Hipolitus HarkaBagus Binantoro(121430073)
Asprak :Nisa Fadila (120430004) Tanggal Praktikum 02/11/2023
RC_Kelompok 04_Praktikum_Teknik_Biomedis_3 Laboratorium Teknik Biomedis Institut Teknologi Sumatera
Abstraksi:Praktikum ini bertujuan untuk membekali mahasiswa dengan pemahaman mendalam tentang proses pembuatan papan sirkuit cetak (PCB) dengan cara etching.Selama praktikum,mahasiswa akan dibimbing melalui serangkaian langkah penting yang terlibat dalam perancangan, pembuatan, dan pengujian PCB menggunakan teknik etching.Praktikum ini berfokus pada mempelajari dasar-dasar merancang tata letak papan sirkuit yang efektif, memilih komponen elektronik yang sesuai, dan menerapkan sirkuit yang tepat.Mahaiswa akan belajar tentang beberapa aspek utama termasuk proses pemindaian gambar untuk mentransfer desain ke PCB, laminasi yang tepat, penggunaan photoresist untuk perlindungan, etching untuk menghilangkan sisa-sisa tembaga yang tidak diinginkan dan langkah pembersihan penting terakhir.Selain aspek teknis, praktikum ini juga bertujuan untuk membekali mahasiswa dengan keterampilan praktis yang penting dalam industri elektronik.Mahasiswa akan belajar cara membuat PCB yang memenuhi standar kualitas dan presisi, yang penting dalam proyek elektronik masa depan.Selain itu,mahasiswa akan mengembangkan pemahaman yang lebih dalam tentang proses pembuatan elektronik secara umum.Praktikum ini mendorong mahasiswa untuk mengasah kemampuan analitis dan pemecahan masalah melalui pengujian akhir terhadap PCB yang dihasilkan.Dengan cara ini, mahasiswa akan dapat mengidentifikasi kesalahan, merancang solusi, dan memperbaiki PCB jika diperlukan.Dengan dilaksanakanya praktikum ini diharapkan mahasiswa memiliki landasan yang kuat dalam menghadapi tantangan dalam dunia industri elektronik, memungkinkan untuk merancang, memproduksi, dan menguji PCB sesuai dengan kebutuhan proyek dengan tingkat keberhasilan yang tinggi.Praktikum ini juga membantu mereka menghargai pentingnya ketelitian, kerja tim, dan penerapan konsep teknis dalam lingkungan praktis.
Kata kunci: PCB (Printed Circuit Board),Etching,Desain PCB,Photoresist,Keterampilan praktis
I. PENDAHULUAN
Pembuatan PCB (Printed Circuit Board) merupakan salah satu teknik dalam pembuatan rangkaian elektronika yang sangat penting.
Dalam praktikum ini, kami akan membahas tentang pembuatan PCB dengan metode etching [1]. Metode ini merupakan salah satu metode yang paling umum digunakan dalam pembuatan PCB [2]. Dalam metode ini, gambar rangkaian elektronika dicetak pada kertas foto dan kemudian ditransfer ke permukaan tembaga pada PCB,dengan menggunakan setrika yang dipanasakan untuk menempelkan foto PCB ke permukaan tembaga.Setelah itu, tembaga yang tidak diperlukan akan dihilangkan menggunakan larutan asam klorida (HCl) atau besi klorida (FeCl3).
Tujuan dilaksanakanya praktikum kali ini agar mahasiswa dapat membuat printed circuit board (PCB) dengan metode etching. Diharapkan siswa dapat lebih mudah merancang dan membuat rangkaian elektronika dengan metode
ini.Selain itu, tujuan dari praktikum ini adalah untuk memberikan mahasiswa pemahaman yang lebih mendalam tentang proses pembuatan PCB dengan metode etching. Mahasiswa diharapkan dapat memahami prinsip kerja metode etching serta cara menghilangkan tembaga yang tidak diperlukan dari PCB dengan menggunakan larutan besi klorida (FeCl3).
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rangkaian Tercetak
Rangkaian tercetak, juga dikenal sebagai PCB, adalah papan yang digunakan untuk menghubungkan komponen elektronik [3]. PCB terbuat dari bahan konduktif, biasanya tembaga, yang ditutupi dengan lapisan resistansi. Desain sirkuit dicetak pada resistansi, dan resistansi kemudian dihilangkan, meninggalkan jalur tembaga yang membentuk sirkuit.
PCB (Printed Circuit Board),Etching,Desain PCB,Photoresist,Keterampilan praktis.
2.2 Prinsip Kerja Metode Etching
Prinsip kerja metode etching yanki dengan cara mengikis lapisan resist yang menutupi permukaan PCB. Lapisan resist tersebut akan melindungi area yang tidak ingin dikikis oleh larutan etsa. Larutan etsa yang umum digunakan adalah Ferric Chloride (FeCl3). Larutan FeCl3 akan mengikis lapisan tembaga yang tidak tertutup oleh resist [4].
Proses etching berlangsung secara kimiawi. Larutan etsa akan bereaksi dengan tembaga dan membentuk senyawa Ferric Chloride Hydrate (FeCl3.xH2O). Senyawa ini akan larut dalam air, sehingga tembaga akan terkikis [5].
Keunggulan proses etching adalah:
1) Teknik ini cukup sederhana dan tidak mahal.
2) Teknik ini dapat menghasilkan PCB yang sangat presisi.
3) Teknik ini dapat digunakan untuk membuat PCB dengan tingkat kerumitan tinggi.
Namun demikian, teknik etching memiliki beberapa kekurangan, antara lain:
1) Teknik ini memerlukan waktu yang cukup lama untuk diselesaikan.
2) Prosedur ini memerlukan penggunaan bahan kimia yang berbahaya dan perlu ditangani dengan hati-hati.
3) Teknik ini tidak dapat digunakan untuk membuat PCB dengan kerumitan tinggi.
III. METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk menunjang keberlangsungan praktikum kali ini adalah sebagai berikut:
Alat :
1) Marker permanent 2) Penggaris stainless steel 3) Cutter
4) Wadah 5) Multimeter 6) Setrik
Bahan :
1) Desain PCB yang telah dicetak 2) Papan berlapis tembaga (PCB
polos) 3) FeCl3 4) Air 3.2 Langkah Kerja
Berikut ini adalah diagram alur yang di lakukan berdasarkan praktikum yang telah dilakukan:
FINISH Keluar Labolatorium Merapihkan Peralatan Menutup praktikum dengan doa Mendengrkan Penugasan dari asisten praktikum
Setelah selesai simpan hasil kerja
Mulai Membuat PCB,diawali dengan menempelkan foto ke papan PCB menggunakan bantuan strika,dan diakhiri dengan menghitung
voltase pada titik titik rangkaian pada papan.
Mendengarkan teori penjelasan dari asisten praktikum Berdoa sebelum melulai praktikum
Masuk Labolatorium Praktikan Berbaris didepan LAB
START
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperolehlah sebuah hasil papan PCB dan data sebagai berikut:
4.2 Pembahasan
Berdasarkan data praktikum yang telah didapat maka kita dapat menganalisisnya,yakni sebagai berikut:
Hasil papan PCB yang telah dibuat sebelumnya menggunakan metode etching bisa dikatakan memiliki kualitas yang cukup baik,yang mendasari hal tersebut adalah jalur PCB terlihat dengan jelas dan tidak ada bagian yang tidak terukir walaupun jalur yang dihasilkan tidak begitu rapih.Hal ini
menunjukan bahwa proses etching dilakukan dengan baik dan larutan etching yang digunakan sesuai dengan standar.Dari segi kedalaman jalur PCB cukup baik,jalur PCB tidak terlalu dalam sehingga tidak mudah rusak,tetapi juga tidak dangkal sehingga tidak mudah lepas.Sedangkan dari segi kebersihan,PCB terlihat bersih dan tidak ada sisa sisa larutan etching.Hal ini menunjukan bahwa proses etching dilakukan dengan hati-hati dan tidak tergesa-gesa.Secara keseluruhan,hasil PCB tersebut yng dibuat menggunakan metode etching cukup memuaskan.Namun ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk meninggkatkan kualitas etching yaitu:
• Gunakan larutan etching yang sesuai dengan spesifikasi PCB yang digunakan.
• Lakukan proses etching di tempat yang teduh dan sejuk.
• Aduk larutan etching secara berkala agar proses etching lebih merata.
• Periksa jalur PCB secara berkala untuk memastikan bahwa proses etching sudah selesai.
• Bersihkan PCB dengan air bersih setelah proses etching selesai.
Dengan memperhatikan hal tersebut dapat menghasilkan PCB yang berkualitas baik menggunakan metode etching.
Hasil pengukuran resistansi jalur rangkaian PCB yang telah didapatkan sebelumnya memiliki hasil yang bervariasi pada setiap jalurnya diantaranya:
• Jalur DI
Jalur DI menghubungkan pin VCC dari sumber daya dengan pin VCC dari IC U1. Nilai resistansi jalur DI adalah 0,45 Ω. Nilai resistansi tersebut cukup tinggi, tetapi masih berada dalam rentang yang baik. Nilai resistansi yang tinggi dapat menyebabkan jalur rangkaian PCB mengalami panas berlebih, tetapi hal ini dapat diantisipasi dengan menggunakan material jalur rangkaian PCB yang memiliki konduktivitas listrik yang tinggi.
• Jalur J2
Jalur J2 menghubungkan pin GND dari sumber daya dengan pin GND dari IC U1. Nilai resistansi jalur J2 berkisar antara 0,08-0,11 Ω. Nilai resistansi tersebut juga cukup tinggi, tetapi masih berada dalam rentang yang baik. Nilai resistansi yang tinggi dapat menyebabkan jalur rangkaian PCB mengalami panas berlebih, tetapi hal ini juga dapat diantisipasi dengan Gambar 4.1.1 papan PCB
Tabel 4.1.1 Hasil pengukuran resistansi jalur rangkaian PCB
menggunakan material jalur rangkaian PCB yang memiliki konduktivitas listrik yang tinggi.
• Jalur R1, R2, R3, dan R4
Jalur R1, R2, R3, dan R4 merupakan jalur resistor-resistor yang digunakan untuk membagi tegangan.
Nilai resistansi jalur R1, R2, R3, dan R4 masing-masing adalah 0,010 Ω, 0,09 Ω,0,10 Ω,0,17 Ω. Nilai resistansi tersebut berada dalam rentang yang baik. Nilai resistansi yang rendah dapat menyebabkan jalur rangkaian PCB tidak dapat mengalirkan arus listrik dengan baik, tetapi hal ini tidak terjadi pada jalur R1, R2, R3, dan R4 karena jalur R1, R2, R3, dan R4 tidak memiliki arus yang besar.
• Jalur J6
Jalur J6 merupakan jalur yang menghubungkan pin-pin dari IC R1-R4 dengan tombol-tombol. Nilai resistansi jalur J6 masing-masing adalah 0,0 Ω,0 Ω,0,09 Ω ,dan 0 Ω .Nilai resistansi tersebut berada dalam rentang yang baik,namun ada 2 jalur yang memiliki nilai resistansi 0 Ω ,hal ini terjadi jika jalkur rangkaian PCB terputus atau ada komponen yang rusak,resistansi yang rendah dapat menyebabkan jalur rangkaian PCB tidak dapat mengalirkan arus listrik dengan baik.
• Jalur J12
Jalur J12 merupakan jalur yang terhubung dengan pin dari IC U1(14).Nilai resistansi nya berada pada 0,17 Ω,Nilai resistansi 0,17Ω masih berada dalam rentang yang baik untuk jalur rangkaian PCB.
Nilai resistansi ini cukup rendah untuk memungkinkan arus listrik mengalir dengan baik, tetapi tidak terlalu rendah sehingga dapat menyebabkan panas berlebih.
• Jalur J5
Jalur J5 merupakan jalur yang menghubungkan pin dari IC U1(14),U(1)-U1(6).Nilai resistansi nya secara berurutan berkisar antara 0,17 Ω,0,11 Ω,0,10 Ω,0,10 Ω,0,09 Ω,0,10 Ω,0,09 Ω.Nilai resistasi tersebut berada dalam rentang yang baik untuk jalur rangkaian PCB. Nilai resistansi ini
cukup rendah untuk
memungkinkan arus listrik mengalir dengan baik, tetapi tidak terlalu rendah sehingga dapat menyebabkan panas berlebih.
Secara keseluruhan, hasil pengukuran resistansi jalur rangkaian PCB yang dibuat menggunakan metode etching menunjukkan bahwa jalur rangkaian PCB memiliki kualitas yang baik.Namun ada beberapa jalur yang memiliki nilai resistansi 0 Ω,hal ini memungkinkan tidak ada hambatan terhadap aliran arus listrik. Hal ini dapat terjadi jika jalur rangkaian PCB terputus atau jika ada komponen yang rusak.Tetapi hal tersebut tidak akan berarti bagi PCB yang telah dibuat,karena hanya sedikit jalur yang memiliki nilai resistansi itu.
4.3 Diskusi
1. Apakah yang dimaksud dengan PCB?
Jelaskan!
2. Apakah jalur-jalur pada rangkaian terhubung dengan baik? Jelaskan!
3. Adakah jalur rangkaian yang mengalami short circuit? Jelaskan
Jawab:
1.PCB adalah singkatan dari Printed Circuit Board. PCB adalah papan yang digunakan untuk menghubungkan komponen- komponen elektronik secara konduktif. PCB terdiri dari jalur-jalur tembaga yang dicetak pada substrat non-konduktif.
PCB memiliki banyak fungsi, antara lain:
• Menghubungkan komponen- komponen elektronik.
• Membagi tegangan.
• Mengatur arus.
• Menahan komponen-komponen elektronik.
2. Berdasarkan hasil pengukuran resistansi jalur rangkaian, dapat disimpulkan bahwa jalur-jalur pada rangkaian terhubung dengan baik. Nilai resistansi jalur rangkaian berada dalam rentang yang baik, yaitu antara 0 Ω hingga 0,45 Ω.
Nilai resistansi yang rendah menunjukkan bahwa jalur rangkaian memiliki hambatan yang rendah terhadap aliran arus listrik. Hal ini berarti bahwa jalur rangkaian dapat mengalirkan arus listrik dengan baik.
3. Berdasarkan hasil pengukuran resistansi jalur rangkaian, tidak ditemukan jalur rangkaian yang mengalami short circuit.
Short circuit adalah kondisi di mana dua jalur rangkaian yang tidak seharusnya terhubung menjadi terhubung. Hal ini dapat menyebabkan arus listrik mengalir secara tidak terkendali dan dapat merusak komponen-komponen elektronik.
Berdasarkan hasil praktikum, dapat disimpulkan bahwa jalur-jalur pada rangkaian PCB yang dibuat menggunakan metode etching terhubung dengan baik dan
tidak mengalami short circuit. Hal ini menunjukkan bahwa PCB yang dibuat memiliki kualitas yang baik.
V. SIMPULAN
Praktikum pembuatan PCB menggunakan metode etching telah berhasil dilakukan.
Hasil praktikum menunjukkan bahwa PCB yang dibuat memiliki kualitas yang baik.
Nilai resistansi jalur rangkaian PCB berada dalam rentang yang baik, yaitu antara 0 Ω hingga yang tertinggi yaitu 0,45 Ω.
Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kualitas PCB yang dibuat menggunakan metode etching, yaitu:
• Kualitas bahan baku
Bahan baku yang digunakan untuk membuat PCB harus berkualitas baik.
Bahan baku yang berkualitas baik akan menghasilkan PCB yang berkualitas baik pula.
• Ketelitian dalam pembuatan
Proses pembuatan PCB harus dilakukan dengan teliti agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diinginkan.
Ketidaktelitian dalam pembuatan dapat menyebabkan PCB menjadi rusak atau tidak berfungsi dengan baik.
• Pemilihan teknik etching
Teknik etching yang tepat akan menghasilkan PCB yang berkualitas baik.
Teknik etching yang tidak tepat dapat menyebabkan PCB menjadi rusak atau tidak berfungsi dengan baik.
Berdasarkan hasil praktikum, dapat disimpulkan bahwa pembuatan PCB menggunakan metode etching merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk membuat PCB dengan kualitas yang baik. Metode ini relatif mudah dilakukan dan tidak membutuhkan peralatan yang mahal.
Namun, metode ini membutuhkan ketelitian dan ketepatan dalam pelaksanaannya.
REFERENSI
[1] S. A. Hafidz, "PENGEMBANGAN FITUR USER MENU DENGAN MENAMBAHKAN FUNGSI RESIDUAL SOLDERING CHECK UNTUK DESAIN LAYOUT PCB MENGGUNAKAN APLIKASI ZUKEN CR-5000," Teknik Informatika –
Universitas Komputer Indonesia, pp. 1-9, 2017.
[2] m. a. Hgigat Aregawi, "EFFECTS OF ETCHING PROCESS INACCURACY IN THE MALFUNCTIONING LEVEL OF PCB CIRCUITS - A SIMULATION BASED ANALYSIS," Journal of EEA, 2022.
[3] T. Sukardiyono, "METODE
PEMANASAN MENINGKATKAN EFISIENSI DAN KUALITAS
PEMBUATAN PRT," Universitas Negeri Yogyakarta.
[4] M. d. M. M. Ilham A., "Pembuatan PCB dengan Metode Etching," Pembuatan PCB dengan Metode Etching, vol. 10, no.
2, 2023.
[5] W. L. d. J. L. S.H. Lee, "A Study on the
Etching Process of Printed Circuit
Boards," Journal of the Korean Institute
of Electrical and Electronic Engineers,
vol. 51, no. 12, 2020.
LAMPIRAN
