Pengertian, Jenis dan Fungsi PCB

PCB atau Printed Circuit Board yang dalam bahasa Indonesia sering diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Cetak atau Papan Sirkuit Cetak. Secara fisik, PCB merupakan alat yang digunakan untuk menghubungkan komponen elektronika dalam komputer dengan lapisan jalur konduktornya. PCB ditemukan oleh seorang ilmuwan asal Austria yang bernama Paul Eisler pada tahun 1936. Paul Eisler menggunakan PCB pertama kalinya di sebuah rangkaian radio. Kemudian pada tahun 1943, Amerika Serikat mulai memanfaatkan teknologi PCB ini pada radio militer dalam skala yang lebih besar. Tiga tahun setelah perang dunia kedua yaitu pada tahun 1948, PCB mulai digunakan untuk produk-produk komersil oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat. Pada tahun 1950, PCB telah dapat digunakan secara massal terutama pada industri elektronika. 

 

 

Lapisan Pembentuk PCB

 

Secara struktur, PCB memiliki lapisan pembentuk seperti kue lapis dengan bahan material penyusun yang berbeda-beda yang terdiri dari beberapa lapisan dan dilaminasi menjadi satu kesatuan yang disebut dengan PCB. Berikut ini adalah struktur dan komposisi standar dari PCB :

 

 

1. Substrat  

 

Substrat adalah lapisan dasar PCB. Bahan yang paling umum digunakan untuk substrat adalah FR2 (Flame Resistant 2) dan FR4 (Flame Resistant 4). FR2 merupakan istilah yang merujuk pada kertas bonding resin sintetis (synthetic resin bonded paper). FR2 dibuat dari bahan komposit yang terbuat dari kertas yang diresapi dengan resin plastik formaldehida fenol. Sedangkan FR4 merupakan anyaman fiberglass yang telah menjalani proses pelapisan dengan resin epoksi. FR4 memiliki daya serap air yang lebih rendah, material dengan daya isolasi yang baik dan juga tahan terhadap suhu panas hingga 140 derajat celcius. Oleh sebab itu, harga PCB berbahan FR4 jauh lebih mahal jika dibandingkan dengan PCB berbahan FR2. 

 

2. Tembaga

 

Lapisan PCB berikutnya adalah lapisan tembaga pipih yang direkatkan ke lapisan substrat dengan cara dilaminasi pada suhu tertentu. PCD terdiri dari dua jenis, maka jumlah lapisan tembaga bergantung dari jenis PCB. Pada Single Sided PCB hanya akan dilapisi oleh satu lapisan tembaga di salah satu sisi substrat. Sedangkan pada Double Sided PCB terdapat lapisan tembaga di kedua sisi substrat. Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, terdapat PCB yang dilapisi hingga 16 lapisan tembaga atau bahkan lebih tergantung pada perancangan PCB dan kebutuhan rangkaian yang diinginkan. 

 

3. Soldermask

 

Soldermask merupakan lapisan yang berada di atas lapisan tembaga yang berfungsi untuk menjaga tembaga dan jalur konduktor dari kontak tidak sengaja. Lapisan soldermask ini dapat membantu para pengguna PCB untuk mencegah terjadinya solder short. Pada umumnya, lapisan soldermask ini memiliki warna hijau, namun ada pula beberapa yang berwarna biru atau merah. 

 

4. Silkscreen 

 

Silkscreen merupakan lapisan yang berfungsi untuk memberikan indikator atau tanda bagi komponen-komponen elektronika yang dirangkai pada PCB sehingga memberikan kemudahan pada orang yang merangkai sebuah rangkaian. Lapisan silkscreen biasanya berwarna putih atau hitam dengan cetakan huruf, angka dan simbol pada PCB.   

 

Jenis - jenis PCB

 

Pada umumnya, PCB dapat dibagi menjadi dua kategori jenis yaitu jenis PCB berdasarkan jumlah lapisannya dan jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya. 

 

1. Jenis - jenis PCB berdasarkan jumlah lapisannya

 

PCB berdasarkan jumlah lapisannya dibagi menjadi Single Sided PCB, Double Sided PCB dan Multilayer PCB. Berikut penjelasan masing-masing PCB berdasarkan jumlah lapisannya :

 

Single Sided PCB

 

Single Sided PCB merupakan jenis PCB yang hanya terdiri dari satu lapisan tembaga di salah satu sisi substratnya. PCB jenis ini biasanya banyak digunakan pada rangkaian elektronik sederhana dengan biaya produksi yang relatif rendah.

 

Double Sided PCB

 

Double Sided PCB merupakan jenis PCB yang terdiri dari dua lapisan tembaga dan berada di kedua sisi substratnya. Lubang yang terdapat pada Double Sided PCB berfungsi sebagai jalur penghubung antar kedua lapisan tembaga tersebut. 

 

Multilayer PCB

 

Multilayer PCB merupakan jenis PCB yang terdiri dari beberapa lapisan substrat dan lapisan tembaga yang dipisahkan oleh lapisan insulator. Multilayer PCB biasanya digunakan pada rangkaian elektronik yang kompleks dan membutuhkan cukup banyak konduktor. Pada umumnya,  terdiri dari 4 lapisan, 6 lapisan, 8 lapisan, 10 lapisan hingga 16 lapisan.

 

2. Jenis - jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya

 

Selain berdasarkan jumlah lapisannya, PCB juga dapat dibedakan berdasarkan fleksibilitasnya yang artinya kaku atau tidaknya PCB tersebut untuk sebuah rangkaian. Berikut jenis-jenis PCB berdasarkan fleksibilitasnya : 

 

Rigid PCB 

 

Rigid jika diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia artinya kaku. Jadi, Rigid PCB merupakan papan rangkaian yang kaku dan tidak dapat dilipat atau dilenturkan. Rigid PCB terbuat dari bahan substrat padat dan kaku seperti fiberglass.

 

Flex PCB

 

Flex PCB atau Flexible PCB merupakan PCB yang substratnya terbuat dari bahan plastik yang fleksibel. Bahan dasar ini memungkinkan PCB dapat dibengkokkan, dilenturkan dan diatur tanpa merusak rangkaian yang ada pada PCB tersebut.   

 

Rigid-Flex PCB

 

Rigid-Flex PCB merupakan gabungan dari teknologi Rigid PCB dan Flex PCB. Umumya, beberapa Rigid PCB saling terhubung dengan menggunakan Flex PCB. 

 

Fungsi PCB

 

Secara umum, PCB yang digunakan di dalam perangkat komputer maupun peralatan elektronik memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut :

• Tempat menyusun komponen-komponen elektronika sehingga terpasang lebih rapi dan terorganisir. 

 

• Penghubung kaki komponen satu sama lain baik kaki komponen aktif maupun pasif. 

 

• Pengganti kabel untuk menyambung berbagai komponen, sehingga membutuhkan tempat yang lebih efisien.

 

• Membuat tampilan suatu rangkaian elektronika menjadi lebih rapi dan tertata.