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).
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.
PCB Matrik Strip Board
PCB matrik strip board merupakan PCB yang memiliki 1 sisi tembaga dan memiliki lubang-lubang dengan ukuran normal 0,8 – 1 mm. PCB jenis ini biasanya disebut dengan prototype board. Untuk praktek dan rangkaian sederhana yang membutuhkan kecepatan persiapan board PCB, jenis ini adalah solusinya. Cukup dengan memasukkan kaki – kaki komponen ke dalam lobang – lobang dan menyambung jalur – jalurnya dengan penyolderan.
Jenis-jenis PCB berdasarkan Fleksibilitasnya
Selain jumlah lapisan, PCB juga dapat dibedakan berdasarkan fleksibilitasnya. Berikut ini adalah jenis-jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya.
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.
Konsep Dasar PCB
Printed Circuit Board ( PCB ) adalah sebuah papan rangkaian yang terbuat dari bahan ebonit ( Pertinax ) atau fiber glass dimana salah satu sisi permukaannya dilapisi dengan tembaga tipis. Jenis ini umumnya disebut single side karena hanya memiliki satu permukaan yang berlapiskan tembaga. Sedangkan PCB yang kedua sisinya digunakan untuk pembuatan rangkaian yang bersifat kompleks dan rumit, sehingga kedua bagian sisinya dapat difungsikan sebagai jalur – jalur pengawatan, PCB ini juga berfungsi sebagai dudukan komponen – komponen.
Pada saat rangkaian dihubungkan dengan umber tegangan, maka jalur – jalur pengawatan pada PCB ini akan berfungsi sebagai penghantar arus listrik. Jalur–jalur pengawatan tersebut akan menghubungkan satu komponen dengan komponen yang lain secara terpadu, sehingga berbentuk suatu rangkaian elektronik. Dengan menggunakan PCB didalam perakitan – perkitan peralatan elektronik, diperoleh keuntungan antara lain :
- Mudah mencari kerusakan, jika alat tersebut mengalami gangguan.
- Dapat dibuat peralatan elektronik yang semakin kecil, karana tempat dudukan komponen dapat dipersempit.
- Sedikit menggunakan kabel.
- Pada peralatan yang bekerja dengan frekwensi tinggi dapat dicegah terjadinya frekwensi liar.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan PCB yaitu :
- Lebar Jalur Rangkaian
Lebar jalur yang baik dalam merencanakan PCB adalah lebar jalur yang sesuai dengan arus yang akan mengalir pada jalur PCB tersebut. - Jarak Jalur
Jarak jalur pada PCB disesuaikan dengan besar tegangan yang akan bekerja pada PCB tersebut. - Ukuran Mata Donut/Pad
Dalam perencanakan PCB ukuran Donut yaitu dua sampai tiga kali ukuran mata bor yang akan digunakan, misalnya ukuran mata bor yang akan digunakan adalah 1 mm, maka ukuran Donutnya 2 – 3 mm ( 0,08 – 0,012 inch ). - Ukuran Mata Bor
Ukuran mata bor yang digunakan dalam pembuatan PCB disesuaikan dengan komponen yang akan digunakan. - Dimensi Komponen
Dimensi komponen atau bentuk komponen sangat menentukan penataan tampak atas dan penataan tampak bawah dari PCB yang akan direncanakan. Demikian pula jarak antara kaki komponen sangat menentukan jarak antara donutnya atau pad. - Bentuk Jalur
Dalam merencanakan PCB bentuk jalur yang akan digunakan atau digambar pada PCB sangat penting untuk diperhatikan, berikut ini adalah contoh bentuk jalur yang dianjurkan dan tidak dianjurkan untuk digunakan pada perencanaan PCB.
