Membuat PCB dengan Photoresist Dry Film

Kegiatan membuat PCB menggunakan metode toner transfer telah saya lakukan cukup lama, dengan hasil yang menurut saya cukup baik dan rapi. Sampai suatu ketika printer laser saya mengalami kerusakan maka sampailah saya pada keputusan untuk kembali ke tahap merakit menggunakan PCB bolong-bolong dan membuat PCB menggunakan garit cutter.
Dalam pada itu saya pun mencari-cari cara lain untuk membuat PCB yang membawa saya untuk mempelajari metode pembuatan PCB menggunakan photoresist dry film. Sambil mempelajarinya saya pun mengingat-ingat trauma masa lalu dimana saya tidak pernah berhasil ketika mencoba membuat pola cetakan sablon pada screen dengan menggunakan klise dan cahaya, jangan-jangan akan terulang kembali ketika membuat PCB ini.
Setelah beberapa kali mencoba dan gagal, coba lagi dan gagal lagi, akhirnya sampailah pada hasil yang cukup baik menurut saya, sehingga akan saya share pengalaman tersebut disini.

A. Pendahuluan

B. Bahan dan Alat

Sebelum kita membahas tentang bahan-bahan dan alat-alat yang dipergunakan kiranya saya perlu menyampaikan bahwa penggunaan kamar gelap dalam beberapa proses pencetakan PCB dengan metode ini merupakan suatu keharusan, tidak bisa ditawar lagi.  Oleh karena itu sebelum melangkah lebih jauh silahkan berkeliling ke semua bagian rumah Anda dan coba dilihat-lihat di sebelah mana yang bisa digunakan sebagai kamar gelap.  Yang dimaksud dengan kamar gelap disini adalah suatu ruangan, atau bagian ruangan, dimana kita bisa mengerjakan sesuatu tanpa adanya cahaya yang masuk dari luar.  Di rumah saya kamar gelap ini saya deklarasikan ada di kamar mandi, dimana kamar mandi ini tidak mempunyai jendela dan lubang angin, sehingga ketika pintunya ditutup maka di dalamnya benar-benar gelap gulita tidak ada sinar yang masuk.  Mungkin saja kita menemukan kecocokan di gudang, dapur, garasi, dan sebagainya.

Sebagai alternatif kita bisa mengerjakan pencetakan PCB ini di malam hari, dengan semua lampu di ruangan dimatikan sehingga kondisi ruangan gelap gulita.  Penerangan hanya menggunakan sebuah lampu warna kuning yang kita siapkan untuk keperluan ini. Silahkan dipikirkan bagaimana caranya yang terbaik di tempat Anda.

Setelah kamar gelap ditemukan barulah kita membahas apa saja yang diperlukan sebagai berikut :

Bahan-bahan yang digunakan :

• Lembaran dry film photoresist, bisa dibeli online per ukuran tertentu.  Ada yang sesuai kelipatan 10 x 15 cm, ada yang ukuran 30 cm x 100 cm, ada yang ukuran 30 cm x 500 cm dan sebagainya.  Umumnya dikirimkan berupa gulungan yang dibungkus plastik hitam.
• Natrium karbonat – Na2CO3 (soda abu, soda ash, bukan soda kue atau baking soda)
• Natrium hidroksida – NaOH(soda api)
• Gambar pola PCB yang akan dicetak
• Plastik transparansi khusus untuk printer inkjet

Dry film photoresist dalam kemasan pelindungnya dan lembaran plastik transparansi untuk printer inkjet

 

Keterangan pada transparansi bahwa untuk pencetakan pada sisi sebaliknya

 

Natrium karbonat berbentuk bubuk halus dan Natrium hidroksida berbentuk serpihan kasar.

 

Alat-alat  :

• Kaca bening tebal 4 mm atau 5 mm, ukurannya lebih besar dari PCB yang akan dicetak, jumlah 2 buah
• Jepitan kertas / jepitan buku ukuran sedang
• Printer inkjet
• Lampu / dop kecil  5 watt warna kuning
• Gunting dan atau cutter
• Selotip
• Sikat gigi bekas
• Sendok kecil (sendok teh)
• Wadah plastik / non logam ukurannya lebih besar dari PCB
• Hair dryer / setrika / laminator
• Spidol permanen ukuran Medium dan Fine
• Penggaris metal

Kaca tebal dan jepitan kertas / jepitan buku

 

Lampu kuning dan lampu UV (lampu UVC untuk disinfeksi dan lampu UVA+B untuk reptil).

 

C. Cara Pembuatan PCB

1. Pembuatan klise

• Klise merupakan gambar pada plastik transparan yang akan ditempelkan pada permukaan PCB polos yang sudah dilapisi dry film, yang kemudian akan disorot dengan sinar ultra violet sehingga akan menghasilkan reaksi efek gambar.
• Siapkan gambar disain PCB misalnya pada aplikasi ExpressPCB.  Cetak gambar untuk menghasilkan file pdf (“print to pdf”) dan simpan file tersebut. Catatlah ukuran PCB berapa panjang dan berapa lebarnya dari gambar disain tersebut.
• Gambar output dari ExpressPCB sudah merupakan gambar yang terbalik, sehingga tidak perlu dibalik lagi.
• Konversi file pdf menjadi file bmp, silahkan search “convert pdf to bmp”.  Setelah muncul hasilnya pilihlah program yang sesuai, saya menggunakan convertio.co karena prosesnya cepat dan mudah, dilakukan secara online, dan hasilnya beresolusi tinggi.
• Buka tautan convertio.co, pilih file pdf yang akan dikonversi yaitu file pola pcb di atas, klik “convert”, setelah selesai proses hasilnya di download, dan simpan file bmp untuk proses selanjutnya.
• Buka file bmp dengan menggunakan “Paint”, select gambar sesuai batas-batas tepinya dan pilih “crop” sehingga gambar tampil apa adanya tanpa margin.  Save gambar tersebut.
• Select gambar sesuai batas-batas tepinya, klik kanan pada mouse, pilih “invert color”.  Simpan hasilnya untuk bahan gambar klise.  Perhatikan bahwa sekarang gambar pola PCB sudah menjadi gambar negatif dimana gambar garis dan tulisan yang semula berwarna hitam sudah berubah menjadi berwarna putih, dan sebaliknya bidang yang semula berwarna putih sudah berubah menjadi berwarna hitam.
• Buka program Word, buat dokumen kosong, dan import gambar klise bmp di atas.  Aturlah posisi dan ukuran gambar agar sesuai dengan rencana ukuran PCB yang akan dicetak.  Jika gambar berukuran kecil maka dalam 1 lembar dokumen bisa dimuat 2 gambar.  Kita memerlukan 2 buah gambar yang identik untuk pembuatan satu klise.  Simpan file dokumen klise tersebut.
• Cobalah cetak dokumen klise pada kertas biasa dan cek ukuran gambar apakah sudah sesuai dengan rencana ukuran PCB.  Jika belum sesuai maka lakukan pengaturan prosentase pada setting pencetakan printer, dicoba print kembali di kertas sampai ukurannya pas.  Jika sudah pas maka kita siapkan plastik transparansi khusus untuk printer inkjet.
• Cek plastik transparansi, biasanya ada tulisan yang menjadi petunjuk permukaan / sisi sebelah mana untuk mencetak.  Biasanya sisi untuk mencetak jika diraba agak kasar sedangkan sisi yang bukan untuk mencetak lebih halus mengkilap.  Cetaklah dokumen gambar klise pada plastik transparansi, jumlahnya 2 buah gambar.
• Setelah gambar klise dicetak dengan baik dan benar, potonglah gambar sesuai batas-batas tepinya menggunakan gunting atau cutter.  Selanjutnya 2 gambar yang identik ditumpuk menjadi satu, dengan hasil akhir menjadi satu gambar yang jelas tidak ada bagian yang kurang pas.  Selanjutnya tempelkan selotip pada beberapa tepi gambar klise sehingga tidak akan bergeser lagi.
• Perhatikan gambar klise yang sudah jadi tersebut, bagian yang permukaannya kasar dan ada tinta/gambarnya yang akan ditempelkan ke permukaan film/PCB.
• Amankan gambar klise jangan sampai kotor ataupun rusak.

Search “convert pdf to bmp”

 

Contoh klise yang sudah ditumpuk 2 buah dan diamankan dengan selotip di bagian tepinya

 

2. Persiapan papan PCB polos sampai siap cetak

• Siapkan PCB polos, potong sesuai ukuran PCB yang akan dibuat, dan bersihkan dari oksida, minyak/lemak dan kotoran.  Saya mencuci PCB polos tersebut dengan sabun cuci piring sambil digosok menggunakan sabut alumunium sampai semua permukaannya bersih dan mengkilap secara merata.  Selanjutnya PCB dikeringkan.
• Proses selanjutnya dikerjakan dalam kamar gelap.
• Siapkan PCB polos, dry film, cutter dan gunting, selotip, penggaris metal dan hair dryer serta lampu kuning.  Tutup rapat kamar gelap, dan nyalakan lampu kuning sebagai penerangan selama kita bekerja.
• Ambil dry film, keluarkan dari kemasan pembungkusnya, carilah ujungnya sehingga bisa dibentangkan dari gulungannya.  Potonglah lembaran dry film tersebut menggunakan cutter atau gunting, dengan ukuran sama persis dengan ukuran PCB yang akan dicetak.  Sebaiknya siapkan potongan dry film tersebut beberapa buah, untuk mengantisipasi adanya kegagalan dalam proses pembuatan PCB sehingga harus diulangi.  Simpanlah potongan dry film cadangan  sehingga aman dari paparan cahaya.  Simpan kembali gulungan dry film terbungkus dalam kemasannya yang kedap cahaya.
• Ambil satu lembar dry film yang sudah dipotong.  Kita harus mengupas lapisan plastik pelindungnya agar dry film bisa ditempelkan ke lapisan tembaga pada PCB polos, caranya dengan bantuan selotip.  Siapkan selotip 2 potong, masing-masing panjangnya sekitar 3 cm.  Ambil sepotong selotip dan tempelkan 3/4 bagian di salah satu sudut lembaran dry film.  Tekanlah sehingga menempel rapat.
• Ambil lagi sepotong selotip yang sudah disiapkan tadi, tempelkan pada sudut dan posisi yang sama dengan potongan selotip pertama tadi, hanya saja posisinya di sisi lain dari lembaran dry film.
• Dengan menggunakan ujung ibu jari dan telunjuk tangan kiri, peganglah ujung selotip sisi kiri, dan dengan ujung ibu jari dan telunjuk tangan kanan peganglah ujung selotip sisi kanan.  Kemudian tariklah kedua ujung selotip perlahan-lahan secara bersama-sama.  Jika beruntung maka akan tampak ada lapisan plastik tipis yang terkelupas dari lembaran dry film, teruskanlah secara hati-hati sampai diperoleh ukuran sekitar 3 – 5 cm, stop berhenti dulu.  Hati-hati diusahakan kita tidak menyentuh bagian yang lapisan plastiknya sudah terbuka.
• Apabila kurang beruntung maka salah satu selotip akan terus membuka atau lepas dari dry film, tanpa ada lapisan dry film yang terkelupas.  Apabila hal ini terjadi sebaiknya selotip kita buka, dan proses diulangi pada sudut lain lembaran dry film, dan/atau dengan arah penempelan selotip yang berbeda.  Ada kemungkinan juga bahwa lapisan plastik tipis bisa mengelupas, tetapi kemudian ada bagian yang melengket tidak mau mengelupas sehingga seolah-olah ada lapisan yang sobek.  Jika terjadi seperti itu segera hentikan, kembalikan lapisan yang terkelupas seperti semula, lepaskan selotip jika bisa,  pindah dan ulangi proses yang sama di sudut yang lain.  Kerjakan sampai berhasil, lapisan tipis terkelupas sempurna sampai sepanjang 3 – 5 cm.
• Perhatikan lembaran dry film sebagian sudah terkelupas, ada lembaran yang lebih tipis dan transparan serta ada lembaran yang sedikit lebih gelap warnanya dan terkesan lebih tebal.  Lapisan yang tipis dan transparan inilah yang akan dibuka dan dibuang, sedangkan lapisan yang lebih gelap yang akan ditempelkan ke permukaan tembaga PCB polos.
• Letakkan PCB polos pada posisi yang bagus dan leluasa, lapisan tembaga menghadap ke atas.
• Peganglah dry film secara hati-hati, lapisan yang gelap di sebelah atas dan lapisan tipis yang akan dibuka berada di sebelah bawah.  Atur posisinya dan paskan dengan PCB polos di salah satu sudutnya, tempelkan dry film ke lapisan tembaga, setelah posisi film pas dan sejajar dengan tepi PCB maka film bisa ditekan menggunakan ujung jari secara lembut.  Ratakan tekanan sampai bagian film yang sudah terkupas menempel pada lapisan tembaga secara sempurna, merata, tidak ada kerutan dan lipatan, serta tidak ada gelembung udara.  Selanjutnya perlahan-lahan lapisan yang akan dibuang ditarik secara hati-hati, bersamaan dengan penekanan lapisan film ke lapisan tembaga.  Demikian seterusnya sampai lapisan film menempel seluruhnya ke lapisan tembaga dan lapisan tipis yang akan dibuang terkelupas secara sempurna.  Proses ini sama persis dengan proses penempelan lapisan pelindung pada layar HP, layar komputer, maupun pada kaca mobil.  Perhatikan, dry film yang sudah menempel ini jangan ditekan-tekan secara kuat tapi sekedar menempel saja.
• Periksalah lapisan dry film yang sudah menempel pada lapisan tembaga PCB, apakah sudah melekat rata dan sempurna ataukah masih ada kerutan atau gelembung udara.  Jika masih ada kerutan yang parah atau gelembung udara yang ukurannya besar maka sebagian film bisa diangkat secara hati-hati melewati posisi kerutan atau gelembung udara tersebut, dan dirapatkan kembali sambil ditekan halus.  Proses ini diulangi sampai tidak ada kerutan dan gelembung udara.
• Apabila masih ada gelembung udara yang berukuran kecil maka solusinya adalah gelembung tersebut ditusuk dengan jarum sampai terasa tembus ke PCB kemudian pada posisi lubang tersebut ditekan-tekan dengan ujung jari.  Biasanya gelembung udara menghilang dan lapisan dry film pun merapat.
• Selanjutnya PCB yang sudah terlapis dry film ini kita panaskan secara merata menggunakan hair dryer pada posisi panas, tujuannya untuk melunakkan bahan kimia pada dry film dan membuatnya menempel lebih kuat ke lapisan tembaga.  Setelah cukup panas maka bisa ditekan-tekan secara merata, bila perlu bisa diulangi beberapa kali.  Pemanasan dan penekanan ini bisa juga menggunakan seterika tetapi level panasnya perlu dikurangi.  Jika terlalu panas dan ditekan kuat maka bisa menyebabkan lapisan film menjadi berkerut, saya sempat mengalaminya.  Sebelum disetrika saya sarankan untuk diberi kertas dulu di atasnya sehingga lebih aman.  Proses pemanasan dan penekanan yang lebih baik katanya menggunakan alat laminator, silahkan digunakan bagi yang memilikinya.
• Setelah rangkaian persiapan di atas maka PCB siap diproses lebih lanjut.  Untuk sementara bisa didiamkan dulu sampai dingin, dan disimpan dalam wadah yang tertutup rapat tidak kena cahaya.

Persiapan PCB, dry film, klise, selotip dan gunting di kamar gelap.  Kegiatan diterangi dengan lampu kuning

 

Tempelkan selotip di salah satu sudut film

 

Tempelkan selotip kedua di sudut yang sama, arah sama, sisi sebelahnya

 

Posisi kedua selotip seperti ini

 

Tarik selotip pelan-pelan maka lapisan platik tipis akan terkelupas.  Plastik yang transparan akan dibuang.

 

Tempelkan film di lapisan tembaga PCB, diatur agar lurus dan sejajar

 

Dry film dipasang ke lapisan tembaga sampai selesai, plastik yg terkelupas dibuang.  Ratakan film dan buang gelembung udara.

 

Panaskan dengan hair dryer dan tekan-tekan merata.  Gelembung udara ditusuk dan ditekan sampai film rata kembali.

 

Siapkan klise sambil menunggu PCB dingin, beri selotip di beberapa tempat.

 

Pasang klise dan kuatkan dengan selotip.

 

Simpan di tempat terlindung dari cahaya.

 

3. Penyinaran

• Semua proses persiapan dilakukan dalam kamar gelap.
• Siapkan PCB berlapis dry film, ambil klise, dan tempelkan klise ke lapisan dry film pada PCB.  Bagian klise yang kasar, ada tinta gambar jalur PCB-nya, menempel ke lapisan dry film pada PCB.  Setelah posisinya pas tempelkan di beberapa sisi dengan selotip sehingga posisinya tidak akan berubah atau bergeser.
• Ambil 2 lembar kaca tebal, letakkan satu lembar kaca di bagian bawah, letakkan PCB dengan klise pada kaca tersebut di bagian tengah, kemudian di atasnya diletakkan satu lembar kaca lagi ( PCB dijepit di tengah, di antara 2 kaca).  Pasang penjepit kertas/buku di ke-empat sisi kaca sehingga posisi PCB dan klises benar-benar terjepit rapat di antara 2 kaca dan tidak bisa bergeser.  Dalam kondisi ini maka sudah bisa dibawa keluar dari kamar gelap.
• Letakkan kaca dengan PCB dan klise tersebut di tempat terang yang kena sinar matahari tidak langsung.  Praktek saya dikerjakan di dalam ruangan yaitu di ruang makan, sinar matahari kondisi mendung masuk melalui jendela kaca yang tertutup.  Tentunya bagian yang kena sinar adalah yang ada klisenya, saya diamkan selama sekitar 10 menit.  Kelihatan warna biru pada lapisan film berubah menjadi agak lebih gelap.  Setelah 10 menit posisinya saya rubah, tetapi tetap bagian yang kena sinar adalah yang ada klisenya.  Setelah 10 menit maka saya angkat dan pindahkan ke tempat lain yang tidak kena sinar matahari kemudian saya diamkan dulu sekitar 15 menit sambil saya menyiapkan larutan untuk afdruk.

 

Dry film yang belum terkena sinar matahari (atas) dan yang sudah kena sinar matahari tidak langsung selama beberapa menit (bawah)

 

4. Pencucian / afdruk

• Proses pencucian atau afdruk bertujuan untuk menghilangkan zat kimia pada dry film yang tidak kena cahaya dengan menggunakan larutan Natrium karbonat (Na2CO3).  Dosis yang cocok menurut eksperimen saya adalah untuk setiap 2 gelas air dicampur dengan sepucuk sendok teh serbuk Natrium karbonat.  Gelas yang digunakan untuk takaran adalah gelas minum biasa atau sering disebut gelas belimbing.
• Siapkan wadah plastik dengan ukuran yang cukup untuk merendam PCB yang sudah disinari.  Masukkan air secukupnya, campurkan serbuk Natrium karbonat sesuai rumus kemudian diaduk sampai larut.  Siapkan sikat gigi bekas.
• Bawalah perangkat untuk afdruk ke kamar gelap, bawa juga kaca beserta PCB yang sudah disinari.
• Tutuplah kamar gelap dan nyalakan lampu kuning.
• Bukalah penjepit kaca, buka dan sisihkan 2 buah kaca penjepit, ambil PCB dan klise yang terpasang padanya.
• Bukalah selotip dan lepaskan klise dari PCB.
• Ambil sepotong selotip sepanjang sekitar 3 – 5 cm, tempelkan di salah satu sudut dry film dan tekan agak kuat supaya rapat.  Selanjutnya secara hati-hati tariklah selotip itu maka akan terangkat lapisan plastik tipis penutup dry film, terus ditarik sampai lapisan tersebut terlepas seluruhnya dan disisihkan.
• Celupkan dan rendam PCB pada larutan afdruk, sisi yang ada lapisan dry film di sebelah atas.  Goyang-goyangkan PCB di dalam larutan afdruk dan setelah kurang lebih 1 menit mulailah menggosok-gosok seluruh permukaan PCB secara halus menggunakan ujung jari.  Gosok-gosokkan ujung jari ke semua arah jalur PCB secara horizontal dan vertikal, merata di seluruh permukaan PCB.  Kerjakanlah ke satu arah, kemudian kebalikannya.  Selama menggosok tersebut akan terasa bagian dry film yang tidak kena cahaya menjadi lunak dan larut sehingga kontur jalur-jalur pada PCB semakin terasa di ujung jari-jari tangan kita.  Selanjutnya PCB bisa diangkat dari larutan afdruk dan disiram menggunakan air biasa sambil digosok-gosok secara lembut dan disiram lagi sampai tidak terasa licin di semua permukaannya.  Kemudian bisa dicelupkan lagi ke larutan afdruk, digosok-gosok lagi dan bisa diulangi proses tersebut sampai 3 kali atau lebih.  Sekali-kali bisa juga digosok satu arah secara hati-hati menggunakan sikat gigi bekas, merata di seluruh permukaan PCB dan diulangi digosok secara hati-hati satu arah ke arah yang berlawanan.  Setelah dirasa cukup maka bisa dibilas terakhir dengan air biasa sampai seluruh permukaan PCB tidak terasa licin.
• Selesai proses afdruk PCB bisa dikeringkan dan diperiksa apakah ada jalur-jalur yang rusak, putus atau hilang selama proses afdruk.  Jika ada kerusakan maka bisa diperbaiki dan dilengkapi dengan menggunakan spidol permanen, dan didiamkan sejenak menunggu kering.  Dalam proses ini boleh diletakkan lagi di tempat yang kena sinar matahari sekaligus untuk menyempurnakan proses kimia di lapisan film-nya agar lebih kuat.

Buat larutan pencuci/afdruk, setiap 2 gelas air dicampur dengan satu pucuk sendok teh Natrium karbonat.

 

Kelupas lapisan plastik di atas film dengan bantuan selotip.

 

PCB hasil penyinaran direndam, digosok halus, disikat lembut, dibilas, diulang beberapa kali.

 

5. Etsa PCB

• Proses terakhir yaitu etsa PCB menggunakan larutan feriklorida hasilnya mantap, aman dan terkendali seperti biasanya.  Tidak ada jalur yang rusak selama proses etsa termasuk hasil perbaikan menggunakan spidol sehingga tidak perlu dibahas lebih lanjut.
• Untuk menghilangkan lapisan dry film yang masih menempel pada permukaan PCB, silahkan rendam pada larutan NaOH.  Dengan dosis 1 sendok makan NaOH dicampur 6 gelas air maka lapisan dry film akan rontok dalam waktu 15 – 20 menit, dimana wadah tempat merendam sambil digoyang-goyang sesekali saja.  Hati-hati larutan NaOH bersifat keras bisa menimbulkan gatal-gatal di kulit dan mati rasa pada jari jika kita mencelupkan tangan pada larutan tersebut.  Gunakanlah sarung tangan dan pelindung mata ketika kita menangani bahan-bahan kimia yang bersifat keras.

 

 

Hasil eksperimen : PCB ukuran 8,5 x 20 cm dengan skor lumayan hehehe . . .

 

D. Hal- Hal yang Perlu Diperhatikan

• Ketika membuat desain PCB disarankan melakukan pengaturan jarak antara jalur dan pad dengan ground plane sekitar 0,7 mm atau lebih lebar.  Hal ini untuk memudahkan kita ketika melakukan afdruk dan membersihkan bahan kimia dry film yang tidak kena sinar karena sifatnya kental dan lengket.  Setelah tehnik ini dikuasai silahkan dicoba dengan jarak yang lebih rapat.
• Penanganan dry film dalam proses pemotongan, penempelan ke PCB, pemasangan klise, dan proses pencucian / afdruk harus dilakukan dalam kamar gelap.  Jangan mengikuti tutorial yang mengerjakannya di tempat terang karena saya sudah membuktikan bahwa hal tersebut hanya merugikan saja, buang-buang waktu dan tenaga serta membuat kecewa dan putus asa.
• Penyinaran dengan sinar matahari tidak langsung sudah cukup untuk pembuatan PCB yang jalurnya tidak terlalu rapat.  Jadi untuk eksperimen dan belajar disarankan tidak perlu membeli lampu ultra violet dulu.
• Pada eksperimen saya walaupun gambar pola PCB sesudah proses afdruk tampak bagus dan sempurna namun sesudah proses etsa ketika diteliti dengan kaca pembesar masih tampak garis-garis rambut tembaga di antara jalur maupun dengan bidang ground termasuk di antara pad yang rapat.  Oleh karena itu disarankan untuk selalu melakukan cek detail semua jalur pada PCB untuk mencegah korslet ketika dirakit.  Pelajaran yang diperoleh adalah masih diperlukan perbaikan tehnik penyinaran serta proses afdruk agar tidak muncul jalur-jalur rambut setelah proses etsa PCB.

Selamat mencoba.

 

Z

 

Membuat PCB Menggunakan LAN

Pembuatan Printed Circuit Board (PCB) dengan metode toner transfer melalui pemanasan telah dijelaskan dan umumnya dapat berhasil dengan baik. Saya mendapat informasi bahwa pembuatan PCB dapat dilaksanakan juga tanpa melibatkan panas, yaitu dengan menggunakan bahan kimia LAN. Bahan ini dapat diperoleh bebas di toko swalayan maupun di warung-warung, ada yang dijual dalam sachet atau dalam tube. LAN yang saya pergunakan untuk eksperimen kali ini adalah merk Autan, sehingga benar sekali dugaan anda bahwa LAN = Lotion Anti Nyamuk hehehe . . .

Berikut adalah tahapan pembuatan PCB dengan menggunakan LAN :
1. Siapkan gambar lay out PCB berupa gambar yg terbalik, silahkan dicetak menggunakan printer laser pada kertas HVS biasa. Boleh juga gambar tersebut di fotokopi pada kertas HVS biasa, kalau bisa minta yang sehitam mungkin tapi latar belakangnya tetap putih bersih. Gunting gambar tersebut, sisakan pada tepi yang panjang kira-kira 5 mm sampai 10 mm untuk dilipat.
.

2. Siapkan lembar PCB polos, potong sesuai ukuran PCB yng akan dibuat. Bersihkan sisi tembaga dengan dicuci dan digosok menggunakan sabun dan sabut alumunium sampai mengkilap.
.

3. Celupkan bakalan PCB tersebut ke dalam larutan Feriklorit dan gosok merata sampai tampak warna tembaga yang kusam. Proses ini untuk meyakinkan bahwa pada lapisan tembaga sudah tidak ada lemak atau minyak yang menutupinya. Bersihkan dengan air sampai tidak tampak sisa cairan feriklorit. Selanjutnya keringkan bakalan PCB tersebut.
.

.

.

.

4. Siapkan gambar PCB, lipat tepian pada sisi yang panjang. Posisikan gambar jalur PCB menempel pada lapisan tembaga. Lipat kertas tepian sampai ke belakang sisi pertinak PCB (tanpa tembaga), lipat yang rapi dan rapat, tempelkan dengan selotip. Kerjakan pada kedua sisi tepian tersebut, sehingga gambar PCB benar2 rapat pada lembar PCB dan tidak bisa berubah lagi. Posisi terakhir kertas gambar PCB adalah kertas HVS yang tampak di atas adalah yang berwarna putih tidak ada gambar jalur PCB-nya.
.

.

.

.

5. Oleskan LAN pada kertas HVS tersebut (sisi putih) secara merata. Apabila telah meresap maka bayangan jalur PCB akan terlihat muncul pada kertas. Pengolesan LAN secukupnya saja jangan berlebihan.
.

.

.

6. Tutupi calon PCB dengan plastik atau mika yang agak tebal, kemudian gosok pada mika di atas gambar PCB menggunkan uang logam secara merata di seluruh permukaan calon PCB. Boleh divariasikan cara menggosoknya antara kiri-kanan dan atas-bawah supaya tekanannya merata.
.

.

7. Singkirkan lapisan plastik/mika, ambil calon PCB tersebut dan buka selotip salah satu sisi tanpa mengganggu lapisan kertas HVS yang ada gambarnya. Masukkan calon PCB ke dalam mangkok berisi air, diamkan beberapa saat. Anda dapat menunggu sampai kertasnya lepas sendiri dari lembar PCB, atau kertas dapat dilepas secara hati-hati dibantu dengan aliran air.
.

.

.

.

Mohon diperhatikan bahwa daya rekat toner ke lapisan tembaga PCB pada metode LAN ini tidak sekuat menggunakan metode panas, sehingga diharapkan dapat berhati-hati pada saat melepaskan kertas dan membersihkan permukaan gambar tersebut.
.

.

Pembersihan permukaan dengan menggosok agak kuat menyebabkan sebagian gambar rontok, tetapi ada pula yang kuat menempel.  Silahkan diusahakan pada saat menggosok gambar melalui lapisan plastik/mika dapat lebih ditingkatkan tekanannya.  Barangkali hasilnya bisa lebih kuat dan merata.
8. Silahkan perhatikan hasilnya, jika masih ada bagian2 yang bolong atau putus jalur gambarnya silahkan disempurnakan (di tusir) menggunakan spidol kedap air / permanen dengan ukuran yg sesuai.
9. Setelah gambar PCB dipindahkan ke lapisan tembaga dengan sempurna bisa dilanjutkan dengan proses etsa menggunakan Feriklorit.
.
Demikian percobaan pertama pembuatan PCB dengan menggunakan LAN.  Keunggulan metode ini adalah bisa menggunakan kertas HVS biasa, tidak perlu menggunakan setrika sehingga merusaknya.  Kelemahannya gambar kurang menempel kuat sehingga perlu lebih berhati-hati dalam penanganannya.
Lain kali disempurnakan lagi.
.
Selamat mencoba.

MEMBUAT PCB (Printed Circuit Board)

Printed Circuit Board (PCB) dulu pernah diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Tercetak (PRT), mungkin istilah tsb tidak dipakai lagi sekarang karena sudah berbeda makna. Makanya saya pakai istilah PCB saja kan semua orang sudah tahu pokoknya barangnya yang begitu itu.
Banyak cara membuat PCB atau “PCB” antara lain secara manual gambarnya dibuat pada lapisan tembaga menggunakan pisau cutter atau alat potong/gores lainnya, ada yang digambar manual pakai tinta atau cat, ada yang ditempeli cutting sticker, ada yang menggunakan lapisan peka cahaya dsb yang intinya menutupi lapisan tembaga yang terdapat pada lembaran pertinak atau fiber. Lembaran ini untuk selanjutnya masuk proses etsa secara kimiawi sehingga lapisan tembaga yg tidak tertutup akan larut dan yang tersisa adalah jalur2 yang akan digunakan menghubungkan berbagai macam komponen dari suatu rangkaian elektronika.
Kerepotan membuat PCB ini ditempuh supaya hasil karya solderan terlihat rapi, seolah2 profesional, dan tidak perlu repot2 menarik kabel atau kawat dari komponen2 jungkir balik yang kakinya disuruh mengangkang biar enak disolder.

Berikut saya akan cerita bagaimana saya membuat PCB, yang menurut saya hasilnya cukup bagus dan cocok sekali untuk saya. Kalau anda punya metode lain yang lebih baik silahkan dipakai saja tidak usah ikut2an punya saya karena belum tentu cocok untuk anda. Sedangkan bagi anda yang belum ketemu metode yang baik silahkan dicoba barangkali metode ini juga cocok untuk anda. Mari kita mulai . . .

A. PERSIAPAN
1. Siapkan lembaran PCB polos, boleh pertinak, fiber pun boleh. Ditambah alat potong gergaji triplek, pisau cutter, bor kecil ukuran mata o,8 – 1 mm.
2. Untuk proses etsa siapkan Feriklorit secukupnya, silahkan beli di toko kimia berat 1 ons kira2 seukuran batu sekepalan tangan (tangan saya kecil hehe . . .). Tidak perlu ragu2 membelinya karena Feriklorit dijual bebas biasanya untuk kerajinan home industry logam dll, dijamin tidak akan dipelototi penjualnya atau dibentak ketus “TIDAK ADA ! ! !” padahal kita belum selesai ngomong 😦
3. Siapkan wadah yang cukup besar kira2 3 kali atau lebih dari ukuran PCB yg akan dibuat, bahannya jangan terbuat dari logam. Siapkan pula pengaduk yang bahannya juga non logam. Selanjutnya wadah diisi air secukupnya, ketinggian air cukup untuk merendam PCB sekitar 3 – 5 cm. Masukkan Feriklorit perlahan-lahan kemudian diaduk. Hati2 karena Feriklorit akan bereaksi dengan air sehingga air akan menjadi panas dan tampak bergejolak. Kalau ingin memastikan suhunya silahkan dipegang wadahnya saja ya, jangan nekat mencelupkan jari ke dalamnya seperti kebiasaan saya hehe . . .
4. Siapkan wadah lain boleh dari logam, ukurannya sekedar PCB bisa masuk saja. Wadah tersebut diisi air secukupnya, untuk merendam PCB sebelum proses etsa.
5. Siapkan sabun cair untuk cuci piring secukupnya, sabut stainless, dan larutan cuka, serta kain lap.
6. Siapkan majalah bekas, printer LASER, spidol OHP/permanen, gunting dan alat tulis.

B. PEMBUATAN
1. Gambarlah layout PCB berdasarkan skema dan ukuran riil komponen menggunakan software rancang PCB, kemudian dicetak pada kertas majalah. Gunting gambar tersebut, kemudian sediakan potongan PCB yang sesuai ukurannya boleh agak besar sedikit. Tandai batas2 tepinya menggunakan pinsil atau pulpen dan Potong menggunakan gergaji triplek terus rapikan tepi2nya menggunakan pisau cutter supaya halus tidak bergerigi.

2. Hidupkan setrika listrik, atur suhunya pada tulisan WOOL dan siapkan alas untuk menyetrika, tinggalkan dulu biar pemanasan supaya tidak kram hehe . . .
3. Bawa potongan PCB polos ke tempat cuci piring, bersihkan pakai sabun cair dan digosok pakai sabut stainless sampai tampak licin mengkilap, gosok2 pakai jari sampai terasa kesat kemudian keringkan pakai lap kain yang sudah disediakan.

4. Celupkan potongan PCB polos tsb ke larutan Feriklorit dan digoyang2 sekitar 5 – 10 detik sampai permukaannya berubah warna agak kecoklatan, segera angkat dan bersihkan dengan air bersih kalau perlu disabuni lagi dan digosok2 sampai terasa kesat kemudian dikeringkan lagi pakai lap kain yang sudah disediakan. Selanjutnya bawa PCB polos tsb ke ruang setrika bersama cetakan layout PCB-nya.

5. Letakkan gambar cetakan layout PCB pada potongan PCB polos, bagian yg ada gambar layoutnya menempel pada lapisan tembaga. Atur letaknya supaya pas dan seimbang kemudian tahan gambar dengan cara tutupkan sebagian alas setrika di atas kertas cetakan kemudian ditekan pakai jari. Ini supaya kertas tidak bergeser ketika disetrika dan jari kita yang menahannya tidak kepanasan. Tekankan setrika di bagian tepi, dipress sekitar 3 detik kemudian digeserkan ke ujung seperti menyetrika biasa. Demikian seterusnya sampai merata, akan tampak goresan2 sesuai jalur PCB di kertas majalah. Setelah dianggap cukup merata boleh didinginkan sekitar 10 menit agar gambar benar2 melekat pada lapisan tembaga. Biasanya jika lembaran PCB cukup besar saya tindih dengan beban yg agak berat untuk mencegah PCB melengkung karena kepanasan setelah disetrika.

SARAN :  Lebih baik gambar ditekan saja dengan setrika sekedar menempel secara merata pada PCB.  Selanjutnya ambil selembar kertas HVS bersih ditutupkan di atas PCB tersebut baru disetrika dengan gerakan maju mundur .  Hasilnya gambar akan lebih sempurna melekat pada PCB.

6. Setelah dingin silahkan rendam hasil setrika pada wadah yg diisi air biasa, minimal sekitar 10 menit, satu jam boleh juga, semalaman juga tidak apa2.

7. Setelah dirasa cukup perendamannya ambil bahan PCB tsb kemdian gosok2 kertas majalah di bagian sudut perlahan menggunakan ujung jari, mestinya kertas akan mengelupas dengan mudah. Silahkan digosok semakin ke tengah, sekali2 dicelupkan ke air, atau bisa juga dikerjakan di bawah air yg mengalir dari kran. Tahap ini dikerjakan sampai semua kertasnya terkelupas dan gambar cetakan layout PCB tampak menempel pada lapisan tembaga. Lanjutkan menggosok secara lembut untuk melepaskan sisa2 kertas majalah, khususnya di bagian2 yang reliefnya rapat, pada lubang2 komponen dan huruf2 tulisan pada PCB. Setelah selesai keringkan dengan lap yang disediakan.

8. Periksa keutuhan lapisan gambar layout PCB seandainya ada yg terkelupas silahkan diperbaiki menggunakan spidol permanen atau OHP sampai lapisan yg cacat tertutup sempurna. Tunggu sampai koreksi menggunakan spidol mengering, selanjutnya bawa ke wadah untuk proses etsa.

9. Celupkan ke dalam larutan Feriklorit kemudian digoyang2 sampai semua lapisan tembaga yg tidak tertutup gambar layout menjadi larut. Lamanya menggoyang ini tergantung kepekatan larutan Feriklorit, semakin pekat semakin cepat larutnya. Bagi anda yg sudah sehat silahkan menggunakan sarung tangan karet karena larutan ini bisa jadi beracun atau berbahaya bagi kesehatan. Bagi yang belum sehat kan tidak berbahaya, ya silahkan digoyang2 santai saja tidak usah pakai sarung tangan, siapa tahu ada zat besi yang terserap kan lumayan buat tambah darah hehe . . . Okey selesai silahkan diangkat kemudian dicuci pakai air mengalir yg bersih.

10. Untuk menghilangkan lapisan gambar layout dan tinta spidol silahkan gosok kembali menggunakan sabut stainless secara merata sampai lapisan tembaga bersih mengkilap kembali, tentunya sekali2 sambil diguyur air. Terakhir tuangkan sedikit cuka dan ratakan digosok2 ke seluruh permukaan PCB, gunanya menetralkan supaya lapisan tembaga tidak cepat teroksidasi dan berubah menjadi coklat kembali. Sesudah rata silahkan dicuci lagi dengan air dan dikeringkan pakai lap kain yang sudah disediakan.

11. SELESAI, tinggal dilapisi dengan larutan gondorukem, dikeringkan secara sempurna barulah dibor sesuai letak kaki2 komponennya.

Selamat mencoba brow hehe . . .

CATATAN :
1. Sebaiknya wadah untuk etsa disediakan khusus, yang bisa dipasang penutup. Larutan Feriklorit ini bisa digunakan berkali2 sekalipun dalam keadaan dingin, jadi jangan dibuang. Dengan semakin sering digunakan maka endapan tembaga di dasar wadah akan semakin bertambah maka secara berkala perlu dipisahkan antara cairan feriklorit di bagian atas dipindahkan ke wadah lain sedangkan endapan tembaga bisa dibuang. Perhatikan pembuangannya jangan sampai mencemari lingkungan.
2. PERHATIAN bahwa saya tidak bertanggung jawab, sekali lagi, SAYA TIDAK BERTANGGUNG JAWAB atas gugurnya garansi setrika anda jika sering2 digunakan untuk membuat PCB.  Kemarahan ibu, istri anda atau simbok silahkan ambil semua saja saya ndak mau ikut2an hehe . . .

 

UPDATE :

Perkembangan baru yang saya coba adalah mencetak PCB dengan metode dingin, tanpa setrika, yaitu menggunakan larutan aseton.  Setelah PCB polos dan gambar pola PCB siap maka pada lapisa tembaga PCB diberikan larutan aseton, kemudian kertas pola PCB diletakkan, selanjutnya diratakan dan ditekan-tekan agar kertas melekat erat dan rata.  Setelah kering maka tinggal dilakukan perendaman dan kertas dikelupas, dan PCB dicuci dengan larutan feriklorit seperti biasa.

Mudah bukan ?

Ya mudah jika cuma bercerita dan membaca, ketika dipraktekkan maka akan berbeda begini :

• Larutan aseton murni tidak bisa langsung digunakan karena akan melarutkan toner gambar pola PCB. Larutan ini harus dicampur alkohol dengan perbandingan yang tepat agar bisa dipakai mencetak PCB. Saya beri tahu cara yang mudah ya, belilah larutan penghapus cat kuku (cutex) seperti foto di bawah ini, persis seperti itu ya . . .
• Menempelkan kertas pola PCB ke tembaga pada PCB polos juga tidak mudah, karena harus tepat sekali jatuh harus pas. Dengan adanya larutan khusus tadi maka kertas pola PCB akan langsung melekat ke lapisan tembaga, sulit untuk digeser atau dibetulkan jika terjadi kesalahan. Kalau dipaksa digeser atau diangkat maka gambarnya akan rusak. Oleh karena itu kita harus berlatih dahulu sampai mahir bagaimana menahan kertas pola PCB di pinggir potongan PCB polos, menyemprotkan larutan, menurunkan dan melekatkan keseluruhan kertas pola, kemudian meratakan permukaan kertas agar melekat rapat dan rapi tidak ada kerutan atau gelembung, kemudian menekan-nekan seluruh permukaan kertas pola ke PCB agar melekatnya kuat dan rata.
• Setelah semuanya beres dan kering maka silahkan dicoba merendamnya di air dan dikelupas kertasnya setelah cukup waktu. Bisa berhasil mulus, bisa juga tidak mulus. Yang saya kerjakan adalah sebelum direndam air tetap disetrika dulu sehingga toner melekat sempurna pada lapisan tembaga. Kelebihan metode ini adalah melekatnya toner ke tembaga lebih sempurna sehingga huruf kecil dan garis tipis bisa tercetak dengan sangat baik dan halus. Oleh karena itu waktu menyetrika jangan terlalu panas atau lama karena bisa menyebabkan huruf dan garis melebar.
• Daripada anda buang waktu dan uang berusaha membeli aseton yang nantinya dipelototi penjaga toko kimia, maka saya sarankan beli saja larutan penghapus cat kuku (cutex) seperti foto di bawah ini.  Campurannya sudah pas tinggal dipakai saja, dan harganya murah silahkan langsung beli banyak karena untuk latihan praktek tidak semudah dan selancar yang dibayangkan.  Silahkan bro . . .
• 

 

Anda bisa titip beli sama pacar atau isteri atau ibu anda, atau cari saja online dan beli sekalian untuk satu tahun hehehee . . .

 

z