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.
PCB z powłoką węglową
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.