The printed circuit board (PCB) adalah dasar fisik atau platform di mana komponen elektronik dapat disolder. Jejak tembaga menghubungkan komponen-komponen ini satu sama lain, memungkinkan papan sirkuit tercetak (PCB) untuk menjalankan fungsinya dengan cara yang dirancang.

Papan sirkuit tercetak adalah inti dari perangkat elektronik. Itu bisa dalam bentuk dan ukuran apa pun, tergantung pada aplikasi perangkat elektronik. Substrat/bahan substrat yang paling umum untuk PCB adalah FR-4. PCB berbasis FR-4 umumnya ditemukan di banyak perangkat elektronik, dan pembuatannya umum. Dibandingkan dengan PCB multilayer, PCB satu sisi dan dua sisi lebih mudah dibuat.

FR-4 PCB terbuat dari serat kaca dan resin epoksi yang dikombinasikan dengan pelapis tembaga berlapis. Beberapa contoh utama PCB multi-lapisan kompleks (hingga 12 lapisan) adalah kartu grafis komputer, motherboard, papan mikroprosesor, FPGA, CPLD, hard drive, RF LNA, umpan antena komunikasi satelit, catu daya mode sakelar, ponsel Android, dll. Ada banyak contoh di mana PCB lapisan tunggal dan lapisan ganda sederhana digunakan, seperti TV CRT, osiloskop analog, kalkulator genggam, mouse komputer, dan sirkuit radio FM.

Aplikasi PCB:

1. Peralatan medis:

Kemajuan saat ini dalam ilmu kedokteran sepenuhnya disebabkan oleh pesatnya pertumbuhan industri elektronik. Sebagian besar peralatan medis, seperti pH meter, sensor detak jantung, pengukuran suhu, mesin EKG/EEG, mesin MRI, X-ray, CT scan, mesin tekanan darah, alat pengukur kadar gula darah, inkubator, peralatan mikrobiologi dan banyak peralatan lainnya. berbasis PCB elektronik terpisah. PCB ini umumnya padat dan memiliki faktor bentuk yang kecil. Padat berarti komponen SMT yang lebih kecil ditempatkan di PCB berukuran lebih kecil. Alat kesehatan ini dibuat lebih kecil, mudah dibawa, ringan, dan mudah dioperasikan.

2. Peralatan industri.

PCB juga banyak digunakan di bidang manufaktur, pabrik, dan pabrik looming. Industri-industri ini memiliki mesin dan peralatan berdaya tinggi yang digerakkan oleh sirkuit yang beroperasi pada daya tinggi dan membutuhkan arus tinggi. Untuk alasan ini, lapisan tembaga tebal dilaminasi pada PCB, yang berbeda dari PCB elektronik kompleks, yang dapat menarik arus setinggi 100 ampere. Ini sangat penting dalam aplikasi seperti pengelasan busur, penggerak motor servo besar, pengisi daya baterai timbal-asam, industri militer, dan mesin samar kapas pakaian.

3. penerangan.

Dalam hal pencahayaan, dunia bergerak ke arah solusi hemat energi. Lampu halogen ini sekarang sudah jarang ditemukan, tapi sekarang kita melihat lampu LED dan LED intensitas tinggi di sekitar kita. LED kecil ini memberikan cahaya dengan kecerahan tinggi dan dipasang pada PCB berdasarkan substrat aluminium. Aluminium memiliki sifat menyerap panas dan membuangnya di udara. Oleh karena itu, karena daya yang tinggi, PCB aluminium ini biasanya digunakan pada rangkaian lampu LED untuk rangkaian LED daya sedang dan tinggi.

4. Industri otomotif dan dirgantara.

Aplikasi lain dari PCB adalah industri otomotif dan dirgantara. Faktor umum di sini adalah gema yang dihasilkan oleh pergerakan pesawat terbang atau mobil. Oleh karena itu, untuk memenuhi getaran kekuatan tinggi ini, PCB menjadi fleksibel. Oleh karena itu, jenis PCB yang disebut Flex PCB digunakan. PCB fleksibel dapat menahan getaran tinggi dan ringan, yang dapat mengurangi berat total pesawat ruang angkasa. PCB fleksibel ini juga dapat disesuaikan di ruang sempit, yang juga merupakan keuntungan besar. PCB fleksibel ini digunakan sebagai konektor, antarmuka, dan dapat dipasang di ruang yang kompak, seperti di belakang panel, di bawah dashboard, dll. Kombinasi PCB kaku dan fleksibel juga digunakan.

jenis PCB:

Papan sirkuit tercetak (PCB) dibagi menjadi 8 kategori. Mereka

PCB satu sisi:

Komponen PCB satu sisi hanya dipasang di satu sisi, dan sisi lainnya digunakan untuk kabel tembaga. Lapisan tipis foil tembaga diterapkan ke satu sisi substrat RF-4, dan kemudian topeng solder diterapkan untuk memberikan insulasi. Terakhir, sablon digunakan untuk memberikan informasi penandaan untuk komponen seperti C1 dan R1 pada PCB. PCB single-layer ini sangat mudah untuk dirancang dan diproduksi dalam skala besar, permintaan pasarnya besar, dan harganya juga sangat murah untuk dibeli. Sangat umum digunakan pada produk rumah tangga, seperti juicer/blender, kipas pengisian daya, kalkulator, pengisi daya baterai kecil, mainan, remote control TV, dll.

PCB dua lapis:

PCB dua sisi adalah PCB dengan lapisan tembaga yang diterapkan di kedua sisi papan. Lubang bor, dan komponen THT dengan timah dipasang di lubang ini. Lubang-lubang ini menghubungkan satu bagian sisi ke bagian sisi lainnya melalui jalur tembaga. Kabel komponen melewati lubang, kabel berlebih dipotong oleh pemotong, dan kabel dilas ke lubang. Semua ini dilakukan secara manual. Ada juga komponen SMT dan komponen THT dari PCB 2 lapis. Komponen SMT tidak memerlukan lubang, tetapi bantalan dibuat pada PCB, dan komponen SMT dipasang pada PCB dengan penyolderan reflow. Komponen SMT menempati ruang yang sangat sedikit pada PCB, sehingga lebih banyak ruang kosong yang dapat digunakan pada papan sirkuit untuk mencapai lebih banyak fungsi. PCB dua sisi digunakan untuk catu daya, amplifier, driver motor DC, sirkuit instrumen, dll.

PCB berlapis-lapis:

PCB multi-layer terbuat dari PCB multi-layer 2-layer, diapit di antara lapisan isolasi dielektrik untuk memastikan bahwa papan dan komponen tidak rusak karena panas berlebih. PCB multi-layer memiliki berbagai dimensi dan lapisan yang berbeda, dari PCB 4-layer hingga PCB 12-layer. Semakin banyak lapisan, semakin rumit sirkuit dan semakin rumit desain tata letak PCB.

PCB multi-layer biasanya memiliki bidang tanah independen, bidang daya, bidang sinyal berkecepatan tinggi, pertimbangan integritas sinyal, dan manajemen termal. Aplikasi umum adalah kebutuhan militer, elektronik kedirgantaraan dan kedirgantaraan, komunikasi satelit, elektronik navigasi, pelacakan GPS, radar, pemrosesan sinyal digital, dan pemrosesan gambar.

PCB kaku:

Semua jenis PCB yang dibahas di atas termasuk dalam kategori PCB kaku. PCB kaku memiliki substrat padat seperti FR-4, Rogers, resin fenolik, dan resin epoksi. Pelat ini tidak akan menekuk dan memutar, tetapi dapat mempertahankan bentuknya selama bertahun-tahun hingga 10 atau 20 tahun. Inilah sebabnya mengapa banyak perangkat elektronik memiliki umur panjang karena kekakuan, kekokohan, dan kekakuan dari PCB yang kaku. PCB komputer dan laptop kaku. Banyak TV, LCD dan TV LED yang biasa digunakan di rumah terbuat dari PCB kaku. Semua aplikasi PCB satu sisi, dua sisi dan multilayer di atas juga berlaku untuk PCB kaku.

PCB fleksibel:

PCB fleksibel atau PCB fleksibel tidak kaku, tetapi fleksibel dan dapat ditekuk dengan mudah. Mereka elastis, memiliki ketahanan panas yang tinggi dan sifat listrik yang sangat baik. Bahan substrat Flex PCB tergantung pada kinerja dan biaya. Bahan substrat umum untuk Flex PCB adalah film poliamida (PI), film poliester (PET), PEN dan PTFE.

Biaya pembuatan Flex PCB lebih dari sekedar PCB kaku. Mereka dapat dilipat atau dililitkan di sudut. Dibandingkan dengan PCB kaku yang sesuai, mereka membutuhkan lebih sedikit ruang. Mereka ringan tetapi memiliki kekuatan sobek yang sangat rendah.

PCB kaku-fleksibel:

Kombinasi PCB yang kaku dan fleksibel sangat penting dalam banyak aplikasi yang dibatasi oleh ruang dan berat. Misalnya, di kamera, sirkuitnya rumit, tetapi kombinasi PCB yang kaku dan fleksibel akan mengurangi jumlah bagian dan mengurangi ukuran PCB. Pengkabelan dua PCB juga dapat digabungkan pada satu PCB. Aplikasi umum adalah kamera digital, ponsel, mobil, laptop, dan perangkat dengan bagian yang bergerak

PCB berkecepatan tinggi:

PCB berkecepatan tinggi atau frekuensi tinggi adalah PCB yang digunakan untuk aplikasi yang melibatkan komunikasi sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari 1 GHz. Dalam hal ini, masalah integritas sinyal ikut berperan. Bahan substrat PCB frekuensi tinggi harus dipilih dengan cermat untuk memenuhi persyaratan desain.

Bahan yang umum digunakan adalah polyphenylene (PPO) dan polytetrafluoroethylene. Ini memiliki konstanta dielektrik yang stabil dan kehilangan dielektrik yang kecil. Mereka memiliki penyerapan air yang rendah tetapi biaya tinggi.

Banyak bahan dielektrik lainnya memiliki konstanta dielektrik variabel, menghasilkan perubahan impedansi, yang dapat mendistorsi harmonik dan hilangnya sinyal digital dan hilangnya integritas sinyal.

PCB aluminium:

Bahan substrat PCB berbasis aluminium memiliki karakteristik pembuangan panas yang efektif. Karena ketahanan termal yang rendah, pendinginan PCB berbasis aluminium lebih efektif daripada PCB berbasis tembaga yang sesuai. Ini memancarkan panas di udara dan di area persimpangan termal papan PCB.

Banyak sirkuit lampu LED, LED kecerahan tinggi terbuat dari PCB aluminium.

Aluminium adalah logam yang kaya dan harga penambangannya rendah, sehingga biaya PCB juga sangat rendah. Aluminium dapat didaur ulang dan tidak beracun, sehingga ramah lingkungan. Aluminium kuat dan tahan lama, sehingga mengurangi kerusakan selama pembuatan, transportasi, dan perakitan

Semua fitur ini membuat PCB berbasis aluminium berguna untuk aplikasi arus tinggi seperti pengontrol motor, pengisi daya baterai tugas berat, dan lampu LED dengan kecerahan tinggi.

Kesimpulannya:

Dalam beberapa tahun terakhir, PCB telah berevolusi dari versi lapisan tunggal yang sederhana ke sistem yang lebih kompleks, seperti PCB Teflon frekuensi tinggi.

PCB sekarang mencakup hampir setiap bidang teknologi modern dan ilmu pengetahuan yang berkembang. Mikrobiologi, mikroelektronika, nanoteknologi, industri dirgantara, militer, avionik, robotika, kecerdasan buatan dan bidang lainnya semuanya didasarkan pada berbagai bentuk blok bangunan papan sirkuit cetak (PCB).