電子設計 - PCB基板の色が高貴であることを示す

多くのDIYプレイヤーは、市場でさまざまな板材製品に使用されているPCBの色が目まぐるしいことに気づくだろう。より一般的なPCBカラーは、ブラック、グリーン、ブルー、イエロー、パープル、レッド、ブラウンです。一部のメーカーは、白やピンクなど異なる色のポリ塩化ビフェニルを巧みに開発している。

従来のイメージでは、ブラックPCBはハイエンドに位置づけられているようですが、赤、黄色などはローエンドに特化しています。これは本当ではありませんか。

ソルダーレジスト層を被覆していないPCB銅層は空気中に曝すと酸化されやすい

PCBの表面と裏面が銅層であることを知っています。PCBの製造においては、銅層が添加されても減少されても、最終的には滑らかで保護されていない表面が得られる。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ないが、水の存在下では、純銅は酸素と接触すると酸化されやすい、空気中に酸素と水蒸気が存在するため、純銅の表面が空気に露出するとすぐに酸化反応が起こる。PCB中の銅層の厚さが薄いため、酸化された銅は電気的な不良導体となり、PCB全体の電気的性質を大きく損なうことになる。

銅の酸化を防止するために、溶接中にPCBの溶接部分と非溶接部分を分離し、PCBの表面を保護するために、エンジニアたちは特殊なコーティングを発明した。この塗料はPCB表面に容易に塗布でき、一定の厚さの保護層を形成し、銅と空気の接触を遮断することができる。

このコーティングははんだマスクと呼ばれ、使用される材料ははんだマスクです。

漆と呼ぶからには、違う色をしなければなりません。はい、元のソルダーレジストフィルムは無色透明に作ることができますが、メンテナンスと製造の便利さのために、PCBはしばしば板に印刷する必要があります。透明ソルダーレジストフィルムはPCBの背景色しか露出できないので、製造、修理、販売にかかわらず、外観は十分ではありません。そのため、エンジニアたちははんだマスクに様々な色を追加し、最終的に黒または赤、青のPCBを形成した。

黒いPCBは跡が見えにくく、メンテナンスに困難をもたらしています

この観点から見ると、PCBの色はPCBの品質とは無関係である。黒色PCBと青色PCBや黄色PCBなどの他の色のPCBとの違いは、エンドアプリケーションのはんだマスクの色である。PCBの設計と製造プロセスが全く同じであれば、色は性能に影響を与えず、放熱にも影響を与えません。ブラックPCBでは、その表層跡がほぼ完全に覆われており、後期メンテナンスに大きな困難をもたらしているため、製造や使用に不便な色です。そのため、近年、黒色ソルダーレジストの使用を放棄し、濃い緑色、濃い茶色、濃い青色などのソルダーレジストを使用して、製造とメンテナンスを容易にしている。

とはいえ、基本的にPCBの色の問題はわかっています。「色はハイエンドまたはローエンドを表す」という言い方は、メーカーがブラックPCBでハイエンド製品を作るのが好きで、赤、青、緑、黄でローエンド製品を作るからだ。まとめは：製品は色が製品に意味を与えるのではなく、色が製品に意味を与えるのです。

ポリ塩化ビフェニルに金や銀などの貴金属を使うメリットは何ですか。

色がはっきりしているので、PCB上の貴金属についてお話ししましょう。一部のメーカーは製品を宣伝する際に、特に金メッキや銀メッキなどの特殊な技術を使用していることに言及しています。では、このプロセスは何に役立つのでしょうか。

PCB表面には溶接部材が必要であるため、銅層の一部を露出して溶接する必要がある。これら露出した銅層はパッドと呼ばれる。スペーサは通常、矩形または円形であり、面積が小さい。上記では、PCBに使用されている銅は酸化されやすいことを知っていますので、はんだマスクを適用した後、空気中に露出しているのは唯一、はんだディスク上の銅です。パッド上の銅が酸化されると、溶接が困難になるだけでなく、抵抗率が大幅に増加し、最終製品の性能に深刻な影響を与えます。そこでエンジニアたちは、パッドを保護するためのさまざまな方法を考え出した。例えば、不活性金属金をめっきしたり、化学プロセスによって表面に銀を被覆したり、特殊な化学膜を使用して銅層を被覆したりして、パッドが空気と接触しないようにしたりします。

PCB上に露出したパッドに対して、銅層を直接露出する。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、金であれ銀であれ、プロセス自体の目的は酸化を防止し、パッドを保護し、その後の溶接過程で生産量を確保することである。しかし、異なる金属の使用は生産工場で使用されるPCBの貯蔵時間と貯蔵条件に要求を提出する。そのため、PCB工場は通常、PCBの生産が完了した後、顧客に納品する前に、PCBが最大限に酸化されないように真空プラスチック包装機を使用してPCBを包装する。最終部品を機械に溶接する前に、板カード製造業者はPCBの酸化の程度を一度検査して、酸化したPCBを除去して、良好な歩留まりを確保しなければならない。最後に、消費者が得た回路基板は様々なテストを受けた。長期間使用しても、酸化は挿入接続部品にのみ発生し、パッドや溶接部品に影響はありません。

銀や金の抵抗が低い以上、銀や金などの特殊金属を使用した後、PCBの発熱量は減少するのだろうか。

発熱に影響する最大の要因は抵抗であることが分かっている。抵抗は導体そのものの材料、導体の断面積と長さに関係している。PCBパッド表面の金属材料の厚さは0.01 mmよりもはるかに小さい。OST（有機保護膜）法でパッドを処理すれば、余分な厚さはまったくない。このような小さな厚さで表される抵抗はほぼ0に等しく、計算することもできず、もちろん熱の発生にも影響しない。