Konformal kaplama kalınlığı

Konformal kaplama kalınlığı, Endüstri Teknik açısından elektronik kart üzerine ne kadar ürün uygulandığını gösteren basit bir ölçüm değildir. Doğru film yapısı; PCB yüzeyinin nem, kirlenme ve çevresel etkilerden korunması, komponent çevrelerinde gereksiz ürün birikmesinin önlenmesi, kaplamanın kontrollü kürlenmesi ve ileride yapılabilecek bakım işlemlerinin kolaylaştırılması açısından birlikte değerlendirilmelidir. Çok ince kalan film bazı bölgelerde koruma sürekliliğini azaltabilirken gereğinden kalın uygulama; kenarlarda yığılma, uzun kuruma süresi, solventin film içerisinde tutulması ve rework işlemlerinin zorlaşması gibi sonuçlar oluşturabilir.

Elektronik üretimde “conformal coating kaç mikron olmalı?” sorusu sık sorulur. Ancak bütün ürünler ve bütün PCB tasarımları için geçerli tek bir mikron değeri bulunmaz. Kullanılan kaplama kimyası, ürünün üretici tarafından tanımlanan yapısı, kart geometrisi, uygulama metodu, komponent yoğunluğu ve projenin kabul kriterleri birlikte değerlendirilmelidir.

Örneğin DOWSIL 1-2577 gibi silikon reçine esaslı ince film konformal kaplamalarda mikron seviyesindeki film dağılımı önemliyken DOWSIL 3145 gibi lokal silikon adhesive/sealant ürünlerinde yaklaşım farklıdır. İkinci durumda amaç kartın tamamında homojen mikron seviyesinde bir yüzey filmi oluşturmak değil, komponent çevresi veya belirli bağlantı noktalarında daha lokal mekanik koruma sağlamaktır.

Bu ayrım yapılmadığında elektronik kartın tamamına gereğinden fazla ürün uygulanabilir veya tam tersine mekanik desteğe ihtiyaç duyan bir bölgede yalnızca çok ince coating filmi kullanılarak yetersiz bir çözüm oluşturulabilir. Endüstri Teknik, uygulama planlamasında önce kartın tamamının mı korunacağı, yoksa yalnızca kritik bölgelerde daha güçlü lokal silikon yapıya mı ihtiyaç duyulduğunun belirlenmesini önemser.

Konformal kaplama kalınlığı neden önemlidir?

Konformal kaplama kalınlığı çok düşük kaldığında PCB üzerinde kaplamanın dağılımı düzensiz hale gelebilir. Özellikle kart üzerindeki keskin kenarlarda, lehim noktalarında, komponent bacaklarında veya yüzey yüksekliğinin hızla değiştiği bölgelerde film beklenenden daha ince oluşabilir.

Elektronik kart dışarıdan tamamen kaplanmış gibi görünse bile her bölgenin aynı koruma seviyesinde olduğu varsayılmamalıdır. İnce kalan lokal noktalar çevresel nem, toz veya kirleticilerin hassas yüzeylere ulaşmasını kolaylaştırabilir.

Özellikle saha koşullarında çalışan elektronik sistemlerde bu konu daha önemlidir. Yüksek nem, sıcaklık değişimleri veya yoğuşma ihtimalinin bulunduğu ortamlarda coating filminin sürekliliği uzun vadeli kart güvenilirliği açısından dikkatle değerlendirilmelidir.

Diğer tarafta gereğinden fazla ürün kullanılması da daha iyi koruma anlamına gelmez.

Kaplama komponent kenarlarında veya kartın belirli bölgelerinde birikebilir. Düz yüzey üzerinde kabul edilebilir görünen film, komponent çevresinde çok daha kalın hale gelebilir.

Kalın bölgelerde kuruma veya kürlenme süreci uzayabilir. Solvent içeren coating sistemlerinde solventin filmden uzaklaşması daha fazla zaman gerektirebilir.

Kaplamanın daha sonra kaldırılması gereken bakım işlemleri de zorlaşabilir. Yoğun elektronik kartlarda küçük bir komponentin değiştirilmesi için geniş ve kalın coating tabakasının kaldırılması gerekebilir.

Bu nedenle üretimde hedef “olabildiğince kalın kaplama” değildir. Asıl hedef, ürün ve uygulama için tanımlanan aralık içerisinde mümkün olduğunca dengeli ve tekrar edilebilir film meydana getirmektir.

Conformal coating kaç mikron olmalıdır?

Conformal coating kaç mikron sorusuna doğru cevap verebilmek için önce kullanılan ürünün teknik yapısı bilinmelidir.

DOWSIL 1-2577 için teknik verilerde yaklaşık 3 mil, yani yaklaşık 75 mikron kaplama üzerinden örnek bir proses programı bulunmaktadır. Bu değer, ürünün film kalınlığı ile kürlenme prosesinin birlikte değerlendirilmesine yönelik bir referanstır.

Ancak yaklaşık 75 mikron bilgisinin bütün elektronik kartlarda uygulanması gereken zorunlu film kalınlığı şeklinde yorumlanması doğru olmaz.

Kartın kullanım ortamı, proses yöntemi ve üretim tasarımı farklı olduğunda gereken film yapısı da değişebilir.

Örneğin otomatik sprey sistemiyle kaplanan bir kartta belirli geçiş sayısı ve nozül hızı hedef filme ulaşabilirken, aynı ürün daldırma yöntemiyle uygulandığında farklı proses ayarlarına ihtiyaç duyabilir.

Film kalınlığının yalnızca nominal değer üzerinden değerlendirilmesi de yeterli değildir.

PCB’nin orta bölümünde hedef değer yakalanabilir ancak yüksek bir komponentin arka kısmında sprey gölgelenmesi nedeniyle film çok daha ince kalabilir.

Benzer şekilde kart kenarlarında veya dikey bölgelerde ürün birikmesi oluşabilir.

Bu nedenle “conformal coating kaç mikron?” sorusunun yanında “film kart üzerinde nasıl dağılıyor?” sorusu da mutlaka sorulmalıdır.

Endüstri Teknik, coating uygulamasının ürün tüketimi üzerinden değil, gerçek kart üzerindeki film davranışı ve proses tekrarlanabilirliği üzerinden değerlendirilmesini önemser.

Pcb film kalınlığı hangi faktörlerden etkilenir?

Pcb film kalınlığı seçilen uygulama yöntemine göre ciddi biçimde değişebilir.

Sprey uygulamada nozül basıncı, kart ile nozül arasındaki mesafe, robot veya operatör hareket hızı, püskürtme açısı ve uygulanan kat sayısı film kalınlığını etkiler.

Nozül kart üzerinde daha yavaş hareket ettiğinde aynı bölgeye daha fazla ürün ulaşabilir.

Hız artırıldığında film daha ince hale gelebilir.

Aynı zamanda komponent yüksekliği de önemlidir. Yüksek bir komponentin ön yüzeyi yoğun coating alırken arka tarafında daha düşük film oluşabilir.

Fırça uygulamasında operatör etkisi daha belirgindir. Fırçaya alınan ürün miktarı, aynı bölgeden kaç defa geçildiği ve uygulama yönü kaplama dağılımını değiştirir.

Flow prosesinde kartın eğimi, ürünün akış yönü ve kullanılan miktar belirleyici olabilir.

Dip coating yönteminde kartın ürüne giriş ve çıkış hızı, tank içerisindeki bekleme süresi ve ürünün viskozitesi film yapısını doğrudan etkileyebilir.

Bu nedenle pcb film kalınlığı yalnızca ürünün teknik özelliği değildir; uygulama ekipmanının ve üretim metodunun da sonucudur.

Seri üretimde aynı kartın her partide benzer film yapısına sahip olması isteniyorsa proses parametrelerinin standardize edilmesi gerekir.

Konformal kaplama kalınlığı nasıl kontrol edilir?

Konformal kaplama kalınlığı kontrol edilirken yaş film ile kürlenmiş kuru film birbirinden ayrılmalıdır.

Yaş film, ürün henüz kürlenmeden veya kurumadan önce yüzeyde bulunan kaplama miktarını ifade eder.

Islak film tarağı bu aşamada kullanılabilecek pratik kontrol araçlarından biridir. Ürün henüz yaş durumdayken yapılan ölçüm, üretim parametrelerinin hedeflenen kaplama miktarına yakın olup olmadığını erken aşamada değerlendirmeye yardımcı olur.

Bu yöntem yeni bir coating prosesinin devreye alınması sırasında özellikle yararlıdır.

Örneğin otomatik sprey sisteminde nozül basıncı ve hareket hızı ayarlanırken farklı parametrelerle uygulama yapılabilir ve yaş film ölçümleri karşılaştırılabilir.

Böylece kürlenme tamamlanmadan prosesin ne yönde değiştiği görülebilir.

Seri üretimde de belirli aralıklarla yaş film kontrolü yapılması proses sapmalarının fark edilmesine yardımcı olabilir.

Nozül aşınması, ürün viskozitesinin değişmesi veya uygulama basıncındaki farklılıklar zaman içerisinde film miktarını etkileyebilir.

Kuru film kontrolünde ise yalnızca tek bir mikron ölçümüne bakılmamalıdır.

Film kart üzerinde dengeli mi?

Komponent kenarlarında yığılma var mı?

Keskin noktalarda film incelmiş mi?

Kaplanmaması gereken alanlara ürün taşmış mı?

Bu soruların da yanıtlanması gerekir.

UV indikatör içeren conformal coating ürünlerinde uygun UV kontrolü, ürünün kart üzerindeki dağılımının değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Ancak UV kontrolü doğrudan mikron ölçümü anlamına gelmez. UV altında ürünün varlığı ve kaplama sürekliliği daha kolay görülebilir; kesin film kalınlığı için uygun bir ölçüm yöntemi ayrıca kullanılmalıdır.

Kalınlık toleransı neden önemlidir?

Elektronik kart üretiminde tek bir noktada doğru değer ölçmek yeterli değildir.

Örneğin hedef değer 75 mikrona yakın olabilir ve kartın merkezindeki ölçüm bu değeri gösterebilir. Ancak kartın diğer bölümünde 30 mikrona düşen veya 150 mikrona çıkan film bulunuyorsa proses dengeli değildir.

Bu nedenle tolerans kavramı nominal değerden daha anlamlı hale gelir.

Kart üzerindeki kritik ölçüm noktaları üretim öncesinde belirlenebilir.

Düz yüzeylerden bir veya daha fazla referans alan seçilebilir.

Yüksek komponentlerin çevresi kontrol edilebilir.

Lehim yoğunluğunun fazla olduğu alanlar ayrıca değerlendirilebilir.

Kart kenarları incelenebilir.

Aynı noktalar her üretim partisinde tekrar ölçüldüğünde prosesin zaman içerisindeki değişimi daha doğru takip edilir.

Farklı vardiyalarda çalışan operatörlerin farklı bölgelerden rastgele ölçüm yapması, sonuçların karşılaştırılmasını zorlaştırır.

Endüstri Teknik, ölçüm yöntemi kadar ölçüm noktasının da standardize edilmesini üretim kalitesinin parçası olarak görür.

Konformal kaplama kalınlığı ürün tipine göre neden değişir?

Konformal kaplama kalınlığı konuşulurken en önemli ayrımlardan biri ince film coating ürünleri ile lokal RTV silikon ürünleridir.

DOWSIL 1-2577 gibi silikon reçine esaslı ürünler PCB üzerinde ince koruyucu film oluşturmak için tasarlanmıştır.

Bu tip ürünlerde mikron seviyesindeki film dağılımı, homojenlik ve coating sürekliliği önemlidir.

DOWSIL 3145 ise farklı bir teknik yapıya sahiptir.

Tek komponentli ve akma yapmayan silikon adhesive/sealant ürünü olarak komponent montajı, modül açıklıkları ve kablo çevresi gibi lokal uygulamalarda değerlendirilebilir.

Bu nedenle DOWSIL 3145 için klasik conformal coating ürünlerindeki gibi bütün kart boyunca homojen mikron kalınlığı hedeflenmez.

Burada silikonun hacmi, komponentle temas alanı, mekanik destek miktarı ve kürlenme derinliği daha önemli hale gelebilir.

Örneğin kartın tamamında ince bir çevresel bariyer oluşturmak için DOWSIL 1-2577 değerlendirilebilir.

Ancak yüksek bir komponent titreşim altında hareket ediyorsa bu komponent çevresinde DOWSIL 3145 benzeri lokal silikon desteğine ihtiyaç duyulabilir.

Tüm kartın film kalınlığını artırarak aynı mekanik desteği sağlamaya çalışmak doğru ürün kullanım yaklaşımı değildir.

İnce film coating ile lokal silikon koruma arasındaki fark

İnce film coating sisteminin temel amacı PCB yüzeyini takip eden koruyucu katman oluşturmaktır.

Bu katman lehim noktaları, uygun komponent yüzeyleri ve iletken bölgeler üzerinde çevresel bariyer meydana getirebilir.

Lokal RTV silikon ise farklı görev üstlenir.

Kablo geçişinde sızdırmazlık gerekebilir.

Büyük komponent titreşim nedeniyle mekanik desteğe ihtiyaç duyabilir.

Muhafaza açıklığının elastik biçimde kapatılması gerekebilir.

Bu durumlarda kartın tamamına kalın coating uygulamak yerine yalnızca ihtiyaç bulunan bölgede lokal silikon kullanmak daha kontrollü bir çözüm oluşturabilir.

Elektronik kart koruması bu nedenle tek ürün kullanılması gereken bir işlem değildir.

İnce film kaplama ve lokal silikon aynı cihaz içerisinde farklı görevleri yerine getirebilir.

Endüstri Teknik, uygulama değerlendirmesinde bu görev ayrımının üretime başlamadan yapılmasını önemser.

Fazla kaplama hangi sorunları oluşturabilir?

Fazla coating ilk bakışta daha güçlü koruma gibi görülebilir ancak proses açısından çeşitli sorunlara neden olabilir.

Solvent içeren ürünlerde kalın film solventin içeride daha uzun süre kalmasına yol açabilir.

Yüzeyde kabarcık veya blister oluşabilir.

Kart geometrisinin belirli bölgelerinde ürün birikebilir.

Komponent işaretlerinin okunması zorlaşabilir.

Rework sırasında kaplamanın kaldırılması daha fazla zaman alabilir.

Konektör veya test noktası çevresindeki maskelenmiş alanlara coating taşma ihtimali artabilir.

Ayrıca gereksiz ürün kullanımı üretim maliyetini yükseltir.

Bu nedenle conformal coating kaç mikron sorusuna “ne kadar kalın olursa o kadar iyi” şeklinde yaklaşmak teknik açıdan doğru değildir.

Film kalınlığı koruma, proses süresi, üretim tekrarı ve bakım ihtiyacının birlikte değerlendirilmesiyle belirlenmelidir.

Çok ince film hangi riskleri oluşturabilir?

Çok ince filmde ilk sorun kaplama sürekliliğidir.

PCB yüzeyi tamamen düz değildir.

Lehim uçları, komponent bacakları, bakır bölgeler ve çeşitli yüzey yükseltileri bulunur.

Coating bu geometrinin üzerinde ilerlerken keskin kenarlarda daha ince kalabilir.

Özellikle sprey kaplamada gölgelenme bulunan bölgelerde ürün miktarı azalabilir.

Kartın düz alanında yeterli görünen film komponent arkasında aynı seviyede olmayabilir.

Bu durum yalnızca görsel kalite konusu değildir.

Nem, kir ve çevresel etkilerin azaltılması hedefleniyorsa yüzeyde beklenmeyen açık bölgeler koruma seviyesini düşürebilir.

Bu nedenle pcb film kalınlığı değerlendirmesinde en ince bölgenin nerede oluştuğu da önemlidir.

Pcb film kalınlığı ölçümünde yaş ve kuru film farkı

Pcb film kalınlığı ölçümü yapılırken yaş film ile kuru film değerlerinin birbirinin aynısı olmadığı unutulmamalıdır.

Ürün uygulandığı anda belirli miktarda sıvı malzeme yüzeyde bulunur.

Kürlenme veya kuruma sırasında ürünün yapısına bağlı olarak film karakteri değişir.

Bu nedenle yaş film tarağından okunan değer, doğrudan son kuru film kalınlığı olarak kabul edilmemelidir.

Yaş film ölçümü proses kontrol aracıdır.

Kuru film ise nihai coating yapısının değerlendirilmesine yöneliktir.

Üretimde her iki yaklaşımın birlikte kullanılması daha kontrollü sonuç sağlar.

Özellikle yeni ürün veya yeni coating ekipmanı devreye alınırken yaş-kuru film ilişkisi gerçek kart üzerinde doğrulanabilir.

Uygulama yönteminin kalınlık dağılımına etkisi

Sprey sistemler kontrollü ve tekrarlanabilir coating için yaygın şekilde değerlendirilebilir. Otomatik uygulama ekipmanında hareket hızı, nozül mesafesi ve ürün debisi programlanabilir.

Ancak otomasyon kullanılması film kalınlığının otomatik olarak doğru olduğu anlamına gelmez.

Nozül tıkanabilir.

Viskozite değişebilir.

Ürün basıncı farklılaşabilir.

Kart fikstüründeki küçük konum değişiklikleri püskürtme geometrisini etkileyebilir.

Bu nedenle otomatik hatlarda da periyodik kontrol yapılmalıdır.

Fırça yöntemi daha düşük hacimli üretimlerde veya lokal işlemlerde kullanılabilir ancak operatör etkisi daha fazladır.

Dip coating yüksek adetli uygun kartlarda tercih edilebilir. Burada tanktan çekme hızının standardizasyonu önemlidir.

Flow yönteminde ürünün kart üzerindeki hareketi ve kart açısı kontrol edilmelidir.

Endüstri Teknik, hedef pcb film kalınlığı belirlenirken yalnızca ürün değil kullanılacak kaplama ekipmanının da dikkate alınmasını önerir.

UV kontrolü mikron ölçümü müdür?

UV indikatörlü coating ürünleri kalite kontrolünü kolaylaştırabilir.

Yarı şeffaf veya şeffafa yakın coating normal ışık altında kart üzerinde zor fark edilebilir.

UV altında kaplanmış alanın daha kolay görülmesi üretimde önemli bir kontrol sağlar.

Eksik alanlar fark edilebilir.

Maskelenmiş bölgeye ürün taşması görülebilir.

Film dağılımındaki belirgin süreksizlikler incelenebilir.

Ancak UV parlaklığı doğrudan mikron ölçüm sonucu olarak değerlendirilmemelidir.

Film kalınlığının kesin değeri gerekiyorsa uygun kalınlık ölçüm metodu kullanılmalıdır.

UV inspection ile kalınlık ölçümünün birlikte kullanılması, coating prosesinin hem sayısal hem de görsel açıdan daha kapsamlı değerlendirilmesini sağlar.

Rework işlemlerinde film kalınlığının etkisi

Elektronik kartlarda bakım ve komponent değişimi üretim sonrasında da gerekebilir.

Conformal coating bulunan bir PCB’de ilgili komponentin çevresindeki filmin kontrollü biçimde kaldırılması gerekir.

Düzgün ve kontrollü film rework işlemini kolaylaştırabilir.

Gereğinden kalın veya düzensiz birikmiş coating ise lehim bölgelerine ulaşmayı zorlaştırabilir.

DOWSIL 1-2577 benzeri coating sistemlerinde uygun yöntemlerle lokal kaplama kaldırılabilir ve komponent değişiminin ardından bölge yeniden kaplanabilir.

Rework tamamlandığında eski filmin gevşek parçaları bırakılmamalıdır.

Kart yüzeyi temizlenmeli ve yeni coating eski sağlam kaplamayla kontrollü bir geçiş oluşturacak şekilde uygulanmalıdır.

Bu nedenle film kalınlığı yalnızca ilk üretim performansına göre belirlenmemelidir. Cihazın bakım stratejisi de düşünülmelidir.

Konformal kaplama kalınlığı üretimde nasıl standardize edilir?

Konformal kaplama kalınlığı seri üretimde operatör yorumuna bırakılmaması gereken bir parametredir.

İlk olarak kullanılacak coating ürünü ve uygulama yöntemi belirlenmelidir.

Ardından hedef film aralığı tanımlanmalıdır.

Kontrol noktaları kart üzerinde işaretlenebilir.

Yaş film ölçüm yöntemi belirlenebilir.

Gerekli projelerde kuru film ölçümü uygulanabilir.

UV inspection kullanılan ürünlerde kontrol kriterleri yazılı hale getirilebilir.

Nozül hareketi, ürün basıncı veya dip coating çıkış hızı gibi proses parametreleri kayıt altına alınabilir.

Yeni üretim lotunda veya belirli periyotlarda referans kart kontrol edilebilir.

Böylece proses yalnızca ilk kurulum sırasında değil üretim boyunca takip edilir.

Operatör değiştiğinde veya yeni vardiya başladığında aynı kriterlerin kullanılması kartlar arasındaki farklılıkların azaltılmasına yardımcı olur.

DOWSIL 1-2577 ne zaman değerlendirilir?

DOWSIL 1-2577, rigid ve flexible elektronik devre kartlarında ince film koruması gereken uygulamalarda değerlendirilebilir.

Silikon reçine esaslı tek komponentli yapısı, farklı coating yöntemlerine uyarlanabilmesini sağlar.

UV indicator özelliği üretim kontrolünü destekleyebilir.

Kürlenme sonrasında daha sert, elastoplastik ve aşınmaya dirençli bir yüzey oluşturması mekanik temas ihtimalinin bulunduğu kartlarda dikkate alınabilir.

Yaklaşık 75 mikron üzerinden verilen proses örneği, ürünün film kalınlığıyla kürlenme şartlarının birlikte planlanması gerektiğini gösterir.

Ancak gerçek hedef film her projenin kendi tasarımı ve proses şartlarına göre doğrulanmalıdır.

DOWSIL 3145 hangi durumda değerlendirilir?

Kart üzerinde lokal olarak daha güçlü silikon kütlesine ihtiyaç duyulduğunda ince film coating farklı bir ürün grubuyla desteklenebilir.

Titreşen komponent çevresinde mekanik destek gerekebilir.

Modül veya muhafaza açıklığı kapatılabilir.

Kablo ya da elektriksel bağlantı çevresinde lokal silikon uygulaması gerekebilir.

Bu tip uygulamalarda DOWSIL 3145 değerlendirilebilir.

Ürün klasik ince film conformal coating değildir.

Bu nedenle bütün PCB yüzeyinde mikron seviyesinde homojen dağılım hedeflemek için DOWSIL 3145 kullanılması doğru ürün mantığı değildir.

Genel kart koruması ve lokal mekanik koruma ayrı ihtiyaçlar olarak değerlendirilmelidir.

Endüstri Teknik ile doğru film kalınlığının belirlenmesi

Elektronik kart kaplamasında doğru kalınlık, katalogdan tek bir sayı seçerek belirlenmez. Kullanılacak ürünün yapısı, kart geometrisi, üretim ekipmanı, çalışma ortamı ve bakım ihtiyacı birlikte değerlendirilmelidir.

Endüstri Teknik, 1961 yılından bu yana sanayi kuruluşlarının teknik ürün seçimlerinde uygulama şartlarını temel alan bir yaklaşım benimsemektedir.

Elektronik kartın tamamına ince koruyucu film uygulanacaksa coating ürününün proses karakteri değerlendirilir.

Lokal komponent desteği gerekiyorsa farklı silikon yapıları incelenir.

Film kontrolünde yaş film tarağı, uygun kuru film ölçümü ve UV inspection gibi yöntemler proses ihtiyacına göre birlikte kullanılabilir.

Hedef, gereksiz kalınlık oluşturmak değil, kart üzerinde koruyucu ve tekrarlanabilir film meydana getirmektir.

Conformal coating kaç mikron sorusunun en doğru yanıtı, ürünün teknik yapısı ile gerçek PCB prosesinin birlikte incelenmesiyle bulunabilir.

İletişim

Endüstri Teknik Ltd. Şti.

Adres: Aşağı Yahyalar Mah. 995/1. Sokak No:5 (7. Kat) D:27 (Ofis Anadolu) Yenimahalle / Ankara

Telefon: 0312 925 54 74

Faks: 0312 925 64 84

Elektronik kartınız için uygun coating ürününü, hedef pcb film kalınlığı değerini, uygulama yöntemini ve kalite kontrol sürecini doğru şekilde planlamak için Endüstri Teknik ile iletişime geçebilirsiniz.