Membuat Papan Rangkaian Tercetak (PCB) dengan Metode Gambar Langsung

Papan Rangkaian Tercetak (PRT) atau sering juga disebut PCB (Printed Circuit Board) merupakan papan pemasangan komponen elektronika yang jalur hubungannya menggunakan papan berlapis tembaga. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara etching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga  kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB.

Papan Berlapis Tembaga

Papan berlapis tembaga disebut juga Cupper Clade Board. Pembuatan papan berlapis tembaga dilakukan dengan cara laminasi yaitu melekatkan lembaran tipis tembaga dengan ketebalan 0,0014 inchi sampai dengan 0,0042 inchi  di atas substrat atau alas. Substrat terbuat dari bahan Phenolik atau bahan serat gelas (fibre glass). Papan rangkaian yang terbuat dari bahan Phenolik tidak boleh digunakan pada frekuensi di atas 10 MHZ, karena akan mengakibatkan kerugian signal. Papan Phenolik biasanya berwarna coklat. Papan rangkaian yang terbuat dari bahan serat gelas mampu menangani frekuensi sampai dengan 40 MHz. Papan ini mempunyai warna kehijauan dan semi transparan.

Langkah-langkah Membuat PCB

Pembuatan PCB diawali dengan merancang tata letak dan jalur rangkaian berdasarkan diagram skema. Untuk mempermudah dalam merancang tata letak  digunakan kertas grid. Tata letak yang dihasilkan kemudian digunakan untuk merancang jalur rangkaian dengan menggunakan kertas trasparan. Caranya yaitu dengan meletakan kertas transparan (tembus cahaya) di atas gambar tata letak  kemudian gambar jalur rangkaian. Selain kertas transparan dapat digunakan kertas kalkir atau plastik transparasi untuk OHP. Gambar jalur rangkaian pada kertas transparan ini dapat disebut sebagai film. Disebut film positip jika gambar jalur rangkaian dibuat hitam . Disebut film negatif jika yang dihitamkan adalah dasarnya, sedang yang bening sebagai jalur rangkaian-nya.

Gambar jalur rangkaian pada kertas transparan (film) kemudian disalin ke atas papan lapis tembaga kosong. Penyalinan ini dapat dipilih salah satu diantara tiga metode, yaiu metode gambar langsung, metode fotografik atau metode sablon.

Metode gambar langsung, jalur rangkaian digambar langsung di atas bahan papan lapis tembaga kosong dengan menggunakan tinta / cat atau bahan tempel yang tahan (resist) terhadap cairan pelarut.

Langkah-langkah pembuatan papan rangkaian tercetak ditunjukan dalam Gambar 1 di bawah.

\

	Gambar 1. Blok Diagram Pembuatan PCB

 

Pada metode fotografik, gambar jalur rangkaian pada film (kertas tembus cahaya) diletakan di atas papan lapis tembaga kosong  yang sudah dipekacahayakan (dilapisi bahan foto resist). Kemudian secara fotografi, papan beserta film disinari (ekspose) untuk memindahkan bayangan gambar jalur rangkaian ke atas papan lapis tembaga kosong.

Pada metode sablon, gambar jalur rangkaian pada film (kertas tembus cahaya) dipindahkan ke screen yang kemudian digunakan untuk membuat gambar jalur rangkaian pada papan lapis tembaga kosong.

Gambar jalur rangkaian pada papan lapis tembaga difungsikan sebagai bahan pelindung (resist). Setelah pelarutan dengan cairan pelarut yang disebut etchant, semua lembaran tembaga kecuali yang tertutup atau tergambar oleh bahan resist akan dilarutkan. Hasilnya merupakan jalur rangkaian yang tertinggal pada bahan alas

Langkah selanjutnya adalah membersihkan PCB dari bahan pelarut tembaga maupun bahan gambar kemudian dikeringkan. Setelah PCB kering, dilakukan pengeboran atau pembuatan lubang-lubang kaki komponen serta penyelesaian akhir pembuatan PCB.

Struktur Kerja / Materi

Struktur kerja pembuatan papan rangkaian tercetak adalah sebagai berikut :

1)    Menyiapkan Gambar

Fotokopilah gambar tata letak dan jalur rangkaian yang telah dibuat. Gambar hasil fotokopi yang akan digunakan, sedang gambar aslinya disimpan sebagai master dan dapat digunakan lagi pada masa mendatang. Digunakan gambar fotokopi karena gambar akan rusak setelah digunakan untuk menandai titik-titik bantalan.

2)    Menyiapkan Papan Lapis Tembaga Kosong

a)    Potonglah papan lapis tembaga kosong sesuai dengan ukuran akhir, tapi beberapa orang lebih suka memotongnya lebih besar dan memotongnya lagi setelah pelarutan. Pinggiran yang kasar diratakan dengan kikir.

b)   Bersihkan permukaan papan lapis tembaga.

c)    Permukaan papan lapis tembaga kosong harus bersih dari segala bentuk minyak, gemuk dan semacamnya agar pelarutan dapat dilakukan dengan berhasil.

Cara pembersihannya adalah sebagai berikut:

(1)  Basahi permukaan tembaga dengan air yang mengalir

(2)  Bubuhkan bubuk gosok secukupnya diatas permukaan tembaga.

(3)  Dengan kain halus atau kertas pembersih, gosoklah pada seluruh permukaan tembaga sampai cukup mengkilap. Jangan menggosok terlalu keras karena bisa merusakan lapisan tembaga.

(4)  Sesudah digosok, bersihkan di bawah air mengalir.Apabila papan telah bersih dari minyak dan oksida maka air akan mengalir keseluruh permukaannya. Bila masih ada kontaminasi / minyak, air akan menghindari daerah ini. Setelah bersih jangan lagi menyentuh permukaan tembaga dengan tangan, lemak-lemak pada badan  akan berkontaminasi dengan permukaan papan. Mulai sekarang untuk menanganinya dengan memegang  tepinya.

(5)  Bersihkan air pada permukaan papan dengan meletakannya secara berdiri dan biarkan air mengalir ke bawah atau keringkan dengan kain yang bersih.

3)    Membuat Tanda Titik Bantalan

Letakan salinan tata letak / jalur (fotokopi) di atas papan lapis tembaga kosong yang sudah dipotong dengan ukuran yang sama dan ditahan dengan pita perekat. Ketoklah titik-titik pada salinan tata letak / jalur dengan penitik. Perlu diperhatikan pada saat menitik jangan diketok terlalu keras karena bisa menyebabkan pecahnya papan.

Tanda titik hanya sekedar menandai bahwa pada titik tersebut akan dibuat bulatan bantalan. Setelah semua tanda titik diketok maka salinan tata letak / jalur (fotokopi) dilepaskan.

4)    Membuat Bulatan Bantalan dan Jalur

Pembuatan bulatan bantalan dan jalur rangkaian dapat menggunakan bermacam-macam bahan resist dan metoda. Pemilihan bahan dan metode disesuikan dengan anggaran dan ketrampilan dalam menggambar. Hal lain yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan adalah tersedianya bahan penghapus bahan resist. Penghapus digunakan untuk pembenahan apabila terjadi kesalahan dan diperlukan sesudah pelarutan, karena sebelum dilakukan penyolderan resist harus dihapus dahulu.

 Metode yang digunakan di sesuaikan dengan bahan. Metode cap menggunakan bahan tinta pelindung (resist ink). Metode tempel menggunakan pola-pola resist yang di pindahkan, misalya bahan rugos. Metode gambar langsung menggunakan pena dengan tinta resist / spidol permanen. Metode - metode diatas bisa digunakan secara saling melengkapi.

5)    Sentuhan Akhir

Periksa gambar yang telah dibuat, apakah gambar telah sama dengan gambar master atau belum. Struktur kerja atau langkah kerja pembuatan papan rangkaian tercetak dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar 2 di bawah.