¿Qué son los dedos de oro de PCB?
En los lápices de memoria de los ordenadores y en las tarjetas gráficas, podemos ver una hilera de contactos conductores de color dorado. La gente los llama “dedos de oro”. En el campo del diseño y la fabricación de placas de circuito impreso, los dedos de oro (también llamados “Gold Finger” o “Edge Connector”) sirven para conectar la placa a un zócalo. Los dedos de oro permiten conectar la placa a otras partes del sistema.
Un dedo de oro funciona insertando un borde de la placa de circuito impreso en la ranura de un conector. Las patillas del conector tocan las almohadillas o pistas de cobre de la placa en lugares específicos. De este modo, las señales y la alimentación entran y salen de la placa. Para resistir el desgaste y lograr un buen contacto, las almohadillas o pistas de cobre de la placa se recubren de níquel y oro. Como las almohadillas parecen dedos, la gente las llama dedos de oro.
Tipos de dedos de oro
Por Shape
Hay dos formas comunes. Una es recta. La otra es curva. Los dedos de oro rectos se adaptan a tipos de memoria como DDR, DDR2, DDR3 y DDR3L. Los dedos de oro curvados se adaptan a las memorias DDR4 y DDR5.
Por posición
Los dedos dorados pueden estar en un lado o en ambos lados de la placa de circuito impreso. Los dedos dorados de una cara se sitúan sólo en un borde de la placa. Los dedos dorados de doble cara aparecen en ambos bordes. Los de doble cara son habituales en dispositivos que utilizan conectores de doble ranura, como PCI, ISA y AGP.
Por longitud
Los dedos de oro pueden tener longitudes mixtas en una fila. Algunos contactos son más largos y otros más cortos. Los diseñadores hacen esto para dar diferentes funciones o prioridades a ciertos pines. Por ejemplo, los contactos largos pueden marcar los pines de alimentación, masa o reset.
¿Qué tratamientos superficiales se utilizan para las placas de circuito impreso Gold Finger?
Existen varios tratamientos superficiales principales para los dedos de oro.
Níquel-oro galvanizado (oro duro)
Puede alcanzar un grosor de 3 a 50 micropulgadas. Como conduce bien, resiste la oxidación y se desgasta bien, la gente utiliza oro duro para los dedos de oro que se enchufan y desenchufan a menudo o se enfrentan a fricción mecánica. El oro duro es caro. Por eso sólo se utiliza en zonas pequeñas, como los dedos de oro, y no en toda la placa.
Oro de inmersión (ENIG)
El grosor típico es de aproximadamente 1 micropulgada, y puede llegar hasta 3 micropulgadas. El oro de inmersión tiene buena conductividad, planitud y soldabilidad. Los diseñadores lo utilizan para placas de alta precisión con teclas, circuitos integrados adheridos o piezas BGA. Si un dedo de oro no necesita una resistencia al desgaste muy alta, toda la placa puede utilizar oro de inmersión. El oro de inmersión cuesta mucho menos que el oro duro galvanizado. El oro de inmersión tiene un aspecto amarillo.
¿Qué es el proceso de chapado en oro de PCB?
El flujo de chapado en oro duro para los dedos de oro de PCB es el siguiente:
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Cubierta con tinta azul (máscara de cubierta)
Cubra toda la superficie de la PCB con una máscara protectora azul, excepto las almohadillas doradas de los dedos que necesitan oro duro. Asegúrate de que las zonas conductoras coinciden con la orientación de la placa.
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Eliminar el óxido de la superficie de la pastilla de cobre
Utilice ácido sulfúrico para eliminar la capa de óxido de la superficie de cobre de la placa de circuito impreso. A continuación, aclaramos la superficie de cobre con agua. A continuación, esmerilamos o fregamos para limpiar aún más la superficie de la almohadilla. A continuación, aclaramos la superficie de cobre con agua y agua desionizada. -
Placa de níquel en la superficie de cobre de la placa de circuito impreso
Tras la limpieza, aplicamos corriente para recubrir con una capa de níquel la superficie de las almohadillas de oro. A continuación, enjuagamos las almohadillas niqueladas con agua y agua desionizada. -
Placa de oro en las almohadillas niqueladas de la placa de circuito impreso
Tras el niquelado, aplicamos corriente para recubrir una capa de oro sobre el níquel. Recuperamos el oro no utilizado. A continuación, enjuagamos la superficie del dedo de oro primero con agua y luego con agua desionizada. -
Eliminar la tinta azul
Ahora el oro duro en los dedos de oro PCB está terminado. Retire la tinta azul y continuar el procesamiento de PCB a la etapa de impresión máscara de soldadura.
De los pasos anteriores se deduce que el proceso de gold finger no es complejo. Aun así, solo unas pocas fábricas de PCB pueden realizar este proceso internamente.
Cómo utilizar los dedos de oro para PCB
1. Conector de borde
Cuando una tarjeta hija se conecta a una placa base principal, se enchufa en una de varias ranuras hembra, como las ranuras PCI, ISA o AGP. A través de estas ranuras, unos dedos de oro transfieren señales entre el periférico o la tarjeta hija y el propio ordenador.
Un zócalo de puerto PCI en una placa de circuito impreso suele ser una carcasa de plástico que se abre por un lado. Tiene clavijas en uno o ambos extremos del borde más largo. El conector puede incluir una protuberancia o muesca para asegurarse de que el tipo de tarjeta correcto entra en el zócalo. La anchura del zócalo se elige en función del grosor de la placa. Al otro lado del zócalo suele haber un conector de desplazamiento de aislamiento para un cable plano. La placa base o la tarjeta hija también pueden conectarse al otro lado.
2. Adaptadores especiales
Los dedos de oro permiten que los ordenadores personales adquieran muchas funciones nuevas. Al insertar una tarjeta hija verticalmente en la placa base, el ordenador puede añadir mejores gráficos o sonido de alta fidelidad. Estas tarjetas no se desenchufan y vuelven a enchufar con frecuencia. Por eso, los dedos de oro de estas tarjetas suelen ser más duraderos que las propias tarjetas.
3. Conexiones externas
Los periféricos añadidos a una estación de ordenadores pueden conectarse a la placa base a través de los dedos de oro de la PCB. Dispositivos como altavoces, subwoofers, escáneres, impresoras y monitores se conectan a las ranuras de la parte posterior de una torre de ordenador. Esas ranuras se conectan a PCB que, a su vez, están conectadas a la placa base.
Reglas de diseño de los dedos de oro para PCB
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Los orificios pasantes chapados deben estar alejados del dedo de oro. Mantenga cualquier vía u orificio chapado alejado de la zona de contacto con el borde.
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Utilice oro duro para placas que necesiten insertarse y retirarse con frecuencia. El oro duro aumenta la resistencia al desgaste. El níquel químico/oro de inmersión es más barato que el oro duro. Pero el oro de inmersión se desgasta peor.
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Los dedos de oro necesitan chaflanes. Un ángulo habitual es el de 45 grados. También se utilizan otros ángulos como 20 o 30 grados. Si el diseño omite el chaflán, puede causar problemas durante la inserción.
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Abra la máscara de soldadura sobre toda la región del dedo de oro. No utilice una plantilla de máscara de soldadura para las patillas.
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La distancia mínima desde las almohadillas de soldadura o plata hasta la punta del dedo es de 14 mil. Se recomienda mantener las almohadillas a una distancia mínima de 1 mm de la zona de los dedos de oro, incluidas las almohadillas de vía.
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No deje cobre expuesto en la superficie de los dedos de oro. La superficie de contacto debe estar chapada.
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Cortar el cobre bajo el dedo de oro en las capas interiores. Todas las capas internas bajo el dedo de oro deben tener cobre eliminado. Normalmente, la anchura de eliminación del cobre es de 3 mm. Se puede hacer un corte de cobre de medio dedo o de dedo completo. En los diseños PCIe, algunas pruebas demuestran que el cobre bajo el dedo de oro debe eliminarse por completo.
Los dedos de oro tienen una impedancia menor que las trazas de señal típicas. Cortar el cobre bajo el dedo reduce la diferencia de impedancia entre el dedo de oro y las líneas adyacentes de impedancia controlada. Esto también ayuda contra ESD.
Diferencia entre el oro de inmersión y los dedos de oro
En pocas palabras, los dedos de oro son las piezas de contacto de latón o cobre. El oro por inmersión es un tipo de acabado superficial utilizado en las placas de circuito impreso.
El oro resiste bien la oxidación. También conduce bien la electricidad. En los lápices de memoria, las piezas que se acoplan a la ranura de memoria están chapadas en oro para que las señales pasen a través de los dedos de oro. Los dedos de oro son un conjunto de contactos conductores amarillos. Estos contactos están chapados en oro en la superficie y dispuestos como dedos. De ahí su nombre, ya que parecen dedos.
En palabras llanas, un dedo de oro es la parte de conexión de un lápiz de memoria que se une a la ranura de memoria. Todas las señales pasan a través del dedo de oro.
Los dedos de oro se fabrican a partir de la placa revestida de cobre. A continuación, las zonas de contacto se recubren con una capa de oro mediante un proceso especial.
En pocas palabras: el oro por inmersión (ENIG) es un tipo de acabado superficial que se aplica a la placa. Un dedo de oro es la parte de la placa que tiene señales y conduce entre la placa y el zócalo.
En el mercado, la superficie de los dedos de oro no siempre utiliza oro auténtico. El oro es caro. Muchos lápices de memoria utilizan ahora estañado en lugar de oro. Desde los años 90, el estaño se ha convertido en algo habitual. Hoy, la mayoría de placas base, memorias extraíbles y tarjetas gráficas utilizan estaño para los “dedos de oro”. Sólo algunas piezas de servidores o estaciones de trabajo de alto rendimiento siguen utilizando oro para los puntos de contacto. Estas piezas cuestan mucho más.
Resumen
Los dedos dorados son los contactos de los bordes de las placas de circuito impreso que se conectan a los zócalos. Permiten conectar la placa a otras piezas. Se fabrican recubriendo las almohadillas de la placa con níquel y oro. Existen diferentes formas, posiciones y longitudes de dedos dorados para distintos usos. Los acabados superficiales incluyen el chapado en oro duro y el oro por inmersión. El oro duro es el mejor para el desgaste. El oro de inmersión es más barato y se puede soldar. Los diseñadores deben mantener los pads y las vías alejados del borde de contacto. Deben añadir chaflanes y abrir la máscara de soldadura. Por lo general, el cobre interior bajo el dedo debe recortarse. En muchos productos de consumo, la práctica del mercado ha pasado del chapado en oro auténtico al chapado en estaño, debido al coste. Sólo los dispositivos especiales o de nivel de servidor suelen seguir utilizando oro auténtico.
Preguntas frecuentes
Dos enfoques comunes: galvanoplastia oro duro (resistente al desgaste, se utiliza donde se producen muchas inserciones) y ENIG (oro de inmersión en níquel químico - más fino, más fácil de soldar pero menos resistente a la abrasión). Elija en función de los ciclos de inserción y las necesidades de soldadura.
El grosor típico del oro duro para los conectores de borde es sustancialmente mayor que el de la ENIG: las directrices del sector y las especificaciones de los conectores a menudo exigen decenas de micropulgadas (históricamente, 30-50 µ″ o más para el desgaste intenso); compruebe las especificaciones del conector o las directrices del IPC para su clase de uso.
Mantenga una distancia segura desde el borde de la placa (normalmente ≥0,5 mm) y evite colocar pastillas SMD, orificios chapados u otro cobre a ~1-2 mm de la zona de los dedos; siga la hoja de capacidades de su fabricante para conocer los límites exactos.
Proceso habitual: definir los pads de borde en el diseño → chapar los pads de cobre (PTH o pads expuestos) → aplicar barrera de níquel → electrochapar oro duro (o aplicar ENIG) → perfilar el borde de la placa para que los pads chapados se conviertan en la superficie del conector. El diseño del panel y los bordes abiertos del bastidor pueden ser necesarios para la galvanoplastia.
Sí: utilice conectores modulares (SMT o conectores de borde con orificio pasante), medios orificios/casquillos chapados o pastillas pogo-pin en función del coste, el método de montaje y los requisitos de durabilidad. Para ciclos de acoplamiento elevados, los dedos de oro suelen ser la mejor opción.