PCB (Printed Circuit Board) adalah komponen elektronik penting yang berfungsi sebagai struktur pendukung untuk komponen elektronik dan sebagai wadah untuk koneksi listrik. Disebut papan sirkuit "tercetak" karena diproduksi menggunakan teknik pencetakan elektronik. PCB merupakan salah satu komponen penting dalam industri elektronik. Hampir setiap perangkat elektronik, dari barang-barang kecil seperti jam tangan digital dan kalkulator hingga sistem besar seperti komputer, elektronik komunikasi, dan sistem senjata militer, menggunakan papan sirkuit tercetak untuk menghubungkan sirkuit terpadu dan komponen elektronik lainnya secara elektrik.
Papan sirkuit tercetak (PCB) terdiri dari substrat isolasi, kabel penghubung, dan bantalan untuk merakit dan menyolder komponen elektronik, yang berfungsi sebagai jalur konduktif dan dasar isolasi. PCB dapat menggantikan pengkabelan yang kompleks untuk mencapai koneksi listrik antar berbagai komponen, menyederhanakan proses perakitan dan penyolderan, mengurangi beban kerja yang terkait dengan metode pengkabelan tradisional, dan secara signifikan mengurangi intensitas kerja. Selain itu, PCB membantu mengurangi ukuran keseluruhan perangkat, menurunkan biaya produk, dan meningkatkan kualitas serta keandalan peralatan elektronik. PCB menawarkan konsistensi produk yang baik dan dapat distandarisasi dalam desain, sehingga memfasilitasi mekanisasi dan otomatisasi dalam produksi. Lebih jauh lagi, papan sirkuit tercetak yang telah dirakit dan diuji sepenuhnya dapat berfungsi sebagai suku cadang independen, sehingga memudahkan penggantian dan pemeliharaan produk secara keseluruhan.
Papan sirkuit tercetak (PCB) awalnya terbuat dari laminasi berlapis tembaga berbasis kertas. Sejak diperkenalkannya transistor semikonduktor pada tahun 1950-an, permintaan akan PCB telah meningkat pesat. Perkembangan pesat dan penerapan sirkuit terpadu yang luas telah menghasilkan perangkat elektronik yang lebih kecil dengan kepadatan dan kompleksitas sirkuit yang meningkat, sehingga memerlukan inovasi berkelanjutan dalam PCB. Saat ini, varietas PCB telah berevolusi dari papan satu sisi menjadi papan dua sisi, papan multi-lapisan, dan papan fleksibel. Struktur dan kualitasnya telah maju ke kepadatan ultra-tinggi, miniaturisasi, dan keandalan tinggi. Metode desain, material, dan proses manufaktur baru terus bermunculan. Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai perangkat lunak desain berbantuan komputer (CAD) untuk PCB telah banyak diadopsi di industri, dan produksi mekanis dan otomatis telah sepenuhnya menggantikan proses manual di pabrik PCB khusus.
Klasifikasi Berdasarkan Jumlah Lapisan
Berdasarkan jumlah lapisan sirkuit, PCB dapat diklasifikasikan menjadi papan satu sisi , papan dua sisi, dan papan multi-lapisan. Papan multi-lapisan umum biasanya memiliki empat atau enam lapisan, sedangkan papan yang lebih kompleks dapat memiliki puluhan lapisan. Tiga jenis utama klasifikasi PCB adalah:
Papan Satu Sisi
Papan satu sisi (Single-Sided Boards) memiliki komponen yang terkonsentrasi di satu sisi dan jalur konduktif di sisi yang berlawanan (atau jalur dan komponen yang dipasang di permukaan di satu sisi, dengan komponen yang dipasang melalui lubang di sisi lainnya). Karena jalur hanya muncul di satu sisi, jenis PCB ini disebut satu sisi. Karena keterbatasan ketat pada desain sirkuit (jalur tidak dapat bersilangan dan harus mengambil jalur terpisah), papan satu sisi biasanya hanya digunakan pada desain sirkuit awal.
Papan Dua Sisi
Papan dua sisi (Double-Sided Boards) memiliki pengkabelan di kedua sisinya, yang membutuhkan koneksi listrik yang tepat antara kedua sisi. Koneksi ini, yang dikenal sebagai vias, adalah lubang kecil yang diisi atau dilapisi logam yang memungkinkan jalur dari kedua sisi untuk terhubung. Papan dua sisi, yang memiliki luas permukaan dua kali lipat dari papan satu sisi, mengatasi masalah interleaving pada desain satu sisi (memungkinkan koneksi dibuat melalui vias). Papan ini lebih cocok untuk sirkuit yang lebih kompleks daripada yang biasanya ditangani oleh papan satu sisi.
Papan fleksibel, Papan kaku-fleksibel
Papan multi-lapisan (Multi-Layer Boards/PCB) meningkatkan area pengkabelan yang tersedia dengan memanfaatkan beberapa papan satu sisi atau dua sisi. Misalnya, PCB empat lapis dapat terdiri dari papan dua sisi sebagai lapisan dalam, diapit oleh dua papan satu sisi sebagai lapisan luar, atau dua papan dua sisi sebagai lapisan dalam dengan dua papan satu sisi sebagai lapisan luar. Papan sirkuit tercetak ini diselingi dengan bahan perekat isolasi dan dihubungkan sesuai dengan persyaratan desain. Jumlah lapisan tidak selalu menunjukkan jumlah lapisan pengkabelan independen; dalam kasus khusus, lapisan kosong dapat ditambahkan untuk mengontrol ketebalan papan, dengan jumlah lapisan biasanya genap dan termasuk dua lapisan terluar. Sebagian besar motherboard terdiri dari 4 hingga 8 lapisan, meskipun secara teknis, PCB dapat memiliki hampir 100 lapisan. Superkomputer kelas atas sering menggunakan motherboard berlapis tinggi, tetapi karena kluster komputer standar sekarang dapat menggantikan sistem tersebut, papan ultra-multi-lapisan menjadi kurang umum. Setiap lapisan dalam PCB terintegrasi erat, sehingga sulit untuk membedakan jumlah lapisan sebenarnya, meskipun pengamatan cermat pada motherboard dapat mengungkapkan informasi ini.
Papan fleksibel, Papan kaku-fleksibel
Papan fleksibel, papan kaku-fleksibel dikategorikan menjadi papan sirkuit kaku dan papan sirkuit fleksibel. Secara umum, PCB yang ditunjukkan pada gambar pertama disebut PCB kaku, sedangkan sambungan kuning pada gambar kedua disebut PCB fleksibel. Perbedaan intuitifnya adalah PCB fleksibel dapat ditekuk. Ketebalan umum untuk PCB kaku meliputi 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, 1.6 mm, dan 2.0 mm. Ketebalan umum untuk PCB fleksibel adalah 0.2 mm, dengan lapisan yang lebih tebal ditambahkan di bagian belakang untuk komponen penyolderan, yang dapat berkisar dari 0.2 mm hingga 0.4 mm. Memahami detail ini memberi insinyur struktur referensi spasial selama desain. Bahan umum untuk PCB kaku meliputi laminasi kertas fenolik, laminasi kertas epoksi, laminasi fiberglass poliester, dan laminasi fiberglass epoksi; bahan umum untuk PCB fleksibel meliputi film poliester, film polimida, dan film etilen propilena terfluorinasi.
