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解密: 為什么電路板上要鍍金和鍍銀？

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人氣：1450發(fā)布日期：2024-11-20 09:40【大中小】

市場(chǎng)中各種各樣的板卡產(chǎn)品所使用的PCB顏色五花八門，令人眼花繚亂。比較常見(jiàn)的PCB顏色有黑色、綠色、藍(lán)色、黃色、紫色、紅色和棕色。一些廠商還別出心裁地開發(fā)了白色、粉色等不同色彩的PCB。

在傳統(tǒng)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？

其實(shí)，PCB 的顏色并不能直接決定其產(chǎn)品的高端或低端定位，不同顏色的 PCB 在不同的應(yīng)用場(chǎng)景和產(chǎn)品需求下都有各自的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。選擇 PCB 的顏色需要綜合考慮產(chǎn)品的性能要求、應(yīng)用環(huán)境、成本等多方面因素。還有，為什么電路板上要鍍金和鍍銀？接下來(lái)我們就一起看看原因。

電路板沒(méi)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(chǎn)中，銅層無(wú)論采用加成法還是減成法制造，最后都會(huì)得到光滑無(wú)保護(hù)的表面。銅的化學(xué)性質(zhì)雖然不如鋁、鐵、鎂等活潑，但在有水的條件下，純銅和氧氣接觸易被氧化；因?yàn)榭諝庵写嬖谘鯕夂退魵?，所以純銅表面在和空氣接觸后很快會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。由于PCB中銅層的厚度較薄，因此氧化后的銅將成為電的不良導(dǎo)體，會(huì)極大地?fù)p害整個(gè)PCB的電氣性能。

為了阻止銅氧化，也為了在焊接時(shí)PCB的焊接部分和非焊接部分分開，還為了保護(hù)PCB表層，工程師們發(fā)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(hù)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(méi)錯(cuò)，原始的阻焊漆可以做成無(wú)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(xì)小的文字。透明阻焊漆只能露出PCB底色，這樣無(wú)論是制造、維修還是銷售，外觀都不夠好看。因此工程師們?cè)谧韬钙嶂屑尤肓烁鞣N各樣的顏色，最后就形成了黑色或者紅色、藍(lán)色的PCB。

黑色的PCB難以看清走線，為維修帶來(lái)了困難

從這一點(diǎn)來(lái)看，PCB的顏色和PCB的質(zhì)量是沒(méi)有任何關(guān)系的。黑色的PCB和藍(lán)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(shè)計(jì)、制造過(guò)程完全一樣，顏色不會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生任何影響，也不會(huì)對(duì)散熱產(chǎn)生任何影響。

關(guān)于黑色的PCB，由于其表層走線幾乎全部遮住，導(dǎo)致對(duì)后期的維修造成較大困難，所以是不太方便制造和使用的一種顏色。因此近年來(lái)人們漸漸改革，放棄使用黑色阻焊漆，轉(zhuǎn)而使用深綠色、深棕色、深藍(lán)色等阻焊漆，目的就是為了方便制造和維修。

說(shuō)到這里，大家已經(jīng)基本清楚了PCB顏色的問(wèn)題。關(guān)于之所以出現(xiàn)“顏色代表高檔或低檔”的說(shuō)法，那是因?yàn)閺S商喜愛(ài)使用黑色PCB來(lái)制造高端產(chǎn)品，用紅色、藍(lán)色、綠色、黃色等制造低端產(chǎn)品所導(dǎo)致?？偨Y(jié)一句話就是：產(chǎn)品賦予了顏色含義，而不是顏色賦予了產(chǎn)品含義。

金、銀等貴金屬用在PCB上有什么好處？

PCB顏色說(shuō)清楚了，再來(lái)說(shuō)說(shuō)PCB上的貴重金屬。一些廠商在宣傳自己的產(chǎn)品時(shí)，會(huì)特別提到自己的產(chǎn)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(zhǎng)方形或者圓形，面積較小。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(yán)重影響最終產(chǎn)品性能。所以，工程師們才想出了各種各樣的辦法來(lái)保護(hù)焊盤。比如鍍上惰性金屬金，或在表面通過(guò)化學(xué)工藝覆蓋一層銀，或用一種特殊的化學(xué)薄膜覆蓋銅層，阻止焊盤和空氣的接觸。

PCB上暴露出來(lái)的焊盤，銅層直接裸露在外。這部分需要保護(hù)，阻止它被氧化。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，無(wú)論是金還是銀，工藝本身的目的都是阻止被氧化、保護(hù)焊盤，使其在接下來(lái)的焊接工藝中確保良品率。

不過(guò)采用不同的金屬，會(huì)對(duì)生產(chǎn)工廠使用的PCB的存放時(shí)間和存放條件提出要求。因此

PCB廠一般會(huì)在PCB生產(chǎn)完成，交付客戶使用前，利用真空塑封機(jī)器包裝PCB，較大限度地確保PCB不發(fā)生氧化損害。

而在最后元件上機(jī)焊接之前，板卡生產(chǎn)廠商還要檢測(cè)一次PCB的氧化程度，剔除氧化PCB，保證良品率。最終消費(fèi)者拿到的板卡，是已經(jīng)過(guò)了各種檢測(cè)，即使長(zhǎng)時(shí)間使用后的氧化也幾乎只會(huì)發(fā)生在插拔連接部位，且對(duì)焊盤和已經(jīng)焊接好的元件，沒(méi)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(huì)不會(huì)減少PCB使用時(shí)的發(fā)熱量呢？

我們知道，影響發(fā)熱量的較大因素是電阻。電阻又和導(dǎo)體本身材質(zhì)、導(dǎo)體的橫截面積、長(zhǎng)度相關(guān)。焊盤表面金屬材質(zhì)厚度甚至遠(yuǎn)低于0.01毫米，如果采用OST（有機(jī)保護(hù)膜）方式處理的焊盤，根本不會(huì)有多余厚度產(chǎn)生。如此微小的厚度所表現(xiàn)出來(lái)的電阻幾乎等于0，甚至無(wú)法計(jì)算，當(dāng)然不會(huì)影響到發(fā)熱量了。

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