X-Steel - Link Select 2

Wednesday 15 January 2020

Merancang PCB

11:09:00  , ,  

Pengertian PCB (Printed Circuit Board) dan Jenis-jenis PCB


Pengertian PCB (Printed Circuit Board) dan Jenis-jenis PCB – PCB adalah singkatan dari Printed Circuit Board yang dalam bahasa Indonesia sering diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Cetak atau Papan Sirkuit Cetak. Seperti namanya yaitu Papan Rangkaian Tercetak (Printed Circuit Board), PCB adalah Papan yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen Elektronika dengan lapisan jalur konduktornya.
PCB ditemukan oleh seorang ilmuwan Austria yang bernama Paul Eisler pada tahun 1936. Paul Eisler menggunakan PCB pertama kalinya di sebuah rangkaian Radio. Kemudian pada tahun 1943, Amerika Serikat mulai memanfaatkan teknologi PCB ini pada Radio Militer dalam skala yang lebih besar. Tiga tahun setelah perang dunia kedua yaitu pada tahun 1948, PCB mulai digunakan untuk produk-produk komersil oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat.

Lapisan PCB dan Bahan-bahannya

Secara struktur, PCB seperti kue lapis yang terdiri dari beberapa lapisan dan dilaminasi menjadi satu kesatuan yang disebut dengan PCB. Ada PCB yang berlapis satu lapisan tembaga (Single Sided), ada juga yang berlapis dua lapisan tembaga (double sided) dan ada juga PCB yang memiliki beberapa lapisan tembaga atau sering disebut dengan Multilayer PCB.
Berikut ini adalah struktur dan komposisi standar dari PCB (Printed Circuit Board).
Lapisan-lapisan PCB

Substrat (Lapisan Landasan)

Lapisan dasar (landasan) PCB biasanya disebut dengan Substrat. Bahan Substrat yang paling umum digunakan adalah FR2 dan FR4. FR2 atau Flame Resistant 2 adalah kertas bonding resin sintetis (synthetic resin bonded paper) yaitu bahan komposit yang terbuat dari kertas yang diresapi dengan resin plastik formaldehida fenol (plasticized phenol formaldehyde resin). Sedangkan FR4 atau Flame Resistant 4 adalah anyaman Fiberglas yang dilapisi dengan resin epoksi (epoxy resin). FR4 memiliki daya serap air yang rendah, properti isolasi yang bagus serta tahan suhu panas hingga 140 derajat celcius. Namun, PCB yang berbahan FR4 lebih mahal jika dibandingkan dengan PCB yang berbahan FR2.

Tembaga (Copper)

Lapisan PCB berikutnya adalah lapisan tembaga tipis yang dilaminasi ke lapisan substrat dengan suhu tinggi tertentu dan perekat. Tergantung pada jenis PCB-nya, lapisan tembaga tipis ini hanya akan dilapisi pada satu sisi substrat untuk jenis Single Sided PCB. Sedangkan Double Sided PCB terdapat lapisan tembaga tipis di dua sisi Substrat. Seiring dengan perkembangan Teknologi manufakturing PCB saat ini, PCB telah dapat dibuat hingga 16 lapisan atau bahkan lebih dari 16 lapisan tergantung pada perancangan PCB dan rangkaian yang diinginkan.

Soldermask

Soldermask adalah lapisan diatas lapisan tembaga yang berfungsi melindungi tembaga atau jalur konduktor dari hubungan atau kontak yang tidak disengaja. Lapisan soldermask ini hanya terdapat pada bagian-bagian PCB yang tidak disolder, sedangkan bagian yang akan disolder tidak ditutupi oleh lapisan soldermask. Lapisan soldermask ini juga dapat membantu para pengguna PCB untuk menyolder tepat pada tempatnya sehingga mencegah solder short (hubung singkat solder). Lapisan soldermask ini biasanya berwarna hijau, namun ada juga yang berwarna lain seperti warna biru dan merah.

Silkscreen

Lapisan setelah soldermask adalah lapisan silkscreen yang biasanya berwarna putih atau hitam. Namun ada juga silkscreen yang berwarna lain seperti warna abu-abu, warna merah dan bahkan ada berwarna kuning keemasan. Silkscreen merupakan cetakan huruf, angka dan simbol pada PCB. Silkscreen ini berfungsi sebagai tanda atau indikator untuk komponen-komponen elektronika pada PCB sehingga mempermudah orang dalam merakitnya.

Jenis-jenis PCB (Printed Circuit Board)

PCB atau Printed Circuit Board pada umumnya dapat dibagi menjadi dua kategori jenis yaitu jenis PCB yang berdasarkan jumlah lapisannya dan jenis PCB yang berdasarkan Fleksibilitasnya.

Jenis-jenis PCB berdasarkan Jumlah Lapisannya

Berdasarkan jumlah lapisannya, PCB dapat dibagi menjadi Single Sided PCB, Double Sided PCB dan Multilayer PCB. Berikut ini adalah jenis-jenis PCB berdasarkan jumlah lapisannya.

Single Sided PCB

Single Sided PCB atau Papan Rangkaian Cetak satu sisi adalah jenis PCB yang hanya terdiri dari satu lapisan tembaga yang tertempel di satu sisi substrat PCB. PCB jenis ini biasanya digunakan pada rangkaian elektronik yang sederhana dan biaya produksinya juga relatif lebih murah.

Double Sided PCB

Double Sided PCB atau Papan Rangkaian Cetak dua sisi adalah jenis PCB yang terdiri dari dua lapisan tembaga. Lapisan Tembaga tersebut tertempel di kedua sisi substrat PCB. Lubang pada PCB double sided PCB juga berfungsi sebagai jalur penghubung antar satu lapisan tembaga di satu sisi dengan lapisan tembaga di sisi lainnya.

Multilayer PCB

Multilayer PCB adalah jenis PCB yang terdiri dari beberapa lapisan substrat dan lapisan tembaga yang dipisahkan oleh lapisan insulator. Multilayer PCB ini biasanya digunakan pada rangkaian elektronik yang kompleks. Umumnya terdiri dari 4 lapisan, 6 lapisan, 8 lapisan, 10 lapisan hingga 16 lapisan.

Jenis-jenis PCB berdasarkan Fleksibilitasnya

Selain jumlah lapisan, PCB juga dapat dibedakan berdasarkan fleksibilitasnya. Berikut ini adalah jenis-jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya.
Pengertian PCB dan jenis-jenisnya

Rigid PCB

Jika diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia, Rigid berarti Kaku. Jadi yang dimaksud dengan Rigid PCB adalah Papan Rangkaian Cetak yang Kaku dan tidak dapat dilipat atau tidak Fleksibel. Rigid PCB terbuat dari bahan substrat yang padat dan kaku seperti fiberglass sehingga memang sengaja dibuat untuk tidak dapat dilipat atau dibengkokkan.

Flex PCB

Flex PCB atau Flexible PCB adalah PCB yang substrat-nya terbuat dari bahan plastik yang fleksibel. Bahan dasar ini memungkinkan PCB dibengkokkan tanpa merusak rangkaian yang ada pada PCB tersebut.

Rigid-Flex PCB

Rigid-Flex PCB merupakan gabungan dari teknologi Rigid PCB dan Flex PCB yaitu terdiri dari Rigid PCB dan Flex PCB. Umumnya, Rigid PCB dihubungkan dengan Flex PCB.


Pelarutan PCB

* ) Intruksi Kerja Pelarutan PCB Menggunakan Feri Clorida – FeCl3 :
  1. Siapkan Alat & Bahan Yang Akan Di Gunakan.
  2. Pakailah Sarung Tangan & Masker.
  3. Siapkan Tempat ( Non Logam ) Untuk Pelarutan PCB.
  4. Masukan Air & Feri Clorida Pada Tempat Yang Telah Di Sediakan.
  5. Aduk Campuran Air & Feri Clorida Tersebut Sampai Rata.
  6. Masukan PCB Pada Tempat Pelarutan Sambil Di Goyang – Goyangkan Biar Proses Pelarutan Lebih Cepat.
  7. Setelah Pelarutan Selesai, Cuci PCB Tersebut Menggunakan Air Yang Mengalir ( Pakai Kran Air ) & Keringkan.
  8. Setelah Semua Proses Selesai Tinggal Pengeboran PCB Pada Titik Komponen.


* ) Sifat – Sifat Larutan Etching :
  1. Melarutkan Tembaga.
  2. Menyebabkan Korosi Pada Logam.
  3. Menimbulkan Gatal – Gatal Pada Kulit.
  4. Mengendap Dalam Air, Berwarna Coklat & Bau.
  5. Menimbulkan Gas NO2 Yang Dapat Menyebabkan Iritasi.
  6. Jika Bercampur Dengan Air Hujan Menimbulkan Asam.
  7. Membunuh Mikroorganisme Dalam Tanah.


* ) Bahan – Bahan Yang Dapat Di Gunakan Untuk Melarutkan Tembaga Pada PCB :
  1. Feri Clorida ( FeCl3 ).
  2. Natrium Sulfat ( Na2SO4 ).
  3. Asam Nitrat ( HNO3 ).


* ) Cara Mempercepat Proses Pelarutan / Etching :
  1. Menggoyang – Goyangkan Bak Plastik Tempat Proses Etching.
  2. Mengalirkan Larutan Etching Pada Permukaan PCB.
  3. Menaikan Suhu Larutan / Menggunakan Air Panas Dalam Pembuatan Etching.


* ) Menetralisir Limbah / Sisa Larutan Etching ( Feri Clorida ) :
  1. Tambahkan Soda Api ( NaOH ) Pada Limbah / Sisa Larutan Etching Sedikit Demi Sedikit.
  2. Periksa PH ( Derajat Keasaman ) Limbah / Sisa Larutan Etching Dengan Menggunakan Kertas Lakmus Setiap Penambahan Soda Api ( NaOH ).
  3. Bila Hasil Pencelupan Kertas Lakmus Kedalam Limbah / Sisa Larutan Etching Mengakibatkan Perubahan Warna Kertas Lakmus Sepadan Dengan PH7, Hentikan Penambahan Soda Api.
  4. Bila Perubahan Warna Kertas Lakmus Sepadan Dengan PH7, Berarti Limbah / Sisa Larutan Etching Telah Netral & Dapat Di Buang Ke Dalam Tanah / Di Timbun.


* ) Kesehatan & Keselamatan Kerja Pada Proses Pelarutan PCB Menggunakan Feri Clorida :
  1. Gunakan Sarung Tangan Karet Saat Bekerja Dengan Bahan Kimia & Usahakan Cepat Cuci Anggota Badan Bila Terkena Cairan Kimia.
  2. Setelah Selesai, Masukan Sisa Larutan Dalam Botol & Simpan Pada Almari Khusus.
  3. Sebelum Sisa Larutan Di Duang / Di Timbun, Sisa Larutan Feri Clorida Perlu Di Netralisir Terlebih Dahulu.
  4. Jangan Membuang Sisa Larutan Pada Sembarang Tempat.
  5. Lakukan Pekerjaan Tersebut Sehati-Hati Mungkin Baik Terhadap Alat, Benda Kerja & Diri Kita Masing – Masing.
  6. Laporkan Pada Instruktur Bila Terjadi Masalah.