Nhiều người chơi DIY sẽ nhận thấy rằng các sản phẩm bo mạch khác nhau trên thị trường sử dụng nhiều màu sắc PCB đa dạng đến chóng mặt.
Các màu PCB phổ biến hơn là đen, xanh lá cây, xanh dương, vàng, tím, đỏ và nâu.
Một số nhà sản xuất đã phát triển PCB màu trắng, hồng và các màu khác.

Theo ấn tượng truyền thống, PCB màu đen dường như được định vị ở phân khúc cao cấp, trong khi màu đỏ, vàng, v.v., là dành riêng cho cấp thấp, phải không?

Lớp đồng của PCB không có lớp phủ chống hàn dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí

Chúng ta biết rằng cả mặt trước và mặt sau của PCB đều là các lớp đồng.Trong quá trình sản xuất PCB, lớp đồng sẽ có bề mặt nhẵn và không được bảo vệ dù được sản xuất bằng phương pháp cộng hay trừ.

Mặc dù tính chất hóa học của đồng không hoạt động mạnh như nhôm, sắt, magie nhưng khi tiếp xúc với nước, đồng nguyên chất và oxy rất dễ bị oxy hóa;
Do có sự hiện diện của oxy và hơi nước trong không khí nên bề mặt đồng nguyên chất sẽ trải qua phản ứng oxy hóa ngay sau khi tiếp xúc với không khí.

Do độ dày của lớp đồng trong PCB rất mỏng nên đồng bị oxy hóa sẽ trở thành chất dẫn điện kém, điều này sẽ làm ảnh hưởng lớn đến hiệu suất điện của toàn bộ PCB.

Để ngăn chặn quá trình oxy hóa đồng, tách các phần hàn và không hàn của PCB trong quá trình hàn và để bảo vệ bề mặt PCB, các kỹ sư đã phát triển một lớp phủ đặc biệt.
Lớp phủ có thể dễ dàng phủ lên bề mặt PCB, tạo thành một lớp bảo vệ có độ dày nhất định và ngăn đồng tiếp xúc với không khí.
Lớp phủ này được gọi là lớp chống hàn và vật liệu sử dụng là sơn chống hàn.

Đã gọi là sơn nên phải có nhiều màu sắc khác nhau.
Đúng, sơn chống hàn ban đầu có thể không màu và trong suốt, nhưng PCB thường cần được in trên bảng để dễ sửa chữa và sản xuất.

Sơn chống hàn trong suốt chỉ có thể hiển thị màu nền PCB nên dù được sản xuất, sửa chữa hay bán đi thì hình thức đều không đẹp.
Vì vậy, các kỹ sư thêm nhiều màu sắc khác nhau vào lớp sơn chống hàn để tạo ra PCB màu đen, đỏ hoặc xanh.

 
2
PCB màu đen khó nhìn thấy hệ thống dây điện, gây khó khăn cho việc bảo trì

Từ quan điểm này, màu sắc của PCB không liên quan gì đến chất lượng của PCB.
Sự khác biệt giữa PCB màu đen và PCB màu xanh, PCB màu vàng và PCB màu khác nằm ở màu sơn khác nhau của lớp sơn chống hàn trên cọ.

Nếu PCB được thiết kế và sản xuất giống hệt nhau thì màu sắc sẽ không ảnh hưởng gì đến hiệu suất cũng như không ảnh hưởng gì đến khả năng tản nhiệt.

Đối với PCB màu đen, hệ thống dây điện trên bề mặt của nó gần như bị che phủ hoàn toàn, gây khó khăn lớn cho việc bảo trì sau này, vì vậy đây là màu không thuận tiện cho việc sản xuất và sử dụng.

Vì vậy, trong những năm gần đây, người ta dần dần cải cách, từ bỏ việc sử dụng sơn chống hàn màu đen và sử dụng sơn chống hàn màu xanh đậm, nâu sẫm, xanh đậm và các loại sơn chống hàn khác, mục đích là để thuận tiện cho việc sản xuất và bảo trì.

Đến đây, chúng ta cơ bản đã hiểu rõ về vấn đề màu sắc PCB.
Lý do xuất hiện “màu đại diện hoặc cấp thấp” là do các nhà sản xuất thích sử dụng PCB màu đen để sản xuất các sản phẩm cao cấp và các sản phẩm cấp thấp màu đỏ, xanh dương, xanh lá cây, vàng và các sản phẩm cấp thấp khác.

Tóm lại, sản phẩm tạo nên ý nghĩa cho màu sắc chứ không phải màu sắc tạo nên ý nghĩa cho sản phẩm.

Kim loại quý như vàng, bạc có lợi ích gì khi sử dụng PCB?
Màu sắc rõ ràng, hãy nói về kim loại quý trên PCB!
Một số nhà sản xuất khi quảng bá sản phẩm của họ sẽ đề cập cụ thể rằng sản phẩm của họ đã sử dụng vàng, mạ bạc và các quy trình đặc biệt khác.
Vậy công dụng của quá trình này là gì?

Bề mặt của PCB yêu cầu các phần tử hàn và một phần của lớp đồng phải được phơi ra để hàn.
Những lớp đồng lộ ra này được gọi là miếng đệm, và miếng đệm thường có hình chữ nhật hoặc hình tròn và có diện tích nhỏ.

Ở trên, chúng ta biết rằng đồng được sử dụng trong PCB rất dễ bị oxy hóa nên đồng trên miếng hàn tiếp xúc với không khí khi sơn lớp chống hàn.

Nếu đồng trên tấm đệm bị oxy hóa, không chỉ khó hàn mà còn làm tăng điện trở suất, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
Vì vậy các kỹ sư đã nghĩ ra đủ mọi cách để bảo vệ miếng đệm.
Chẳng hạn như mạ vàng kim loại trơ, phủ bạc lên bề mặt bằng hóa chất, hoặc phủ một lớp màng hóa học đặc biệt lên đồng để tránh tiếp xúc với không khí.

Lớp pad lộ ra trên PCB, lớp đồng lộ ra trực tiếp.
Bộ phận này cần được bảo vệ để không bị oxy hóa.

Theo quan điểm này, dù là vàng hay bạc, mục đích của quá trình này là ngăn chặn quá trình oxy hóa và bảo vệ các miếng đệm để chúng có thể đảm bảo năng suất tốt trong quá trình hàn tiếp theo.

Tuy nhiên, việc sử dụng các kim loại khác nhau sẽ đòi hỏi thời gian bảo quản và điều kiện bảo quản của PCB được sử dụng trong nhà máy sản xuất.
Do đó, các nhà máy PCB thường sử dụng máy hút chân không để đóng gói PCB trước khi hoàn thành sản xuất và giao PCB cho khách hàng để đảm bảo rằng PCB không bị hư hỏng do oxy hóa đến mức giới hạn.

Trước khi hàn các linh kiện trên máy, các nhà sản xuất thẻ bo mạch cũng cần phát hiện mức độ oxy hóa của PCB, loại bỏ PCB bị oxy hóa và đảm bảo năng suất cho ra sản phẩm tốt.
Người tiêu dùng cuối cùng nhận được thẻ bo mạch là thông qua nhiều thử nghiệm khác nhau, thậm chí sau một thời gian dài sử dụng, quá trình oxy hóa hầu như chỉ xảy ra ở các bộ phận kết nối phích cắm và phích cắm, còn trên các miếng đệm và các bộ phận đã được hàn, không có tác động.

Vì điện trở của bạc và vàng thấp hơn nên việc sử dụng các kim loại đặc biệt như bạc và vàng có làm giảm nhiệt sinh ra trong quá trình sử dụng PCB không?

Chúng ta biết rằng yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt trị là điện trở.
Điện trở và vật liệu của dây dẫn, diện tích mặt cắt dây dẫn, chiều dài liên quan.
Độ dày kim loại bề mặt của miếng đệm thậm chí còn nhỏ hơn 0,01 mm, nếu sử dụng phương pháp xử lý OST (màng bảo vệ hữu cơ) cho miếng đệm thì sẽ không có độ dày vượt quá.
Điện trở được thể hiện qua độ dày nhỏ như vậy gần như bằng 0, thậm chí không thể tính toán được và chắc chắn không ảnh hưởng đến nhiệt.