Tööstuskuld / elektroonika
Ka: tehnoloogiakuld, elektroonikakuld, tööstuslik kuld
Tööstuskuld tähistab kulda, mida kasutatakse tehnilistes rakendustes – eelkõige elektroonikatööstuses – ega ole mõeldud investeeringuks ega ehteks.
Kulda peetakse üldiselt investeerimis- ja ehtemetalliks – kuid umbes 7 kuni 8 protsenti maailma kullanõudlusest langeb tehnilistele rakendustele. Neist omakorda domineerib elektroonikatööstus, mis kasutab sihipäraselt metalli ainulaadseid füüsikalisi omadusi: suurepärane elektrijuhtivus, absoluutne korrosioonikindlus ja peaaegu piiramatu venivus. Praegune kulla hind määrab seejuures oluliselt, kui intensiivselt tootjad asendusaineid otsivad või ringlussevõtule panustavad.
Miks kuld elektroonikas?
Kuld ei oksüdeeru isegi äärmuslikes tingimustes, ei moodusta isoleerivat pinnakihti ja tagab seega püsivalt usaldusväärsed elektrikontaktid – omadus, mida ükski teine majanduslikult kättesaadav metall samal moel ei paku. Tähtsaimad kasutusvaldkonnad ülevaatlikult:
| Rakendus | Vorm | Tüüpiline kullasisaldus |
|---|---|---|
| Trükkplaadid / PCB | galvaaniline kuldamine (kontaktpinnad) | 0,05–2 µm kihipaksus |
| Bondingtraat (kiibiühendus) | peentraat 99,99 % Au | 15–50 µm traadi läbimõõt |
| Pistikühendused / kontaktid | galvaanika või clad-materjal | 0,1–5 µm |
| Pooljuht-korpustamine | jootesulamid (Au-Sn, Au-Ge) | 80 % Au erisulamites |
| Infrapuna-reflektorid / andurid | aurustamine, sputterdamine | mikrogrammide vahemik |
Bondingtraat – tähtsaim üksiksegment
Kullabondingtraat ühendab integraallülituse (die) korpuseraamiga. See peab olema äärmiselt õhuke (alates 15 µm), kõrgpuhas (999,9) ja mehaaniliselt stabiilne. Kuigi tööstus on alates 2010. aastatest üha enam üle läinud odavamatele vask- ja hõbebondingtraatidele, jääb kuld kõrge töökindlusega rakendustes (autotööstus, meditsiinitehnika, kosmosetööstus) standardiks – seal, kus rikked ei ole valik.
Galvaaniline kuldamine (ENIG / HASL-Au)
Trükkplaatidele kantakse kuld enamasti Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) meetodil: õhuke kullakiht (u 0,05–0,12 µm) niklibarjääri peal kaitseb jootekontaktpindu oksüdeerumise eest ja tagab hea joodetavuse. Kullakogus plaadi kohta on tilluke – summana miljardite trükkplaatide üle maailma siiski märkimisväärne.
Teisene tootmine: taaskasutus elektroonikajäätmetest
Kuna seadme kohta kasutatavad kullakogused on väikesed, tasub taaskasutus alles tööstuslikus mastaabis. Sellegipoolest sisaldab tonn vanu trükkplaate hinnanguliselt 200 kuni 400 grammi kulda – tunduvalt rohkem kui tonn keskmist kullamaaki (tüüpiliselt 1–5 g/t). See muudab taaskasutuse elektroonikajäätmetest oluliseks teiseseks tarnijaks.
Elektroonikajäätmete sulamisväärtus (lihtsustatult):
Kullakogus [g] × praegune kulla hind [€/g] = metalliväärtus [€]
→ Kalkulaator: /et/kalkulaator/sulamisvaartus/
Sulamisväärtuse saab veebis välja arvutada niipea, kui jäätmete kullasisaldus on teada – näiteks afineerimistehase analüüsiprotokollist.
Pallaadium ja plaatinarühma metallid kaaslastena
Peale kulla mängivad elektroonikas olulist rolli ka pallaadium ja teised plaatinarühma metallid: pallaadiumi leidub mitmekihilistes keraamilistes kondensaatorites (MLCC), mida on paigaldatud praktiliselt igasse elektroonikaseadmesse. Mõlema metalli hinnaliikumised on seega tihedalt seotud ülemaailmse elektroonikatootmisega.
Hinnamõju ja asendusefekt
Kui kulla hind tugevalt tõuseb, intensiivistavad tootjad alternatiivide otsimist (vask- või hõbebondingtraat, õhemad kihid) või vähendavad kullaosa sulamites. See asendussurve pidurdab tööstusnõudlust ja eristab seda investeerimisnõudlusest, mis kõrgemate hindade juures pigem kasvab. Ajalooline hinnaareng näitab, kui tugevalt see efekt kõrge hinnaga perioodidel (nt 2011–2012, 2020) avaldus.
Lühidalt
Tööstuskuld elektroonikas on kullaturu väike, kuid tehniliselt asendamatu segment. Korrosioonikindluse, juhtivuse ja töödeldavuse kombinatsioon teeb kullast esimese valiku kõikjal, kus töökindlus on tähtsam kui materjalikulud. Vanakulla taaskasutuse ja teisese tootmise kaudu voolab kasvav osa töödeldud elektroonikakullast ringlusse tagasi.