PCB (Printed Circuit Board): Pengertian, Sejarah, Fungsi, Lapisan, Bahan, dan Jenisnya

Table of Contents

PCB (Printed Circuit Board)

Pengertian PCB (Printed Circuit Board)

PCB (Printed Circuit Board) adalah sebuah papan yang berfungsi sebagai wadah untuk menghubungkan komponen-komponen elektronika melalui lapisan jalur konduktor. PCB berbentuk papan dengan warna hijau yang terdiri atas beberapa komponen.

Jenis komponen-komponen yang dapat saling terhubung pada PCB bisa saja sama ataupun berbeda. Konstruksi PCB terdiri dari jalur trek, socket, garis dan jalur untuk menghubungkan komponen elektronik yang berbeda secara elektrik.

Sejarah PCB (Printed Circuit Board)

PCB sudah ada dan berkembang sejak puluhan tahun yang lalu. Bermula dari seorang ilmuwan asal Austria bernama Paul Eisler. Pada tahun 1936 Paul Eisler pertama kali menggunakan PCB untuk menghubungkan rangkaian elektronik di dalam radio yang sederhana dan untuk kebutuhan yang sempit.

Baru kemudian pada tahun 1943, Amerika Serikat memanfaatkan teknologi PCB ini. Saat itu AS menggunakannya pada Radio Militer, tentu saja untuk kebutuhan yang lebih besar ketimbang sebelumnya.

Tahun 1948 atau tiga tahun setelah perang dunia kedua, PCB menemukan tempat di publik. Saat itulah, PCB mulai digunakan untuk berbagai produk komersil oleh banyak perusahaan Amerika Serikat.

Sejak saat itu, PCB menjadi pilihan dalam setiap pembuatan barang elektronik untuk menghubungkan tiap rangkaiannya.

Dan dari dulu hingga sekarang, PCB tetap memiliki bentuk papan yang berguna untuk tempat meletakkan komponen serta menghubungkan komponen satu dengan komponen yang lain. Penghubungnya memanfaatkan jalur atau circuit konduktor.

Fungsi PCB (Printed Circuit Board)

PCB hampir tak tergantikan peranannya dalam pembuatan barang elektronik. Tingkat kepraktisan hingga keamanannya menjadi pilihan mengapa PCB tetap digunakan hingga sekarang. Secara umum, terdapat beberapa fungsi PCB yang bisa kita lihat dari berbagai perangkat elektronik yang digunakan di antaranya,
1. PCB merupakan tempat untuk menyusun tiap komponen elektronik pada perangkat elektronik. Sehingga tiap komponennya bisa terpasang dengan lebih rapi dan terorganisir.
2. PCB menghubungkan secara tepat berbagai jenis komponen, baik itu komponen sama jenis maupun berbeda jenis. Juga menghubungkan komponen aktif maupun pasif.
3. PCB berfungsi sebagai alat pengganti kabel yang berguna untuk menyambungkan berbagai komponen. Sehingga keberadaan PCB membuat rangkaian menjadi lebih efisien.

Selain itu, keberadaan PCB juga membuat tiap rangkaian menjadi lebih rapi dan tertata. Bila tidak ada PCB, kabel-kabel akan berserakan di dalam barang elektronik, dan tentunya akan sangat berisiko rusak.

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 struktur dan komposisi standar dari PCB (Printed Circuit Board) di antaranya,
1. 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.

2. 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.

3. Soldermask
Soldermask adalah lapisan di atas 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.

4. 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 dalam merakitnya.

Jenis PCB (Printed Circuit Board)

PCB pada umumnya dapat dibagi menjadi dua kategori jenis di antaranya,
1. PCB berdasarkan Jumlah Lapisannya
Berdasarkan jumlah lapisannya, PCB dapat dibagi menjadi tiga di antaranya,
a. 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.

b. 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.

c. 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.

2. PCB berdasarkan Fleksibilitasnya
Selain jumlah lapisan, PCB juga dapat dibedakan berdasarkan fleksibilitasnya di antaranya,
a. 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.

b. 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.

c. 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.

Dari berbagai sumber

Download