Keo Phủ Mạch Điện Tử - Làm Thế Nào Để Đảm Bảo Lớp Keo Là Phù Hợp?
Nguồn: HumiSeal / Editor: Ellsworth Adhesives
“Conformal coating” được định nghĩa là một lớp sơn phủ dùng trên bề mặt bo mạch điện tử và “thích hợp” với các hình dạng khác nhau của linh kiện ở một độ dày đồng đều và nhất quán. Điều này có nghĩa là, ví dụ lớp phủ khi khô dày 50 micron sẽ đo được 50 micron trên các mặt cắt phẳng, mặt cắt dọc, và các góc của linh kiện. Vì hầu hết các loại sơn phủ mạch đều được dùng dưới dạng lỏng, nên trên thực tế sẽ khó để phủ keo với độ dày đồng đều trên tất cả các khu vực.
1. Những Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Sự Đồng Nhất Của Độ Dày
Có nhiều phương pháp phủ keo bao gồm:
- Phương pháp quét bằng cọ
- Phương pháp nhúng
- Phương pháp phun bằng tay
- Phương pháp phun dạng quạt
- Phương pháp phun điểm chọn lọc
Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng để đạt được độ dày đồng nhất, nhưng chúng ta có thể dựa vào các yếu tố sau để đánh giá cụ thể hơn:
• Nồng Độ Chất Rắn và Độ Nhớt của Lớp Keo Phủ
Lớp keo phủ có nồng độ chất rắn và độ nhớt thấp hơn thường có xu hướng len lỏi, loang dễ hơn trên bề mặt thẳng đứng và đóng rắn chậm hơn. Điều này dẫn đến độ dày rất đồng đều trên phương ngang nhưng lại mỏng hơn trên các phương dọc. Nông độ chất rắn và độ nhớt cao có thể tác động ngược lại, bám dính tốt hơn ở các khu vực góc cạnh nhưng lại thiếu độ loang chảy, len lỏi và độ đồng đều ở các khu vực phẳng hơn.
• Độ Bay Hơi Của Dung Môi
Hầu hết keo phủ đều được hòa tan trong dung môi công nghiệp hay nước. Tốc độ bay hơi của dung dịch có thể ảnh hưởng đến độ dày và độ đồng đều. Dung dịch bay hơi chậm sẽ làm giảm tốc độ khô và đông đặc dẫn đến chảy nhiều hơn về các linh kiện thẳng đứng. Dung dịch bay hơi nhanh có thể tránh việc chảy tràn nhưng bề mặt lớp phủ dễ bị nhăn, biên dạng giống vỏ cam.
• Độ Dày Của Lớp Keo Phủ Mong Muốn
Keo phủ mạch điện tử thường khô với độ dày khoảng 25 đến 75 micron. Lớp phủ có độ dày 75 micron hoặc cao hơn có thể dẫn đến “đọng thành vũng” tại các góc hay giữa các linh kiện. Lớp phủ từ 25 micron trở xuống thì sẽ dễ chảy tràn và dẫn đến lớp phủ quá mỏng tại các góc trên cùng của linh kiện.
• Sức Căng Bề Mặt Của Lớp Keo Phủ
Sức căng bề mặt của lớp keo phủ là một giá trị để so sánh năng lượng cần thiết cho phép dung dịch chảy đều trên bề mặt. Dung dịch có sức căng bề mặt càng thấp thì càng dễ chảy đều. Các dung môi hữu cơ thường có giá trị sức căng bề mặt thấp hơn nước; do đó, các sản phẩm có tiền chất dung môi có nhiều khả năng đồng nhất độ dày và bao phủ đều bề mặt.
• Năng Lượng Bề Mặt của Bo Mạch Điện Tử và Các Linh Kiện
Năng lượng bề mặt là phép đo khả năng kéo chất lỏng để tạo thành lớp phủ đồng đều của bất kì bề mặt hay vật liệu nào. Ngược lại với sức căng bề mặt của lớp keo phủ, giá trị năng lượng bề mặt cao hơn giúp lớp phủ thấm ướt tốt hơn và đều hơn. Tính đồng nhất của lớp keo phủ sẽ lý tưởng nhất khi năng lượng bề mặt của chất rắn cao, và sức căng bề mặt của lớp phủ thấp. Thông thường các linh kiện PCB có bề mặt bằng nhựa sẽ có năng lượng bề mặt thấp hoặc không đủ do bề mặt bị bao phủ bởi chất tách khuôn hoặc chất hóa dẻo. Do đó dẫn đến các đỉnh và góc của linh kiện sẽ thấm ướt kém.
2. Phương Pháp Để Lớp Keo Phủ Đạt Được Độ Dày Đồng Nhất
Như đã đề cập ở phía trên, cơ bản là rất khó để đạt được độ dày đồng nhất hoàn toàn nếu sử dụng keo phủ dạng lỏng. Trong hầu hết các trường hợp điều này không đáng lo ngại miễn là lớp sơn phủ mỏng nhất vẫn trên mức quy định tối thiểu cho ứng dụng của bạn.
Trong một số trường hợp đặc biệt, độ dày của lớp phủ không đồng nhất có thể dẫn đến hư hỏng sản phẩm. Lớp phủ quá mỏng trên các bề mặt thẳng đứng và các góc trên cùng của linh kiện sẽ không thể bảo vệ khỏi chất lỏng và khí. Nếu lớp phủ quá dày và đọng thành vũng ở các góc phía trong hoặc do độ nhớt quá cao có thể khiến keo không khô hoàn toàn và bị nứt trong quá trình kiểm tra nhiệt.
Sau đây là một số đề xuất thực tế bạn có thể cân nhắc để cải thiện độ đồng đều của lớp phủ:
• Sơn Phủ Trên Bề Mặt Ngang
Các giải pháp như sử dụng dung dịch pha loãng nhiều hơn hoặc bay hơi chậm hơn để giúp bề mặt trở nên đồng đều, và làm sạch hoặc xử lý bề mặt để tăng thêm năng lượng bề mặt.
• Sơn Phủ Trên Bề Mặt Dốc hay Thẳng Đứng
Bạn nên dùng keo phủ có độ rắn hoặc độ nhớt cao hơn, sử dụng phương pháp phun xịt để tạo thời gian đông đặc và tạo được nhiều lớp phủ mỏng hơn. Đối với trường hợp xấu nhất, cũng có thể phát hiện các khu vực có vấn đề bằng lớp keo phủ tương thích bám trên bề mặt dốc.
• Sơn Phủ Trên Các Linh Kiện Nằm Ở Góc Bên Trong Và Sát Nhau
Lớp keo phủ thường có xu hướng chảy vào các góc bên trong và giữa các linh kiện nằm sát nhau, tạo thành vũng. Để giảm thiểu dòng chảy bạn có thể sử dụng keo phủ có nồng độ chất rắn và độ nhớt cao hơn. Ngoài ra cũng có thể áp dụng nhiều lớp sơn mỏng hơn để cho phép mỗi lớp keo phủ khô và bám dính nhanh hơn và không bị chảy.
Ellsworth Adhesives là nhà phân phối ủy quyền các sản phẩm HumiSeal® trên toàn thế giới. Để lựa chọn được loại Keo dán phù hợp với ứng dụng của bạn, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn kỹ hơn.
