Sejarah Ilustrasi Papan Sirkuit Cetak

/0 Komentar/di /oleh

Sejarah Ilustrasi Papan Sirkuit Cetak

Papan sirkuit tercetak (PCB) pertama kali dikembangkan pada tahun 1930-an oleh Paul Eisler, yang belajar teknik dan menjadi editor majalah sebelum mengambil bidang teknik elektro. Eisler memiliki ide bahwa mencetak di atas kertas dapat digunakan untuk lebih dari sekadar koran. Dia mengembangkan ide tersebut di sebuah flat kecil dengan satu kamar di Hampstead, London.

Moe Abramson

Sejarah papan sirkuit tercetak telah dipengaruhi oleh banyak perkembangan teknologi. Beberapa PCB pertama diciptakan oleh Moe Abramson, seorang insinyur komputer yang membantu mengembangkan proses perakitan otomatis. Abramson juga mengembangkan pola interkoneksi foil tembaga dan teknik penyolderan celup. Prosesnya kemudian diperbaiki, dan karyanya mengarah pada proses standar pembuatan papan sirkuit tercetak.

Papan sirkuit tercetak adalah sirkuit yang secara mekanis mendukung dan secara elektrik menghubungkan komponen elektronik. Biasanya terbuat dari dua atau lebih lapisan lembaran tembaga. Proses pembuatannya memungkinkan kepadatan komponen yang lebih tinggi. Papan ini juga memiliki lubang yang dapat ditembus untuk koneksi listrik. PCB yang lebih canggih juga menggabungkan komponen elektronik tertanam.

Stanislaus F. Danko

Sejarah papan sirkuit tercetak dimulai pada pertengahan abad ke-20. Sebelum itu, komponen elektronik memiliki kabel dan disolder langsung ke jejak PCB. Proses perakitan otomatis pertama dikembangkan oleh Moe Abramson dan Stanislaus F. Danko, yang merupakan anggota Korps Sinyal AS. Mereka mematenkan proses ini, dan sejak saat itu menjadi metode standar fabrikasi papan sirkuit tercetak.

Papan sirkuit tercetak adalah bagian penting dari perangkat elektronik. Dari permulaannya yang sederhana pada pertengahan abad ke-19, papan sirkuit cetak telah menjadi hal yang biasa. Evolusi mereka telah didorong oleh meningkatnya permintaan konsumen. Konsumen saat ini mengharapkan respons instan dari perangkat elektronik mereka. Pada tahun 1925, Charles Ducas mengembangkan proses yang disebut "kawat cetak" untuk mengurangi kerumitan pemasangan kabel. Paul Eisler membangun PCB operasional pertama di Austria pada tahun 1943.

Harry W. Rubinstein

Sejarah papan sirkuit tercetak sebagian besar dibentuk oleh seorang pria bernama Harry W. Rubinstein, yang menjabat sebagai ilmuwan riset dan eksekutif di divisi Centralab Globe-Union dari tahun 1927 hingga 1946. Rubinstein bertanggung jawab atas beberapa inovasi selama di Centralab, termasuk sepatu roda yang lebih baik, busi, dan baterai penyimpanan. Namun, penemuannya yang paling terkenal adalah sirkuit elektronik tercetak.

Sejarah papan sirkuit tercetak dimulai pada awal tahun 1900-an, ketika komponen elektronik dulu disolder ke PCB. PCB memiliki lubang untuk kabel kawat, dan kabel dimasukkan melalui lubang tersebut, kemudian disolder ke jejak tembaga pada papan. Namun, pada tahun 1949, Moe Abramson dan Stanislaus F. Danko mengembangkan teknik yang melibatkan penyisipan kabel komponen ke dalam pola interkoneksi foil tembaga dan mencelupkannya ke dalam solder. Proses ini kemudian diadopsi oleh Korps Sinyal Angkatan Darat AS, dan akhirnya menjadi cara standar untuk membuat papan sirkuit tercetak.

Komponen teknologi pemasangan permukaan (SMT)

SMT adalah teknologi yang memungkinkan komponen elektronik untuk diaplikasikan secara langsung ke permukaan papan sirkuit tercetak (PCB). Hal ini memungkinkan produksi yang lebih efisien dan desain yang lebih ringkas. Hal ini juga mengurangi jumlah lubang yang dibor, yang dapat menghasilkan biaya produksi yang lebih rendah. Komponen SMT juga lebih kuat dan dapat menahan tingkat getaran dan benturan yang lebih tinggi.

Keuntungan utama dari teknologi pemasangan di permukaan dibandingkan komponen lubang tembus adalah bahwa teknologi ini sangat otomatis dan mengurangi jumlah kegagalan selama proses pengelasan. Selain itu, komponen SMT jauh lebih murah untuk dikemas daripada komponen THT, yang berarti harga jualnya lebih rendah. Ini adalah keuntungan besar bagi klien yang mencari papan sirkuit cetak bervolume besar.

Beberapa lapisan tembaga

PCB dengan beberapa lapisan tembaga dibuat dari beberapa lapisan kertas tembaga dan bahan isolasi. Lapisan tembaga dapat mewakili area tembaga kontinu, atau dapat juga mewakili jejak yang terpisah. Lapisan tembaga konduktif dihubungkan satu sama lain menggunakan vias, yang merupakan saluran tipis yang dapat mengalirkan arus. Lapisan konduktif ini sering digunakan untuk mengurangi EMI dan menyediakan jalur arus balik yang jelas. Di bawah ini adalah beberapa manfaat menggunakan tembaga pada papan sirkuit tercetak.

PCB multilayer lebih mahal daripada papan satu lapis. Mereka juga lebih rumit untuk diproduksi dan membutuhkan proses manufaktur yang lebih rumit. Meskipun harganya mahal, PCB ini populer dalam peralatan elektronik profesional.

Kompatibilitas elektromagnetik

Kompatibilitas elektromagnetik (EMC) adalah aspek penting dari desain produk. Standar EMC merupakan prasyarat untuk memastikan pengoperasian produk yang aman. Desain PCB harus kompatibel secara elektromagnetik dengan komponen dan lingkungannya. Biasanya, papan sirkuit tercetak tidak memenuhi standar EMC pada lintasan pertama. Oleh karena itu, proses desain harus dipusatkan pada pemenuhan standar EMC sejak awal.

Ada beberapa teknik umum untuk mencapai kompatibilitas elektromagnetik. Salah satu metode melibatkan peletakan lapisan arde pada PCB. Metode lainnya adalah menggunakan kisi arde untuk memberikan impedansi rendah. Jumlah ruang di antara kisi-kisi penting dalam menentukan induktansi arde papan sirkuit. Sangkar Faraday adalah cara lain untuk mengurangi EMI. Proses ini melibatkan pelemparan arde di sekitar PCB, yang mencegah sinyal bergerak melampaui batas arde. Hal ini membantu mengurangi emisi dan gangguan yang dihasilkan oleh PCB.

Apa Dampak Korosi Galvanik pada PCB?

/0 Komentar/di /oleh

Apa Dampak Korosi Galvanik pada PCB?

Jika Anda pernah bertanya-tanya apa dampak korosi galvanik terhadap PCB, Anda tidak sendirian. Jenis korosi ini menyebabkan jejak yang berdekatan terkontaminasi oleh larutan atau cairan ionik, dan irisan kecil tumbuh di antara jejak tersebut. Irisan ini dapat menyebabkan korsleting atau bahkan menonaktifkan blok fungsional pada PCB. Jika korosi mempengaruhi kabel listrik pada PCB, Anda dapat mengalami kegagalan fungsi perangkat secara keseluruhan.

Contoh korosi galvanik pada PCB

Korosi galvanik adalah proses elektrokimia di mana permukaan satu logam bereaksi dengan permukaan logam lain. Reaksi ini terjadi dengan adanya elektrolit, dan biasanya terjadi di antara logam yang berbeda. Pada sel primer, proses ini dieksploitasi untuk menciptakan tegangan yang berguna.

Proses korosi dimulai ketika uap air, atau cairan ionik, menyentuh bagian logam yang terbuka. Setelah kontak, oksida logam mulai tumbuh dan menyebabkan permukaan terkorosi. Proses ini juga dapat memengaruhi papan sirkuit yang berdekatan, menyebabkan korsleting dan kerusakan pada seluruh papan.

Salah satu cara untuk meminimalkan korosi galvanik adalah dengan menggunakan inhibitor korosi. Ini efektif dalam mengurangi potensi galvanik, tetapi membutuhkan pemantauan yang konstan. Mereka juga meningkatkan konduktivitas air. Jadi, penting untuk merawat PCB dengan benar saat bekerja dengannya.

Metode lain untuk mencegah korosi galvanik adalah dengan menggunakan pasta antioksidan di antara sambungan listrik tembaga dan aluminium. Pasta ini terdiri dari logam dengan potensi elektro yang lebih rendah daripada tembaga. Hal ini akan membantu memastikan bahwa logam tidak bersentuhan satu sama lain dan meminimalkan kemungkinan terjadinya korosi galvanik.

Korosi galvanik sering kali disebabkan oleh logam yang berbeda yang digunakan dalam sambungan solder. Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih bahan yang tepat untuk konektor kawin. Bahan dengan potensi ionik yang sama lebih mungkin untuk menahan korosi dibandingkan dengan logam yang berbeda.

Proses untuk mengurangi tingkat korosi galvanik pada PCB

Tingkat korosi galvanik pada papan PCB dapat dikurangi dengan berbagai cara. Teknik pertama melibatkan analisis jaringan dan menemukan penyebab korosi galvanik, dan teknik kedua melibatkan peningkatan area disk proses pelapisan organik (OSP) dalam jaringan.

Bantalan tembaga pada PCB dilindungi oleh lapisan permukaan, tetapi uap air dapat masuk di bawah lapisan tersebut. Begitu masuk, uap air bereaksi dengan tembaga dan memulai proses korosi. Proses ini kemudian dapat menyebar di sepanjang jalur. Dalam banyak kasus, korosi galvanik terjadi karena kontak antara dua logam yang berbeda, seperti tembaga pada PCB dan logam komponen. Kehadiran elektrolit korosif juga meningkatkan kemungkinan korosi galvanik.

Korosi galvanik adalah masalah umum dalam elektronik, khususnya dalam aplikasi kecepatan tinggi. Hal ini terjadi ketika dua logam yang berbeda bersentuhan dengan elektrolit. Ketika dua logam yang berbeda berada dalam kontak listrik, atom logam yang lebih reaktif akan kehilangan elektron dan menyebabkan oksidasi. Hal ini menyebabkan korsleting.

Menjaga kebersihan PCB sangat penting untuk umur panjang dan memastikan masa pakai perangkat. Pencegahan korosi dimulai dengan menjaganya tetap kering dan bebas dari cairan. Akibatnya, produsen dan perancang PCB harus secara hati-hati melindungi papan mereka dari manik-manik kelembaban pada konduktor yang terbuka.

Jenis kegagalan korosi yang umum terjadi pada elektronik

Jenis kegagalan korosi galvanik yang umum terjadi pada perangkat elektronik terjadi karena berbagai jenis proses. Salah satunya adalah pembentukan lapisan air pada PCBA, yang dapat menyebabkan arus bocor dan sinyal keluaran yang salah dari perangkat elektronik. Jenis kegagalan korosi lainnya disebabkan oleh cacat pada proses manufaktur. Jenis korosi ini sering mengakibatkan korsleting pada sakelar.

Laju korosi tergantung pada beberapa faktor, termasuk suhu dan lingkungan sekitar. Adanya uap air, embun, atau kondensasi akan mempercepat proses tersebut. Kehadiran partikel debu juga akan meningkatkan laju korosi karena partikel tersebut menahan kelembapan. Partikel debu berasal dari berbagai sumber, termasuk tanah/pasir, asap, partikel jelaga, dan garam.

Baja tahan karat dan seng adalah contoh material mulia dan aktif. Semakin tinggi perbedaan relatif antara kedua logam, semakin besar jumlah gaya yang akan diberikan selama korosi galvanik. Katoda dengan luas permukaan yang besar akan terkorosi dengan kecepatan tinggi karena arus yang tinggi.

Korosi galvanik merupakan perhatian utama dalam desain industri. Magnesium adalah logam struktural yang sangat aktif. Ini digunakan dalam industri kedirgantaraan dan otomotif. Rasio luas katoda dan anoda juga akan mempengaruhi jumlah arus yang dihasilkan oleh korosi galvanik. Spacer isolasi antara dua logam juga dapat mengurangi risiko korosi galvanik dengan mengubah jarak di antara keduanya.

Masalah Bola Solder pada Komponen BGA dan Solusinya

/0 Komentar/di /oleh

Masalah Bola Solder pada Komponen BGA dan Solusinya

Solder ball issues of BGA components are common problems that can lead to deterioration of the components. These problems are caused by solder ball delamination or oxidation. Fortunately, the remedies are simple and do not require any complex technical knowledge. These solutions will help you prevent further damage to your components.

Solder ball delamination

BGA components are prone to problems related to solder balls, commonly referred to as “head-in-pillow defects”. The problem occurs when two metal surfaces are mechanically connected, often by a solder ball. The amount of contact between the ball and solder varies depending on the soldering process and the heat and pressure applied to the parts. Several studies have been conducted to understand the cause of this defect and the remedies for preventing it.

A faulty BGA can have serious effects on the functionality of the product. A typical remedy is to replace the affected component with a new one. However, this solution can be problematic and expensive. The better alternative is to reball the BGA component. It requires a technician to remove the affected components and install new solder in the bare areas.

In order to prevent solder ball issues, it is important to use the correct test socket. There are two types of test sockets: claw-shaped sockets and needle-point sockets. The former causes the solder ball to expand and become deformed, while the latter causes bumping and abrasion to the solder ball.

Solder ball oxidation

Solder ball oxidation issues of BGA components are a growing problem in electronics manufacturing. These defects are caused by incomplete merging of BGA/CSP component solder spheres with molten solder paste during the solder reflow process. These defects affect both lead-free and tin-lead soldered assemblies. However, there are ways to mitigate these problems.

One way to avoid this problem is to use solder paste that is semi-liquid. This will ensure that the ball does not short-circuit when heated. To ensure a solid solder joint, the solder alloy used is carefully chosen. This alloy is also semi-liquid, allowing individual balls to remain separate from their neighboring balls.

Another way to prevent solder ball oxidation is to protect your BGA components during handling. When transporting or shipping, make sure that your BGA components are placed in a non-static foam pallet. This will delay the oxidation process of the solder balls and sockets.

Solder ball removal

Solder ball removal for BGA components is a critical process. If the solder ball is not properly removed, the BGA component can be damaged and result in a messy product. Luckily, there are several ways to remove the ball from BGA components. The first way is to use a vacuum to remove any residual solder. A second way is to use a water-soluble paste flux.

In many cases, the most cost-effective method is reballing. This process replaces lead-free solder balls with leaded ones. This method ensures that the BGA component retains its functionality. The process is much more efficient than replacing the entire board, especially if the component is regularly used.

Before starting the process, a technician should research BGA components. Before touching the device, he or she needs to assess the size and shape of the solder balls. Besides, he or she must determine the type of solder paste and stencil to use. Other factors to consider are the type of solder and the chemistry of the components.

Solder ball reballing

Solder ball reballing of BGA components is a process that involves reworking electronic assemblies. This process requires reflow soldering and a stencil. The stencil has holes for solder balls to fit into. To achieve the best results, the stencil is made from high-quality steel. The stencil can be heated with a hot air gun or a BGA machine. The stencil is necessary for the BGA reballing process and helps to ensure that the solder balls fit into their correct locations.

Before reballing a BGA component, it is important to prepare the PCB for the process. This will prevent damage to the components. First, the PCB is preheated. This will allow the solder balls to become molten. Next, the robotic de-ball system picks up a row of components from a matrix tray. It applies flux to the solder balls. It then runs through a programmed preheat stage. After that, a dynamic solder wave removes the unwanted balls from the board.

In many cases, reballing a BGA component is more economical than replacing the entire board. Replacing an entire board can be costly, especially if it is used in regularly-operating machinery. In such cases, reballing is the best option. By replacing the solder balls with new ones, the board can withstand higher temperatures, which improves board longevity.

Metode Untuk Mendeteksi Kegagalan PCB

/0 Komentar/di /oleh

Metode Untuk Mendeteksi Kegagalan PCB

There are several ways to detect PCB failures. Among these methods are X-rays, Slice analysis, and Optical microscopy. Each of these methods is useful for identifying and assessing the extent of PCB damage. However, not all of these methods are suitable for every PCB failure. For example, electrostatic discharge damage is difficult to detect. It affects components by softening the solder and causing multiple shorts. In order to avoid this problem, the manufacturing process must be monitored minutely.

X-rays

PCB X-rays are a useful tool for detecting PCB failures. These images can reveal problems such as voids and solder traces. These problems can occur due to escaping gases or overheating of solder.

Slice analysis

Slice analysis is a method used to analyze the microstructure of PCBs. It can help detect a wide variety of PCB failures. Slice analysis involves cutting the PCB into vertical and horizontal sections and examining their cross-sectional characteristics. It can identify many different PCB failures, such as delamination, bursting, and poor wetting. This information can be useful for quality control in the future.

Optical microscopy

Optical microscopy can be an effective method for detecting PCB failures. It provides detailed images of the failure sites, and it can be used to detect nonconformities and identify contamination sources. The method is also useful in documenting samples as they are received.

ALT

The ALT method for PCB failure detection is a more direct approach to measuring solder joints and solder paste deposition. This technology uses a laser beam to scan a PCB assembly and measure reflectivity of various components. The measured value is then compared to a board’s standard specifications to determine if there are any faults.

Micro-infrared analysis

PCB failures are typically caused by defects on the solder joints. By determining the cause of the defect, manufacturers can take necessary steps to prevent recurrence. These measures may include eliminating solder paste contamination, making sure that the PCB has the correct aspect ratio, and minimizing PCB reflow time. There are a variety of methods used to analyze PCB failures, ranging from simple electrical measurements to analyzing sample cross-sections under a microscope.

ALT measures solder joint deposition

ALT (Aligned Light Transmitter) is a newer technology for measuring the height and shape of solder joints and solder paste deposition on PCBs. This technology is more precise and allows for a fast measurement. The ALT system uses multiple light sources, such as cameras or programmable LEDs, to illuminate the solder joint components. The amount of light reflected from each component is measured using the power of the beam. However, secondary reflection can cause an error in measurement, since the beam may reflect from more than one position.

Electrostatic discharge

The Electrostatic Discharge (ESD) method is used to detect PCB failures. An ESD is the result of extreme electrical stress, which can cause catastrophic failure and hidden damage. It can occur for a variety of reasons, including high current density, an increased electric field gradient, and localized heat formation. The resulting damage is hard to detect and can cause major product failures. PCB assemblies are most susceptible to ESD when they are in contact with other charge-carrying objects.