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你真的了解PCB吗?带你解开PCB板卡上的秘密!

2018-07-10 11:28 来源:pcb信息网 编辑:niko

今天,小编将为大家介绍有关PCB的小知识,如PCB不同的颜色是否对其性能产生影响,PCB上镀金与镀银是否有差别等,下文将为大家一一进行阐述。

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花花绿绿谁高贵   PCB颜色揭秘

很多DIY玩家会发现,市场中各种各样的板卡产品所使用的PCB颜色五花八门,令人眼花缭乱。比较常见的PCB颜色有黑色、绿色、蓝色、黄色、紫色、红色和棕色。一些厂商还别出心裁地开发了白色、粉色等不同色彩的PCB。

在传统的印象中,黑色PCB似乎定位着高端,而红色、黄色等则是低端专用,那是不是这样呢?

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没有涂覆阻焊漆的PCB铜层暴露在空气中极易氧化

我们知道PCB正反两面都是铜层,在PCB的生产中,铜层无论采用加成法还是减成法制造,最后都会得到光滑无保护的表面。铜的化学性质虽然不如铝、铁、镁等活泼,但在有水的条件下,纯铜和氧气接触极易被氧化;因为空气中存在氧气和水蒸气,所以纯铜表面在和空气接触后很快会发生氧化反应。由于PCB中铜层的厚度很薄,因此氧化后的铜将成为电的不良导体,会极大地损害整个PCB的电气性能。

为了阻止铜氧化,也为了在焊接时PCB的焊接部分和非焊接部分分开,还为了保护PCB表层,工程师们发明了一种特殊的涂料。这种涂料能够轻松涂刷在PCB表面,形成具有一定厚度的保护层,并阻断铜和空气的接触。这层涂层叫做阻焊层,使用的材料为阻焊漆。

既然叫漆,那肯定有不同的颜色。没错,原始的阻焊漆可以做成无色透明的,但PCB为了维修和制造方便,往往需要在板上面印制细小的文字。透明阻焊漆只能露出PCB底色,这样无论是制造、维修还是销售,外观都不够好看。因此工程师们在阻焊漆中加入了各种各样的颜色,最后就形成了黑色或者红色、蓝色的PCB。

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黑色的PCB难以看清走线,为维修带来了困难

从这一点来看,PCB的颜色和PCB的质量是没有任何关系的。黑色的PCB和蓝色PCB、黄色PCB等其他颜色PCB的差别在于最后刷上的阻焊漆颜色不同。如果PCB设计、制造过程完全一样,颜色不会对性能产生任何影响,也不会对散热产生任何影响。关于黑色的PCB,由于其表层走线几乎全部遮住,导致对后期的维修造成很大困难,所以是不太方便制造和使用的一种颜色。因此近年来人们渐渐改革,放弃使用黑色阻焊漆,转而使用深绿色、深棕色、深蓝色等阻焊漆,目的就是为了方便制造和维修。

说到这里,大家已经基本清楚了PCB颜色的问题。关于之所以出现“颜色代表高档或低档”的说法,那是因为厂商喜爱使用黑色PCB来制造高端产品,用红色、蓝色、绿色、黄色等制造低端产品所导致。总结一句话就是:产品赋予了颜色含义,而不是颜色赋予了产品含义。

金、银等贵金属用在PCB上有什么好处?

颜色说清楚了,再来说说PCB上的贵重金属!一些厂商在宣传自己的产品时,会特别提到自己的产品采用了镀金、镀银等特殊工艺。那么这种工艺究竟有什么用处呢?

PCB表面需要焊接元件,就要求有一部分铜层暴露在外用于焊接。这些暴露在外的铜层被称为焊盘,焊盘一般都是长方形或者圆形,面积很小。在上文中,我们知道PCB中使用的铜极易被氧化,因此刷上了阻焊漆后,唯一暴露在空气中的就是焊盘上的铜了。如果焊盘上的铜被氧化了,不仅难以焊接,而且电阻率大增,严重影响最终产品性能。所以,工程师们才想出了各种各样的办法来保护焊盘。比如镀上惰性金属金,或在表面通过化学工艺覆盖一层银,或用一种特殊的化学薄膜覆盖铜层,阻止焊盘和空气的接触。

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PCB上暴露出来的焊盘,铜层直接裸露在外。这部分需要保护,阻止它被氧化

从这个角度来说,无论是金还是银,工艺本身的目的都是阻止被氧化、保护焊盘,使其在接下来的焊接工艺中确保良品率。不过采用不同的金属,会对生产工厂使用的PCB的存放时间和存放条件提出要求。因此PCB厂一般会在PCB生产完成,交付客户使用前,利用真空塑封机器包装PCB,最大限度地确保PCB不发生氧化损害。而在最后元件上机焊接之前,板卡生产厂商还要检测一次PCB的氧化程度,剔除氧化PCB,保证良品率。最终消费者拿到的板卡,是已经过了各种检测,即使长时间使用后的氧化也几乎只会发生在插拔连接部位,且对焊盘和已经焊接好的元件,没有什么影响。

由于银和金的电阻更低,那么在采用了银和金等特殊金属后,会不会减少PCB使用时的发热量呢?

我们知道,影响发热量的最大因素是电阻。电阻又和导体本身材质、导体的横截面积、长度相关。焊盘表面金属材质厚度甚至远低于0.01毫米,如果采用OST(有机保护膜)方式处理的焊盘,根本不会有多余厚度产生。如此微小的厚度所表现出来的电阻几乎等于0,甚至无法计算,当然不会影响到发热量了。

标签: PCB PCB板

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