- Un conector de oro es el conector metálico en la placa de circuito impreso, y Un conector de oro también se conoce como puntas de oro o lengüetas de oro.
- Los contactos de oro son los conectores chapados en oro en el borde de la placa de circuito impreso que se disponen como dedos. Durante el proceso de fabricación de la placa de circuito impreso, Un conector de oro se recubre con una capa de oro a través de un proceso especial sobre la laminación de cobre. Sin embargo, hoy en día, muchos diseñadores de PCB han sustituido el acabado superficial de un conector de oro por el estañado.
- Para el diseñador de placas de circuito impreso, el objetivo de un conector de oro es conectar la placa de circuito impreso comprimiendo las ranuras correspondientes con el conector, lo que permite su comunicación con un dispositivo a otro.
- Las ventajas de utilizar el chapado en oro en los dedos de la placa de circuito impreso: Un conector de oro puede resistir la oxidación y es duradero con una alta conductividad.
- Las desventajas de un conector de oro en la placa de circuito impreso: tiene una superficie relativamente irregular, las necesidades de línea de conexión y el precio de un conector de oro es extremadamente caro.
- La diferencia entre aplicar oro por inmersión y chapado en los contactos de oro es que el oro por inmersión es más fácil de soldar en comparación con el chapado en oro y no afectará a la señal, también es difícil que se oxide. Sin embargo, el oro de inmersión es menos duradero.
En el mundo actual, informatizado y activado por el móvil, se envían señales entre numerosos dispositivos. Para que cada orden se ejecute, la comunicación debe realizarse entre dos o más placas de circuitos. Nada de esto sería posible sin los contactos de oro, que sirven como contactos de conexión entre las placas base y componentes como las tarjetas gráficas o de sonido.
La tecnología utilizada para transmitir estas señales y comandos supone un enorme salto adelante respecto a la electrónica anterior, que solía consistir en módulos separados que eran difíciles de poner en comunicación entre sí. Con los contactos de oro, los procesos de una placa de circuito son leídos inmediatamente por la placa de procesamiento principal.
Los procesos asociados a esta tecnología avanzada se extienden por todos los rincones de los sectores público y privado. En el mundo de la fabricación, se envían señales entre varios dispositivos y máquinas para ejecutar una serie de procesos, muchos de los cuales no podrían ser realizados por manos humanas. En las fábricas de ensamblaje de automóviles y en las plantas de envasado de alimentos, numerosas órdenes son cumplidas por máquinas impulsadas por ordenador, la mayoría de las cuales utilizan placas de circuitos de un tamaño u otro.
Muchos de los procesos industriales actuales son posibles gracias a los contactos de oro. Entonces, ¿qué son y por qué son tan importantes para el funcionamiento interno de la tecnología informática?
¿QUÉ SON LOS CONTACTOS DE ORO?
Los contactos de oro son las columnas chapadas en oro que se ven a lo largo de los bordes de conexión de las placas de circuito impreso (PCB). La finalidad de los contactos de oro es conectar una placa de circuito impreso secundaria a la placa base de un ordenador. Los contactos de oro de las placas de circuito impreso también se utilizan en otros dispositivos que se comunican a través de señales digitales, como los teléfonos inteligentes de consumo y los relojes inteligentes. El oro se utiliza para los puntos de conexión a lo largo de una PCB debido a la conductividad superior de la aleación.
Hay dos tipos de oro aplicables al proceso de chapado en oro de las placas de circuito impreso:
- El oro de inmersión en níquel químico (ENIG): Este oro es más rentable y más fácil de soldar que el oro galvánico, pero su composición blanda y delgada (normalmente 2-5u”) hace que el ENIG no sea apto para los efectos abrasivos de la inserción y extracción de placas de circuito.
- Oro duro galvanizado: Este oro es sólido (duro) y grueso (típicamente 30u”), por lo que es más idóneo para los efectos abrasivos del uso constante de las placas de circuito impreso.
Los contactos de oro hacen posible que diferentes placas de circuito impreso se comuniquen entre sí. Desde la fuente de alimentación hasta el dispositivo o equipo, las señales deben pasar entre varios contactos para que se ejecute un determinado comando.
Una vez que pulse un comando, la señal pasará entre una o más placas de circuito antes de ser leída. Por ejemplo, si pulsa un comando a distancia en un dispositivo móvil, la señal se enviará desde el dispositivo con placa de circuito impreso que tiene en la mano a la máquina cercana o lejana, que a su vez recibe la señal con su propia placa de circuito impreso.
El proceso de chapado en oro implica una serie de pasos meticulosos. Esto garantiza que cada placa de circuito que sale de la línea de producción está debidamente equipada para conducir las señales sin errores. Los estándares implicados en el proceso de chapado también ayudan a garantizar un ajuste perfecto entre los contactos de oro de cada placa de circuito con las ranuras correspondientes de una placa base determinada.
Para garantizar que todos estos dedos y ranuras encajan a la perfección, cada placa de circuito impreso debe pasar una serie de inspecciones y pruebas de defectos. Si el chapado en oro de una placa de circuito impreso carece de suavidad o no se adhiere adecuadamente a la superficie, los resultados no serán suficientes para su comercialización.
Para que los contactos de oro de la placa de circuito impreso se unan, el proceso de chapado debe realizarse en pasos en los que se completen primero los detalles circundantes de la placa. Cuando llega el momento de chapar los dedos, se aplica níquel sobre el cobre. A continuación, se aplica el acabado de la superficie en último lugar. Una vez que todo ha fraguado, el tablero se inspecciona bajo una lente de aumento y se somete a pruebas de adherencia.
¿CÓMO SE UTILIZAN LOS CONTACTOS DE ORO?
Los contactos de oro se utilizan como contactos de conexión entre dos placas de circuito impreso contiguas. Aparte de su conductividad, la finalidad del oro es proteger los bordes de conexión del desgaste a lo largo de muchos usos. Debido a la resistencia del oro duro en su grosor especificado, los contactos de oro hacen posible que una placa de circuito impreso se pueda conectar, desconectar y volver a conectar hasta 1.000 veces diferentes en una ranura correspondiente.
Las funciones de los contactos de oro son polivalentes. En cualquier configuración de un ordenador, verá una serie de periféricos que se conectan con el propio ordenador gracias a los contactos de oro para PCB. Algunos de los usos más extendidos de los contactos de oro son los siguientes
- Puntos de interconexión: Cuando una PCB secundaria se conecta a la placa base principal, lo hace a través de una de las diversas ranuras hembra, como una ranura PCI, ISA o AGP. A través de estas ranuras, los contactos de oro conducen las señales entre un dispositivo periférico o una tarjeta interna y el propio ordenador.
- Adaptadores especiales: Los contactos de oro permiten añadir numerosas mejoras de rendimiento a un ordenador personal. A través de tarjetas secundarias que se introducen perpendicularmente en la placa base, un ordenador puede ofrecer gráficos mejorados y sonido de alta fidelidad. Dado que estas tarjetas rara vez se desenganchan y se vuelven a enganchar, los contactos de oro suelen durar más que la propia tarjeta.
- Conexiones externas: Los periféricos externos que se han añadido a un ordenador se conectan a la placa base con los contactos de oro de la PCB. Dispositivos como altavoces, subwoofers, escáneres, impresoras y monitores se conectan a ranuras específicas detrás de la torre del ordenador. Estas ranuras, a su vez, se conectan a las placas de circuito impreso que se conectan a la placa base.
Para que el dispositivo correspondiente funcione, su propia tarjeta debe conectarse a una fuente de alimentación. Los dedos y las ranuras correspondientes de la placa base lo hacen posible. Los contactos de oro proporcionan a los PCB de los módulos la potencia necesaria para funcionar y ofrecer la funcionalidad de hoy en día a los usuarios de dispositivos informáticos remotos y fijos.
La flexibilidad del sistema de PCB, por el que diferentes ranuras conectan distintos tipos de tarjetas, permite actualizar el mismo ordenador periódicamente a lo largo de cinco o diez años. Cada vez que se actualiza una tarjeta de sonido o gráfica, se puede retirar la tarjeta preexistente de la placa base y sustituirla por el modelo nuevo y mejorado. A través de cada actualización, los contactos de oro de la PCB siguen siendo el contacto de conexión universal.
Más allá del ámbito de los ordenadores personales, los contactos de oro PBC también se utilizan como contactos de conexión en la maquinaria industrial informatizada. Los grandes arsenales de equipos mecanizados que se pueden ver en una planta de prensado o en una fábrica de automóviles incluirán un surtido de tarjetas internas que se conectan a una fuente principal de energía a través de los contactos de oro. Los brazos robóticos de las fábricas, por ejemplo, se alimentan con tarjetas de contactos de oro que impulsan un surtido de movimientos.
ESPECIFICACIONES DE LOS CONTACTOS DE ORO QUE DEBE CONOCER
Durante el proceso de chapado de los contactos de oro en las placas de circuito impreso, deben cumplirse ciertas normas para que los dedos funcionen correctamente. El diseño de la propia placa de circuito impreso también debe tener en cuenta las zonas necesarias para la longitud y la alineación adecuadas de los dedos. Independientemente de la finalidad o el tamaño de la propia placa de circuito impreso, las siguientes normas son siempre aplicables en el diseño de los contactos de oro:
- Los orificios pasantes nunca deben estar situados cerca de los contactos de oro.
- Los contactos de oro no deben tener ningún contacto con la máscara de soldadura o la serigrafía, ambas deben mantenerse a distancia.
- Los contactos de oro deben estar siempre orientados en la dirección opuesta al centro de la placa de circuito impreso (si desea que el borde esté biselado)
Si no se sigue alguna de estas reglas durante el proceso de chapado de los contactos de oro de la PCB, ésta podría ser incapaz de comunicarse con la placa de circuito impreso principal. Por otra parte, la placa de circuito impreso podría no encajar correctamente en la ranura correspondiente de la placa base.
La razón por la que se utiliza el oro para los dedos de conexión de las placas de circuito impreso se debe a la mayor resistencia y conductividad de esta aleación. La resistencia del oro hace posible que los dedos se introduzcan y expulsen cientos de veces sin que se desgasten los contactos de conexión. Sin la protección del chapado en oro, una placa de circuito podría perder fácilmente sus funciones de conexión después de unos pocos usos.
Puede que se pregunte por qué el oro en lugar de otros tipos de metal. Después de todo, el oro es uno de los elementos naturales más raros y caros. ¿No sería más rentable chapar los bordes de conexión de las placas de circuito impreso con cobre o níquel? Sin embargo, el oro es necesario para las funciones que requiere una placa de circuito impreso.
Cuando los PCB se desarrollaron hasta su forma actual, se identificó el oro como el metal de contacto de conexión más adecuado debido a varios factores. Las principales ventajas del oro son la conductividad eléctrica de la aleación y su resistencia a la corrosión. Para aumentar la resistencia, el oro utilizado en las placas de circuito impreso suele alearse en combinación con níquel o cobalto, que aportan al oro una mayor resistencia al desgaste ante la constante actividad de las placas. Para el proceso de chapado, el níquel tiene un grosor de entre 150 y 200 micro pulgadas.
Las normas de producción para los contactos de oro de las placas de circuito impreso fueron establecidas en 2002 por la Asociación de Industrias Electrónicas Conectadas (IPC). Las normas se modificaron en 2012 con la publicación de la IPC-4556. En 2015, las normas se modificaron de nuevo con la publicación de IPC A-600 e IPC-6010, que son actualmente las normas más empleadas en la producción de placas de circuito impreso. Las normas IPC pueden resumirse como sigue:
- Composición química: Para obtener la máxima rigidez en los bordes de los contactos de las placas de circuito impreso, el chapado en oro debe estar compuesto por entre un 5 y un 10 por ciento de cobalto.
- Espesor: El grosor del chapado de los contactos de oro debe estar siempre dentro del rango de 2 a 50 micro pulgadas. Los grosores estándar por tamaño son 0,031 pulgadas, 0,062 pulgadas, 0,093 pulgadas y 0,125 pulgadas. Los espesores más bajos se utilizan generalmente para los prototipos, mientras que los más altos se emplean en los bordes de conexión que se insertan, desenchufan y reinsertan con regularidad.
- Prueba visual: Los contactos de oro deben pasar una prueba visual realizada con una lente de aumento. Los bordes deben tener una superficie lisa y limpia y estar libres de exceso de chapado o de apariencia de níquel.
- Prueba de la cinta adhesiva: Para comprobar la adherencia del chapado en oro junto con los contactos, el ICP recomienda una prueba en la que se coloca una tira de cinta adhesiva a lo largo de los bordes de los contactos. Tras retirar la cinta, inspeccione la tira en busca de restos de chapado. Si el chapado de oro es evidente en la cinta, el chapado carece de suficiente adhesividad junto con los contactos.
Existen muchas otras normas para el proceso de chapado en oro de las placas de circuito impreso, y todas ellas deben leerse en su totalidad para comprenderlas en profundidad. A medida que la tecnología mejora, es habitual que se introduzcan más normas de comprobación en el proceso, por lo que es mejor consultar periódicamente al IPC para conocer las actualizaciones.
BISELADO DE LOS CONTACTOS DE ORO DE LA PCB
En una placa de circuito impreso, el proceso de biselado de los contactos de oro de la PCB se utiliza después de la máscara de soldadura y antes del acabado de la superficie. El proceso de chapado suele constar de los siguientes pasos:
- Niquelado: En los bordes del conector de los dedos se aplican primero entre tres y seis micras de níquel.
- Revestimiento de oro: Sobre el níquel se chapan entre una y dos micras de oro duro. El oro suele reforzarse con cobalto para aumentar la resistencia de la superficie.
- Biselado: Los bordes del conector se biselan en ángulos específicos para facilitar su inserción en las ranuras correspondientes. El biselado suele hacerse en ángulos de 30 a 45 grados.
En algunas placas de circuito, algunos contactos de oro serán más largos o más cortos que otros. Por ejemplo, una placa de circuito puede tener los dedos más largos en un extremo. De este modo, la placa de circuito impreso es más fácil de insertar en una ranura, ya que el extremo con los dedos más largos encajará más fácilmente. A partir de ahí, basta con empujar el otro extremo de la placa de circuito impreso en su sitio.
Hay ciertas restricciones en el proceso de chapado. Por ejemplo, se necesitan ciertas distancias entre los contactos de oro y otras partes de la placa de circuito. Las principales restricciones son las siguientes:
- Las capas interiores deben estar libres de cobre a lo largo del borde de la placa de circuito impreso para evitar la exposición del cobre durante la etapa de biselado.
- Los agujeros chapados, los SMD y las almohadillas no deben colocarse a menos de 1,0 milímetros de los contactos de oro.
- Las almohadillas chapadas no pueden superar los 40 milímetros de longitud.
- Debe existir una distancia de 0,5 milímetros entre los contactos de oro y el contorno.
Cualquier desviación de los requisitos de espaciado estándar alrededor de los contactos de oro en una placa de circuito impreso podría dar lugar a una tarjeta físicamente débil o disfuncional.
CÓMO LOS CONTACTOS DE ORO ESTÁN CAMBIANDO EL MUNDO
Los dispositivos informáticos y móviles de hoy en día son cada vez más complejos, ya que los fabricantes compiten por hacer sus productos más rápidos y con más recursos. Si usted construye una gran estación de ordenadores y acumula un puñado de dispositivos móviles, es probable que tenga numerosas tarjetas de circuitos dorados interactuando al mismo tiempo. Cada vez que imprime un artículo o escanea una foto para subirla a una cuenta de redes sociales, se envían señales desde los dispositivos periféricos a las tarjetas madre, que reciben estas señales a través de las placas de circuito impreso.
Gracias en gran parte a los contactos de oro, la tecnología ha podido avanzar hasta la moderna gama de dispositivos móviles que millones de personas utilizan ahora a diario. Además, los contactos de oro han permitido que las industrias sean más productivas y capaces que nunca.
Dado que una cantidad cada vez mayor de tecnología depende de los contactos de oro, es crucial que los chapen y los prueben según los estándares más altos. Sólo así podrá garantizar el máximo rendimiento sin fallos de los productos tecnológicos que utilizan placas de circuitos. En Millennium Circuits Limited, proporcionamos placas de circuito impreso de la más alta calidad para clientes de diversas industrias. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener un presupuesto gratuito.
