يُعرَف اللوح الأرجواني (Purple PCB) على الفور—وغالبًا ما يرتبط بمظهر OSH Park المميّز. ورغم أن اللون لا يؤثر في الأداء الكهربائي، فإنه يؤثر في صورة العلامة التجارية وقابلية القراءة وقابلية التصنيع.
يوضح هذا الدليل ماهية الـ Purple PCB، وكيف يؤثر لون قناع اللحام على تصميم مستوى التأريض واعتبارات DFM، ومتى يستحق اللون الأرجواني الاختيار بدلًا من الأخضر القياسي.
ما هو الـ Purple PCB؟
اللوح الأرجواني هو ببساطة لوحة دوائر مطبوعة مغطّاة بقناع لحام أرجواني—وهو طبقة بوليمر رقيقة تحمي موصلات النحاس من الأكسدة وجسور اللحام والأضرار الميكانيكية.
يبقى الركيزة (عادة FR-4 أو مادة للترددات العالية) كما هي بغضّ النظر عن اللون.
قناع اللحام عبارة عن بوليمر إيبوكسي أو فوتو-إميجابل تُضاف إليه أصباغ لإنتاج الألوان: الأخضر، الأحمر، الأزرق، الأسود، الأبيض أو الأرجواني.
اللون لا يغيّر Dk أو Df لأن القناع رقيق جدًا وغير داخل في مسار الإشارة. تأثيره الأساسي يكون على التباين البصري، الفحص، وخيارات التشطيب السطحي.
لماذا الأرجواني؟ عامل الهوية والعلامة التجارية
اللون أداة علامة تجارية أقل تقديرًا في العتاد الإلكتروني.
لسنوات طويلة بدت معظم الألواح باللون الأخضر الرتيب، ثم غيّر OSH Park المشهد بإدخال قناع لحام أرجواني لامع مع تشطيب ENIG، فأصبحت النماذج الأولية لافتة للنظر ويمكن تمييزها فورًا.
وهذا مهم لهوية المنتج. فالألواح الأرجوانية:
- تبرز في الصور والعروض وحملات التمويل الجماعي.
- تُشير إلى الإبداع والحِرَفية عالية الجودة.
- تساعد في تمييز خطوط الأجهزة مفتوحة المصدر أو إلكترونيات المستهلك.
إذا أردت أن يبدو لوحك مثل منتج لا مجرد نموذج أولي، فالأرجواني خيار بصري قوي. كثير من الشركات الناشئة تستخدم اللون للفصل بين مستويات المنتجات—مثلاً: الأخضر لمجموعات التطوير، والأرجواني للوحدات الإنتاجية.
فهم قناع اللحام في الـ PCB
قبل اختيار اللون، يجدر تذكُّر ما يفعله قناع اللحام.
قناع اللحام (Solder Resist) طبقة وقائية تُطبّق فوق النحاس المحفور.
وظائفه تشمل:
- منع جسور اللحام أثناء إعادة التدفق.
- حماية النحاس من الأكسدة والرطوبة.
- تحسين المظهر ونعومة السطح.
- تحديد فتحات أرجل الـ SMD لضمان لحام دقيق.
تستخدم معظم الألواح الحديثة قناع LPI (Liquid Photo-Imageable).
السماكة الجافة المعتادة بعد المعالجة: 10–25 ميكرومتر (0.4–1.0 ميل).
يتم تعريض القناع وطرحه لفتح نوافذ الأرجل والفيّات.
يبقى اللون الأخضر هو “منطقة راحة” التصنيع لأنه يتصلّب بشكل متجانس، ويوفّر تباينًا ممتازًا لفحص AOI، ويسمح بجسور قناع دقيقة—غالبًا حتى 4 ميل بين الأرجل.
أما الألوان الأخرى (ومنها الأرجواني) فقد تتطلب تركيبات راتنج مختلفة أو سماكات أكبر قليلًا، ما قد يؤثر في أصغر عرض ممكن للجسر.
مبدأ اختيار اللون 1 — العلامة التجارية وعلم نفس الألوان
يرمز الأرجواني إلى الابتكار والفخامة والإبداع؛ لذلك يظهر كثيرًا في الألواح الموجّهة للمستهلك أو العروض. وعند اقترانه بتشطيب ENIG الذهبي يصبح المظهر لافتًا للغاية.
من منظور نفسي:
- الأخضر = قياسي، موثوق، إنتاج كمي.
- الأسود = رفيع، متخفّي، عالي الفئة.
- الأبيض = مظهر نظيف لإضاءة LED والأجهزة المنزلية الذكية.
- الأرجواني = فريد، تجريبي، راقٍ.
إذا كانت لوحتك مرئية للمستخدم، فإن دفع تكلفة إضافية بسيطة للأرجواني قد يجعل منتجك لا يُنسى.
مبدأ اختيار اللون 2 — قابلية القراءة والفحص
لون القناع يغيّر مدى سهولة فحص اللوح للإنسان والآلة.
1) تباين السلك سكرين (Silkscreen)
على خلفية أرجوانية، يوفّر السلك سكرين الأبيض أعلى قابلية قراءة.
تجنّب الرمادي أو الأصفر الفاتح—فهما يندمجان مع الصبغة ويصعب قراءتهما تحت الإضاءة القوية.
2) AOI والتباين البصري
تعتمد أنظمة الفحص البصري الآلي على التباين بين النحاس والقناع والسلك سكرين.
الأرجواني أداءه جيد لكن ليس مثاليًا:
- يتحكم في الوهج بشكل أفضل من الأقنعة السوداء اللامعة.
- ورغم ذلك فمقارنةً بالأخضر يكون التباين مع وسادات النحاس أقل قليلًا، ما قد يصعّب كشف جسور اللحام الدقيقة بشكل طفيف.
اختيار تشطيب مطفي للأرجواني يحسّن الفحص بتقليل الانعكاسات.
3) التصحيح والاختبار
عند تتبّع إشارات أو نقاط تأريض تحت الميكروسكوب، يوفّر الأرجواني رؤية مريحة تقلل إجهاد العين.
في الألواح عالية الكثافة، يساعد الأبيض أو الأرجواني في إبراز المسارات أكثر من الأسود الداكن أو الأزرق اللامع.
مبدأ اختيار اللون 3 — العائد وقابلية التصنيع (DFM)
من الناحية العملية، يؤثر اللون في العائد لأن كل صبغة تتصرف بشكل مختلف أثناء المعالجة.
1) أقل جسر لقناع اللحام
معظم المصنّعين يحددون:
- الأخضر: حد أدنى 4 ميل (0.10 مم) للجسر بين الأرجل.
- ألوان أخرى (ومنها الأرجواني): يُنصح بـ 5 ميل (0.125 مم).
قد يبدو فرق 1 ميل بسيطًا، لكنه مع حزم BGA أو مسافات 0.4 مم قد يحدد ما إذا كانت وسادتان ستندمجان أثناء الطلاء أم لا.
إذا كان تصميمك ضيق المسافات، ناقش اللون مبكرًا مع مهندس DFM لدى المصنّع.
2) التأثير على مستوى التأريض ومسارات العودة
لا يغيّر اللون الموصلية، لكن فتحات القناع فوق مساحات التأريض تؤثر في تدفق اللحام وبقاء النحاس مكشوفًا. مثالًا:
- تغطية (Tenting) فيّات التأريض داخل المستوى لمنع سحب اللحام.
- الحفاظ على اتساق القناع حول فيّات الربط (Stitching) للحفاظ على انتظام المعاوقة وتجنّب فجوات صغيرة في مرجع النحاس.
اللون الأرجواني بحد ذاته لن يغيّر سلامة الإشارة، لكن تصميم القناع—مكشوف أم مغطّى— قد يؤثر في EMC واستمرارية مسار العودة، خاصة في السرعات/الترددات العالية.
3) الالتصاق وتجانس المعالجة
تتطلب بعض الألوان غير القياسية منحنيات معالجة خاصة.
إذا كان القناع ناقص المعالجة قد يتكوّن فقاعات أثناء إعادة التدفق؛ وإذا زاد قد يتشقق حول الفيات.
هنا تظهر قيمة المصنّعين الموثوقين (مثل RayMing وELEPCB وFS Circuits) الذين ضبطوا عملية القناع الأرجواني لضمان التصاق مستقر.
التكلفة وسلسلة الإمداد
لنكن صريحين—الأرجواني ليس دومًا الأرخص:
- تكلفة المواد: الأقنعة غير الخضراء غالبًا بزيادة 10–20٪ لأن الحبر خاص أو بطلبية.
- مدة التوريد: قد تطول بضعة أيام لتغيير تحميل اللون أو تنظيف المعدات.
- التوفر: الورش الصغيرة قد تعتمد الأخضر فقط؛ بينما الأرجواني متاح عادةً لدى المصانع المتوسطة والكبيرة أو خدمات النماذج الأولية المتخصصة.
متى يستحق الأرجواني الاختيار؟
اختره عندما:
- تريد تمييز العلامة/خط المنتج.
- تكون اللوحة مرئية للعملاء أو المستثمرين.
- تبني دفعات نموذجية أو عروض حيث التكلفة الإضافية ضئيلة.
ومتى نلتزم بالأخضر؟
التزم به عندما:
- يكون لديك إنتاج كمي حيث العائد والإنتاجية أهم.
- يستخدم التصميم BGAs دقيقة جدًا أو مسارات 0.3 مم.
- تحتاج مواعيد تسليم سريعة وعمليات قياسية.
التقاء تصميم مستوى التأريض مع إستراتيجية قناع اللحام
1) أساسيات مستوى التأريض
يوفر مستوى التأريض مسار عودة منخفض المعاوقة ويقلل EMI. القواعد الأساسية:
- الحفاظ على استمرارية المستوى أسفل المسارات عالية السرعة.
- تجنب الانقسامات التي تجبر تيار العودة على الالتفاف.
- استخدام فيّات ربط (Stitching Vias) لضم مناطق التأريض المختلفة.
2) كيف يتفاعل قناع اللحام؟
- الفيّات المغطاة (Tented): تغطية فيّات التأريض بالقناع (أرجواني أو غيره) تمنع سحب اللحام والقصور غير المقصود.
- النحاس المكشوف: في مناطق القدرة أو التبريد قد تزيد الفتحات التبدد الحراري لكنها ترفع خطر الأكسدة.
- تأثير اللون: الأقنعة الداكنة مثل الأرجواني تمتص ضوءًا أكثر، ما قد يرفع حرارة السطح قليلًا أثناء إعادة التدفق—وهو تأثير مهمل كهربائيًا.
3) نصيحة DFM للألواح الأرجوانية
نظرًا لأن الأرجواني قد يتطلب جسورًا أوسع، تجنّب الجسور الضيقة جدًا بين وسادات التأريض أو فيّات التدريع. اجعل التباعد ≥ 5 ميل قدر الإمكان للحفاظ على العائد دون التأثير في المعاوقة.
الأسئلة الشائعة (FAQ)
س: هل اللوح الأرجواني أفضل كهربائيًا؟
ج: لا. تحدد المادة العازلة (FR-4، Rogers… إلخ) الخصائص الكهربائية، وليس صبغة القناع. القناع رقيق جدًا لتغيير المعاوقة أو الفاقد.
س: لماذا يراه بعض المهندسين “فاخرًا”؟
ج: بسبب العلامة البصرية؛ فقد روّج له OSH Park وخدمات النماذج المتقدمة، فارتبط اللون بالجودة والحرفية.
س: هل الأرجواني أصعب في الفحص؟
ج: ليس بالضرورة. مع سلك سكرين أبيض وتشطيب مطفي يكون مقروءًا جيدًا. أنظمة AOI الحديثة تتعامل جيدًا مع غير الأخضر.
س: هل يؤثر في قابلية اللحام؟
ج: ما دام القناع مُعالجًا جيدًا وفتحات الأرجل دقيقة، فإن ترطيب اللحام مطابق للأخضر.
س: لماذا يفرض بعض المصانع تكلفة أعلى؟
ج: لأنهم يغيرون خطوط الطلاء ويُنظّفون المعدات ويخزنون أصباغًا خاصة—وهذا يزيد زمن الإعداد والهدر.
الخلاصة
الـ Purple PCB ليس مجرد مظهر جمالي—بل يعكس تصميمًا مدروسًا وهوية علامة قوية.
فنيًا، يعمل كأي لوح قياسي؛ بصريًا، يميّز منتجك عن الآخرين.
باتباع ممارسات DFM الصحيحة—مثل تباعد قناع اللحام المناسب وتباين القراءة—يمكنك الجمع بين موثوقية عالية ومظهر متفرّد.
في مشروعك التالي، لا تهمل اللون.
الأخضر قياسي… والأرجواني لا يُنسى.
