A PCB or printed circuit board menghasilkan panas ketika arus listrik mengalir melaluinya. Tanpa insulasi yang tepat, panas ini dapat menyebabkan masalah serius pada PCB.

Mengapa PCB membutuhkan isolasi?

Sebelum Anda dapat memahami isolasi PCB, Anda harus memahami: Apa itu PCB?

PCBS, or printed circuit boards, are small green squares with copper sheets (but also in other colors). It can be found in almost any electronic device! Papan sirkuit tercetak memungkinkan perangkat elektronik berfungsi dengan baik, menjadikannya bagian penting tetapi tidak terlihat dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa mereka, komputer, telepon, televisi, dan elektronik tidak akan berfungsi atau ada.

Listrik sangat kuat untuk PCB. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Namun, komponen listrik dapat menimbulkan bahaya jika tidak tertutup dalam wadah non-konduktif atau menjadi terlalu panas. PCB harus diisolasi untuk mencegah korosi tembaga dan mengurangi kontak yang tidak disengaja dengan bahan konduktif. Proper insulation can help prevent the PCB from overheating or exploding.

There are several ways to isolate a PCB. There are several common insulation materials, but the exact type of insulation usually depends on the application of the PCB design.

Sumber foto: pixabay

bahan isolasi PCB

Bahan isolasi PCB umum biasanya dibentuk sebagai substrat non-konduktif yang dapat digabungkan bersama dalam beberapa lapisan untuk memungkinkan arus mengalir dengan benar melalui seluruh papan sirkuit. PCB yang lebih sederhana dapat berupa satu sisi atau satu lapis. Complex PCBS, such as those used for high-speed digital communications, may contain more than two dozen layers.

PCB insulation calculator can help you determine creepage distance and electrical clearance, which will be the determining factor in the exact type and quantity of insulation material. Jarak rambat adalah jarak terpendek antara bagian konduktif, dan jarak bebas adalah elemen yang dipisahkan oleh udara daripada substrat. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

Pabrikan PCB dapat memilih untuk menggunakan berbagai bahan berbeda untuk insulasi, dari plastik murah seperti FR-2 hingga logam kasar seperti aluminium. The insulating material of a PCB usually determines its use. Misalnya, PCB dalam mainan elektronik murahan tidak memerlukan jenis insulasi yang sama seperti PCB di satelit.

Untuk lebih memahami insulasi PCB dan bahan insulasi, mari kita jelajahi lima bentuk insulasi PCB yang paling umum.

FR-2

Fr-2 adalah pilihan laminasi tahan api kelas rendah. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. Papan sirkuit satu sisi biasanya menggunakan bahan ini. FR-2 bebas halogen dan hidrofobik dan dapat dengan mudah ditekan atau digiling. FR-2 adalah salah satu pilihan termurah untuk isolasi PCB dan merupakan pilihan umum bagi perusahaan yang membuat barang elektronik sekali pakai.

FR-4

Fr-4 adalah opsi laminasi tahan api tingkat lanjut. It is a composite material made of fiberglass woven fabric and is commonly used in the manufacture of double-sided and multi-layer PCBS. FR-4 dapat menahan suhu dan tekanan fisik yang lebih tinggi daripada FR-2. It’s also an affordable material, making it a popular choice for manufacturers of high-end consumer electronics. FR-4 tidak dikerjakan dengan cepat, membutuhkan alat penggilingan, stamping, atau mesin tungsten carbide.

Frekuensi radio (rf)

Substrat RF dirancang untuk memungkinkan PCBS beroperasi dalam aplikasi yang menggunakan RF daya tinggi dan microwave. Substrat RF paling sering digunakan untuk PCB yang dipasang di elektronik militer, avionik, dan avionik. Namun, penting untuk dicatat bahwa beberapa produk elektronik konsumen mengandung jenis substrat ini. Plastik yang membentuk substrat RF tipikal tidak menghasilkan banyak insulasi dan berkinerja baik untuk tugas menghasilkan arus besar. PCB RF dan microwave biasanya hanya memiliki satu atau dua lapisan.

fleksibel

Meskipun sebagian besar papan sirkuit tercetak datar dan kaku, ada beberapa PCB inovatif yang dapat menekuk hampir ke segala arah tanpa putus. Sirkuit fleksibel memerlukan bentuk insulasi yang serupa namun unik. Sirkuit fleksibel biasanya dilindungi dengan SPRAY insulasi PCB, selain film plastik adalah pilihan yang populer. Sirkuit fleksibel memerlukan lapisan insulasi PCB yang tipis dan kuat sehingga dapat bergerak bebas dan muat di Ruang yang sempit.

logam

Pemilihan logam sebagai isolator mungkin tampak aneh. Logam biasanya bersifat konduktif secara elektrik, dan konduksi yang tidak disengaja dapat menyebabkan PCB gagal, terbakar, atau meleleh. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Logam adalah konduktor panas yang sangat baik dan dapat menahan arus besar tanpa putus atau terbakar. PCB yang dipasang di peralatan bermuatan listrik yang menghabiskan banyak daya mungkin memerlukan substrat logam agar berfungsi secara efektif.

Pengaruh industri

Untuk mencegah PCB dari panas berlebih, terbakar, atau terbakar, PCB harus diisolasi secara memadai. The type of insulation corresponds to the type of use provided by the PCB.

PCB elektronik serba guna cocok untuk digunakan dengan substrat FR-2 atau FR-4 yang lebih sederhana dan hemat biaya. Substrat RF lebih cocok untuk aplikasi yang melibatkan RF daya tinggi.

Substrat fleksibel seperti plastik sangat cocok untuk memenuhi persyaratan isolasi papan sirkuit fleksibel. Logam, di sisi lain, adalah konduktor panas yang sangat baik sambil menjaga elektron daya tetap dingin.