Keo phủ mạch – hay còn gọi là conformal coating là một trong những phương pháp bảo vệ mạch điện tử hiệu quả và được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Phương pháp này sử dụng keo bảo vệ để tạo ra một lớp phủ, giúp mạch chống nước, chống ẩm, chống ăn mòn, chống hóa chất, và cách điện,…

Tất nhiên, giống như các biện pháp bảo vệ bảng mạch in khác, keo bảo vệ mạch cũng có những ưu và nhược điểm riêng. Bài viết này sẽ cung cấp toàn bộ thông tin từ tổng quan đến chi tiết về giải pháp keo phủ mạch, từ đặc điểm, cách lựa chọn keo, ưu điểm, khó khăn khi ứng dụng và cách khắc phục, đến các loại vật liệu, phương pháp và quy trình phủ bảng mạch. Từ đó, giúp nhà sản xuất có thể đưa ra lựa chọn thích hợp tùy thuộc vào từng ứng dụng và môi trường hoạt động của sản phẩm.

Lớp phủ bảng mạch (Conformal Coating) là gì?

Lớp phủ bảng mạch, thường gọi là conformal coating, là một màng mỏng vật liệu polyme được phủ lên trên bảng mạch in điện tử để bảo vệ bảng mạch và các linh kiện trên nó khỏi môi trường hoạt động và khỏi ăn mòn. Lớp màng này thường được sử dụng với chiều dày từ 25-250µm, “bao bọc” theo hình dạng bảng mạch và bảo vệ bảng mạch đó cũng như các linh kiện.

Giải pháp Conformal Coating của Prostech

Lợi ích và mục đích của keo phủ mạch điện tử (Conformal Coating)

Keo phủ mạch điện tử (conformal coating) đáp ứng nhiều mục đích khác nhau trong việc bảo vệ và nâng cao hiệu suất của các thiết bị điện tử như:

• Bảo vệ bảng mạch in khỏi môi trường hoạt động khắc nghiệt: Conformal Coating được thiết kế để bảo vệ bảng mạch khỏi độ ẩm, bụi bẩn, nấm mốc, nhiệt độ cao, và các loại chất bẩn khác. Lớp sơn phủ này còn có thể chống chịu tốt với nhiều loại dung môi, sự tấn công của các hóa chất mạnh và nóng vì nhiệt. Thông thường, một bảng mạch khi tiếp xúc với các loại môi trường khắc nghiệt này sẽ bị giảm chất lượng và tuổi thọ, tuy nhiên sơn phủ mạch conformal coating có thể giúp làm chậm lại quá trình này hoặc giúp ngăn tác nhân đó ảnh hưởng đến bảng mạch. Nếu bảng mạch không được bảo vệ, hiện tượng rò rỉ và ăn mòn có thể xảy ra bất cứ lúc nào từ đó khiến các thành phần nhạy cảm dễ dàng bị phá hủy.
  

• Cải thiện các tính chất điện môi của bảng mạch: Bảng mạch in điện tử (PCB) ngày càng nhỏ gọn nhưng phải thực hiện những chức năng ngày càng phức tạp, dẫn đến các kết nối điện trên bảng mạch dày đặc và phức tạp. Lớp keo phủ mạch cho mạch điện còn hỗ trợ về mặt cơ khí đối với các linh kiện điện tử được hàn trên mạch và các mối hàn của chúng. Bên cạnh đó conformal coating còn giúp làm cô đọng các footprint của mạch, cho phép siết gần lại khoảng cách giữa các linh kiện điện tử. Điều này có thể giúp giảm kích thước tổng thể của thiết bị và tiết kiệm không gian. Lớp phủ giúp giảm độ rò rỉ điện, tăng điện trở bề mặt, cải thiện hiệu suất cách điện và giảm nhiễu điện từ, bảo vệ các linh kiện khỏi hiện tượng phóng điện và duy trì hiệu suất ổn định ngay cả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Nhờ đó, bảng mạch được bảo vệ tốt hơn, hoạt động ổn định và có độ tin cậy cao hơn.
• Hỗ trợ tản nhiệt: Nhiệt độ là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hư hại đối với các linh kiện điện tử, vì thế bảng mạch điện tử phải được quản trị nhiệt một cách hiệu quả. Các lớp phủ hữu cơ hiếm khi được sử dụng với mục đích chính là dẫn nhiệt bởi chúng có hệ số dẫn nhiệt thấp. Các chất độn có thể được bổ sung vào vật liệu lớp phủ để tăng hệ số dẫn nhiệt, nhưng nó đồng thời làm giảm hiệu quả cách điện do các hạt này thường là kim loại, phi kim. Do đó, phương pháp làm tăng độ dẫn nhiệt này chỉ được sử dụng ở một số trường hợp đặc biệt. Thường thì lớp phủ bảng mạch được sử dụng với chiều dày mỏng nhất có thể để quá trình truyền nhiệt dễ dàng, do lượng nhiệt truyền đi tỉ lệ nghịch với chiều dày.
• Bảo mật thông tin thiết kế: Một vài loại keo phủ mạch điện tử có màu đen giúp che phủ các bề mặt có chứa dấu hiệu, nhãn mác, hoặc các thông tin nhận dạng khác cũng như các thông tin cần được bảo mật xuất hiện trên bề mặt bảng mạch in, do đó giúp bảo mật thông tin tốt hơn.

Vì những tính năng và tiện ích vượt trội như vậy, hiện nay keo bảo vệ mạch được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng và hầu hết các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, xe đạp điện, sản xuất thiết bị gia dụng như tủ lạnh, ti vi, máy giặt,…

Đọc chi tiết tại: Lớp phủ bảo vệ mạch điện tử – Thông tin Cơ bản

Ưu và nhược điểm của lớp phủ bảng mạch

Trong số các giải pháp bảo vệ bảng mạch điện tử như: potting/ encapsulating và đúc nhựa áp lực thấp, lớp phủ bảo vệ bảng mạch khác biệt ở khả năng bảo vệ bảng mạch điện tử chỉ với một lớp mỏng vật liệu. Vì vậy, phương pháp này có một số ưu điểm sau:

• Bảo vệ hiệu quả với lớp mỏng: Giảm khối lượng và kích thước của PCB, phù hợp cho thiết kế nhỏ gọn và chính xác.
  
• Dễ kiểm tra và sửa chữa: Linh hoạt trong việc lựa chọn lớp phủ trong suốt hoặc có màu, dễ quan sát và bảo mật thiết kế.
  
• Ít gây ứng suất lên linh kiện: Đặc biệt hữu ích cho các linh kiện có chân mỏng hoặc nhỏ.
  
• Đa dạng phương pháp áp dụng: Từ quét thủ công đến tra tự động, phù hợp với quy mô sản xuất và yêu cầu kỹ thuật.
  
• Tiết kiệm thời gian và chi phí: Giảm nhu cầu sử dụng khuôn đúc và bao mạch, tiết kiệm thời gian sửa chữa, nhân công và chi phí sản xuất.

Bên cạnh những ưu điểm kể trên, có một số nhược điểm của lớp phủ bảng mạch cần được cân nhắc kĩ lưỡng như:

• Khả năng bảo vệ có giới hạn: Lớp phủ bảng mạch cũng không quá hiệu quả trong việc bảo vệ PCB khỏi rung động và va đập do màng này rất mỏng. Đối với các ứng dụng trực tiếp chịu các tác động rung động và va đập, phương pháp potting/encapsulating và đúc nhựa áp lực thấp thường được ưu tiên hơn.
  
• Chi phí bắt đầu cao: Đầu tư ban đầu cho thiết bị phun hoặc các hệ thống tự động có thể cao, mặc dù chi phí sản xuất có thể giảm trong dài hạn.
• Yêu cầu về kỹ thuật áp dụng: Nếu quá trình phủ không được thực hiện chính xác, lớp phủ có thể không đồng đều. Ngoài ra, việc tránh phủ lên các linh kiện nhạy cảm hoặc những linh kiện cần chỉnh sửa sau này cũng rất quan trọng để đạt hiệu quả tối ưu. Trong quá trình phủ mạch, nhà sản xuất có thể sử dụng lớp phủ tạm thời (masking) để che chắn các bộ phận.

Việc sử dụng keo phủ mạch để bảo vệ bảng mạch phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và điều kiện sản xuất. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực keo dính, Prostech sẵn sàng hỗ trợ khách hàng trong việc tư vấn cung cấp giải pháp phủ mạch và tích hợp vào dây chuyền sản xuất để giải quyết các thử thách của phương pháp này cũng như giúp tối ưu hóa hiệu quả sản xuất. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí.

Quy trình phủ bảo vệ bảng mạch điện tử

Bên cạnh những lợi ích của lớp phủ bảo vệ bảng mạch điện tử , không thể phủ nhận rằng phủ bảng mạch là một quy trình không hề đơn giản. Hiểu rõ quy trình của phương pháp này giúp các nhà sản xuất và các kỹ sư sản xuất tận dụng được nó và tránh được các lỗi có thể gặp phải sau này.

Quy trình phủ bảng mạch có thể tóm tắt theo sơ đồ sau:

Tìm hiểu chi tiết các bước trong quy trình phủ mạch điện tử tại: Quy trình phủ bảo vệ bảng mạch điện tử – Làm thế nào để tạo ra một lớp phủ bảng mạch

Phương pháp phủ bảng mạch điện tử

Có nhiều phương pháp để phủ bảng mạch điện tử, và việc chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như yêu cầu về năng suất sản xuất, thiết kế bảng mạch, yêu cầu thiết bị, xử lý trước khi phủ và yêu cầu chất lượng. Các phương pháp phủ bảng mạch điện tử phổ biến có thể kể đến như:

• Phun phủ mạch thủ công
  
• Phun phủ mạch tự động
  
  
• Phủ mạch điện tử từng phần
  

• Nhúng phủ bảng mạch điện tử
  
• Quét phủ mạch điện tử
  

• Lắng đọng pha hơi

Đọc chi tiết tại: Phương pháp phủ bảng mạch điện tử

Vật liệu cho lớp phủ bảng mạch

Các sản phẩm keo phủ mạch hiện nay trên thị trường rất đa dạng như keo phủ độ nhớt cao/ thấp, màu sắc trong suốt/ có màu, keo phủ sấy khô bằng tia UV, nhiệt hay độ ẩm cùng với các gốc hóa học khác nhau như:

• Nhựa Acrylic (AR)
  
• Nhựa Silicone (SR)
  
• Nhựa Urethane (Polyurethane-UR)
  
• Nhựa Epoxy (ER)

Khi lựa chọn keo phủ mạch, điều quan trọng nhất đối với nhà sản xuất là phải nắm được những ưu nhược điểm của từng loại vật liệu cho lớp phủ bảng mạch, cần cân nhắc một số yếu tố quan trọng để lựa chọn được loại keo phủ mạch phù hợp. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực vật liệu chuyên dụng, Prostech hiểu các vấn đề kỹ thuật liên quan đến keo phủ mạch điện tử. Chúng tôi cung cấp đầy đủ giải pháp toàn diện, bao gồm tư vấn, vật liệu, thiết bị tự động hóa và mạng lưới kho lưu trữ hàng toàn quốc, hỗ trợ khách hàng các thủ tục Logistics. Định vị là một nhà cung cấp toàn diện, Prostech luôn không ngừng cố gắng để trở thành đối tác tin cậy của các nhà sản xuất tại Việt Nam cũng như trên thị trường quốc tế. Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận được tư vấn!