Birçok DIY oyuncusu, piyasadaki çeşitli anakart ürünlerinin baş döndürücü çeşitlilikte PCB renkleri kullandığını görecektir.
En yaygın PCB renkleri siyah, yeşil, mavi, sarı, mor, kırmızı ve kahverengidir.
Bazı üreticiler beyaz, pembe ve diğer farklı renklerde PCB'ler geliştirmiştir.

Geleneksel izlenimde siyah PCB'nin üst uçta, kırmızı, sarı vb. PCB'lerin ise alt uçta yer aldığı görülüyor, öyle değil mi?

Lehim direnç kaplaması olmayan PCB'nin bakır tabakası havaya maruz kaldığında kolayca oksitlenir

PCB'nin hem ön hem de arka yüzeyinin bakır katmanlardan oluştuğunu biliyoruz. PCB üretiminde, bakır katman, ister ekleme ister çıkarma yöntemiyle üretilmiş olsun, pürüzsüz ve korumasız bir yüzeye sahip olacaktır.

Bakırın kimyasal özellikleri alüminyum, demir, magnezyum kadar aktif olmasa da, su, saf bakır ve oksijen temasında kolayca oksitlenir;
Havada oksijen ve su buharı bulunduğundan saf bakırın yüzeyi hava ile temas ettikten kısa bir süre sonra oksidasyon reaksiyonuna girecektir.

PCB'deki bakır tabakasının kalınlığı çok ince olduğundan, oksitlenen bakır zayıf bir elektrik iletkeni haline gelecek ve bu da tüm PCB'nin elektriksel performansına büyük zarar verecektir.

Bakırın oksitlenmesini önlemek, kaynak sırasında PCB'nin kaynaklı ve kaynaksız kısımlarını ayırmak ve PCB'nin yüzeyini korumak için mühendisler özel bir kaplama geliştirdiler.
Kaplama PCB yüzeyine kolaylıkla uygulanarak belirli kalınlıkta koruyucu bir tabaka oluşturuluyor ve bakırın hava ile teması engelleniyor.
Bu kaplama tabakasına lehim direnç tabakası denir ve kullanılan malzeme lehim direnç boyasıdır.

Adına boya denildiğine göre farklı renkler olması lazım.
Evet, orijinal lehim direnç boyası renksiz ve şeffaf olabilir, ancak PCB'nin onarımının ve üretiminin kolay olması için genellikle devre kartına basılması gerekir.

Şeffaf lehim direnç boyası sadece PCB arka plan rengini gösterebildiğinden ister üretilmiş, ister tamir edilmiş, isterse satılmış olsun, görüntüsü hoş olmaz.
Bu yüzden mühendisler lehim direnci boyasına çeşitli renkler ekleyerek siyah, kırmızı veya mavi PCB'ler oluştururlar.

 
2
Siyah PCB'ler, bakımı zorlaştıran kablolamayı görmekte zorlanırlar

Bu açıdan bakıldığında PCB'nin renginin PCB kalitesiyle hiçbir ilgisi yoktur.
Siyah PCB ile mavi PCB, sarı PCB ile diğer renkli PCB arasındaki fark, fırça üzerindeki lehim direnç boyasının farklı renginde olmasından kaynaklanmaktadır.

PCB birebir aynı şekilde tasarlanıp üretilirse, rengin performansa herhangi bir etkisi olmayacağı gibi, ısı dağılımına da herhangi bir etkisi olmayacaktır.

Siyah PCB'de ise yüzey kablolaması neredeyse tamamen kapalı olduğundan, daha sonraki bakımlarda büyük zorluk yaratır, bu nedenle üretimi ve kullanımı rahat olmayan bir renktir.

Bu nedenle son yıllarda insanlar yavaş yavaş siyah lehim direnç boyası kullanımından vazgeçip koyu yeşil, koyu kahverengi, koyu mavi ve diğer lehim direnç boyalarını kullanmaya başladılar, amaç üretimi ve bakımı kolaylaştırmaktır.

Bu noktada PCB renk sorunu hakkında temel olarak netlik kazanmış olduk.
“Renk temsili veya düşük kaliteli” ifadesinin ortaya çıkmasının nedeni, üreticilerin yüksek kaliteli ürünler üretmek için siyah PCB kullanmayı, kırmızı, mavi, yeşil, sarı ve diğer düşük kaliteli ürünleri ise kullanmayı sevmeleridir.

Özetle; renk ürüne anlam kazandırmıyor, ürün renge anlam kazandırıyor.

Altın, gümüş gibi kıymetli metallerin PCB'ye ne gibi bir faydası var?
Renk belli oldu, PCB'deki değerli metalden bahsedelim!
Bazı üreticiler ürünlerinin tanıtımında, ürünlerinde altın, gümüş kaplama ve diğer özel işlemlerin kullanıldığını özellikle belirtirler.
Peki bu işlemin faydası nedir?

PCB'nin yüzeyinde kaynak elemanlarının bulunması ve kaynak yapılabilmesi için bakır tabakasının bir kısmının açığa çıkarılması gerekmektedir.
Bu açıkta kalan bakır katmanlarına ped denir ve pedler genellikle dikdörtgen veya daireseldir ve küçük bir alana sahiptir.

Yukarıda PCB'lerde kullanılan bakırın kolay oksitlendiğini biliyoruz, bu nedenle lehim rezistans boyası uygulandığında lehim pedindeki bakır havaya maruz kalıyor.

Ped üzerindeki bakır oksitlenirse, kaynak yapmak zorlaşır, ayrıca özdirenci de artar, bu da nihai ürünün performansını ciddi şekilde etkiler.
Bu yüzden mühendisler pedleri korumak için türlü yollar bulmuşlar.
Örneğin, inert metali altınla kaplamak, yüzeyini kimyasal olarak gümüşle kaplamak veya bakırın havayla temasını önlemek için özel bir kimyasal filmle kaplamak gibi.

PCB üzerindeki açıkta kalan pedde bakır tabaka doğrudan açığa çıkar.
Bu parçanın oksitlenmesini önlemek için korunması gerekir.

Bu açıdan bakıldığında ister altın ister gümüş olsun, işlemin amacı, oksidasyonu önlemek ve balataları koruyarak, sonraki kaynak işlemi sırasında iyi bir verim elde etmelerini sağlamaktır.

Ancak farklı metallerin kullanılması, üretim tesisinde kullanılan PCB'nin saklama süresi ve saklama koşullarının değişmesini gerektirecektir.
Bu nedenle, PCB fabrikaları genellikle PCB üretiminin tamamlanması ve müşterilere teslimatından önce PCB'yi paketlemek için vakumlu kapatma makinesini kullanırlar; böylece PCB'de oksidasyon hasarının sınıra kadar oluşmaması sağlanır.

Komponentler makineye kaynak yapılmadan önce, kart üreticilerinin PCB'nin oksidasyon derecesini tespit etmeleri, oksitlenmiş PCB'yi ortadan kaldırmaları ve iyi ürün verimini sağlamaları gerekmektedir.
Son tüketiciye ulaşan kart, çeşitli testlerden geçirilerek uzun süreli kullanımdan sonra bile oksidasyonun neredeyse sadece fiş ve fişten çekme bağlantı parçalarında, pedlerde ve kaynak yapılmış parçalarda meydana geldiği, herhangi bir darbe almadığı tespit edilmiştir.

Gümüş ve altının direnci daha düşük olduğundan, gümüş ve altın gibi özel metallerin kullanılması PCB kullanımı sırasında oluşan ısıyı azaltır mı?

Isıl değeri etkileyen faktörün elektriksel direnç olduğunu biliyoruz.
Direnç ve iletkenin kendisi, iletkenin kesit alanı, uzunluğu ile ilgilidir.
Balata yüzey metal kalınlığı 0,01 mm'den bile çok az ise, balatanın OST (organik koruyucu film) işlemi uygulandığında herhangi bir kalınlık fazlalığı olmayacaktır.
Bu kadar küçük bir kalınlığın gösterdiği direnç neredeyse sıfırdır, hatta hesaplanması imkansızdır ve kesinlikle ısıyı etkilemez.