Máy đo độ dày lớp phủ bảo vệ PCB là một bước cần thiết trong kiểm soát quá trình phủ và kiểm tra chất lượng bo mạch sau gia công. Lớp phủ bảo vệ, còn gọi là conformal coating, được phủ lên bo mạch in để hỗ trợ bảo vệ linh kiện và mạch điện trước bụi, cát, hơi ẩm, sương muối và các hạt dẫn điện. Tùy vật liệu, lớp phủ này cũng có thể hỗ trợ tăng khả năng chống mài mòn, va đập, tác động nhiệt độ, ozone và suy giảm do tia cực tím.
Việc lựa chọn phương pháp đo không chỉ phụ thuộc vào bản thân lớp phủ. Cấu trúc bên dưới lớp phủ, diện tích vùng không lắp linh kiện và dải độ dày cần kiểm tra đều ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng áp dụng của thiết bị. Vì vậy, cần xác định rõ vị trí đo thực tế trên PCB trước khi lựa chọn đầu dò.
Vì sao cần Máy đo độ dày lớp phủ bảo vệ PCB ?
Đối với đơn vị sản xuất bo mạch, kết quả đo giúp theo dõi lượng lớp phủ được sử dụng và duy trì độ che phủ cần thiết trên sản phẩm. Lớp phủ quá mỏng có thể không đáp ứng yêu cầu bảo vệ mong muốn, trong khi việc phủ vượt mức cần kiểm soát để sử dụng vật liệu hợp lý.
Với hoạt động kiểm tra đầu vào hoặc kiểm tra sau lắp ráp, đo độ dày là một phần của quy trình đánh giá chất lượng lớp phủ. Chất lượng lớp phủ có thể liên quan đến độ tin cậy dài hạn của sản phẩm điện tử sau khi hoàn thiện. Các vật liệu thường được sử dụng gồm acrylic, silicone, epoxy, urethane, parylene và lớp phủ đóng rắn bằng UV. Phương pháp phủ có thể là nhúng, phun, phủ chảy, phủ chọn lọc hoặc cấp phủ bằng robot.
Các yếu tố quyết định phương pháp đo
- Vật liệu nền bên dưới: PCB có thể là sợi thủy tinh, sợi thủy tinh có mặt phẳng đồng, hoặc sợi thủy tinh có các đường mạch đồng.
- Diện tích vùng trống: Đầu dò cần tiếp cận được một vùng không gắn linh kiện có kích thước phù hợp.
- Dải độ dày yêu cầu: Cần đối chiếu dải đo và độ phân giải của thiết bị với lớp phủ thực tế.
- Khả năng tiếp cận bề mặt: Bo mạch lắp linh kiện dày đặc có thể không còn vị trí để đặt đầu dò trực tiếp.
Đo trên PCB có mặt phẳng đồng
Với bo mạch có mặt phẳng đồng, Máy đo độ dày lớp phủ PosiTector 6000 có thể được sử dụng để đo lớp phủ tại vùng không lắp linh kiện, ngay phía trên mặt phẳng đồng. Để cải thiện độ chính xác, cần đưa thiết bị về không trên lớp solder mask trước khi đo độ dày lớp phủ bảo vệ.
Việc chọn đầu dò cần dựa vào diện tích vùng trống, độ dày lớp phủ dự kiến và độ phân giải mong muốn. PosiTector 6000 NS1 là lựa chọn đơn giản cho ứng dụng này. PosiTector 6000 NAS1 có độ phân giải cao hơn. Với vị trí khó tiếp cận hoặc vùng không lắp linh kiện nhỏ hơn, PosiTector 6000 N0S1 có đầu dò đường kính nhỏ. Giá đỡ đầu dò là tùy chọn có thể hỗ trợ giảm ảnh hưởng từ thao tác của người vận hành.
Đo trên PCB không có mặt phẳng đồng
Trong một số trường hợp PCB không có mặt phẳng đồng, máy đo chiều dày siêu âm PosiTector 200 B1 có thể được cân nhắc. Tuy nhiên, phương pháp siêu âm có giới hạn khi ứng dụng trên PCB. Đầu dò không thể đưa về không trên lớp phủ chống hàn, đồng thời cấu trúc nhiều lớp của bo mạch có thể tạo ra giá trị độ dày không chính xác ở một số lần đo.
Một số ứng dụng có thể phù hợp hơn, chẳng hạn đo lớp phủ silicone dày hoặc đo trên bo mạch 2 lớp. PosiTector 200 B1 có dải đo từ 13 đến 1000 µm, độ phân giải 2 µm. Đầu dò có đường kính 30 mm nên cần vùng không lắp linh kiện tương đối lớn, dù vùng đo thực tế là 8 mm. Trong quá trình đo, một giọt nước được sử dụng làm chất tiếp âm.
Giải pháp khi không thể tiếp cận bề mặt PCB
Một số bo mạch có mật độ linh kiện cao đến mức đầu dò không thể tiếp cận trực tiếp bề mặt cần đo. Khi đó, có thể áp dụng phương pháp thay thế: đưa một mẫu coupon kim loại vào cùng công đoạn phủ với bo mạch. Coupon sẽ được phủ đồng thời, sau đó dùng để đại diện để đo lường với Máy đo độ dày lớp phủ.
Với coupon kim loại không chứa sắt, ví dụ nhôm, PosiTector 6000 NS1 có thể được dùng để đo lớp phủ. Với coupon kim loại chứa sắt, cần sử dụng PosiTector 6000 FS1 theo nguyên lý đo từ tính. Phương án này đặc biệt hữu ích khi hình dạng bo mạch hoặc linh kiện lắp dày đặc làm hạn chế vị trí đo trực tiếp.
Lưu ý khi xây dựng quy trình kiểm tra
Việc lựa chọn đúng nguyên lý đo, đầu dò và vị trí kiểm tra giúp dữ liệu đo phản ánh tốt hơn tình trạng lớp phủ thực tế. Đây là cơ sở để doanh nghiệp theo dõi tính ổn định của công đoạn phủ, hỗ trợ kiểm tra chất lượng và đánh giá bo mạch trước khi đưa vào các bước tiếp theo.
Trước khi chuẩn hóa quy trình với Máy đo độ dày lớp phủ, nên xác định loại lớp phủ, cấu trúc PCB, vị trí vùng trống và phương pháp phủ đang sử dụng. Trên PCB có mặt phẳng đồng, vị trí đo cần nằm trực tiếp phía trên phần đồng nền. Với phương pháp siêu âm, cần đánh giá sự phù hợp trên cấu trúc bo mạch cụ thể vì kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi các lớp bên trong.
