Kullast, hõbedast ja vasest PCB plaatides
Trükkplaat (PCB) on põhiline elektrooniline komponent, mida kasutatakse laialdaselt erinevates elektroonika- ja sellega seotud toodetes. PCB-d nimetatakse mõnikord ka PWB-ks (Printed Wire Board, trükkplaat). Seda kasutati rohkem Hongkongis, Hiinas ja Jaapanis, kuid nüüd on seda üha vähem (tegelikult on PCB ja PWB vahel vahe).
Lääneriikides ja piirkondades nimetatakse seda üldiselt PCB-ks. Idas on nimi olenevalt riigist ja piirkonnast erinev. Näiteks Mandri-Hiinas nimetatakse seda praegu üldiselt trükkplaadiks (varem nimetati seda trükkplaadiks) ja Taiwanis üldiselt PCB-ks. Trükkplaate nimetatakse Jaapanis elektroonilisteks (skeemi) substraatideks ja Koreas substraatideks.
PCB on elektrooniliste komponentide tugikeha ja elektroonikakomponentide elektrilise ühendamise kandja. See mängib peamiselt tugi- ja vastastikuse sidumise rolli. Lihtsalt välimust vaadates on trükkplaadi välimine kiht peamiselt kolmes värvitoonis: kuldne, hõbedane ja helepunane. Hinna järgi liigitatud: kõige kallim on kuld, järgneb hõbe ja odavaim helepunane. Trükkplaadi sees olevad ahelad on aga peamiselt puhas vask ehk siis paljad vaskplaadid.
Väidetavalt on PCB-l palju väärismetalle. Väidetavalt sisaldab iga nutitelefon keskmiselt {{0}},05 g kulda, 0,26 g hõbedat ja 12,6 g vaske. Sülearvuti kullasisaldus on 10 korda suurem kui mobiiltelefonil!
Miks on PCB-l väärismetalle?
Elektroonikakomponentide toena vajab PCB oma pinnale jootekomponente, milleks on vaja jootmiseks paljastada osa vasekihist. Neid paljastatud vasekihte nimetatakse padjanditeks. Padjad on üldiselt väikese pindalaga ristkülikukujulised või ringikujulised. Seetõttu on pärast jootetakisti pealekandmist ainus, mis õhuga kokku puutub, padjal olev vask.
PCB paljastatud padjanditel on vasekiht otse paljastatud. Seda osa tuleb kaitsta oksüdatsiooni eest.
PCB-des kasutatav vask oksüdeerub kergesti. Kui padjal olev vask on oksüdeerunud, pole seda mitte ainult raske jootma, vaid ka vastupidavus suureneb oluliselt, mõjutades tõsiselt lõpptoote jõudlust. Seetõttu kaetakse padi inertse metallikullaga või kaetakse selle pind keemilise protsessi käigus hõbedakihiga või kaetakse vasekiht spetsiaalse keemilise kilega, et padja ei puutuks kokku õhuga. Vältige oksüdeerumist ja kaitske padjakest, et tagada järgnevas keevitusprotsessis saagis.
Kuld, hõbe ja vask PCB-l
1. PCB vasega plakeeritud plaat
Vasega kaetud laminaat on plaadikujuline materjal, mis on valmistatud klaaskiudkanga või muude tugevdusmaterjalide immutamisel vaiguga ning ühe või mõlema külje katmisel vaskfooliumiga ja kuumpressimisel.
Võttes näiteks klaaskiust riidel põhineva vaskkattega laminaadi, on selle peamised toorained vaskfoolium, klaaskiudriie ja epoksüvaik, mis moodustavad vastavalt ligikaudu 32%, 29% ja 26% toote maksumusest.
Vasega plakeeritud laminaat on trükkplaadi põhimaterjal ja trükkplaat on enamiku elektroonikatoodete asendamatu põhikomponent vooluahelate omavaheliseks ühendamiseks. Teadusliku ja tehnoloogilise taseme pideva paranemisega on viimastel aastatel võimalik trükitud elektroonikakomponentide otsetootmiseks kasutada spetsiaalseid elektroonilisi vaskkattega laminaate. Trükkplaatides kasutatavad juhid on üldjuhul valmistatud õhukesest fooliumikujulisest rafineeritud vasest, mis on kitsamas tähenduses vaskfoolium.
2. PCB sukeldatud kuldtrükkplaat
Kui kuld ja vask on otseses kokkupuutes, toimub elektronide migratsiooni ja difusiooni füüsikaline reaktsioon (potentsiaalide erinevuste seos), nii et esmalt tuleb tõkkekihina galvaniseerida "nikli" kiht ja seejärel galvaaniseeritud pealmine kiht. niklist, nii et seda, mida me üldiselt nimetame galvaniseeritud kullaks, tuleks selle tegelikku nimetust nimetada "galvaaniliselt kaetud nikli kullaks".
Kõva ja pehme kulla erinevus seisneb viimase pinnatud kullakihi koostises. Kullamisel võite galvaniseerida puhta kulla või sulami. Kuna puhta kulla kõvadus on suhteliselt pehme, nimetatakse seda ka "pehmeks kullaks". . Kuna "kuld" võib moodustada "alumiiniumiga" hea sulami, nõuab COB alumiiniumtraatide valmistamisel konkreetselt selle puhta kulla kihi paksust. Lisaks sellele, kui valite galvaniseeritud kulla-nikli sulami või kulla-koobalti sulami, kuna sulam on puhtast kullast kõvem, nimetatakse seda ka "kõvaks kullaks".
Kullakattekihti kasutatakse laialdaselt trükkplaatide komponentpadjandites, kuldsõrmedes, pistikukildudes jne. Enimkasutatavate mobiiltelefonide trükkplaatide põhiplaadid on enamasti kullatud plaadid, sukeldatud kuldplaadid. Arvuti emaplaadid, heli- ja väikesed digitaalsed trükkplaadid ei ole üldjuhul kullatud plaadid.
Kuld on tõeline kuld. Isegi kui plaaditakse ainult õhuke kiht, moodustab see juba ligi 10% trükkplaadi maksumusest. Kulda kasutatakse kattekihina, esiteks keevitamise hõlbustamiseks ja teiseks korrosiooni vältimiseks. Isegi kui mälupulga kuldne sõrm on juba mitu aastat kasutuses olnud, särab see ikka sama eredalt kui kunagi varem. Kui kasutatakse vaske, alumiiniumi või rauda, roostetavad need kiiresti jäätmehunnikuks. Lisaks on kullatud plaatide maksumus kõrge ja keevitustugevus halb. Elektroonilise nikeldamisprotsessi tõttu võivad mustad plaadid tekkida. Niklikiht oksüdeerub aja jooksul ja probleemiks on ka pikaajaline töökindlus.
3. PCB-sse sukeldatud hõbedane trükkplaat
Sukeldushõbe on odavam kui immersioonkuld. Kui PCB-l on ühendamiseks funktsionaalsed nõuded ja see peab kulusid vähendama, on sukeldumishõbe hea valik. Lisaks on keelekümblushõbedal hea tasapinnalisus ja kontakt, seega tuleks valida sukeldumishõbeda protsess.
