Pemilihan solusi pengukuran conformal coating terbaik pada PCB bergantung pada beberapa faktor utama:
- Material substrat di bawah conformal coating, seperti fiberglass, fiberglass dengan copper ground plane, atau fiberglass dengan copper traces.
- Ukuran area PCB yang tidak terisi komponen (unpopulated area).
- Rentang ketebalan conformal coating yang ditentukan.
Berdasarkan kondisi tersebut, terdapat tiga solusi pengukuran:
- Solusi #1: PCB dengan copper ground plane.
- Solusi #2: PCB tanpa copper ground plane.
- Solusi #3: PCB yang tidak memiliki akses ke permukaan.
Solusi #1: PCB dengan Copper Ground Plane
PosiTector 6000 dengan teknologi eddy current merupakan solusi sederhana dan ekonomis untuk mengukur ketebalan conformal coating pada PCB yang memiliki copper ground plane.
Pemilihan probe bergantung pada:
- Ukuran area PCB yang tidak terisi komponen.
- Ketebalan conformal coating yang diperkirakan.
- Resolusi pengukuran probe yang dibutuhkan.
Pengukuran harus dilakukan tepat di atas copper ground plane pada area PCB yang tidak memiliki komponen. Untuk memperoleh akurasi terbaik, lakukan zeroing pada solder mask sebelum mengukur ketebalan conformal coating.
Pilihan Probe PosiTector 6000
- PosiTector 6000 NS1 – solusi paling sederhana dan ekonomis.
- PosiTector 6000 NAS1 – menawarkan resolusi pengukuran yang lebih tinggi.
- PosiTector 6000 N0S1 – memiliki ujung probe berdiameter lebih kecil sehingga cocok untuk area PCB yang sempit atau sulit dijangkau.
Untuk mengurangi pengaruh operator selama pengukuran, tersedia probe fixture stand sebagai aksesori tambahan.
Solusi #2: PCB Tanpa Copper Ground Plane
PosiTector 200 B menggunakan teknologi ultrasonik dan dapat digunakan untuk mengukur ketebalan conformal coating pada beberapa jenis PCB yang tidak memiliki copper ground plane.
Namun, pengukuran ultrasonik pada PCB memiliki keterbatasan. Probe tidak dapat melakukan zeroing langsung pada solder mask, sedangkan struktur berlapis pada sebagian besar PCB dapat menghasilkan nilai ketebalan yang tidak valid pada kondisi tertentu.
Beberapa aplikasi yang dapat bekerja dengan baik antara lain:
- Pengukuran silicone coating yang relatif tebal.
- PCB dengan struktur 2 lapis.
Karena kesesuaian metode sangat bergantung pada konstruksi PCB dan jenis coating, disarankan untuk melakukan verifikasi terlebih dahulu guna memastikan solusi ultrasonik sesuai dengan aplikasi.
PosiTector 200 B memiliki:
- Rentang pengukuran: 13–1.000 µm (0,5–40 mil)
- Resolusi: 2 µm (0,1 mil)
- Diameter probe: 30 mm (1,2 inci)
- Area pengukuran aktual: sekitar 8 mm (0,3 inci)
Karena ukuran probe relatif besar, diperlukan area PCB yang cukup luas dan bebas dari komponen. Air dapat digunakan sebagai couplant selama proses pengukuran.
Solusi #3: PCB Tanpa Akses ke Permukaan
Beberapa PCB memiliki jumlah komponen yang sangat padat sehingga probe tidak dapat ditempatkan pada permukaan PCB untuk melakukan pengukuran.
Dalam kondisi tersebut, dapat digunakan metode substitusi (substitution method).
Caranya adalah dengan menempatkan metal coupon ke dalam proses aplikasi coating dan melapisinya secara bersamaan dengan PCB.
Setelah proses coating selesai, ketebalan conformal coating pada metal coupon dapat diukur menggunakan coating thickness gauge:
- PosiTector 6000 NS1 untuk metal coupon non-ferrous seperti aluminium.
- PosiTector 6000 FS1 untuk metal coupon ferrous.
Metode ini memberikan cara praktis untuk mengontrol ketebalan coating ketika permukaan PCB tidak dapat diakses secara langsung.
Latar Belakang Conformal Coating pada PCB
Conformal coating adalah lapisan pelindung yang diaplikasikan pada Printed Circuit Board (PCB) untuk melindungi komponen elektronik dan sirkuit dari berbagai kontaminan dan kondisi lingkungan.
Lapisan ini membantu melindungi PCB dari:
- Debu dan pasir
- Kelembapan
- Kabut garam (salt mist)
- Partikel konduktif
- Abrasi
- Guncangan
- Perubahan temperatur
- Ozon
- Radiasi ultraviolet
Meskipun umumnya hanya memiliki ketebalan beberapa mil, conformal coating dapat meningkatkan ketahanan lingkungan dan mekanis, sekaligus meningkatkan performa PCB melalui peningkatan kekuatan dielektrik di antara konduktor.
Jenis Conformal Coating
Material yang umum digunakan antara lain:
- Acrylic
- Silicone
- Epoxy
- Urethane
- Parylene
- UV-curable coating
Aplikasi conformal coating secara tradisional dilakukan melalui metode dipping, spraying, atau flow coating. Saat ini, metode selective coating dan sistem dispensing robotik juga semakin banyak digunakan.
Teknologi conformal coating telah berkembang dari coating berbasis pelarut yang membutuhkan waktu berjam-jam untuk curing menjadi material non-solvent yang dapat mengalami curing dalam hitungan menit dengan bantuan panas rendah.
Mengapa Ketebalan Conformal Coating Perlu Diukur?
Bagi produsen PCB, pengukuran ketebalan conformal coating terutama diperlukan untuk mengontrol biaya aplikasi coating sekaligus memastikan seluruh area mendapatkan perlindungan yang memadai.
Sementara itu, bagi pelanggan atau pengguna PCB, pengukuran ketebalan coating dapat menjadi bagian dari incoming inspection untuk memastikan produk memenuhi persyaratan kualitas yang ditentukan.
Ketebalan conformal coating yang tidak sesuai dapat memengaruhi kualitas perlindungan PCB dan berpotensi menyebabkan masalah keandalan produk dalam jangka panjang setelah proses perakitan.
Dengan memilih metode pengukuran yang sesuai berdasarkan jenis substrat, struktur PCB, akses permukaan, dan rentang ketebalan coating, pemeriksaan dapat dilakukan secara lebih akurat, cepat, dan non-destruktif.
Rekomendasi alat Pengukuran ketebalan conformal coating pada Printed Circuit Board: PosiTector 6000
Alat pengukur ketebalan lapisan cat elektronik (Coating Thickness Gage) PosiTector 6000. Perangkat genggam canggih yang menggunakan prinsip magnetik dan arus eddy untuk mengukur ketebalan cat pada substrat logam ferrous dan non-ferrous secara akurat dan cepat.
Kesimpulan
Pengukuran ketebalan conformal coating pada Printed Circuit Board (PCB) penting untuk memastikan lapisan pelindung memiliki ketebalan yang sesuai, memberikan perlindungan optimal terhadap kelembapan, debu, korosi, dan berbagai kondisi lingkungan, sekaligus membantu mengendalikan biaya produksi.
Pemilihan alat ukur harus disesuaikan dengan struktur PCB, material substrat, ukuran area yang dapat diakses, dan ketebalan coating. PosiTector 6000 dengan teknologi eddy current ideal untuk PCB dengan copper ground plane, sedangkan PosiTector 200 B dapat digunakan pada aplikasi tertentu tanpa copper ground plane. Untuk PCB yang permukaannya tidak dapat diakses karena kepadatan komponen, metode substitusi menggunakan metal coupon menjadi solusi yang praktis.
Dengan metode pengukuran yang tepat, produsen dan pengguna PCB dapat melakukan kontrol kualitas conformal coating secara cepat, akurat, dan non-destruktif, sehingga membantu meningkatkan keandalan serta umur layanan komponen elektronik.