Mengapa Foil Tembaga digunakan dalam Pembuatan PCB?

Papan sirkuit cetak merupakan komponen penting dari sebagian besar perangkat listrik. PCB masa kini memiliki beberapa lapisan: substrat, jejak, lapisan solder, dan sablon. Salah satu material terpenting pada PCB adalah tembaga, dan ada beberapa alasan mengapa tembaga digunakan sebagai pengganti paduan lain seperti aluminium atau timah.

Terbuat dari Apa PCB?

Dinyatakan oleh perusahaan perakitan PCB, PCB terbuat dari zat yang disebut substrat, yang terbuat dari fiberglass yang diperkuat dengan resin epoksi. Di atas substrat terdapat lapisan foil tembaga yang dapat direkatkan pada kedua sisi atau hanya satu sisi. Setelah substrat dibuat, produsen meletakkan komponen di atasnya. Mereka menggunakan solder mask dan silkscreen bersama dengan resistor, kapasitor, transistor, dioda, chip sirkuit, dan komponen lain yang sangat khusus.

Mengapa Foil Tembaga Digunakan dalam PCB?

Produsen PCB menggunakan tembaga karena memiliki konduktivitas listrik dan termal yang unggul. Saat arus listrik mengalir bersama PCB, tembaga menahan panas agar tidak merusak dan menekan bagian PCB lainnya. Dengan paduan lain – seperti aluminium atau timah – PCB dapat memanas secara tidak merata dan tidak berfungsi dengan baik.

Tembaga merupakan paduan yang lebih disukai karena dapat mengirimkan sinyal listrik ke seluruh papan tanpa masalah kehilangan atau memperlambat listrik. Efisiensi perpindahan panas memungkinkan produsen memasang heat sink 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 bersifat sangat konduktif karena memiliki elektron bebas yang dapat berpindah dari satu atom ke atom lainnya tanpa melambat. Karena tetap efisien pada tingkat yang sangat tipis seperti halnya pada tingkat yang lebih tebal, sedikit tembaga akan sangat bermanfaat.

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

Menggunakan Emas Imersi dalam PCB
tembaga pada papan sirkuit tercetak

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

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

Laminasi Pelapis Tembaga pada PCB
Alih-alih menggunakan perendaman, tembaga digunakan dalam bentuk berlapis. Ini adalah lapisan merah PCB, dan merupakan logam yang paling umum digunakan. PCB terbuat dari tembaga sebagai logam dasar, dan diperlukan agar rangkaian 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 jejaknya. Tembaga sangat penting agar PCB berfungsi dengan baik.

Apa itu PCB Trace?
Jejak PCB adalah jalur yang harus diikuti oleh rangkaian. Jejak tersebut meliputi jaringan tembaga, kabel, dan isolasi, serta sekring dan komponen yang digunakan pada papan.

Cara termudah untuk memahami jejak adalah dengan menganggapnya sebagai jalan atau jembatan. Untuk mengakomodasi kendaraan, jejak harus cukup lebar untuk menampung setidaknya dua kendaraan. Jejak harus cukup tebal agar tidak runtuh karena tekanan. Jejak juga harus terbuat dari bahan yang dapat menahan beban kendaraan yang melewatinya. Namun, jejak melakukan semua ini dalam skala yang jauh lebih kecil untuk memindahkan listrik daripada mobil.

Komponen Jejak PCB
Ada beberapa komponen yang membentuk jejak PCB. Komponen-komponen tersebut memiliki berbagai tugas yang perlu diselesaikan agar papan dapat berfungsi dengan baik. Tembaga harus digunakan untuk membantu jejak tersebut, dan tanpa PCB, kita tidak akan memiliki perangkat listrik apa pun. Bayangkan dunia tanpa telepon pintar, laptop, pembuat kopi, dan mobil. Itulah yang akan terjadi jika PCB tidak menggunakan tembaga.

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

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

Jejak Arus PCB
Arus jejak PCB diperlukan karena inilah yang digunakan papan untuk memindahkan listrik melalui komponen dan kabel. Tembaga membantu hal ini terjadi, dan elektron bebas pada setiap atom membuat arus mengalir lancar di atas papan.

Mengapa ada Foil Tembaga pada PCB

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

Membuat pondasi dari fiberglass dan resin
Letakkan lapisan tembaga pada pondasi
Mengidentifikasi dan mengatur pola tembaga
Cuci papan di bak mandi
Tambahkan masker solder untuk melindungi PCB
Tempelkan sablon pada PCB
Tempatkan dan solder resistor, sirkuit terpadu, kapasitor, dan komponen lainnya
Uji PCB

PCB perlu memiliki komponen yang sangat khusus agar dapat berfungsi dengan baik. Salah satu elemen terpenting dari PCB adalah tembaga. Paduan ini diperlukan untuk menghantarkan listrik pada perangkat tempat PCB akan dipasang. Tanpa tembaga, perangkat tidak akan berfungsi karena listrik tidak akan mengalir melalui paduan tersebut.