BAB II

PERANCANGAN PCB ( PRINTED CIRCUIT BOARD )

2.1.Tujuan

Setelah Latihan Merencanakan PCB, Mahasiswa dapat :

1. Memahami Tujuan Perencanaan dan pembuatan PCB.

2. Membaca Gambar Diagram skematik dengan baik dan benar.

3. Membuat Tata letak jalur PCB dan komponen elektronika sesuai dengan

tata aturan yang diperbolehkan.

4. Menentukan metode perancangan PCB yang akan dipakai.

5. Mentransfer Gambar Layout Ke PCB.

6. Memahami Langkah-Langkah Perencanaan PCB yang baik.

2.2.Dasar Teori

2.2.1. Jenis dan Macam PCB

Papan rangkaian tercetak atau yang sering disebut dengan PCB (Printed

Circuit Board) merupakan suatu rangkaian jalur penghubung kaki - kaki

komponen elektronika yang tercetak pada suatu kepingan.Jalur penghubung

tersebut berupa lapisan tembaga yang sangat tipis menempel pada kepingan bahan

pertinaks atau mika.Jalur tembaga tersebut berfungsi sebagai penghantar seperti

halnya kawat / Kabel pada rangkaian elektronika. Kepingan pertinaks atau mika

tersebut cukup keras untuk dijadikan sebagai alas bagi komponen-komponen

elektronika yang direkatkan pada jalur tembaga yang ada padanya.Biasanya

rangkaian yang sudah jadi,dipasangkan pada sasis (Chasis) atau kotak ( Box )

sehingga menjadi rapi dan menarik.

Papan rangkaian ini terbagi menjadi dua macam,yaitu papan rangkaian serbaguna

dan papan rangkaian khusus.Papan rangkaian serbaguna adalah papan rangkaian

yang sudah tercetak pola bulatan dan atau jalur tembaganya,dapat juga digunakan

untuk merangkai rangkaian apa saja dengan cara meyambungkan kaki-kaki

komponen yang satu dengan yang lainnya dengan kabel. Papan rangkaian khusus

dibuat untuk rangkaian tertentu saja, terdiri atas jalur-jalur tembaga yang

8

merupakan pola rangkaian tertentu dan tidak dapat digunakan untuk rangkaian

lainnya.

Gambar Papan Rangkaian Tercetak Serbaguna

Dalam perkembangan elektronika ini telah banyak tersedia rangkaian PCB

(Printed Circuit Board) yang telah siap digunakan.Seperti rangkaian

amplifier,equilizer,televisi,radio,tape recorder dan lain-lainnya,lengkap dengan

daftar komponen dan tata letak komponen-komponennya.Pada beberapa majalah

elektronika juga menyediakan banyak variasi rangkaian yang juga disertai dengan

layout jalu PCB dan komponennya.

Pola PCB yang tersedia dipasaran kebanyakan merupakan produksi pabrik

elektronika dan biasanya jenis rangkaianya juga adalah rangkaian-rangkaian yang

umum digunakan dalam proyek-proyek elektronika.Untuk mendapatkan pola

rangkaian sesuai dengan keinginan kita maka kita harus merancang dan membuat

sendiri pola PCB sesuai dengan keinginan kita.

Gambar Papan Rangkaian Tercetak Khusus

9

2.2.2. Langkah Perencanaan PCB

Untuk Menghasilkan PCB yang baik,terdapat beberapa langkah yang

harus dilakukan,yaitu;

1. Mempersiapkan gambar diagram skematik.

2. Merencanakan layout PCB dan tata letak komponennya.

3. Memindahkan rancangan layout ke PCB.

4. Malakukan Proses Pelarutan.

5. Membersihkan PCB.

6. Melubangi PCB.

2.2.3. Mempersiapkan gambar diagram skematik.

Gambar diagram skematik adalah suatu susunan tata letak pengawatan

rangkaian elektronika dalam bentuk yang paling sederhana.Gambar diagram

skematik berupa simbol-simbol baku elektronika yang dihubungkan satu dengan

yang lainnya sehingga memiliki fungsi elektronika yang tertentu.Gambar ini

menjadi panduan penting dalam merancang PCB untuk mengahasilkan rangkaian

elektronika yang dapat berfungsi sebagaimana mestinya.

Contoh Gambar Diagram Skematik

2.2.4. Merencanakan Tata Letak Jalur PCB Dan Tata Letak Komponennya

Tata letak jalur PCB adalah susunan jalur-jalur pengganti kawat dari gambar

diagram skematik pada permukaan tembaga suatu papan rangkaian

tercetak(PCB).Jalur tersebut harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak saling

10

tumpang tindih dengan memperhitungkan jarak antara kaki komponen dan juga

besarnya komponen yang akan dipakai.

Dengan perancangan yang tepat akan didapatkan layout jalur PCB yang

tersusun rapi dan mudah digunakan.Lebar dan jarak antara jalur juga harus

diperhitungkan agar tidak terjadi kesalahan atau hubungan singkat akibat jalur

yang terlalu rapat dan sempit.

Tata letak komponen adalah susunan komponen-komponen elektronika dari

gambar diagram skematik yang akan dipasangkan pada permukaan PCB yang

berkebalikan dengan jalur PCB.Susunan komponen elektronika tersebut harus

bersesuaian dengan jalur PCB.Setiap Komponen yang akan dipasang harus

mempunyai ukuran yang tepat dan ruang yang cukup pada permukaan PCB.

Gambar Tata Letak Jalur

Gambar Tata Letak Komponen

11

Perancangan tata letak jalur dan komponen sebaiknya dilakukan terlebih

dahulu pada kertas. Hal ini untuk menghindari terjadinya kesalahan-kesalahan

penggambaran dan pemasangan komponen-komponen, dimana kita dapat

mengkoreksi dengan cara menghapus dan membetulkan terlebih dahulu gambar

yang salah sebelum dipindahkan ke permukaan tembga.Kertas yang digunakan

adalah kertas milimeter karena telah memiliki skala milimeter yang dapat

mempermudahkan kita menentukan jarak,ukuran bahkan sudut dari rancangan

yang akan dibuat.

Untuk mendapatkan kemudahan dalam mengkoraksi hasil rancangan,

sebaiknya gambar yang telah dibuat pada kertas milimeter dipindahkan lagi ke

kertas kalkir. Dengan adanya gambar rancangan pada kertas kalkir,praktikan dapat

dengan mudah menemukan titik maupun jalur yang keliru dalam perancangan

maupun setelah pamasangan komponennya.

2.2.5. Memindahkan Rancangan Layout ke PCB.

Untuk memindahkan rancangan yang sudah jadi dari kertas ke lapisan

tembaga,ada beberapa metode yang dapat dilakukan,yaitu metode jiplak(dengan

menggunakan kertas karbon tik dan spidol permanent),metode temple dan

gores(menggunakan rugos), dan metode sablon (menggunakan perangkan sablon).

Cara pertama dan kedua biasanya untuk tujuan komersil karena dapat digunakan

unutk menghasilkan PCB dalam jumlah yang banyak dengan bentuk yang sama.

Proses memindahkan rancangan layout ke PCB akan dibahas per bab pada bab-

bab berikutnya.

2.2.6.Melakukan Proses Pelarutan

Proses pelarutan bertujuan membentuk lapisan tembaga menjadi jalur-jalur

yang kita inginkan seperti gambar rancangan, dengan cara membuang lapisan

tembaga yang tidak diperlukan ke dalam suatu cairan kimia. Terdapat empat jenis

pelarut yang dapat digunakan untuk melarutkan lapisan tembaga, yaitu

feritklorida,klorida tembaga,asam krom dan ammonium persulfat. Jenis

feritklorida adalah pelarut yang biasa dipilih para praktikan elektronika karena

12

sangat baik digunakan untu proses pelarutan PCB.Larutan jenis lain juga dapat

dipergunakan namun dapat dianggap terlalu keras dan dapat menimbulkan efek

termakannya bahan alas dan pelindungnya.

Feritklorida merupakan senyawa kimia yang paling murah dan paling aman

sarta mudah untuk mendapatkannya. Pelrut bewarna kuning kecoklatan ini

beraroma tajam dan dapat menyebabkan iritasi pada kulit dan mata. Bahan ini

dapan meninggalkan noda yang sulit dihilangkan pada baju dan lantai. Maka dari

itu dalam pengerjaannya sangat dianjurkan dilakukan diruangan khusus,dengan

cukup vemtilasi. Praktikan juga sebaiknya menggunakan tertutup dan sarung

tangan karet agar tidak terjadi kontak langsung dengan kulit.

2.2.7. Membersihkan PCB

Setelah melakukan proses pelarutan, papan PCB yang sudah dibentuk harus

dibersihkan dari larutan feritklorida dengan cara menyiram dengan air

bersih.Selanjutnya digunakan thinner atau afdunner untuk menghapus bahan

pelindung jalur(tinta spidol,rugos,atau cat sablon).

2.2.8. Melubangi PCB

PCB yang sudah jadi harus dibuatkan lubang-lubnag untuk memasangkan

kaki-kaki komponennya dengan cara dibor pada bulatan-bulatan yang telah

dibuat.Pengeburan harus memperhatikan besar lubang yang akan dibuat dengan

memilih mata bor yang sesuai.Perlu pula diperhatikan posisi pengeboran pada

lubaang agar tidak merusak rancangan yang telah dibuat karena pengeboran yang

salah dapat menytulitkan pemasangan komponen maupun penyolderannya.

Adapun blok diagram proses pembuatan PCB secara keseluruhan dapat

dilihat pada gambar lampiran 1.1.

13

2.3. Daftar Alat Dan Bahan

N

O

NAMA ALAT DAN BAHAN SPESIFIKASI JUMLAH

1. Kertas Milimeter A4 Atau Folio 3 Lembar

2. Pensil 2B 1 Buah

3. Penghapus Pensil 1 Buah

4. Mistar 1 Buah

5. Mistar Sablon 1 Set

6. Kertas Kalkir A4 3 Lembar

7. Pena Rapido 1 Set

8. Papan PCB Ukuran sesuai kebutuhan 1 Buah

9. Spidol Permanent dan kertas

karbon/ Rugos / Peralatan

Sablon

2.4. Keselamatan Kerja

1. Ikuti instruksi dari instruktur.

2. Siapkan semua peralatan dan letakkan dlaam jangkauan tangan pada meja

gambar.

3. Kumpulkan data sebnyak-banyaknya menganai ukuran dan spesifikasi

komponen yang akan dipakai dalam rancangan agar rancangan tepat sama

dengan komponen yang dipasang.

4. Gambarlah tata letak komponen lebih dahulu bareu kemudian tata letak

jalurnya.

5. Untuk Komponen yang memiliki 3 kaki atau lebih,pastikan spesifikasi

atau letak kai-kainya yang sesuai dengan fungsinya(lihat pada lembar

data/data sheet komponen).

14

2.5. Langkah Keja

1. Siapkanlah semua peralatan untuk merancang layout PCB.

2. Siapkan gambar diagram skematik yang akan dirancang layoutnya.

3. Tentukan Ukuran PCB yang akan digunakan.

4. Tentukan ukuran spesifikasi kiomponennya yang akan dipakai.

5. Mulailah merancang tata letak komponennya baru kenudian tata letak

jalur.

6. Buatlah bulatan kaki-kaki komponen pada garis-garis milimeter yang telah

tersedia.

7. Bulatan-bulatan pada tata letak komponen harus sama dengan letak dan

jaraknya dengan tata letak jalurnya.

8. Hindari membuat jlalur yang melewati badan komponen.

9. Buatlah jalur dengan ketebalan(Lebar)minimal 1 mm dan jarak antara jalur

minimal 1mm.

10. Buatlah pembelokkan jalur dengan sudut > 90°

.

11. Usahakanlah membuat jalur yang singkat,tidak berbelok-belok.

12. Buatlah salinan gambaran rancangan dari kertas milimeter ke kertas kalkir.

13. Periksalah kembali hasil rancangan,bandingkan dengan gambar diagram

skematik aslinya.

14. Hasil rancangan yang telah diperiksa,siap dipindahkan ke papan PCB.

15