Mengapa lembaran tembaga digunakan dalam pembuatan PCB?

Papan sirkuit tercetak (PCB) merupakan komponen penting dari sebagian besar perangkat listrik. PCB modern memiliki beberapa lapisan: substrat, jalur konduktor, lapisan pelindung solder, dan lapisan sablon. Salah satu material terpenting pada PCB adalah tembaga, dan ada beberapa alasan mengapa tembaga digunakan sebagai pengganti paduan lain seperti aluminium atau timah.

PCB terbuat dari apa?

Menurut sebuah perusahaan perakitan PCB, PCB terbuat dari bahan yang disebut substrat, yang terbuat dari serat kaca yang diperkuat dengan resin epoksi. Di atas substrat terdapat lapisan foil tembaga yang dapat direkatkan di kedua sisi atau hanya satu sisi. Setelah substrat dibuat, produsen menempatkan komponen di atasnya. Mereka menggunakan lapisan solder mask dan silkscreen bersama dengan resistor, kapasitor, transistor, dioda, chip sirkuit, dan komponen khusus lainnya.

Mengapa Lembaran Tembaga Digunakan dalam PCB?

Produsen PCB menggunakan tembaga karena memiliki konduktivitas listrik dan termal yang unggul. Saat arus listrik mengalir di sepanjang PCB, tembaga mencegah panas merusak dan memberi tekanan pada bagian PCB lainnya. Dengan paduan lain – seperti aluminium atau timah – PCB dapat memanas secara tidak merata dan tidak berfungsi dengan baik.

Tembaga adalah paduan yang lebih disukai karena dapat mengirimkan sinyal listrik melintasi papan tanpa masalah kehilangan atau memperlambat aliran listrik. Efisiensi perpindahan panas memungkinkan produsen untuk memasang pendingin panas klasik di permukaan. Tembaga sendiri efisien, karena satu ons tembaga dapat menutupi satu kaki persegi substrat PCB dengan ketebalan 1,4 seperseribu inci atau 35 mikrometer.

Tembaga memiliki konduktivitas yang sangat tinggi karena memiliki elektron bebas yang dapat berpindah dari satu atom ke atom lain tanpa melambat. Karena efisiensinya tetap sama pada lapisan yang sangat tipis seperti pada lapisan yang lebih tebal, sedikit tembaga sudah cukup untuk menghasilkan daya yang besar.

Tembaga dan Logam Mulia Lainnya yang Digunakan dalam PCB
Kebanyakan orang mengenal PCB sebagai papan sirkuit tercetak (PCB) berwarna hijau. Namun, biasanya PCB memiliki tiga warna pada lapisan luarnya: emas, perak, dan merah. PCB juga memiliki tembaga murni di bagian dalam dan luar. Logam lain pada papan sirkuit tersebut hadir dalam berbagai warna. Lapisan emas adalah yang paling mahal, lapisan perak memiliki biaya tertinggi kedua, dan lapisan merah adalah yang paling murah.

Penggunaan Emas Celup pada PCB
tembaga pada papan sirkuit tercetak

Lapisan berlapis emas digunakan untuk serpihan konektor dan bantalan komponen. Lapisan emas celup berfungsi untuk mencegah perpindahan atom permukaan. Lapisan ini bukan hanya berwarna emas, tetapi terbuat dari emas asli. Emasnya sangat tipis tetapi cukup untuk memperpanjang umur komponen yang perlu disolder. Emas tersebut mencegah bagian solder dari korosi seiring waktu.

Penggunaan Perak Celup pada PCB
Perak adalah logam lain yang digunakan dalam pembuatan PCB. Harganya jauh lebih murah daripada pelapisan emas. Pelapisan perak dapat digunakan sebagai pengganti pelapisan emas karena juga membantu konektivitas, dan mengurangi biaya keseluruhan papan. Pelapisan perak sering digunakan pada PCB yang digunakan di mobil dan periferal komputer.

Laminasi Berlapis Tembaga pada PCB
Alih-alih menggunakan metode celup, tembaga digunakan dalam bentuk berlapis. Ini adalah lapisan merah pada PCB, dan merupakan logam yang paling umum digunakan. PCB terbuat dari tembaga sebagai logam dasar, dan ini diperlukan agar sirkuit dapat terhubung dan berkomunikasi satu sama lain secara efektif.

Bagaimana Foil Tembaga Digunakan dalam PCB?

Tembaga memiliki beberapa kegunaan dalam PCB, mulai dari laminasi berlapis tembaga hingga jalur konduktor. Tembaga sangat penting agar PCB dapat berfungsi dengan baik.

Apa itu PCB Trace?
Jalur PCB adalah seperti namanya, sebuah lintasan yang dilalui oleh rangkaian elektronik. Jalur ini mencakup jaringan tembaga, kabel, dan isolasi, serta sekering dan komponen yang digunakan pada papan sirkuit.

Cara termudah untuk memahami jalur transmisi adalah dengan membayangkannya sebagai jalan atau jembatan. Untuk mengakomodasi kendaraan, jalur transmisi harus cukup lebar untuk menampung setidaknya dua kendaraan. Jalur tersebut juga harus cukup tebal agar tidak runtuh di bawah tekanan. Selain itu, jalur transmisi harus terbuat dari material yang mampu menahan berat kendaraan yang melewatinya. Namun, jalur transmisi melakukan semua ini dalam skala yang jauh lebih kecil untuk mengalirkan listrik, bukan mobil.

Komponen Jalur PCB
Ada beberapa komponen yang membentuk jalur PCB. Komponen-komponen ini memiliki berbagai fungsi yang perlu dilakukan agar papan dapat berfungsi dengan baik. Tembaga harus digunakan untuk membantu jalur-jalur tersebut menjalankan fungsinya, dan tanpa PCB, kita tidak akan memiliki perangkat elektronik apa pun. Bayangkan dunia tanpa ponsel pintar, laptop, mesin pembuat kopi, dan mobil. Itulah yang akan kita miliki jika PCB tidak menggunakan tembaga.

Ketebalan Jejak PCB
Desain PCB bergantung pada ketebalan papan. Ketebalan akan memengaruhi keseimbangan dan menjaga agar komponen tetap terhubung.

Lebar Jejak PCB
Lebar jalur juga penting. Ini tidak memengaruhi keseimbangan atau pemasangan komponen, tetapi menjaga agar arus tetap mengalir tanpa menyebabkan panas berlebih atau merusak papan sirkuit.

Arus Jejak PCB
Arus pada jalur PCB diperlukan karena inilah yang digunakan papan untuk mengalirkan listrik melalui komponen dan kabel. Tembaga membantu proses ini, dan elektron bebas pada setiap atom membuat arus mengalir dengan lancar di seluruh papan.

Mengapa ada lapisan tembaga pada PCB?

Proses Pembuatan PCB
Proses pembuatan PCB pada dasarnya sama. Beberapa perusahaan melakukannya lebih cepat daripada yang lain, tetapi semuanya menggunakan proses dan material yang relatif sama. Berikut adalah langkah-langkahnya:

Buat fondasi dari fiberglass dan resin.
Letakkan lapisan tembaga di atas fondasi.
Identifikasi dan atur pola tembaga.
Cuci papan tersebut di dalam bak.
Tambahkan lapisan pelindung solder untuk melindungi PCB.
Tempelkan sablon pada PCB.
Letakkan dan solder resistor, sirkuit terpadu, kapasitor, dan komponen lainnya.
Uji PCB

PCB (Papan Sirkuit Tercetak) membutuhkan komponen yang sangat khusus agar dapat berfungsi dengan baik. Salah satu elemen terpenting dari PCB adalah tembaga. Paduan ini dibutuhkan untuk menghantarkan listrik pada perangkat tempat PCB akan ditempatkan. Tanpa tembaga, perangkat tidak akan berfungsi karena listrik tidak akan memiliki paduan untuk dilalui.