PCB 골드 핑거란 무엇인가요?

컴퓨터 메모리 스틱과 그래픽 카드에는 금색 전도성 접점이 줄지어 있는 것을 볼 수 있습니다. 사람들은 이를 “골드 핑거”라고 부릅니다. PCB 설계 및 제조 분야에서 골드 핑거(“골드 핑거” 또는 “엣지 커넥터”라고도 함)는 커넥터를 사용하여 보드를 소켓에 연결합니다. 골드 핑거를 통해 보드를 시스템의 다른 부품에 연결할 수 있습니다.

골드 핑거는 PCB의 한쪽 가장자리를 커넥터 슬롯에 삽입하는 방식으로 작동합니다. 커넥터의 핀은 특정 위치에서 보드의 패드 또는 구리 트레이스에 닿습니다. 이를 통해 신호와 전력이 보드에 드나드는 경로가 만들어집니다. 내마모성과 양호한 접촉을 위해 보드의 패드 또는 구리는 니켈과 금으로 도금되어 있습니다. 도금된 패드가 손가락처럼 보이기 때문에 사람들은 이를 골드 핑거라고 부릅니다.

골드 핑거의 종류

모양별

두 가지 일반적인 모양이 있습니다. 하나는 직선입니다. 다른 하나는 곡선형입니다. 직선형 금색 핑거는 DDR, DDR2, DDR3 및 DDR3L과 같은 메모리 유형에 적합합니다. 곡선형 금색 핑거는 DDR4 및 DDR5 메모리 스틱에 적합합니다.

직급별

골드 핑거는 PCB의 한쪽 또는 양쪽에 있을 수 있습니다. 단면 골드 핑거는 보드의 한쪽 가장자리에만 위치합니다. 양면 골드 핑거는 양쪽 가장자리에 나타납니다. 양면 유형은 PCI, ISA 및 AGP와 같은 이중 슬롯 커넥터를 사용하는 장치에 일반적입니다.

길이별

골드 핑거는 한 줄에 여러 길이가 섞여 있을 수 있습니다. 어떤 접점은 더 길고 어떤 접점은 더 짧습니다. 설계자는 특정 핀에 다른 기능이나 우선 순위를 부여하기 위해 이렇게 합니다. 예를 들어 긴 패드는 전원, 접지 또는 리셋 핀을 표시할 수 있습니다.

골드 핑거 PCB에는 어떤 표면 처리가 사용되나요?

골드 핑거에는 몇 가지 주요 표면 처리가 있습니다.

전기 도금 니켈-골드(하드 골드)

금의 두께는 3~50마이크로인치에 달할 수 있습니다. 전도성이 좋고 산화에 잘 견디며 마모가 잘 되기 때문에 사람들은 자주 꽂고 빼거나 기계적 마찰이 있는 골드 핑거에 경금을 사용합니다. 순금은 가격이 비쌉니다. 따라서 전체 보드가 아닌 골드 핑거와 같은 작은 영역에만 사용됩니다.

이머전 골드(ENIG)

일반적인 두께는 약 1마이크로인치이며 최대 3마이크로인치까지 가능합니다. 침지 금은 전도성, 평탄도, 납땜성이 우수합니다. 설계자는 키, 본딩된 IC 또는 BGA 부품이 있는 고정밀 보드에 이 금을 사용합니다. 골드 핑거에 매우 높은 내마모성이 필요하지 않은 경우 보드 전체에 침지 금을 사용할 수 있습니다. 침지 금은 전기 도금된 경질 금보다 훨씬 저렴합니다. 침지 금은 노란색으로 보입니다.

PCB 골드 핑거 도금 공정이란?

PCB 골드 핑거의 경질 금도금 흐름은 다음과 같습니다:

1. 파란색 잉크로 덮기(커버 마스크)
   단단한 금이 필요한 금색 핑거 패드를 제외한 전체 PCB 표면을 파란색 보호 마스크로 덮습니다. 전도성 영역이 보드 방향과 일치하는지 확인합니다.

2. 구리 패드 표면에서 산화물을 제거합니다.
   황산을 사용하여 PCB의 구리 패드 표면에서 산화물 층을 제거합니다. 그런 다음 구리 표면을 물로 헹굽니다. 그 후 패드 표면을 더 깨끗하게 닦기 위해 갈거나 문지릅니다. 다음으로 구리 표면을 물과 탈이온수로 헹굽니다.

3. PCB 패드 구리 표면에 니켈 도금
   세척 후 전류를 흘려서 골드 핑거 패드 표면에 니켈 층을 도금합니다. 그런 다음 니켈 도금된 패드를 물과 탈이온수로 헹굽니다.

4. 니켈 도금 PCB 패드에 도금된 금 도금
   니켈 도금 후 전류를 가해 니켈 위에 금 층을 도금합니다. 사용하지 않은 금은 회수합니다. 그런 다음 금 손가락 표면을 먼저 물로 헹군 다음 탈이온수로 헹굽니다.

5. 파란색 잉크를 제거합니다.
   이제 PCB 골드 핑거의 하드 골드 작업이 완료되었습니다. 파란색 잉크를 제거하고 솔더마스크 인쇄 단계로 PCB 처리를 계속합니다.

위의 단계를 보면 골드 핑거 공정은 복잡하지 않습니다. 하지만 골드 핑거 공정을 자체적으로 수행할 수 있는 PCB 공장은 소수에 불과합니다.

PCB 골드 핑거 사용 방법

1. 에지 커넥터

도터 PCB가 메인 마더보드에 연결되면 PCI, ISA 또는 AGP 슬롯과 같은 여러 암 슬롯 중 하나에 꽂힙니다. 이 슬롯을 통해 골드 핑거는 주변 장치 또는 도터 카드와 컴퓨터 자체 간에 신호를 전송합니다.

PCB의 PCI 포트 소켓은 한쪽이 열리는 플라스틱 하우징인 경우가 많습니다. 긴 가장자리의 한쪽 또는 양쪽 끝에 핀이 있습니다. 커넥터에는 올바른 카드 유형이 소켓에 들어가는지 확인하기 위해 키 입력 범프 또는 노치가 포함될 수 있습니다. 소켓 너비는 보드 두께에 따라 선택됩니다. 소켓의 반대쪽에는 일반적으로 리본 케이블용 절연 변위 커넥터가 있습니다. 마더보드 또는 도터 카드도 반대편에 연결할 수 있습니다.

2. 특수 어댑터

골드 핑거를 통해 개인용 컴퓨터는 많은 새로운 기능을 얻을 수 있습니다. 도터 PCB를 마더보드에 수직으로 삽입하면 컴퓨터는 더 나은 그래픽이나 고음질 사운드를 추가할 수 있습니다. 이러한 카드는 자주 뽑았다가 다시 꽂지 않습니다. 따라서 이러한 카드의 금색 핑거는 일반적으로 카드 자체보다 내구성이 더 뛰어납니다.

3. 외부 연결

컴퓨터 스테이션에 추가되는 주변기기는 PCB 골드 핑거를 통해 마더보드에 연결할 수 있습니다. 스피커, 서브우퍼, 스캐너, 프린터, 모니터와 같은 장치는 컴퓨터 타워 뒷면의 슬롯에 꽂습니다. 이러한 슬롯은 차례로 마더보드에 연결된 PCB에 연결됩니다.

PCB 골드 핑거 설계 규칙

1. 도금된 관통 구멍은 금색 손가락에서 떨어져 있어야 합니다. 비아 또는 도금된 구멍은 가장자리 접촉 영역에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

2. 자주 삽입하고 제거해야 하는 보드에는 하드 골드를 사용하세요. 경질 금은 내마모성을 높입니다. 화학 니켈/침지 금은 경질 금보다 저렴합니다. 하지만 침지 금은 마모가 덜합니다.

3. 골드 핑거에는 모따기가 필요합니다. 일반적인 각도는 45도입니다. 20도 또는 30도와 같은 다른 각도도 사용됩니다. 디자인에 모따기가 생략된 경우 삽입 시 문제가 발생할 수 있습니다.

4. 금색 손가락 전체에 솔더마스크를 엽니다. 핀에 솔더마스크 스텐실을 사용하지 마세요.

5. 납땜 또는 은색 패드에서 손가락 끝까지의 최소 거리는 14밀리미터입니다. 패드는 비아 패드를 포함하여 약지 부위에서 최소 1mm 이상 떨어진 곳에 두는 것이 좋습니다.

6. 골드 핑거 표면에 구리가 노출된 채로 두지 마세요. 접촉 표면은 도금해야 합니다.

7. 안쪽 층의 금색 손가락 아래에서 구리를 자릅니다. 골드 핑거 아래의 모든 내부 레이어에는 구리가 제거되어 있어야 합니다. 일반적으로 구리를 제거하는 폭은 3mm입니다. 하프 핑거 또는 풀 핑거 구리 절단을 할 수 있습니다. PCIe 설계에서는 골드 핑거 아래의 구리를 완전히 제거해야 한다는 증거도 있습니다.

골드 핑거는 일반적인 신호 트레이스보다 임피던스가 낮습니다. 핑거 아래에 구리를 절단하면 골드 핑거와 인접한 임피던스 제어 라인 사이의 임피던스 차이가 줄어듭니다. 이는 ESD 방지에도 도움이 됩니다.

이머전 골드와 골드 핑거의 차이점

간단히 말해, 골드 핑거는 황동 또는 구리 접촉 부품입니다. 침지 금은 PCB에 사용되는 표면 마감의 한 유형입니다.

금은 산화에 잘 견딥니다. 금은 또한 전기를 잘 전도합니다. 메모리 스틱에서 메모리 슬롯과 결합하는 부품은 금으로 도금되어 신호가 금 핑거를 통과합니다. 골드 핑거는 노란색 전도성 접점 세트입니다. 이 접점은 표면에 금으로 도금되어 손가락처럼 배열되어 있습니다. 그래서 손가락처럼 생긴 모양에서 이름이 유래되었습니다.

쉽게 말해 골드 핑거는 메모리 스틱에서 메모리 슬롯과 만나는 연결 부분입니다. 모든 신호는 골드 핑거를 통과합니다.

골드 핑거는 구리로 덮인 기판으로 만들어집니다. 그런 다음 특수 공정을 통해 접촉 부위를 금으로 도금합니다.

간단히 말해, 이머전 골드(ENIG)는 보드에 적용되는 표면 마감 유형입니다. 골드 핑거는 기판과 소켓 사이에서 신호를 전달하고 전도하는 기판 부분입니다.

시중에서 골드 핑거 표면이 항상 진짜 금을 사용하는 것은 아닙니다. 금은 비싸기 때문입니다. 현재 많은 메모리 스틱은 금 대신 주석 도금을 사용합니다. 1990년대 이후 주석이 보편화되었습니다. 오늘날 대부분의 마더보드, 메모리 스틱, 그래픽 카드는 “골드 핑거”에 주석을 사용합니다. 일부 고성능 서버 또는 워크스테이션 부품만 여전히 접점에 금을 사용합니다. 이러한 부품은 훨씬 더 비쌉니다.

요약

골드 핑거는 소켓에 연결되는 PCB의 가장자리 접점입니다. 보드를 다른 부품에 연결할 수 있게 해줍니다. 보드 패드를 니켈과 금으로 도금하여 만들어집니다. 다양한 용도에 따라 골드 핑거의 모양, 위치, 길이가 다양합니다. 표면 마감에는 경질 금도금과 침지 금이 포함됩니다. 하드 골드는 마모에 가장 좋습니다. 침지 금은 더 저렴하고 납땜이 가능합니다. 디자이너는 패드와 비아를 접촉면 가장자리에서 멀리 떨어뜨려야 합니다. 모따기를 추가하고 솔더마스크를 열어야 합니다. 손가락 아래의 내부 구리는 일반적으로 잘라내야 합니다. 시장 관행은 비용 때문에 많은 소비자 제품에서 실제 금에서 주석 도금으로 바뀌었습니다. 특수 또는 서버 수준의 장치만 여전히 진짜 금을 사용하는 경우가 많습니다.