بسیاری از بازیکنان DIY متوجه خواهند شد که رنگ های PCB مورد استفاده در محصولات مختلف تخته در بازار خیره کننده است. رنگ های رایج PCB سیاه، سبز، آبی، زرد، بنفش، قرمز و قهوه ای هستند. برخی از تولیدکنندگان به طور مبتکرانه PCBهایی با رنگ های مختلف مانند سفید و صورتی تولید کرده اند.

در تصور سنتی، PCB سیاه به نظر می رسد در انتهای بالا قرار دارد، در حالی که قرمز و زرد به انتهای پایین اختصاص داده شده است. این درست نیست؟

لایه مسی PCB که با ماسک لحیم پوشانده نشده است به راحتی در معرض هوا اکسید می شود

می دانیم که هر دو طرف PCB لایه های مسی هستند. در تولید PCB، لایه مس بدون توجه به اینکه به روش های افزایشی یا تفریقی ساخته شده باشد، سطحی صاف و بدون محافظت به دست می آورد.

اگرچه خواص شیمیایی مس به اندازه آلومینیوم، آهن، منیزیم و غیره فعال نیست، اما در مجاورت آب، مس خالص به راحتی در تماس با اکسیژن اکسید می شود. به دلیل وجود اکسیژن و بخار آب در هوا، سطح مس خالص در معرض هوا قرار می گیرد واکنش اکسیداسیون به زودی رخ خواهد داد.

از آنجایی که ضخامت لایه مس در PCB بسیار نازک است، مس اکسید شده به یک رسانای ضعیف الکتریسیته تبدیل می شود که به شدت به عملکرد الکتریکی کل PCB آسیب می رساند.

مهندسان به منظور جلوگیری از اکسیداسیون مس، جداسازی قطعات لحیم شده و غیر لحیم شده PCB در حین لحیم کاری و محافظت از سطح PCB، پوشش خاصی را اختراع کردند. این نوع رنگ را می توان به راحتی بر روی سطح PCB اعمال کرد تا یک لایه محافظ با ضخامت مشخص ایجاد کند و تماس بین مس و هوا را مسدود کند. این لایه پوشش، ماسک لحیم نامیده می شود و ماده مورد استفاده، ماسک لحیم کاری است.

از آنجایی که به آن لاک می گویند، باید رنگ های مختلفی داشته باشد. بله، ماسک لحیم کاری اصلی را می توان بی رنگ و شفاف ساخت، اما برای راحتی نگهداری و ساخت، PCB ها اغلب باید با متن کوچک روی برد چاپ شوند.

ماسک لحیم کاری شفاف فقط می تواند رنگ پس زمینه PCB را آشکار کند، بنابراین ظاهر آن چه در حال ساخت، چه تعمیر و چه در حال فروش باشد، به اندازه کافی خوب نیست. بنابراین، مهندسان رنگ های مختلفی را به ماسک لحیم اضافه کردند تا یک PCB سیاه یا قرمز و آبی تشکیل دهند.

PCB سیاه به سختی می توان ردپای آن را دید، که برای تعمیر و نگهداری مشکلاتی به همراه دارد

از این نظر رنگ PCB ربطی به کیفیت PCB ندارد. تفاوت بین مدار چاپی مشکی و سایر مدار چاپی رنگی مانند PCB آبی و PCB زرد در رنگ ماسک لحیم کاری است.

اگر فرآیند طراحی و ساخت PCB دقیقاً یکسان باشد، رنگ هیچ تأثیری بر عملکرد و همچنین تأثیری در اتلاف گرما نخواهد داشت.

در مورد PCB مشکی، آثار لایه سطحی آن تقریباً به طور کامل پوشانده شده است که باعث مشکلات زیادی در نگهداری بعدی می شود، بنابراین رنگی است که ساخت و استفاده از آن راحت نیست.

بنابراین، در سال های اخیر، مردم به تدریج اصلاح شده اند، استفاده از ماسک لحیم کاری سیاه را کنار گذاشته و به جای آن از ماسک های لحیم کاری سبز تیره، قهوه ای تیره، آبی تیره و سایر ماسک های لحیم کاری استفاده می کنند، هدف تسهیل ساخت و نگهداری است.

با این حال، همه اساساً مشکل رنگ PCB را درک کرده اند. در مورد عبارت «نمایش رنگ یا ارزان قیمت»، به این دلیل است که تولیدکنندگان ترجیح می‌دهند از PCB‌های سیاه رنگ برای تولید محصولات رده بالا و قرمز، آبی، سبز و زرد برای تولید محصولات ارزان‌قیمت استفاده کنند.

خلاصه این است: محصول معنی رنگ را می دهد، نه رنگ به محصول معنی می دهد.
3. مزایای استفاده از فلزات گرانبها مانند طلا و نقره در PCB چیست؟

رنگ روشن است، بیایید در مورد فلزات گرانبها روی PCB صحبت کنیم! هنگامی که برخی از تولیدکنندگان محصولات خود را تبلیغ می کنند، به طور خاص اشاره می کنند که محصولات آنها از فرآیندهای خاصی مانند آبکاری طلا و آبکاری نقره استفاده می کند. پس فایده این فرآیند چیست؟

سطح PCB به اجزای لحیم کاری نیاز دارد، بنابراین بخشی از لایه مس باید برای لحیم کاری در معرض دید قرار گیرد. این لایه های مسی در معرض دید، پد نامیده می شوند. لنت ها عموماً مستطیلی یا گرد با مساحت کوچک هستند.

در موارد فوق می دانیم که مس مورد استفاده در PCB به راحتی اکسید می شود، بنابراین پس از اعمال ماسک لحیم کاری، مس روی پد در معرض هوا قرار می گیرد.

اگر مس روی لنت اکسید شود، نه تنها لحیم کاری دشوار است، بلکه مقاومت به شدت افزایش می یابد که به طور جدی بر عملکرد محصول نهایی تأثیر می گذارد. بنابراین مهندسان روش های مختلفی را برای محافظت از لنت ها ارائه کردند. به عنوان مثال، روی آن را با طلای فلزی بی اثر آبکاری می کنند، یا سطح آن را طی یک فرآیند شیمیایی با یک لایه نقره پوشانده می شود، یا از یک فیلم شیمیایی مخصوص برای پوشاندن لایه مس استفاده می شود تا از تماس بین پد و هوا جلوگیری شود.

برای پدهای در معرض روی PCB، لایه مس مستقیماً در معرض دید قرار می گیرد. این قسمت باید محافظت شود تا از اکسید شدن آن جلوگیری شود.

از این منظر، چه طلا یا نقره باشد، هدف خود فرآیند جلوگیری از اکسیداسیون، محافظت از پد و اطمینان از عملکرد در فرآیند لحیم کاری بعدی است.

با این حال، استفاده از فلزات مختلف الزاماتی را بر زمان نگهداری و شرایط نگهداری PCB مورد استفاده در کارخانه تولید تحمیل می کند. بنابراین، کارخانه‌های PCB معمولاً از دستگاه‌های بسته‌بندی پلاستیکی خلاء برای بسته‌بندی PCB‌ها پس از تکمیل تولید PCB و قبل از تحویل به مشتریان استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که PCB‌ها تا حد مجاز اکسید نشده‌اند.

قبل از اینکه قطعات روی دستگاه جوش داده شوند، سازنده کارت برد باید درجه اکسیداسیون PCB را نیز بررسی کند، PCB اکسیداسیون را حذف کرده و از عملکرد اطمینان حاصل کند. تابلویی که مصرف کننده نهایی دریافت می کند آزمایش های مختلفی را پشت سر گذاشته است. حتی پس از استفاده طولانی مدت، اکسیداسیون تقریباً فقط در قسمت اتصال پلاگین رخ می دهد و هیچ تأثیری بر روی لنت و اجزای لحیم شده از قبل نخواهد داشت.

از آنجایی که مقاومت نقره و طلا کمتر است، آیا پس از استفاده از فلزات خاص مانند نقره و طلا، تولید حرارت PCB کاهش می یابد؟

می دانیم که عاملی که بر میزان گرما تأثیر می گذارد مقاومت است. مقاومت به مواد خود هادی، سطح مقطع و طول هادی مربوط می شود. ضخامت مواد فلزی روی سطح پد حتی به مراتب کمتر از 0.01 میلی متر است. اگر پد به روش OST (فیلم محافظ ارگانیک) پردازش شود، به هیچ وجه ضخامت اضافی وجود نخواهد داشت. مقاومت نشان داده شده توسط چنین ضخامت کوچک تقریباً برابر با 0 است، حتی محاسبه آن غیرممکن است و البته تأثیری بر تولید گرما نخواهد داشت.