ในโมดูลหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และการ์ดกราฟิกจะมีแผ่นสัมผัสนำไฟฟ้าสีทองเรียงเป็นแถว ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า “นิ้วทอง” ในอุตสาหกรรมการออกแบบและการผลิต PCB นิ้วทองของ PCB (นิ้วทองหรือตัวเชื่อมต่อขอบ) หมายถึงตัวเชื่อมต่อที่ใช้เป็นอินเทอร์เฟซภายนอกสำหรับ PCB เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอก ในบทความนี้ เราจะมาสำรวจการออกแบบ “นิ้วทอง” ใน PCB และหารือเกี่ยวกับข้อควรพิจารณาที่สำคัญบางประการในการผลิต
ฟังก์ชันและการใช้งานของนิ้วทอง
จุดเชื่อมต่อสำหรับนิ้วทอง เมื่อเชื่อมต่อ PCB เสริม (เช่น การ์ดกราฟิกหรือโมดูลหน่วยความจำ) เข้ากับเมนบอร์ด จะทำผ่านสล็อต เช่น PCI, ISA หรือ AGP นิ้วทองทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อ ช่วยให้ส่งสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงหรือการ์ดภายในกับคอมพิวเตอร์ได้
อะแดปเตอร์พิเศษ, Gold Fingers สามารถเพิ่มการใช้งานของเมนบอร์ดได้โดยให้ใส่ PCB รองเข้าไปได้ ตัวอย่างเช่น หน่วยความจำ การ์ดกราฟิก การ์ดเสียง การ์ดเครือข่าย และการ์ดอื่นๆ เชื่อมต่อผ่านขั้วต่อขอบเหล่านี้ การเชื่อมต่อเหล่านี้ช่วยส่งสัญญาณกราฟิกและเสียงคุณภาพสูง เนื่องจากการ์ดเหล่านี้ไม่ค่อยถูกถอดหรือใส่กลับเข้าไปใหม่ ดังนั้น Gold Fingers จึงมักจะทนทานกว่าตัวการ์ดเอง
การเชื่อมต่อภายนอกผ่าน Gold Finger อุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอก เช่น ลำโพง ซับวูฟเฟอร์ สแกนเนอร์ เครื่องพิมพ์ และจอภาพ เชื่อมต่อกับเมนบอร์ดผ่าน "นิ้วทอง" ของ PCB อุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้เสียบอยู่ในช่องเสียบเฉพาะที่ด้านหลังคอมพิวเตอร์ เช่น HDMI, DisplayPort, VGA หรือ DVI ซึ่งจะเชื่อมต่อกับ PCB ของเมนบอร์ด
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบการผลิตสำหรับ PCB Gold Fingers
การออกแบบของ Gold Finger Bevel
- ระยะห่างที่ปลอดภัยจากขอบ: ควรพิจารณาระยะห่างระหว่างนิ้วทองและขอบ PCB โดยพิจารณาจากความหนาของบอร์ดและมุมเอียงของ “นิ้วทอง” มุมเอียงทั่วไปคือ 45 องศา
- หากวางนิ้วทองไว้ใกล้กับขอบบอร์ดมากเกินไปและไม่ต้องการการเปิดเผยทองแดง ควรทำการปรับเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างที่ปลอดภัยระหว่างนิ้วทองและขอบ PCB เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเข้าไปในทองแดง
การออกแบบหน้าต่างแบบ Soldermask
- เพื่อให้ใส่การ์ดได้สะดวก ควรมีช่องเปิดที่แผ่นประสานบัดกรีบริเวณนิ้วทอง หากไม่มี หมึกแผ่นประสานบัดกรีระหว่างนิ้วทองอาจแตกออกเมื่อใส่ซ้ำหลายครั้ง ทำให้ไม่สามารถสัมผัสกับช่องได้ดี
- ควรเปิดหน้าต่างสำหรับบริเวณนิ้วทองหรือนิ้วดีบุกให้ใหญ่กว่าขอบ PCB เล็กน้อย (ประมาณ 10 มิล)
- หน้าต่างควรมีขนาดใหญ่กว่าขอบ 4 มิลด้านหนึ่ง ระวังอย่าให้ทองแดงถูกเปิดออกเมื่อเปิดหน้าต่าง มิฉะนั้นจะต้องลอกทองแดงออก
- ไม่ควรสร้างหน้าต่างรอบนิ้วทองหากขนาดของรูผ่านมีขนาดเล็กกว่า 2 มม.
การประมวลผลขอบสำหรับมุมบอร์ด
- เพื่อให้ใส่การ์ดได้สะดวกขึ้น โครงร่าง PCB ใกล้กับนิ้วทองควรมีมุมเอียง การใช้มุมเอียงหรือมุมโค้งมนขึ้นอยู่กับความชอบในการออกแบบ หากมุมไม่เอียง มุมที่เหมาะสมอาจทำให้ช่องเสียบการ์ดเสียหายระหว่างการใส่และถอด ทำให้ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ลดลง
การออกแบบชั้นทองแดงสำหรับรอยต่างๆ
- เพื่อให้ง่ายต่อการสอดเข้าไป ควรหลีกเลี่ยงการทาทองแดงบนพื้นผิวด้านนอกของบริเวณนิ้วทอง หากเครือข่ายหลายเครือข่ายใช้รอยเดียวกัน ชั้นทองแดงอาจเชื่อมต่อนิ้วทองหลายนิ้วเข้าด้วยกัน ทำให้ใส่หรือดึงการ์ดออกได้ยาก
การออกแบบ “นิ้วทอง” ยาวและสั้น
- สำหรับนิ้วทองยาวและสั้น เส้นหลักควรมีความยาว 40 มิล เส้นรอง 20 มิล และจุดเชื่อมต่อ 6 มิล ระยะห่างระหว่างแผ่น “นิ้วทอง” กับเส้น 20 มิลควรมีความยาว 8 มิล
- เมื่อเส้นหลักเข้าสู่กระดาน ควรใช้เส้นทแยงมุม หากมีรอยบากขนาดใหญ่ใกล้กับนิ้วทอง เส้นควรมีมุมโค้งมนแทนที่จะเป็นมุมแหลม
การออกแบบแผง
- หากขนาดของบอร์ดฟิงเกอร์บอร์ดแบบทองมีขนาดเล็กกว่า 40×40 มม. ควรทำการเอียงขอบก่อน จากนั้นจึงทำการกัดโครงร่างของ PCB CAM ควรออกแบบรูสำหรับวางตำแหน่งที่ปลายทั้งสองด้านของ PCB สำหรับการวางตำแหน่งรอง การเอียงขอบอัตโนมัติควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าความกว้างของฟิงเกอร์บอร์ดแบบทองมีอย่างน้อย 40 มม.
- ขณะทำการลงโทษ ควรหันนิ้วทองให้หันออกด้านนอก และหันนิ้วทองเข้าด้านใน เพื่อให้สามารถเพิ่มสายทองไฟฟ้าได้
กระบวนการผลิต PCB แบบ “นิ้วทอง”
ขั้นตอนการสร้าง “นิ้วทอง”
กระบวนการสร้าง “นิ้วทอง” มีหลายขั้นตอน:
- การเตรียมวัสดุ
- การถ่ายภาพชั้นใน
- การแกะสลักชั้นใน
- AOI (การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ) ชั้นใน
- ออกซิเดชันสีน้ำตาล (การอบ)
- การตกสะเก็ด
- เจาะ
- ชุบทองแดง
- การชุบบอร์ดด้วยไฟฟ้า
- การถ่ายภาพชั้นนอก
- การชุบด้วยไฟฟ้ากราฟิก
- การกัดกรดชั้นนอก
- AOI ชั้นนอก
- การพิมพ์หน้ากากประสาน
- การสร้างภาพหน้ากากประสาน
- การตรวจสอบหน้ากากประสาน
- การพิมพ์ตัวอักษร
- หน้ากากประสานการพิมพ์ครั้งที่สอง
- การสร้างภาพที่สองของหน้ากากประสาน
- ชุบทอง
- การชุบทองด้วยไฟฟ้า
- การตรวจสอบ QC พื้นผิว
- การลอกฟิล์ม
- การถ่ายภาพชั้นนอก (รอบที่สอง)
- การพัฒนา (รอบที่ 2)
- การกัดชั้นนอก (รอบที่ 2)
- การลอกฟิล์ม
- การสี
- การเอียงนิ้วทอง
- การทดสอบทางไฟฟ้า
- การตรวจสอบขั้นสุดท้าย
- การส่งสินค้า
การชดเชยค่า CAM
- ใช้เพื่อการ แผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้น เมื่อใช้นิ้วทอง ความหนาของทองแดงชั้นในใกล้กับบริเวณนิ้วทองควรอยู่ที่ 80 มิลสำหรับผลิตภัณฑ์มาตรฐาน และ 40 มิลสำหรับผลิตภัณฑ์ออปติคัลหรือหน่วยความจำ
- สำหรับการออกแบบที่ไม่มีนิ้วทอง แต่จำเป็นต้องมีการเอียงขอบ ชั้นทองแดงจะต้องปฏิบัติตามกฎเดียวกันกับนิ้วทอง
- ความกว้างของเส้นสำหรับสายทองฟิงเกอร์ควรเป็น 12 มิล โดยความจุปัจจุบันของฟิงเกอร์ทองคือ 40 มิล
- สำหรับผลิตภัณฑ์ออปติกที่ใช้กระบวนการทองฟิงเกอร์ (ชุบทอง + ขั้วต่อขอบ) จะไม่มีการชดเชยรอยแพด ระยะห่างจากทองฟิงเกอร์ถึงขอบ PCB ควรอยู่ที่อย่างน้อย 0.5 มม. หากความคลาดเคลื่อนของความหนาของบอร์ดอยู่ที่ +/- 0.1 มม. ควรเพิ่มทองแดงในช่องว่างรอบ ๆ บริเวณทองฟิงเกอร์เพื่อให้เกิดการปรับโทษ และควรเพิ่มรูที่ไม่ใช่โลหะขนาด 0.4 มม. ที่มุมของส่วน "ทองฟิงเกอร์"
