Cara Membuat Papan/Layout PCB Disertai Gambar

Membuat Papan PCB

Printed Circuit Board atau lebih dikenal dengan PCB adalah sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang menghubungkan komponen elektronik satu dengan yang lain tanpa menggunakan kabel. Papan sirkuit ini mendapatkan namanya karena diproduksi secara massal dengan cara pencetakan. PCB diperkealkan pada tahun 1936 dimana papan sirkuit ini pertama kali ditemukan oleh Paul Eisler, ilmuwan Austria yang memasukkan penggunaan papan sirkuit ini ke dalam sebuah radio.
PCB Printing

PCB printing adalah proses untuk mencetak desain skema sirkuit elektronik yang diinginkan ke Papan PCB kosong. Terdapat beberapa teknik yang dapat digunakan untuk mencetak PCB antara lain adalah:

1. UV photoresist laminate
2. Sablon
3. Toner transfer paper
4. Cetak langsung ke PCB Untuk tutorial ini kita akan menggunakan teknik sablon dalam mencetak PCB yang diinginkan.

PCB Etching

PCB etching adalah suatu proses untuk membuang bagian logam yang tidak dibutuhkan dari Papan PCB kosong. Dengan teknik ini, rangkaian skematik yang telah tercetak di papan PCB kosong dapat diproses dan digunakan untuk merakit sebuah rangkaian elektronik.

Software Tools: Schematic dan PCB Layout program

Terdapat banyak cara untuk mendesain PCB layout dan skematik. Tentunya penggunaan software komputer sangat membantu dalam membuat skematik PCB dengan presisi dan akurasi ukuran yang cukup tinggi. Software seperti Cadsoft Eagle PCB, atau bahkan software design seperti GIMP2, maupun Inkscape 0.91. Silahkan memilih sesuai dengan preferensi masing-masing.

Material

Berikut material yang dibutuhkan untuk mencetak PCB sendiri.

# Papan PCB kosong (ukuran menyesuaikan rangkaian skematik yang diinginkan)
# Selotip plastik
# Alcohol (Ethanol) 70% - 90%
# Thinner
# Screen Printing
# Screen Emulsion
# Screen Sablon
# Kaca transparan
# Plat logam
# wadah plastik (baskom dll)
# sikat, bisa sikat gigi bekas dll
# Laser Printer
# Plastik Film Transparan
# lampu UV
# Cairan FeCl₃ (Ferric Chloride)

Pengerjaan

Mohon diperhatikan peringatan dibawah ini sebelum melakukan tutorial ini.

Peringatan

Sebelum pengerjaan perlu diperhatikan bahwa membuat PCB menggunakan beberapa bahan kimia yang berpotensi berbahaya. Hal ini menjadi tanggung jawab anda sendiri sebagai pengguna. Jika anda tidak ingin mengambil resiko, jangan mencoba untuk memakai bahan kimia ini.

Disarankan untuk memakai alat bantu keamanan seperti kacamata pelindung, baju yang tebal, dan sarung tangan ketika anda menggunakan bahan kimia tersebut.

Di beberapa negara beberapa alat dan bahan kimia tertentu sangat dilarang, karena bahan tersebut memungkinkan menghasilkan limbah yang sulit didaur ulang dan dapat merusak lingkungan. Hal ini menjadi tanggung jawab anda pribadi untuk mematuhi larangan tersebut.

Beberapa contoh yang harus diingat: Ferric Chloride sangat berbahaya dan tidak sehat, jangan sampai udara reaksi oksidasinya terhirup oleh anda, gunakan masker bila perlu. Ferric Chloride dapat membuat logam berubah warna menjadi kuning secara permanen. Jangan memakai ferric chloride dengan logam, terutama alumunium. Ferric Chloride bisa melarutkan stainless steel.

Cari tahu dan lakukan persiapan sebelum anda mendapatkan kecelakaan kerja yang tidak diharapkan. Tandai botol-botol bahan kimia supaya tidak keliru, dan jauhkan dari anak anak. Gunakan botol berbahan plastik yang tebal, supaya aman bila kena panas. Jangan taruh bahan kimia di tempat yang panas seperti di mobil atau di bagian rumah yang terkena sinar matahari langsung.

Perlu di ingat sinar ultraviolet dari matahari dapat mengaktifkan UV sensitive resin lapisan PCB, dan itu tidak sehat untuk kita. Menatap mata langsung dengan sinar ultra violet dapat menyebabkan katarak. Debu yang dihasilkan dari pemotongan dan proses bor PCB tidak sehat untuk pernafasan dan mata kita, dan dapat menyebabkan penyakit paru paru.

Langkah-Langkah Cara Membuat Papan PCB

Langkah 1

PCB dan material yang akan dibutuhkan di proses pengerjaan sablon PCB.

Cetaklah desain PCB yang diinginkan ke medium Plastik Film Transparan dengan menggunakan laser printer, bersihkan screen sablon. Siapkan PCB, gosok dengan scotchbrite atau "artificial steel wool" yang biasa di pakai untuk menggosok piring di dapur, karena scotchbrite bisa menghilangkan oksidasi dan goresan, sehingga lapisan tembaga nya terlihat bagus dan berkilau.

Jangan di gosok menggunakan kertas pasir atau ampelas. Pastikan PCB dalam kondisi bersih sebelum kita lanjutkan ke proses berikutnya. Persiapkan semua material yang dibutuhkan. Pastikan semua alat telah bersih dan siap digunakan.

Langkah 2

Mempersiapkan cairan photosol di ruangan gelap

Siapkan photosol dalam ruangan yang gelap. Perlu diingat photosol sangat sensitif terhadap cahaya. Persiapkan photosol dalam ruangan gelap atau lampu berwarna merah. Ruangan gelap dengan lampu merah sangat membantu dalam persiapan cairan photosol.

Langkah 3

Pemberian lapisan photosol ke screen print untuk mencetak desain PCB 

 

Buat lapisan tipis dengan emulsion pada screen print. Pastikan anda mengerjakannya dalam ruangan gelap. Pemberian lapisan tipis photosol pada Screen Print dapat dilakukan dengan bantuan akrilik/logam atau material lain yang mempunyai sisi rata.

 

Gunakan akrilik/plastik/logam atau material lain yang mempunyai sisi rata. Berikan lapisan tipis dan biarkan hingga kering sekitar 10 menit. Pastikan bagian sisi material yang digunakan halus dan rata agar lapisan emulsion tipis dan merata.

Langkah 4

Screen Print yang ditempel dengan Film plastik transparan dan larutan photosol.

 

Tempelkan Plastik Film Transparan dengan skema desain yang diinginkan pada sepotong kaca transparan seperti meja kaca dll lalu letakkan Screen Print diatasnya. Gunakan selotip dan pastikan Plastik Film Transparan menempel dengan rata.

Langkah 5

Proses pemanasan lapisan photosol di Screen Print dengan menggunakan lampu UV.

 

Letakan Screen Print pada kaca transparan. Letakkan lampu UV di bagian bawah kaca transparan dan nyalakan. Letakkan beban diatas Screen Print agar Screen Print dan Plastik Film Transparan melekat dengan sempurna. Biarkan selama 8 menit. Lama penerangan dengan lampu UV sangat bervariasi dengan cairan photosol yang digunakan.

Langkah 6

Screen Print yang sudah jadi beserta Plastik Film Transparan.

 

Setelah 8 menit, matikan lampu UV. Bersihkan Screen Print dengan air bersih dan anda akan mendapatkan cetakan Screen Print dengan desain skematik yang anda inginkan.

Menyiapkan Screen Print dengan menyegel bagian yang tidak perlu dengan selotip.

 

Ambil selotip plastik dan segel bagian yang tidak perlu (bagian luar desain skematik) untuk mempermudah pembersihan screen print setelah penggunaan.

Langkah 7

Persiapan alat untuk PCB Printing.

 

Persiapkan papan PCB kosong yang akan dicetak. Gunakan alkohol bila diperlukan untuk membersihkan kotoran dari permukaan PCB

Persiapan alat untuk sablon PCB

 

Persiapkan juga peralatan yang diperlukan untuk proses sablon PCB seperti, Tinta Sablon, Rakel dan Kaca.

Pengerjaan Sablon PCB

 

Letakkan Papan PCB kosong diatas kaca. Rekatkan salah satu sisi Screen Print menggunakan selotip ke sisi kaca sehingga Screen Print dapat digerakkan seperti engsel. Tekan Screen Print ke Papan PCB kosong, lalu berikan tinta dan gunakan Rakel untuk meratakan tinta ke atas desain PCB yang diinginkan.

Hasil cetakan sablon

 

Angkat Screen Print secara perlahan dan ulangi langkah ini sesuai dengan jumlah PCB yang diinginkan.

Langkah 8

Persiapan untuk PCB etching

 

Langkah berikut adalah PCB Etching. Persiapkan wadah plastik yang bersih dan Cairan FeCl₃ (Ferric Chloride).

Cairan FeCl₃

 

Letakkan PCB kedalam wadah plastik dan tuangkan Cairan FeCl₃ hingga cairan tersebut menutup permukaan papan PCB. Cairan FeCl₃ akan membuang lapisan tembaga yang tidak tertutup oleh sablon di papan PCB tersebut. Biarkan beberapa waktu, proses larutan FeCl₃ untuk bekerja dapat bervariasi dari 10-30 menit. Lakukan pemeriksaan berkala untuk melihat proses telah selesai. FeCl₃ juga dapat dicampur air dengan perbandingan 50-50 dan tetap berfungsi dengan baik.

Perhatian: FeCl₃ dapat digunakan berkali kali. Apabila FeCl₃ sudah tidak digunakan dan ingin dibuang, larutkan FeCl₃ dengan detergen secukupnya sebelum dibuang ke tempat pembuangan. FeCl₃ sangat beracun dan berbahaya bagi lingkungan. Langkah 9 Hasil PCB Etching Setelah proses Etching selesai, ambil papan PCB dan siram dengan air bersih secukupnya.

Langkah 9

Hasil PCB Etching

 

Setelah proses Etching selesai, ambil papan PCB dan siram dengan air bersih secukupnya.

Hasil PCB Etching setelah digosok

 

Keringkan dan gosok bagian sablon menggunakan sikat atau spon.

Langkah 10

Proses pengeboran PCB

 

Lakukan pengeboran pada bagian yang diinginkan. Proses pengeboran opsional, tapi dapat mempermudah pengerjaan merangkai sirkuit yang anda inginkan.