ASTM D3359: Phương pháp kiểm tra độ bám dính chuẩn xác cho lớp phủ bảo vệ

Khi ứng dụng lớp phủ bảo vệ cho các cụm bảng mạch in, việc đảm bảo độ bám dính tối ưu là yếu tố quan trọng để tăng cường độ bền và hiệu suất của sản phẩm. Phương pháp ASTM D3359 là một trong những tiêu chuẩn kiểm tra độ bám dính hiệu quả nhất, giúp xác nhận chất lượng lớp phủ và giảm thiểu nguy cơ bong tróc. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về việc áp dụng ASTM D3359 trong kiểm tra lớp phủ bảo vệ, từ đó giúp cải thiện chất lượng và độ bền cho các ứng dụng điện tử.

ASTM D3359 là gì?

ASTM D3359 là phương pháp kiểm tra tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi để đánh giá độ bám dính của lớp phủ bảo vệ trên bề mặt các vật liệu, đặc biệt là trên các cụm bảng mạch in PCB. Phương pháp thử nghiệm này giúp xác định khả năng bám dính của lớp phủ sau khi trải qua các tác động như lão hóa, thử nghiệm tia UV, hoặc ngâm trong các chất lỏng khác nhau. Việc áp dụng ASTM D3359 đảm bảo tính toàn vẹn và độ bền của lớp phủ bảo vệ, giúp ngăn ngừa hiện tượng bong tróc và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.

                                      ASTM D3359: Kiểm tra độ bám dính cho lớp phủ bảo vệ

Kiểm tra độ bám dính của PCB là gì?

Kiểm tra độ bám dính là quy trình quan trọng để đánh giá khả năng kết dính của lớp phủ bảo vệ lên các chất nền, chẳng hạn như mặt nạ hàn PCB và các linh kiện điện tử. Phương pháp này giúp dự đoán hiệu suất dài hạn của lớp phủ khi tiếp xúc với các điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Mức độ bám dính của lớp phủ trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng của PCB, tính ổn định của quy trình sản xuất và hiệu quả của lớp phủ bảo vệ trong việc bảo vệ các linh kiện. ASTM D3359 là tiêu chuẩn chính được sử dụng để kiểm tra độ bám dính, và nó cũng được trích dẫn trong tài liệu IPC-HDBK-830. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thử nghiệm độ bám dính không phải là yêu cầu bắt buộc trong các tiêu chuẩn IPC-CC-830 Rev. C hay IPC-A-610.

Trong kiểm tra độ bám dính, hai vấn đề chủ yếu cần đánh giá là hiện tượng tách lớp và bong tróc lớp phủ bảo vệ, những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả bảo vệ của lớp phủ trong môi trường sử dụng thực tế.

Sự tách lớp và sự bong tróc lớp phủ bảo vệ 

Tiêu chuẩn kiểm tra độ bám dính: ASTM D3359 

ASTM D3359 là một tiêu chuẩn phổ biến dùng để kiểm tra khả năng bám dính của lớp phủ và sơn trên các bề mặt khác nhau. Quy trình thử nghiệm bao gồm việc áp dụng lớp phủ, để lớp phủ cứng hoàn toàn, sau đó tạo vết cắt trên bề mặt bằng lưỡi dao. Một loại băng dính chuyên dụng, đáp ứng các yêu cầu về áp suất tiêu chuẩn, được dán lên lớp phủ và nhanh chóng gỡ bỏ.

Tiêu chuẩn này cung cấp các tiêu chí đánh giá dựa trên mức độ vật liệu còn lại sau khi gỡ băng. Đây là một quy trình kiểm tra mang tính trực quan, và chúng tôi sẽ trình bày hình ảnh minh họa chi tiết từ tài liệu tiêu chuẩn dưới đây.

ASTM D3359 xác định hai phương pháp thử nghiệm chính:

• Phương pháp A (Kiểm tra băng X-Cut)

• Phương pháp B (Kiểm tra băng cắt ngang)

Cả hai phương pháp đều có hiệu quả, nhưng chúng được thiết kế cho các lớp phủ có độ dày khác nhau. Phương pháp B phù hợp hơn cho lớp phủ được sử dụng trong các ứng dụng PCB. Vì vậy, bài viết này sẽ tập trung phân tích chi tiết về quy trình và các yếu tố cần cân nhắc đối với phương pháp Băng cắt ô vuông.

Các công cụ cần thiết để kiểm tra độ bám dính 

Đối với Phương pháp A (Kiểm tra băng X-Cut)

Các lưỡi dao có góc nghiêng đặc biệt từ 15° đến 30° và cách nhau 1 mm hoặc 2 mm. 

• Khoảng cách 1 mm cho độ dày lớp phủ lên đến 50 micron

• Khoảng cách 2 mm cho lớp phủ dày hơn 50 micron

Phương pháp A được khuyến nghị sử dụng cho độ dày trên 125 micron

Các đường cắt được tạo với áp suất đều trên bề mặt tấm ván đã được xử lý hoàn chỉnh. Sau khi thực hiện lần cắt đầu tiên, tấm ván được xoay 90° để tiến hành cắt lần hai. Băng keo được dán lên bề mặt, giữ nguyên trong 60 giây trước khi được gỡ ra một cách dứt khoát.

Ví dụ minh họa phương pháp A (Kiểm tra băng X-Cut)

Băng keo được khuyến nghị đạt chứng nhận theo tiêu chuẩn ASTM D3359 để đảm bảo lực kéo phù hợp nhất.

Băng dính được sử dụng tại HumiSeal

Đối với Phương pháp B (Kiểm tra băng cắt ngang) 

Thử nghiệm cắt ngang sử dụng công cụ cắt chuyên dụng và lưỡi dao đặc biệt để tạo các đường song song có độ dày đồng nhất trên lớp phủ đã được đóng rắn hoàn toàn. Lưỡi dao được thiết kế để tạo ra một mẫu gồm 6 hoặc 11 đường cắt riêng biệt chỉ với một lần thao tác. Với phương pháp B, hai đường cắt vuông góc được thực hiện, mỗi đường theo một hướng khác nhau, tạo nên một mẫu lưới hoàn chỉnh.

Ví dụ thử nghiệm độ bám dính Phương pháp B sử dụng lưỡi cắt 6 lần

Lưỡi dao 6x1 mm và 6x2 mm

Tiến hành thực hiện và phân tích thử nghiệm độ bám dính

Thực hiện thử nghiệm độ bám dính cho lớp phủ bảo vệ

1. Phủ và làm cứng tấm ván bằng lớp phủ bảo vệ

2. Sử dụng đúng công cụ, thực hiện các vết cắt. Với áp lực và góc độ nhất quán: Đánh dấu một đường cắt, xoay bảng, đánh dấu đường cắt thứ hai vuông góc với đường cắt đầu tiên

3. Dán băng keo chứng nhận vào bảng

4. Sau khi để băng dính nghỉ trong 60-90 giây, hãy tháo băng dính ra một cách dứt khoát theo góc 180 °

5. Phân tích kết quả

Video hướng dẫn và giải thích quy trình kiểm tra độ bám dính PCB

Phân tích kết quả thử nghiệm độ bám dính

Biểu đồ dưới đây được trích trực tiếp từ tiêu chuẩn ASTM D3359

Phân loại kết quả thử nghiệm độ bám dính

Để có thể hình dung được những kết quả này sẽ trông như thế nào trên PCB thực tế, dưới đây là một số ví dụ về kết quả của lớp phủ bảo vệ có thể đóng rắn bằng tia UV:

Ví dụ về kết quả lớp phủ bảo vệ được đóng rắn bằng tia UV trên PCB

Giải thích kết quả thử nghiệm độ bám dính:

• 0B: Lớp phủ hầu hết bị kéo ra khỏi khu vực cắt, thể hiện độ bám dính kém.

• 2B: Vết xước sâu, lớp phủ bị kéo ra khỏi một số khu vực hình vuông, cho thấy sự tách lớp nhẹ.

• 4B: Vết xước sâu nhưng chỉ có một vài lớp phủ bị tách ra dọc theo các đường cắt, cho thấy độ bám dính tương đối tốt.

• 5B: Lớp phủ không bị tách lớp và có đường nét rõ ràng, biểu hiện độ bám dính rất cao.

Các kết quả 4B và 5B cho thấy chất lượng lớp phủ tốt khi duy trì các yếu tố sau:

• Năng lượng bề mặt của chất nền.

• Mức độ ô nhiễm trên bề mặt PCB.

• Phương pháp ứng dụng lớp phủ, độ dày lớp phủ và quy trình bảo dưỡng.

Những lưu ý khi tiến hành thử nghiệm độ bám dính 

Trong quá trình thử nghiệm độ bám dính, chúng tôi đã tích lũy nhiều kinh nghiệm thực tế và đúc kết một số mẹo hữu ích để đảm bảo kết quả chính xác nhất. Dưới đây là những điểm cần lưu ý:

• Đảm bảo lớp phủ đã được xử lý hoàn toàn theo hướng dẫn từ TDS.

• Chọn loại lưỡi dao phù hợp với độ dày lớp phủ để đảm bảo hiệu quả thử nghiệm.

• Đặt dụng cụ đúng cách và áp lực phù hợp để tạo ra các đường cắt rõ ràng và chính xác.

• Tuân thủ đúng quy trình dán và tháo băng dính theo tiêu chuẩn.

• Thay thế lưỡi dao sau mỗi 50 lần cắt để đảm bảo chất lượng đường cắt.

Ngoài ra, việc thử nghiệm độ bám dính có hai mục đích chính:

1. Kiểm tra chất lượng vật liệu:

• Áp dụng vật liệu phủ trên các bề mặt phẳng, chẳng hạn như tấm FR4 với mặt nạ hàn tương tự như trong sản xuất.
• Kiểm tra trên bảng PCB chưa lắp ráp hoặc có kem hàn nhưng không có linh kiện.

2. Đánh giá quy trình nội bộ và chất lượng:

• Tiến hành thử nghiệm trên bảng lắp ráp đã được phủ lớp bảo vệ, thường thử nghiệm tại vùng không có linh kiện. Lưu ý rằng diện tích bề mặt phẳng tối thiểu cần thiết là 50 x 50 mm.

Kết luận

Bài viết trên đã cung cấp cái nhìn chi tiết về ASTM D3359, độ bám dính của PCB, cũng như các tiêu chuẩn kiểm tra độ bám dính: ASTM D3359 và các công cụ cần thiết để kiểm tra độ bám dính. Đồng thời bài viết cũng chỉ ra cách thực hiện và phân tích thử nghiệm độ bám dính cùng với những lưu ý khi tiến hành thử nghiệm độ bám dính.

Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để nhận sự tư vấn và hỗ trợ tận tình. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp giải pháp tối ưu và phù hợp nhất cho sản phẩm của bạn.

Thông tin liên hệ:

• Hotline/Zalo: 0945 261 931

• Website: https://humisealvietnam.com

• Email: Sale@hicotech.com.vn