Trong các mô-đun bộ nhớ máy tính và card đồ họa, có một hàng các miếng đệm tiếp xúc dẫn điện màu vàng, thường được gọi là "ngón tay vàng". Trong ngành thiết kế và sản xuất PCB, "ngón tay vàng" PCB (Gold Finger hoặc Edge Connector) dùng để chỉ đầu nối được sử dụng làm giao diện bên ngoài để PCB kết nối với các thiết bị bên ngoài. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu thiết kế của "ngón tay vàng" trong PCB và thảo luận về một số cân nhắc quan trọng trong sản xuất.
Chức năng và ứng dụng của Gold Finger
Điểm kết nối cho chân tiếp xúc mạ vàng: Khi các bo mạch phụ (như card đồ họa hoặc mô-đun bộ nhớ) kết nối với bo mạch chủ, chúng kết nối thông qua một khe cắm, chẳng hạn như PCI, ISA hoặc AGP. Chân tiếp xúc mạ vàng đóng vai trò là điểm kết nối, cho phép truyền tín hiệu giữa các thiết bị ngoại vi hoặc các bo mạch bên trong và máy tính.
Các đầu nối đặc biệt , hay còn gọi là chân tiếp xúc mạ vàng, có thể tăng cường chức năng của bo mạch chủ bằng cách cho phép cắm thêm một bo mạch in phụ vào đó. Ví dụ, bộ nhớ, card đồ họa, card âm thanh, card mạng và các card khác được kết nối thông qua các đầu nối cạnh này. Các kết nối này giúp truyền tải đồ họa và âm thanh chất lượng cao. Vì các card này hiếm khi được tháo ra hoặc lắp lại, nên chân tiếp xúc mạ vàng thường bền hơn chính card đó.
Kết nối ngoại vi qua các chân tiếp xúc mạ vàng: Các thiết bị ngoại vi như loa, loa siêu trầm, máy quét, máy in và màn hình được kết nối với bo mạch chủ thông qua các chân tiếp xúc mạ vàng trên PCB. Các thiết bị ngoại vi này được cắm vào các khe cắm cụ thể ở mặt sau của máy tính, chẳng hạn như HDMI, DisplayPort, VGA hoặc DVI, và các khe này sẽ kết nối với PCB của bo mạch chủ.
Những cân nhắc về thiết kế sản xuất cho PCB Gold Fingers
Thiết kế của Vát ngón tay vàng
- Khoảng cách an toàn từ mép: Khoảng cách giữa ngón tay vàng và cạnh của PCB phải được xem xét dựa trên độ dày của bảng mạch và góc vát của "ngón tay vàng". Góc vát phổ biến là 45 độ.
- Nếu ngón tay vàng được đặt quá gần mép bảng mạch và không muốn để lộ đồng, cần phải điều chỉnh để đảm bảo khoảng cách an toàn giữa ngón tay vàng và mép PCB để tránh cắt vào đồng.
Thiết kế cửa sổ Soldermask
- Để lắp thẻ dễ dàng hơn, khu vực ngón tay vàng phải có một lỗ hở trên mặt nạ hàn. Nếu không, mực mặt nạ hàn giữa các ngón tay vàng có thể bị bong ra khi lắp nhiều lần, ngăn tiếp xúc tốt với khe cắm.
- Cửa sổ dành cho khu vực ngón tay vàng hoặc ngón tay thiếc phải mở rộng hơn một chút so với cạnh PCB (khoảng 10 mils).
- Cửa sổ cũng phải lớn hơn đường viền 4 mils ở một bên. Cẩn thận không để lộ đồng khi mở cửa sổ; nếu không, cần loại bỏ đồng.
- Không nên tạo cửa sổ xung quanh ngón tay vàng nếu lỗ thông nhỏ hơn 2 mm.
Xử lý cạnh cho góc ván
- Để thuận tiện cho việc lắp thẻ, đường viền PCB gần ngón tay vàng nên được vát góc. Việc sử dụng góc vát hay bo tròn tùy thuộc vào sở thích thiết kế. Nếu các góc không được vát, góc vuông có thể làm hỏng khe cắm thẻ trong quá trình lắp và rút thẻ, làm giảm độ tin cậy của sản phẩm.
Thiết kế lớp đồng cho dấu vết
- Để dễ dàng lắp đặt, tốt nhất không nên phủ đồng lên bề mặt ngoài của khu vực đầu đọc thẻ. Nếu nhiều mạng sử dụng cùng một đường dẫn, lớp đồng có thể kết nối nhiều đầu đọc thẻ, gây khó khăn cho việc lắp đặt hoặc rút thẻ.
Thiết kế “Ngón tay vàng” dài và ngắn
- Đối với ngón tay vàng dài và ngắn, đường nét chính phải là 40 mils, đường nét phụ là 20 mils, và các điểm kết nối là 6 mils. Khoảng cách giữa miếng đệm "ngón tay vàng" và đường nét 20 mils phải là 8 mils.
- Khi đường nét chính đi vào bảng, nó nên được định tuyến bằng các đường chéo. Nếu có một rãnh lớn gần ngón tay vàng, các đường nét nên có góc bo tròn thay vì góc nhọn.
Thiết kế panelization
- Nếu kích thước của bảng mạch in gold finger nhỏ hơn 40x40 mm, cần xử lý vát mép trước, sau đó phay đường viền PCB. CAM nên thiết kế các lỗ định vị ở cả hai đầu PCB để định vị thứ cấp. Vát mép tự động phải đảm bảo chiều rộng của gold finger ít nhất là 40 mm.
- Khi phạt, ngón tay vàng phải hướng ra ngoài, với các ngón tay vàng hướng vào trong để dễ dàng thêm dây dẫn điện bằng vàng.
Quy trình sản xuất PCB “Ngón tay vàng”
Quy trình tạo ra “Ngón tay vàng”
Quá trình tạo ra “ngón tay vàng” bao gồm một số bước:
- Chuẩn bị vật liệu
- Hình ảnh lớp bên trong
- Khắc lớp bên trong
- AOI lớp trong (Kiểm tra quang học tự động)
- Quá trình oxy hóa màu nâu (nướng)
- Sự ép kim loại
- Khoan
- mạ đồng
- Mạ điện bảng mạch
- Hình ảnh lớp ngoài
- Mạ điện đồ họa
- Khắc lớp ngoài
- AOI lớp ngoài
- In mặt nạ hàn
- Hình ảnh mặt nạ hàn
- Kiểm tra mặt nạ hàn
- In ký tự
- Soldermask in lần thứ hai
- Hình ảnh thứ hai của mặt nạ hàn
- Mạ vàng
- Mạ điện các ngón tay vàng
- Kiểm tra QC bề mặt
- Loại bỏ màng phim
- Chụp ảnh lớp ngoài (lần quét thứ hai)
- Phát triển (lần thứ hai)
- Khắc lớp ngoài (lần thứ hai)
- Tách phim
- Phay
- Vát cạnh các ngón tay vàng
- Kiểm tra điện
- Kiểm tra cuối cùng
- Vận chuyển
Bù trừ CAM
- Trong cáp PCB nhiều lớp với các ngón tay vàng, độ dày lớp đồng bên trong gần khu vực ngón tay vàng phải là 80 mils đối với các sản phẩm tiêu chuẩn và 40 mils đối với các sản phẩm quang học hoặc bộ nhớ.
- Đối với các thiết kế không có ngón vàng nhưng cần vát mép, lớp đồng cũng phải tuân theo các quy tắc tương tự như đối với ngón vàng.
- Chiều rộng đường dẫn của dây dẫn ngón tay vàng phải là 12 mils, với khả năng hiện tại của ngón tay vàng là 40 mils.
- Đối với các sản phẩm quang học sử dụng quy trình mạ vàng (mạ vàng + đầu nối cạnh), không áp dụng bù trừ cho các đường dẫn của miếng đệm. Khoảng cách từ mạ vàng đến cạnh PCB phải ít nhất là 0.5 mm. Nếu dung sai độ dày của bo mạch là +/- 0.1 mm, nên thêm đồng vào khoảng trống xung quanh khu vực mạ vàng để dễ dàng bù trừ, và nên thêm các lỗ không phải kim loại 0.4 mm ở các góc của phần mạ vàng.
