Dalam rangkaian elektronika, biasanya terdapat sebuah papan sirkuit yang disebut dengan PCB. PCB (Printed Circuit Board) merupakan papan yang mengorganisir seluruh komponen dengan lapisan jalur konduktornya, sehingga seluruh jalurnya bisa tertata lebih rapi ketimbang kita menggunakan kabel akan terlihat sangat tidak beraturan.
Dari sini mungkin Anda sedikit mendapatkan gambaran apa itu PCB, tapi sebenarnya PCB jauh lebih kompleks daripada itu. Untuk memahami lebih jauh, Anda bisa menyimak pembahasan lengkapnya seperti di bawah ini.
Daftar Isi
Pengertian PCB
Di tahun 1936, ilmuwan Austria, Paul Eisler, menemukan PCB board yang difungsikan pada rangkaian radio. Penggunaan PCB berlanjut di tahun 1948, yang diterapkan menjadi rangkaian radio militer Amerika Serikat.
PCB adalah singkatan dari Printed Circuit Board. Secara bahasa, PCB adalah papan sirkuit tercetak. Kemudian diartikan bahwa PCB elektronik adalah sebuah papan yang menjadi tempat atau media yang menghubungkan setiap komponen elektronik, secara konduktif atau melalui jalur konduktor.
PCB board adalah papan rangkaian yang dibuat dari bahan ebonit atau fiber glass dan salah satu permukaannya sudah terlapisi oleh tembaga yang tipis. PCB berbentuk papan berwarna hijau, yang konstruksinya ada jalur track, garis, jalur penghubung antar komponen elektronik yang berbeda (secara elektrik) dan socket.
Cara kerja PCB adalah komponen-komponen elektronik dihubungkan secara elektrik, di atas papan PCB. Pemasangan dan pengkoneksian tersebut menerapkan 2 metode yaitu teknologi surface mount dan through-hole.
PCB harus melalui proses penyablonan atau etching. Yaitu pembuatan jalur konduktor yang akan digunakan untuk menghubungkan berbagai komponen elektronika ke PCB.
Tidak ada simbol PCB tetapi Anda sebaiknya memahami simbol-simbol komponen yang terpasang pada PCB. Seperti misalnya simbol huruf C untuk kapasitor, IC untuk integrated circuit, R untuk resistor, MCB untuk circuit breaker dan sebagainya.
Komponen Lapisan PCB
PCB juga ternyata dibuat dari komponen-komponen tertentu yang mempunyai fungsi yang berbeda. Papan PCB terdiri dari beberapa lapisan yang cara kerjanya pun berbeda. Berikut komponen PCB yang juga merupakan lapisannya, yaitu:
1. Substrat (lapisan standar)
Lapisan standar adalah komponen paling dasar pada PCB yang berbentuk FR (flame resistant). Ada yang berupa FR2, ada juga FR4, yang dibedakan dari bahan pembuatan atau pembentuknya.
FR2 sering dikenal juga dengan sebutan kertas bonfing resin sintetis. Karena dibuat dari bahan kertas (sehelai kertas) dan diberi resin plastik yang meresap bagian dalamnya.
Sedangkan FR4 dibuat dari anyaman berbahan fiberglass, yang terlapisi oleh resin epoksi. Karena dibuat dari material yang berbeda, maka tak ayal jika harga PCB dari bahan FR4 lebih mahal daripada bahan FR2.
Apalagi dengan kelebihannya yaitu daya serap airnya lebih rendah. Sehingga menjadikannya sebagai isolator tinggi serta ketahanan terhadap temperatur sampai dengan 140 0C.
2. Tembaga
Tembaga adalah lapisan kedua pada PCB yang pipih, merekat ke substrat, dengan jumlah yang disesuaikan dengan jenis PCB itu sendiri. Ada PCB single side yang merupakan tipe dengan sebuah lapisan tembaga. Di mana lapisan tembaga tersebut menempel pada salah satu sisi substrat.
Ada juga PCB double side yang merupakan tipe yang kedua sisi subst6rat dilapisi oleh tembaga, atau berarti memiliki 2 buah tembaga. Bukan hanya single atau double side saja. Ada juga multilayer PCB dengan jumlah lapisan tembaga lebih dari 2, yaitu 4, 6 atau bahkan 16.
3. Soldermask
Soldermask adalah lapisan yang terletak di bawah tembaga, yang bertugas menjaga lapisan tembaga beserta jalur konduktornya. Sehingga tidak terjadi kontak yang tidak sengaja di antara keduanya.
Tugas lainnya dari soldermask adalah mencegah kemungkinan hubungan singkat solder atau solder short. Lapisan yang umumnya berwarna hijau ini, juga mempunyai jenis lain yang warnanya biru atau merah.
4. Silkscreen
Silkscreen adalah lapisan terakhir yang akan memudahkan penggunanya ketika akan memasang berbagai komponen elektronik ke papan PCB. Karena, silkscreen akan memberikan tanda yang merupakan sebuah indikator, baik huruf, angka, maupun simbol-simbol tertentu. Sehingga perangkaian komponen ke PCB lebih mudah.
Fungsi PCB
Lalu, sebagai komponen yang mendukung komponen elektronik lainnya, PCB menyimpan beragam fungsi yang sangat berguna. Fungsi PCB adalah seperti:
- Fungsi utamanya adalah tempat yang menghubungkan berbagai komponen elektronik melalui jalur konduktor. Sehingga setiap komponen bukan hanya saling terhubung satu sama lain, tetapi juga terpasang rapi dan terorganisir.
- PCB berfungsi mengorganisir bermacam komponen elektronik dalam sebuah kesatuan.
- PCB berfungsi menjadi tempat berpijaknya kaki-kaki komponen elektronika. Baik komponen aktif atau pun pasif.
- PCB juga berfungsi menggantikan kabel, sehingga lebih efisien. Seperti yang sudah diketahui bahwa kabel menjadi media transisi yang menghubungkan rangkaian dari berbagai komponen elektronika. Nah, PCB menyediakan jalur sirkuit yang secara otomatis akan menghubungkan komponen elektronik apapun jenisnya.
Jenis-jenis PCB
Lantas yang terakhir, PCB memiliki ragam jenisnya dilihat dari berbagai sudut pandangnya. Berdasarkan jumlah lapisan tembaganya, jenis-jenis PCB adalah:
1. Single side PCB
Single side PCB adalah tipe PCB dengan sebuah lapisan tembaga di salah satu sisi substrat. Karena itulah single side PCB lebih murah dan hanya untuk rangkaian elektronik yang sederhana.
2. Double side PCB
Double side PCB adalah tipe PCB dengan sebuah tembaga pada dua sisi substrat yang keduanya dihubungkan dengan lubang. Karena itulah harganya lebih tinggi daripada tipe single side.
3. Multilayer PCB
Multiplayer PCB adalah tipe dengan tembaga minimal 4 lapis atau maksimal 16 lapis. Masing-masing lapisannya merekat tetapi dipisahkan oleh lapisan insulator. Karena itulah harga PCB tipe multiplayer jauh lebih mahal dibandingkan kedua jenis sebelumnya. Maka dari itu juga, multiplayer PCB biasanya digunakan pada rangkaian elektronika yang sangat kompleks dan rumit.
Kemudian, ada juga jenis-jenis PCB berdasarkan dari fleksibilitasnya, di antaranya adalah:
4. Rigid PCB
Rigid PCB adalah tipe PCB yang kaku atau tidak bisa dilentur-lenturkan, yang material pembuatannya yakni fiberglass. Contoh rigid PCB adalah multiplayer PCB motherboard. Motherboard sendiri adalah papan berbagai komponen pada komputer maupun laptop yang mampu mendistribusikan listrik dari power supply. Selain itu juga membuat jalur konduksi untuk berbagai komponen seperti RAM, CPU dan lainnya.
5. Flex PCB
Flex PCB adalah tipe PCB yang tingkat fleksibilitasnya mudah dibuat bengkok, tanpa harus merusaknya. Flex PCB dibuat dari bahan plastik, dengan konduktornya poliamida, poliester maupun polyether ether ketone (PEEK).
6. Rigid-Flex PCB
Rigid-flex PCB adalah tipe kombinasi dari jenis rigid yang kaku dan flex yang lentur. Yaitu beberapa jenis rigid PCB yang dihubungkan dengan sebuah flex PCB. Akan tetapi, tipe rigid-flex PCB ini lebih sulit dirancang daripada jenis rigid atau flex itu sendiri. Sehingga harga PCB tipe rigid-flex relatif lebih mahal dibandingkan kedua jenis tersebut.
7. Aluminium Backed PCB
Aluminium backed adalah tipe PCB yang substratnya dibuat dari aluminium. Sehingga memiliki komponen isolator dengan ketahanan thermal yang tinggi. Karena itulah tipe PCB ini lebih terhindar dari overheated atau suhu yang panas, khususnya pada proses transfer data.
8. High-Frequency PCB
High-frequency adalah tipe PCB yang dibuat dari polifenilen oksida, teflon, lalu dilaminasi dengan epoksi dan kaca. Sehingga tipe high frequency PCB ini mampu mentransmisikan data yang tinggi dan sinyal yang lebih dari 1 GHz.
Itulah tadi pembahasan singkat tentang Papan Sirkuit Cetak (PCB), fondasi tak terlihat dari perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Dari sejarah hingga teknologi terkini, kita menyelusuri peran krusial PCB dalam memungkinkan inovasi dan kemajuan teknologi. Proses pembuatan PCB yang semakin canggih menuntut pemahaman mendalam dari para desainer dan insinyur. Meski begitu, tantangan ini juga membuka pintu bagi peluang baru dalam pengembangan produk yang lebih efisien dan handal.
Semoga artikel ini memberikan wawasan yang berharga bagi pembaca, menjelaskan kompleksitas PCB dengan cara yang sederhana dan mudah dipahami. Dengan pemahaman yang lebih baik tentang PCB, diharapkan masyarakat dapat mengapresiasi peran pentingnya dalam membentuk dunia teknologi yang kita kenal saat ini. Teruslah mengeksplorasi dan berinovasi, karena melalui PCB, kita terhubung dengan masa depan yang tak terbatas. Semoga bermanfaat bagi Anda yang telah mengikuti pembahasan ini.