LAPORAN PRAKTIK PERAWATAN DAN PERBAIKAN
05
Surface Mount Technology & Surface Mount Device
Disusun Oleh: Imani Falah Kelas : TT5B NIM : (1314030005)
PROOGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
SURFACE MOUNT TECHNOLOGY (SMT)
Surface Mount Technology atau sering disingkat dengan sebutan SMT adalah teknologi terkini yang digunakan untuk memasangkan Komponen Elektronika ke permukaan PCB. Komponen Elektronika yang dapat dipasangkan oleh Mesin-mesin SMT adalah komponen khusus yang biasanya disebut dengan komponen Surface Mount Device (SMD).
Dengan adanya Teknologi SMT, peralatan atau gadget Elektronik (seperti
Handphone, Kamera saku, Komputer) saat ini sudah dapat di desain dengan ukuran yang lebih kecil, hal ini dikarenakan Mesin SMT memiliki kemampuan yang dapat
memasangkan komponen chip (komponen SMD) yang berukuran sangat kecil hingga 0,4mm X 0,2mm (Chip SMD resistor 0402) dengan kecepatan yang sangat tinggi mencapai 136,000 komponen per Jam atau sekitar 2,266 komponen per menitnya.
KONFIGURASI SMT
Terdapat 3 Jenis konfigurasi lini (line) Produksi SMT tergantung tipe produk yang akan diproduksinya, diantaranya adalah Proses SMT yang memakai perekatan adhesive (bonding) dan Proses SMT yang memakai perekatan Solder Paste serta Proses SMT gabungan. Berikut ini Flow dari Ketiga Jenis Konfigurasi lini Produksi SMT :
1. Proses SMT memakai perekatan adhesive (bonding)
Pemberian Adhesive → Pemasangan Komponen → Pengeringan Adhesive
2. Proses SMT memakai Solder Paste
Terdapat 2 (dua) jenis Proses SMT yang memakai Solder Paste, yaitu : 2.1. Pemasangan Komponen 1 (satu) sisi PCB
Pencetakan Solder Paste → Pemasangan Komponen → Penyolderan Reflow Oven
2.2. Pemasangan Komponen 2 (dua) sisi PCB
Pencetakan Solder Paste → Pemasangan Komponen → Penyolderan Reflow Oven → Balikan PCB → Pencetakan Solder Paste → Pemasangan
Komponen → Penyolderan Reflow Oven
3. Proses SMT gabungan Solder Paste dan Adhesive
Pencetakan Solder Paste (bagian atas) → Pemasangan Komponen → Penyolderan Reflow Oven → Balikkan PCB (bagian bawah) → Pemberian Adhesive → Pemasangan Komponen → Pengeringan Adhesive.
Mesin-mesin SMT
Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai mesin-mesin yang dipakai dalam Proses SMT (Surface Mount Technology) :
1. Solder Paste Printer
Solder Paste Printer berfungsi untuk mencetakan Solder Paste ke permukaan PCB. Dalam proses pencetakan tersebut diperlukan Stencil yaitu selembaran tipis yang terbuat dari aluminium yang kemudian diberikan lubang-lubang sesuai dengan lokasi yang akan diberikan Solder Paste.
Cara Kerja Solder Paste Printer :
Squeegee akan berjalan dan mengoleskan Solder Paste sepanjang area stencil ingin diberikan Solder Paste (daerah yang berlubang) sehingga Solder Paste tersebut tertempel di permukaan PCB. Setelah selesai, Squeegee tersebut akan kembali ke tempat semula.
3 faktor penentu Kualitas solder dalam Solder Paste Printer adalah Solder Paste, Stencil dan Squeegee.
2. Bonding Machine
Bonding Machine berfungsi untuk memberikan Adhesive ke permukaan PCB untuk melekatkan Komponen SMD dengan meberikan satu atau lebih titik di lokasi PCB dimana Komponen SMD tersebut akan diletakkan. Proses ini
diperlukan jika penyolderan Komponen SMD tersebut dilakukan dengan menggunakan Mesin Solder (Wave Soldering).
3. Component Mounter (Pick and Place Machine)
Pick and Place Machine atau Component Mounter adalah mesin yang berfungsi untuk meletakan komponen SMD ke permukaan PCB. Dikatakan Pick
(mengambil) and Place (meletakan) karena cara kerja mesin tersebut adalah mengambil komponen SMD dari tempat yang telah disediakan dengan
menggunakan Vakum (hisap) dan kemudian meletakannya diatas permukaan PCB sesuai dengan lokasi yang telah ditentukan. Component Mounter ini juga merupakan Jantung daripada Proses SMT dan harga mesinnya juga sangat mahal.
Terdapat 2 Jenis Component Mounter yaitu :
Component Mounter yang berkecepatan tinggi (High Speed) untuk memasangkan komponen chip (SMD) seperti Resistor, Kapasitor, Dioda ataupun transistor dan Component. Component Mounter jenis ini biasanya disebut dengan Chip Shooter atau Chip Mounter.
Mounter yang berkecepatan rendah (Low speed) untuk Memasangkan komponen yang berukuran lebih besar atau memiliki kaki (terminal) yang banyak
seperti Integrated Circuit (IC) dan Konektor. Componen jens ini biasanya disebut juga dengan IC Mounter.
4. Reflow Oven
Reflow Oven berfungsi untuk melakukan pemanasan sehingga Solder Paste meleleh dan menyatu dengan terminal komponen dan PCB. Proses tersebut disebut dengan proses penyolderan dengan menggunakan Reflow Oven.
Disamping mesin-mesin yang disebut diatas, terdapat juga mesin-mesin pembantu seperti :
PCB Loader yang berfungsi untuk memberikan PCB ke Mesin Solder Paste Printer atau Bonding Machine
Conveyor yang berfungsi untuk mengantar PCB dari satu mesin ke mesin lainnya AOI atau Automatic Optical Inspection yaitu Mesin yang berfungsi untuk
melakukan Inspeksi terhadap PCB yang telah diproduksi sebelum dikirimkan ke proses selanjutnya.
`SURFACE MOUNT DEVICE(SMD)
SMD adalah tipe komponen untuk ditaruh pada sisi PCB, komponen ini sudah banyak digunakan pada produk elektronik, bahkan kini ada banyak layer PCB dan komponen-nya ada di kedua sisi, kesemuanyanya itu dimaksudkan supaya alat elektronik atau PCB menjadi sekecil dan seringkas mungkin, contoh pada HP, remote control dll. Komponen SMD biasanya kecil-kecil, susah nyolder-nya dengan cara amatiran, tetapi boleh coba untuk resistor, transistor dan saat ini banyak led yang amat terang model smd, belinya dalam gulungan kertas, masangknya repot dikit, harus pakai kaca pembesar dsb. Nah ini kita contoh dalam pembuatan PCB amatiran, tetapi komponennya biasa, yang mudah nyoldernya, tidak perlu ngebor, cukup komponen biasa yang disolder disisi PCB, lebih praktis untuk pemula, tapi ingat jalur-jalur PCB harus besar-besar, sebab untuk cantolan komponen seperti resistor, transistor size biasa, kalau terlalu kecil mudah mengelupas. Dengan cara ini lebih mudah trace kalau ada problem dan lebih mudah melepasnya, bisa dicoba, pcb dengan komponen biasa ‘rasa’ smd.
Gambar. Komponen SMD
SMD adalah komponen elektronika yang pada perakitannya ditempatkan langsung pada sisi solder (selanjutnya kita gunakan istilah “Solder Side” ) dari PCB. Artinya komponen SMD langsung bersentuhan dengan permukaan tembaga dari PCB. Berbeda dengan komponen elektronika konvensional biasa yang memiliki kawat atau logam khusus sebagai kaki-kakinya, maka SMD memiliki dua atau lebih sisi/bagian yang permukaannya berupa logam khusus yang berfungsi layaknya kaki komponen konvensional. Bentuknya pun jauh lebih kecil dibandingkan dengan komponen konvensional.
Karena bentuknya yang kecil itulah, maka penandaan pada SMD untuk
menginformasikan jenis, tipe, dan nilainya, digunakan suatu system dan standarisasi khusus yang pada umumnya hanya menggunakan Huruf dan Angka. Oleh karena itu untuk dapat mengetahui data suatu komponen SMD dengan lengkap, kita seringkali membutuhkan dokumen component datasheets. Tanpa dokumen tersebut maka kita akan sulit untuk mengetahui polaritas maupun fungsi kaki komponen-komponen SMD dengan pasti.
Kelebihan dari SMD dibandingkan dengan komponen konvensional antara lain :
Luas permukaan PCB yang dibutuhkan untuk menempatkan rangkaian elektronika menjadi jauh lebih kecil dibandingkan jika kita membuat PCB menggunakan komponen elektronika
konvensional yang harus menyediakan lubang untuk kaki-kaki komponen ( Trough-Hole component). Karena SMD dirakit dengan menempatkannya langsung pada solder side PCB, maka kedua sisi PCB dapat digunakan dalam membuat rangkaian elektronika sehingga kebutuhan luas permukaan aktif PCB berkurang sebanyak 50%.
Perakitan dapat dilakukan dengan lebih sederhana tanpa harus memotong kaki komponen dahulu Proses perakitan otomatis akan lebih mudah dilakukan dan lebih rendah biayanya
Karena ukurannya yang kecil, maka kepadatan bahan pembungkus komponen maupun rangkaian final menjadi lebih tinggi. Sangat tahan terhadap guncangan dan tekanan mekanis. Tidak
membutuhkan proses pengeboran dan proses mesin lainnya. Dapat menggunakan permukaan tembaga (PCB) yang lebih tipis Murah atau hemat biaya untuk produksi masal.
Kekurangan dari SMD atau batasan-batasan penggunaanya, antara lain : Sangat sulit untuk membuat IC dengan jumlah kaki yang sangat banyak (raster 0.5 s.d 1.27 mm, max. 148 kaki) dimana penempatan jarak antar kaki lah yang merupakan masalah utamanya. Desain layout rangkaian elektronika menjadi sangat kompleks. Jarak kaki komponen memiliki ukuran tertentu (tidak flexible), dimensi dan jarak antar kaki atau antar komponen menjadi tergantung kepada teknologi yang digunakan oleh pabrik. Kepadatan bahan pembungkus yang tinggi, menimbulkan masalah pada temperature tinggi. Dissipasi panas komponen akibat daya yang digunakan
komponen akan langsung tersalurkan melalui permukaan tembaga PCB. Panas yang tinggi pada permukaan PCB mempengaruhi setiap komponen yang ada. Tidak semua komponen SMD dapart ditandai dengan jelas, dan bahkan banyak yang tidak ditandai sama sekali. Proses perbaikan peralatan elektronika yang dirangkai menggunakan komponen SMD, menjadi lebih rumit
dilakukan
Resistor
Resistor SMD tersedia dalam bentuk kotak (rectangular form) atau berupa MELF atau silinder (cylinder form). Faktor bentuk yang polular atau lebih dikenal sering digunakan adalah 1206 dan 0805, dimana nilai tahanannya berada diantara 1Ω s.d 1MΩ.
PENANDAAN RESISTOR SMD
Untuk Resistor dengan toleransi 5% s.d 2 % tersedia dalam standar nilai menurut ketentuan IEC E24 dan ditandai dengan kode berikut ini :
B = Digit kedua nilai resistor C = Jumlah Nol
Contoh Pembacaan Resistor SMD 5% & 2%
Untuk Resistor SMD dengan toleransi 1% tersedia dalam standar nilai menurut ketentuan E24 (E96) dan ditandai dengan kode 3 atau 4 digit, seperti tabel disamping.
A = Digit pertama nilai resistor B = Digit kedua nilai resistor C = Digit ketiga nilai resistor D = Jumlah Nol
Tabel diatas contoh pembacaan REsistor SMD 1%.
Sedangkan nilai hambatan resistor MELF ditandai dengan 4 atau 5 cincin warna standar seperti pada resistor konvensional.
Trimpot SMD
Trimpot SMD tersedia dalam 2 bentuk/fungsi mekanikal yang berbeda, 3 kaki dan 4 kaki. Kaki keempat merupakan kaki yang hanya berfungsi sebagai penguat mekanis saat komponen ini dipasang. Daya yang terbuang oleh trimpot SMD adalah 0.2W. Bagian slide dapat diputar 360°, namun sudut putaran aktif hanya 270°. Nilai hambatannya bervariasi mulai dari 100Ω s.d 1MΩ.
Kapasitor SMD
Ceramic Multilayer Chip Capasitor, tersedia dalam rentang nilai yang sangat luas, mulai dari
0.47 pF s.d 1µF. Nilai-nilai ini ditulis dalam tujuh faktor bentuk. Bentuk ditentukan berdasarkan nilai kapasitor. Bentuk yang paling banyak dikenal adalah 0805 dan 1206. Sayangnya komponen ini tidak ditandai apapun baik menurut nilai digital maupun kode warna. Namun fakta ini tidak menjadi masalah bagi Industri, dimana komponen-komponen di pasang/dirangkai dari sebuah rol otomatis. Namun hal ini sangat berbahaya bagi seorang teknisi untuk melakukan perbaikan karena tidak bisa membaca nilai dari kapasitor tersebut.
Tantalum Kapasitor SMD
Kapasitor Tantalium SMD tersedia dalam factor bentuk yang bermacam-macam, dan beberapa diantaranya bahkan tidak disertai keterangan (cetak) nilainya. Polaritas + ditandai dengan garis putih atau Huruf “M” berwarna putih. Faktor bentuknya bergantung kepada nilai kapasitansi dan batas tegangan kerjanya.
Berikut ini adalah faktor bentuk standar Kapasitor Tantalium SMD : • 3.2 x 1.8 mm
• 3.5 x 2.8 mm • 6.0 x 3.2 mm • 7.3 x 4.3 mm
Sedangkan Nilainya dikodekan dengan system digit serta karakter nomor dan huruf
Pengkodean dengan digit :
• Posisi digit pertama menunjukan angka pertama dari nilai kapasitansi • Posisi digit kedua menunjukan angka kedua dari nilai kapasitansi • Posisi digit ketiga menunjukan jumlah nol dalam satuan piko farad pF
:
Pengkodean dengan karakter nomor dan huruf Contoh-1 : 1.0mF, 16 V …… CA* 0.22mF, 35 V ….. VJ* 2.2mF, 6.3 V ……JJ* C = 16V A = 1pF 6 = x105 Maka CA6 = 1pF x 105,16V= 1mF,16V
Contoh-2 : A6 …… 1.0 x 106 pF = 1.0 mF J5 ……. 2.2 x 105 pF = 0.22 mF J6 ……. 2.2 x 106 pF = 2.2 mF A = 1.0 pF 6 = 106 Maka A6 = 1.0 x 106 pF = 1.0 mF, 35V
