Mesure de revêtement vernis (conformal coating) sur les cartes de circuits imprimés

Le choix de la meilleure solution dépend de :

1. Le matériau du substrat sous le vernis de tropicalisation (fibre de verre seule, fibre de verre avec un plan de masse en cuivre, ou fibre de verre avec des pistes en cuivre),
2. La taille de la zone non peuplée,
3. La plage d'épaisseur spécifiée du vernis de tropicalisation.

Solution n° 1 : pour les cartes de circuits imprimés avec plans de masse en cuivre

Solution n° 2 : pour les cartes de circuits imprimés sans plans de masse en cuivre

Solution n° 3 : pour les cartes de circuits imprimés sans accès en surface

Solution n° 1 : Pour les cartes de circuits imprimés avec plans de masse en cuivre

Les jauges à courants de Foucault PosiTector 6000 constituent une solution simple et économique pour les cartes de circuits imprimés dotées de plans de masse en cuivre. Le choix de la sonde dépend de la taille de la zone non peuplée, de l'épaisseur attendue du vernis de tropicalisation et de la résolution de sonde souhaitée (voir le tableau 1).

Les mesures doivent être prises directement au-dessus d'un plan de masse en cuivre dans une zone non peuplée de la carte de circuits imprimés (voir fig. 1). Pour une précision optimale, il est nécessaire d'effectuer un zéro de ces jauges sur le masque de soudure avant de mesurer l'épaisseur du vernis de tropicalisation.

Le PosiTector 6000 NS1 est la solution la plus simple et la plus économique. Proposé à un coût légèrement supérieur, le PosiTector 6000 NAS1 offre une résolution de mesure accrue. Pour les zones difficiles d'accès, le PosiTector 6000 N0S1 est doté de la plus petite extrémité de sonde et s'avère utile pour mesurer de plus petites zones non peuplées du circuit imprimé. Afin de réduire l'influence de l'opérateur, un support de fixation de sonde en option est disponible.

Tableau 1 : Modèles à courants de Foucault Standard PosiTector 6000. Des modèles Advanced sont également disponibles. 

Fig. 1 : Un PosiTector 6000 NS1 effectue une mesure sur un circuit imprimé revêtu d'acrylique et pourvu d'un plan de masse en cuivre plein.

Solution n° 2 : Pour les cartes de circuits imprimés sans plans de masse en cuivre

Notre jauge à ultrasons PosiTector 200 B mesure l'épaisseur du vernis de tropicalisation sur certains circuits imprimés dépourvus de plan de masse en cuivre. La mesure par ultrasons présente des applications limitées sur les circuits imprimés, car la sonde ne peut pas être mise à zéro sur le masque de soudure et la structure en couches de la plupart des circuits imprimés peut engendrer occasionnellement de fausses valeurs d'épaisseur. Certaines applications donnent de bons résultats, telles que la mesure de silicones épais ou la mesure sur des cartes à 2 couches. Contactez notre service d'assistance technique pour vous assurer qu'une solution ultrasonore conviendra à votre application.

Le PosiTector 200 B possède une plage de mesure de 13 à 1 000 microns (0,5 à 40 mils) avec une résolution de 2 µm (0,1 mil). La sonde de 30 mm (1,2") de diamètre nécessite une zone non peuplée relativement vaste (voir Fig. 2), bien que la zone de mesure effective ne soit que de 8 mm (0,3") . Une goutte d'eau sert de couplant pendant le processus de mesure.

Fig. 2 : Un PosiTector 200 B effectue une mesure sur un circuit imprimé revêtu de silicone. 

Solution n° 3 : Pour les cartes de circuits imprimés sans accès en surface

Certaines cartes de circuits imprimés sont si densément peuplées qu'une sonde ne peut pas accéder à la surface. Nous suggérons d'utiliser la « méthode de substitution », qui consiste à insérer un échantillon témoin en métal dans le processus de revêtement et à le revêtir en même temps que la carte.

Un PosiTector 6000 NS1 à courants de Foucault conventionnel peut être employé pour mesurer l'épaisseur du vernis de tropicalisation sur des éprouvettes en métal non ferreux (tel que l'aluminium). Pour les éprouvettes en métal ferreux, un PosiTector 6000 FS1 magnétique sera requis.

Contexte des vernis de tropicalisation

Les vernis de tropicalisation sont appliqués sur les cartes de circuits imprimés pour protéger les composants électroniques montés contre les contaminants tels que la poussière, le sable, l'humidité, le brouillard salin et les particules conductrices. Ils fournissent une protection environnementale et mécanique pour prolonger considérablement la durée de vie des composants et des circuits. Généralement d'une épaisseur de seulement quelques mils, les vernis de tropicalisation offrent également une résistance à plusieurs contraintes, notamment l'abrasion, les chocs, la température, l'ozone et la dégradation par les rayons ultraviolets. Ils améliorent les performances et permettent une plus grande densité de composants grâce à une rigidité diélectrique accrue entre les conducteurs.

Les vernis de tropicalisation utilisés sur les cartes de circuits imprimés sont généralement à base d'acrylique ou de silicone, mais peuvent également inclure des vernis époxy, uréthane, parylène (parxylene) et durcissables aux UV. Ils sont traditionnellement appliqués par trempage, pulvérisation ou simple revêtement au féte, et de plus en plus par application sélective ou par robot de dispense.

La spécification militaire d'origine pour les vernis de tropicalisation remonte à 1966. Depuis lors, ils ont évolué, passant de vernis à base de solvant nécessitant des heures de séchage à des vernis sans solvant qui durcissent rapidement en quelques minutes à l'aide d'une chaleur faible.

Pourquoi mesurer ?

Les fabricants de cartes de circuits imprimés s'intéressent principalement à la maîtrise des coûts d'application du vernis de tropicalisation tout en garantissant une couverture adéquate.

Un client de cartes de circuits imprimés s'intéresse principalement à la mesure de l'épaisseur du vernis de tropicalisation dans le cadre d'un contrôle de réception. La qualité du vernis de tropicalisation peut être critique pour prévenir les problèmes de fiabilité à long terme du produit après l'assemblage.