Cara Ukur Ketebalan Conformal Coating Pada Papan PCB

Conformal coating adalah lapisan pelindung tipis yang diaplikasikan pada permukaan PCB (Printed Circuit Board). Conformal coating diaplikasikan pada PCB untuk melindungi komponen elektronik yang terpasang dari kontaminan seperti debu, pasir, kelembapan, kabut garam, dan partikel konduktif. 

Conformal coating berfungsi sebagai penghalang terhadap faktor lingkungan dan tekanan mekanis, yang secara signifikan memperpanjang umur pakai komponen elektronik serta menjaga keandalan rangkaian.

Meskipun biasanya hanya setebal beberapa mil (1 mil = 0.0254 mm), conformal coating memberikan perlindungan terhadap abrasi, guncangan, suhu ekstrem, ozon, dan radiasi UV. Selain itu, coating ini juga meningkatkan performa kelistrikan dengan menyediakan isolasi dielektrik yang lebih baik antar konduktor, memungkinkan perancangan PCB dengan kepadatan komponen yang lebih tinggi.

Beragam jenis bahan digunakan untuk conformal coating, yang paling umum adalah akrilik atau silikon. Selain itu, tersedia juga bahan berbasis epoxy, urethane, paraxylene (parylene), dan coating UV-curable. 

Teknologi conformal coating telah berkembang pesat sejak spesifikasi militer pertama dikenalkan pada tahun 1966. Saat itu, coating berbasis pelarut membutuhkan waktu pengeringan berjam-jam. Kini, berbagai formulasi bebas pelarut memungkinkan proses pengeringan berlangsung hanya dalam hitungan menit dengan pemanasan rendah.

Pentingnya Pengukuran Ketebalan Conformal Coating

Mengukur ketebalan conformal coating merupakan bagian penting dari proses kontrol kualitas dalam produksi PCB. Bagi produsen, pengukuran ini berguna untuk memastikan bahwa coating diaplikasikan secara efisien dan merata, sehingga dapat mengontrol biaya produksi tanpa mengorbankan kualitas perlindungan.

Sementara itu, pelanggan PCB biasanya melakukan inspeksi ketebalan coating sebagai bagian dari proses penerimaan barang (incoming inspection), guna memastikan bahwa produk memenuhi standar keandalan yang ditetapkan. Ketebalan yang tepat sangat krusial — terlalu tipis dapat menyebabkan perlindungan yang tidak memadai, sementara terlalu tebal bisa mengganggu fungsi komponen atau proses perakitan lebih lanjut.

Dengan demikian, pengukuran ketebalan conformal coating tidak hanya berperan dalam menjaga efisiensi produksi, tetapi juga dalam memastikan performa dan keandalan jangka panjang dari perangkat elektronik yang dilindungi.

Faktor untuk Memilih Pengukuran Ketebalan Conformal Coating

Pemilihan metode terbaik untuk mengukur ketebalan conformal coating sangat bergantung pada beberapa faktor teknis dari papan sirkuit cetak (PCB). Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan antara lain:

1. Jenis substrat di bawah lapisan coating, apakah berupa fiberglass saja, fiberglass dengan ground plane tembaga, atau fiberglass dengan jalur tembaga (copper traces).

2. Luas area kosong (unpopulated area) pada permukaan PCB yang tersedia untuk pengukuran.

3. Rentang ketebalan conformal coating yang ditetapkan.

Solusi Pengukuran Ketebalan Conformal Coating pada PCB

1. Untuk PCB dengan Copper Ground Plane

Untuk papan sirkuit cetak (PCB) yang memiliki ground plane tembaga, alat ukur PosiTector 6000 berbasis eddy-current merupakan solusi yang sederhana dan ekonomis. 

Hal-hal yang perlu diperhatikan:

• Pengukuran harus dilakukan langsung di atas area tembaga yang kosong dari komponen.

• Untuk akurasi maksimal, alat perlu dikalibrasi (zeroing) terlebih dahulu pada permukaan solder mask sebelum melakukan pengukuran ketebalan coating.

• Pemilihan probe bergantung pada ukuran area kosong, ketebalan coating yang diharapkan, dan resolusi pengukuran yang diinginkan (Tabel 1).

Tabel 1. Model standar PosiTector 6000 dengan prinsip Eddy-Current.

Pilihan produk:

• PosiTector 6000 NS1: Opsi paling sederhana dan ekonomis.

• PosiTector 6000 NAS1: Menyediakan resolusi pengukuran yang lebih tinggi, dengan sedikit peningkatan biaya.

• PosiTector 6000 N0S1: Memiliki ujung probe berdiameter kecil, cocok untuk mengukur area kosong yang sempit atau sulit dijangkau.

• Aksesori tambahan: Tersedia probe fixture stand opsional untuk meminimalkan pengaruh operator pada hasil pengukuran.

2. Untuk PCB Tanpa Copper Ground Plane

Untuk PCB yang tidak memiliki ground plane tembaga, dapat menggunakan alat ukur ultrasonik PosiTector 200 B. 

Metode pengukuran ultrasonik memiliki keterbatasan karena probe tidak dapat dikalibrasi pada solder mask. Struktur berlapis pada sebagian besar PCB dapat menyebabkan nilai ketebalan yang keliru pada beberapa pengukuran. Namun, metode ini cocok untuk beberapa aplikasi tertentu, seperti: pengukuran pada coating silikon yang tebal dan pengukuran pada PCB dua lapis (2-layer boards). 

PosiTector 200 B memiliki rentang pengukuran 13-1000 mikron (0.5 - 40 mil) dengan resolusi 2 μm (0.1 mil). Diameter probe 30 mm (1.2”), memerlukan area kosong (unpopulated area) yang relatif besar, meskipun area ukur hanya 8 mm (0.3”). Setetes air digunakan sebagai media penghantar (couplant) selama proses pengukuran.

3. Untuk PCB tanpa Akses Permukaan

Pada beberapa PCB yang sangat padat komponen, akses langsung ke permukaan untuk pengukuran tidak memungkinkan. Dalam kasus seperti ini, digunakan metode alternatif yang disebut “metode substitusi”.

Cara kerja:

• Sebuah keping logam (metal coupon) ditempatkan bersama PCB selama proses pelapisan.

• Keping ini akan menerima coating dalam kondisi yang sama seperti PCB, dan digunakan sebagai sampel pengukuran.

PosiTector 6000 NS1 dengan teknologi eddy-current konvensional dapat digunakan untuk mengukur ketebalan conformal coating pada metal coupon berbahan logam non-ferro (seperti aluminium). Untuk metal coupon berbahan logam ferro, dibutuhkan alat PosiTector 6000 FS1 berbasis magnetik.

DeFelsko Coating Thickness Gauge

1. PosiTector 6000

DeFelsko PosiTector 6000 merupakan alat ukur ketebalan lapisan (coating thickness gauge) yang menggunakan prinsip magnetik dan eddy current untuk mengukur lapisan non-konduktif atau non-magnetik pada substrat logam. Cocok digunakan untuk industri pelapisan cat, galvanis, bubuk coating, dan juga aplikasi seperti PCB dengan copper ground plane.

Fitur utama:

• Siap digunakan langsung, dan tidak memerlukan penyesuaian kalibrasi untuk sebagian besar aplikasi.

• Layar sentuh 2.8” yang tahan benturan, dengan tombol navigasi baru untuk akses menu yang cepat.

• Tahan cuaca, debu, dan air dengan rating IP65.

• Ujung probe berbahan ruby tahan aus dan dapat menjaga kalibrasi tetap stabil dalam jangka panjang.

• Platform PosiTector yang dapat diganti-ganti bisa menggunakan menggunakan berbagai jenis probe PosiTector dengan satu alat bodi.

• Konektivitas USB, WiFi, dan bluetooth ke perangkat lunak PosiSoft di PC, maupun smartphone.

• Terdapat sertifikat kalibrasi (versi lengkap), dan sudah sesuai dengan standar NIST atau PTB.

2. PosiTector 200

DeFelsko PosiTector 200 mengukur ketebalan lapisan secara non-destruktif pada berbagai aplikasi menggunakan teknologi ultrasonik yang telah terbukti. Dapat digunakan untuk mengukur ketebalan coating pada kayu, beton, plastik, dan lainnya. Pada model advanced dapat mengukur hingga 3 lapisan dengan tampilan grafik.

Fitur utama:

• Siap digunakan langsung, serta tidak perlu melakukan penyesuaian kalibrasi untuk sebagian besar aplikasi.

• Layar sentuh 2.8” yang tahan benturan, dengan tombol navigasi baru untuk akses menu cepat.

• Tahan cuaca, debu, dan air dengan rating IP65.

• Platform PosiTector yang dapat diganti-ganti bisa menggunakan berbagai jenis probe PosiTector dengan satu alat bodi.

• Konektivitas USB, WiFi, dan bluetooth ke perangkat lunak PosiSoft di PC, maupun smartphone.

• Sertifikat kalibrasi disertakan (versi lengkap), dan sudah sesuai dengan standar NIST atau PTB.

Distributor Coating Thickness Gauge di Indonesia

PT LFC Teknologi Indonesia adalah distributor resmi DeFelsko di Indonesia. Untuk berdiskusi seputar kebutuhan coating thickness gauge di perusahaan Anda, silakan hubungi kami.

Kunjungi juga halaman Facebook, Instagram, Youtube, Linkedin dan TikTok kami untuk mendapatkan update terbaru seputar peralatan industri lainnya.