为什么PCB电路板是绿色的?

人类发明的最重要的组件就是PCB电路板。迄今为止存在的每一种电子设备,其硬件中都包含一块PCB电路板。我们应该感谢保罗·艾斯勒先生,因为他于1936年研制出了第一块PCB电路板。如果没有这个有用的组件,我们就无法使用任何电子设备。 自印刷电路板发明以来,人们一直对“为什么印刷电路板是绿色的”这一问题存有诸多疑问。本文下文将对此问题进行解答。

为什么PCB电路板是绿色的?

印刷电路板呈绿色的原因多种多样。本文下文将对此进行说明。

  • PCB电路板呈绿色的主要原因之一是由于阻焊层。阻焊层用于PCB电路板,以防止电路上的铜质元件发生短路及其他故障。PCB呈现绿色,是因为焊机本身的颜色所致。
  • 电路板呈绿色的另一个原因要归功于军方的努力。19世纪,军方在印刷电路板(PCB)的研发过程中发挥了重要作用。研发人员为了向军方致敬,特意将这些电路板印成了绿色。
  • 电路板通常呈绿色,因为这有助于排查电路板中的故障。在工业化初期,技术方面存在诸多限制。正因如此,工人不得不手动检查每一块电路板。这是一项艰巨的任务。 原因是这些人员在检查大量电路时,眼睛容易疲劳。因此,神经学家和心理学家决定将绿色用于电路板。选择绿色的原因是其波长适中,这种颜色能让人眼感到放松。 这些专家发现,人眼内的感光细胞对绿色光最为敏感。绿色所呈现的对比度有助于检测电路板故障的工作人员进行检查。如今,PCB电路板开发人员利用飞针测试技术和自动光学检测(AOI)来排查电路板中的所有错误。
  • PCB电路板之所以是绿色的,是因为这样可以降低生产成本。在丝网印刷工艺中会使用阻焊层。 油墨通过丝网网版流过,电路板则放置在网版下方。此后,电路板被取出进行固化,下一条电路则占据网版的位置。但如果想要为电路板更换新颜色,就必须废弃原有油墨并使用新的丝网。 这是因为一个丝网印刷工位只能处理一种颜色。若要更改电路板的颜色,就必须购买新的丝网。PCB呈绿色的另一个原因是绿色色调最少。制造商无需每次都更换新的丝网,从而节省了大量成本。
  • 在PCB电路板的制造过程中,之所以选用绿色,是因为其可靠性。绿色可形成0.1毫米宽的焊料阻挡层。其他颜色,如红色、黄色和蓝色,形成的阻挡层宽度为0.12毫米。黑色和白色形成的阻挡层宽度最小,为0.15毫米。
  • 最初,电路板呈棕黄色,这是基础款。 随后推出了一款更坚固的型号,其颜色为深泥褐色。将这两种型号混合后,制成的电路板呈现出蜂蜜褐色。这种颜色似乎并不太讨人喜欢。制造商通过在电路板中添加红色和蓝色颜料对其进行了改进,这使得电路板的颜色变成了深褐色。 然而,这种颜色似乎仍然不够吸引人。于是,制造商们在电路板中加入了黄色和少许蓝色,最终制成了绿色电路板。这种绿色得到了大多数人的认可。正因如此,绿色成为了电路板的标准色。
  • 电路板之所以呈绿色,其中一个原因在于其价格。在所有颜色中,绿色的生产成本最低。正因如此,许多人更倾向于选择这种颜色作为电路板的颜色。
  • 电路板呈绿色的原因在于其曝光过程。在制造过程中,PCB需要经过一个曝光室,该室内的照明采用黄光。 电路板采用绿色,是因为与其他颜色相比,绿色能提供最佳的视觉效果。在SMT焊接过程中,PCB上会进行镀锡处理。该过程需要光学对准,而绿色能提供最佳的清晰度和分辨率。
  • 许多PCB制造商只使用绿色,因为绿色已被定为标准色。他们不愿尝试新的颜色和设计。 他们担心这一举措可能会给公司带来巨额损失。这些公司还认为,使用新颜色会浪费时间和金钱。他们希望一切照旧,像过去几年那样运作。

PCB电路板可以使用绿色以外的任何颜色吗?

是的,你可以使用任何你喜欢的颜色。

最初,PCB电路板的核心部分呈暗黄色。助焊剂掩膜在电路板制造过程中起着重要作用,其颜色种类繁多。橙色、粉色等非传统颜色也被用于电路板。

企业使用白色电路板,仅仅是为了让模型外观更美观。这些模型上的文字均为黑色,因为白色文字难以辨认。

PCB电路板采用红色,是因为它与绿色具有相似的对比度。红色使电路板看起来简洁而现代。

大多数人在制造电路板时都会使用绿色。原因在于,他们不愿因选择新设计和新颜色而冒风险。此外,绿色也有助于专家发现电路板中的错误。

印刷电路板是如何开发的?

PCB电路板的制造过程十分繁复,包括多个步骤。

1. 设计:

首先,你需要为电路板创建一份设计图。借助几种计算机软件,你可以完成设计。

2. 打印设计:

并非所有打印机都能打印印刷电路板的图纸。这一过程需要使用一种名为“绘图仪”的打印机。该打印机输出的图纸将显示电路板的详细图样,其各层中包含两种颜色的墨水。

第一种油墨用于显示非导电区域。第二种油墨将显示电路中的铜质部分。

3. 基底的开发:

基板是一种绝缘材料。正因如此,它能为电路中的元件提供固定支撑。电路的两侧都连接有铜线。

4. 内层:

内层的印刷是为了对电路板进行层压。内层印刷在感光膜上。当紫外线照射到电路板上时,感光膜会硬化。内层有助于稳定PCB的设计和印刷。PCB制造过程中会在电路中开孔,以便进行对位。

5. 透过紫外线:

当电路对准后,会将其暴露在紫外线下。这会使电路板的内层变硬。这种光甚至能显露出电路中的铜线路径。随后,电路板会用碱性化学药剂进行清洗。这有助于减少电路板上的废料。

6. 去除废铜:

为了去除电路板上的多余铜,会使用一种特殊的化学药剂。这种溶液不会对电路造成任何损害。

7. 电路故障排查:

图层显影完成后,专家们会分析电路板的对位情况。这些专家使用一种光学冲孔工具。该设备会在孔中压出销钉,从而提高电路板的对位精度。完成这一步后,会使用另一种工具检测电路板中是否存在其他错误。在完成这些检查后,该电路会被认定为无误。

8. 层压工艺:

随着电路板的所有层被对齐,其形状逐渐显现。 在层压工艺开始时,金属夹具会夹住电路板。首先,当电路板通过槽池时,会在其表面涂覆一层环氧树脂。随后,依次在电路板上涂覆基板层、铜层以及另一层环氧树脂。最后,在电路板上涂覆最后一层铜层。

9. 压制流程:

电路板的组件是通过机械压机进行压制的。如果该工艺操作得当,电路板将被送往层压工序。在此工序中,电路板会受到热和压力的作用。环氧树脂层熔化,从而使所有其他层结合在一起。

10. 划界点:

在所有前期工序均顺利完成后,电路板的电镀工序便开始进行。每层电路的电镀均使用专用溶液。此后,则使用特定溶液清除电路板上的残留物。

11. 外层的形成:

与内层一样,外层在制造前也会进行设计。利用紫外线使外层硬化,这种光会去除该层上多余的光刻胶。完成这些工序后,外层将与内层采用相同的方式进行电镀。 外层电镀完成后,会使用化学药剂清除其表面的残留物。随后在电路板上添加锡保护层,该保护层可保护铜层并形成电路板上的连接。

12. 焊接步骤:

在焊锡膜上涂覆环氧树脂。该膜在电路板上会呈现绿色。多余的焊锡膜通过紫外线照射去除。

13. 丝网印刷的应用:

这是PCB制造中的一个重要步骤。通过丝网印刷,将特定信息印制在电路板上。完成这一步后,会在电路板上涂覆一层涂层。该工序完成后,电路板将被送往固化区。

14. 最后润色:

电路板的表面处理是使用焊料完成的。表面处理越好,电路板的使用寿命就越长。

15. 电路板的走线:

电路板的PCB制造和组装过程完成后,该电路板会被送交专家。专家会对电路板进行全方位的测试。如果电路板通过了所有测试,就会被标记为“无误”。

以上就是电路板制造与开发的全部步骤。

可以定制电路板的印刷和制造吗?

可以进行定制PCB印刷。许多制造商都提供定制PCB印刷服务。他们会详细记录客户的所有需求。客户可以提供自己选择的设计方案,并选择所需的电路板颜色。

这些客户将相关详细信息发送给制造商,以便开发定制的PCB电路板。制造商会在几天内向客户交付定制电路板。

如果客户的需求未得到满足,他们可以要求制造商对电路板进行修改。

结论

总而言之,PCB电路板是一种重要的元件。世界上绝大多数电气设备的运行都离不开它们。现在,您已经找到了关于“为什么PCB电路板是绿色的”这个问题答案。不过,您并不一定非要选择绿色。您可以根据自己的喜好,为PCB电路板选择任何颜色。