Apa itu Jejak Papan Sirkuit?

Jejak papan sirkuit terukir langsung pada substrat papan PCB. Jejak ini juga dikenal sebagai jalur. Jejak ini mirip dengan kabel. Tujuan dasar jejak ini adalah untuk mentransfer sinyal atau daya ke komponen PCB. Misalnya, relai, resistor, terminal, casing kapasitor, dan konduktor. Lalu bagaimana para insinyur PCB menangani situasi ini? Mereka membuat jejak PCB dari lembaran tembaga dengan lebar yang sempit.

Jadi, poin menariknya adalah jejak-jejak ini telah mengubah medan elektronik. Misalnya, jejak-jejak ini sepenuhnya menghilangkan metode pengkabelan tradisional. Para produsen menggunakannya untuk keandalan dan sebagai jalur standar saat ini.

Apa itu Jejak Papan Sirkuit?

Sederhananya, jejak papan sirkuit adalah garis-garis logam tipis yang biasa Anda lihat pada papan sirkuit. Anggap saja seperti jalan kecil yang dilalui listrik. Jadi, ketika Anda menyalakan perangkat, listrik mengalir di sepanjang jejak ini. Tujuannya adalah untuk menghubungkan semua bagian menjadi satu.

Begini, jejak-jejak ini sangat penting karena tanpanya, perangkat elektronik Anda tidak akan berfungsi sama sekali! Intinya, jejak-jejak ini menggantikan kabel-kabel yang berantakan, membuat perangkat lebih kecil dan lebih andal. Mengapa ini penting? Karena hampir setiap gawai yang Anda gunakan memiliki jejak-jejak ini di dalamnya.

Bahan Jejak Papan Sirkuit

Lihatlah bahan-bahan umum jejak PCB berikut:

● Tembaga (Cu)

● Aluminium (Al)

● Perak (Ag)

● Emas (Au)

● Nikel (Ni)

Tembaga (Cu)

Produsen PCB menggunakan tembaga (Cu) sebagai material manufaktur umum. Akibatnya, dalam PCB, tembaga dimanfaatkan untuk membangun jalur tipis guna mentransmisikan sinyal. Tahukah Anda bahwa tembaga menawarkan karakteristik yang luar biasa? Hal ini menjadikannya pilihan yang sangat penting. Misalnya, konduktivitas listrik, harga yang ekonomis, dan kompatibilitas.

Keunikan tembaga dan kinerjanya membantu para insinyur. Hal ini memungkinkan mereka memproduksi peralatan listrik yang produktif. Tembaga merupakan material yang paling banyak digunakan karena daya tahan, keandalan, dan ketahanannya terhadap kerusakan akibat penanganan.

properti:

● Konduktivitas Listrik Tinggi

● Konduktivitas Termal

● Keuletan

● Ekonomis

● Tahan karat

● Rasio kekuatan terhadap berat

● Keandalan

aplikasi:

Saluran Transmisi Mikrostrip

 Jejak tembaga digunakan untuk meningkatkan sinyal frekuensi tinggi pada saluran transmisi mikrostrip. Anda dapat menyesuaikan jejak tembaga dengan lebar dan ketebalan yang diinginkan.

Penguat Daya

 Produsen menggunakan jejak tembaga dalam penguat daya sehingga mereka dapat mendistribusikan daya dan mengatur tingkat keluaran.

Sirkuit Frekuensi Tinggi

Jejak tembaga meningkatkan kinerja sirkuit frekuensi tinggi, termasuk radar atau sistem komunikasi. Jejak ini memberikan konduktivitas listrik yang baik dan resistansi kontrol yang rendah.

Identifikasi Frekuensi Radio (RFID)

 Produsen memasang jejak tembaga pada identifikasi frekuensi radio. Identifikasi frekuensi radio ini mentransmisikan data secara nirkabel. Identifikasi frekuensi radio juga digunakan untuk tujuan penyimpanan.

Perangkat MEMS

 Jejak ini digunakan dalam perangkat mikroelektromekanis. Perangkat ini menggabungkan elemen mekanis dan elektronik dalam satu perjalanan.

Panel surya

 Panel surya digunakan di luar ruangan. Panel surya membutuhkan material dengan sifat-sifat unggul yang mampu menahan korosi dan aspek lingkungan yang kritis. Itulah sebabnya para insinyur memasukkan jejak tembaga ke dalam PCB panel surya.

Integritas Sinyal

Jejak tembaga banyak digunakan dalam perangkat elektronik. Hal ini meningkatkan integritas sinyal, mengurangi interferensi elektromagnetik (EMI) dan crosstalk.

Aluminium (Al)

Seperti yang kita ketahui, aluminium telah digunakan dalam berbagai teknik manufaktur selama beberapa dekade. Aluminium mudah didapatkan di pasaran. Logam ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik. Jejak PCB aluminium dibuat melalui proses manufaktur yang disebut inti logam.

Penggunaan paduan aluminium untuk membangun jalur papan sirkuit sangat penting untuk produk ringan. Karakteristik konduktivitas termalnya membantu mengurangi panas yang dihasilkan selama operasi transmisi.

properti:

● Konduktivitas Listrik Lebih Rendah

● Konduktivitas Termal yang Sangat Baik

● Ringan

● Perlindungan dari korosi

● Tahan lama

● Dapat diandalkan

aplikasi:

Elektronik Kriogenik

 Jejak aluminium berfungsi sebagai kabel superkonduktor. Hal ini memungkinkan pasokan sinyal. Inilah sebabnya ia mempertahankan aliran daya tinggi pada suhu kriogenik. Hal ini sangat membutuhkan suhu rendah. Produk elektronik kriogenik adalah komputasi kuantum atau alat penelitian progresif dan instrumen ilmiah.

PCB transparan untuk sistem sinar-X

 Jejak aluminium mengandung nomor atom. Jejak ini digunakan karena atenuasi sinar-X yang lebih rendah dalam sistem sinar-X. Jejak ini secara signifikan mengurangi penyerapan radiasi dibandingkan tembaga. Jejak ini menjadi transparan ketika konsumen melakukan rontgen pada suatu objek. Hal ini memungkinkan hasil pengamatan yang jernih.

Aplikasi sinar nuklir

Seperti yang telah kita bahas, paduan aluminium memberikan konduktivitas termal yang baik. Oleh karena itu, produsen menggunakannya untuk aplikasi sinar nuklir. Hal ini mengandung tingkat radiasi yang tinggi. Jejak aluminium mengatur pembuangan panas. Pendekatan deteksi, instrumentasi nuklir, dan elektronika akselerator partikel menggunakan jejak ini. Hal ini membantu mereka mengurangi panas yang dihasilkan.

Sistem Pencahayaan LED

 Pencahayaan LED terus menghasilkan panas selama pengoperasian. Pencahayaan ini membutuhkan elemen yang dapat menyalurkan panas berlebih ini. Aluminium adalah pilihan terbaik untuk mengendalikan panas berlebih.

Dirgantara dan Otomotif

 Konsumen memanfaatkan jejak aluminium dalam berbagai sistem industri. Jejak ini mencegah panas berlebih selama operasi. Dalam industri kedirgantaraan dan otomotif, jejak aluminium digunakan dalam kendaraan, pesawat terbang, produk rumah tangga, dan perangkat konsumen. Perangkat ini menggunakan jejak aluminium sebagai penyerap panas.

Perak (Ag)

Perak lebih murah daripada emas. Perak memberikan konduktivitas tinggi, tahan panas, dan tahan korosi. Hal ini memungkinkan penyolderan yang lebih baik. Produsen memanfaatkan material ini untuk meningkatkan permukaan akhir tembaga. Dengan demikian, perak menghasilkan lapisan pelindung pada jejak rakitan papan.

properti:

● Menghilangkan panas secara efektif.

● Konduktivitas Listrik Tertinggi.

● Lebih tahan terhadap oksidasi daripada tembaga.

● Mahal

aplikasi:

Papan Sirkuit dengan Frekuensi Tinggi

Jejak perak membawa kapasitas arus yang baik, yang mendukung transmisi sinyal. Jejak ini menghilangkan interupsi sinyal pada frekuensi tinggi. Jejak ini digunakan dalam sirkuit RF dan produk dengan transmisi sinyal yang presisi.

Peralatan Medis

  Jejak perak digunakan dalam alat pacu jantung dan perangkat diagnostik. Apa tujuan utamanya? Jejak ini dimasukkan ke dalam PCB untuk meningkatkan kinerja peralatan. Hal ini memungkinkan mereka mengumpulkan informasi akurat dari mesin yang sensitif.

Sistem Militer

Logam perak merupakan pilihan pengganti tembaga yang ekonomis. Oleh karena itu, perak banyak digunakan dalam sistem militer. Perak melindungi aplikasi kelautan dari kondisi ekstrem.

Pengguna Elektronik

Perusahaan PCB seperti PCBasic fokus pada pembuatan elektronik yang aman dan andal. Jejak perak menyediakan lapisan tambahan untuk penyolderan pada PCB. Hal ini meningkatkan masa pakai dan daya tahan aplikasi.

Emas (Au)

Emas merupakan material yang mahal dibandingkan logam lainnya. Namun, emas memiliki beragam sifat. Anda dapat menggabungkan material ini untuk menciptakan rangkaian papan sirkuit yang tahan lama. Selain fitur utamanya (ketahanan korosi, fleksibilitas, dan kapasitas termal), emas memungkinkan ikatan yang kuat antar kabel. Material ini biokompatibel dan cepat meleleh. Produsen dapat mendaur ulang komponen ini untuk menghasilkan produk dengan hasil yang inovatif.

properti:

● Ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan korosi

● Biokompatibel

● Permukaan akhir

● Mahal

● Fleksibilitas

● Mudah meleleh

● Penyolderan yang baik

● Bebas timbal

aplikasi:

Konektor tepi dan kontak sakelar

 Zat emas digunakan pada PCB untuk melapisi konektor tepi dan kontak sakelar. Hal ini membantu menciptakan koneksi yang stabil seiring waktu.

mikroelektronika

Kontribusi mikroelektronika seperti IC atau semikonduktor sangat tinggi pada PCB. Itulah sebabnya emas dipilih untuk menstabilkan sifat konduktifnya.

Peralatan Elektronik

 Kolom berlapis emas digunakan pada perangkat elektronik seperti komputer, perangkat yang dapat dikenakan, dan ponsel pintar. Kolom ini terhubung ke motherboard melalui sirkuit sekunder.

Pesawat ruang angkasa dan satelit

 Aplikasi pesawat ruang angkasa dan satelit menggunakan jejak emas pada PCB untuk menahan iklim yang berisiko. Jejak ini mengendalikan transmisi komunikasi dan sistem daya secara efektif.

Nikel (Ni)

Material nikel umumnya digunakan untuk membuat lapisan ganda pada pelat tembaga di PCB. Lapisan pertama melindungi pelat dari karat dan oksidasi. Demikian pula, lapisan kedua memperpanjang umur pelat. Logam ini juga berfungsi sebagai penghalang antara bagian solder dan tembaga.

properti:

● Menawarkan ketahanan yang kuat terhadap oksidasi.

● Meningkatkan umur panjang

● Kemampuan Solder

● Konduktivitas listrik sedang

● Kekerasan

aplikasi:

Pelapisan ENIG

Pelapisan emas imersi nikel tanpa listrik ini dibangun di atas PCB, yang memberikan lapisan perlindungan tambahan terhadap oksidasi.

Lubang-lubang Berlapis

 Insinyur menggunakan nikel untuk melapisi lubang-lubang. Mereka meningkatkan kekuatan mekanis PCB multi-lapis.

Konektor dan titik kontak

 Konektor dan titik kontak PCB membutuhkan integrasi yang kuat agar dapat digunakan dalam jangka panjang. Oleh karena itu, material nikel digunakan untuk penyolderan dan penyambungan komponen.

Ketebalan Jejak PCB

Ketebalan jejak PCB dikenal sebagai lebar dan tinggi jejak. Ketebalannya dapat ditentukan tergantung pada desain proyek. Biasanya, ketebalan jejak papan sirkuit berkisar antara 0.008 inci hingga 0.240 inci. Pertimbangkan faktor-faktor berikut saat menentukan ketebalan jejak PCB:

● Ketebalan standar

● Lebar jejak

● Penghentian jejak

● Kalkulator ukuran jejak

Ketebalan Standar

Ketebalan standar jejak PCB untuk aplikasi sederhana hingga industri adalah sekitar 0.5 oz/ft² hingga 2 oz/ft². Namun, proyek berat dengan daya tegangan tinggi membutuhkan 2 oz/ft² atau lebih.

Lebar Jejak

Penentuan lebar jejak umumnya ditetapkan dan ditentukan oleh konstruktor PCB. Lebar jejak mengacu pada garis tipis konduktor tembaga yang membawa transmisi sinyal.

Jejak Penghentian

Satu hal lagi yang perlu diingat pembaca adalah bahwa persimpangan antara jejak dan bantalan juga memengaruhi ketebalan jejak. Lebar jejak terutama ditentukan berdasarkan lebar bantalan dalam jejak SOIC.

Kalkulator Ukuran Jejak

Produsen PCB juga memanfaatkan kalkulator ukuran jejak untuk menimbang ketebalan jejak. Kalkulator ini membantu mereka memilih dimensi yang tepat untuk menghindari risiko panas berlebih dan guncangan.

Lebar Jejak PCB Vs Arus

Apa perbedaan antara lebar jejak PCB dan arus? Sederhananya, hubungan antara jejak PCB dan arus menunjukkan kapasitas transmisi. Ukuran ketebalan jejak sangat memengaruhi tegangan daya arus rendah ke tinggi. Oleh karena itu, pemilihan ukuran yang tepat sangat penting untuk meningkatkan keandalan PCB.

Menghitung Lebar Jejak PCB untuk Arus:

● Standar IPC-2221

● Faktor yang Perlu Dipertimbangkan

Standar IPC-2221

IPC-2221 adalah pendekatan yang paling efektif. Pendekatan ini membantu produsen menentukan ukuran ketebalan jejak yang akurat. Pendekatan ini menunjukkan beberapa aspek penting dalam bentuk rumus dan grafik kapasitas arus dan kenaikan suhu. Lihat grafik di bawah ini. Ini akan memandu Anda dalam memilih ukuran ketebalan. Ukuran ini didasarkan pada kapasitas arus untuk lapisan eksternal dan internal.

Faktor yang perlu dipertimbangkan

● Aliran Arus

● Kenaikan Suhu yang Diizinkan

● Lapisan PCB

Bagaimana cara memperbaiki jejak papan sirkuit?

Jadi, ketika jalur putus pada papan sirkuit, Anda dapat memperbaikinya sendiri. Intinya adalah Anda perlu membuat jalur baru agar listrik dapat mengalir. Pertama, bersihkan area yang rusak untuk memperbaiki PCB. Kotoran apa pun akan mencegah perbaikan menempel. Kemudian gunakan cat konduktif, solder, atau kawat tipis untuk menyambungkan kembali jalur yang putus.

 Poin utamanya adalah memastikan koneksi baru aman dan terhubung sepenuhnya. Mengapa ini penting? Karena perbaikan yang lemah akan segera gagal lagi. Mengerti? Jika Anda memiliki perbaikan jejak papan sirkuit yang baik, mereka akan menyelamatkan Anda dari penggantian seluruh papan!

Kesimpulan

Jejak papan sirkuit adalah jalur standar papan sirkuit. Jejak ini mendistribusikan transmisi sinyal ke semua elemen. Produsen dapat memilih dari berbagai material untuk membangun jejak yang diinginkan. Jejak ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi untuk integritas sinyal. Ketebalan dan lebar jejak secara langsung memengaruhi kinerjanya. Oleh karena itu, pertimbangkan aspek spesifik saat merancang jejak PCB Anda dengan kualitas fungsional.