Áp dụng lớp phủ hình dạng trong môi trường ẩm - ba yếu tố hiệu suất dễ bị bỏ qua.

Trong bối cảnh công nghệ thay đổi nhanh chóng hiện nay, đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống điện áp cao (chẳng hạn như mô-đun điện 800V) do ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới dẫn đầu, ngành công nghiệp điện tử đã đặt ra các yêu cầu cao chưa từng có về hiệu suất bảo vệ của các linh kiện điện tử. Độ ẩm, ô nhiễm ion, cặn hạt và các yếu tố khác đã trở thành mối nguy hiểm tiềm ẩn chính ảnh hưởng đến hiệu suất cách điện, dẫn đến rò rỉ và hư hỏng thiết bị.

Để cải thiện khả năng bảo vệ của các linh kiện điện tử, ngành công nghiệp thường sử dụng công nghệ phủ Conformal (thường được gọi là sơn ba lớp). Sau quá trình phủ, các sản phẩm điện tử giống như đang mặc một lớp "áo giáp vô hình", không chỉ tăng cường khả năng chống lại sự xâm nhập từ bên ngoài mà còn thúc đẩy việc giảm khoảng cách giữa các dây dẫn trong thiết kế bảng mạch, từ đó duy trì hiệu quả sự ổn định của cách điện điện. Hiệu suất của công nghệ phủ trong môi trường ẩm ướt được đánh giá trên nhiều khía cạnh, bao gồm hằng số điện môi, tính chất nhiệt, khả năng bắt lửa, sự rão của lớp phủ, khả năng tương thích hóa học và khả năng kháng hóa chất. Thông qua việc thấu hiểu các tình huống ứng dụng thực tế, bài viết này trích xuất ba chỉ số đánh giá hiệu suất thường bị bỏ qua trong môi trường ẩm ướt, nhằm cung cấp thông tin tham khảo có giá trị cho các đồng nghiệp trong ngành để thúc đẩy sự xem xét toàn diện và chuyên sâu hơn về các đặc tính vật liệu.

1. Độ ổn định thủy phân

   Độ ổn định thủy phân là thước đo khả năng của lớp phủ để duy trì các đặc tính vật lý và hóa học ban đầu của nó trong môi trường ẩm ướt. Trong môi trường có độ ẩm cao (thường là độ ẩm tương đối lớn hơn 60%), lớp phủ có thể bị suy giảm hiệu suất nếu nó không có độ ổn định thủy phân tốt. Các hạt bụi dưới micron trong khí quyển có thể có tính axit hoặc kiềm. Ở độ ẩm ≥80%, độ dày của lớp nước có thể đạt tới 10 phân tử, tại thời điểm đó vật liệu lắng đọng trong khí quyển bắt đầu hòa tan, dẫn đến dòng ion tự do. Các ion này có thể xâm nhập vào lớp phủ và gây ra đoản mạch, ăn mòn và sự phát triển của dendrite, có thể dẫn đến sự cố của toàn bộ hệ thống điện tử.

2. Tính thấm hơi nước

   Tính thấm hơi nước đề cập đến khả năng hơi nước đi qua lớp phủ. Do kích thước nhỏ của các phân tử nước, gần như tất cả các chất nền polyme đều có thể thấm qua, vì vậy tất cả các vật liệu phủ đều có một mức độ thấm hơi nước nhất định, nhưng tốc độ và mức độ thấm khác nhau. Thành phần hóa học, độ dày, mức độ đóng rắn và các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm đều ảnh hưởng đến tính thấm hơi nước của lớp phủ. Mặc dù một mức độ thấm khí nhất định có lợi cho việc làm khô tự nhiên của PCB trong trạng thái không hoạt động, nhưng sự thấm quá mức có thể làm tăng nguy cơ rò rỉ dòng điện, đẩy nhanh quá trình ăn mòn và giảm hiệu suất cách điện. Do đó, khi chọn lớp phủ, cần phải cân bằng khả năng chống ẩm và khả năng thông khí của nó để đảm bảo rằng nó có thể ngăn chặn hiệu quả độ ẩm và không ảnh hưởng đến khả năng phục hồi và làm khô tự nhiên của bảng mạch.

3. Tính thấm ion

   Tính thấm ion là một chỉ số trực tiếp để đánh giá khả năng bảo vệ của lớp phủ chống lại các chất gây ô nhiễm ion, đặc biệt là trong môi trường có các chất gây ô nhiễm như cặn thông và phun muối. Các ion có thể xâm nhập vào lớp phủ thông qua các khuyết tật của lớp phủ, các lỗ nhỏ hoặc trực tiếp thông qua chuỗi phân tử, dẫn đến các phản ứng điện hóa gây ra ăn mòn và suy giảm cách điện. Thử nghiệm điện trở cách điện bề mặt (SIR), phân tích khử điện hóa tuần tự (SERA) và đo tế bào khuếch tán được sử dụng rộng rãi để kiểm tra khả năng chống thấm ion của lớp phủ. Thử nghiệm SIR đánh giá trực tiếp sự thay đổi điện trở tại giao diện chất nền dưới lớp phủ hình dạng, thử nghiệm SERA tập trung vào trạng thái oxy hóa của kim loại dưới lớp phủ hình dạng và thí nghiệm tế bào khuếch tán trực tiếp theo dõi động lực học của các chất gây ô nhiễm cụ thể thông qua lớp phủ hình dạng bằng cách mô phỏng môi trường. Việc ứng dụng toàn diện các phương pháp thử nghiệm này cho thấy các ion có sự xâm nhập và cũng cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn và cải thiện hình dạng lớp phủ, để đảm bảo rằng hình dạng lớp phủ được chọn có thể ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của các ion có hại và duy trì an toàn điện của mạch.

Trong ứng dụng thực tế, việc lựa chọn lớp phủ hình dạng nên xem xét lợi ích chi phí, khả năng thích ứng với môi trường và an toàn. Để đảm bảo độ tin cậy và độ ổn định lâu dài của các thiết bị điện tử trong môi trường ẩm ướt, việc đánh giá hiệu suất của lớp phủ là đặc biệt quan trọng. Người dùng nên nhận thức được các phương pháp thử nghiệm đánh giá khác nhau và khả năng áp dụng của độ sạch bề mặt, cũng như kinh nghiệm kỹ thuật tiên tiến trong lĩnh vực độ tin cậy và công nghệ bề mặt, chẳng hạn như độ tin cậy của lớp phủ hình dạng. Với công nghệ phân tích dụng cụ tiên tiến và kinh nghiệm phong phú trong lĩnh vực công nghệ quy trình và độ tin cậy, ZESTRON R&S có thể tiến hành đặc tính và đánh giá toàn diện và chính xác các bề mặt sản phẩm điện tử, cung cấp cho khách hàng các dịch vụ phân tích như thử nghiệm độ tin cậy của lớp phủ CoRe, Thử nghiệm lớp phủ, thử nghiệm lớp phủ, v.v. Giúp khách hàng giải quyết các vấn đề về độ tin cậy và công nghệ bề mặt phức tạp.