Tout ce que vous devez savoir sur les doigts d'or des PCB

Dans le monde hyperconnecté et axé sur la technologie d'aujourd'hui, une communication transparente entre les appareils est essentielle, et tout commence au niveau de la carte de circuit imprimé. Un élément essentiel permettant cette communication est l'utilisation de doigts d'or, ces connecteurs plaqués or qui relient les cartes de circuit imprimé aux cartes mères, rendant possible la circulation des signaux. Bien que cela soit esthétique, le placage à l'or n'a pas seulement un but décoratif, il remplit une fonction pratique essentielle à la performance des connecteurs. Sans les doigts d'or, des composants critiques comme les cartes graphiques ou sonores ne pourraient pas interagir avec les unités de traitement principales des ordinateurs et autres appareils électroniques.

Les doigts d'or permettent une communication instantanée entre les cartes de circuit imprimé, facilitant l'automatisation dans des secteurs tels que la fabrication, l'automobile, et même l'électronique grand public comme les smartphones. L'or, prisé pour sa conductivité supérieure et sa résistance à l'oxydation, garantit des performances fiables et une longévité dans ces connecteurs critiques. Dans cet article de blog, nous explorerons le rôle des doigts d'or dans la conception des PCB, pourquoi ils sont essentiels à la technologie moderne, et la sélection minutieuse des matériaux qui les rend si efficaces.

Types de placage à l'or sur un PCB :

Les normes impliquées dans le processus de placage aident également à garantir un ajustement parfait entre les doigts d'or de chaque carte de circuit imprimé et les emplacements correspondants sur une carte mère donnée. Voici deux principaux types de PCB sur lesquels le processus de placage à l'or peut être effectué :

1. Nickel chimique Or par immersion (ENIG) :

C'est la finition de surface PCB la plus populaire utilisée par les ingénieurs en électronique, car elle est économique et relativement plus facile à souder que l'or électrolytique, comme illustré ci-dessous. La finition ENIG offre une connexion électrique fiable et une meilleure résistance à la corrosion et à l'oxydation. Cependant, en raison de sa nature douce et fine (généralement 2-5u" de composition), l'ENIG est devenue inadaptée aux effets abrasifs de l'insertion et du retrait des cartes de circuit imprimé.

2. Or dur électrolytique :

L'or fourni est dur et l'épaisseur peut atteindre 3-50u. Ceci est plus adapté aux PCB à doigts d'or qui seront branchés et débranchés de manière répétée.  Il convient également aux cartes PCB nécessitant des frottements mécaniques fréquents. Le coût du placage à l'or est extrêmement élevé, et il ne convient que pour un placage partiel à l'or, comme les doigts d'or.

Comment les doigts d'or sont-ils utilisés ?

Les doigts d'or servent de contacts de connexion entre deux PCB, assurant la conductivité tout en protégeant les bords de l'usure lors d'utilisations multiples. Grâce à la durabilité de l'or dur à son épaisseur spécifiée, les doigts d'or permettent à un PCB d'être connecté, déconnecté et reconnecté jusqu'à 1 000 fois. Parmi les applications courantes, on trouve :

Points d'interconnexion : Les doigts d'or connectent les PCB secondaires à la carte mère via des emplacements femelles comme PCI, ISA ou AGP, permettant la transmission de signaux entre les périphériques ou les cartes internes et l'ordinateur.

Adaptateurs spéciaux : Les doigts d'or permettent aux PCB secondaires d'améliorer les performances de l'ordinateur, comme des graphismes et un son améliorés. Ces connecteurs durent généralement plus longtemps que les cartes elles-mêmes.

Connexions externes : Les périphériques comme les haut-parleurs, les imprimantes et les moniteurs se connectent à la carte mère via des emplacements avec des doigts d'or PCB, assurant une communication fluide avec l'ordinateur.

Au-delà des ordinateurs personnels, les doigts d'or sont également utilisés dans les machines industrielles pour connecter des contacts dans les systèmes automatisés.

Classification des doigts d'or :

1. Doigts d'or conventionnels (doigts affleurants) : Des pastilles rectangulaires de même longueur et largeur sont disposées de manière ordonnée sur le bord de la carte. Couramment utilisés dans des objets physiques tels que les cartes réseau et les cartes graphiques.

2. Doigts d'or longs et courts (c'est-à-dire doigts d'or inégaux) : Des pastilles de soudure rectangulaires de longueurs variables situées sur le bord de la carte, couramment utilisées dans des objets physiques tels que les mémoires, les clés USB et les lecteurs de cartes. ​

3. Doigts d'or segmentés (doigts d'or interrompus) : Il y a des pastilles rectangulaires de différentes longueurs situées sur le bord de la carte, et la section avant est déconnectée.

Les normes et règles IPC pour les doigts d'or :

Les normes de production pour les doigts d'or PCB ont été établies en 2002 par l'Association Connecting Electronics Industries (IPC). Les normes ont été modifiées avec la publication des IPC A-600 et IPC-6010, qui sont actuellement les normes les plus largement utilisées dans la production de PCB.

Composition chimique : Pour une rigidité maximale le long des bords des contacts PCB, le placage à l'or doit contenir entre 5 et 10 % de cobalt.

Épaisseur : L'épaisseur du placage des doigts d'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 : Le test visuel est effectué à l'aide d'une loupe. Les bords doivent avoir une surface lisse et propre, sans placage indésirable ni apparition de nickel.

Test au ruban adhésif : Pour tester l'adhérence du placage à l'or ainsi que des contacts, l'ICP recommande un test par lequel une bande de ruban adhésif est placée le long des bords de contact. Après avoir retiré le ruban, inspectez la bande pour détecter des traces de placage. Si un placage à l'or est évident sur le ruban, le placage manque d'adhérence suffisante avec les contacts.

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.

Étapes de traitement d'un doigt d'or PCB :

Sur une carte de circuit imprimé, le processus de placage des doigts 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 : 3 à 6 microns de nickel sont d'abord plaqués sur les bords du connecteur des doigts.

Placage à l'or : 1 à 2 microns d'or dur sont plaqués sur le nickel. L'or est généralement renforcé avec du cobalt pour une résistance de surface accrue.

Biseautage : Les bords du connecteur sont biseautés à des angles spécifiés pour une insertion plus facile dans les emplacements correspondants. Le biseautage est généralement effectué à des angles de 30 à 45 degrés. Plus d'informations sur le biseautage des bords d'un PCB peuvent être consultées ici.

Il existe certaines restrictions au processus de placage. Par exemple, certaines distances sont nécessaires entre les doigts d'or et les autres parties de la carte de circuit imprimé.

Les restrictions de processus incluent les éléments suivants :

• Les trous plaqués, les CMS et les pastilles ne doivent pas être placés à moins de 1,0 mm des doigts d'or.
• Les pastilles plaquées ne peuvent pas dépasser 40 mm de longueur.
• Une distance de 0,5 mm doit exister entre les doigts d'or et le contour.

S'écarter de ces exigences d'espacement standard peut compromettre la résistance physique et la fonctionnalité du PCB.

Spécifications de conception des fabricants pour les doigts d'or :

Afin d'assurer la fiabilité du doigt d'or, les ingénieurs de conception PCB doivent suivre certaines règles de conception lors de la conception. Quel que soit le but ou la taille du PCB lui-même, les règles suivantes sont toujours applicables dans la conception des doigts d'or :

• Les connecteurs plaqués or ne doivent pas être placés près des PTH (trous traversants plaqués).
• Les doigts d'or doivent être chanfreinés, généralement à 30°, 45°, 20°, etc.
• Le doigt d'or est à au moins 1,0 mm du contour du PCB.
• Les doigts d'or doivent être placés vers l'extérieur à partir du centre du PCB.
• Afin de biseauter le bord du PCB, les doigts d'or ne doivent jamais faire face à la direction du milieu des PCB.
• Il n'y a pas de masque de soudure ni de sérigraphie près des doigts d'or, ils doivent être maintenus à distance des doigts d'or.

Voici les paramètres de chanfreinage des doigts d'or couramment utilisés chez JLCPCB :

Application des doigts d'or PCB :

Il est impossible d'imaginer le monde d'aujourd'hui sans les doigts d'or PCB. Lors de la numérisation d'une photo à partir d'un appareil portable et de son envoi à une imprimante, de nombreux doigts d'or ont déjà été utilisés pour la communication entre les appareils. Ils ont non seulement rendu la communication plus rapide et moins chère, mais aussi fiable. Aujourd'hui, nous voyons des PCB dans tous les secteurs de la vie, y compris :

• Électronique grand public
• Équipement industriel
• Équipement médical
• Composants automobiles
• Composants aérospatiaux
• Équipement de sûreté et de sécurité
• Équipement de télécommunications
• Ordinateurs personnels et plus

Conclusion :

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 de la carte mère, qui reçoivent ces signaux via les PCB. Grâce en grande partie aux doigts d'or, la technologie a pu progresser vers la gamme moderne d'appareils mobiles que des millions de personnes utilisent quotidiennement.

En conclusion, les doigts d'or PCB sont des composants essentiels qui permettent des connexions fiables et une communication transparente sur une large gamme d'appareils électroniques. Ils jouent un rôle crucial dans l'amélioration des performances et de la commodité de la technologie moderne, des appareils mobiles de tous les jours aux machines industrielles. À mesure que la technologie évolue, l'importance des doigts d'or ne fera que croître, garantissant que les appareils restent efficaces et interconnectés. Pour maintenir ce niveau de performance, il est important de s'assurer que les doigts d'or sont plaqués et testés selon les normes les plus élevées, soutenant ainsi l'avancement continu de la technologie dans notre vie quotidienne. Transformez vos conceptions PCB en produits réels avec les services PCB exceptionnels de JLCPCB.