Koleksi

Proses Pembuatan PCB: bagaimana PCB dibuat

Proses Pembuatan PCB: bagaimana PCB dibuat

Proses pembuatan PCB sangat penting bagi siapa saja yang terlibat dalam industri elektronik. Papan sirkuit tercetak, PCB, sangat banyak digunakan sebagai dasar sirkuit elektronik. Papan sirkuit tercetak digunakan untuk menyediakan dasar mekanis di mana sirkuit dapat dibangun. Oleh karena itu, hampir semua sirkuit menggunakan papan sirkuit tercetak dan dirancang serta digunakan dalam jumlah jutaan.

Meskipun PCB membentuk dasar dari hampir semua sirkuit elektronik saat ini, mereka cenderung diterima begitu saja. Namun demikian, teknologi di bidang elektronik ini terus bergerak maju. Ukuran track berkurang, jumlah lapisan di papan meningkat untuk mengakomodasi peningkatan konektivitas yang diperlukan, dan aturan desain diperbaiki untuk memastikan bahwa perangkat SMT yang lebih kecil dapat ditangani dan proses penyolderan yang digunakan dalam produksi dapat diakomodasi.

Proses pembuatan PCB dapat dicapai dengan berbagai cara dan ada beberapa varian. Meskipun ada banyak variasi kecil, tahapan utama dalam proses pembuatan PCB adalah sama.

Konstituen PCB

Papan sirkuit tercetak, PCB, dapat dibuat dari berbagai bahan. Yang paling banyak digunakan dalam bentuk papan berbasis serat kaca yang dikenal sebagai FR4. Ini memberikan tingkat stabilitas yang wajar di bawah variasi suhu dan tidak rusak parah, sementara tidak terlalu mahal. Bahan lain yang lebih murah tersedia untuk PCB dalam produk komersial berbiaya rendah. Untuk desain frekuensi radio kinerja tinggi di mana konstanta dielektrik substrat penting, dan tingkat kehilangan yang rendah diperlukan, maka papan sirkuit cetak berbasis PTFE dapat digunakan, meskipun jauh lebih sulit untuk dikerjakan.

Untuk membuat PCB dengan trek untuk komponen, papan berlapis tembaga terlebih dahulu diperoleh. Ini terdiri dari bahan substrat, biasanya FR4, dengan lapisan tembaga biasanya di kedua sisi. Cladding tembaga ini terdiri dari lapisan tipis lembaran tembaga yang diikatkan pada papan. Ikatan ini biasanya sangat baik untuk FR4, tetapi sifat PTFE membuatnya lebih sulit, dan ini menambah kesulitan pada pemrosesan PCB PTFE.

Proses pembuatan PCB dasar

Dengan papan PCB kosong yang dipilih dan tersedia, langkah selanjutnya adalah membuat trek yang diperlukan di papan dan menghilangkan tembaga yang tidak diinginkan. Pembuatan PCB biasanya dilakukan dengan menggunakan proses etsa kimia. Bentuk etsa yang paling umum digunakan dengan PCB adalah besi klorida.

Untuk mendapatkan pola trek yang benar, proses fotografi digunakan. Biasanya tembaga pada papan sirkuit tercetak telanjang ditutupi dengan lapisan tipis tahan foto. Itu kemudian diekspos ke cahaya melalui film fotografi atau foto-mask merinci trek yang diperlukan. Dengan cara ini gambar trek diteruskan ke photo-resist. Dengan lengkap ini, photo-resist ditempatkan di pengembang sehingga hanya area papan di mana trek dibutuhkan yang tercakup dalam resist.

Tahap selanjutnya dalam proses ini adalah menempatkan papan sirkuit tercetak ke dalam besi klorida untuk mengetsa area di mana tidak diperlukan trek atau tembaga. Mengetahui konsentrasi besi klorida dan ketebalan tembaga di papan, itu ditempatkan ke dalam buih etsa e jumlah waktu yang dibutuhkan. Jika papan sirkuit tercetak ditempatkan di etsa terlalu lama, maka beberapa definisi hilang karena besi klorida akan cenderung melemahkan tahan foto.

Meskipun sebagian besar papan PCB dibuat menggunakan pemrosesan fotografi, metode lain juga tersedia. Salah satunya adalah dengan menggunakan mesin penggilingan khusus yang sangat akurat. Mesin tersebut kemudian dikendalikan untuk membuang tembaga di area di mana tembaga tidak diperlukan. Kontrolnya jelas otomatis dan digerakkan dari file yang dihasilkan oleh perangkat lunak desain PCB. Bentuk pembuatan PCB ini tidak cocok untuk jumlah besar tetapi merupakan pilihan ideal dalam banyak kasus di mana jumlah prototipe PCB yang sangat kecil dibutuhkan.

Metode lain yang terkadang digunakan untuk prototipe PCB adalah dengan mencetak tinta tahan etsa ke PCB menggunakan proses penyaringan sutra.

Papan sirkuit cetak multi-layer

Dengan kompleksitas sirkuit elektronik yang meningkat, tidak selalu mungkin untuk menyediakan semua konektivitas yang diperlukan hanya dengan menggunakan dua sisi PCB. Ini terjadi cukup sering ketika mikroprosesor padat dan papan serupa lainnya sedang dirancang. Jika hal ini terjadi, papan multilayer diperlukan.

Pembuatan papan sirkuit cetak multi-lapis, meskipun menggunakan proses yang sama seperti papan satu lapis, memerlukan tingkat akurasi dan kontrol proses manufaktur yang jauh lebih tinggi.

Papan dibuat dengan menggunakan papan individu yang lebih tipis, satu untuk setiap lapisan, dan ini kemudian disatukan untuk menghasilkan PCB secara keseluruhan. Ketika jumlah lapisan meningkat, maka papan individu harus menjadi lebih tipis untuk mencegah PCB yang sudah jadi menjadi terlalu tebal. Selain itu, pendaftaran antar lapisan harus sangat akurat untuk memastikan bahwa setiap lubang sejajar.

Untuk mengikat lapisan yang berbeda bersama-sama, papan dipanaskan untuk menyembuhkan bahan pengikat. Hal ini dapat menyebabkan beberapa masalah kelengkungan. Papan multi-lapis yang besar dapat memiliki lengkungan yang berbeda jika tidak dirancang dengan benar. Hal ini dapat terjadi terutama jika, misalnya salah satu lapisan dalam adalah bidang daya atau bidang arde. Meskipun hal ini sendiri baik-baik saja, jika beberapa area yang cukup signifikan harus dibiarkan bebas tembaga. Ini dapat mengatur ketegangan di dalam PCB yang dapat menyebabkan pembengkokan.

Lubang PCB dan vias

Lubang, sering disebut melalui lubang atau vias, diperlukan di dalam PCB untuk menghubungkan lapisan yang berbeda pada titik yang berbeda. Lubang juga mungkin diperlukan untuk memungkinkan komponen bertimbal dipasang pada PCB. Selain itu, beberapa lubang pemasangan mungkin diperlukan.

Biasanya permukaan bagian dalam lubang memiliki lapisan tembaga sehingga secara elektrik menghubungkan lapisan papan. Ini "berlapis melalui lubang" diproduksi menggunakan proses pelapisan. Dengan cara ini lapisan papan dapat dihubungkan.

Pengeboran kemudian dilakukan dengan menggunakan mesin bor yang dikontrol secara numerik, datanya dipasok dari perangkat lunak desain PCB CAD. Perlu dicatat bahwa mengurangi jumlah berbagai ukuran lubang dapat membantu mengurangi biaya pembuatan PCB.

Beberapa lubang mungkin perlu hanya ada di tengah papan, misalnya ketika lapisan dalam papan perlu dihubungkan. Ini "vias buta" dibor di lapisan yang relevan sebelum lapisan PCB diikat bersama.

Pelapisan solder PCB dan tahan solder

Saat PCB disolder, area yang tidak akan disolder harus dilindungi oleh lapisan yang disebut tahanan solder. Penambahan lapisan ini membantu mencegah korsleting yang tidak diinginkan pada papan PCB yang disebabkan oleh solder. Penahan solder biasanya terdiri dari lapisan polimer dan melindungi papan dari solder dan kontaminan lainnya. Warna penahan solder biasanya hijau tua atau merah.

Untuk mengaktifkan komponen yang ditambahkan ke papan, baik bertimbal atau SMT untuk disolder ke papan dengan mudah, area papan yang terbuka biasanya "dilapis timah" atau dilapisi dengan solder. Terkadang papan, atau area papan mungkin dilapisi emas. Ini mungkin berlaku jika beberapa jari tembaga akan digunakan untuk sambungan tepi. Karena emas tidak akan ternoda, dan menawarkan konduktivitas yang baik, ia memberikan sambungan yang baik dengan biaya rendah.

Layar sutra PCB

Seringkali diperlukan untuk mencetak teks dan menempatkan ident cetak kecil lainnya ke PCB. Ini dapat membantu dalam mengidentifikasi papan, dan juga dalam menandai lokasi komponen untuk membantu dalam menemukan kesalahan, dll. Layar sutra yang dihasilkan oleh perangkat lunak desain PCB digunakan untuk menambahkan tanda ke papan, setelah proses manufaktur lainnya untuk papan kosong. telah selesai.

Prototipe PCB

Sebagai bagian dari proses pengembangan, biasanya disarankan untuk membuat prototipe sebelum melakukan produksi penuh. Hal yang sama berlaku untuk papan sirkuit tercetak di mana prototipe PCB biasanya diproduksi dan diuji sebelum produksi penuh. Biasanya prototipe PCB perlu dibuat dengan cepat karena selalu ada tekanan untuk menyelesaikan tahap desain perangkat keras dari pengembangan produk. Karena tujuan utama dari prototipe PCB adalah untuk menguji tata letak yang sebenarnya, seringkali dapat diterima untuk menggunakan proses pembuatan PCB yang sedikit berbeda karena hanya sejumlah kecil papan prototipe PCB yang akan dibutuhkan. Namun, sebaiknya selalu sedekat mungkin dengan proses pembuatan akhir PCB untuk memastikan bahwa hanya sedikit perubahan yang dilakukan dan beberapa elemen baru dimasukkan ke dalam papan sirkuit cetak akhir.

Proses pembuatan PCB merupakan elemen penting dari siklus hidup produksi elektronik. Manufaktur PCB menggunakan banyak bidang teknologi baru dan ini telah memungkinkan peningkatan yang signifikan untuk dilakukan baik dalam pengurangan ukuran komponen dan track yang digunakan, dan dalam keandalan papan.


Tonton videonya: BUKAN DI JLCPCB!! Cetak PCB di Pabrik Lokal + Sekalian Beli Komponen di Jaya Plaza. vlog001 (September 2021).