Elektronik kart tasarlamayı sevenlerin, bu işi sanat olarak görenlerin, üretimden yeni gelen PCB lerin paketini açtığında uzun süre eserini inceleyenlerin en çok üzerine düşündüğü konulardan biriside lehim maskesinin hangi renk olacağıdır :) Lehim maskesi ve rengi basit bir özellik gibi görülsede fonksiyonel olarak kullanılabilmektedir. Bu yazıyı hazırlamak için son dönemde ürettiğim PCBleri örnek incelemeler için mümkün olduğunca farklı renklerde üretmeye çalıştım.
Bilmeyenler için özet geçelim.En basit hali ile bir baskı devre kartı (PCB) kartın temelini oluşturan yalıtkan bir malzemenin üzerine sinyalleri iletecek bakır yollar işlenmesi ve bu bakır yüzeylerin üzerini oksitlenmeye ve kısa devrelere karşı koruyacak bir boya kaplanması ile oluşmaktadır. Bu boya yazımıza konu olan lehim maskesi (solder mask) olarak anılmaktadır. Baskı devre kartları ilk doğdukları dönemde bahsettiğimiz yalıtkan malzeme için glass-epoxy karışımı (günümüzde de yaygın olarak FR4 ismi ile kullanılıyor) bir malzeme kullanılıyordu. Bu malzemenin doğal rengi yeşildi. Bakır yollar bu malzemeden oluşan bir kartın üzerinde yer alıyordu. Devrelerin karmaşıklaşması, yolların incelmesi ve oksitlenmeye karşı bir önlem alınması için bakır yolların üzeri lehim maskesi katmanı olarak ifade edilen özel bir boya ile kaplanmaya başlandı. Boya rengi içinde kartların temelini oluşturan yalıtkan malzemenin rengi olan yeşil seçildi. Alttaki imajda anlattığımız yapıyı görebilirsiniz.
Elektronik kart üretiminin yaygınlaşması ile beraber ilk yıllarda kullanılan yeşil renkte yaygınlaştı ve bir çok dev üreticinin standartı haline geldi. Yeşil renk çok üretildiğinden ucuzdu. Sonraki yıllarda alternatif renkler çıksada bu renkler için ek ücretler talep edildiğinden çoğu üretici yeşil renk lehim maskeleri ile devam etti. Neden elektronik kartların büyük çoğu yeşil sorusunun cevabı yukarıdaki gibidir :)
Yeşil Lehim Maskesi
Yeşili eski, sıkıcı bulabilirsiniz. Günümüzde farklı renkleri ücretsiz olarak ürettirebilsekte yeşil rengin yine bir takım avantajları bulunmakta. Bunlardan en önemlisi kontrastın yüksek oluşundan dolayı gözle ve bir takım araçlarla kalite kontrolünün rahatlıkla yapılabilmesi. Yeşil renk bir kartı elinize alıp dikkatlice bakın, yolları ve boşlukları çok rahat bir şekilde görebilirsiniz.Herhangi bir hata durumunda hat ve malzeme takibini, kart temizliğinde flux artıklarını çok rahat görebilirsiniz. Kartların dizgisi yapıldıktan sonra kalite kontrol makinaları karta doğru malzemelerin doğru yerlerde doğru açılarla dizilip dizilmediğini kontrol eder. Bu makinalarda optik olarak çalışmaktadır ve kontrast ne kadar yüksek olursa makinanın başarım oranı o kadar artar. Yine aynı şekilde yeşil renk üzerinde elemanların referanslarını, değerlerini ve bir takım bilgileri tutan beyaz renkli silkscreen katmanıda yeşil ile yüksek kontrast oluşturur. Büyük üreticilerin bir bildiği varki kartları yeşil üretiyorlar :)
Sarı Lehim Maskesi
Sarı renk yeşil kadar yüksek kontrast değerine sahiptir ve sarı kartlarında göz ve optik olarak kontrolü kolaydır.Tercih edilebilecek bir renktir ama niyeyse pek rağbet görmüyor. Bende de altındaki bakırın rengine yakın olduğu için kart çıplakmış izlenimi uyandırıyor.
Kırmızı Lehim Maskesi
Kırmızı renk son dönemde rağbet gören iki renkten biri olarak görüyorum. Sparkfun, Olimex gibi hobi ve eğitim dünyasına hitap eden firmalar ile hobicilerin büyük bir kısmı kırmızı tercih ediyor. Yeşil ve sarı kadar olmasada bakır ve boş yüzeylerin gözle takibi ve kart üzerindeki artıkların kontrolü kolay yapılabiliyor. Genelde siyah ve gri tonlarında olan parçalarında lehim işlemlerinden sonra kalite kontrolleride rahatlıkla yapılabiliyor.
Mavi Lehim Maskesi
Son dönemde yeşil standardı harici en çok tercih edilen diğer renk mavi.Arduino, keil, nxp, mbed gibi üretici ve topluluklarda çoğunlukla mavi kullanıyor. Mavi renk banada daha hoş gözüküyor. Özellikle padler altın kaplama yapılırsa çok şık gözüküyor. Fakat mavi nispeten koyu bir renk olduğu için gözle kontrol aşamasında insan gözünü biraz zorlayabiliyor.
Siyah Lehim Maskesi
Siyah renkte kart üzerinde hat, arıza, kalite kontrolü ve takibi yapmak zordur. Kontrast hem pcb üzerindeki bakır ve boş alanlar ile hem de kart ve komponentler arasında azdır. Yollar karşıdan bakıldığında direk görülmeyebilir. Kartı eğip çevirip ışığın açısını değiştirmek gerekebilir. Kimine göre karizma kimisine göre ruhsuz durmaktadır :) Kart üzerindeki silkscreen beyaz olduğu için yazılar çok rahat okunabilmektedir. Siyahta dikkat edilmesi gereken bir husus daha vardır. Bazı ışıma yoluyla ısıtan reflow fırınlarında kart siyah olduğu için gereğinden hızlı ısınabilmekte ve kart yüzeyindeki sıcaklık reflow eğrisininin dışına çıkabilmektedir. Sensör lokasyonu veya reflow eğrisini yeniden gözden geçirmek gerekebilir.
Beyaz Lehim Maskesi
Beyaz renkte en az tercih edilen renklerden birisidir. Bakır ve boş alanlar arasında kontrast yok gibidir. Kartı eğip bükseniz bile yollar gözükmeyebilir. Komponentler havada uçuyor gibidir :) Komponentler ile pcb arasındaki kontrast yüksektir. Optik kalite kontrol cihazları ile parçaların doğru yerinde olup olmadığı, lehimlenme açısı kolay kontrol edilmektedir. Özgün bir ürününüz varsa, pcbnin kopyalanmamasını, en azından zor kopyalanmasını istiyorsanız bu rengi seçebilirsiniz :)
Elimden geldiğince konuyu farklı bir bakış açısıyla size aktarmaya çalıştım. Renklerin anlattığım ve örneklerini paylaştığım gibi bir etkisi oluyor. Rengi kendinize göre de seçebilirsiniz ama sonuç olarak müşterinin gözüne hoş geleni seçmekte fayda var :)