Guía de PCB Gold Fingers

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• ¿Qué son los dedos de oro?
• ¿Cómo se usan los dedos de oro?
• Especificaciones de Gold Finger que debe conocer
• Biselado de dedos de oro de PCB
• Cómo los dedos de oro están cambiando el mundo

En el mundo computarizado y activado por dispositivos móviles de hoy, las señales se envían entre numerosos dispositivos. Para que se promulgue cada comando, se debe establecer la comunicación entre dos o más placas de circuito. Nada de esto sería posible sin los dedos dorados, que sirven como contactos de conexión entre las placas base y componentes como tarjetas gráficas o de sonido.

La tecnología utilizada para transmitir estas señales y comandos es un gran avance con respecto a la electrónica anterior, que generalmente consistía en módulos separados que eran difíciles de comunicar entre sí. Con dedos de oro, los procesos de una placa de circuito son leídos inmediatamente por la placa de procesamiento principal.

Los procesos asociados a esta avanzada tecnología se extienden por todos los rincones de los sectores público y privado. En el mundo de la fabricación, se envían señales entre varios dispositivos y máquinas para ejecutar una serie de procesos, muchos de los cuales no podrían ser realizados por manos humanas. En las fábricas de ensamblaje de automóviles y las plantas de envasado de alimentos, numerosos comandos se ejecutan mediante maquinaria impulsada por computadora, la mayoría de las cuales utilizan placas de circuitos de un tamaño u otro.

Muchos de los procesos industriales actuales son posibles gracias a los dedos de oro. Entonces, ¿qué son y por qué son tan importantes para el funcionamiento interno de la tecnología informática?

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¿Qué son los dedos de oro?

Los dedos dorados son las columnas chapadas en oro que se ven a lo largo de los bordes de conexión de las placas de circuito impreso (PCB). El propósito de los dedos dorados es conectar una PCB secundaria a la placa base de una computadora. Los dedos de oro de PCB también se utilizan en varios otros dispositivos que se comunican a través de señales digitales, como teléfonos inteligentes y relojes inteligentes de consumo. El oro se usa para los puntos de conexión a lo largo de una PCB debido a la conductividad superior de la aleación.

Hay dos tipos de oro aplicables al proceso de chapado en oro de PCB:

• Oro de inmersión en níquel químico (ENIG) : Este oro es más económico y más fácil de soldar que el oro electrochapado, pero su composición suave y delgada (típicamente 2-5u” hace que ENIG no sea adecuado para los efectos abrasivos de la inserción y extracción de placas de circuitos.
• Oro duro galvanizado : Este oro es sólido (duro) y grueso (típicamente 30u”), por lo que es más ideal para los efectos abrasivos del uso constante de PCB.

Los dedos dorados hacen posible que diferentes placas de circuitos se comuniquen entre sí. Desde la fuente de alimentación hasta el dispositivo o equipo, las señales deben pasar entre varios contactos para que se ejecute un comando determinado.

Una vez que presione un comando, la señal pasará entre una o más placas de circuito antes de que se lea. Por ejemplo, si presiona un comando remoto en un dispositivo móvil, la señal se enviará desde el dispositivo habilitado para PCB en su mano a la máquina cercana o distante, que a su vez recibe la señal con su propia placa de circuito.

El proceso involucrado en el chapado de dedos de oro implica una serie de pasos meticulosos. Esto garantiza que cada placa de circuito que sale de la línea de producción esté debidamente equipada para conducir señales sin errores. Los estándares involucrados en el proceso de enchapado también ayudan a garantizar un ajuste perfecto entre los dedos dorados de cada placa de circuito con las ranuras correspondientes en una placa base determinada.

Para garantizar que todos estos dedos y ranuras encajen perfectamente, cada PCB debe pasar una serie de inspecciones y pruebas de defectos. Si el baño de oro en una placa de circuito no es uniforme o no se adhiere adecuadamente a la superficie, los resultados no serán suficientes para su lanzamiento comercial.

Para que los dedos de oro de PCB se junten, el proceso de recubrimiento debe realizarse en pasos donde los detalles circundantes de la placa se completen primero. Cuando llega el momento de enchapar los dedos, se aplica níquel sobre el cobre. Luego, el acabado superficial se aplica en último lugar. Una vez que todo ha fraguado, la placa se inspecciona con una lupa y se somete a pruebas de adherencia.

¿Cómo se usan los dedos de oro?

Los dedos dorados se utilizan como contactos de conexión entre dos PCB adyacentes. Aparte de su conductividad, el propósito del oro es proteger los bordes de conexión del desgaste en muchos usos. Debido a la resistencia del oro duro en su grosor específico, los dedos de oro permiten conectar, desconectar y volver a conectar una placa de circuito impreso hasta 1000 veces diferentes en una ranura correspondiente.

Las funciones de los dedos de oro son multiusos. Con cualquier configuración de computadora dada, verá una serie de periféricos que se conectan con la computadora gracias a los dedos dorados de PCB. Algunos de los usos más extendidos de los dedos de oro incluyen los siguientes:

• Puntos de interconexión : Cuando un PCB secundario se conecta a la placa base principal, se hace a través de una de varias ranuras hembra, como una ranura PCI, ISA o AGP. A través de estas ranuras, los dedos dorados conducen señales entre un dispositivo periférico o una tarjeta interna y la computadora misma.
• Adaptadores especiales : Los dedos dorados permiten agregar numerosas mejoras de rendimiento a una computadora personal. A través de PCB secundarias que se insertan perpendicularmente en la placa base, una computadora puede ofrecer gráficos mejorados y sonido de alta fidelidad. Dado que estas tarjetas rara vez se sueltan y se vuelven a colocar, los dedos dorados generalmente duran más que la tarjeta misma.
• Conexiones externas : Los periféricos externos que se han agregado a una estación de computadora están conectados a la placa base con dedos dorados de PCB. Los dispositivos como altavoces, subwoofers, escáneres, impresoras y monitores se conectan en ranuras específicas detrás de la torre de la computadora. Estas ranuras, a su vez, se conectan a PCB que se conectan a la placa base.

Para que el dispositivo correspondiente funcione, su propia tarjeta debe conectarse a una fuente de alimentación. Los dedos y las ranuras correspondientes en la placa base lo hacen todo posible. Los dedos dorados brindan a los PCB modulares el poder de operar y brindar funcionalidad moderna a los usuarios de dispositivos informáticos remotos y estacionarios.

La flexibilidad del sistema PCB, en el que diferentes ranuras conectan diferentes tipos de tarjetas, hace posible actualizar la misma computadora periódicamente durante cinco o diez años. Cada vez que se actualiza una tarjeta de sonido o gráfica, puede quitar la tarjeta preexistente de su placa base y reemplazarla con el modelo nuevo y mejorado. A través de cada actualización, los dedos dorados de PCB siguen siendo el contacto de conexión universal.

Más allá del ámbito de las computadoras personales, los dedos de oro PBC también se utilizan como contactos de conexión en maquinaria industrial computarizada. Los grandes arsenales de equipos mecanizados que vería en una planta de prensado o una fábrica de automóviles incluirán una variedad de tarjetas internas que se conectan a una fuente principal de energía a través de dedos dorados. Los brazos robóticos de fábrica, por ejemplo, funcionan con tarjetas de dedo doradas que provocan una variedad de movimientos.

Especificaciones de Gold Finger que debe conocer

Durante el proceso de enchapado en oro de PCB, se deben cumplir ciertos estándares para que los dedos funcionen correctamente. El diseño de la placa de circuito impreso en sí también debe tener en cuenta las áreas necesarias para la longitud y la alineación adecuadas de los dedos. Independientemente del propósito o el tamaño de la PCB en sí, las siguientes reglas siempre son aplicables en el diseño de dedos de oro:

• Los orificios pasantes chapados nunca deben ubicarse cerca de los dedos dorados.
• Los dedos dorados no deben tener ningún contacto con máscaras de soldadura o serigrafías, las cuales deben mantenerse a distancia.
• Los dedos dorados siempre deben mirar en la dirección opuesta al centro de la PCB (si desea que el borde esté biselado)

Si alguna de estas reglas no se sigue durante el proceso de enchapado en oro de la PCB, es posible que la PCB no pueda comunicarse con la placa de circuito principal. Como alternativa, es posible que la placa de circuito impreso no encaje correctamente en la ranura correspondiente de una placa base.

La razón por la que se usa oro para los dedos de conexión en las PCB se debe a la resistencia y conductividad superiores de la aleación. La fuerza del oro hace posible que los dedos se inserten y expulsen cientos de veces sin desgaste de los contactos de conexión. Sin la protección del baño de oro, una placa de circuito podría perder fácilmente sus funciones de conexión después de algunos usos.

Quizás se pregunte por qué el oro sobre otros tipos de metal. Después de todo, el oro es uno de los elementos naturales más raros y caros. ¿Sería más rentable enchapar los bordes de conexión de las PCB con cobre o níquel? El oro, sin embargo, es necesario para las funciones requeridas de una placa de circuito impreso.

A medida que los PCB se desarrollaron en su forma moderna, el oro se identificó como el metal de contacto de conexión más adecuado debido a varios factores. Los principales beneficios del oro son la conductividad eléctrica de la aleación y la resistencia a la corrosión. Para mayor resistencia, el oro que se usa en las placas de circuitos impresos suele estar aleado en combinación con níquel o cobalto, lo que le da al oro una mayor resistencia al desgaste frente a la actividad constante de los PCB. Para el proceso de chapado, el níquel tiene un espesor de entre 150 y 200 micropulgadas.

Los estándares de producción para los dedos de oro de PCB fueron establecidos en 2002 por la Association Connecting Electronics Industries (IPC). Los estándares se modificaron en 2012 con el lanzamiento de IPC-4556. En 2015, los estándares se modificaron nuevamente con el lanzamiento de IPC A-600 e IPC-6010, que actualmente son los estándares más utilizados en la producción de PCB. Los estándares IPC se pueden resumir de la siguiente manera:

• Composición química : Para obtener la máxima rigidez a lo largo de los bordes de los contactos de la placa de circuito impreso, el baño de oro debe tener entre un 5 y un 10 por ciento de cobalto.
• Espesor : El grosor del revestimiento de los dedos de oro siempre debe estar dentro del rango de 2 a 50 micropulgadas. Los espesores estándar por tamaño son 0,031 pulgadas, 0,062 pulgadas, 0,093 pulgadas y 0,125 pulgadas. Los grosores más bajos se usan generalmente para prototipos, mientras que los grosores más altos se usan a lo largo de los bordes de conexión que se insertan, desconectan y reinsertan con regularidad.
• Prueba visual : Los dedos dorados deben pasar una prueba visual realizada con una lupa. Los bordes deben tener una superficie lisa y limpia y estar libres de exceso de recubrimiento o apariencia de níquel.
• Prueba de cinta : Para probar la adhesividad del baño de oro junto con los contactos, el ICP recomienda una prueba en la que se coloca una tira de cinta a lo largo de los bordes de los contactos. Después de quitar la cinta, inspeccione la tira en busca de rastros de recubrimiento. Si se evidencia algún recubrimiento de oro en la cinta, el recubrimiento carece de suficiente adhesividad junto con los contactos.

Existen muchos otros estándares para el proceso de chapado en oro de PCB, y todos deben leerse en su totalidad para una comprensión profunda. A medida que la tecnología mejora, comúnmente se introducen más estándares de prueba en el proceso, por lo que es mejor consultar periódicamente con el IPC para obtener actualizaciones.

Biselado de dedos de oro de PCB

En una placa de circuito, el proceso de chapado en oro de PCB se utiliza después de la máscara de soldadura y antes del acabado de la superficie. El proceso de enchapado generalmente consta de los siguientes pasos:

• Niquelado : Primero se recubren entre tres y seis micrones de níquel en los bordes del conector de los dedos.
• Chapado en oro : Sobre el níquel se recubren entre una y dos micras de oro duro. El oro generalmente se mejora con cobalto para aumentar la resistencia de la superficie.
• Biselado : Los bordes del conector están biselados en ángulos específicos para facilitar la inserción en las ranuras correspondientes. El biselado generalmente se realiza en ángulos de 30 a 45 grados.

En algunas placas de circuito, ciertos dedos dorados serán más largos o más cortos que otros. Por ejemplo, una placa de circuito puede tener dedos más largos en un extremo. De esta manera, la placa de circuito impreso es más fácil de insertar en una ranura, ya que el extremo con los dedos más largos encajará en su lugar más fácilmente. A partir de ahí, simplemente empuja el otro extremo de la PCB en su lugar.

Existen ciertas restricciones en el proceso de enchapado. Por ejemplo, se necesitan ciertas distancias entre los dedos dorados y otras partes de la placa de circuito. Las restricciones clave incluyen lo siguiente:

• Las capas internas deben estar libres de cobre a lo largo del borde de la PCB para evitar la exposición del cobre durante la etapa de biselado.
• Los orificios enchapados, SMD y las almohadillas no deben colocarse a menos de 1,0 milímetros de los dedos dorados.
• Las almohadillas enchapadas no pueden exceder los 40 milímetros de largo.
• Debe existir una distancia de 0,5 milímetros entre los dedos dorados y el contorno.

Cualquier desviación de los requisitos de espacio estándar alrededor de los dedos dorados en una placa de circuito impreso podría resultar en una tarjeta físicamente débil o disfuncional.

Cómo los dedos de oro están cambiando el mundo

Las computadoras y los dispositivos móviles de hoy en día son cada vez más complejos a medida que los fabricantes compiten para hacer que sus productos sean más rápidos y con más recursos. Si construye una gran estación de computadoras y acumula un puñado de dispositivos móviles, es probable que tenga numerosas placas de circuitos chapadas en oro interactuando al mismo tiempo. Cada vez que imprime un artículo o escanea una foto para cargarla en una cuenta de redes sociales, se envían señales desde los dispositivos periféricos a las tarjetas de la placa base, que reciben estas señales a través de PCB.

Gracias en gran parte a los dedos de oro, la tecnología ha podido avanzar a la gama moderna de dispositivos móviles que millones usan ahora a diario. Además, los dedos de oro han permitido que las industrias se vuelvan más productivas y capaces que nunca.

Dado que una cantidad cada vez mayor de tecnología depende de los dedos de oro, es crucial que se recubran y prueben con los más altos estándares. Solo de esta manera puede garantizar el máximo rendimiento sin falta de los productos tecnológicos que utilizan placas de circuito. En Millennium Circuits Limited, proporcionamos PCB de la más alta calidad para clientes en una variedad de industrias. Contáctenos hoy para una cotización gratis.

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