Seperti yang kita semua tahu, kemajuan berkelanjutan dari peralatan elektronik dan teknologi sirkuit, puncak seni teknik dalam desain, pengembangan, dan pembuatan printed circuit board (PCB) telah disaksikan oleh orang-orang di seluruh dunia. Planet kita penuh dengan mesin yang sangat cerdas, robot otomatis, dan keajaiban ilmiah, dan tentu saja, ada banyak PCB di setiap sudut planet ini, tidak peduli negara atau kota mana. Namun, PCB ini memang berbeda dalam fungsionalitas, kompleksitas, biaya pembuatan, kualitas dan keandalan. Artikel ini berfokus pada dua poin terakhir, kualitas dan keandalan PCB.

Ya, calon pelanggan selalu menginginkan elektronik berkualitas tinggi, tetapi ini sangat mahal dan dapat melibatkan proses manufaktur yang rumit. Dalam proses kompleks pembuatan, perakitan dan pengujian PCB, ada proses yang sangat penting yang disebut “pelapisan konformal” dari PCB. Lapisan konformal ini sangat penting dalam PCB dalam hal kualitas dan keandalan.

Apa itu lapisan konformal dan pentingnya:

Lapisan yang sesuai, lapisan pelindung ultra-tipis dari film polimer, dapat digunakan bersama dengan rakitan yang dipasang pada permukaan rakitan untuk melindungi kabel rakitan, sambungan solder, kabel terbuka, dan titik logam lainnya pada permukaan PCB dari korosi, debu, atau bahan kimia karena berbagai kondisi operasi atau lingkungan.

Lapisan konformal bisa setipis 25 mikron dan “sesuai” dengan bentuk dan tata letak komponen papan sirkuit. Seperti disebutkan di atas, alasan penerapan lapisan konformal ke permukaan (atas dan bawah) PCB adalah untuk melindungi PCB dari kondisi lingkungan eksternal yang merugikan, sehingga meningkatkan masa pakai PCB dan peralatan elektronik terkait.

Seperti suhu tinggi yang ditemukan di industri, pabrik, dan elektronik berdaya tinggi, PCB dengan lapisan konformal ini dapat menahan suhu ekstrem. Demikian pula, peralatan elektronik yang dipasang di area/area yang dekat dengan laut atau samudra dapat terpengaruh oleh kelembaban tinggi, seperti peralatan navigasi elektronik angkatan laut dapat mengalami korosi/erosi yang dapat menyebabkan oksidasi logam. Demikian pula, di laboratorium mikrobiologi dan industri medis, peralatan elektronik yang sensitif dapat terkena bahan kimia beracun, pelarut asam dan basa yang secara tidak sengaja dapat tumpah ke PCB, tetapi “lapisan konformasi” PCB akan melindungi PCB dan komponen dari cedera fatal.

Bagaimana cara mengaplikasikan lapisan konformal?

Faktanya, metode pengaplikasian “cat konformal” dengan cara yang benar sangat penting sehingga pertimbangan yang cermat harus diberikan pada bagaimana cat konformal diterapkan. Sama pentingnya untuk memilih bahan pelapis konformal yang sesuai.

Faktor utama yang menentukan aplikasi yang tepat dari pelapis konformal adalah:

1- Ketebalan cat

2- Tingkat cakupan yang dicapai

3- Tingkat daya rekat cat pada panel kayu dan komponennya.

Ada lima metode untuk menerapkan lapisan konformal:

1- Cat dengan tangan dengan kuas

2- Lapisan aerosol

3- Lapisan pistol semprot atomisasi

4- Lapisan celup otomatis

5- Pemilihan pelapisan otomatis

Metode pengawetan/pengeringan lapisan konformal:

Pelapis konformal itu sendiri dapat diklasifikasikan menurut metode pengeringan dan pengawetan yang digunakan setelah pelapisan konformal selesai. Metode-metode ini adalah:

1- Perawatan panas / panas: Lapisan konformal dikeringkan pada suhu tinggi. Laju pengeringan jauh lebih cepat daripada pengeringan/pengawetan suhu ruangan normal.

2- Pengeringan kondensasi: Lapisan konformal PCB dikeringkan pada suhu sekitar, kelembaban di atmosfer memperlambat proses pengawetan atau pengeringan.

3- ULTRAVIOLET (UV) curing: Di sini PCB dengan lapisan konformal terkena radiasi UV. Energi uv menentukan kecepatan curing lapisan konformal PCB

4- Curing oksidasi: Dalam metode ini, konformer PCB terpapar ke lingkungan udara terbuka dengan oksigen atmosfer dalam jumlah besar, yang akan membantu dalam pengeringan/penyembuhan konformer berbasis pelarut

5- Catalytic curing: Ini adalah proses curing conformal coating di mana dua bahan digabungkan menjadi satu, salah satunya adalah conformal coating. Setelah pelapis menyatu dengan bahan katalis lain, proses curing tidak dapat dihentikan sampai selesai.

Klasifikasi lapisan konformal:

Ada lima lapisan konformal utama yang digunakan: resin akrilik, resin epoksi, silikon, poliuretan (PU) dan pelapis poliparaksilena.

L Resin akrilik (AAR):

Akrilik ideal untuk elektronik umum (biaya rendah dan volume tinggi) karena AAR tidak mahal dan dapat dengan mudah diterapkan pada permukaan PCB dengan kuas, celup, dan penyemprotan manual atau otomatis, mengurangi waktu penyelesaian dan menghasilkan produk yang hemat biaya.

Manfaat:

1 – biaya rendah

2- Mudah untuk aplikasi robot manual atau otomatis

3- Mudah untuk dikerjakan ulang

4- Perlindungan kelembaban yang sangat baik

5- Elastisitas permukaan yang baik, dapat menahan pelepasan tegangan statis, dan tidak bereaksi dengan atmosfer, oleh karena itu membantu menyembuhkan melalui penguapan pelarut

kekurangan:

1- Karena penggunaan metode pengawetan/pengeringan atmosfer untuk bahan ini, sistem ventilasi yang tepat perlu dipastikan

2- Pemeliharaan viskositas rendah

3- Ketahanan aus yang rendah dan ketahanan kimia

L Lapisan konformal epoksi (ER):

Pelapisan konformal berdasarkan resin epoksi dapat diselesaikan dengan sikat tangan, semprotan atau pelapis celup. Penyemprotan dianjurkan untuk volume yang lebih besar dan untuk volume yang lebih kecil atau PCB prototipe.

Manfaat:

1- Ketahanan kelembaban tinggi dan ketahanan dielektrik yang baik

2- Ketahanan kimia yang sangat baik, ketahanan abrasi, ketahanan kelembaban dan suhu tinggi hingga 150 OC

kekurangan:

Cat konformal 1-epoksi sangat keras dan kaku dan dapat merusak PCB dan komponennya jika dicoba terkelupas atau dilepas. Hapus lapisan dengan menggunakan pelarut berbahaya

2- Kinerja suhu rendah yang buruk

3- Penyusutan curing tinggi

4- Mereka sulit untuk diulang

L Lapisan konformal resin silikon (OSR):

Yang paling lembut dari dua jenis pelapis konformal di atas adalah pelapis konformal resin silikon (OSR). Mereka banyak digunakan dalam PCB lampu LED tanpa mengurangi intensitas cahaya atau perubahan warna. Ideal untuk pemasangan PCB pada kelembaban tinggi dan paparan udara. Cocok untuk PCB dengan suhu operasi tinggi dan daya tinggi

Manfaat:

1- Ketahanan kimia yang baik, tahan kelembaban, semprotan garam dan suhu tinggi hingga 200 OC

2- Fleksibilitas yang baik membuatnya tahan terhadap tekanan getaran pada PCB dari lingkungan eksternal.

3- Cocok untuk aplikasi luar ruangan PCB dengan kelembaban tinggi

Keburukan:

1- Tidak tahan aus karena sifat karet

2- Dapat dikerjakan ulang, tetapi tidak mudah, membutuhkan pelarut khusus, waktu perendaman yang lama dan pengadukan seperti sikat atau rendaman ultrasonik

3- Kekuatan mekanik rendah, daya rekat lemah pada substrat PCB

Lapisan konformal L Polyurethane (PU):

Cocok untuk aplikasi PCB di otomotif, industri, instrumentasi dan telekomunikasi. Di luar angkasa, khususnya, uap bahan bakar terus-menerus bertabrakan dengan bagian utama peralatan elektronik dan dengan demikian menembus ke interior dan memengaruhi papan PCB

Manfaat:

1- Ketahanan tinggi terhadap kelembaban, bahan kimia (asam dan alkali) dan keausan

kekurangan:

1- Setelah proses curing yang lama, cenderung menguning pada suhu tinggi karena kandungan VOC-nya yang tinggi

2- Seperti silikon, tidak mudah dilepas sepenuhnya

Lapisan konformal poliparaksilena:

Jenis pelapis ini cocok untuk avionik, mikroelektronika, sensor, sirkuit frekuensi tinggi, dan komponen berbasis PCB yang padat. Ini diterapkan dengan cara deposisi uap.

Manfaat:

1- Kekuatan dielektrik yang sangat baik

2- Ketahanan tinggi terhadap kelembaban, pelarut, suhu ekstrim dan korosi asam

3- Dapat diaplikasikan secara merata dengan cat yang sangat tipis.

kekurangan:

1- Pembongkaran/pengerjaan ulang sangat sulit

2- Biaya tinggi adalah kelemahan terbesar.