O zlatu, srebru i bakru u PCB pločama
Tiskana ploča (PCB) osnovna je elektronička komponenta koja se široko koristi u raznim elektroničkim i srodnim proizvodima. PCB se ponekad naziva i PWB (Printed Wire Board, tiskana ploča). Više se koristio u Hong Kongu, Kini i Japanu, ali sada je sve manje (zapravo postoji razlika između PCB i PWB).
U zapadnim zemljama i regijama općenito se naziva PCB. Na istoku se naziv razlikuje ovisno o zemlji i regiji. Na primjer, u kontinentalnoj Kini se sada općenito naziva tiskana ploča (prethodno zvana tiskana ploča), au Tajvanu se općenito naziva PCB. Sklopne ploče se u Japanu nazivaju elektronički (sklopni) supstrati, a u Koreji supstrati.
PCB je nosivo tijelo elektroničkih komponenti i nosač za električno povezivanje elektroničkih komponenti. Uglavnom igra ulogu podrške i međusobnog povezivanja. Jednostavno gledajući izgled, vanjski sloj tiskane ploče uglavnom dolazi u tri boje: zlatnoj, srebrnoj i svijetlo crvenoj. Razvrstano po cijeni: zlato je najskuplje, zatim srebro, a najjeftinije je svijetlocrveno. Međutim, strujni krugovi unutar pločice uglavnom su čisti bakar, odnosno gole bakrene ploče.
Rečeno je da ima mnogo plemenitih metala na PCB-u. Zabilježeno je da u prosjeku svaki pametni telefon sadrži {{0}}.05 g zlata, 0,26 g srebra i 12,6 g bakra. Zlatni sadržaj prijenosnog računala je 10 puta veći od mobilnog telefona!
Zašto su plemeniti metali na PCB-u?
Kao podrška elektroničkim komponentama, PCB zahtijeva lemljenje komponenti na svojoj površini, što zahtijeva da dio bakrenog sloja bude izložen za lemljenje. Ovi izloženi bakreni slojevi nazivaju se jastučići. Jastučići su općenito pravokutni ili kružni s malom površinom. Stoga, nakon nanošenja otpornika za lemljenje, jedino što je izloženo zraku je bakar na podlozi.
Izloženi jastučići na PCB-u imaju izravno izložen bakreni sloj. Ovaj dio treba zaštititi od oksidacije.
Bakar koji se koristi u PCB-u lako se oksidira. Ako je bakar na pločici oksidiran, ne samo da će biti teško lemiti, nego će se i otpornost znatno povećati, što ozbiljno utječe na performanse konačnog proizvoda. Zbog toga se jastučić prekriva zlatom od inertnog metala ili se njegova površina kemijskim postupkom prekriva slojem srebra ili se bakreni sloj prekriva posebnim kemijskim filmom kako bi se spriječio kontakt jastučića sa zrakom. Spriječite oksidaciju i zaštitite podlogu kako biste osigurali popuštanje u kasnijem procesu zavarivanja.
Zlato, srebro i bakar na PCB-u
1. PCB ploča presvučena bakrom
Laminat presvučen bakrom je pločasti materijal izrađen impregniranjem tkanine od staklenih vlakana ili drugih materijala za ojačanje smolom i prekrivanjem jedne ili obje strane bakrenom folijom i vrućim prešanjem.
Uzimajući za primjer laminat presvučen bakrom na bazi stakloplastike, njegove glavne sirovine su bakrena folija, tkanina od stakloplastike i epoksidna smola, što čini približno 32%, 29%, odnosno 26% cijene proizvoda.
Laminat presvučen bakrom je osnovni materijal tiskanih ploča, a tiskana ploča nezamjenjiva je glavna komponenta za većinu elektroničkih proizvoda za postizanje međusobnog povezivanja krugova. Uz kontinuirano poboljšanje znanstvene i tehnološke razine, posljednjih godina, neki posebni elektronički laminati obloženi bakrom mogu se koristiti za izravnu proizvodnju tiskanih elektroničkih komponenti. Vodiči koji se koriste u tiskanim pločama općenito su izrađeni od rafiniranog bakra u obliku tanke folije, što je bakrena folija u užem smislu.
2. PCB uronjena zlatna tiskana ploča
Ako su zlato i bakar u izravnom kontaktu, doći će do fizičke reakcije migracije elektrona i difuzije (odnos između potencijalnih razlika), tako da se prvo mora galvanizirati sloj "nikla" kao sloj barijere, a zatim se zlato galvanizira na vrhu od nikla, tako da ono što općenito nazivamo galvaniziranim zlatom, njegov bi se stvarni naziv trebao zvati "galvanizirano nikal zlato".
Razlika između tvrdog i mekog zlata je u sastavu završnog sloja zlata koji je presvučen. Prilikom pozlaćivanja možete odabrati galvanizaciju čistog zlata ili legure. Budući da je tvrdoća čistog zlata relativno mekana, naziva se i "meko zlato". . Budući da "zlato" može tvoriti dobru leguru s "aluminijem", COB će posebno zahtijevati debljinu ovog sloja čistog zlata pri izradi aluminijskih žica. Osim toga, ako odaberete galvaniziranu leguru zlata i nikla ili leguru zlata i kobalta, budući da će legura biti tvrđa od čistog zlata, naziva se i "tvrdo zlato".
Sloj pozlaćenja naširoko se koristi u jastučićima komponenti, zlatnim prstima, šrapnelima konektora itd. na tiskanim pločama. Glavne ploče najčešće korištenih sklopnih ploča mobilnih telefona uglavnom su pozlaćene ploče, uronjene zlatne ploče. Matične ploče računala, audio i male digitalne ploče općenito nisu pozlaćene ploče.
Zlato je pravo zlato. Čak i ako je samo tanki sloj presvučen, on već čini gotovo 10% cijene tiskane ploče. Zlato se koristi kao zaštitni sloj, prvo za olakšavanje zavarivanja, a zatim za sprječavanje korozije. Čak i ako je zlatni prst memorijske kartice korišten nekoliko godina, i dalje sjaji kao i uvijek. Ako se koriste bakar, aluminij ili željezo, brzo će zahrđati u hrpu otpada. Osim toga, cijena pozlaćenih ploča je visoka, a čvrstoća zavarivanja je slaba. Zbog postupka bezelektričkog poniklavanja, sklone su pojave crnih ploča. Sloj nikla će s vremenom oksidirati, a problem je i dugoročna pouzdanost.
3. PCB uronjena srebrna tiskana ploča
Imerzijsko srebro je jeftinije od uronjenog zlata. Ako PCB ima funkcionalne zahtjeve za spajanje i treba smanjiti troškove, imerzijsko srebro je dobar izbor. Osim toga, srebro za uranjanje ima dobru ravnost i kontakt, pa treba odabrati postupak srebra za uranjanje.
