▷ Apa itu PCB atau papan sirkuit cetak. gunakan, bagaimana itu dibuat

Pernahkah Anda mendengar istilah PCB, atau Integrated Circuit Board ? Jika Anda tidak tahu apa itu, kami akan menjelaskannya kepada Anda di artikel ini. Saat Anda membaca artikel ini, Anda dikelilingi oleh PCB; Anda memiliki beberapa di PC, monitor, mouse dan juga di ponsel Anda. Setiap elemen elektronik dibangun menggunakan PCB, atau setidaknya "organ dalam" nya.

Indeks isi

Penggunaan PCB adalah langkah besar dalam evolusi perangkat elektronik, karena menyediakan metode inovatif untuk menghubungkan elemen tanpa menggunakan kabel listrik. Dunia saat ini tidak akan sama tanpa penemuan PCB, jadi mari kita lihat apa itu dan bagaimana mereka dibuat

Apa itu PCB

PCB adalah akronim untuk Printed Circuit Board, tetapi kami menggunakan akronim dalam bahasa Inggris (Printed Circuit Board) agar tidak membingungkan misalnya dengan slot PCI pada PC kami.

Nah, PCB pada dasarnya adalah dukungan fisik di mana komponen elektronik dan listrik dipasang dan saling berhubungan di antara mereka. Komponen-komponen ini dapat berupa, chip, kapasitor, dioda, resistor, konektor, dll. Jika Anda melihat komputer di dalamnya, Anda akan melihat bahwa ada beberapa papan datar dengan banyak komponen yang menempel, itu adalah motherboard dan terbuat dari PCB dan komponen yang telah kami sebutkan.

Untuk menghubungkan setiap elemen pada PCB, kami menggunakan serangkaian trek konduktif tembaga sangat tipis yang menghasilkan rel, konduktor, seolah-olah itu adalah kabel. Di sirkuit yang paling sederhana, kami hanya memiliki trek konduktif di satu atau kedua sisi PCB, tetapi di sirkuit yang lebih lengkap kami memiliki trek listrik dan bahkan komponen yang ditumpuk dalam beberapa lapisan.

Dukungan utama untuk trek dan komponen ini adalah kombinasi dari fiberglass yang diperkuat dengan bahan keramik, resin, plastik, dan elemen non-konduktif lainnya. Meskipun komponen seperti seluloid dan trek cat konduktif saat ini sedang digunakan untuk memproduksi PCB yang fleksibel.

Papan sirkuit terintegrasi pertama dibangun pada tahun 1936 dengan tangan oleh insinyur Paul Eisler untuk digunakan oleh radio. Dari sana, proses diautomatisasi untuk pembuatan skala besar, pertama dengan radio, dan kemudian dengan semua jenis komponen.

Apa yang ada di dalam PCB?

Sirkuit tercetak terdiri dari serangkaian lapisan konduktif, setidaknya yang paling kompleks. Masing-masing lapisan konduktif dipisahkan oleh bahan isolasi yang disebut substrat. Lubang yang disebut vias digunakan untuk menghubungkan trek multi-layered , yang dapat sepenuhnya melalui PCB atau hanya sejauh kedalaman tertentu.

Substrat dapat terdiri dari komposisi yang berbeda, tetapi selalu dari bahan non-konduktif sehingga masing-masing trek listrik membawa sinyal dan tegangan sendiri. Pértinax yang paling banyak digunakan saat ini , yang pada dasarnya adalah kertas yang dilapisi dengan resin, sangat mudah untuk ditangani dan dikerjakan. Namun dalam peralatan berkinerja tinggi, senyawa yang disebut FR-4 digunakan, yang merupakan bahan fiberglass berlapis resin tahan api.

Komponen elektronik, untuk bagian mereka, akan hampir selalu masuk ke area eksternal dari PCB, dan dipasang di kedua sisi, untuk mengambil keuntungan penuh dari ekstensi mereka. Sebelum membuat trek listrik, lapisan PCB yang berbeda hanya dibentuk oleh substrat dan beberapa lembar tembaga yang sangat tipis atau bahan konduktif lainnya, dan itu akan melalui mesin yang mirip dengan printer yang akan dibuat dan melalui proses yang adil. panjang dan kompleks.

Proses pembuatan PCB

Kita sudah tahu dari apa papan sirkuit terintegrasi, tetapi akan sangat menarik untuk mengetahui bagaimana mereka dibuat. Terlebih lagi, kita dapat membuat sirkuit terpadu dasar sendiri dengan membeli salah satu papan ini, tetapi tentu saja prosesnya akan sangat berbeda dari apa yang sebenarnya digunakan.

Desain PCB menggunakan perangkat lunak

Semuanya dimulai dengan merancang PCB, melacak trek listrik yang diperlukan untuk menghubungkan komponen, serta daftar berapa banyak lapisan yang akan diperlukan untuk dapat menghasilkan semua koneksi yang akan diperlukan untuk komponen.

Proses ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak komputer CAM seperti TinyCAD atau DesignSpark PCB, banyak digunakan dalam karir teknik. Tidak hanya trek listrik yang dirancang, tetapi berbagai label juga dibuat untuk membuat daftar komponen yang dipasang dan mengidentifikasi setiap konektor.

Semua langkah yang diperlukan dalam proses pengembangan akan didokumentasikan sehingga pabrikan tahu persis apa yang harus dilakukan ketika proyek dikirimkan kepada Anda.

Layar silkscreen dan fotografi

Setelah dirancang, kami sekarang menyerahkan proyek langsung ke pabrikan dan itu akan menjadi tempat penciptaan fisik PCB dimulai. Proses berikut ini disebut penelusuran fotografi, di mana laser mesin seperti printer (photoplotter) menelusuri grafik dengan topeng koneksi dari elemen elektronik.

Untuk ini, selembar logam konduktif tipis sekitar 7/100 inci digunakan. Topeng ini nantinya akan berfungsi untuk menentukan di mana komponen elektronik dilem. Dalam proses yang lebih maju, proses ini dilakukan langsung pada PCB dengan printer yang mengukir topeng koneksi dengan logam ini.

Pencetakan lapisan dalam

Hal berikutnya yang dilakukan adalah mencetak pada PCB dari jalur listrik internal yang berbeda, dengan senyawa khusus. Ini melibatkan "lukisan" negatif dari trek listrik pada lembaran untuk membuat pola konduktif dengan bahan film fotosensitif atau kering. Nah, film yang telah dibuat ini terkena sinar laser atau sinar ultra violet untuk menghilangkan bahan berlebih dan dengan demikian membuat negatif dari rangkaian akhir.

Proses ini dilakukan jika PCB memiliki lapisan internal dengan trek konduktif. Selanjutnya, proses ini kemudian akan diulangi pada lapisan luar PCB untuk membuat trek tembaga akhir dan sesuai dengan desain sirkuit.

Inspeksi dan Verifikasi (AOI)

Setelah lapisan-lapisan berbeda dari trek konduktif dibuat, sebuah mesin akan memeriksa bahwa semuanya sudah benar dan bekerja dengan baik. Ini dilakukan secara otomatis dengan membandingkan desain asli dengan cetakan fisik, untuk mencari celana pendek atau trek rusak.

Film karat dan laminasi

Setiap lembar yang dicetak dengan trek konduktif mengalami perlakuan oksida untuk meningkatkan kemampuan dan daya tahan trek tembaga dari setiap lapisan.

Berkat proses ini, delaminasi lapisan konduktif yang berbeda dan trek pada PCB yang sangat sensitif atau dengan sejumlah besar komponen seperti komputer akan dihindari.

Hal berikutnya yang harus dilakukan adalah membangun PCB akhir, untuk melakukan ini, masing-masing lapisan sirkuit akan bergabung menggunakan lembaran fiberglass dengan resin epoksi, Pértinax atau metode lain yang digunakan. Semua ini akan dilem dengan sempurna melalui alat hidrolik dan ini adalah bagaimana kita akan mendapatkan papan sirkuit terintegrasi.

Lubang pengeboran

Pada semua kesempatan kita akan perlu membuat serangkaian lubang pada PCB dengan mengebor untuk dapat bergabung dengan berbagai lapisan dan trek tembaga. Kami juga perlu perforasi lengkap untuk dapat menahan elemen elektronik atau konektor atau slot ekspansi yang berbeda.

Proses pengeboran harus sangat tepat, untuk menjaga integritas PCB, sehingga kepala tungsten karbida digunakan untuk bahan tersulit yang ada.

Lubang logam

Agar lubang ini dapat membangun komunikasi dengan trek internal yang berbeda, proses pelapisan dengan film tembaga tipis akan diperlukan untuk memberikan konduktivitas yang diperlukan. Lapisan ini akan berukuran antara 40 dan 60 juta inci.

PCB sekarang siap untuk melacak jejak tembaga di permukaan luarnya.

Film track luar ruangan dan pelapisan listrik

Sekarang kita akan membuat trek konduktif luar, dan untuk ini kita akan mengikuti prosedur yang sama untuk membuat trek internal. Pertama-tama kita membuat film kering sebagai negatif dari rangkaian akhir. Kemudian, menggunakan laser, ruang di mana tembaga akan disimpan dibuat untuk membuat trek konduktif.

Dan kemudian PCB akan menjalani proses elektroplating, yang terdiri dari menempelkan tembaga di area yang bebas dari foil kering dan dengan demikian membentuk jalur listrik PCB. PCB ditempatkan dalam wadah tembaga dan akan diikat secara elektrolitik ke pola konduktif untuk membuat trek sekecil 0, 001 inci.

Kemudian lapisan timah lain akan ditambahkan di atas tembaga untuk melindungi serangan kimia ini ketika kita pergi ke proses SES atau " strip-etch-strip"

Strip etch strip

Ini adalah langkah kedua dari belakang, kelebihan tembaga akan dihapus dari PCB, kelebihan akan menjadi salah satu yang kita belum dicelupkan ke dalam timah. Dengan cara ini, hanya tembaga yang dilindungi timah yang akan tetap ada.

Selanjutnya kita juga harus mengeluarkan timah melalui perlakuan kimia untuk akhirnya meninggalkan hanya jejak tembaga yang akhirnya akan menjadi yang menghubungkan komponen dan mengangkut listrik.

Sekarang proses AOI lain akan memverifikasi bahwa semuanya sudah benar untuk akhirnya merekam topeng dan legenda.

Topeng dan legenda solder

Akhirnya, topeng solder akan diterapkan pada papan sirkuit elektronik sehingga nantinya mungkin untuk menyolder komponen ke trek dengan benar dan ke mana mereka harus pergi.

Kemudian legenda gabungan juga dicetak, informasi yang ingin diberikan oleh perancang pada PCB, seperti nama konektor, kode elemen, dll. Selain itu, desain akhir PCB juga akan dibuat dengan warna yang ingin diberikan oleh pabrikan, seperti yang kita lihat di motherboard gaming, dll.

Pengelasan komponen dan tes akhir

PCB siap dan hanya komponen yang akan ditambahkan melalui lengan robot presisi tinggi, dan slot yang sesuai. Dengan cara ini papan siap untuk diuji secara elektrik dan memeriksa apakah itu berfungsi dengan benar.

Kami juga akan menambahkan masker koneksi untuk mengelas elemen-elemen ini dengan benar.

Kesimpulan dan kata-kata terakhir

Nah ini semua tentang apa itu PCB dan bagaimana mereka diproduksi. Seperti yang Anda lihat prosesnya cukup kompleks dan membutuhkan banyak langkah, kita harus ingat bahwa ketelitiannya harus maksimal sehingga nantinya berfungsi seperti yang diharapkan.

PCB menjadi lebih kompleks, dengan trek yang lebih tipis dan lebih padat, untuk dapat menampung sejumlah besar komponen dalam ruang yang sangat sedikit.

Kami juga menyarankan Anda mengunjungi panduan kami ke motherboard terbaik di pasar

Dan Anda juga akan menemukan tutorial ini menarik:

Jika Anda memiliki pertanyaan atau ingin melakukan koreksi, tulis kami di komentar. Kami harap informasinya menarik.