Printed Circuit Board (PCB)

Printed Circuit Board (PCB) menjadi sebuah wadah untuk tiap – tiap komponen pada rangkaian elektronik. Dengan menggunakan PCB, Anda dapat dengan mudah merakit rangkaian elektronik sendiri dengan proses yang lebih praktis dan ringkas. 

Seiring perkembangan teknologi manufaktur, PCB kini telah mempunyai banyak fungsi serta jenisnya. Bahkan lapisan dalam PCB saat ini telah mengalami lebih banyak penambahan. Untuk mengetahui lebih jelasnya, silahkan simak penjelasan berikut ini.

Pengertian PCB

Printed Circuit Board atau yang biasa disingkat dengan PCB ialah papan sirkuit atau papan rangkaian cetak yang dipakai dalam mengkoneksikan komponen – komponen elektronika dengan lapisan jalur konduktornya.

Dibuatnya PCB bertujuan untuk mengakomodasi rangkaian rumit dari suatu perangkat elektronik menjadi rangkaian yang lebih terorganisir. Tanpa adanya Printed Circuit Board, rangkaian pada elektronik akan menjadi tidak beraturan.

Tipe komponen yang dapat saling terkoneksi dengan PCB dapat sama atau juga berbeda. Tak hanya itu, komponen dapat pula saling terhubung satu sama lain tanpa adanya kabel penghubung dengan menggunakan PCB sebagai papan rangkaian (sirkuit). 

Bentuk fisik yang dimiliki oleh PCB yaitu berupa papan hijau yang terdiri atas beberapa komponen seperti tembaga, substrat, solder mask, dan juga silkscreen. Umumnya, PCB dibuat dalam jumlah banyak untuk keperluan yang berkaitan dengan listrik ataupun keperluan perancang elektronik.

Saat ini PCB telah mengalami perkembangan yang begitu pesat. Ditemukan pada tahun 1936 oleh Paul Eisler yang merupakan salah seorang ilmuwan Australia. PCB pertama kali digunakan pada sebuah rangkaian radio oleh Paul Eisler.

Yang kemudian Amerika Serikat pada tahun 1943, mulai memanfaatkan PCB ini dalam Radio Militer dengan skala yang lebih besar dari rangkaian radio sebelumnya. Selepas perang dunia kedua, tepatnya tiga tahun setelahnya yakni tahun 1948, teknologi PCB sudah mulai dipakai untuk produk – produk komersial pada perusahaan – perusahaan di Amerika. 

Fungsi PCB

Peranan PCB pada kehidupan yang telah berkembang pesat karena adanya teknologi sekarang ini hampir tak tergantikan terutama dalam pembuatan barang elektronik. Tingkat keamanan serta kepraktisannya membuat PCB menjadi pilihan yang tetap digunakan sampai saat ini.

Lalu, apa saja fungsi – fungsi yang PCB miliki tersebut hingga membuatnya menjadi pilihan yang tetap dipakai hingga saat ini? Berikut beberapa fungsi dari PCB dilihat dari berbagai perangkat elektronik yang menggunakan PCB.

1. PCB berfungsi sebagai tempat yang digunakan untuk menyusun tiap – tiap komponen elektronik yang ada pada suatu perangkat elektronik. Sehingga hal tersebut membuat tiap komponen dapat terpasang dengan baik, rapi dan lebih terorganisir.

2. PCB dapat menghubungkan berbagai jenis komponen dengan tepat. Baik komponen tersebut merupakan komponen yang berbeda ataupun sejenis. PCB juga dapat mengkoneksikan komponen aktif ataupun komponen pasif.

3. PCB memiliki fungsi yang dapat digunakan sebagai alat pengganti kabel untuk menghubungkan berbagai komponen sehingga membuat rangkaian elektronik menjadi lebih efisien, rapi dan ringkas.

Lapisan PCB dan Bahan – bahannya

PCB memiliki struktur yang mirip dengan kue lapis karena terdiri atas beberapa lapisan. Lapisan – lapisan tersebut kemudian dilaminasi menjadi satu kesatuan yang dinamakan PCB. 

Pada satu kemasan PCB, ada yang memiliki satu lapis tembaga atau Single Sided, ada pula yang memiliki dua lapis tembaga atau Double Sided. Bahkan ada juga yang mempunyai beberapa lapis tembaga atau yang dikenal dengan Multilayer PCB. 

Struktur dan komposisi standar yang PCB miliki, antara lain yaitu :

1. Substrat (Lapisan Landasan)

Bahan lapisan landasan dari Printed Circuit Board (PCB) yang umumnya digunakan adalah Flame Resistant 2 dan Flame Resistant 4. Flame Resistant 2 atau FR2 ialah sebuah bahan komposit yang dimana tersusun dari kertas yang diresapi dengan resin plastik formaldehida fenol (kertas bonding resin sintetis). 

Sementara Flame Resistant 4 atau FR4 merupakan anyaman Fiberglas yang dilapisi dengan resin epoksi dimana mempunyai daya serap air yang rendah. Tetapi properti isolasi yang dimiliki bagus dan tahan terhadap suhu panas mencapai hingga 140 derajat celcius. Sayangnya, PCB yang berbahan FR4 ini memiliki perbandingan harga yang lebih mahal dari PCB bersubstrat FR2.

2. Tembaga (Copper)

Pada Printed Circuit Board atau PCB lapisan berikutnya setelah substrat ialah lapisan tembaga tipis yang dilaminasi menjadi lapisan substrat dengan suhu tinggi tertentu serta perekat. Lapisan tembaga tipis tersebut dilapisi tergantung pada jenis PCB – nya sendiri.

Pada PCB tipe Single Sided,  lapisan tembaga tipisnya hanya dilapisi pada satu sisi substratnya, sedangkan pada PCB tipe Double Sided lapisan tembaga tipisnya ada pada kedua sisi substratnya. Sejalan dengan perkembangan teknologi manufakturing PCB, kini telah dibuat hingga 16 lapisan atau lebih bergantung dari perancangan PCB serta rangkaian yang diinginkan.

3. Solder Mask

Solder Mask merupakan lapisan yang berada di atas lapisan tembaga. Lapisan ini berfungsi sebagai pelindung tembaga atau jalur konduktor dari kontak yang tidak disengaja. Lapisan PCB yang satu ini hanya ada pada bagian – bagian yang tidak disolder pada PCB, sementara bagian lain yang tidak disolder tidak akan terlapisi oleh solder mask ini.

Solder mask juga dapat digunakan untuk membantu para pengguna PCB untuk menyolder tepat pada tempatnya. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya solder short. Biasanya, warna dari solder mask ini berwarna hijau, tetapi ada pula solder mask yang berwarna biru atau merah.

4. Silkscreen

Pada umumnya, lapisan silkscreen ini memiliki warna putih atau hitam, ada pula silkscreen yang berwarna merah, abu – abu, bahkan kuning keemasan. Silkscreen adalah cetakan angka, simbol, serta huruf pada Printed Circuit Board. Fungsi dari lapisan silkscreen ini ialah sebagai indikator komponen – komponen elektronika yang ada pada PCB supaya dapat dengan mudah dirakit.

Jenis – jenis PCB

Terdapat dua kategori jenis yang dimiliki Printed Circuit Board. Kedua jenis tersebut yakni terbagi menjadi jenis PCB berdasarkan jumlah lapisannya dan jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya.

– Jenis – jenis PCB berdasarkan Jumlah Lapisannya

1. Single Sided PCB

Papan Rangkaian Cetak satu sisi ini yaitu tipe PCB yang hanya terdiri atas satu lapisan tembaga pada satu sisi substratnya. Single Sided PCB ini biasa dipakai dalam rangkaian elektronik sederhana dengan biaya produksi yang relatif lebih murah.

2. Double Sided PCB

PCB jenis ini terdiri atas dua lapisan tembaga yang dimana lapisan tembaga tersebut tertempel pada kedua sisi substrat pada PCB sendiri. Lubang yang ada pada Double Sided PCB difungsikan sebagai jalur penghubung yang menghubungkan antara satu lapisan tembaga satu sisi dengan lapisan tembaga pada sisi lainnya.

3. Multilayer PCB

Multilayer PCB memiliki beberapa lapisan substrat dan lapisan tembaga yang keduanya dipisahkan oleh suatu lapisan insulator. Tipe PCB yang satu ini umumnya digunakan untuk rangkaian elektronik yang terbilang kompleks dimana biasanya terdiri atas 4 lapisan, 6 lapisan, 8 lapisan, 10 lapisan, atau bahkan 16 lapisan.

– Jenis – jenis PCB Berdasarkan Fleksibilitasnya

1. Rigid PCB

Rigid PCB ini merupakan Papan Rangkaian Cetak yang Kaku serta tidak fleksibel. PCB ini tersusun dari bahan substrat yang kaku dan padat layaknya fiberglass. Sehingga memang Rigid PCB ini sengaja dibuat untuk tidak dapat dilipat maupun dibengkokkan.

2. Flex PCB

Flex PCB atau yang juga dikenal dengan Flexible Printed Circuit Board ini adalah PCB yang memiliki substrat yang terbuat dari bahan plastik sehingga membuatnya fleksibel. Bahan dasar yang digunakan Flex PCB ini memungkinkan PCB untuk dibengkokkan tanpa menyebabkan adanya kerusakan rangkaian pada PCB sendiri.

3. Rigid – Flex PCB

Rigid – Flex PCB menjadi PCB gabungan dari teknologi Rigid dan Flex PCB. Secara umum, Rigid PCB pada perangkat ini dikoneksikan dengan Flex PCB.

Prinsip Kerja PCB

Prinsip kerja atau cara kerja dari PCB yaitu ketika rangkaian diberi sumber arus listrik, maka jalur – jalur pengawatan yang ada dalam PCB akan berperan sebagai penghantarnya. Jalur pengawatan tersebut juga nantinya akan menyambungkan antar komponen yang berada di dalam PCB secara terpadu.

Hal tersebut menjadikan fungsi dari rangkaian elektronik dapat dioperasikan dengan baik. Dengan Printed Circuit Board yang digunakan sebagai wadah untuk merakit suatu rangkaian elektronik, terdapat beberapa keuntungan yang diperoleh, antara lain sebagai berikut :

1. Apabila salah satu dari komponen yang berada di dalamnya mengalami suatu gangguan, kerusakan dan gangguan tersebut dapat dicari dengan mudah.

2. Dengan menggunakan PCB, Anda dapat membuat rangkaian elektronik yang berukuran kecil karena ukurannya dapat dipersempit. 

Sebagai contoh yaitu PCB yang ada pada sebuah handphone, wadah atau handphone tersebut sendiri memiliki ukuran yang relatif kecil. Sehingga tentunya PCB di dalamnya pun berukuran kecil pula berbeda dengan yang ada pada Laptop ataupun Komputer.

3. Frekuensi pada setiap komponen di dalamnya dapat dikendalikan dengan aman.

4. PCB lebih aman digunakan serta membuat komponen yang ada didalamnya tidak mudah rusak.

Demikian informasi dan penjelasan mengenai Printed Circuit Board (PCB) mulai dari Pengertian, Fungsi, Lapisan PCB dan Bahannya, hingga Prinsip Kerja dari PCB. Semoga informasi tersebut dapat dengan mudah Anda pahami dan bermanfaat bagi kita. Jangan lupa untuk membagikannya ya.