Pengertian PCB ( Printed Circuit Board )

Printed Circuit Board (PCB)

Salah satu komponen utama yang dipakai dalam pembuatan peralatan elektronika adalah PCB (Printed Circuit Board). PCB ditemukan pada 1936 oleh Dr.Paul Eisner yang pada saat itu baru dikenal PCB single layer (lapis satu). pada 1942 Dr. Paul Eisner mulai memperkenalkan PCB double layer (lapis dua) yang kemudian dipatenkan pada 2 Februari 1943. Adapun macam-macam PCB yang ada dalam peralatan elektronika seperti amplifier, radio, televisi, komputer dan peralatan elektronik lainnya terdiri dari:

1. PCB single layer (lapis satu)

2. PCB double layer (lapis dua)

3. PCB multi layer (lapis banyak)

Ketiga jenis PCB tersebut diproduksi dalam bentuk kaku (rigid) dan fleksibel. Apabila dalam membuat desain rangkaian menggunakan PCB lapis satu tidak memungkinkan, maka desain rangkaian tersebut dapat dibuat diatas PCB lapis dua atau PCB lapis banyak.

Menurut Jenisnya PCB terdiri dari

• PCB berlubang  

PCB ini biasanya digunakan untuk rangkaian dasar atau untuk latihan dasar elektronika dan memuat komponen yang sedikit,PCB ini sudah otomatis langsung digunakan tanpa harus di apa-apakan hanya harus di ampelas dahulu agar timah dapat menempel.

• PCB Polos

PCB ini digunakan untuk bidang industri atau suatu rangkaian yang ingin dibuat secara otomatis karena PCB ini Polos jadi harus diCetak terlebih dahulu menggunakan Tinta manual atau di cetak lalu tempelkan ke PCB lalu larutkan ke Cairan pelebur tembaga

Sebelum ditemukan PCB, rangkaian elektronika dibuat diatas lempengan substrat phenolic (pertinak) yang diberi paku-paku matrik. lalu berkembang dengan menggunakan lempengan papan phenolic/epoxy/kertas/fibre glass dengan kawat diatasnya sehingga membentuk rangkaian yang diinginkan. Dengan adanya penemuan PCB lapis satu kemudian diikuti dengan PCB lapis dua maka pemasangan komponen pada PCB menjadi lebih praktis.

PCB yang ada saat ini dapat dibedakan dalam beberapa kategori. Dalam postingan ini akan dibahas mengenai PCB yang dibentuk dari bahan organik sebagai dielektriknya dan lapisan tembaga sebagai konduktornya.

Fungsi PCB

PCB berfungsi sebagai penyangga komponen secara mekanis. Dengan adanya PCB, hubungan listrik antar komponen dapat dibentuk sesuai kebutuhan. Banyak keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan PCB, antara lain:

- memperkecil penggunaan dimensi ruang

- memperkecil kesalahan pada saat menghubungkan komponen

- tercapai kondisi yang aman untuk komponen yang terpasang

- mudah dibuat sistem pendinginnya

- pada saat perbaikan mudah dilepas dari modulnya

- modifikasi dapat dibuat dengan mudah, bila diinginkan

- mudah mengatasi konduktivitas panas yang terjadi

- keandalannya tinggi

- karakteristik listriknya mudah dipantau

- mudah diproduksi secara cepat dan banyak

Sifat Fisik PCB

Secara garis besar, PCB merupakan suatu pola jalur yang terbuat dari logam (konduktor) dan terbentuk diatas papan isolator. Pembentukan bahan konduktor diatas bahan isolator dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan 'penambahan' atau 'pengurangan'. Tetapi biasanya cara pengurangan lebih umum digunakan. Metode pengurangan dapat dibagi menjadi dua, yang pertama dengan menggunakan larutan kimia yang bersifat asam yang kedua menggunakan larutan kimia yang bersifat basa.

Struktur PCB berdasarkan bahan pembentuknya yaitu:

1. Substrat yang bersifat isolator

2. Lapisan tembaga yang bersifat konduktor

Substrat yang bersifat isolator biasanya dibentuk dari bahan resin dan bahan dasar yang bersifat penguat. Sedangkan lapisan tembaga yang bersifat konduktor terletak diatas substrat tersebut. Asosiasi industri komponen elektronika yang lebih dikenal dengan NEMA (National Electrical Manufacturers Association), telah mengeluarkan berbagai ketentuan yang harus dipenuhi pihak industri komponen. Salah satu ketentuannya adalah berbagai standar produksi PCB.

Sekarang ini dipasaran beredar banyak jenis PCB dengan karakteristik berbeda satu sama lain. Oleh karena itu, berikut dapat dilihat beberapa contoh penggunaan PCB berdasarkan bahan pembentuknya.

- Paper Base Phenolic

Jenis papan ini mempunyai kode spesifikasi XXXP atau XXXPC dengan warna dasar papan coklat, terbuat dari kertas dengan resin phenolic. Nilai konstanta dielektriknya 4.1 (diukur pada 1 MHz), hanya diproduksi jenis lapis satu, kurang tahan pada temperatur solder (mudah mengelupas). Jenis ini hanya digunakan pada frekwensi dibawah 10 MHz, misalnya pada rangkaian amplifier, audio atau power supply.

-Paper Base Epoxy

Jenis papan ini mempunyai kode spesifikasi FR-3 dan diproduksi dalam bentuk papan lapis satu dan lapis dua, terbentuk dari resin epoxy dengan kertas sebagai bahan pengerasnya. Nillai konstanta dielektriknya pada 1 MHz adalah 4.2-4.3, biasa dipakai pada rangkaian yang bekerja pada frekwensi dibawah 1 GHz.

-Glass Base Epoxy

Jenis papan ini memiliki kode spesifikasi FR-4, FR-5 dan G-10. Warnanya sedikit transparan dan diproduksi dalam bentuk papan lapis satu dan lapis dua. Jenis ini lebih tahan pada temperatur solder. Nilai konstanta dielektriknya pada 1 MHz adalah 4.3-4.6, terbuat dari resin epoxy dengan bahan dasar keramik glass. Biasa dipakai pada frekwensi dibawah 1 GHz dan juga dapat dipakai sebagai bahan PCB multi layer (lapis banyak).

-PTFE Impregnated Glass

Kode spesifikasinya adalah GT, GX dan GPO, warnanya abu kehijauan, diproduksi sebagai papan lapis satu dan lapis dua, terbuat dari resin teflon dengan bahan pengisi dari glass cloth. Nilai konstanta dielektriknya pada 1 MHz = 2.5-2.8, biasa dipakai dalam rangkaian microwave (diatas 1 GHz).

-Paper Composite Base Impregnated Epoxy

Kode spesifikasinya adalah CEM-1 dan CEM-2. Nilai dielektriknya pada 1 MHz = 4.1 - 4.4, dibentuk dari bahan komposit kertas yang diimpregnasi dengan resin epoxy. Kedua permukaanya dilapisi dengan bahan pengisi lain yang diimpregnasi dengan resin yang jenisnya sama dengan resin tersebut. Komposisi inilah yang menyebabkan jenis ini memiliki harga yang lebih tinggi. Selain itu, jenis PCB ini dapat digunakan untuk pemakaian yang membutuhkan kekuatan fisik lebih tinggi misalnya barang elektronik untuk industri otomotif.