8 Cara Membuat PCB yang Benar dan Praktis, Kenali Tipe Juga Kelebihannya

Liputan6.com, Jakarta PCB (Printed Circuit Board) atau papan sirkuit cetak adalah sebuah platform fisik, yang terdiri dari bahan dasar insulator dengan jalur tembaga yang telah dicetak pada permukaannya. Cara membuat PCB cukup praktis dilakukan, namun perlu pemahaman dan ketelitian yang mumpuni untuk melakukannya.

PCB digunakan untuk menghubungkan komponen elektronik dalam sebuah rangkaian, seperti resistor, kapasitor, transistor, dan IC (Integrated Circuit), dengan cara mengalirkan arus listrik melalui jalur tembaga yang telah dicetak pada permukaannya.

Cara membuat PCB ini juga sangat penting dalam industri elektronik, karena membantu dalam mempermudah proses produksi, pemasangan, dan perawatan dari rangkaian elektronik. PCB memungkinkan untuk menyatukan beberapa rangkaian kecil dalam satu papan sirkuit yang lebih besar, dan juga membuat proses pemasangan komponen menjadi lebih efisien dan efektif.

PCB juga memiliki banyak keuntungan lain, seperti dapat meminimalkan kesalahan koneksi yang disebabkan oleh manusia, meningkatkan kecepatan produksi dan penghematan biaya produksi, serta mengurangi jumlah kabel dan konektor yang diperlukan. PCB juga memungkinkan penggunaan komponen elektronik yang lebih kecil dan lebih presisi, sehingga meningkatkan performa dan efisiensi rangkaian elektronik.

Berikut ini cara membuat PCB yang Liputan6.com rangkum dari berbagai sumber, Kamis (30/3/2023). 

PCB (Printed Circuit Board) adalah papan sirkuit elektronik yang terdiri dari jalur tembaga yang terhubung dengan komponen elektronik. PCB sangat penting dalam pembuatan rangkaian elektronik karena membantu memperkecil ukuran dan meningkatkan keandalan sirkuit.

Berikut ini adalah langkah-langkah cara membuat PCB:

1. Desain Skematik

Langkah pertama dalam membuat PCB adalah merancang skematik rangkaian elektronik yang ingin dibuat. Skematik adalah gambar diagram, yang menunjukkan komponen elektronik dan hubungan antara mereka. Ada banyak software yang dapat digunakan untuk membuat skematik, seperti Eagle, Altium, atau KiCad. Dalam membuat skematik, pastikan bahwa semua komponen dan koneksi telah diidentifikasi dan disusun dengan jelas.

2. Desain Layout PCB

Setelah Anda membuat skematik, selanjutnya adalah merancang layout PCB. Layout PCB adalah tata letak jalur tembaga dan komponen elektronik pada PCB. Dalam merancang layout PCB, pastikan untuk memperhatikan ukuran PCB dan letak komponen, sehingga PCB dapat diproduksi dengan mudah dan diisi dengan komponen elektronik yang dibutuhkan. Anda dapat menggunakan software yang sama seperti yang digunakan untuk membuat skematik untuk membuat layout PCB.

3. Print Layout PCB

Setelah selesai merancang layout PCB, langkah selanjutnya adalah mencetaknya. Ada beberapa metode pencetakan PCB yang dapat digunakan, seperti pencetakan laser pada kertas transfer atau pencetakan langsung menggunakan printer PCB. Jika menggunakan metode pencetakan laser pada kertas transfer, pastikan untuk mencetak dengan resolusi yang cukup tinggi agar transfer dapat berjalan dengan baik.

4. Transfer Layout PCB ke Tembaga

Setelah layout PCB dicetak, cara membuat PCB selanjutnya adalah Anda perlu mentransfernya ke papan PCB tembaga. Letakkan kertas transfer di atas tembaga dan menjepitnya dengan kuat, kemudian Anda perlu mengaplikasikan panas pada transfer menggunakan setrika untuk mentransfer gambar ke tembaga. Pastikan transfer terjadi dengan sempurna dan bersih, agar jalur tembaga dan komponen pada PCB tidak rusak.

5. Etching PCB

Setelah mentransfer gambar ke tembaga, Anda perlu mengikis bagian tembaga yang tidak diperlukan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan cairan etsa seperti ferric chloride atau persulfate. Pastikan untuk mengikuti instruksi penggunaan dengan hati-hati dan menggunakan alat pelindung diri yang tepat. Setelah proses etsa selesai, bilas PCB dengan air bersih dan keringkan.

6. Bor PCB

Setelah PCB selesai di-etsa, Anda perlu mengebor lubang pada tempat komponen akan dipasang. Anda dapat menggunakan mesin bor mini untuk mengebor lubang. Pastikan untuk mengebor dengan hati-hati agar tidak merusak jalur tembaga. Jangan lupa juga untuk memasang komponen elektronik ke PCB, dan pastikan untuk memasang komponen pada posisi yang benar dan sesuai dengan layout PCB yang telah Anda buat. Pastikan juga untuk meninjau kembali layout PCB untuk memastikan bahwa semua komponen telah ditempatkan dengan benar dan sesuai dengan kebutuhan.

7. Solder Komponen Elektronik

Setelah semua komponen dipasang, Anda perlu mengecat jalur tembaga dengan solder agar komponen terhubung dengan baik. Gunakan solder dengan ukuran yang tepat, dan pastikan bahwa solder tidak berlebihan karena hal ini dapat menyebabkan short circuit atau korsleting. Pastikan juga bahwa semua sambungan solder telah terlihat bersih dan kuat.

8. Uji PCB

Setelah selesai memasang dan menyolder komponen, Anda perlu menguji PCB untuk memastikan bahwa rangkaian bekerja dengan baik. Anda dapat menggunakan alat tester atau oscilloscope untuk melakukan pengujian ini. Pastikan bahwa semua komponen bekerja dengan baik dan tidak ada short circuit atau korsleting yang terjadi.

Setelah selesai menguji PCB, langkah terakhir adalah memberikan finishing pada PCB. Anda dapat membersihkan PCB dengan cairan pembersih elektronik, dan mengganti label pada PCB dengan menggunakan sticker atau pen marker. Pastikan bahwa PCB telah bersih dan rapi sebelum digunakan.

1. Single-Sided PCB

Single-Sided PCB adalah tipe PCB yang paling sederhana dan paling murah. PCB ini hanya memiliki jalur tembaga pada satu sisi PCB saja, sementara sisi yang lain biasanya digunakan sebagai area kosong untuk menempatkan label atau logo. Komponen elektronik pada Single-Sided PCB dipasang pada sisi jalur tembaga menggunakan teknik soldering.

Soldering adalah proses penyambungan dua benda, dengan menggunakan bahan pelarut (flux) dan bahan pengisi (solder). Single-Sided PCB sering digunakan dalam aplikasi sederhana, seperti rangkaian elektronik yang tidak kompleks. Keuntungan dari tipe PCB ini adalah murah, mudah dirakit, dan cukup dapat diandalkan untuk aplikasi yang tidak memerlukan kepadatan komponen yang tinggi.

2. Double-Sided PCB

Double-Sided PCB adalah tipe PCB yang memiliki jalur tembaga pada kedua sisi PCB. Jalur tembaga pada sisi atas dan sisi bawah biasanya dihubungkan melalui berbagai teknik, seperti through-hole atau surface-mount vias. Through-hole via adalah jalur tembaga yang menembus seluruh lapisan PCB, sedangkan surface-mount via adalah jalur tembaga yang ditempatkan pada permukaan PCB dan dihubungkan dengan jalur tembaga pada sisi lain PCB.

Tipe PCB ini lebih kompleks daripada Single-Sided PCB, tetapi masih cukup ekonomis untuk banyak aplikasi. Double-Sided PCB sering digunakan pada rangkaian yang membutuhkan kepadatan komponen yang lebih tinggi, atau aplikasi yang memerlukan rute jalur tembaga yang lebih kompleks.

3. Multi-Layer PCB

Multi-Layer PCB adalah tipe PCB yang memiliki jalur tembaga pada lebih dari dua lapisan, biasanya antara 4 hingga 10 lapisan. Setiap lapisan PCB ditempatkan secara bertumpuk dan dihubungkan melalui via-hole, yang merupakan jalur tembaga yang menembus seluruh lapisan PCB.

Tipe PCB ini biasanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kompleksitas dan kepadatan komponen yang lebih tinggi, seperti perangkat komputer atau telepon seluler. Multi-Layer PCB memungkinkan untuk menempatkan lebih banyak komponen dalam satu papan sirkuit, sehingga memungkinkan desain rangkaian yang lebih kompleks dan efisien.

4. Rigid PCB

Rigid PCB adalah tipe PCB yang terbuat dari bahan dasar yang kaku dan tidak dapat ditekuk, seperti FR4. Tipe PCB ini lebih mudah dirakit dan lebih tahan terhadap keausan dan kerusakan, sehingga sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan stabilitas mekanik yang tinggi, seperti peralatan medis dan industri otomotif.

Rigid PCB biasanya memiliki struktur yang lebih kompleks dan lebih banyak lapisan daripada tipe PCB yang lain. Rigid PCB dapat menahan berbagai jenis tekanan mekanik, dan dapat digunakan dalam berbagai kondisi lingkungan yang berbeda. 

5. Flexible PCB

Flexible PCB adalah tipe PCB yang terbuat dari bahan fleksibel, seperti polyimide atau polyester. Tipe PCB ini memiliki kemampuan untuk ditekuk atau ditekuk sesuai dengan kebutuhan aplikasi, sehingga dapat digunakan dalam perangkat yang memerlukan desain rangkaian yang fleksibel. Flexible PCB sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan desain yang ringkas dan kompleks, seperti kamera, ponsel, dan perangkat medis.

6. Rigid-Flex PCB

Rigid-Flex PCB adalah tipe PCB yang memiliki kombinasi antara Rigid PCB dan Flexible PCB. Tipe PCB ini terdiri dari lapisan kaku dan fleksibel yang digabungkan untuk membuat satu papan sirkuit. Rigid-Flex PCB biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kombinasi, antara stabilitas mekanik yang tinggi dan fleksibilitas, seperti peralatan medis dan militer.

Efisiensi Produksi

PCB memungkinkan produksi yang lebih efisien karena sirkuit dapat dicetak secara otomatis. Setelah desain PCB selesai, gambar dapat diimpor ke mesin cetak PCB yang dapat mencetak sirkuit pada material dasar PCB. Dalam penggunaan teknologi SMD (Surface Mount Device), komponen elektronik dapat dipasang secara otomatis menggunakan mesin pick and place, yang mengurangi waktu dan biaya produksi. PCB juga memungkinkan penggunaan lapisan ganda atau bahkan lebih, sehingga dapat menampung rangkaian yang lebih rumit dalam area yang lebih kecil.

Keandalan

PCB menyediakan koneksi listrik dan elektronik yang tetap, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya kerusakan pada koneksi yang terjadi saat menghubungkan rangkaian elektronik secara manual. Koneksi pada PCB biasanya dibuat dengan teknologi soldering, yang dapat menghasilkan koneksi yang stabil dan kuat. Selain itu, PCB juga dapat memperkecil kelebihan panas atau interferensi elektromagnetik.

Penghematan Waktu

Dalam merakit rangkaian elektronik dengan PCB, waktu yang dibutuhkan untuk menyusun dan menghubungkan komponen secara manual dapat dihemat. Dalam penggunaan teknologi SMD, mesin pick and place dapat memasang komponen elektronik dalam waktu yang sangat cepat. PCB juga dapat diproduksi dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang relatif singkat.

Mudah Dibuat dan Dimodifikasi

PCB dapat dibuat dengan mudah menggunakan software desain PCB dan mesin cetak PCB. Software desain PCB seperti Altium, Eagle dan Proteus memungkinkan desainer untuk membuat gambar sirkuit elektronik secara digital dengan mudah. Kemudian gambar tersebut dapat diimpor ke mesin cetak PCB untuk diproduksi.

Jika ada kesalahan dalam rangkaian elektronik, PCB juga memungkinkan untuk dimodifikasi dengan mudah tanpa harus mengganti seluruh rangkaian elektronik. Jadi, jika ada kesalahan dalam desain PCB, desainer dapat melakukan perubahan yang diperlukan pada gambar PCB dan mencetak ulang PCB yang diperbaiki.

Ukuran dan Bentuk yang Fleksibel

Desain PCB dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Ini memungkinkan desain PCB yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi dan produk yang akan digunakan. Bentuk dan ukuran PCB dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi. Cara membuat PCB juga dapat diproduksi dalam berbagai macam material dasar, seperti FR-4, CEM-1, dan FR-2. Material dasar yang dipilih dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi.