Использование металлов в производстве ноутбуков
Новости Аналитика и цены Металлоторговля Доска объявлений Подписка Реклама
28.05.2008
Использование металлов в производстве ноутбуков
Производство персональных компьютеров типа "лэптоп", или ноутбуков, является важной сферой потребления различных металлов, где в той или иной форме используется большинство металлов платиновой группы, многие цветные и редкие металлы, а также золото и серебро.

Наиболее важными компонентами ноутбуков являются интегральные схемы. Как правило, для изготовления их подложек применяется кремний, но могут использоваться и альтернативные материалы, содержащие галлий, германий, алюминий, индий или кадмий. При монтаже интегральных схем и соединений обычно используются низкоплавкие припои на основе олова.

Для обеспечения теплопроводности, коррозийной стойкости и предотвращения наложения электромагнитных полей монтажные платы покрываются электролитическим слоем никеля. Этот металл (или медь, или сплав серебра) используется также для изготовления внутренних электродов многослойных керамических конденсаторов. В последнее время в их производстве для снижения затрат платина и палладий были вытеснены основными цветными металлами. Производители конденсаторов потребляют никель в форме металла или растворимых химических соединений. Количество никеля, используемого на единицу продукции, трудно точно определить. По оценке, оно колеблется примерно от 4,5 до 160 г.

Функцией материнской платы является обмен информацией между всеми компонентами, в качестве проводника при этом используется медь. В качестве проводящей среды для монтажной платы медь наносится слоями (4-6 слоев), при этом стандартная масса покрытия составляет 250 г на кв. м. Все проволочные соединения изготавливаются из чистой меди с высокой электропроводностью, площадь их сечения в зависимости от предназначения варьируется от 0,5 до 1,5 кв. мм. Для производства соединителей обычно используются пружинные медные сплавы (например, фосфорная бронза), которые затем покрываются оловом или золотом. В панелях жидкокристаллических дисплеев для межсоединений также применяют медь. В настоящее время межсоединения большинства интегральных схем (процессоры, комплекты чипов) выполняются не из алюминия, а из меди ввиду ее более высоких характеристик.

Теплоотводы, обеспечивающие воздушное охлаждение материнской платы, изготавливаются из медных пластин или штамповок. Кроме того, медь используется в приводах жестких дисков, а также в цепях электропитания. В целом количественное содержание этого металла в ноутбуках невелико, поскольку соответствующие компоненты изготавливаются как можно более легкими и миниатюрными.

Ввиду низкого сопротивления и высокой коррозийной стойкости покрытия из золота на соединителях в разъемах для кабелей терминалов, колодках для интегральных схем и панелях печатных схем широко используются в производстве ноутбуков. В покрытия, наносимые на скользящие детали, для повышения твердости и износостойкости может добавляться небольшое количество никеля или кобальта. Иногда используются альтернативные покрытия, в частности палладий-никелевые.

Вторым важным применением золота в рассматриваемой сфере является изготовление золотой проволоки, используемой для соединений внутри интегральных схем. Такая проволока производится в условиях вакуума, а ее диаметр обычно меньше, чем у человеческого волоса, - 10 - 200 мкм. Для соединения металлических поверхностей используются также сплавы золота с кремнием, медью, никелем, галлием или германием.

Относительно новым применением золота является напыление с помощью рассеивающих мишеней очень тонких золотых слоев (100 -500 нм) на записывающие CD-диски. Кроме того, расширяется использование технологий, предусматривающих применение золота, в производстве высокочастотных интегральных схем.

По данным "World Gold Council", в 2007 г. мировое потребление золота в электронной промышленности составило 303 т, из которых по меньшей мере 100 т было израсходовано на изготовление соединительной проволоки. Однако не указывается, какая часть данной продукции предназначалась для производства компьютеров.

Важными материалами, применяемыми при изготовлении жестких дисков для ноутбуков, являются платиноиды. Они используются в форме покрытий из кобальт-платиновых сплавов, обладающих магнитными свойствами. По данным "Johnson Matthey", более высокое содержание платины в таких сплавах предпочтительно, поскольку в этом случае улучшаются магнитные характеристики, а следовательно, объем памяти и скорость доступа. В 1997 г. содержание платины в сплавах составляло 10%, а к настоящему времени повысилось в среднем до 35%.

Палладий имеет ряд применений в производстве монтажных панелей, однако в последнее время он был частично заменен альтернативными материалами. В многослойных керамических конденсаторах его в значительной степени вытеснил чистый никель, тем не менее палладий остается важным материалом для нанесения покрытий. Выводящие рамки, соединяющие полупроводниковые чипы с монтажной панелью, покрываются палладием, хотя иногда для этого применяется и олово.

Как отмечает "Johnson Matthey", не существует альтернативных материалов для рутениевых пленок, используемых в некоторых типах резисторов. Новым применением рутения является производство жестких дисков. По мнению "IBM", к середине 2008 г. станет стандартной технология, предусматривающая помещение рутениевых пленок трехатомной толщины между двумя магнитными слоями на диске и обеспечивающая четырехкратное увеличение плотности записи информации.

Сплавы магния и хрома с небольшим содержанием рутения улучшают способность дисков к считыванию данных в трудных условиях, таких как экстремальные температуры и влажность, а также вибрация. Такие сплавы заменяют использовавшиеся в более ранних моделях платино-магниевые сплавы. Использование иридиевых сплавов для покрытия головок считывания повышает надежность некоторых видов драйверов жестких дисков.

В очень малых количествах в интегральных схемах, монтажных и печатных платах содержатся некоторые редкие и небиржевые цветные металлы, в частности бериллий, висмут и сурьма. При этом свинец, ртуть и кадмий были выведены из употребления по экологическим соображениям.

Жидкокристаллические экраны ноутбуков покрываются проводящим прозрачным слоем оксида индия-олова и содержат очень малое количество алюминия в синтетической стеклоплексиглас-полиэфирной композиции. А рамки для экранов в настоящее время обычно изготавливают из стали с гальваническим покрытием.

Устойчивые к воспламенению пластики и углеродное волокно хотя и обладают высокими твердостью и ударопрочностью, при нагревании и диссипации их характеристики ниже, чем у магниевых и титановых сплавов. По сообщению компании "Dell", в основании и крышке каждого из ее ноубуков содержится около 680 г магниевого литья. Титановые сплавы обладают свойствами, позволяющими производить наиболее тонкие ноутбуки, но титановые корпуса невозможно изготовить путем литья под давлением. Для этих целей может применяться только штамповка, что повышает издержки производства.
Информационный бюллетень МЭРТ РФ

Выставки и конференции по рынку металлов и металлопродукции

    Установите мобильное приложение Metaltorg: