Nella produzione moderna, la doratura a immersione e la placcatura in oro sono metodi di trattamento superficiale comuni, ampiamente utilizzati per migliorare l'estetica del prodotto, la resistenza alla corrosione, la conduttività e altre proprietà. Tuttavia, esistono differenze significative nella struttura dei costi di questi due processi. Una comprensione approfondita di queste differenze è di grande importanza per le aziende, al fine di selezionare i processi in modo oculato, controllare i costi di produzione e migliorare la competitività sul mercato.

Principi di processo e base di costo

Il processo di doratura, solitamente definito doratura chimica, è un processo che utilizza reazioni chimiche di ossidoriduzione per depositare uno strato di oro sulla superficie in rame di un substrato, come una scheda PCB. Il principio è che in una soluzione contenente sali d'oro, gli ioni d'oro vengono ridotti attraverso uno specifico agente riducente e depositati uniformemente sulla superficie del substrato. Questo processo non richiede corrente esterna, è relativamente delicato e presenta requisiti relativamente semplici per l'apparecchiatura. Tuttavia, il processo di doratura richiede un controllo preciso di parametri come la composizione, la temperatura e il pH della soluzione per garantire la qualità e l'uniformità dello spessore dello strato d'oro. A causa del processo di immersione dell'oro relativamente lento, è necessario un tempo di lavorazione più lungo per ottenere lo spessore desiderato dello strato d'oro, il che in una certa misura aumenta i tempi di lavorazione.

Il processo di doratura si ottiene principalmente attraverso il principio dell'elettrolisi. Nella cella elettrolitica, il pezzo da trattare viene utilizzato come catodo e l'oro come anodo, e viene immerso in un elettrolita contenente ioni d'oro. Quando viene attraversata da corrente elettrica, gli ioni d'oro acquisiscono elettroni al catodo, vengono ridotti ad atomi d'oro e si depositano sulla superficie del pezzo. Questo processo può depositare rapidamente uno strato d'oro relativamente spesso sulla superficie del pezzo, con un'efficienza produttiva relativamente elevata. Tuttavia, il processo di elettrolisi richiede apparecchiature di alimentazione specializzate, che richiedono elevati requisiti di precisione e stabilità. Di conseguenza, anche i costi di acquisto e manutenzione delle apparecchiature aumentano di conseguenza.

La differenza di costo dell'utilizzo del materiale d'oro

In termini di quantità di oro utilizzata, il processo di doratura richiede solitamente una maggiore quantità di oro. Poiché la doratura consente di ottenere una deposizione di uno strato d'oro relativamente spesso, il suo intervallo di spessore è generalmente compreso tra 0,1 e 2,5 μm. Al contrario, lo strato d'oro ottenuto con il processo di placcatura a bagno d'oro è più sottile. Ad esempio, nell'applicazione su schede PCB, lo spessore dello strato d'oro nel processo di doratura è generalmente compreso tra 0,05 e 0,15 μm. Con l'aumento dello spessore dello strato d'oro, la quantità di oro necessaria per il processo di doratura aumenta linearmente. Inoltre, durante il processo di elettrolisi, per garantire l'apporto continuo di ioni di deposito e la stabilità dell'effetto galvanico, la concentrazione di ioni d'oro nell'elettrolita deve essere mantenuta a un certo livello, il che significa che verrà consumato più oro durante il processo di produzione.

Inoltre, le fluttuazioni di prezzo dei materiali auriferi hanno un impatto diverso sui costi dei due processi. Data la quantità relativamente ridotta di oro utilizzata nel processo di placcatura, la variazione di costo è relativamente contenuta in presenza di fluttuazioni del prezzo dell'oro. Per quanto riguarda il processo di placcatura in oro, che si basa in larga misura sull'utilizzo di materiali auriferi, qualsiasi fluttuazione del prezzo dell'oro avrà un impatto significativo sul suo costo. Ad esempio, quando il prezzo internazionale dell'oro aumenta bruscamente, il costo del processo di placcatura in oro aumenterà rapidamente, esercitando una notevole pressione sui costi per le imprese.

Confronto tra costi di attrezzature e manodopera

Le attrezzature necessarie per il processo di immersione dell'oro sono relativamente semplici e comprendono principalmente il serbatoio di reazione, il sistema di circolazione della soluzione, il dispositivo di controllo della temperatura, ecc. Il costo iniziale di acquisto di questi dispositivi è relativamente basso e, durante il funzionamento quotidiano, anche i costi di manutenzione non sono elevati. Grazie alla relativa stabilità del processo, i requisiti tecnici per gli operatori si concentrano principalmente sul monitoraggio e la regolazione dei parametri della soluzione, mentre il costo della formazione del personale è relativamente basso.

Il processo di placcatura in oro richiede alimentatori galvanici specializzati, raddrizzatori, vasche di galvanizzazione, nonché complessi sistemi di filtrazione e circolazione e altre apparecchiature. Questi dispositivi non solo sono costosi, ma consumano anche una grande quantità di elettricità durante il funzionamento, con conseguenti elevati costi di ammortamento e consumo energetico per le apparecchiature. Allo stesso tempo, il processo di elettrolisi prevede requisiti di controllo estremamente rigorosi per i parametri di processo, come densità di corrente, tensione, tempo di placcatura, ecc. Qualsiasi deviazione in uno qualsiasi dei parametri può causare problemi di qualità dello strato d'oro. Ciò richiede agli operatori elevate competenze professionali e una vasta esperienza, e sia il costo della formazione manuale che quello delle risorse umane sono relativamente elevati.

Altre considerazioni sui fattori di costo

Nella produzione effettiva, ci sono ancora altri fattori che possono influenzare i costi dei due processi. Ad esempio, nella preparazione e manutenzione della soluzione nel processo di doratura, sono necessari diversi reagenti chimici. Sebbene il costo di questi reagenti sia relativamente inferiore a quello dei materiali in oro, rappresenta comunque una spesa considerevole nel lungo periodo. Inoltre, le acque reflue generate durante il processo di deposizione dell'oro contengono metalli pesanti e sostanze chimiche, che richiedono un trattamento specializzato per soddisfare gli standard di protezione ambientale. Anche il costo del trattamento delle acque reflue non può essere ignorato.

Durante il processo di galvanica della doratura, possono verificarsi problemi di qualità dello strato d'oro a causa di un controllo di processo non corretto, come un'adesione insufficiente dello strato d'oro e uno spessore non uniforme. Una volta che si verificano questi problemi, i pezzi devono spesso essere rilavorati, il che non solo aumenta i costi di materiale e tempo, ma può anche portare a una riduzione dell'efficienza produttiva. Inoltre, il processo di doratura richiede elevati requisiti per l'ambiente di produzione. È necessario mantenere la pulizia e una temperatura e un'umidità stabili in laboratorio, il che a sua volta aumenterà in una certa misura i costi di produzione.

Esistono molteplici differenze di costo tra il processo di doratura a tuffo e il processo di placcatura in oro. Quando le aziende scelgono i processi, non possono limitarsi a giudicare in base al costo. Devono anche considerare attentamente fattori quali i requisiti prestazionali del prodotto, la scala di produzione e il posizionamento sul mercato. Nei progetti di produzione su larga scala, in cui il controllo dei costi è di grande importanza, se il prodotto non presenta requisiti particolarmente elevati per lo spessore e la resistenza all'usura dello strato d'oro, il vantaggio in termini di costo del processo di doratura a tuffo è piuttosto evidente. Per alcuni prodotti di fascia alta, come le apparecchiature elettroniche aerospaziali, i requisiti in termini di prestazioni e aspetto del prodotto sono estremamente elevati. Anche se il processo di placcatura in oro è costoso, le aziende possono comunque sceglierlo per soddisfare i requisiti di alta qualità dei prodotti. Solo valutando attentamente diversi fattori le aziende possono effettuare scelte di processo adatte al proprio sviluppo e massimizzare il rapporto costi-efficacia.