BAZA WIEDZY - Przewodząca powłoka węglowa

   Przewodząca powłoka węglowa, stosowana na płytach PCB, stanowi jedno z wielu rozwiązań w produkcji współczesnych obwodów drukowanych. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej procesowi aplikacji tej warstwy, a także różnorodnym korzyściom, jakie to rozwiązanie przynosi dla trwałości i efektywności obwodów drukowanych.

Główne powody stosowania warstwy węglowej na płytach PCB:

• Pola kontaktowe - Kontakty wykonane z przewodzącej farby węglowej znajdują zastosowanie jako styki w klawiaturach. Powłoki węglowe nadrukowane na płytkę PCB tworzą ochronną powierzchnię kontaktową dla styków typu touch-key.
• Zworki - Zworki, czyli połączenia przewodzące, również mogą być wykonane za pomocą przewodzącej powłoki węglowej. Drukowanie tych połączeń na płytce PCB za pomocą farby węglowej umożliwia tworzenie połączeń elektrycznych.

Proces nakładania powłoki węglowej na płytkę drukowaną

   Do aplikacji warstwy węglowej na płytki PCB zazwyczaj stosowana jest metoda sitodruku. Proces ten obejmuje nakładanie przewodzącej farby węglowej za pomocą sita z odpowiednim wzorem tak aby pokryć żądane obszary obwodu drukowanego. W przypadku gdy warstwa węglowa krzyżuje się z istniejącymi ścieżkami, zaleca się umieszczenie dodatkowej warstwy soldermaski pod warstwą węglową. Ta dodatkowa warstwa pełni rolę dodatkowej izolacji, zapobiegając niepożądanym zwarciom między warstwą węglową a ścieżkami znajdującymi się pod nią na płytce drukowanej.

Rezystancja warstwy węglowej

   Rezystancja powłoki węglowej jest wyrażana przez tzw. rezystancję kwadratową (Ω/□). Wartość 1Ω/□ oznacza, że powłoka węglowa w kształcie kwadratu o boku 1cm oraz o grubości 25µm ma rezystancje 1Ω. Z tego powodu, jednostkę rezystancji warstwy węglowej niekiedy przedstawia się jako Ω/cm². Na rysunku obok przedstawiono zasadę pomiaru oporności kwadratowej.
   Typowa wartość rezystancji, stosowanej przez nas farby, przy powłoce o grubości 25µm, wynosi około 20Ω/□.
   Proces utwardzania farby (wywoływanego przez odpowiednią temperaturę) znacznie wpływa na oporność końcową powłoki, stąd pojawiają się lekkie różnice w rezystancji, zależne od profilu temperatury i warunków utwardzania. Odtwarzalność w przypadku takiej samej obróbki i przy takich samych warunkach utwardzania mieści się w zakresie +/- 2Ω/□.

   Podsumowując, warstwa węglowa na płytach PCB oferuje ekonomiczną alternatywę dla drogich powłok złota, spełniając potrzeby zastosowań elektronicznych. Jej wszechstronność i stabilność sprawiają, że staje się ona coraz bardziej pożądanym rozwiązaniem, obniżając koszty produkcji.