在电子行业的精密世界中,PCB(印刷电路板)的设计与制作是构建电子设备的基础。而 PCB 板金手指,作为其中关键的连接组件,扮演着不可或缺的角色。本文将详细阐述 PCB 板金手指的定义、设计要点、制作工艺以及应用领域,帮助读者全面了解这一重要的电子元件。
一、定义与功能用途
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互连点:当辅助PCB(如显卡、内存条)连接到主板时,会通过几个母槽中的其中一个插槽,如PCI、ISA或AGP槽,在外围设备或内部卡和计算机之间传输信号。
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特殊适配器:金手指可以为主板增强功能,通过二级PCB插入主板,例如内存、显卡、声卡、网卡等卡与插槽的连接部件,可传输增强的图形和高保真的声音,由于这些卡片很少分离和重新连接,“金手指”通常比卡片本身更持久。
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金手指外部连接:计算机的外设通过PCB“金手指”连接到主板,扬声器、低音炮、扫描仪、打印机和显示器等设备,都插在计算机后面的特定插槽中,例如HDMI线或diplay线、VGA和DVI线,这些插槽依次连接到主板的PCB上。
二、设计要点
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形状尺寸匹配:金手指的形状和尺寸应与连接器的引脚相匹配,确保良好的接触和连接。常见形状有直角、圆角和斜角等,尺寸根据连接器要求和PCB板厚度确定。
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间距合理:金手指之间的间距要足够大,避免短路和干扰。
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引线设计合理:金手指的引线长度和宽度应根据电流和信号传输要求来确定,以保证良好的电气性能。
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电镀层选择恰当:根据金手指的材料和连接器的要求,选择适合的电镀层,如金镀金、镀锡和镀银等,以确保良好的导电性能和耐腐蚀性能。
三、制作工艺
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断“金手指”制作流程:开料—内光成像—内层蚀刻—内层AOI—棕化—层压—钻孔—沉铜—板镀—外光成像—图形电镀—外层蚀刻—外层AOI—印阻焊—阻焊成像—阻焊检查—字符—印阻焊2—阻焊成像2—沉金—镀“金手指”—表面QC检—褪膜1—外光成像2—显影2—外层蚀刻2—褪膜—铣板—“金手指”倒角—电测试—终检—发货。
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CAM补偿:工程技术CAM在制作含“金手指”(金插头)工艺的多层板资料时,需对普通产品、光电产品、内存条等产品的不同区域进行不同参数的内层叠铜设置;对于不做“金手指”工艺但需要斜边的,线路叠铜也按“金手指”要求做;同时对引线、焊盘等的补偿也有相应规定。
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电镀镍金:厚度可达3-50μm,因其优越的导电性、抗氧化性以及耐磨性,被广泛应用于需要经常插拔的“金手指”PCB或者需要经常进行机械磨擦的PCB板上面,但因成本极高,只应用于“金手指”等局部镀金处理。
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沉镍金:厚度常规1μm,最高可达3μm,因其优越导电性、平整度以及可焊性,被广泛应用于有按键位、绑定IC、BGA等设计的高精密PCB板,对于耐磨性能要求不高的“金手指”PCB,也可以选择整板沉金工艺,沉金工艺成本较电金工艺成本低很多,沉金工艺的颜色是金黄色。
四、可制造性设计及检测
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斜边设计:金手指距外形板边的安全距离,根据成品板厚以及金手指斜边的角度来判断是否会伤及金手指,常规斜边角度是45度。若设计金手指距板边太近,为不露铜需按参数削铜,若不愿削短则应按参数设计其距板边的安全距离。
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阻焊层开窗设计:为了方便插卡,金手指位置不做阻焊,全部开通窗处理。若不开通窗,多次插拔过程中油墨会脱落导致无法与卡槽接触。开窗需注意比板边大10MIL左右,阻焊开窗比线路大单边4mil等参数,且2MM以内的过孔不允许开窗。
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板角处理设计:为方便插卡,金手指位置外形线需倒角,倒斜角或倒圆角均可,若外形板角不倒角处理,插拔时直角会伤及卡槽,导致产品可靠性降低。
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线路层铺铜设计:为方便插卡,外层表面金手指区域最好不做铺铜设计,若同一网络的两个或多个金手指铺铜设计相连,会影响插拔方便性。
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长短“金手指”设计:长短“金手指”有主引线40mil、副引线20mil、连接点6mil等参数要求,加完引线后需将主引线移到离长“金手指”处间距8mil;当主引线进入单板内时,需用斜线连接或做成圆角,而非直角。
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拼版设计:当金手指板单板尺寸小于40*40MM时,要先斜边再铣单板外形;采用倒扣拼版方式使金手指朝外,拼PNL时尽量朝内,方便添加电金引线。
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可制造性检测:可通过华秋DFM软件在生产前做“金手指”设计文件的相关问题检测,提前规避生产过程中出现的可制造性问题,减少成本并提高生产效率。
五、应用领域
- 手机领域:手机的SIM卡插槽和电池连接器通常采用PCB金手指进行连接。
- 电脑领域:内存插槽和扩展卡插槽等常采用PCB金手指连接。
- 汽车电子领域:汽车的仪表盘、音响系统和导航系统等都需要使用PCB金手指进行连接。
PCB板上的金手指是电子电路中至关重要的组成部分。随着科技的发展,金手指的设计、制作和应用将继续发展和创新,以满足不断变化的电子产品需求。
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