מהו PCB סגול? יתרונות, מדריך למסכת הלחמה וטיפים חשובים לתכנון

PCB סגול מזוהה מיד—לעיתים קרובות נקשר למראה המזוהה של OSH Park. למרות שהצבע לא משפיע על הביצועים החשמליים, הוא כן משפיע על תפיסת המותג, קריאות וכדאיות ייצור.

המדריך הזה מסביר מהו PCB סגול, כיצד צבע מסכת ההלחמה משפיע על תכנון מישור הארקה ועל שיקולי DFM, ומתי כדאי לבחור בסגול במקום בירוק הסטנדרטי.

מהו PCB סגול?

PCB סגול הוא פשוט לוח מעגלים מודפס שמצופה במסכת הלחמה סגולה—שכבת פולימר דקה שמגינה על מוליכי הנחושת מפני חמצון, גשרי הלחמה ונזק מכני.
הלמינציה הבסיסית (בדרך כלל FR-4 או חומר בתדר גבוה) נשארת אותה למינציה ללא קשר לצבע.

מסכות הלחמה הן פולימרים המבוססים על אפוקסי או פוטו-אימג’בל (LPI/DFSM), עם פיגמנטים שמוסיפים להם ירוק, אדום, כחול, שחור, לבן או סגול.

הצבע אינו משנה את Dk או Df, משום שהמסכה דקה מאוד ואינה חלק מנתיב האות. היא בעיקר משנה ניגודיות חזותית, בדיקות/בקרה ואפשרויות גימור פני שטח.

למה סגול? גורם המותג והזהות

צבע הוא כלי מיתוג שנוטים להמעיט בערכו בחומרה.
שנים רבות רוב ה-PCB היו ירוקים. ואז OSH Park טרפה את הקלפים עם מסכות הלחמה סגולות בוהקות וגימור ENIG, מה שהפך אבות-טיפוס לניכרים במבט ראשון.

לזהות חזותית יש משמעות. לוחות סגולים:

• בולטים בתמונות, בדמוים ובקמפייני מימון המונים.
• משדרים יצירתיות ואיכות ייצור גבוהה.
• מסייעים להבדיל קווי מוצר או חומרה בקוד פתוח.

אם חשוב לך שהלוח ייראה מוצר ולא רק אב-טיפוס, סגול הוא בחירה חזותית חזקה. סטארטאפים רבים משתמשים בצבע להפרדת רמות מוצר—למשל ירוק לקיטי פיתוח וסגול לסדרות ייצור.

להבין את מסכת ההלחמה

לפני בחירת צבע, כדאי לרענן מה תפקידה של המסכה.

מסכת ההלחמה (Solder Resist) היא ציפוי מגן מעל שכבת הנחושת המוטבעת. תפקידיה:

• מניעת גשרי הלחמה ברה-פלואו.
• הגנה על נחושת מפני חמצון ולחות.
• שיפור המראה והחלקת פני השטח.
• הגדרת פתחים לרגלי SMD להלחמה מדויקת.

ברוב ה-PCB המודרניים משתמשים ב-LPI.
עובי יבש טיפוסי לאחר ייבוש/אפייה: 10–25 מיקרון (0.4–1.0 מיל).
המסכה נחשפת ומפותחת כדי לפתוח חלונות לרגלים ול-Vias.

ירוק הוא עדיין “אזור הנוחות” של הייצור: התקשות אחידה, ניגודיות מצוינת ל-AOI וגשרים צרים—לעיתים עד 4 מיל בין רגלים.
צבעים אחרים (כולל סגול) עשויים לדרוש פורמולציה שונה או שכבה מעט עבה יותר, מה שעלול להשפיע על מימדי מינימום אפשריים.

עיקרון בחירת צבע 1 — מותג ופסיכולוגיית צבע

סגול מייצג חדשנות, יוקרה ויצירתיות.
לכן הוא נפוץ בלוחות הפונים לצרכן או בדמואים. בשילוב עם ENIG זהוב, מתקבל מראה בולט במיוחד.

מנקודת מבט פסיכולוגית:

• ירוק = סטנדרטי, אמין, ייצור המוני
• שחור = היי-אנד, “סטלתי”
• לבן = נקי ל-LED ומוצרי סמארט-הום
• סגול = ייחודי, ניסיוני, פרימיום

אם ה-PCB שלך גלוי לעין, התוספת הקטנה במחיר עבור סגול יכולה להפוך את המוצר לבלתי נשכח.

עיקרון בחירת צבע 2 — קריאות ובדיקה

צבע המסכה משנה עד כמה בני אדם ומכונות יכולים לבדוק את הלוח בקלות.

1) ניגודיות סילקסקרין/סימון

על רקע סגול, סילקסקרין לבן מספק את הקריאות הטובה ביותר.
מומלץ להימנע מאפור או צהוב בהיר—הם נבלעים בגוון וקשים לקריאה תחת תאורה חזקה.

2) AOI וניגודיות אופטית

מערכות AOI נשענות על ניגודיות בין נחושת, מסכה וסילקסקרין.
סגול מתפקד טוב אך לא מושלם:

• הוא מצמצם סינוור טוב יותר ממסכות שחורות מבריקות.
• אבל בהשוואה לירוק, הניגודיות מול משטחי הנחושת מעט נמוכה יותר, ולכן גילוי גשרי הלחמה עדינים עשוי להיות קצת יותר מאתגר.

מפרט של גימור מט לסגול משפר את הבדיקה על-ידי הפחתת ברק.

3) דיבאג ובדיקה

בעת בדיקת נקודות הארקה או עקבות תחת מיקרוסקופ, סגול מספק נראות נוחה ומפחית עייפות עיניים.
בלוחות צפופים, לבן או סגול מדגישים מסלולים טוב יותר משחור כהה או כחול מבריק.

עיקרון בחירת צבע 3 — תשואה (Yield) וכושר ייצור (DFM)

בפן המעשי, צבע כן משפיע על Yield, כי פיגמנטים שונים מתנהגים מעט אחרת בזמן האפייה/ההתקשות.

1) גשר מסכת הלחמה מינימלי

מפרטים נפוצים אצל יצרנים:

• ירוק: מינימום 4 מיל (0.10 מ״מ)
• צבעים אחרים (כולל סגול): מומלץ 5 מיל (0.125 מ״מ)

הפרש של מיל אחד נשמע קטן, אך ב-BGA או מרווחי 0.4 מ״מ הוא עשוי לקבוע אם שני פאדים יתאחדו בציפוי.
אם אתם במרווחים הדוקים, דברו מוקדם עם מהנדס DFM של היצרן לגבי בחירת הצבע.

2) השפעה על מישור הארקה ונתיבי חזרה

הצבע לא משנה מוליכות, אך פתחים במסכה מעל פאות הארקה משפיעים על זרימת הבדיל והנחושת החשופה:

• Tenting (כיסוי) של ויות במישור הארקה מונע משיכת בדיל.
• שמרו על עקביות המסכה סביב ויות תפר (Stitching) לשמירה על עכבה אחידה ולהימנעות מחללים זעירים במישור הייחוס.

הפיגמנט הסגול עצמו לא ישנה שלמות אות, אך אסטרטגיית המסכה—פתוחה או מכוסה— יכולה להשפיע על EMC ועל רציפות נתיב החזרה, במיוחד במהירויות/תדרים גבוהים.

3) היצמדות ואחידות אפייה

חלק מהצבעים הלא-סטנדרטיים דורשים פרופילי אפייה מותאמים.
אפייה חסרה → שלפוחיות ברה-פלואו; אפיית-יתר → סדקים סביב ויות.
כאן ליצרנים מנוסים (כמו RayMing, ELEPCB, FS Circuits) יש יתרון—they כיווננו את תהליך המסכה הסגולה להיצמדות יציבה.

עלויות ואספקה

נודה באמת—סגול לא תמיד הזול ביותר.

• עלות חומר: מסכות שאינן ירוקות לרוב יקרות ב-10–20% (דיו מיוחד/בהזמנה).
• זמני אספקה: עלולים להתארך בכמה ימים (החלפת צבע, ניקוי ציוד).
• זמינות: סדנאות קטנות מחזיקות לרוב רק ירוק; סגול זמין בעיקר אצל יצרנים בינוניים-גדולים או שירותי פרוטוטייפ ייעודיים.

מתי סגול משתלם?

בחרו בו כאשר:

• רוצים להבדיל מותג/קו מוצר,
• הלוח גלוי ללקוחות או משקיעים,
• בונים אבות-טיפוס/דמואים שבהם התוספת במחיר זניחה.

מתי להישאר עם ירוק?

• ב-ייצור סדרתי שבו Yield ותפוקה חשובים,
• כשיש BGA עדין מאוד או עקבות של 0.3 מ״מ,
• כשנדרש TAT קצר ותהליך סטנדרטי.

תכנון מישור הארקה פוגש אסטרטגיית מסכת הלחמה

1) יסודות מישור הארקה

מישור הארקה מספק נתיב חזרה בעל עכבה נמוכה ומפחית EMI. כללים עיקריים:

• לשמור על המישור רציף ובלתי שבור מתחת לעקבות מהירות,
• להימנע מפיצולים שמאלצים זרמים לסטות,
• להשתמש ב-Stitching Vias לחיבור אזורי הארקה.

2) איך המסכה מתקשרת עם זה

• Tented Vias: כיסוי ויות הארקה במסכה (סגול או אחר) מונע מילוי בדיל וקצרים.
• נחושת חשופה: באזורים תרמיים/הספק פתחים במסכה משפרים פיזור חום אך מעלים סיכון לחמצון.
• השפעת צבע: מסכות כהות כמו סגול סופגות יותר אור—עלולה להיות התחממות קלה בתהליך הרה-פלואו, זניח חשמלית.

3) טיפ DFM ללוחות סגולים

מכיוון שמסכות סגולות לעיתים דורשות גשרים רחבים יותר, הימנעו מגשרי מסכה צרים במיוחד בין פאדי-GND או ויות מיגון. שמרו על ≥ 5 מיל כשאפשר.

שאלות נפוצות (FAQ)

סיכום

PCB סגול הוא יותר מאסתטיקה—הוא משקף תכנון מחושב וזהות מותג חזקה.
מבחינה טכנית הוא מתנהג כמו כל לוח סטנדרטי; מבחינה חזותית הוא מבדל את המוצר.

בעזרת פרקטיקות DFM נכונות—כמו רווחי מסכה מתאימים וניגודיות טובה—תשיגו גם אמינות גבוהה וגם מראה ייחודי.

בפעם הבאה שאתם מתכננים לוח, אל תחשבו רק על שכבות ו-Vias—חשבו גם על צבע.
ירוק הוא הסטנדרט. סגול—בלתי נשכח.