Dedos de Oro en PCB: Guía Completa y Especificaciones

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• Qué son los Dedos de Oro
• Cómo se Usan los Dedos de Oro
• Especificaciones de Dedos de Oro que Debe Conocer
• Biseles de Dedos de Oro en PCB
• Cómo los Dedos de Oro Están Cambiando el Mundo

 

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

La tecnología usada para transmitir estas señales y comandos es un gran salto adelante desde la electrónica anterior, que típicamente consistía en módulos separados que eran difíciles de poner en comunicación entre sí. Con los dedos de oro, los procesos de una placa de circuito son leídos inmediatamente por la placa de procesamiento principal.

Los procesos asociados con esta tecnología avanzada se extienden por todos los rincones de los sectores público y privado. En el mundo de la fabricación, las señales se envían entre varios dispositivos y máquinas para ejecutar una serie de procesos, muchos de los cuales no podrían ser realizados por manos humanas. En fábricas de ensamblaje de autos y plantas de empaquetado de alimentos, numerosos comandos son cumplidos por maquinaria impulsada por computadora, la mayoría de las cuales usan placas de circuito 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 de oro son las columnas plateadas en oro que ve a lo largo de los bordes de conexión de las placas de circuito impreso (PCB). El propósito de los dedos de oro es conectar un PCB secundario a la placa base de una computadora. Los dedos de oro de PCB también se usan en varios otros dispositivos que se comunican mediante señales digitales, como teléfonos inteligentes y relojes inteligentes de consumo. El oro se usa para los puntos de conexión a lo largo de un PCB debido a la conductividad superior de la aleación.

Hay dos tipos de oro aplicables al proceso de plateado de dedos de oro en PCB:

• Níquel Químico Inmersión Oro (ENIG): Este oro es más rentable y más fácil de soldar que el oro electrolítico, pero su composición suave y delgada (típicamente 2-5 µ") hace que ENIG no sea adecuado para los efectos abrasivos de la inserción y extracción de la placa de circuito.
• Oro Duro Electrolítico: Este oro es sólido (duro) y grueso (típicamente 30 µ"), por lo que es más ideal para los efectos abrasivos del uso constante de PCB.

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

Una vez que presiona un comando, la señal pasará entre una o más placas de circuito antes de ser leída. 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 lejana, que a su vez recibe la señal con su propia placa de circuito.

El proceso involucrado en el plateado de dedos de oro implica una serie de pasos meticulosos. Esto asegura que cada placa de circuito que sale de la línea de producción esté debidamente equipada para conducir señales sin error. Los estándares involucrados en el proceso de plateado también ayudan a asegurar un ajuste perfecto entre los dedos de oro en cada placa de circuito con las ranuras correspondientes en una placa base dada.

Para asegurar que todos estos dedos y ranuras encajen como un guante, cada PCB debe pasar una serie de inspecciones y pruebas de defectos. Si el plateado de oro en una placa de circuito carece de suavidad o no se adhiere adecuadamente a la superficie, los resultados no serán suficientes para lanzamiento comercial.

Para que los dedos de oro de PCB se unan, el proceso de plateado debe llevarse a cabo en pasos donde los detalles circundantes de la placa se completen primero. Cuando llega el momento de platear los dedos, se aplica níquel sobre el cobre. Luego, el acabado superficial se aplica al final. Una vez que todo ha asentado, la placa se inspecciona bajo una lupa y se somete a pruebas de adhesión.

¿Cómo se Usan los Dedos de Oro?

Los dedos de oro se usan como contactos de conexión entre dos PCB adyacentes. Además de su conductividad, el propósito del oro es proteger los bordes de conexión del desgaste en muchos usos. Debido a la fuerza del oro duro en su espesor especificado, los dedos de oro hacen posible que un PCB se conecte, desconecte y reconecte hasta 1,000 veces diferentes en una ranura correspondiente.

Las funciones de los dedos de oro son multipropósito. Con cualquier configuración de computadora dada, verá una serie de periféricos que se conectan con la computadora misma gracias a los dedos de oro 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 uno de varios zócalos hembra, como un zócalo PCI, ISA o AGP. A través de estos zócalos, los dedos de oro conducen señales entre un dispositivo periférico o una tarjeta interna y la computadora misma.
• Adaptadores especiales: Los dedos de oro hacen posible agregar numerosas mejoras de rendimiento a una computadora personal. A través de PCB secundarios que se encajan perpendicularmente en la placa base, una computadora puede ofrecer gráficos mejorados y sonido de alta fidelidad. Dado que estas tarjetas rara vez se desmontan y vuelven a montar, los dedos de oro 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 de oro de PCB. Dispositivos como altavoces, subwoofers, escáneres, impresoras y monitores se enchufan en zócalos específicos detrás de la torre de la computadora. Estos zócalos, 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 energía. Los dedos y ranuras correspondientes en la placa base hacen todo posible. Los dedos de oro proporcionan a los PCB modulares la energía para operar y ofrecer funcionalidad moderna a usuarios de dispositivos de computación remotos y estacionarios.

La flexibilidad del sistema PCB, donde diferentes zócalos 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 gráficos, puede quitar la tarjeta preexistente de su placa base y reemplazarla con el modelo nuevo y mejorado. A través de cada actualización, los dedos de oro de PCB permanecen el contacto de conexión universal.

Más allá del ámbito de las computadoras personales, los dedos de oro de PCB también se usan como contactos de conexión en maquinaria industrial computarizada. Los grandes arsenales de equipo mecanizado que vería en una planta de prensado o fábrica automotriz incluirán una variedad de tarjetas internas que se conectan a una fuente principal de energía a través de dedos de oro. Los brazos robóticos de fábrica, por ejemplo, funcionan con tarjetas de dedos de oro que provocan una variedad de movimientos.

Especificaciones de Dedos de Oro que Debe Conocer

Durante el proceso de plateado de dedos de oro en PCB, ciertos estándares deben cumplirse para que los dedos funcionen correctamente. El diseño del propio PCB también debe tener en cuenta las áreas necesarias para la longitud y alineación adecuada de los dedos. Independientemente del propósito o tamaño del propio PCB, las siguientes reglas siempre son aplicables en el diseño de dedos de oro:

• Los orificios pasantes plateados nunca deben ubicarse cerca de los dedos de oro.
• Los dedos de oro no deben tener contacto con máscara de soldadura o serigrafía, ambas deben mantenerse a distancia.
• Los dedos de oro siempre deben mirar en la dirección opuesta al centro del PCB (si quiere que el borde sea biselado)

Si no se sigue alguna de estas reglas durante el proceso de plateado de dedos de oro en PCB, el PCB podría ser incapaz de comunicarse con la placa de circuito principal. Alternativamente, el PCB podría no encajar correctamente en la ranura apropiada en una placa base.

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

Podría preguntarse por qué oro sobre otros tipos de metal. Después de todo, el oro es uno de los elementos naturales más raros y caros. ¿Podría ser más rentable platear los bordes de conexión de los PCB con cobre o níquel? Sin embargo, el oro 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 fue identificado 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 fuerza, el oro usado en placas de circuito impreso generalmente se alea en combinación con níquel o cobalto, que otorgan al oro mayor resistencia al desgaste frente a la actividad constante del PCB. Para el proceso de plateado, el níquel tiene un espesor de entre 150 y 200 micropulgadas.

Los estándares de producción para dedos de oro de PCB fueron establecidos en 2002 por la Asociación de Industrias Electrónicas de Conexión (IPC). Los estándares fueron enmendados en 2012 con el lanzamiento de IPC-4556. En 2015, los estándares fueron enmendados nuevamente con el lanzamiento de IPC A-600 e IPC-6010, que son actualmente los estándares más ampliamente empleados en la producción de PCB. Los estándares IPC se pueden resumir de la siguiente manera:

• Composición química: Para máxima rigidez a lo largo de los bordes de contactos de PCB, el plateado de oro debe consistir en entre 5 y 10 por ciento de cobalto.
• Espesor: El espesor de plateado de 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 espesores más bajos se usan generalmente para prototipos mientras que los más altos se usan a lo largo de bordes de conexión que se insertan, desenchufan y reinsertan regularmente.
• Prueba visual: Los dedos de oro deben pasar una prueba visual realizada con una lupa. Los bordes deben tener una superficie suave, limpia y estar libres de exceso de plateado o apariencia de níquel.
• Prueba de cinta: Para probar la adhesividad del plateado de oro junto con los contactos, el ICP recomienda una prueba donde se coloca una tira de cinta a lo largo de los bordes de contacto. Después de quitar la cinta, inspeccione la tira en busca de rastros de plateado. Si hay plateado de oro evidente en la cinta, el plateado carece de adhesividad suficiente junto con los contactos.

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

Biseles de Dedos de Oro en PCB

En una placa de circuito, el proceso de plateado de dedos de oro en PCB se usa después de la máscara de soldadura y antes del acabado superficial. El proceso de plateado generalmente consiste en los siguientes pasos:

• Plateado de níquel: Entre tres y seis micras de níquel se platean primero en los bordes de conexión de los dedos.
• Plateado de oro: Entre una y dos micras de oro duro se platean sobre el níquel. El oro generalmente se mejora con cobalto para mayor resistencia superficial.
• Biseles: Los bordes de conexión se biselan en ángulos especificados para una inserción más fácil en las ranuras correspondientes. El biselado se hace típicamente en ángulos de 30 a 45 grados.

En algunas placas de circuito, ciertos dedos de oro 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, el PCB es más fácil de insertar en una ranura, ya que el extremo con los dedos más largos encajará en su lugar más fácilmente. Desde allí, simplemente empuje el otro extremo del PCB en su lugar.

Hay ciertas restricciones al proceso de plateado. Por ejemplo, se necesitan ciertas distancias entre los dedos de oro y otras partes de la placa de circuito. Restricciones clave incluyen las siguientes:

• Las capas internas deben ser libres de cobre a lo largo del borde del PCB para prevenir exposición de cobre durante la etapa de biselado.
• Orificios plateados, SMD y pads no deben colocarse dentro de 1.0 milímetros de los dedos de oro.
• Los pads plateados no pueden exceder 40 milímetros de longitud.
• Debe existir una distancia de 0.5 milímetros entre los dedos de oro y el contorno.

Cualquier desviación de los requisitos estándar de espaciado alrededor de los dedos de oro 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 dispositivos móviles de hoy son cada vez más complejos a medida que los fabricantes compiten para hacer sus productos más rápidos y con más recursos. Si construye una gran estación de computadora y acumula un puñado de dispositivos móviles, es probable que tenga numerosas placas de circuito plateadas en oro interactuando al mismo tiempo. Cada vez que imprime un artículo o escanea una foto para subir a una cuenta de redes sociales, las señales se envían desde dispositivos periféricos a tarjetas de placa base, que reciben estas señales a través de PCB.

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

A medida que cantidades crecientes de tecnología dependen de los dedos de oro, es crucial tenerlos plateados y probados con los más altos estándares. Solo así puede asegurar el máximo rendimiento sin fallas de los productos tecnológicos que usan 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 gratuita.

 

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