很多DIY玩家會(huì)發(fā)現(xiàn),市場上各種板類產(chǎn)品所使用的PCB顏色令人眼花繚亂。比較常見的PCB顏色有黑色、綠色、藍(lán)色、黃色。一些pcb廠商還別出心裁地開發(fā)出白色、粉紅色、紫色、紅色和棕色等不同顏色的PCB。愛彼電路(iPcb?)是專業(yè)高精密PCB電路板研發(fā)生產(chǎn)廠家,可批量生產(chǎn)4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,IC封裝載板,半導(dǎo)體測試板,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結(jié)合板等
在傳統(tǒng)印象中,黑色PCB似乎定位于高端,而紅色、黃色等則專用于低端。那是不是這樣呢?
沒有涂阻焊層的PCB銅層暴露在空氣中容易氧化
我們知道PCB的正反面都是銅層。在PCB的生產(chǎn)過程中,銅層無論是采用加成法還是減加成法還成法制作,最終都會(huì)得到一個(gè)光滑無保護(hù)的表面。銅的化學(xué)性質(zhì)雖然不如鋁、鐵、鎂等活潑,但在有水的情況下,純銅與氧氣接觸容易氧化;由于空氣中存在氧氣和水蒸氣,純銅的表面暴露在空氣中很快就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。PCB中銅層的厚度很薄,所以氧化后的銅會(huì)成為電的不良導(dǎo)體,會(huì)極大地破壞整個(gè)PCB的電氣性能。
為了防止銅氧化,在焊接時(shí)將PCB的焊接部分和未焊接部分分開,為保護(hù)PCB表面,工程師發(fā)明了一種特殊的涂層。這種涂料可以很容易地涂在PCB表面,形成一定厚度的保護(hù)層,阻斷銅與空氣的接觸。這層涂層稱為阻焊層,使用的材料是阻焊漆。
既然叫漆,就一定有不同的顏色。是的,原來的阻焊漆可以做成無色透明的,但是PCB線路板為了維修和制造的方便,往往需要在板上印制細(xì)小的文字。透明阻焊漆只能暴露PCB背景顏色,所以無論是制造、維修還是銷售,外觀都不夠好。因此,工程師在阻焊層上添加了多種顏色,最終形成了黑色或紅色、藍(lán)色的PCB。
黑色PCB很難看到走線,給維護(hù)帶來困難
從這個(gè)角度來說,PCB的顏色與PCB的質(zhì)量無關(guān)。黑色PCB與藍(lán)色PCB和黃色PCB等其他顏色PCB的區(qū)別在于末端應(yīng)用的阻焊層的顏色。如果PCB設(shè)計(jì)和制造工藝完全一樣,顏色不會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生任何影響,也不會(huì)對(duì)散熱產(chǎn)生任何影響。
對(duì)于黑色PCB,其表層走線幾乎完全覆蓋,給后期維護(hù)帶來很大的困難,因此是一種不便于制造和使用的顏色。因此,近年來人們逐漸改革,放棄使用黑色阻焊漆,轉(zhuǎn)而使用深綠色、深棕色、深藍(lán)色等阻焊漆,以方便制造和維護(hù)。
說了這么多,大家已經(jīng)基本了解PCB顏色的問題了。關(guān)于“顏色代表高端或低端”的說法,是因?yàn)閺S商喜歡用黑色PCB做高端產(chǎn)品,而用紅藍(lán)綠黃做低端產(chǎn)品。總結(jié)就是:產(chǎn)品賦予了顏色含義,而不是顏色賦予產(chǎn)品含義。
在PCB上使用金銀等貴金屬有什么好處?
顏色說清楚了,再說說PCB上的貴金屬吧!有的廠家在宣傳自己的產(chǎn)品時(shí),會(huì)特別提到自己的產(chǎn)品采用了鍍金、鍍銀等特殊工藝。那么這個(gè)過程有什么用呢?
PCB表面需要焊接元件,因此需要露出一部分銅層進(jìn)行焊接。這些暴露的銅層稱為焊盤。焊盤一般為矩形或圓形,面積較小。綜上所述,我們知道PCB中使用的銅很容易被氧化,所以在涂上阻焊層后,唯一暴露在空氣中的就是焊盤上的銅。
如果焊盤上的銅被氧化,不僅焊接困難,而且電阻率會(huì)大大增加,嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品的性能。因此,工程師們想出了各種方法來保護(hù)焊盤。例如鍍上惰性金屬金,或通過化學(xué)工藝在表面鍍上一層銀,或用特殊的化學(xué)薄膜覆蓋銅層,防止焊盤與空氣接觸。
PCB上暴露出來的焊盤,直接裸露的銅層。這部分需要保護(hù),防止被氧化
從這個(gè)角度來看,無論是金還是銀,工藝本身的目的都是為了防止氧化,保護(hù)焊盤,保證后續(xù)焊接工藝中的良率。
但是采用不同的金屬,會(huì)對(duì)生產(chǎn)工廠使用的PCB的儲(chǔ)存時(shí)間和儲(chǔ)存條件提出要求。因此,PCB廠一般在PCB生產(chǎn)完成后,在交付給客戶之前,都使用真空塑封機(jī)對(duì)PCB進(jìn)行包裝,以最大程度地保證PCB不被氧化。
在最后元器件上機(jī)焊接之前,板卡制造商必須檢查一次PCB的氧化程度,以去除氧化的PCB,以確保良品率。最后,消費(fèi)者拿到的板子都經(jīng)過了各種測試。即使長期使用后的氧化也幾乎只發(fā)生在插拔連接部位,且對(duì)焊盤和已經(jīng)焊接好的元器件沒有影響。
由于銀和金的電阻更低,那么在采用了銀與金等特殊金屬后,PCB發(fā)熱量會(huì)不會(huì)減少?
我們知道,影響發(fā)熱量的最大因素是電阻。電阻與導(dǎo)體本身的材質(zhì)、導(dǎo)體的橫截面積,長度有關(guān)。焊盤表面金屬材質(zhì)的厚度甚至遠(yuǎn)低于0.01毫米。如果焊盤采用OST(有機(jī)保護(hù)膜)方法加工,則完全不會(huì)有多余的厚度。這么小的厚度所表現(xiàn)出的電阻幾乎等于0,甚至無法計(jì)算,當(dāng)然也不會(huì)影響發(fā)熱量。