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為什么PCB板上要鍍金和鍍銀?

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瀏覽:- 發布日期:2019-10-31 09:24:34【

為什么PCB板上要鍍金和鍍銀?

很多客戶會發現,市場中各種各樣的板卡產品所使用的PCB顏色五花八門,令人眼花繚亂。比較常見的PCB顏色有黑色、綠色、藍色、黃色、紫色、紅色和棕色。還有一些特殊的粉色、白色等。

在傳統的印象中,黑色PCB似乎定位著高端,而紅色、黃色等則是低端專用,那是不是這樣呢?

沒有涂覆阻焊漆的PCB銅層暴露在空氣中極易氧化

我們知道PCB正反兩面都是銅層,在PCB的生產中,銅層無論采用加成法還是減成法制造,最后都會得到光滑無保護的表面。銅的化學性質雖 然不如鋁、鐵、鎂等活潑,但在有水的條件下,純銅和氧氣接觸極易被氧化;因為空氣中存在氧氣和水蒸氣,所以純銅表面在和空氣接觸后很快    會發生氧化反應。由于PCB中銅層的厚度很薄,因此氧化后的銅將成為電的不良導體,會極大地損害整個PCB的電氣性能。

LED化妝鏡控制板

為了阻止銅氧化,也為了在焊接時PCB的焊接部分和非焊接部分分開,還為了保護PCB表層,工程師們發明了一種特殊的涂料。這種涂料能夠輕松涂刷在PCB表面,形成具有一定厚度的保護層,并阻斷銅和空氣的接觸。這層涂層叫做阻焊層,使用的材料為阻焊漆。

既然叫漆,那肯定有不同的顏色。沒錯,原始的阻焊漆可以做成無色透明的,但PCB為了維修和制造方便,往往需要在板上面印制細小的文字。透明阻焊漆只能露出PCB底色,這樣無論是制造、維修還是銷售,外觀都不夠好看。因此工程師們在阻焊漆中加入了各種各樣的顏色,最后就形成了黑色或者紅色、藍色的PCB。

黑色的PCB難以看清走線,為維修帶來了困難

從這一點來看,PCB的顏色和PCB的質量是沒有任何關系的。黑色的PCB和藍色PCB、黃色PCB等其他顏色PCB的差別在于最后刷上的阻焊漆顏色不同。如果PCB設計、制造過程完全一樣,顏色不會對性能產生任何影響,也不會對散熱產生任何影響。

關于黑色的PCB,由于其表層走線幾乎全部遮住,導致對后期的維修造成很大困難,所以是不太方便制造和使用的一種顏色。因此近年來人們漸漸改革,放棄使用黑色阻焊漆,轉而使用深綠色、深棕色、深藍色等阻焊漆,目的就是為了方便制造和維修。

說到這里,大家已經基本清楚了PCB顏色的問題。關于之所以出現“顏色代表高檔或低檔”的說法,那是因為廠商喜愛使用黑色PCB來制造高端產品,用紅色、藍色、綠色、黃色等制造低端產品所導致。總結一句話就是:產品賦予了顏色含義,而不是顏色賦予了產品含義。

金、銀等貴金屬用在PCB上有什么好處?

顏色說清楚了,再來說說PCB上的貴重金屬。一些廠商在宣傳自己的產品時,會特別提到自己的產品采用了鍍金、鍍銀等特殊工藝。那么這種工藝究竟有什么用處呢?

PCB表面需要焊接元件,就要求有一部分銅層暴露在外用于焊接。這些暴露在外的銅層被稱為焊盤,焊盤一般都是長方形或者圓形,面積很小。在上文中,我們知道PCB中使用的銅極易被氧化,因此刷上了阻焊漆后,唯一暴露在空氣中的就是焊盤上的銅了。

如果焊盤上的銅被氧化了,不僅難以焊接,而且電阻率大增,嚴重影響最終產品性能。所以,工程師們才想出了各種各樣的辦法來保護焊盤。比如鍍上惰性金屬金,或在表面通過化學工藝覆蓋一層銀,或用一種特殊的化學薄膜覆蓋銅層,阻止焊盤和空氣的接觸。

PCB上暴露出來的焊盤,銅層直接裸露在外。這部分需要保護,阻止它被氧化

從這個角度來說,無論是金還是銀,工藝本身的目的都是阻止被氧化、保護焊盤,使其在接下來的焊接工藝中確保良品率。

不過采用不同的金屬,會對生產工廠使用的PCB的存放時間和存放條件提出要求。因此PCB廠一般會在PCB生產完成,交付客戶使用前,利用真空塑封機器包裝PCB,最大限度地確保PCB不發生氧化損害。

而在最后元件上機焊接之前,板卡生產廠商還要檢測一次PCB的氧化程度,剔除氧化PCB,保證良品率。最終消費者拿到的板卡,是已經過了各種檢測,即使長時間使用后的氧化也幾乎只會發生在插拔連接部位,且對焊盤和已經焊接好的元件,沒有什么影響。

由于銀和金的電阻更低,那么在采用了銀和金等特殊金屬后,會不會減少PCB使用時的發熱量呢?

我們知道,影響發熱量的最大因素是電阻。電阻又和導體本身材質、導體的橫截面積、長度相關。焊盤表面金屬材質厚度甚至遠低于0.01毫米,如果采用OST(有機保護膜)方式處理的焊盤,根本不會有多余厚度產生。如此微小的厚度所表現出來的電阻幾乎等于0,甚至無法計算,當然不會影響到發熱量了。

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