Muchos sistemas electrónicos utilizan contactos chapados en oro en las placas de circuito impreso (PCB) para crear conexiones eléctricas duraderas, desde tarjetas gráficas y módulos de memoria en ordenadores personales hasta electrónica automotriz y dispositivos de control industrial. Ubicados en el borde de la placa, estos contactos chapados en oro permiten la transferencia de energía y señales entre la placa y su conector correspondiente, y soportan la inserción y extracción repetidas.
Aunque los contactos dorados ocupan poco espacio en una placa de circuito impreso (PCB), su diseño y fabricación no son nada sencillos. Este artículo explica qué son los contactos dorados para PCB, los tipos que existen, sus aplicaciones y los estándares importantes de diseño, biselado y fabricación que contribuyen a garantizar la fiabilidad a largo plazo.
¿Qué son los dedos dorados de PCB?
Los contactos dorados se refieren a los conectores chapados en oro que recorren los bordes de una placa de circuito impreso. Su función es permitir que una placa secundaria se conecte con la placa base de una computadora o dispositivo como un teléfono inteligente. En resumen, los contactos dorados en una placa de circuito impreso pueden usarse como puentes para conectar diferentes chips y componentes y permitir la comunicación mediante protocolos establecidos. Proporcionan canales de comunicación claros entre los chips de la computadora y las placas de circuito para ejecutar instrucciones, lo cual es fundamental para funciones como Wi-Fi, RAM y procesadores.
Existen dos métodos principales de tratamiento de superficie para los dedos de oro:
El recubrimiento de níquel químico con baño de oro (ENIG) es muy utilizado debido a su soldabilidad y planitud superficial. Sin embargo, no es adecuado para aplicaciones de acoplamiento de alta frecuencia, ya que su recubrimiento de oro es delgado (normalmente de 2 a 5 µm) y blando, lo que lo hace propenso al desgaste por inserciones repetidas.
Oro duro : En comparación con el ENIG, el oro duro tiene una película de oro más gruesa (normalmente de 30 a 50 µm), por lo que es más resistente al desgaste e ideal para aplicaciones que requieren durabilidad y conexiones repetidas. La desventaja es su mayor coste de fabricación.
Tipos de PCB con dedos de oro
Los contactos dorados en las placas de circuitos impresos se presentan en tres tipos principales:
- Dedos de oro regulares (también llamados dedos de oro al ras): son rectangulares. almohadillas de soldadurade largo y ancho uniformes, dispuestos cuidadosamente a lo largo del borde del tablero.
- Dedos de soldadura segmentados para PCB (también llamados dedos de soldadura intermitentes): Las almohadillas de soldadura son rectangulares, pero pueden tener diferentes longitudes y se ubican en el borde de la placa. Tienen una sección desconectada en la parte frontal.
- Dedos dorados largos-cortos (también llamados dedos dorados desiguales): Son almohadillas rectangulares de diferentes longitudes a lo largo del borde de la placa, a menudo denominadas dedos dorados largos-cortos o desiguales. Este tipo se utiliza a menudo para conexiones en módulos de memoria, unidades USB, lectores de tarjetas, etc.
¿Para qué se utilizan los contactos dorados de las placas de circuito impreso?
Los contactos dorados para PCB tienen diversos usos comunes que permiten la conexión entre componentes de computadoras y otros dispositivos. Estas son algunas de sus aplicaciones más comunes:
Puntos de interconexión : Las placas de circuito impreso secundarias se conectan a la placa base principal mediante ranuras hembra como PCI, ISA o AGP . Los contactos dorados de estas ranuras transmiten señales entre los dispositivos y tarjetas periféricos y el propio ordenador. Esto es común en ordenadores (ranuras para tarjetas de memoria y expansión), servidores y sistemas de control industrial.
Adaptadores especiales : los conectores de pines dorados para PCB permiten añadir numerosas mejoras de rendimiento a los ordenadores personales mediante tarjetas de expansión perpendiculares que se insertan en la placa base, ofreciendo un procesamiento gráfico y una salida de audio mejorados. Estos adaptadores se encuentran habitualmente en ordenadores para juegos y estaciones de trabajo que requieren un mayor rendimiento.
Conexiones externas : Los periféricos que se añaden a una estación de trabajo, como altavoces, escáneres e impresoras, se conectan a ranuras específicas en la parte posterior de la torre. Estos puertos se conectan a placas de circuito impreso (PCB) que, a su vez, se comunican con la placa base mediante contactos dorados. Además, la electrónica automotriz y los sistemas de entretenimiento doméstico dependen de conexiones con contactos dorados para un rendimiento estable y fiable.
Biselado de dedos de oro de PCB
El biselado de los contactos dorados de la placa de circuito impreso (PCB) consiste en cortar el borde de la placa en ángulo para crear un perfil cónico a lo largo de los contactos dorados. El objetivo de este procedimiento es facilitar la inserción de los contactos en las ranuras y conectores correspondientes.
Proceso de chapado en oro y biselado de contactos de PCB
El chapado de oro en los contactos se realiza en las placas de circuito impreso después de la aplicación de la máscara de soldadura, pero antes del proceso de tratamiento final de la superficie. El proceso consta de tres etapas:
- Niquelado: Primero, se aplica una capa base de níquel en los bordes de conexión de los dedos. Esto se hace para crear una barrera que mejora la adhesión entre el cobre y la capa de oro, y evita la difusión del cobre en la capa de oro.
- Recubrimiento de oro: A continuación, se aplica una capa de oro duro sobre la capa de níquel. En ocasiones, el oro se alea con cobalto para lograr una mayor dureza, una menor resistencia superficial y una mayor durabilidad de los contactos de oro, incluso después de múltiples ciclos de acoplamiento.
- Biselado: El último paso consiste en biselar los bordes de los contactos dorados con un ángulo de 20°, 30° o 45°, según el grosor de la placa y los requisitos del conector.
Parámetros de biselado de contactos dorados de PCB en MOKO Technology
La siguiente tabla describe los parámetros de chaflán estándar utilizados en MOKO Technology:
| Ángulo (α) | Grosor de la placa de circuito impreso (d) | Espesor(es) restante(s) | Profundidad del chaflán (h) |
| 20° | 1.6 mm | 0.5 mm | 1.51 mm |
| 2.0 mm | 0.65 mm | 1.85 mm | |
| 2.4 mm | 0.7 mm | 2.34 mm | |
| 30° | 1.6 mm | 0.5 mm | 0.95 mm |
| 2.0 mm | 0.65 mm | 1.16 mm | |
| 2.4 mm | 0.7 mm | 1.47 mm | |
| 45° | 1.6 mm | 0.5 mm | 0.5 mm |
| 2.0 mm | 0.65 mm | 0.65 mm | |
| 2.4 mm | 0.7 mm | 0.7 mm |
Reglas de diseño de los dedos dorados de PCB
- Mantenga los orificios pasantes chapados a una distancia mínima de 1 mm de los dedos. Estos orificios requieren un recubrimiento de cobre alrededor del orificio en todas las capas. Este cobre puede fluir hacia los dedos de oro durante el recubrimiento y causar contaminación o problemas de espesor. Mantener una distancia de 1 mm evita esto.
- Mantenga la distancia entre los dedos y cualquier máscara de soldadura o serigrafía. Esto evita que el material se derrame sobre los dedos durante la aplicación, lo que podría interferir con la inserción.
- Oriente los dedos en el lado de la placa opuesto al centro del componente. Esto facilita la inserción y la alineación, ya que libera los componentes de la parte inferior.
- No coloque ninguna Piezas SMD, orificios pasantes chapados o almohadillas de soldadura a menos de 1 mm de los dedos. Esto evita interferencias con el conector de interfaz.
- Retire toda la capa interna de cobre debajo de los dedos, generalmente 3 mm más allá del borde del ancho del dedo. Esto evita que la capa interna de cobre quede expuesta durante el biselado de la PCB, lo cual causaría una mala apariencia.
- Limite la longitud máxima del dedo a unos 40 mm. Los dedos más largos son propensos a dañarse durante la manipulación y la inserción.
- Evite la máscara de soldadura o la serigrafía en áreas inmediatamente adyacentes a los dedos, donde el material puede desbordarse y causar problemas de acumulación.
- Diseñe aberturas continuas en la máscara de soldadura alrededor de los dedos. Esto evita la necesidad de líneas de rayado o malla de acero.
Estándares de los dedos de oro de las placas de circuito
Los contactos dorados de las placas de circuito impreso deben cumplir con estrictos estándares de calidad y rendimiento para garantizar un funcionamiento fiable. Los aspectos clave de los estándares para los contactos dorados de las placas de circuito impreso incluyen:
- Calidad visual: Sin rayones de más de 0.1 μm de profundidad ni de más de 1 mm de longitud, sin ampollas, sin oxidación y sin residuos extraños. Inspeccionado con un aumento de 20 a 50x según las normas IPC-A-610 Clase 2/3.
- Calidad del recubrimiento: Capa de oro duro ≥0.8 μm, subcapa de níquel ≥ 5 μm. Pureza del oro ≥99.9 % y pureza del níquel ≥99.5 %. Prueba de tracción para medir la fuerza de adhesión ≥0.5 N/mm.
- Precisión dimensional: la tolerancia de longitud es de ±0.1 mm, la tolerancia de ancho es de ±0.05 mm, la tolerancia de paso es de ±0.03 mm, el ángulo de chaflán es de 45° ± 5° y la longitud del chaflán es de 0.5~1 mm.
- Rendimiento eléctrico: La resistencia de contacto inicial no supera los 50 mΩ y no supera los 100 mΩ después de 1,000 ciclos de inserción. La variación de la resistencia debe ser ≤10 % al utilizar una corriente de 1 A durante 1 hora.
- Resistencia ambiental: soporta ciclos térmicos de -40 °C a 85 °C durante 50 ciclos, supera la prueba de niebla salina al 5 % de NaCl durante 24-48 horas y la prueba de vibración de 10-2000 Hz sin pérdida de recubrimiento.
Conclusión
Los contactos dorados de las placas de circuitos impresos pueden ser pequeños; sin embargo, cumplen una función vital para garantizar conexiones eléctricas efectivas entre diferentes dispositivos, desde electrónica de consumo hasta aplicaciones automotrices e industriales. Por lo tanto, es importante conocer los tipos de contactos dorados, sus usos, reglas de diseño y estándares.
En MOKO Technology, llevamos casi 20 años fabricando placas de circuitos impresos. Fabricamos contactos dorados de alta calidad para placas de circuitos. Seguimos rigurosamente los estándares de la industria para garantizar que el chapado en oro tenga la dureza y la adherencia adecuadas. Si tiene alguna pregunta sobre nuestra capacidad de fabricación de contactos dorados, haga clic aquí para contactarnos.
