Сейчас существует много охотников за старыми советскими радиодеталями. Они освоили технологию добычи драгоценных металлов из лома электроники. В современных электронных компонентах тоже используют драгметаллы, но в гораздо меньших объёмах. Как это сказывается на качестве приборов электроники и зачем, вообще, применяли и применяют некоторые дорогие материалы рассмотрим в этой статье.
Зачем и сколько применялось драгметаллов в электронике
Если взять радиодетали, выпущенные до 70-х и начала 80-х годов, то золота и платины в некоторых из них использовалось не мало. Причиной служило не так желание изготовить надёжный компонент, как недоработанные технологии. Например, покрытие золотом осуществлялось гальванизацией, где слой его осаждения мог составлять около 2 мкм, а то и больше.
Например, сейчас из таких электронных компонентов можно добыть:
- С 1 кг керамических конденсаторов КМ Н90 – до 46г палладия;
- То же, КМ Н30 – около 50г платины;
- Реле РЭС8, выпущенное до 1971г – платины, от 0,3г до 0,55г (в изделии до 1966г – до 0,7г);
- В 25-граммовом конденсаторе ЭТО-2 – ЭТО-4 – до 8 г тантала и несколько грамм серебра;
- В 100 транзисторах КТ602, выпущенных до 1990г – есть 1,77г золота;
- Некоторые переменные резисторы из серии ПП3-40 – ПП3-43 содержат палладий, до 8г в 100шт;
- Конденсатор К52-1 (К52-2), выпущенный до 1997г, содержит около 1г серебра (в К52-2 – от 0,5г до 1,7г), также есть палладий в незначительном количестве.
Позже, когда увеличились объёмы производства электронных компонентов, драгоценные металлы стали экономить:
- В 1986 году – начали применять более экономичные технологии покрытия драгметаллом без заметного снижения качества выпущенных радиодеталей;
- 1992 год – Постановление Правительства РФ №10 регламентирующее потребление драгоценных материалов в производстве;
- С 2006 года – использование золота в интегральных компонентах резко сократилось, что естественно, не могло не сказаться на качестве микросхем.
В зарубежной аппаратуре содержание драгоценных металлов было скромнее. Коммерсанты изначально старались экономить на производстве радиодеталей, используя лучшие технологии и усовершенствованную топологию.
Золото, где и зачем применяется
Для изготовления первых микросхем и микросборок необходимо было золото.
Потому что нужен подходящий проводник от выходов, расположенных на кристалле кремния, до основных выводов компонента. Материал должен:
- Хорошо проводить электрический ток;
- Быть химически устойчивым и не окислятся;
- Иметь хорошую адгезию к кремнию;
- Обладать схожим температурным коэффициентом линейного расширения;
- Не должно быть электромиграции от проводника в кремниевый кристалл;
- Быть высоко пластичным.
Золото подходит по всем этим параметрам наилучшим образом. Поэтому из него и стали «лепить» выводы. А так, как оно химически устойчиво, то его напыление спасало выводы и даже корпусы радиодеталей от коррозии.
Сейчас проводники от кристаллов научились делать из алюминия, а подложки из меди или бронзы.
Монтаж и пайка компонентов раньше осуществлялась, в основном, вручную. Позолоченные выводы очень легко паяются, даже если они долго хранятся в незащищённой от влаги среде. Никто тогда об этом не думал. Сейчас-то электронные компоненты сохраняют закрытые в упаковках, помещённые в специальные сушильные шкафы. А как только их впаяли, в основном smd-монтажом в плату, то сразу покрывают изделия лаком. Хотя, не всегда!
Хранят компоненты защищёнными, в основном, для надёжности пайки, а когда «слепили», то быстрее продают. Потому что непроданный электронный товар быстро падает в цене. И не только из-за того, что там золота пожалели, но потому что выпустили новую «игрушку» с лучшими параметрами.
Радиолампы не перестали применяться в аналоговой аудиотехнике. Их качественные параметры имеют ещё большее значение, так как ширпотребные радиолампы уже никому не нужны. А вот чтобы это самое качество было, то необходимо анод и сетку электронной лампы покрыть золотом.
Потому что электронный поток, сталкиваясь с металлом сетки и анода, выбивает с них вторичные электроды, которые портят всю картину происходящего. Золото, как благородный металл, не позволяет этому происходить.
Платиновая группа драгметаллов
Всем известно, что сопротивление светящейся нити накала лампочки много больше, чем холодной. Это из-за свойства металлов менять сопротивление в зависимости от температуры. Так вот, платина и при высокой температуре хорошо проводит ток. Поэтому данный материал отлично подходит для изготовления из него контактов реле.
И ещё. Оказывается, не все проводники образуют одинаковую электрическую дугу при разрыве контактов. Металлы платиновой группы имеют свойство заниженного дугообразования. Поэтому на высокотоковых контактах качественных реле можно увидеть платиновую поверхность.
Хотя бывают и золотые контакты. Зачем? Оно используются только на малотоковых реле для защиты их от коррозии, чтобы срабатывание было надёжным, даже если контакт давно не замыкался. В современной технике вместо реле всё чаще используют Mosfet-транзисторы, о которых мы писали ранее.
Многие знают, что платина и палладий используются в керамических конденсаторах. Но, что они там делают? Разве недостаточно того, что пластины таких конденсаторов изготовлены из серебра, а между ними находится прочная керамика с высокими диэлектрическими характеристиками? Оказывается, при эксплуатации конденсатора на высоких токах мягкое серебро легко диффузирует в глубь керамики. Поэтому падает значение максимального напряжения пробоя.
Чтобы всего этого не происходило, поверхность керамики-диэлектрика покрывают тончайшим слоем платины или палладия, насколько не жалко производителю. Дальнейшую толщину пластин увеличивают серебром, а выводы уже делают из ещё более дешёвого металла – меди или бронзы. Даже сталь применяют, потому что у некоторых конденсаторов, содержащих металлы платиновой группы, выводы почему-то магнитятся.
