Über Gold, Silber und Kupfer in Leiterplatten
Leiterplatten (PCB) sind eine grundlegende elektronische Komponente, die in verschiedenen elektronischen und verwandten Produkten weit verbreitet ist. PCB wird manchmal auch PWB (Printed Wire Board, Leiterplatte) genannt. In Hongkong, China und Japan wurde es häufiger verwendet, aber mittlerweile wird es immer seltener verwendet (tatsächlich gibt es einen Unterschied zwischen PCB und PWB).
In westlichen Ländern und Regionen wird es allgemein als PCB bezeichnet. Im Osten variiert der Name je nach Land und Region. Beispielsweise wird es auf dem chinesischen Festland heute allgemein als Leiterplatte (früher als Leiterplatte bezeichnet) und in Taiwan allgemein als PCB bezeichnet. Leiterplatten werden in Japan als elektronische (Schaltkreis-)Substrate und in Korea als Substrate bezeichnet.
PCB ist der Trägerkörper elektronischer Komponenten und der Träger für die elektrische Verbindung elektronischer Komponenten. Es spielt hauptsächlich die Rolle der Unterstützung und Verbindung. Rein optisch betrachtet gibt es die äußere Schicht der Leiterplatte hauptsächlich in drei Farben: Gold, Silber und Hellrot. Nach Preis sortiert: Gold ist am teuersten, gefolgt von Silber, und Hellrot ist am billigsten. Allerdings bestehen die Schaltkreise im Inneren der Leiterplatte überwiegend aus reinem Kupfer, also blanken Kupferplatinen.
Es wird gesagt, dass sich auf der Leiterplatte viele Edelmetalle befinden. Berichten zufolge enthält jedes Smartphone durchschnittlich {{0}},05 g Gold, 0,26 g Silber und 12,6 g Kupfer. Der Goldgehalt eines Laptops ist zehnmal so hoch wie der eines Mobiltelefons!
Warum befinden sich Edelmetalle auf Leiterplatten?
Als Träger für elektronische Komponenten erfordert die Leiterplatte Lötkomponenten auf ihrer Oberfläche, wodurch ein Teil der Kupferschicht zum Löten freigelegt werden muss. Diese freiliegenden Kupferschichten werden Pads genannt. Die Pads sind im Allgemeinen rechteckig oder kreisförmig mit einer kleinen Fläche. Daher ist nach dem Auftragen des Lötstopplacks nur noch das Kupfer auf dem Pad der Luft ausgesetzt.
Bei den freiliegenden Pads auf der Leiterplatte liegt die Kupferschicht direkt frei. Dieser Teil muss vor Oxidation geschützt werden.
Das in Leiterplatten verwendete Kupfer oxidiert leicht. Wenn das Kupfer auf dem Pad oxidiert ist, wird es nicht nur schwierig zu löten, sondern auch der spezifische Widerstand wird stark ansteigen, was die Leistung des Endprodukts ernsthaft beeinträchtigt. Daher wird das Pad mit inertem Metallgold plattiert oder seine Oberfläche wird durch einen chemischen Prozess mit einer Silberschicht bedeckt, oder die Kupferschicht wird mit einem speziellen chemischen Film bedeckt, um zu verhindern, dass das Pad mit der Luft in Kontakt kommt. Verhindern Sie Oxidation und schützen Sie das Pad, um die Ausbeute beim anschließenden Schweißprozess sicherzustellen.
Gold, Silber und Kupfer auf Leiterplatten
1. PCB-Kupferplatine
Kupferkaschiertes Laminat ist ein plattenförmiges Material, das durch Imprägnieren von Glasfasergewebe oder anderen Verstärkungsmaterialien mit Harz und Bedecken einer oder beider Seiten mit Kupferfolie und Heißpressen hergestellt wird.
Am Beispiel von kupferkaschiertem Laminat auf Glasfasergewebebasis sind die Hauptrohstoffe Kupferfolie, Glasfasergewebe und Epoxidharz, die etwa 32 %, 29 % bzw. 26 % der Produktkosten ausmachen.
Kupferkaschiertes Laminat ist das Grundmaterial von Leiterplatten, und Leiterplatten sind für die meisten elektronischen Produkte ein unverzichtbarer Hauptbestandteil, um Schaltkreisverbindungen zu erreichen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung des wissenschaftlichen und technologischen Niveaus können in den letzten Jahren einige spezielle elektronische kupferkaschierte Laminate für die direkte Herstellung gedruckter elektronischer Komponenten verwendet werden. Die in Leiterplatten verwendeten Leiter bestehen im Allgemeinen aus dünnem, folienförmigem raffiniertem Kupfer, bei dem es sich im engeren Sinne um Kupferfolie handelt.
2. PCB-vergoldete Leiterplatte
Wenn Gold und Kupfer in direktem Kontakt stehen, kommt es zu einer physikalischen Reaktion der Elektronenmigration und -diffusion (Beziehung zwischen Potentialunterschieden). Daher muss zuerst eine Schicht aus „Nickel“ als Barriereschicht galvanisiert werden, und dann wird Gold darauf galvanisiert des Nickels, also das, was wir allgemein als galvanisiertes Gold bezeichnen, sollte der eigentliche Name „galvanisiertes Nickelgold“ lauten.
Der Unterschied zwischen Hartgold und Weichgold liegt in der Zusammensetzung der letzten Goldschicht, die plattiert wird. Bei der Vergoldung können Sie wählen, ob Sie reines Gold oder eine Legierung galvanisieren möchten. Da die Härte von reinem Gold relativ weich ist, wird es auch „weiches Gold“ genannt. . Da „Gold“ mit „Aluminium“ eine gute Legierung bilden kann, benötigt COB bei der Herstellung von Aluminiumdrähten speziell die Dicke dieser Schicht aus reinem Gold. Wenn Sie sich außerdem für eine galvanische Gold-Nickel-Legierung oder eine Gold-Kobalt-Legierung entscheiden, wird sie auch „Hartgold“ genannt, da die Legierung härter als reines Gold ist.
Die Vergoldungsschicht wird häufig in Bauteilpads, Goldfingern, Steckersplittern usw. von Leiterplatten verwendet. Die Hauptplatinen der am weitesten verbreiteten Mobiltelefonplatinen sind meist vergoldete Platinen, also Platinen mit Tauchgold. Computer-Motherboards, Audio- und kleine digitale Leiterplatten sind im Allgemeinen keine vergoldeten Platinen.
Gold ist echtes Gold. Selbst wenn nur eine dünne Schicht aufgebracht wird, macht sie bereits fast 10 % der Kosten der Leiterplatte aus. Gold wird als Überzugsschicht verwendet, um erstens das Schweißen zu erleichtern und zweitens Korrosion zu verhindern. Selbst wenn der Goldfinger eines Memory Sticks mehrere Jahre lang verwendet wurde, leuchtet er immer noch so hell wie eh und je. Wenn Kupfer, Aluminium oder Eisen verwendet werden, verrosten diese schnell zu einem Abfallhaufen. Darüber hinaus sind die Kosten für vergoldete Platten hoch und die Schweißfestigkeit schlecht. Aufgrund des chemischen Vernickelungsverfahrens besteht die Gefahr, dass schwarze Platten entstehen. Die Nickelschicht oxidiert mit der Zeit und auch die langfristige Zuverlässigkeit ist ein Problem.
3. PCB-eingetauchte Silberleiterplatte
Immersionssilber ist günstiger als Immersionsgold. Wenn die Leiterplatte funktionale Anforderungen an den Anschluss stellt und die Kosten gesenkt werden müssen, ist Tauchsilber eine gute Wahl. Darüber hinaus weist Immersionssilber eine gute Ebenheit und guten Kontakt auf, sodass das Immersionssilberverfahren gewählt werden sollte.
