Guide des PCB Gold Fingers

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• Que sont les doigts d'or ?
• Comment utilise-t-on les doigts en or ?
• Spécifications Gold Finger que vous devez connaître
• Biseautage des doigts en or PCB
• Comment les doigts d'or changent le monde

Dans le monde informatisé et mobile d'aujourd'hui, des signaux sont envoyés entre de nombreux appareils. Pour chaque commande à exécuter, la communication doit être établie entre deux ou plusieurs circuits imprimés. Rien de tout cela ne serait possible sans les doigts en or, qui servent de contacts de connexion entre les cartes mères et les composants tels que les cartes graphiques ou les cartes son.

La technologie utilisée pour transmettre ces signaux et commandes est un énorme bond en avant par rapport à l'électronique antérieure, qui consistait généralement en des modules séparés difficiles à mettre en communication les uns avec les autres. Avec les doigts en or, les processus d'une carte de circuit imprimé sont immédiatement lus par la carte de traitement principale.

Les processus associés à cette technologie de pointe s'étendent à tous les coins des secteurs public et privé. Dans le monde de la fabrication, des signaux sont envoyés entre divers appareils et machines pour mettre en œuvre une série de processus, dont beaucoup ne pourraient pas être effectués par des mains humaines. Dans les usines d'assemblage automatique et les usines d'emballage alimentaire, de nombreuses commandes sont exécutées par des machines assistées par ordinateur, dont la plupart utilisent des circuits imprimés d'une taille ou d'une autre.

De nombreux processus industriels d'aujourd'hui sont rendus possibles par des doigts d'or. Quels sont-ils et pourquoi sont-ils si importants pour le fonctionnement interne de la technologie informatique ?

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Que sont les doigts d'or ?

Les doigts dorés sont les colonnes plaquées or que vous voyez le long des bords de connexion des cartes de circuits imprimés (PCB). Le but des doigts d'or est de connecter un PCB secondaire à la carte mère d'un ordinateur. Les doigts en or PCB sont également utilisés dans divers autres appareils qui communiquent via des signaux numériques, tels que les smartphones grand public et les montres intelligentes. L'or est utilisé pour les points de connexion le long d'un circuit imprimé en raison de la conductivité supérieure de l'alliage.

Il existe deux types d'or applicables au processus de placage des doigts d'or sur les circuits imprimés :

• Or par immersion au nickel autocatalytique (ENIG)  : Cet or est plus économique et plus facile à souder que l'or électrodéposé, mais sa composition douce et fine (généralement 2-5u" rend l'ENIG inadapté aux effets abrasifs de l'insertion et du retrait des circuits imprimés.
• Or dur galvanisé  : Cet or est solide (dur) et épais (généralement 30u"), donc plus idéal pour les effets abrasifs d'une utilisation constante des PCB.

Les doigts dorés permettent à différentes cartes de circuits imprimés de communiquer entre elles. De la source d'alimentation à l'appareil ou à l'équipement, les signaux doivent passer entre plusieurs contacts pour qu'une commande donnée soit exécutée.

Une fois que vous avez appuyé sur une commande, le signal passera entre une ou plusieurs cartes de circuits imprimés avant d'être lu. Par exemple, si vous appuyez sur une commande à distance sur un appareil mobile, le signal sera envoyé de l'appareil compatible PCB dans votre main à la machine proche ou distante, qui à son tour reçoit le signal avec sa propre carte de circuit imprimé.

Le processus impliqué dans le placage des doigts en or implique un certain nombre d'étapes méticuleuses. Cela garantit que chaque carte de circuit imprimé sortant de la chaîne de production est correctement équipée pour transmettre des signaux sans erreur. Les normes impliquées dans le processus de placage permettent également d'assurer un ajustement parfait entre les doigts dorés de chaque circuit imprimé avec les fentes correspondantes sur une carte mère donnée.

Pour s'assurer que tous ces doigts et fentes s'adaptent parfaitement, chaque PCB doit passer une série d'inspections et de tests de détection de défauts. Si le placage d'or sur une carte de circuit imprimé manque de douceur ou n'adhère pas correctement à la surface, les résultats ne seront pas suffisants pour une sortie commerciale.

Pour que les doigts en or PCB se rejoignent, le processus de placage doit être effectué par étapes où les détails environnants de la carte sont d'abord complétés. Quand vient le temps de plaquer les doigts, le nickel est appliqué sur le cuivre. Ensuite, la finition de surface est appliquée en dernier. Une fois que tout a pris, la planche est inspectée à la loupe et soumise à des tests d'adhérence.

Comment les doigts en or sont-ils utilisés ?

Des doigts en or sont utilisés comme contacts de connexion entre deux PCB adjacents. Outre sa conductivité, le but de l'or est de protéger les bords de connexion de l'usure lors de nombreuses utilisations. En raison de la résistance de l'or dur à son épaisseur spécifiée, les doigts en or permettent à un circuit imprimé d'être connecté, déconnecté et reconnecté jusqu'à 1 000 fois différentes dans un emplacement correspondant.

Les fonctions des doigts en or sont polyvalentes. Avec n'importe quelle configuration d'ordinateur donnée, vous verrez un certain nombre de périphériques qui se connectent à l'ordinateur lui-même grâce aux doigts en or PCB. Certaines des utilisations les plus répandues des doigts en or sont les suivantes :

• Points d'interconnexion  : Lorsqu'un PCB secondaire se connecte à la carte mère principale, cela se fait via l'un des nombreux emplacements femelles, tels qu'un emplacement PCI, ISA ou AGP. Grâce à ces fentes, les doigts en or transmettent des signaux entre un périphérique ou une carte interne et l'ordinateur lui-même.
• Adaptateurs spéciaux  : Les doigts dorés permettent d'ajouter de nombreuses améliorations de performances à un ordinateur personnel. Grâce à des circuits imprimés secondaires qui s'insèrent perpendiculairement dans la carte mère, un ordinateur peut fournir des graphismes améliorés et un son haute fidélité. Étant donné que ces cartes sont rarement détachées et rattachées, les doigts en or durent généralement plus longtemps que la carte elle-même.
• Connexions externes  : Les périphériques externes qui ont été ajoutés à une station informatique sont connectés à la carte mère avec des doigts en or PCB. Les appareils tels que les haut-parleurs, les subwoofers, les scanners, les imprimantes et les moniteurs sont tous branchés dans des emplacements spécifiques derrière la tour d'ordinateur. Ces emplacements, à leur tour, se fixent aux PCB qui se connectent à la carte mère.

Pour que l'appareil correspondant fonctionne, sa propre carte doit être connectée à une source d'alimentation. Les doigts et les fentes correspondantes sur la carte mère rendent tout cela possible. Les doigts d'or fournissent aux modules PCB le pouvoir de fonctionner et de fournir des fonctionnalités modernes aux utilisateurs d'appareils informatiques distants et fixes.

La flexibilité du système PCB, où différents emplacements connectent différents types de cartes, permet de mettre à niveau le même ordinateur périodiquement sur cinq ou dix ans. Chaque fois qu'une carte son ou graphique est mise à jour, vous pouvez retirer la carte préexistante de votre carte mère et la remplacer par le nouveau modèle amélioré. À chaque mise à jour, les doigts dorés du PCB restent le contact de connexion universel.

Au-delà du domaine des ordinateurs personnels, les doigts en or PBC sont également utilisés comme contacts de connexion dans les machines industrielles informatisées. Les vastes arsenaux d'équipements mécanisés que vous verriez dans une usine de pressage ou une usine automobile comprendront un assortiment de cartes internes qui se connectent à une source d'alimentation principale via des doigts en or. Les bras de robot d'usine, par exemple, sont alimentés par des cartes à doigts dorées qui déclenchent un assortiment de mouvements.

Spécifications Gold Finger que vous devez connaître

Pendant le processus de placage des doigts d'or PCB, certaines normes doivent être respectées pour que les doigts fonctionnent correctement. La conception du PCB lui-même doit également tenir compte des zones nécessaires pour une longueur et un alignement corrects des doigts. Indépendamment de l'objectif ou de la taille du PCB lui-même, les règles suivantes sont toujours applicables dans la conception des doigts en or :

• Les trous traversants plaqués ne doivent jamais être situés à proximité des doigts en or.
• Les doigts dorés ne doivent pas entrer en contact avec le masque de soudure ou la sérigraphie, qui doivent tous deux être tenus à distance.
• Les doigts dorés doivent toujours faire face à la direction opposée au milieu du circuit imprimé (si vous souhaitez que le bord soit biseauté)

Si l'une de ces règles n'est pas suivie pendant le processus de placage des doigts d'or du PCB, le PCB peut être incapable de communiquer avec le circuit imprimé parent. Alternativement, le PCB peut ne pas s'insérer correctement dans l'emplacement approprié sur une carte mère.

La raison pour laquelle l'or est utilisé pour les doigts de connexion sur les PCB est due à la résistance et à la conductivité supérieures de l'alliage. La force de l'or permet aux doigts d'être insérés et éjectés des centaines de fois sans usure des contacts de connexion. Sans la protection du placage or, un circuit imprimé pourrait facilement être dépouillé de ses fonctions de connexion après quelques utilisations.

Vous pourriez vous demander pourquoi l'or sur d'autres types de métaux. Après tout, l'or est l'un des éléments naturels les plus rares et les plus chers. Serait-il plus rentable de plaquer les bords de connexion des PCB avec du cuivre ou du nickel ? Or, l'or est nécessaire pour les fonctions requises d'une carte de circuit imprimé.

Au fur et à mesure que les PCB ont été développés dans leur forme moderne, l'or a été identifié comme le métal de contact le plus approprié en raison de plusieurs facteurs. Les principaux avantages de l'or sont la conductivité électrique de l'alliage et sa résistance à la corrosion. Pour plus de résistance, l'or utilisé dans les cartes de circuits imprimés est généralement allié en combinaison avec du nickel ou du cobalt, ce qui confère à l'or une résistance supplémentaire à l'usure face à l'activité constante des PCB. Pour le processus de placage, le nickel a une épaisseur comprise entre 150 et 200 micropouces.

Les normes de production pour les doigts en or des PCB ont été établies en 2002 par l'Association Connecting Electronics Industries (IPC). Les normes ont été modifiées en 2012 avec la publication de l'IPC-4556. En 2015, les normes ont de nouveau été modifiées avec la publication des normes IPC A-600 et IPC-6010, qui sont actuellement les normes les plus largement utilisées dans la production de PCB. Les normes IPC peuvent être résumées comme suit :

• Composition chimique  : Pour une rigidité maximale le long des bords des contacts PCB, le placage d'or doit être composé de 5 à 10 % de cobalt.
• Épaisseur  : L'épaisseur de placage des doigts en or doit toujours se situer dans la plage de 2 à 50 micropouces. Les épaisseurs standard par taille sont de 0,031 pouce, 0,062 pouce, 0,093 pouce et 0,125 pouce. Les épaisseurs inférieures sont généralement utilisées pour les prototypes tandis que les épaisseurs supérieures sont utilisées le long des bords de connexion qui sont régulièrement insérés, débranchés et réinsérés.
• Test visuel  : Les doigts en or doivent passer un test visuel effectué avec une loupe. Les bords doivent avoir une surface lisse et propre et être exempts de placage excessif ou d'apparence de nickel.
• Test de bande  : Pour tester l'adhérence du placage d'or avec les contacts, l'ICP recommande un test dans lequel une bande de ruban adhésif est placée le long des bords de contact. Après avoir retiré la bande, inspectez la bande pour des traces de placage. Si un placage d'or est évident sur la bande, le placage manque d'adhérence suffisante avec les contacts.

De nombreuses autres normes existent pour le processus de placage des doigts en or sur les PCB, et toutes doivent être lues dans leur intégralité pour une compréhension approfondie. Au fur et à mesure que la technologie s'améliore, d'autres normes de test sont couramment introduites dans le processus, il est donc préférable de vérifier périodiquement les mises à jour auprès de l'IPC.

Biseautage des doigts en or PCB

Sur une carte de circuit imprimé, le processus de placage au doigt d'or PCB est utilisé après le masque de soudure et avant la finition de surface. Le processus de placage comprend généralement les étapes suivantes :

• Placage au nickel  : Entre trois et six microns de nickel sont d'abord plaqués sur les bords du connecteur des doigts.
• Plaquage or  : Entre un et deux microns d'or dur sont plaqués sur le nickel. L'or est généralement amélioré avec du cobalt pour une résistance de surface accrue.
• Biseautage  : Les bords du connecteur sont biseautés à des angles spécifiés pour faciliter l'insertion sur les fentes correspondantes. Le biseautage est généralement effectué à des angles de 30 à 45 degrés.

Sur certains circuits imprimés, certains doigts dorés seront plus longs ou plus courts que d'autres. Par exemple, une carte de circuit imprimé peut avoir des doigts plus longs à une extrémité. De cette façon, le PCB est plus facile à insérer dans une fente, car l'extrémité avec les doigts les plus longs s'enclenchera plus facilement. À partir de là, il vous suffit de pousser l'autre extrémité du PCB en place.

Il existe certaines restrictions au processus de placage. Par exemple, certaines distances sont nécessaires entre les doigts d'or et d'autres parties du circuit imprimé. Les principales restrictions incluent les éléments suivants :

• Les couches internes doivent être sans cuivre le long du bord du PCB pour éviter l'exposition au cuivre pendant l'étape de biseautage.
• Les trous plaqués, les CMS et les pastilles ne doivent pas être placés à moins de 1,0 millimètre des doigts en or.
• Les coussinets plaqués ne peuvent pas dépasser 40 millimètres de longueur.
• Une distance de 0,5 millimètre doit exister entre les doigts dorés et le contour.

Tout écart par rapport aux exigences d'espacement standard autour des doigts dorés sur une carte de circuit imprimé peut entraîner une carte physiquement faible ou dysfonctionnelle.

Comment les doigts d'or changent le monde

Les ordinateurs et les appareils mobiles d'aujourd'hui deviennent de plus en plus complexes à mesure que les fabricants se font concurrence pour rendre leurs produits plus rapides et plus ingénieux. Si vous construisez une grande station informatique et accumulez une poignée d'appareils mobiles, vous êtes susceptible d'avoir de nombreuses cartes de circuits imprimés plaquées or qui interagissent en même temps. Chaque fois que vous imprimez un article ou numérisez une photo pour la télécharger sur un compte de réseau social, des signaux sont envoyés des périphériques aux cartes mères, qui reçoivent ces signaux via des PCB.

Grâce en grande partie aux doigts d'or, la technologie a pu évoluer vers la gamme moderne d'appareils mobiles que des millions de personnes utilisent désormais quotidiennement. De plus, les doigts d'or ont permis aux industries de devenir plus productives et capables que jamais.

Étant donné que de plus en plus de technologies reposent sur des doigts en or, il est crucial de les faire plaquer et tester selon les normes les plus élevées. Ce n'est qu'ainsi que vous pourrez garantir des performances maximales sans faille des produits technologiques qui utilisent des circuits imprimés. Chez Millennium Circuits Limited, nous fournissons des PCB de la plus haute qualité pour les clients dans une variété d'industries. Contactez-nous dès aujourd'hui pour un devis gratuit.

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