多くの DIY プレーヤーは、市場のさまざまな基板製品で使用されている PCB の色がまぶしいことに気づくでしょう。より一般的な PCB の色は、黒、緑、青、黄、紫、赤、茶色です。一部のメーカーは、白やピンクなどのさまざまな色の PCB を独創的に開発しています。
従来の印象では、黒の PCB がハイエンドに位置し、赤と黄色がローエンドに割り当てられているように見えます。それは本当ではないでしょうか？
ソルダーマスクでコーティングされていない PCB 銅層は、空気にさらされると容易に酸化されます。
PCB の両面が銅層であることがわかります。 PCB の製造では、アディティブ法で作られたかサブトラクティブ法で作られたかに関係なく、銅層の表面は滑らかで保護されていません。
銅の化学的性質はアルミニウム、鉄、マグネシウムなどほど活性ではありませんが、水の存在下では純銅は酸素と接触すると容易に酸化されます。空気中には酸素や水蒸気が存在するため、純銅の表面は空気に触れるとすぐに酸化反応が起こります。
PCB の銅層の厚さは非常に薄いため、酸化した銅は電気の伝導性が悪くなり、PCB 全体の電気的性能に大きなダメージを与えます。
銅の酸化を防ぎ、はんだ付け中に PCB のはんだ付け部分と非はんだ付け部分を分離し、PCB の表面を保護するために、エンジニアは特別なコーティングを発明しました。この種のペイントは、PCB の表面に簡単に塗布して、一定の厚さの保護層を形成し、銅と空気の接触を遮断できます。このコーティング層はソルダーマスクと呼ばれ、使用される材料はソルダーマスクです。
漆というからには色も違うはずです。はい、元のソルダーマスクは無色透明にすることができますが、メンテナンスや製造の便宜上、PCB には基板上に小さな文字を印刷する必要があることがよくあります。
透明なソルダーマスクは PCB の背景色しか明らかにできないため、製造、修理、販売のいずれの場合でも外観が十分ではありません。したがって、エンジニアはソルダーマスクにさまざまな色を追加して、黒または赤、青の PCB を形成しました。
黒い基板は痕跡が見えにくく、メンテナンスが困難
この観点からすると、PCB の色は PCB の品質とは何の関係もありません。黒色 PCB と、青色 PCB や黄色 PCB などの他の色の PCB の違いは、はんだマスクの色にあります。
PCB の設計と製造プロセスがまったく同じであれば、色は性能や放熱に影響を与えません。
黒色のPCBについては、表層痕跡がほぼ完全に隠蔽されており、後のメンテナンスが非常に困難となるため、製造・使用には不便な色です。
そのため、近年では、製造やメンテナンスを容易にする目的で、黒色のソルダーマスクの使用をやめ、代わりにダークグリーン、ダークブラウン、ダークブルーなどのソルダーマスクを使用するという改革が行われています。
そうは言っても、PCB の色の問題については、基本的には誰もが理解しています。 「色表現かローエンドか」という記述については、メーカーはハイエンド製品を作るには黒の PCB を使用し、ローエンド製品を作るには赤、青、緑、黄色を使用することを好むためです。
要約すると、色が製品に意味を与えるのではなく、製品が色の意味を与えるということです。
3.PCB に金や銀などの貴金属を使用する利点は何ですか?
色は透明です。PCB 上の貴金属について話しましょう。メーカーによっては、自社製品を宣伝する際に、金メッキや銀メッキなどの特殊な加工を施した製品であることを明記することがあります。では、このプロセスは何に役立つのでしょうか?
PCB 表面にははんだ付けコンポーネントが必要なため、はんだ付けのために銅層の一部を露出させる必要があります。これらの露出した銅層はパッドと呼ばれます。パッドは通常、面積が小さい長方形または円形です。
上記で、PCB に使用されている銅は酸化しやすいことがわかっているため、ソルダーマスクを適用した後、パッド上の銅は空気にさらされます。
パッド上の銅が酸化すると、はんだ付けが困難になるだけでなく、抵抗率が大幅に上昇し、最終製品の性能に重大な影響を及ぼします。したがって、エンジニアはパッドを保護するためにさまざまな方法を考え出しました。たとえば、不活性金属である金でメッキしたり、化学処理により表面を銀の層で覆ったり、パッドと空気との接触を防ぐために銅層を特殊な化学膜で覆ったりします。
PCB 上の露出パッドの場合、銅層が直接露出します。この部分は酸化を防ぐために保護する必要があります。
この観点から見ると、金であろうと銀であろうと、プロセス自体の目的は、酸化を防ぎ、パッドを保護し、その後のはんだ付けプロセスでの歩留まりを確保することです。
ただし、異なる金属を使用すると、生産工場で使用される PCB の保管時間と保管条件に要件が課されます。そのため、PCB工場では通常、PCBの生産完了後、顧客への納品前に真空プラスチック包装機を使用してPCBを梱包し、PCBが極限まで酸化しないようにしています。
基板カードのメーカーは、コンポーネントを機械に溶接する前に、PCB の酸化度をチェックし、酸化した PCB を除去し、歩留まりを確保する必要があります。最終消費者が入手するボードはさまざまなテストに合格しています。長期間使用しても酸化はプラグイン接続部分のみでほとんど発生せず、パッドや半田付け済みの部品には影響を与えません。
銀や金の方が抵抗が低いので、銀や金などの特殊な金属を使用すると基板の発熱は軽減されますか？
熱量に影響を与える要因は抵抗であることがわかっています。抵抗は導体自体の材質、導体の断面積と長さに関係します。パッド表面の金属素材の厚みは0.01mmにも満たない薄さです。パッドをOST(有機保護膜)方式で加工すると余分な厚みが全くなくなります。このような薄い厚さで示される抵抗はほぼ 0 に等しく、計算することすら不可能であり、もちろん発熱には影響しません。