Zlato u elektronici: proizvodnja preciznih elektroničkih komponenti

Postupak recikliranja elektroničkih dijelova i sklopova sve je više zastupljen, prvenstveno s ciljem izdvajanja zlata, srebra, platine i nekih drugih vrijednih plemenitih metala.

Prilikom proizvodnje preciznih elektoničkih komponenti, upotreba zlata, i srebra je neizbježan korak.

Pozlaćeni kontakti na procesoru
CPU zlatni kontakti

Stalno rastuća potražnja za zlatom uvjetovana je sve boljom i preciznijom izradom različitih elektronskih komponenti i dijelova električnog kruga. Potrošačka elektronika danas u ponudi ima donedavno nezamislive uređaje, kao na primjer prijenosna računala, tablete i pametne mobitele. To je samo jedan dio elektronskih uređaja koji su zavladali potrošačkim masama i prisutni su na svakom koraku. Kada se spomene smartphone, laptop ili računalo u bilo kojem smislu – treba znati da se prilikom izrade takvih uređaja gotovo uvijek koristi i određena količina zlata, srebra i mnogih drugih vrijednih plemenitih metala. Jako važan metal u proizvodnji tih uređaja je zlato, prvenstveno zbog dobrih svojstava koja opisuju taj metal. Naime, zlato je odličan provodnik elektriciteta, ali i jako otporan metal na djelovanje atmosfere. Zlato neće korodirati, što je posebno značajno u toj grani industrije, gdje mnoge komponente tvore jedan električni sklop koji dalje mora raditi na način kako je i zamišljeno. Zlato se često koristi na mjestima gdje imamo mali napon, i na mjestima gdje su teški radni uvjeti. Složeni sklopovi izrađeni su od zlata, da bi bili pouzdani i da rade bez većih odstupanja.

Zlato je značajan materijal u toj industrijskoj grani, a najbolje tome u prilog govori činjenica da je po nekim procjenama, 2017. godine, čak 311 tona zlata utrošeno u izradu različitih elektroničkih uređaja. Uzmemo li tu količinu zlata, možemo zaključiti da je više zlata utrošeno u izradi elektonike, nego što je proizvedeno nakita u SAD-u u toj istoj godini od tog plemenitog metala.

Primjena zlata u elektronici

Najviše se zlato koristi pri izradi raznih kontaktnih dijelova, konektora i sličnih komponenti koje su izrađene s ciljem da tvore kontakt između dvije ili više drugih komponenti. Na dodirnim površinama (koje rade kontakt), jedan dio bude izložen atmosferskim uvjetima, i jako je važno da ne dođe do korozije ili nekih drugih promjena na površini i na kraju prekida ili ometanja u protoku struje (signala).

Iako se bakar najviše koristi u proizvodnji vodiča struje, u nekim situacijama taj metal nije primjenjiv. Zbog izraženog oksidacijskog djelovanja, bakar neće zadovoljiti osnovne uvjete kontaktne površine. Sa druge strane, zbog visokih cijena zlata, u elektronici se ne koriste komponente od čistog zlata (osim u rijetkim slučajevima), nego se radi površinsko platiranje na osnovni metal (najčešće bakar).

Tako obložen bazni metal (sa zlatnim filmom) je otporan na vanjske utjecaje, dobar je provodnik i ne radi smetnje u protoku struje. Dovoljan je tanki sloj zlata, tek tolike debljine, da zaštiti neki drugi metal od vanjskih utjecaja (vlage i nečistoća iz zraka). Na taj način smo dobili odličnu kontaktnu komponentu, uz minimalne troškove proizvodnje (s obzirom da se koristi zlato koje je skupo).

Pozlaćeni kontakti CPU-a
CPU kontakti

Na gornjoj fotografiji možete vidjeti pozlaćene kontaktne površine procesora (CPU). Ako znamo ulogu procesora u računalu, onda je jasno da svaki kontakt mora raditi bezprijekorno, da bi kompletan računar radio ispravno i bez naglih prekida ili pogreški.

HDD napojni i podatkovni kontakti

Još jedan primjer korištenja zlata u proizvodnji kontaktnih spojeva je prikazan na gornjoj fotografiji. Radi se o suvremenom S-ATA konektoru podatkovnog uređaja. Kontaktne površine su obložene zlatom radi što boljeg i nesmetanog prijenosa podataka. Podaci su oblika električnih signala, i jako je važno da komunikacija tvrdog diska (HDD-a) sa ostalim uređajima računala bude neometana.

Općenito se zlato smatra najboljim materijalom za primjenu u slučaju elektronike koja koristi niski napon, malu struju i kontakte preciznih i slabih strujnih signala. Kada se dvije zlatne površine spoje (u kontakt), dobili smo vezu koja tvori zanemarivo mali otpor struji, i radi stabilno bez značajnih ometanja strujnog signala.

Pozlaćeni konektori na RAM modulu
RAM modul

Na gornjoj fotografiji pokazali smo još jednu važnu komponentu modernog računala – RAM modul. Radi se o komponenti koja stalno komunicira sa svim ostalim uređajima računala. Strujni signali su malog napona, ali izrazito brzog radnog takta. Da bi računalo obavljalo operacije koje treba da obavi, sve gore spomenute komponente moraju međusobno komunicirati bez poteškoća. Memorijski moduli mogu biti različitih tehnologija, ali svaki od njih, na kontaktnim površinama ima pozlaćeni sloj. Spomenuli smo NAND memoriju, koja također ima pozlaćene pinove.

Količinu iskorištenog zlata u elektronici, zbog skupoće zlata, želimo svesti na minimum. Ipak, ta količina treba biti efikasna, da bi dobili potrebni efekt na mjestu provodnika. Ovisno o radnim uvjetima pojedinog elektriničkog dijela ili sklopa, varira i količina iskorištenog zlata. Za usporedbu možemo napisati da; konektor koji će raditi u čistim uvjetima može biti obložen zlatnim slojem debljine tek 0,1 mikrona.

Zlato u mikročipovima

Zlatne niti koje se koriste u proizvodnji čipova mogu dosegnuti prag i preko 100 tona utrošenog zlata na godinu. Osim zbog precizne izrade i posebne tehnologije, čipovi su skupi i zbog sadržaja zlata u sebi. Primjena zlata u izradi čipova pogodna je iz više razloga: otpornost zlata na atmosferske utjecaje, dobra provodnost elektriciteta, i lakoća lemljenja zlata na sitne kontakte unutar čipa.

Precizni strojevi mogu spojiti (zalemiti) i do 20 zlatnih spojeva u sekundi, kada se koriste zlatne niti. Strojevi su zapravo precizne robotske ruke, koje brzo i efikasno rade programirane spojeve pri izradi sitnih ili malo većih elektroničkih sklopova.

Zlatne niti u prvom CPU (čipu)
Zlatne niti u čipu

Za razliku od pinova, koji su pozlaćeni, zlatne niti u čipu se rade od čistog zlata, ili od legure sa većim udjelom zlata u sebi.

Zlatne žice tvore pouzdanu vezu, visoke produktivnosti, bez straha od korozije tijekom radnog vijeka pojedinog uređaja.

Osim korištenja zlata kao vodiča elektriciteta, ovaj metal je sastavni materijal i drugih industrijskih grana. Osim za spajanje žica i pozlaćenih kontakata, zlato se često koristi u izradi optičko-električnih uređaja, u tintama za sitotisak i za lemljenje metala s visokom točkom taljenja. Kada sagledamo sve spomenute iskoristivosti zlata (a nismo se dotaknuli nakita), možemo prepoznati veliki značaj ovog plemenitog metala u metalurgiji, elektronici i drugim industrijskim ograncima.

Važno je spomenuti da se zlato u velikoj mjeri koristi u preciznim instrumentima koje šaljemo u svemir. Od zlata se rade dijelovi svemirskih letjelica, satelita i opreme za promatranje dalekih objekata u našem Sunčevom sustavu i dalje. Zlato je metal visoke gustoće, pa pored spomenutih osobina, moramo istaknuti da ima veliku otpornost na uvjete koji vladaju u svemiru. Od zlata se rade zaštitni plaštevi, da bi se sačuvao neki dio letjelice ili mu se produljio radni vijek.

Recikliranje zlata – unosna opcija

Zbog visoke cijene zlata, i skupog procesa vađenja zlata u rudnicima, recikliranje zlata je svakako isplativa opcija. Posebno je recikliranje zlata zanimljivo, kada se uzme u obzir korištenje plemenitog metala u izradi elektronike. Danas se veliki broj kompanija bave ovim unosnim poslom, kao i veliki broj manjih reciklažnih postrojenja.

Postupak recikliranja ovisi o tehnologiji separacije, te izdvajanja zlata. Ipak, imamo neke zanimljive, jako učinkovite procese izdvajanja zlata s površine baznog metala, i zlata u tragovima.

Zlato je metal koji se može reciklirati. Mobiteli, tableti, prijenosna računala i drugi sličan elektronski otpad u sebi sadrži plemenite metale (obično u vrijednosti od oko jednog dolara), s najvećim udjelom zlata.

Naime, prisutnost zlata u E-otpadu ima izravni utjecaj na količinu (razmjer) recikliranja u globalnoj elektroničkoj industriji. Bez zlata u elektroničkim robama ekonomska računica za recikliranje bi gotovo sigurno bila manje robusna.

Mnoge svjetske kompanije bave se recikliranjem E-otpada, točnije izdvajanjem zlata i drugih plemenitih metala iz elektroničkih uređaja. Postupak recikliranja (osim što je unosan) štiti okoliš, jer za dobivanje jednog kilograma zlata utrošimo mnogo manje energije, nego je to slučaj kada zlato rudarimo iz dubokih iskopina. Osima toga, prilikom separacije električnog otpada, recikliramo i druge materijale koji se opet mogu koristiti u proizvodnji.

Sami postupak recikliranja, točnije izdvajanja čistog zlata je složen, i opasan. Kao takav mora se izvoditi u kontroliranim uvjetima, profesionalno i oprezno. Ne preporučuje se da to pokušate samostalno, kod kuće, ali ipak; možete pokušati sakupiti pozlaćene kontakte, čipove i druge komponente koje se mogu prodati kao sirovina za recikliranje zlata. Opisali smo kako se reciklira zlato, pa možete pročitati. Još jednom ponavljamo: recikliranje zlata carskom vodom se radi pomoću jakih i opasnih kiselina. Kiseline koje se koriste su: Klorovodična i Dušična kiselina. Nikako ne pokušavajte sami pratiti korake koji su opisani.