Pemilihan material dalam pemrosesan PCBA

Pemrosesan PCBA (Perakitan Papan Sirkuit Cetak) merupakan penghubung penting dalam industri manufaktur elektronik. Pemilihan bahan sangat penting dalam pemrosesan PCBA. Hal ini tidak hanya mempengaruhi kinerja dan keandalan produk, tetapi juga berhubungan langsung dengan biaya produksi dan persyaratan perlindungan lingkungan. Artikel ini akan membahas secara rinci strategi pemilihan material dan pertimbangan utama dalam pemrosesan PCBA.

1. Bahan substrat

1.1 bahan FR4

FR4 adalah bahan substrat PCB yang paling umum digunakan, yaitu komposit serat kaca dan resin epoksi serta memiliki sifat insulasi, kekuatan mekanik, dan ketahanan panas yang baik. Sangat cocok untuk sebagian besar produk elektronik, khususnya elektronik konsumen.

1.2 Bahan frekuensi tinggi

Untuk papan sirkuit frekuensi tinggi, seperti frekuensi radio (RF) dan peralatan komunikasi gelombang mikro, diperlukan bahan frekuensi tinggi dengan konstanta dielektrik rendah dan faktor kerugian rendah. Bahan frekuensi tinggi yang umum termasuk PTFE (polytetrafluoroethylene) dan substrat keramik, yang dapat memastikan integritas sinyal dan efisiensi transmisi.

1.3 Substrat logam

Substrat logam sering digunakan pada perangkat elektronik berdaya tinggi yang memerlukan kinerja pembuangan panas yang baik, seperti lampu LED dan modul daya. Substrat aluminium dan substrat tembaga adalah bahan substrat logam yang umum. Mereka memiliki konduktivitas termal yang sangat baik, yang secara efektif dapat mengurangi suhu pengoperasian komponen dan meningkatkan keandalan dan masa pakai produk.

2. Bahan konduktif

2.1 Kertas tembaga

Foil tembaga adalah bahan konduktif utama pada papan PCB, dengan konduktivitas dan keuletan yang baik. Menurut ketebalannya, foil tembaga dibagi menjadi foil tembaga tebal standar dan foil tembaga ultra-tipis. Foil tembaga tebal cocok untuk sirkuit arus tinggi, sedangkan foil tembaga ultra tipis digunakan untuk sirkuit halus berdensitas tinggi.

2.2 Pelapisan logam

Untuk meningkatkan kinerja penyolderan dan ketahanan oksidasi, foil tembaga pada papan PCB biasanya memerlukan perawatan permukaan. Metode perawatan permukaan yang umum meliputi pelapisan emas, pelapisan perak, dan pelapisan timah. Lapisan pelapisan emas memiliki konduktivitas dan ketahanan korosi yang sangat baik, yang cocok untuk papan sirkuit berkinerja tinggi; lapisan pelapisan timah sering digunakan pada produk elektronik konsumen umum.

3. Bahan isolasi

3.1 Persiapan

Prepreg adalah bahan isolasi utama untuk membuat papan PCB multi-lapis. Ini adalah campuran kain serat kaca dan resin. Itu disembuhkan dengan pemanasan selama proses laminasi untuk membentuk lapisan isolasi padat. Berbagai jenis prepreg memiliki konstanta dielektrik dan ketahanan panas yang berbeda, dan bahan yang sesuai dapat dipilih sesuai dengan aplikasi spesifik.

3.2 Bahan resin

Dalam beberapa aplikasi khusus, seperti papan sirkuit fleksibel dan papan kaku-fleksibel, bahan resin khusus digunakan sebagai lapisan insulasi. Bahan-bahan tersebut antara lain polimida (PI), polietilen tereftalat (PET), dll., yang memiliki fleksibilitas dan ketahanan panas yang baik serta cocok untuk perangkat elektronik yang perlu ditekuk dan dilipat.

4. Bahan solder

4.1 Solder bebas timah

Dengan penerapan peraturan lingkungan yang ketat, solder timah tradisional secara bertahap digantikan oleh solder bebas timah. Solder bebas timah biasanya menggunakan paduan timah-perak-tembaga (SAC), yang memiliki kinerja penyolderan yang baik dan karakteristik perlindungan lingkungan. Memilih solder bebas timah yang tepat dapat memastikan kualitas penyolderan dan persyaratan perlindungan lingkungan.

4.2 Pasta solder dan batang solder

Pasta solder dan batang solder adalah bahan utama yang digunakan dalam proses penyolderan patch SMT dan plug-in THT. Pasta solder terdiri dari bubuk timah dan fluks, yang dicetak dengan layar pada bantalan PCB; batang solder digunakan untuk penyolderan gelombang dan penyolderan manual. Memilih pasta solder dan batang solder yang tepat dapat meningkatkan efisiensi penyolderan dan kualitas sambungan solder.

5. Bahan ramah lingkungan

5.1 Bahan VOC rendah

Selama proses pengolahan PCBA, pemilihan bahan dengan senyawa organik volatil (VOC) yang rendah dapat mengurangi bahaya terhadap lingkungan dan tubuh manusia. Bahan VOC rendah mencakup substrat bebas halogen, solder bebas timah, dan fluks ramah lingkungan, yang memenuhi persyaratan peraturan lingkungan.

5.2 Bahan yang dapat terurai

Untuk memenuhi tantangan pembuangan limbah elektronik, semakin banyak perusahaan pengolahan PCBA yang mulai mengadopsi bahan yang dapat terurai. Bahan-bahan ini dapat terdegradasi secara alami setelah masa pakainya berakhir, sehingga mengurangi pencemaran lingkungan. Memilih bahan yang mudah terurai tidak hanya membantu perlindungan lingkungan, namun juga meningkatkan citra tanggung jawab sosial perusahaan.

Kesimpulan

Dalam pemrosesan PCBA, pemilihan material merupakan tautan penting untuk memastikan kinerja produk, keandalan, dan persyaratan perlindungan lingkungan. Dengan memilih bahan substrat, bahan konduktif, bahan isolasi dan bahan solder secara wajar, efisiensi produksi dan kualitas produk dapat ditingkatkan, serta biaya produksi dan dampak lingkungan dapat dikurangi. Di masa depan, dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan serta peningkatan kesadaran lingkungan, pemilihan material dalam pemrosesan PCBA akan lebih beragam dan ramah lingkungan, membawa lebih banyak inovasi dan peluang bagi industri manufaktur elektronik.