Skip to content Skip to sidebar Skip to footer
Home / TEKNIK ELEKTRO

Fungsi PCB dan Jenis-jenisnya

By Cakrawala96

Penjelasan PCB

PCB (Printed Circuit Board) adalah media yang digunakan dalam teknik kelistrikan dan elektronik untuk menghubungkan komponen elektronika satu sama lain secara terkendali.

PCB juga sering disebut sebagai Printed Wiring Board (disingkat PWB). Saat ini, hampir semua peralatan elektronik terdapat PCB di dalamnya.

PCB memiliki struktur sandwich laminasi dari lapisan konduktif dan lapisan isolasi.

Lapisan konduktif dirancang sedemikian rupa sehingga membentuk seni pola alur/jejak (mirip dengan wiring pada permukaan datar) terukir dari satu atau lebih lapisan lembaran tembaga dilaminasi ke dan/atau di antara lapisan lembaran dari substrat non-konduktif.

Komponen listrik dapat dipasang ke “pad” konduktif pada lapisan luar, dalam bentuk yang sudah dirancang untuk menerima terminal komponen, umumnya dengan cara menyolder.

Penyolderan berguna untuk menghubungkan komponen secara elektrik, dan secara mekanis mengikatnya ke PCB. Proses pemasangan lainnya adalah menambahkan “via,” yaitu lubang berlapis yang memungkinkan interkoneksi antar lapisan.

Membuat PCB memerlukan desain agar sirkuit dapat tertata dengan baik. Namun, saat ini pembuatan dan perakitan PCB dapat dilakukan secara otomatis.

Perangkat lunak otomatisasi desain elektronik sudah tersedia untuk melakukan banyak pekerjaan yang kaitannya dengan tata letak sirkuit PCB.

Sirkuit produksi massal dengan PCB lebih murah dan lebih cepat dibandingkan dengan metode pengkabelan lainnya, karena komponen dipasang dan disambungkan dalam satu operasi.

PCB dapat berupa satu sisi (satu lapisan tembaga), dua sisi (dua lapisan tembaga di kedua sisi satu lapisan substrat), atau multi-layer (lapisan luar dan dalam tembaga, bergantian dengan lapisan substrat).

Multi-layer PCB memungkinkan kerapatan komponen yang jauh lebih tinggi, karena jejak sirkuit pada lapisan dalam akan mengambil ruang permukaan antar komponen. Namun, PCB multi-layer membuat perbaikan, analisis, dan modifikasi sirkuit jauh lebih sulit dan biasanya tidak praktis.

Fungsi PCB (Printed Circuit Board)

PCB dapat melakukan berbagai tugas yang terkait dengan komputasi, komunikasi, dan transfer data.

Walau demikian, fungsi PCB yang paling penting adalah menyediakan cara untuk mengintegrasikan komponen elektronika untuk perangkat di ruang yang padat.

Sebuah PCB memungkinkan komponen terhubung dengan benar ke sumber daya sambil diisolasi dengan aman.

Selain itu, PCB juga lebih murah daripada opsi lain karena dapat dirancang dengan alat desain digital dan diproduksi dalam volume tinggi menggunakan otomatisasi pabrik.

Jenis-jenis PCB (Printed Circuit Board)

PCB diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis berdasarkan proses manufaktur, spesifikasi desain, dan persyaratan aplikasi seperti medis, otomotif, pertahanan, dan ruang angkasa.

Desain yang lebih kompleks berdasarkan kebutuhan dan persyaratan konsumen membuka jalan untuk pembuatan berbagai jenis PCB.

Sebelum Anda memilih PCB, Anda harus mencari beberapa pertimbangan seperti ruang yang dibutuhkan, penanganan tegangan, dan stabilitas mekanik dan kelistrikan.

Berikut adalah berbagai jenis PCB yang tersedia:

1) PCB Satu Sisi (Single-Sided PCB)

PCB satu sisi adalah jenis printed circuit boards yang paling umum. PCB ini memiliki lapisan tembaga konduktif tunggal di atas substrat.

Komponen listrik disolder atau dipasang pada satu sisi saja. Karena papan ini hanya memiliki satu lapisan konduktor, jalur konduktif tidak dapat berpotongan atau tumpang tindih sehingga memakan banyak ruang.

PCB Satu Sisi (Single-Sided PCB)

Akibatnya, PCB ini hanya cocok untuk persyaratan desain kepadatan rendah.

PCB satu sisi digunakan untuk instrumen listrik/elektronik dasar dan murah, seperti kalkulator, catu daya, papan lampu LED, radio FM, sirkuit pengatur waktu, dan sebagainya.

Keuntungan PCB satu sisi:

  • Cocok untuk desain kepadatan rendah.
  • Mudah diperbaiki jika terjadi kesalahan.
  • Mudah dirancang.
  • Hemat biaya.
  • Mudah diproduksi.

2) PCB Dua Sisi (Double-Sided PCB)

PCB dua sisi memiliki lapisan tipis bahan konduktor, seperti tembaga yang ditambahkan ke sisi atas dan bawah papan PCB.

Lubang di papan sirkuit memungkinkan bagian logam dihubungkan dari satu sisi ke sisi lainnya.

PCB ini menghubungkan sirkuit di kedua sisi menggunakan salah satu dari dua metode pemasangan, yaitu melalui lubang dan pemasangan di permukaan.

PCB Dua Sisi (Double-Sided PCB)

Melalui teknologi lubang memerlukan pemasangan komponen timbal ke dalam lubang pra-bor pada papan sirkuit, yang kemudian disolder ke bantalan di sisi yang berlawanan.

Teknologi pemasangan permukaan memerlukan penempatan komponen listrik yang tepat pada permukaan papan sirkuit.

PCB dua sisi digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti sistem ponsel, pemantauan daya, alat uji, amplifier, aplikasi HVAC, sistem UPS, dan banyak lagi.

Keuntungan dari PCB dua sisi:

  • Lebih fleksibel.
  • Peningkatan kepadatan sirkuit.
  • Cocok untuk sistem elektronik canggih.
  • Mengurangi ukuran yang membuat sirkuit lebih kompak.
  • Biaya yang relatif lebih rendah.

3) PCB Multi-Layer

PCB multi-layer memiliki lebih dari dua lapisan tembaga. Secara umum, PCB multi-layer memiliki setidaknya tiga lapisan konduktif termasuk yang di dalam.

PCB ini dirancang dengan gaya 'sandwich', dengan beberapa lapisan konduktif dua sisi dibagi dengan jumlah lembaran bahan isolasi yang sama.

PCB Multi-Layer

Semua lapisan harus disatukan dan dilaminasi bersama di bawah tekanan dan suhu tinggi, untuk memastikan tidak ada celah udara sehingga PCB terproduksi dengan kualitas baik.

PCB multi-layer digunakan di komputer, laptop, ponsel, tablet, peralatan medis, pelacak GPS, dan banyak sirkuit dan perangkat lain yang lebih kompleks.

Keuntungan dari PCB multi-layer:

  • Tingkat fleksibilitas desain yang tinggi.
  • Cocok untuk sirkuit berkecepatan tinggi.
  • Ukurannya kompak.
  • Lebih kuat.

4) PCB Rigid

PCB rigid (kaku) adalah papan sirkuit yang tidak bisa dipuntir atau dilipat. Bahan dasar papan adalah substrat rigid, yang memberikan kekakuan dan kekuatan papan.

PCB ini terdiri dari beberapa lapisan termasuk lapisan substrat, lapisan tembaga, lapisan solder, dan lapisan layar sutra yang direkatkan dengan perekat yang panas.

PCB Rigid

Meskipun beberapa papan sirkuit tersedia dalam format satu sisi, dua sisi, atau multi-layer. Namun, PCB ini tidak dapat dimodifikasi atau diubah.

PCB rigid digunakan dalam peralatan GPS, komputer, laptop, tablet, ponsel, sinar-X, monitor jantung, pemindaian CAT, sistem MRI, sensor suhu, instrumentasi menara kontrol, dll.

Keuntungan dari PCB rigid:

  • Kebisingan elektronik rendah.
  • Kemampuan untuk menyerap getaran.
  • Kompak.
  • Ringan.
  • Hemat biaya.
  • Kemudahan diagnostik dan perbaikan.

5) PCB fleksibel (PCB Flex)

PCB fleksibel terdiri dari banyak sirkuit tercetak dan komponen yang disusun pada media fleksibel.

PCB fleksibel biasanya dibuat dari poliamida, PEEK (Polyether ether ketone), atau film poliester konduktif transparan.

Papan sirkuit fleksibel, PCB fleksibel, sirkuit fleksibel, dan sirkuit tercetak serbaguna (versatile printed circuits) adalah nama lain untuk papan sirkuit ini.

PCB fleksibel (PCB Flex)

PCB fleksibel dibuat menggunakan komponen yang sama dengan PCB rigid.

Perbedaan utamanya adalah bahwa papan sirkuit ini dirancang untuk melenturkan ke bentuk yang diinginkan di seluruh aplikasi.

PCB ini tersedia dalam konfigurasi satu sisi, dua sisi, dan multi-layer. Karena fleksibel, ini berkontribusi pada pengurangan kompleksitas perakitan unit.

PCB fleksibel digunakan dalam fabrikasi organic light emitting diode (OLED), fabrikasi LCD, sel surya fleksibel, industri otomotif, telepon seluler, kamera, dan produk elektronik kompleks seperti komputer laptop.

Keuntungan dari PCB fleksibel:

  • Meningkatkan keandalan.
  • Memberikan karakteristik kelistrikan yang seragam untuk sirkuit berkecepatan tinggi.
  • Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kepadatan jejak sinyal tinggi.
  • Hemat ruang.
  • Menghilangkan konektor.
  • Manajemen termal yang baik.

6) PCB Rigid-Fleksibel (Rigid-Flex)

PCB rigid-fleksibel adalah papan sirkuit hibrida yang menggabungkan elemen dari papan sirkuit fleksibel dan rigid (kaku), menghasilkan papan sirkuit yang dapat dilipat atau terus menerus ditekuk, dan biasanya dibentuk menjadi bentuk tertentu atau kurva tertekuk selama proses pembuatan.

PCB Rigid-Fleksibel (Rigid-Flex)

Bagian fleksibel dari papan biasanya digunakan untuk interkoneksi antara papan yang rigid, memungkinkan jalur konduktor yang lebih sempit yang memakan lebih sedikit ruang, sehingga menghasilkan papan yang lebih kecil.

Menggunakan PCB fleksibel untuk interkoneksi sering menghilangkan kebutuhan akan konektor yang besar dan tidak praktis, membuat PCB rigid-fleksibel jauh lebih ringan.

Desain PCB rigid-fleksibel sedikit lebih rumit karena papan ini dibangun dalam 3D, memungkinkan papan dilipat atau dipelintir untuk menghasilkan bentuk produk yang diinginkan.

Merancang papan dalam 3D memungkinkan kinerja spasial yang lebih besar, yang kemudian dapat digunakan dalam kasus khusus yang memerlukan pengurangan ruang dan berat, seperti pada perangkat medis.

PCB rigid-fleksibel sangat baik untuk berbagai aplikasi, seperti di bidang kedirgantaraan, medis, dan elektronik konsumen.

Keuntungan dari PCB rigid-fleksibel:

  • Peningkatan keandalan.
  • Ringan.
  • Sambungan solder yang lebih sedikit memastikan keandalan koneksi yang lebih tinggi.
  • Proses perakitan PCB yang disederhanakan.
  • Kelenturan 360 derajat.
  • Mengurangi kebutuhan ruang melalui kemampuan 3D.
  • Tahan guncangan.