Setiap alat elektronik, seperti komputer, televisi, laptop, dan lainnya, memerlukan listrik untuk beroperasi. Listrik ini mengalir melalui rangkaian elektronik dalam perangkat tersebut untuk memungkinkannya berfungsi. Untuk menangani kompleksitas aliran listrik ini, diciptakanlah PCB (Printed Circuit Board) atau papan sirkuit cetak.
PCB adalah papan yang membantu mengatur dan mengorganisir komponen-komponen elektronik dalam sebuah perangkat. PCB terbuat dari bahan isolator, umumnya fiberglass, yang dilapisi dengan lapisan tembaga membentuk jalur-jalur listrik dan titik-titik sambungan antar komponen.
Keberadaan PCB sangat penting karena membantu menyusun komponen-komponen elektronik dengan lebih teratur dan efisien. Dengan adanya PCB, rangkaian elektronik dapat diatur dengan lebih baik untuk memastikan kinerja perangkat elektronik yang stabil dan handal.
Ada beberapa jenis PCB yang umum digunakan, seperti single-layer PCB yang terdiri dari satu lapisan jalur tembaga, double-layer PCB yang memiliki dua lapisan jalur tembaga, dan multi-layer PCB yang memiliki lebih dari dua lapisan jalur tembaga. Setiap jenis PCB memiliki kegunaan dan kompleksitas yang berbeda-beda tergantung pada kebutuhan dan kompleksitas perangkat elektronik yang akan dirakit.
Untuk lebih detailnya, Mari kita simak lebih dalam mengenai pengertian PCB, fungsi dan jenisnya dalam artikel dibawah ini.
Pengertian PCB
PCB adalah kependekan dari Printed Circuit Board. Dalam bahasa Indonesia, singkatan ini merujuk pada Papan Sirkuit Cetak atau Papan Rangkaian Cetak.
Papan rangkaian tersebut digunakan untuk menyusun sebuah rangkaian elektronik. Menurut Wikipedia.org, PCB adalah Papan Sirkuit Cetak yang berisi jejak-jejak logam untuk menghubungkan berbagai jenis dan jenis elemen elektronik tanpa menggunakan kabel.
Sejarah PCB telah ada selama beberapa dekade dan mengalami evolusi. Pada tahun 1936, seorang ilmuwan Austria bernama Paul Isler dikreditkan sebagai penemu PCB. Dia mulai menggunakan PCB pada rangkaian radio.
Teknologi ini mulai dikenal secara luas sekitar tahun 1943, ketika Radio Militer Amerika Serikat mulai menggunakannya dalam skala yang lebih besar. Pada tahun 1948, penggunaan PCB menjadi lebih umum.
Produk komersial mulai menggunakan teknologi PCB, terutama di Amerika Serikat. Pada tahun 1950, penggunaan PCB menjadi lebih luas, menandai perkembangan pesat dalam penggunaannya.
Sejak itu, PCB telah menjadi pilihan umum dalam produksi perangkat elektronik untuk menghubungkan rangkaian.
Dari masa lalu hingga sekarang, PCB tetap berbentuk papan yang membantu dalam penempatan dan penyambungan komponen elektronik. Komponen-komponen tersebut dihubungkan dengan cara disolder.
Fungsi PCB
PCB saat ini diproduksi dalam berbagai bentuk untuk berbagai perangkat elektronik. PCB tetap menjadi pilihan utama karena tingkat kepraktisannya yang tinggi.
Fungsi utama dari PCB adalah sebagai berikut:
- Membuat tampilan rangkaian alat elektronik terlihat rapi dan tertata, sehingga visualnya tidak kacau atau rumit.
- Menggantikan fungsi kabel dengan menyambungkan berbagai komponen secara efisien.
- Menghubungkan kaki-kaki komponen elektronika, baik komponen aktif maupun pasif.
- Menyediakan wadah atau tempat untuk menyusun komponen elektronik agar terlihat lebih rapi dan terorganisir.
Selain itu, PCB juga membantu dalam membuat sirkuit menjadi lebih teratur dan terorganisir. Tanpa PCB, kabel-kabel dalam perangkat elektronik akan menjadi kusut dan sulit diatur, menyebabkan kerumitan yang tidak diinginkan.
Lapisan Pembentuk PCB
Meskipun pada pandangan pertama PCB terlihat hanya sebagai sebuah papan, namun sebenarnya PCB terdiri dari beberapa lapisan dengan bahan material yang berbeda-beda. Jika diibaratkan, struktur PCB ini mirip dengan kue lapis. Berikut adalah struktur dan komposisi dari PCB.
1. Substrat (Lapisan standar)
Bahan lapisan pertama yang biasanya menjadi dasar PCB disebut substrat, yang dapat berupa FR2 (Flame Resistant) dan FR4. FR2 adalah kertas bonfing resin sintetis yang tahan terhadap api. FR2 dibuat dengan cara meresapi selembar kertas dengan resin plastik, di mana resin plastik yang digunakan adalah formaldehida fenol.
FR4, di sisi lain, terbuat dari anyaman fiberglass yang dilapisi dengan resin epoksi. FR4 memiliki daya serap air yang lebih rendah dibandingkan FR2, sehingga menjadi bahan isolasi yang baik dan memiliki ketahanan terhadap suhu hingga 140°C. Karena kualitasnya ini, PCB dengan substrat FR4 biasanya lebih mahal daripada FR2.
2. Tembaga
Lapisan selanjutnya adalah tembaga tipis yang ditempelkan ke substrat dengan proses laminasi pada suhu tertentu. Jumlah lapisan tembaga bergantung pada jenis PCB.
Untuk PCB satu sisi (Single Sided), hanya satu sisi substrat yang dilapisi tembaga, sedangkan untuk PCB dua sisi (Double Sided), kedua sisinya dilapisi tembaga. Dengan kemajuan teknologi, pelapisan tembaga dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Terdapat juga PCB dengan hingga 16 lapisan tembaga sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektroniknya.
3. Soldermask
Soldermask adalah lapisan yang berada di atas tembaga pada PCB, yang berfungsi untuk mencegah kontak tak disengaja antara lapisan tembaga dan jalur konduktor. Soldermask juga penting untuk mencegah solder short (hubungan singkat solder). Umumnya, soldermask berwarna hijau, tetapi ada juga yang berwarna biru atau merah.
4. Silkscreen
Silkscreen berfungsi sebagai indikator atau tanda bagi komponen-komponen elektronika yang dirangkai pada PCB, memudahkan orang dalam merangkai sebuah rangkaian. Silkscreen umumnya berwarna putih atau hitam, dengan mencetak huruf, angka, dan simbol pada PCB.
Jenis-Jenis PCB
Jenis-jenis PCB dapat dibedakan berdasarkan jumlah lapisan tembaga yang digunakan. Ada beberapa jenis PCB yang menggunakan satu atau dua lapisan tembaga. Berikut adalah beberapa jenisnya.
1. Multilayer PCB
Jenis PCB ini memiliki lebih dari satu lapisan substrat dan tembaga, yang dipisahkan oleh lapisan insulator. PCB jenis ini umumnya digunakan untuk rangkaian elektronik yang kompleks. Biasanya, PCB ini memiliki minimal 4 lapisan dan bisa mencapai maksimal 16 lapisan.
2. Double Sided PCB
Dalam pengertian PCB dan fungsinya, terdapat jenis double sided PCB yang lebih sederhana dibandingkan jenis sebelumnya. Double sided PCB juga dikenal sebagai papan rangkaian cetak dua sisi, yang memiliki dua lapisan tembaga.
Kedua lapisan tembaga ini terletak di kedua sisi substrat PCB. Seperti jenis sebelumnya, PCB ini memiliki lubang yang berfungsi sebagai jalur penghubung antara dua lapisan tembaga, dari satu sisi ke sisi lainnya.
3. Single Sided PCB
Jenis berikutnya adalah single side PCB, yang merupakan jenis PCB yang lebih sederhana daripada yang sebelumnya. Sesuai dengan namanya, PCB ini hanya memiliki satu lapisan.
Jika pada jenis sebelumnya lapisan tembaga terletak pada kedua sisi substrat, single side PCB hanya memiliki lapisan tembaga yang melekat pada satu sisi substrat PCB. Karena sederhananya, PCB ini umumnya digunakan untuk rangkaian elektronik yang juga sederhana. Biaya produksi PCB ini juga lebih murah dibandingkan dengan jenis sebelumnya.
4. Rigid-Flex PCB
Jenis ini adalah gabungan dari dua jenis PCB yang berbeda, yaitu Rigid PCB dan Flex PCB. Teknologi gabungan ini menggabungkan dua sifat dan spesifikasi dari papan sirkuit elektronik.
Ini mencakup sifat fleksibel yang memungkinkan dilipat seperti Flex PCB, dan kekakuan yang tidak dapat dilipat seperti Rigid PCB. Biasanya, Rigid PCB terhubung atau dihubungkan dengan Flex PCB.
5. Flex PCB
Flex PCB adalah jenis PCB yang menggunakan plastik sebagai substratnya. Karena menggunakan plastik, Flex PCB menjadi sangat fleksibel dan masuk dalam kategori PCB fleksibel. Sifat dasar plastik yang mudah dibentuk membuat Flex PCB dapat dibengkokkan tanpa memengaruhi rangkaian listrik, sehingga rangkaian tidak mudah rusak. Ini menjadi kelebihan utama dari Flex PCB.
6. Rigid PCB
Jenis lain dari PCB berdasarkan fleksibilitasnya adalah Rigid PCB. Berbeda dengan Flex PCB, Rigid PCB memiliki sifat yang kaku. "Rigid" berasal dari bahasa asing yang berarti kaku, sehingga Rigid PCB adalah papan sirkuit elektronik yang kaku.
Rigid PCB tidak dapat dibengkokkan dan sangat kaku, berbeda dengan Flex PCB yang sangat fleksibel. Bahkan, Rigid PCB tidak bisa dilipat sama sekali karena akan menyebabkan kerusakan seperti patah.
Bahan substrat yang digunakan untuk Rigid PCB adalah bahan yang kaku dan padat, mirip dengan fiberglass. Bahan ini sengaja dipilih untuk membuat PCB menjadi kaku dan tidak dapat dibengkokkan.
Akhir Kata
Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa PCB merupakan komponen penting dalam alat elektronik yang berfungsi mengorganisir dan menghubungkan berbagai komponen elektronika.
Demikianlah informasi mengenai pengertian PCB dan fungsinya dalam rangkaian elektronika yang telah kami jelaskan. Semoga dapat memberikan wawasan bagi semua pembaca.