Manufaktur PCB telah mengalami kemajuan teknologi yang pesat. Para perancang modern telah membuat berbagai kemajuan dalam pemasangan PCB baru untuk memenuhi kebutuhan klien mereka. Lubang dan via yang sebelumnya dilapisi telah digunakan untuk membuat interkoneksi antar lapisan PCB. Namun, hal ini belum cukup untuk membantu interkoneksi PCB ke PCB.
Selama proses desain, Anda akan menemukan bahwa fungsionalitas tertentu dapat dicapai dengan meminjam PCB yang sudah ada dan mengintegrasikannya ke dalam desain Anda untuk menyempurnakan ide Anda. Misalnya, jika Anda sedang mengerjakan proyek IoT yang melibatkan konektivitas Wi-Fi, Anda tidak perlu merancang sirkuit Wi-Fi dari awal. Meminjam modul yang tersedia seperti ESP32-WROOM-32E sudah cukup. Namun, Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana modul Wi-Fi terhubung ke desain Anda. Di sinilah PCB kastelasi berperan untuk mengatasi masalah tersebut. Oleh karena itu, ESP32-WROOM-32E adalah contoh modul PCB yang mengadopsi teknologi kastelasi. Artikel ini akan memperkenalkan PCB kastelasi dan membantu Anda memahaminya secara detail.
Angka 1: Modul ESP32-WROOM-32E dengan Lubang Berkastelasi
Apa itu PCB Castellated?
PCB kastelasi adalah PCB yang dirancang dengan lubang pemasangan unik yang dikenal sebagai lubang kastelasi. Lubang kastelasi ditempatkan di tepi PCB. Lubang-lubang ini memungkinkan perancang untuk memasang PCB di atas PCB lain melalui proses yang dikenal sebagai penyolderan papan-ke-papan. Seperti lubang tembus dan via, lubang kastelasi dilapisi untuk meningkatkan konduktivitas. Lubang kastelasi umumnya memiliki lubang tembus yang dibagi dua. Fitur-fitur ini lebih disukai ketika menggunakan teknologi pemasangan permukaan.
Angka 2: Lubang Berkastelasi pada Perifer PCB
Dengan lubang berbenteng, PCB memperoleh berbagai manfaat yang membuatnya cocok untuk berbagai penggunaan, seperti:
· Mengintegrasikan modul ke PCB host: Berbagai modul seperti GPRS, GPS, Wi-Fi, dan Bluetooth dilengkapi dengan lubang kastil, yang memungkinkan
· Proses pembuatan prototipe: Dengan lubang berbenteng, desainer dan inovator dijamin menyederhanakan pengujian produk, pembuatan prototipe, dan perakitan.
· Kemungkinan miniaturisasi PCB: Dengan munculnya PCB berbenteng, dimungkinkan untuk mengembangkan modul yang dapat dipasang di area terbatas, sehingga mengurangi ukuran PCB.
· Peningkatan daya tahan PCB: Lubang-lubang kastelasi telah meningkatkan struktur mekanis PCB, sehingga membuatnya lebih tahan lama.
· Stabilitas listrik yang lebih baik: PCB berlubang kastel memiliki sifat listrik yang lebih baik. Lubang kastel berlapis telah meningkatkan interkoneksi antar PCB, sehingga meningkatkan stabilitas listrik.
Jenis-jenis Castellation pada PCB Castellation
Kastilasi pada PCB kastilasi dapat diklasifikasikan menjadi kastilasi penuh, kastilasi sebagian, dan kastilasi bertingkat.
Kastilasi Penuh
Kastilasi penuh pada PCB dibentuk dengan membagi dua lubang tembus berlapis yang ditempatkan di tepi PCB. Hal ini membentuk lubang setengah lingkaran berlapis penuh (lihat Gambar 2). Pelapisan penuh ini bertujuan untuk meningkatkan ketahanan mekanis dan kontinuitas listrik.
Untuk membentuk kastil penuh, lubang-lubang utuh dibuat di dekat tepi PCB. Tepinya digiling, menyisakan separuh lubang tembus utuh. Akhirnya, seluruh bentuk yang terbentuk dilapisi tembaga.
Kastilasi penuh digunakan pada area berikut:
· Penyolderan Tepi PCB: Terkadang, sebagai perancang atau produsen, Anda ingin memasang beberapa modul, seperti modul seluler SIM800L, modul WI-FI ESP32, dll., ke PCB host Anda, dan kastilasi penuh hadir untuk membantu Anda.
· Pembumian: Kastilasi penuh digunakan sebagai perisai di area yang mendapat prioritas terhadap gangguan elektromagnetik dan frekuensi radio.
· Interkoneksi listrik: Kastilasi penuh cocok untuk pembuatan papan yang dapat ditumpuk dengan memastikan kontinuitas listrik.
· Pembuatan prototipe dan pengujian: Selama desain awal proyek, prototipe menggunakan teknik benteng penuh yang menyediakan titik uji untuk menguji kinerja PCB atau bahkan menghubungkan PCB eksternal yang dapat membantu selama pengujian.
Kastilia Sebagian
Kastilasi parsial mengadopsi gaya kastilasi penuh. Perbedaannya adalah, pada kastilasi parsial, ukiran berbentuk U tidak dilapisi sepenuhnya. Jenis kastilasi ini juga memiliki kedalaman yang dangkal. Berbeda dengan kastilasi penuh, kastilasi ini tidak memotong seluruh ketebalan PCB.
Kastilasi parsial digunakan pada PCB yang memiliki hal berikut:
· Keterbatasan ruang: Beberapa PCB memiliki ruang terbatas, sehingga tidak memungkinkan pembuatan kastil secara penuh; pada titik ini, kastil sebagian diperlukan.
· Interkoneksi yang kurang kritis: Kastilasi parsial digunakan ketika sambungan mekanis yang kuat tidak diperlukan. Kastilasi parsial lebih disukai karena mengurangi biaya PCB.
· Titik sinyal sirkuit fleksibel: Kastilasi parsial digunakan dalam sirkuit fleksibel karena menyediakan titik jangkar untuk sinyal yang lebih lemah.
Kastil yang Terhuyung-huyung
Kastil staggered telah disepuh dengan membagi dua lubang yang ditempatkan secara tidak teratur di sepanjang tepi PCB. Tidak seperti kastil utuh dan parsial, di mana ukiran memiliki kedalaman, tinggi, dan posisi yang seragam, kastil staggered memiliki variasi fitur serupa yang berbeda. Kastil dapat disepuh seluruhnya atau sebagian.
Benteng bertingkat digunakan pada area berikut:
· HDI: PCB HDI (High-Density Interconnect) memiliki banyak komponen dalam area terbatas. PCB multilayer ini memiliki area interkoneksi yang terbatas. Kastilasi bertingkat digunakan untuk memastikan interkoneksi.
· Papan breakout: Kastilasi bertingkat diadaptasi dalam PCB modular di mana konektivitas mungkin dibutuhkan kapan saja tanpa mengganggu kekuatan papan yang sama.
PCB Castellated: Konfigurasi Castellated
Selain tiga jenis kastil pada PCB, perancang menggunakan tiga konfigurasi pada PCB kastil: kastil baris tunggal, kastil baris ganda, dan kastil berselang-seling.
Castellation baris tunggal
Konfigurasi kastelasi yang paling umum adalah kastelasi baris tunggal, yang terdiri dari satu baris takik yang terletak di sepanjang tepi PCB. Setiap kastelasi bersifat independen dan dilapisi tembaga untuk meningkatkan konektivitas dengan PCB lainnya.
Kastil baris tunggal mudah dirancang dan menawarkan sambungan mekanis yang kuat, sifat kelistrikan yang memadai, permukaan penyolderan yang mudah, dan kompatibilitas konektor yang sangat baik. Namun, kastil baris tunggal memiliki keterbatasan, seperti permukaan kontak yang terbatas, karena kastil baris tunggal menawarkan konektivitas yang terbatas dan tidak cocok untuk HDI dan PCB kompleks lainnya.
Kastilia baris ganda
Kastilasi baris ganda memiliki dua lapisan takik paralel di tepi PCB. Jumlah titik kontak menjadi dua kali lipat, meningkatkan konektivitas sekaligus mempertahankan ukuran PCB.
Ini menghasilkan desain ringkas yang cocok untuk HDI, menghubungkan papan induk ke papan induk dan perangkat yang lebih kompleks yang melibatkan berbagai protokol komunikasi. Namun, konfigurasi jenis ini memiliki keterbatasan karena biaya produksi yang tinggi, desain yang kompleks, dan tingkat kesulitan perakitan.
Kastilasi yang Disisipkan
Dalam konfigurasi kastelasi interleaved, kastelasi-kastelasi tersebut disusun secara berselang-seling di tepi PCB dalam dua baris atau lebih. Dengan kata lain, susunannya membentuk pola zig-zag. Hal ini meningkatkan permukaan konektivitas sekaligus memaksimalkan jarak antar kastelasi.
Kastilasi interleaved menawarkan permukaan koneksi yang lebih luas, fleksibilitas perutean, dan integritas sinyal yang lebih baik dibandingkan metode lain. Namun, proses perakitannya relatif mahal dan rumit, sehingga memerlukan teknik manufaktur yang lebih canggih.
Perancangan PCB Castellated
PCB Castellated membutuhkan pengetahuan, teknik, dan peralatan canggih untuk diproduksi. Sebelum memproduksi, Anda perlu mempertimbangkan hal-hal berikut selama perancangan proyek Anda:
· Spesifikasi: diameter terendah lubang berbenteng harus 0.6 mm, dan diameter tertinggi harus 1.2 mm. Area aplikasi menentukan ukuran lubang yang dipilih. Seluruh lubang harus dilapisi tembaga untuk meningkatkan konduktivitas dan kemampuan solder.
· Pencegahan korsleting: Lubang-lubang berbenteng di sekitarnya dilapisi dengan masker solder untuk mencegah korsleting. Masker solder juga meningkatkan tampilan papan.
· Pelapisan tepi PCB: Tepi PCB harus dilapisi tembaga untuk memastikan bahwa PCB memiliki permukaan konduktif.
· Buat gigitan tikus: PCB kastelasi memiliki gigitan tikus di tepinya. Perforasi kecil ini memudahkan pemasangan dan pelepasan PCB tanpa mengganggu integritas sinyal.
Aplikasi PCB Castellated
Berikut ini adalah area di mana PCB berbenteng digunakan:
· Pengujian dan pembuatan prototipe: Selama proses produksi, PCB berbenteng digunakan untuk menguji papan guna memastikan papan memenuhi persyaratan yang diharapkan.
· Digunakan pada Perangkat IoT: Perangkat seperti modul GPRS, GSM, GPS, Bluetooth, dan Wi-Fi mengadopsi teknologi kastil untuk memudahkan integrasi.
· Sistem manajemen daya: Sistem BMS yang memerlukan koneksi mulus mengadopsi teknologi PCB berbenteng.
Tantangan PCB Castellated
Selain banyak keuntungan dan kegunaannya, PCB kastelasi juga memiliki berbagai tantangan. Proses manufakturnya sangat rumit. Jika tidak ditangani dengan cukup hati-hati, pelapisan kastelasi dapat rusak. Teknologi ini bukan pilihan untuk PCB arus tinggi, yang berarti PCB kastelasi memiliki keterbatasan desain. Tantangan lainnya adalah masalah penyolderan. Jika tidak disolder dengan cermat, lubang kastelasi dapat tersumbat.
Kesimpulan
PCB kastela telah menemukan tempatnya di dunia elektronik modern. Kehadirannya memungkinkan interkoneksi PCB. Dengan fleksibilitasnya, IoT, sistem tertanam, pembuatan prototipe, dan inovasi telah memenuhi kualitas yang diharapkan. Namun, para desainer perlu memiliki pengetahuan sebelumnya untuk membantu mereka memaksimalkan teknologi PCB kastela.
Para penghobi dan desainer telah merasakan manfaat dari ketahanan listrik dan mekanis PCB kastela. Kemudahan penyolderan, konduktivitas termal, dan kekuatan mekanisnya telah memungkinkan proyek-proyek yang lebih baik dan lebih canggih. Silakan kunjungi situs web kami, PCBASICS, untuk mempelajari lebih lanjut tentang layanan yang kami tawarkan terkait PCB kastela.
