27 Februari 2010

Cara-cara pembuatan PCB

  • Share
  • [i]

Berikut ini ada beberapa cara membuat PCB yaitu :
  1. Teknik Fotoresist Positif-20 (jarang yang jual), pada proses ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan  yaitu : Lampu UV, Larutan Positif-20 dan larutan NaOH…
  2. Teknik Sablon, pada proses ini dibutuhkan bahan-bahan yang sama seperti pada teknik sablon biasa seperti kasa-screen, tiner sablon, cat dan lain-lain… tekniknyapun hampir sama dengan sablon biasa…
  3. Cetak Langsung ke PCB, pada proses ini digunakan teknik khusus untuk menyalin layout ke PCB yaitu digunakan mesin printer khusus yang telah dimodifikasi…
  4. Cutting Stiker, hasil print lay out bawa ke tukang sticker cutting, tinggal tempel ke PCB dan larutkan.
  5. Gambar Langsung ke PCB, teknik ini sering saya pergunakan saat SMP dulu, carannya layout kita taruh ke permukaan PCB dengan dilapisi kertas karbon (biasa untuk menulis nota agar bisa tembus) kemudian kita gambar pakai pulpen sesuai layout tsb, maka akan terbentuk jalur2 pada PCB, kemudian dengan Spidol permanen/tahan air kita tebalkan jalur tadi.
  6. Teknik Transfer Paper, teknik ini merupakan Cara Praktis Membuat PCB yang menurut saya paling murah dan mudah…
  7. Teknik PCB Photoresist , Teknik pembuatan PCB dengan menggunakan Lapisan Photoresist yang disinari dengan lampu Ultra violet.
Dari ke-tujuh Cara  Membuat PCB tersebut kita bisa memilih sesuai kebutuhan, mana yang lebih praktis dan ekonomis… 
Sedangkan menurut saya pribadi :
Untuk membuat PCB yang sama dalam jumlah banyak lebih menguntungkan kalau digunakan Teknik Sablon karena murah dan cepat…  Untuk membuat PCB dalam jumlah sedikit… saya cenderung menggunakan Teknik Transfer Paper seperti yang biasa saya terapkan…

Teknik SABLON
Peralatan yang dipergunakan untuk cetak PCB cara Sablon :
  • Screen T165
  • Obat Afdruk ( merek PhotoXol 199 < solvent base>, harga termurah )
  • Removel ( merek PhotoXol 7, harga termurah )
  • Cat besi Avian
  • Rakel ( warna hijau < solvent base >, klo yg merah khusus buat tinta air, bisa hancur )
  • Thiner / Minyak M-4 karena keringnya lambat, ( Jangan Pakai Thiner A, krn afdruk screen langsung rontok semua)
Anti Karat dan Melapisi PCB
Bahan :
  • Rosin / Gondo Rukem
  • Thuiner A, saya pakai Thuiner M-3 buat sablon kertas, Rosin / Gondo Rukem lebih cepat larut

Teknik Transfer Paper 
Cara membuat PCB berikut ini (Teknik Transfer Paper) menurut pengalaman adalah cara yang paling praktis, selain biayanya sangat murah, hasilnya juga tidak kalah menarik dan rapi dibanding dengan cara menulis langsung dengan spidol permanen, Sablon (Rugos atau sablon cat), atau pakai  media Transfer Paper (original) yang harganya lumayan mahal.
Sebagian besar orang mungkin sudah tidak asing lagi dengan metode ini, namun bagi yang belum terbiasa tidak ada salahnya untuk mencoba, apalagi saat sekarang perancangan jalur PCB telah sangat mudah dilakukan dengan komputer.

Bahan-bahan dan peralatan yang harus disiapkan adalah :
  1. Printer Laser Jet (Tinta Toner) jika tidak ada bisa memakai hasil Foto Copy-an
  2. Kertas (bekas) Kalender dinding yang tidak kusut, atau kertas kado yang tebal dan mengkilap permukaan bawahnya
  3. Papan PCB
  4. Amplas kertas halus (abrasive paper)
  5. Setrika listrik
  6. Ferri Cloride (FeCl3)
  7. Bor PCB
  8. Pisau (Cutter)
  9. Penggaris (stainless steel)
  10. Spidol permanent (jika diperlukan)
  11. Komputer + salah satu Software (TraxMaker, Protel, Eagle, DipTrace, ExpressPCB dsb. )

Pemindahan jalur ke papan PCB
  • Gambar dari Program PCB diprint ke kertas bekas Kalender atau kertas kado (tentunya disisi yang masih kosong, usahakan kertas kalender dipilih yang masih bersih).
  • Jika printer Toner tidak ada, maka bisa di print ke kertas biasa lalu di Foto Copy, tapi hasil Foto Copynya (Target) harus diatas kertas Kalender atau kertas kado.
  • Setelah ter-print ke kertas kalender atau kertas kado dan memastikan tidak ada jalur yang putus, guntinglah gambar PCB tersebut kira-kira 2-3mm diluar garis gambar.
  • Potong PCB dengan pisau Cutter seukuran gambar PCB yang baru saja di-print, ratakan pinggiran PCB sampai rata dan tidak tajam.
  • Ampelas seluruh permukaan PCB sambil dibasahi dengan air, lakukan proses pengampelasan dengan cara memutar searah jarum jam sampai bersih, lalu keringkan.
  • Panaskan Setrika, set pengatur panas kira-kira 1/4.
  • Posisikan gambar PCB diatas papan PCB, jalur PCB (tinta Toner) menghadap ke papan PCB (tembaga).
  • Diatas kertas kalender atau kertas kado lapisi dengan kertas biasa, agar Text yg ada di kalender tidak menempel ke permukaan Setrika.
  • Tekan Setrika agak kuat diatas kertas kalenderatau kertas kado yang sudah dilapisi dgn kertas biasa tadi sampai kira-kira 30 detik sampai gambar menempel ke papan PCB dan lakukan penggosokan secara merata ke permukaan yg lain.
  • Waktu yang diperlukan selama proses setrika +/- 3 menit, jangan sampai lebih dari 4 menit karena jika terlalu lama biasanya gambar akan melebar/pudar.
  • Setelah kertas kalender / kertas kado menempel ke PCB lalu dinginkan papan PCB dengan cara di angin-anginkan, jangan sekali-kali langsung direndam ke air atau diblow dengan udara dingin / AC, gambar (toner) bisa terkelupas sewaktu masuk pada proses selanjutnya.
  • Jika sudah benar-benar dingin, rendam papan PCB ke dalam air selama +/- 15 s/d 30 menit, tergantung dari tebal/tipisnya kertas kalender, hingga kertas kalender / kertas kado nampak basah pada permukaan bagian dalam, biasanya jika menggunakan kertas kalender yang tipis, kertas akan terkelupas (mengapung) dengan sendirinya.
  • Lepaskan kertas kalender /kertas kado pelan-pelan dengan tangan sampai gambar/jalur nampak, lalu sedikit-demi sedikit bersihkan sisa-sisa kertas yang masih nempel dengan bantuan sikat gigi bekas, terutama kertas yang nempel pada bagian lubang/pads komponen dan diantara jalur-jalur sampai bersih.
  • Jika terdapat jalur yang putus, baru gunakan Spidol permanent untuk membantu menyambungnya.
NB : daripada susah2 nyari kertas kalender/kado, mendingan bawa file desain PCB ke tempat digital printing, Kalau di daerah solo bisa ke Darmasto Digital Printing, kidul Sriwedari, kulon ndalan.
minta print di kertas A3 art paper 120 gr cuman Rp.2000,- (th 2010)
Sebaiknya file dalam bentuk PDF, karena mereka g' punya Protel, Eagle, Diptrace, Orcad, kicad dll, cuma ada Corel , Photoshop & Adobe reader doank. ntar klo kalian ngeprint kyk gini mereka pasti udah pada tau!! krn gw biasa ngeprint desain PCB buat Guitar fx disini, :)

Proses pelarutan PCB.
  • Masukkan Ferric Cloride (FeCl3) secukupnya ke dalam wadah plastic (paling tidak 1 bungkus kemasan), dan masukkan air panas/hangat secukupnya +/- 100ml (1/2 gelas), sampai seluruhnya lebur dengan air.
  • Masukkan papan PCB kedalam larutan Ferri Cloride (FeCl3) tadi, dan agar prosesnya lebih cepat, bantu dengan cara menggoyang-goyang wadahnya .
  • Sambil diamati jika papan PCB sudah seluruhnya lebur, maksudnya tembaga yang tidak tertutup oleh gambar tinta/toner.
  • Setelah dilarutkan dengan FeCL3 segera bersihkan lapisan tinta / toner dengan Tiner A… dan cuci dengan air serta gosok dengan sabun… 
  • Selanjutnya untuk melindungi jalur  tembaga supaya tidak korosi dapat digunakan lapisan Arpus… cara pembuatannya adalah… ambil 1 sendok makan Serbuk Arpus / Gondorukem kemudian larutkan dengan 150-ml Tiner A. Aduk hingga Arpus benar-benar larut… kemudian oleskan larutan tersebut pada lapisan tembaga PCB dan biarkan hingga betul-betul kering…
  • Periksa kembali apakah terdapat jalur yang putus.
  • Bor papan PCB sesuai besarnya kaki komponen (0,8mm s/d 1,5mm)
  • Bersihkan papan PCB.
  • Papan PCB siap untuk dipasang komponen.



Membuat PCB DOUBLE LAYER 

Membuat PCB DOUBLE LAYER :
  1. Pindahkan terlebih dahulu layer -1 ke PCBnya
  2. Bor-lah (titik bor) yang terdapat pada ke empat sisi PCB, jika memakai IC, bor juga titik-titik IC tersebut.
  3. Lanjutkan dengan pemindahan jalur di layer-2 nya, dengan menyesuaikan posisi dengan layer-1.
  4. Untuk pelarutan, berilah dudukan pada keempat sisi PCB dengan busa/karet atau plastik padat. supaya salah satu sisi tidak langsung mengenai wadah pelarutan.
  5. Atau coba lihat saja video proses pembuatan PCB double layer dari youtube  





Silver Coated - Solder Mask 

SILVER COATED
Lapisan perak bisa untuk mengurangi / mereduksi tembaga dari oksidasi.
Anda dapat membuat lapisan ini dengan menggunakan AgNo3 ( Silver Nitrat ) + Potasium + air bersih.



SOLDER MASK :


Permukaan Warna Hijau mengkilap pada PCB adalah Solder Mask, Warnanya tidak hanya Hijau saja, tetapi banyak warna seperti : Biru, Merah & Kuning. Umumnya berwarna Hijau.
Fungsinya untuk melindungi jalur-jalur sirkuit yang telah dibuat.
Ada 2 cara yang umum digunakan:
  1. Proses langsung dengan screenprinting atau umumnya kita kenal dengan istilah sablon. Dengan mengunakan tinta soldermask.
  2. Photoimaging/UV Exposure dengan LPISM (Liquid Photo Imageable Solder Mask)
Lapisan Hijau diatas PCB dapat dicari ditoko-toko sablon/screen printing namanya Solder Mask Ink. Ada beberapa merk, Untuk Solder Mask Green merk Coates, anda bisa hubungi Central SPS dekat Gajah Mada Plaza, Jakarta. (walah kok malah iklan, kira2 gw dapet royalti g' neh?!?) :D
Lapisan berwarna itu adalah solder mask. Warnanya tidak selalu hijau, bisa juga biru, merah atau yg lain. Fungsinya untuk melindungi trak tembaga dari korosi dan mendefinisikan area yang akan terlapisi oleh solder.

Ada berbagai macam cara untuk melapisi PCB dengan solder mask. Seperti LPISM (Liquid Photo Imageable Solder Mask), screen printing alias sablon, dan laminating. Cara termudah jika ingin melakukan sendiri adalah melalui proses sablon. Gambar masternya dapat dicetak dari perangkat lunak yang digunakan merancang PCB. Ada layer khusus untuk solder mask.

Harap diingat bahwa tinta yang dipergunakan haruslah tinta untuk solder mask. Tidak bisa menggunakan tinta sablon biasa (banyak PCB kit lokal menggunakan tinta biasa, yang terlihat jelek, pudar dan tidak tahan terhadap fluks dan temperatur solder yang tinggi).

Sebagai tambahan, dapat pula menyablonkan legend dan garis luar komponen (layer component overlay/silkscreen), dengan cara yang sama.




Membuat PCB Photoresist 

Membuat PCB Photoresist

Ada beberapa macam alat dan bahan yang perlu di siapkan :

Alat dan Bahan
1. Dry film photoresist
dry film photoresist


2. PCB kosong
3. Laminator
4. Lampu Ultra Violet
5. HCL dan H2O2 atau bisa juga ferrit chloride
6. NaOH (Soda Api) dan NaCO3 (Soda Ash)
7. Dan alat-alat lain misal kertas gosok halus, gunting, cutter, ember kecil buat wadah, atau wadah lain.

Proses
Ada beberapa Proses utama :
1. Penempelan dry film photoresist ke PCB kosong, langkah2nya adalah :
a. Membersihkan PCB kosong dengan kertas gosok + air :
b. Membilas PCB dengan air bersih
c. Letakkan di tempat yang bersih, biarkan tetap basah
d. Kupas dry film photoresist dimulai dari ujung (biar gampang), atau dengan pinset, basahi juga dengan air.
kupas dan basahi juga*
e. Tempelkan bagian dry film yang telah dikupas tersebut ke PCB yang masih basah tadi. Ratakan dengan rakel (squeegee) sampai tidak ada udara yang terjebak di antara film dan PCB
tempelkan dan ratakan dengan Rakel
f. Keringkan, dengan hair dryer atau setrika, atau laminator. Jangan terlalu panas, jangan lebih dari 140 derajat celcius. Saya lebih menyarankan mengeringkan dengan laminator, karena pengeringan dan tekanannya lebih merata.
g. PCB photoresist siap dipakai.

2. Proses Exposure/ penyinaran

Ada beberapa langkah, antara lain adalah :
 
a. Pembuatan Artwork (film)

Artwork adalah semacam film atau plastik buat OHP yang berisi track-track PCB, fungsinya adalah menutupi track/jalur PCB agar tidak terkena sinar Ultra Violet. Ada beberapa tipe artwork :
1. Artwork dengan kertas minyak : Langsung saja menggunakan printer untuk pembuatannya, hasilnya kurang maksimal.
Artwork dengan kertas minyak
2. Artwork dengan Film (biasa disebut film negatif) : Biasanya pesan dulu ke tukang foto atau percetakan, hasilnya bagus.
artwork film
b. Penyinaran / Exposure

Proses ini menggunakan lampu UV, atau bisa juga menggunakan Led UV. Proses ini sangat kritis, karena hasil dari PCB tergantung dari lama atau cepatnya proses ini. Posisi artwork dan PCB nya sebagai berikut :
Penyinaran boleh dilakukan bergantian atas dan bawah, atau lebih baik lagi jika dilakukan secara bersamaan dari atas dan bawah. Perlu diperhatikan adalah waktu penyinaran(tergantung dengan intensitas lampu). Dengan lampu UV led saya, yang paling baik adalah 10-15 menit. Warna dari PCB yang terkena sinar UV akan menjadi UNgu, sedangkan yang tertutup artwork, warnanya tetap hijau agak biru.
penempatan artwork 2 layer


c. Developing / Pengembangan.

Proses ini menggunakan bahan yang disebut NaCO3 dicampur dengan air dengan konsentrasi di sesuaikan dengan datasheet masing-masing dry film photoresist yang di gunakan. Untuk hasil yang maksimal, suhu air jangan terlalu dingin, sebaiknya sekitar 31-35 derajat celcius. Dalam proses developing ini, bagian yang berwarna ungu (yang kena sinar UV) akan tetap tinggal. Sedangkan bagian yang tertutup artwork, akan larut dengan larutan NaCO3. Hasilnya kurang lebih seperti ini.
Hasil developing

d. Etching

Setelah proses developing selesai sempurna, maka PCB bisa langsung di etching. Biasanya etching dilakukan dengan menggunakan Ferrit Cholride (FeCl). Namun bisa juga menggunakan Ammonium Persulfate, yaitu dengan komposisi sebagai berikut 75% air ; 12,5% H2O2 dan 12.5% HCl. Proses etching menggunakan Ammonium persulphate lebih cepat dan lebih bersih. Lalu bersihkan dengan air bersih.

Sekian dulu pembuatan PCB menggunakan photoresist.
***



Video Proses Pembuatan PCB 

Video Proses Pembuatan PCB





Limbah FeCl3 SANGAT AMAT BERACUN.. 

Perhatian bahan limbah ferric chloride :
Untuk membuang limbah FeCL3 sebelum di buang ke tempat pembuangan, harus di perhatikan beberapa hal.
Limbah FeCl3 SANGAT AMAT BERACUN !! .

Untuk itu siapkan tong yang terbuat dari bahan plastik tebal sebagai tempat pembuangan sementara, kemudian endapkan limbah FeCl3 ke dalam tong tersebut, dan taruh beberapa barang berbahan logam seperti baut bekas, obeng yang sudah rusak, atau barang bekas logam lainnya, dan diamkan dalam beberapa hari atau minggu.

Logam logam yang di masukkan tadi akan berkarat dan hancur menjadi bubuk, ini akan me-reduksi/ mengurangi racun dari sisa etching PCB, karena FeCL3 ini setelah tereduksi dengan logam akan menjadi FeCL2, dimana sedikit lebih aman dari pada FeCl3.

Treatment terbaik setelah menjadi FeCl2 adalah di larutkan dengan soda (Na2CO3) atau detergent.

Dan ini akan menjadi Fe(CO3) (insoluble rusty mud) dan NaCl (garam dapur ).

Setelah di keringkan masukkan ke dalam kantong plastik, dan bisa di buang ke tong sampah.





0 comments: