สีของหมึกหน้ากากประสาน PCB ไม่ได้เป็นเพียงคุณลักษณะที่ปรากฏเท่านั้น โดยส่งผลทางอ้อมต่อประสิทธิภาพหลักของ PCB เช่น การกระจายความร้อน ทนต่อสภาพอากาศ ฉนวน และผลผลิต โดยมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบ คุณสมบัติทางกายภาพ และความเข้ากันได้ของกระบวนการของหมึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ความถี่สูงและมีความน่าเชื่อถือสูง ความแตกต่างจะถูกขยายออกไปอีก
ประสิทธิภาพการกระจายความร้อน: ความแตกต่างในการดูดซับ/การสะท้อนความร้อนระหว่างสีอ่อนและสีเข้ม
รูปแบบสีเข้ม (สีดำ เขียวเข้ม): อนุภาคเม็ดสีมีความสามารถในการดูดซับแสงที่มองเห็นและรังสีอินฟราเรดได้สูง และมีแนวโน้มที่จะสะสมความร้อนมากกว่าภายใต้สภาพแสงเดียวกัน ในสภาพแวดล้อมที่มีแสงจ้ากลางแจ้ง อุณหภูมิพื้นผิวของบอร์ดจะสูงกว่าบอร์ดหมึกสีขาว 10-15 องศา แต่อัตราการแผ่รังสีอินฟราเรดของหมึกสีดำสามารถสูงถึง 0.85 ซึ่งสามารถปล่อยความร้อนได้รวดเร็วยิ่งขึ้นผ่านการแผ่รังสีความร้อนในสภาวะการทำงานที่อุณหภูมิสูงแบบปิดโดยไม่มีแสงโดยตรง
ชุดสีอ่อน (ขาว, เทาอ่อน): การสะท้อนแสงสูงสามารถสะท้อนแสงส่วนใหญ่ได้ ลดการดูดซับความร้อนได้อย่างมาก ในสถานการณ์ที่มีแสงแดดจัด เช่น เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และสถานีฐานการสื่อสารกลางแจ้ง สามารถยืดอายุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าได้ถึง 30% อย่างไรก็ตาม ค่าการนำความร้อนของซับสเตรตหมึกและความหนาของสารเคลือบจะยังคงส่งผลต่อการกระจายความร้อนขั้นสุดท้าย
ทนต่อสภาพอากาศ: ความคงตัวของเม็ดสีจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการต่อต้านวัย
ซีรีส์โทนสีอบอุ่น (แดง เหลือง): ส่วนใหญ่ใช้เม็ดสีอินทรีย์ที่มีโครงสร้างโมเลกุลไม่เสถียร มีแนวโน้มที่จะสลายตัว ซีดจาง พื้นผิวแตกร้าว และสูญเสียการป้องกันฉนวนภายใต้การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตในระยะยาว เหมาะสำหรับบอร์ดทดสอบวงจรสั้นในร่มเท่านั้น
ชุดสีเย็น (เขียว น้ำเงิน): ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเม็ดสีอนินทรีย์ มีโครงสร้างโมเลกุลที่เสถียร และทนทานต่อการเสื่อมสภาพของรังสียูวี หลังจากแช่น้ำมันเครื่องเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ความต้านทานฉนวนของหมึกสีเขียวจะลดลงเพียง 8% โดยมีประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมีที่ครอบคลุมดีที่สุด
หมึกสีดำ: โดยมีคาร์บอนแบล็คเป็นเม็ดสี จึงมีความทนทานต่อรังสี UV สูงมาก หลังจากใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงในเขตร้อนเป็นเวลา 3 ปี อัตราการครอบคลุมของเชื้อราจะน้อยกว่า 5% อย่างไรก็ตามคาร์บอนแบล็กมีการดูดซับความชื้นสูง หากมีช่องว่างในการเคลือบในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง จะดูดซับไอน้ำได้ง่ายและส่งผลทางอ้อมต่อประสิทธิภาพของฉนวน
สมรรถนะของฉนวนและไฟฟ้า: ความสัมพันธ์โดยนัยระหว่างสูตรผสมและกระบวนการ
หมึกสีอ่อน (สีขาว): ต้องเติมไททาเนียมไดออกไซด์จำนวนมากเพื่อให้ครอบคลุมได้สูง หากไททาเนียมไดออกไซด์กระจายไม่สม่ำเสมอ สารเคลือบมีแนวโน้มที่จะเกิดช่องว่างเล็กๆ ซึ่งกลายเป็นช่องให้ความชื้นและไอออนทะลุผ่านและลดประสิทธิภาพของฉนวน แต่ความเสถียรของความต้านทานเชิงปริมาตรของหมึกสีขาวนั้นโดดเด่น และอัตราการเก็บรักษาความต้านทานยังคงสูงถึง 95% หลังจากอายุ 1,000 ชั่วโมงภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูง 1,000V ซึ่งเหมาะสำหรับสถานการณ์วงจรไฟฟ้าแรงสูงมากกว่า
หมึกสีเข้ม (สีดำ): คาร์บอนแบล็คเองก็มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ หากเติมมากเกินไปหรือกระจายไม่ถูกต้อง จะลดความต้านทานปริมาตรของการเคลือบหมึกได้โดยตรง แผงวงจรบางที่มีความหนาแน่นสูงจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การควบคุมความเสี่ยงนี้ แต่ในสถานการณ์ความถี่สูงที่สูงกว่า 10GHz การสูญเสียอิเล็กทริก (tan δ) ของหน้ากากประสานสีน้ำเงินมีค่าเพียง 0.0025 ซึ่งต่ำกว่าหน้ากากประสานสีน้ำตาล 30% และเหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง เช่น สถานีฐาน 5G มากกว่า
หมึกสี (สีแดง): เม็ดสีมีความไวต่ออุณหภูมิในการบ่มมากกว่า และต้องการอุณหภูมิการบ่มที่ต่ำกว่าและเวลาในการบ่มนานกว่า หากการบ่มไม่เพียงพอ ความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามของหมึกจะไม่เพียงพอ และประสิทธิภาพของฉนวนจะลดลงอย่างมาก
ประสิทธิภาพการผลิตและการทดสอบ: กำหนดผลผลิตการผลิตจำนวนมากโดยตรง
หมึกสีเขียว: สูตรและกระบวนการได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางมานานหลายทศวรรษ โดยมีหน้าต่างเปิดรับแสงที่กว้าง และการจดจำข้อต่อบัดกรีและข้อบกพร่องสูงสุดระหว่างการตรวจสอบด้วยแสงของ AOI นอกจากนี้ยังไม่ทำให้เหนื่อยง่ายด้วยการตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเองในระยะยาว และผลผลิตจำนวนมากอยู่ในระดับสูงสุดในบรรดาสีทั้งหมด เป็นตัวเลือกแรกที่เป็นสากลสำหรับแผงควบคุมอุตสาหกรรมและบอร์ดหลายชั้นระดับไฮเอนด์
หมึกสีดำ: มีคุณสมบัติในการปิดกั้นแสงที่แข็งแกร่งและสามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่รับแสงได้จำนวนมาก ต้องใช้พลังงานการสัมผัสเพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นล่างสุดจะแห้งสนิท ในเวลาเดียวกัน การสะท้อนของพื้นผิวบอร์ดมีน้อยมาก ทำให้ยากสำหรับอุปกรณ์ AOI แบบดั้งเดิมในการระบุข้อต่อบัดกรีและมีแนวโน้มที่จะละเว้นข้อบกพร่อง ดังนั้นจึงต้องใช้การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อมของบอร์ด BGA ที่มีความแม่นยำสูง
หมึกสีขาว: ด้วยการสะท้อนแสงที่สูงมาก จึงมีแนวโน้มที่จะได้รับแสงมากเกินไปและอัตราการเตือนที่ผิดพลาดพุ่งสูงขึ้นในระหว่างการตรวจจับ AOI นอกจากนี้ หมึกมีแนวโน้มที่จะเกิดสีเหลืองและเสื่อมสภาพในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงในระยะยาว ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ต่างๆ เช่น แผงไฟ LED ที่มีข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับการสะท้อนแสง