อะไรคือความแตกต่างระหว่างการชุบทองและการชุบเงินบน PCB?

ผู้เล่น DIY หลายคนจะพบว่าสี PCB ที่ใช้กับผลิตภัณฑ์บอร์ดต่างๆ ในท้องตลาดนั้นมีความแวววาว สี PCB ทั่วไป ได้แก่ ดำ เขียว น้ำเงิน เหลือง ม่วง แดง และน้ำตาล ผู้ผลิตบางรายได้พัฒนา PCB ที่มีสีต่างๆ กันอย่างชาญฉลาด เช่น สีขาวและสีชมพู

 

ตามความรู้สึกแบบดั้งเดิม PCB สีดำดูเหมือนจะวางอยู่ที่ระดับไฮเอนด์ ในขณะที่สีแดงและสีเหลืองจะอยู่ในตำแหน่งต่ำสุด ไม่เป็นความจริงเหรอ?

ชั้นทองแดง PCB ที่ไม่ได้เคลือบด้วยหน้ากากประสานจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศ

เรารู้ว่าทั้งสองด้านของ PCB เป็นชั้นทองแดง ในการผลิต PCB ชั้นทองแดงจะได้พื้นผิวที่เรียบและไม่มีการป้องกัน ไม่ว่าจะทำด้วยวิธีการบวกหรือลบก็ตาม

แม้ว่าคุณสมบัติทางเคมีของทองแดงจะไม่ออกฤทธิ์เท่ากับอลูมิเนียม เหล็ก แมกนีเซียม ฯลฯ แต่เมื่ออยู่ต่อหน้าน้ำ ทองแดงบริสุทธิ์จะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน เนื่องจากมีออกซิเจนและไอน้ำอยู่ในอากาศ พื้นผิวของทองแดงบริสุทธิ์จึงสัมผัสกับอากาศ ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นจะเกิดขึ้นในไม่ช้า

เนื่องจากความหนาของชั้นทองแดงใน PCB นั้นบางมาก ทองแดงที่ถูกออกซิไดซ์จะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของ PCB ทั้งหมดเสียหายอย่างมาก

เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของทองแดง เพื่อแยกชิ้นส่วน PCB ที่บัดกรีและไม่ได้บัดกรีระหว่างการบัดกรี และเพื่อปกป้องพื้นผิวของ PCB วิศวกรจึงได้คิดค้นการเคลือบแบบพิเศษ สีชนิดนี้สามารถทาลงบนพื้นผิวของ PCB ได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างชั้นป้องกันที่มีความหนาระดับหนึ่งและปิดกั้นการสัมผัสระหว่างทองแดงกับอากาศ ชั้นเคลือบนี้เรียกว่าหน้ากากประสาน และวัสดุที่ใช้คือหน้ากากประสาน

เนื่องจากเรียกว่าแลคเกอร์จึงต้องมีสีต่างกัน ใช่ หน้ากากประสานแบบดั้งเดิมสามารถทำให้ไม่มีสีและโปร่งใสได้ แต่เพื่อความสะดวกในการบำรุงรักษาและการผลิต PCB มักจะต้องพิมพ์ด้วยข้อความขนาดเล็กบนกระดาน

หน้ากากประสานแบบโปร่งใสสามารถเปิดเผยได้เพียงสีพื้นหลังของ PCB เท่านั้น ดังนั้นรูปลักษณ์จึงไม่ดีพอไม่ว่าจะเป็นการผลิต การซ่อมแซม หรือการขาย ดังนั้น วิศวกรจึงเพิ่มสีต่างๆ ให้กับหน้ากากประสานเพื่อสร้าง PCB สีดำ สีแดง หรือสีน้ำเงิน

 

PCB สีดำนั้นมองเห็นร่องรอยได้ยาก ซึ่งทำให้การบำรุงรักษาลำบาก

จากมุมมองนี้ สีของ PCB ไม่เกี่ยวข้องกับคุณภาพของ PCB ความแตกต่างระหว่าง PCB สีดำและ PCB สีอื่นๆ เช่น PCB สีน้ำเงินและ PCB สีเหลืองอยู่ที่สีของหน้ากากประสาน

หากการออกแบบ PCB และกระบวนการผลิตเหมือนกันทุกประการ สีจะไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน และจะไม่มีผลกระทบต่อการกระจายความร้อนอีกด้วย

ส่วน PCB สีดำนั้น เนื่องจากรอยบนพื้นผิวถูกปกคลุมเกือบหมด ทำให้การดูแลรักษาในภายหลังเป็นเรื่องยากมาก จึงเป็นสีที่ไม่สะดวกในการผลิตและใช้งาน

ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้คนจึงค่อย ๆ ปฏิรูป โดยละทิ้งการใช้หน้ากากประสานสีดำ และใช้หน้ากากประสานสีเขียวเข้ม สีน้ำตาลเข้ม สีน้ำเงินเข้ม และหน้ากากประสานอื่น ๆ แทน โดยมีจุดประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตและการบำรุงรักษา

ต้องบอกว่าทุกคนเข้าใจปัญหาของสี PCB โดยพื้นฐานแล้ว เกี่ยวกับคำกล่าว "การแสดงสีหรือระดับล่าง" เป็นเพราะผู้ผลิตต้องการใช้ PCB สีดำเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ และใช้สีแดง น้ำเงิน เขียว และเหลืองเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ระดับล่าง

สรุปคือ สินค้าให้ความหมายของสี ไม่ใช่สีให้ความหมายของสินค้า

 

การใช้โลหะมีค่า เช่น ทองและเงินบน PCB มีประโยชน์อย่างไร
สีชัดเจน มาพูดถึงโลหะมีค่าบน PCB กันดีกว่า! เมื่อผู้ผลิตบางรายโปรโมตผลิตภัณฑ์ของตน พวกเขาจะกล่าวถึงเป็นพิเศษว่าผลิตภัณฑ์ของตนใช้กระบวนการพิเศษ เช่น การชุบทองและการชุบเงิน ดังนั้นการใช้กระบวนการนี้คืออะไร?

พื้นผิว PCB ต้องใช้ส่วนประกอบในการบัดกรี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปิดส่วนหนึ่งของชั้นทองแดงออกเพื่อการบัดกรี ชั้นทองแดงที่ถูกเปิดเผยเหล่านี้เรียกว่าแผ่นอิเล็กโทรด โดยทั่วไปแผ่นอิเล็กโทรดจะมีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือกลมและมีบริเวณเล็กๆ

 

จากที่กล่าวมาข้างต้น เรารู้ว่าทองแดงที่ใช้ใน PCB นั้นออกซิไดซ์ได้ง่าย ดังนั้นหลังจากใช้หน้ากากประสานแล้ว ทองแดงบนแผ่นจะสัมผัสกับอากาศ

หากทองแดงบนแผ่นอิเล็กโทรดถูกออกซิไดซ์ ไม่เพียงแต่จะบัดกรีได้ยากเท่านั้น แต่ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วย ซึ่งจะส่งผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้น วิศวกรจึงคิดค้นวิธีการต่างๆ เพื่อปกป้องแผ่นอิเล็กโทรด เช่น การชุบด้วยโลหะเฉื่อยของทอง หรือปิดผิวด้วยชั้นเงินผ่านกระบวนการทางเคมี หรือปิดชั้นทองแดงด้วยฟิล์มเคมีพิเศษเพื่อป้องกันการสัมผัสระหว่างแผ่นกับอากาศ

สำหรับแผ่นสัมผัสบน PCB ชั้นทองแดงจะถูกสัมผัสโดยตรง ชิ้นส่วนนี้จำเป็นต้องได้รับการปกป้องเพื่อป้องกันไม่ให้ถูกออกซิไดซ์

จากมุมมองนี้ ไม่ว่าจะเป็นทองหรือเงิน จุดประสงค์ของกระบวนการคือเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ปกป้องแผ่นอิเล็กโทรด และรับประกันผลผลิตในกระบวนการบัดกรีที่ตามมา

อย่างไรก็ตาม การใช้โลหะที่แตกต่างกันจะกำหนดข้อกำหนดเกี่ยวกับระยะเวลาในการจัดเก็บและสภาพการเก็บรักษาของ PCB ที่ใช้ในโรงงานผลิต ดังนั้นโรงงาน PCB โดยทั่วไปจึงใช้เครื่องบรรจุภัณฑ์พลาสติกสุญญากาศเพื่อบรรจุ PCB หลังจากการผลิต PCB เสร็จสิ้นและก่อนส่งมอบให้กับลูกค้าเพื่อให้แน่ใจว่า PCB จะไม่ถูกออกซิไดซ์

ก่อนที่จะเชื่อมส่วนประกอบต่างๆ บนเครื่อง ผู้ผลิตการ์ดบอร์ดจะต้องตรวจสอบระดับออกซิเดชันของ PCB กำจัด PCB ออกซิเดชัน และให้แน่ใจว่าได้ผลผลิต บอร์ดที่ผู้บริโภคได้รับผ่านการทดสอบต่างๆ แม้หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน การเกิดออกซิเดชันจะเกิดขึ้นเกือบทั้งหมดที่ส่วนการเชื่อมต่อแบบปลั๊กอินเท่านั้น และจะไม่มีผลกระทบต่อแผ่นอิเล็กโทรดและส่วนประกอบที่บัดกรีแล้ว

 

เนื่องจากความต้านทานของเงินและทองลดลง หลังจากใช้โลหะพิเศษเช่นเงินและทอง การสร้างความร้อนของ PCB จะลดลงหรือไม่

เรารู้ว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณความร้อนคือความต้านทาน ความต้านทานสัมพันธ์กับวัสดุของตัวนำ พื้นที่หน้าตัด และความยาวของตัวนำ ความหนาของวัสดุโลหะบนพื้นผิวของแผ่นยังน้อยกว่า 0.01 มม. อีกด้วย หากแผ่นรองได้รับการประมวลผลด้วยวิธี OST (ฟิล์มป้องกันออร์แกนิก) จะไม่มีความหนาส่วนเกินเลย ความต้านทานที่แสดงโดยความหนาเพียงเล็กน้อยนั้นเกือบจะเท่ากับ 0 แม้จะคำนวณไม่ได้เลย และแน่นอนว่าจะไม่ส่งผลกระทบต่อการสร้างความร้อน