máquinas para executar uma série de processos, muitos dos quais não poderiam ser realizados por mãos humanas. Em fábricas de montagem automática e fábricas de embalagens de alimentos, vários comandos são cumpridos por máquinas comandadas por computador, a maioria das quais usa placas de circuito de um tamanho ou outro.

Muitos dos processos industriais de hoje são possibilitados por dedos de ouro. Então, o que são eles e por que são tão importantes para o funcionamento interno da tecnologia de computadores?

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O que são dedos de ouro?

Dedos de ouro são as colunas banhadas a ouro que você vê ao longo das bordas de conexão das placas de circuito impresso (PCBs). O objetivo dos dedos de ouro é conectar um PCB secundário à placa-mãe de um computador. Os dedos de ouro PCB também são usados ​​em vários outros dispositivos que se comunicam por meio de sinais digitais, como smartphones e smartwatches. O ouro é usado para os pontos de conexão ao longo de um PCB devido à condutividade superior da liga.

Existem dois tipos de ouro aplicáveis ​​ao processo de chapeamento de ouro PCB:

• Ouro de imersão em níquel sem eletrodo (ENIG) : Este ouro é mais econômico e mais fácil de soldar do que o ouro galvanizado, mas sua composição macia e fina (normalmente 2-5u" torna o ENIG inadequado para os efeitos abrasivos da inserção e remoção da placa de circuito.
• Ouro duro galvanizado : Este ouro é sólido (duro) e espesso (normalmente 30u”), portanto, mais ideal para os efeitos abrasivos do uso constante de PCB.

Dedos de ouro possibilitam que diferentes placas de circuito se comuniquem umas com as outras. Da fonte de alimentação ao dispositivo ou equipamento, os sinais devem passar entre vários contatos para que um determinado comando seja executado.

Depois de pressionar um comando, o sinal passará entre uma ou mais placas de circuito antes de ser lido. Por exemplo, se você pressionar um comando remoto em um dispositivo móvel, o sinal será enviado do dispositivo habilitado para PCB em sua mão para a máquina próxima ou distante, que por sua vez recebe o sinal com sua própria placa de circuito.

O processo envolvido no revestimento de dedos de ouro envolve uma série de etapas meticulosas. Isso garante que cada placa de circuito que sai da linha de produção esteja devidamente equipada para conduzir sinais sem erros. Os padrões envolvidos no processo de galvanização também ajudam a garantir um encaixe perfeito entre os dedos de ouro em cada placa de circuito com os slots correspondentes em uma determinada placa-mãe.

Para garantir que todos esses dedos e slots se encaixem perfeitamente, cada PCB deve passar por uma série de inspeções e testes de defeitos. Se o revestimento de ouro em uma placa de circuito não tiver suavidade ou não aderir adequadamente à superfície, os resultados não serão suficientes para liberação comercial.

Para que os dedos de ouro do PCB se unam, o processo de chapeamento deve ser realizado em etapas onde os detalhes ao redor da placa são concluídos primeiro. Quando chega a hora de chapear os dedos, o níquel é aplicado sobre o cobre. Em seguida, o acabamento da superfície é aplicado por último. Depois de tudo pronto, a placa é inspecionada sob uma lente de aumento e submetida a testes de adesão.

Como os dedos de ouro são usados?

Dedos de ouro são usados ​​como contatos de conexão entre dois PCBs adjacentes. Além de sua condutividade, o objetivo do ouro é proteger as bordas de conexão do desgaste em muitos usos. Devido à força do ouro duro em sua espessura especificada, os dedos de ouro permitem que uma PCB seja conectada, desconectada e reconectada até 1.000 vezes diferentes em um slot correspondente.

As funções dos dedos de ouro são multifuncionais. Com qualquer configuração de computador, você verá vários periféricos que se conectam ao próprio computador graças aos dedos de ouro do PCB. Alguns dos usos mais difundidos dos dedos de ouro incluem o seguinte:

• Pontos de interconexão : Quando um PCB secundário se conecta à placa-mãe principal, isso é feito através de um dos vários slots femininos, como um slot PCI, ISA ou AGP. Por meio desses slots, os dedos dourados conduzem sinais entre um dispositivo periférico ou uma placa interna e o próprio computador.
• Adaptadores especiais : Dedos de ouro tornam possível adicionar vários aprimoramentos de desempenho a um computador pessoal. Por meio de PCBs secundários que se encaixam perpendicularmente na placa-mãe, um computador pode fornecer gráficos aprimorados e som de alta fidelidade. Como esses cartões raramente são desconectados e recolocados, os dedos dourados geralmente duram mais que o próprio cartão.
• Conexões externas : Os periféricos externos que foram adicionados a uma estação de computador são conectados à placa-mãe com os dedos de ouro do PCB. Dispositivos como alto-falantes, subwoofers, scanners, impressoras e monitores são todos conectados em slots específicos atrás da torre do computador. Esses slots, por sua vez, se conectam a PCBs que se conectam à placa-mãe.

Para que o dispositivo correspondente funcione, seu próprio cartão deve se conectar a uma fonte de alimentação. Os dedos e os slots correspondentes na placa-mãe tornam tudo isso possível. Os dedos de ouro fornecem às placas de circuito impresso modulares o poder de operar e fornecer funcionalidades modernas para usuários de dispositivos de computação remotos e estacionários.

A flexibilidade do sistema PCB, através do qual diferentes slots conectam diferentes tipos de cartões, permite atualizar o mesmo computador periodicamente ao longo de cinco ou dez anos. Toda vez que uma placa de som ou gráfica é atualizada, você pode remover a placa pré-existente da placa-mãe e substituí-la pelo modelo novo e aprimorado. A cada atualização, os dedos de ouro do PCB continuam sendo o contato de conexão universal.

Além do domínio dos computadores pessoais, os dedos de ouro PBC também são usados ​​como contatos de conexão em máquinas industriais computadorizadas. Os grandes arsenais de equipamentos mecanizados que você veria em uma fábrica de prensagem ou fábrica automotiva incluirão uma variedade de cartões internos que se conectam a uma fonte principal de energia por meio de dedos de ouro. Os braços do robô de fábrica, por exemplo, são alimentados com cartões de dedo de ouro que solicitam uma variedade de movimentos.

Especificações do Gold Finger que você deve conhecer

Durante o processo de revestimento de dedo de ouro do PCB, certos padrões devem ser seguidos para que os dedos funcionem corretamente. O design do próprio PCB também deve levar em conta as áreas necessárias para o alinhamento e o comprimento adequado dos dedos. Independentemente da finalidade ou tamanho do próprio PCB, as seguintes regras são sempre aplicáveis ​​no design de dedos de ouro:

• Os orifícios de passagem chapeados nunca devem estar localizados perto dos dedos de ouro.
• Os dedos de ouro não devem ter nenhum contato com a máscara de solda ou serigrafia, ambos devem ser mantidos à distância.
• Os dedos dourados devem estar sempre voltados para a direção oposta do meio do PCB (se você quiser que a borda seja chanfrada)

Se qualquer uma dessas regras não for seguida durante o processo de plaqueamento de ouro do PCB, o PCB pode ser incapaz de se comunicar com a placa de circuito pai. Como alternativa, o PCB pode não se encaixar corretamente no slot apropriado em uma placa-mãe.

A razão pela qual o ouro é usado para os dedos de conexão em PCBs é devido à resistência e condutividade superiores da liga. A força do ouro permite que os dedos sejam inseridos e ejetados centenas de vezes sem desgaste dos contatos de conexão. Sem a proteção do revestimento de ouro, uma placa de circuito pode ser facilmente despojada de suas funções de conexão após alguns usos.

Você pode se perguntar por que o ouro sobre outros tipos de metal. Afinal, o ouro é um dos elementos naturais mais raros e caros. Poderia ser mais econômico chapear as bordas de conexão dos PCBs com cobre ou níquel? O ouro, no entanto, é necessário para as funções exigidas de uma placa de circuito impresso.

À medida que os PCBs foram desenvolvidos em sua forma moderna, o ouro foi identificado como o metal de contato de conexão mais adequado devido a vários fatores. Os principais benefícios do ouro são a condutividade elétrica da liga e a resistência à corrosão. Para maior resistência, o ouro usado em placas de circuito impresso geralmente é ligado em combinação com níquel ou cobalto, o que confere ao ouro maior resistência ao desgaste em face da atividade constante do PCB. Para o processo de galvanização, o níquel tem uma espessura entre 150 e 200 micropolegadas.

Os padrões de produção para dedos de ouro PCB foram estabelecidos em 2002 pela Association Connecting Electronics Industries (IPC). As normas foram alteradas em 2012 com o lançamento da IPC-4556. Em 2015, os padrões foram novamente alterados com o lançamento do IPC A-600 e IPC-6010, que atualmente são os padrões mais utilizados na produção de PCB. Os padrões IPC podem ser resumidos da seguinte forma:

• Composição química : Para máxima rigidez ao longo das bordas dos contatos do PCB, o revestimento de ouro deve consistir em entre 5 e 10 por cento de cobalto.
• Espessura : A espessura do revestimento dos dedos de ouro deve estar sempre na faixa de 2 a 50 micropolegadas. As espessuras padrão por tamanho são 0,031 polegadas, 0,062 polegadas, 0,093 polegadas e 0,125 polegadas. As espessuras mais baixas são geralmente usadas para protótipos, enquanto as espessuras mais altas são usadas ao longo das bordas de conexão que são inseridas, desconectadas e reinseridas regularmente.
• Teste visual : Dedos de ouro devem passar por um teste visual realizado com uma lente de aumento. As bordas devem ter uma superfície lisa e limpa e sem excesso de chapeamento ou aparência de níquel.
• Teste de fita : Para testar a adesividade do banho de ouro junto com os contatos, o ICP recomenda um teste no qual uma tira de fita é colocada ao longo das bordas dos contatos. Depois de remover a fita, inspecione a tira quanto a vestígios de chapeamento. Se algum revestimento de ouro for evidente na fita, o revestimento não possui adesividade suficiente junto com os contatos.

Existem vários outros padrões para o processo de revestimento a ouro de PCB, e todos devem ser lidos na íntegra para uma compreensão aprofundada. À medida que a tecnologia melhora, mais padrões de teste são comumente introduzidos no processo, portanto, é melhor verificar periodicamente as atualizações com o IPC.

chanfradura de dedo de ouro de PCB

Em uma placa de circuito, o processo de plaqueamento de ouro PCB é usado após a máscara de solda e antes do acabamento da superfície. O processo de galvanização geralmente consiste nas seguintes etapas:

• Chapeamento de níquel : Entre três e seis mícrons de níquel são revestidos primeiro nas bordas do conector dos dedos.
• Chapeamento de ouro : Entre um e dois mícrons de ouro duro são banhados sobre o níquel. O ouro geralmente é aprimorado com cobalto para aumentar a resistência da superfície.
• Chansificação : As bordas do conector são chanfradas em ângulos especificados para facilitar a inserção nos slots correspondentes. A chanfradura geralmente é feita em ângulos de 30 a 45 graus.

Em algumas placas de circuito, certos dedos de ouro serão mais longos ou mais curtos do que outros. Por exemplo, uma placa de circuito pode ter dedos mais longos em uma extremidade. Dessa forma, a PCB é mais fácil de inserir em um slot, pois a extremidade com os dedos mais longos se encaixará no lugar mais facilmente. A partir daí, você simplesmente empurra a outra extremidade do PCB no lugar.

Existem certas restrições ao processo de galvanização. Por exemplo, certas distâncias são necessárias entre os dedos de ouro e outras partes da placa de circuito. As principais restrições incluem o seguinte:

• As camadas internas devem ser isentas de cobre ao longo da borda do PCB para evitar a exposição ao cobre durante o estágio de chanfro.
• Orifícios chapeados, SMD e almofadas não devem ser colocados a menos de 1,0 milímetro dos dedos de ouro.
• Almofadas revestidas não podem exceder 40 milímetros de comprimento.
• Deve existir uma distância de 0,5 milímetro entre os dedos dourados e o contorno.

Qualquer desvio dos requisitos de espaçamento padrão em torno dos dedos de ouro em uma placa de circuito impresso pode resultar em um cartão fisicamente fraco ou disfuncional.

Como os dedos de ouro estão mudando o mundo

Os computadores e dispositivos móveis de hoje estão se tornando cada vez mais complexos à medida que os fabricantes competem para tornar seus produtos mais rápidos e com mais recursos. Se você construir uma grande estação de computador e acumular um punhado de dispositivos móveis, é provável que várias placas de circuito banhadas a ouro interajam ao mesmo tempo. Cada vez que você imprime um artigo ou digitaliza uma foto para fazer upload em uma conta de mídia social, os sinais são enviados de dispositivos periféricos para placas de placa-mãe, que recebem esses sinais por meio de PCBs.

Graças em grande parte aos dedos de ouro, a tecnologia conseguiu avançar para o conjunto moderno de dispositivos móveis que milhões agora usam diariamente. Além disso, os dedos de ouro permitiram que as indústrias se tornassem mais produtivas e capazes do que nunca.

Como quantidades crescentes de tecnologia dependem de dedos de ouro, é crucial que eles sejam revestidos e testados com os mais altos padrões. Só assim você pode garantir o máximo desempenho sem falhas dos produtos de tecnologia que usam placas de circuito. Na Millennium Circuits Limited, fornecemos PCBs da mais alta qualidade para clientes em diversos setores. Contate-nos hoje para um orçamento gratuito.

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