Ada beberapa bahan yang digunakan untuk membuat papan sirkuit. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya, tetapi tidak ada yang sempurna untuk semua aplikasi. Papan sirkuit kaku berbahan poliimida, misalnya, memiliki beragam aplikasi, mulai dari bidang kedirgantaraan hingga otomotif. Papan ini cukup kuat untuk menahan benturan yang dapat menghancurkan jenis papan sirkuit lainnya, tetapi juga cukup fleksibel untuk ditekuk tanpa retak atau patah.
Mari kita lihat mengapa Anda mungkin memilih PCB polimida kaku daripada alternatif seperti papan epoksi kaca, PCB FR-4, dan papan sirkuit hibrida PEN-epoksi.
Apa itu PCB Kaku Poliimida?
PCB kaku berbahan poliimida dibuat dari bahan poliimida (PI). PI adalah polimer berkinerja tinggi yang fleksibel sekaligus kuat. Bahan ini mampu menahan benturan dan suhu tinggi tanpa kehilangan sifat-sifat listriknya. Bahkan, ini adalah PCB berbentuk kaku dengan ketahanan listrik terbaik yang ada di pasaran.
Keunggulan PCB Poliimida Kaku
Penting untuk mengetahui kapan harus menggunakan papan sirkuit cetak (PCB) poliimida dan kapan tidak, karena PCB ini hanya digunakan dalam situasi tertentu. PCB poliimida dapat memberikan satu atau lebih manfaat berikut:
1. Ketahanan tinggi terhadap bahan kimia
Papan ini tahan terhadap sebagian besar asam, basa, dan pelarut. Jika suatu bahan kimia menembus papan PCB, hal itu tidak akan menyebabkan kerusakan pada papan. Papan ini juga sangat tahan terhadap sinar UV, sehingga dapat digunakan di luar ruangan tanpa khawatir akan kerusakan akibat sinar UV.
2. Kekuatan dan kekakuan yang tinggi
Polyimide tanpa pengisi memiliki kekuatan tarik lebih dari 100 MPa, dengan kekakuan film lebih dari 170 MPa (Kapton). Kekuatan benturan dari thermoplastic polyimide (TPI) berkisar antara 261 joule per meter persegi hingga 400 MPa (Upilex S). Sebagai bahan teknik, modulus elastisitasnya biasanya 3-4 GPa, dengan kekakuan serat sebesar 200 GPa. Bentuk bifenil dari poliimida (Upilex S) memiliki modulus elastisitas sebesar 400 MPa. Menurut analisis teoretis, serat yang disintesis dari dianhidrida piromelitik dan p-fenilendiamina memiliki kekuatan sebesar 500 GPa, yang hanya kalah dari serat karbon.
3. Stabilitas termal yang sangat baik
Salah satu keunggulan PCB kaku poliimida adalah titik lelehnya yang tinggi, sehingga tahan terhadap suhu tinggi. PCB ini sering digunakan di area yang tidak dapat ditangani oleh papan PCB lain karena panasnya. Selain itu, PCB ini juga tahan api, sehingga menjadi pilihan yang aman untuk lingkungan sensitif seperti pabrik dan laboratorium.
4. Tahan Listrik Statis
Listrik statis merupakan masalah signifikan bagi para insinyur dan teknisi yang bekerja dengan peralatan sensitif. Sensor dan peralatan lainnya dapat rusak akibat listrik statis. Listrik statis juga dapat merusak komponen elektronik sensitif pada papan PCB. Papan polimida merupakan pilihan yang baik untuk semua lingkungan berkat sifatnya yang tahan statis.
5. Kerugian dielektrik rendah
Polyimide memiliki sifat dielektrik yang sangat baik, dengan konstanta dielektrik sekitar 3,4 dan konstanta dielektrik sekitar 2,5 setelah dispersi fluor atau udara berukuran nanometer. Polyimide memiliki kerugian dielektrik sebesar 10-3, kekuatan dielektrik sebesar 100-300 kV/m, dan resistansi volume sebesar 1017 Ω·cm. Karakteristik ini mempertahankan kinerja tinggi pada rentang suhu dan frekuensi yang luas.
6. Aman dan tidak beracun
PCB kaku polimida aman digunakan dan tidak mengeluarkan asap atau racun berbahaya. Faktanya, PCB polimida sering digunakan dalam perangkat rumah sakit karena merupakan zat yang tidak beracun dan tidak menyebabkan iritasi.
Jenis-jenis PCB Poliimida
Ada tiga jenis PCB poliimida kaku, masing-masing dengan serangkaian sifat yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan aplikasi tertentu. Sama seperti bahan papan sirkuit lainnya, jenis PCB poliimida yang Anda gunakan akan bergantung pada aplikasinya.
PCB Poliimida Murni
PCB poliimida murni termasuk yang paling sederhana dan tidak mengandung bahan penghambat api brominasi. Berbeda dengan kebanyakan bahan, poliimida murni secara positif digambarkan sebagai bahan yang tidak mengandung bahan penghambat api. Karena sangat kuat, poliimida murni sangat fleksibel dan dapat digunakan dalam berbagai peralatan listrik dan komunikasi.
PCB Poliimida Generasi Ketiga
Polyimida murni telah digantikan oleh polyimida generasi ke-3. Aditif tambahan meningkatkan ketahanan apinya. Hal ini disebabkan oleh ketahanan terhadap mudah terbakar, yang membuat kebakaran listrik akibat kecelakaan menjadi lebih kecil kemungkinannya. Di sisi lain, stabilitas termal merupakan masalah potensial pada polyimida generasi ke-3, yang lebih mudah diproduksi daripada polyimida murni. Hasilnya adalah tingkat produksi yang lebih tinggi.
PCB Poliimida Terisi
Polyimida jenis ini sebanding dengan PCB multilayer karena terdiri dari beberapa bahan pengisi. Pengisi tambahan mengurangi penyusutan resin. Karena banyak papan sirkuit tercetak yang retak atau menjadi lemah akibat penyusutan resin, ketahanan terhadap penyusutan menjadi sangat penting. Polyimida yang diisi dengan bahan pengisi juga memiliki keunggulan dalam hal keandalan jangka panjang.
PCB Poliimida Aliran Rendah
Poliamida aliran rendah tidak sefleksibel PCB standar. Karena keterbatasan ini, PCB ini sering disebut sebagai PCB poliamida kaku. Ketika kondisi yang menantang menyebabkan PCB fleksibel biasa runtuh, poliamida aliran rendah tersedia untuk menyelesaikan pekerjaan tersebut.
Kapan Harus Menggunakan PCB Kaku Berbahan Poliimida
PCB poliimida digunakan dalam berbagai macam aplikasi, termasuk otomatisasi industri, transportasi, peralatan kesehatan, instrumentasi, dan elektronik.
● Trafo dan kapasitor listrik
● Perangkat semikonduktor dan papan
sirkuit ● Motor dan generator
● Ballast elektronik untuk lampu
fluoresen ● Penerbangan dan militer
PCB Poliimida vs PCB FR4
Meskipun PCB poliimida kaku dan FR-4 sama-sama terbuat dari tembaga di bagian dalamnya, lapisan luar keduanya sangat berbeda. PCB FR-4 memiliki lapisan laminasi poliester/kertas di bagian luar, sedangkan PCB polimida dilapisi dengan polimida. Papan polimida kaku jauh lebih tahan lama daripada papan FR-4. Papan ini mampu menahan benturan, bahan kimia, dan suhu tinggi yang tidak dapat ditahan oleh papan FR-4. Namun, papan FR-4 lebih fleksibel daripada papan polimida kaku, sehingga menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk aplikasi yang memerlukan pembengkokan yang sering.
| Characteristic | FR4 PCB | Polyimide PCB |
| Tensile Strength | 70MPa | 170～400MPa |
| Operating Range | -50～110°C | -200～300°C |
| thermal cycling | good | better |
| elastic modulus | >2.4Gpa | 3-4GPa |
| specific gravity | 1.70-1.90g/cm³ | 1.60g/cm³ |
| relative permittivity | 5.5 | 2.5~3.4 |
Rekayasa Balik PCB Poliimida
Anda dapat melakukan rekayasa balik pada PCB kaku berbahan poliimida untuk membuat desain yang kompatibel dengan papan sirkuit aslinya. Ini adalah pilihan yang tepat jika Anda perlu memproduksi papan dalam jumlah besar tanpa harus berinvestasi dalam proses desain atau manufaktur baru.
Untuk melakukan rekayasa balik PCB polimida, Anda harus terlebih dahulu memperoleh papan tersebut. Jika Anda tidak memiliki akses ke sampel, Anda sering kali dapat menemukan papan yang dijual secara online. Selanjutnya, lepaskan komponen dan bersihkan papan sirkuit. Terakhir, gunakan perangkat lunak pencitraan untuk membuat gambar digital papan tersebut. Anda kemudian dapat menggunakan gambar tersebut untuk membuat desain baru.
Sebagai solusi alternatif, Anda juga dapat memilih layanan rekayasa balik PCB kami. Kami memiliki lebih dari 10 tahun pengalaman dan lebih dari 1.000 kasus sukses di bidang ini, sehingga Anda dapat mendapatkan apa yang Anda butuhkan.
Kesimpulan
Papan poliimida kaku merupakan jenis papan sirkuit tercanggih yang ada saat ini. Papan ini mampu menahan benturan yang dapat merusak papan lain, serta tahan terhadap suhu tinggi yang dapat melelehkan papan FR-4. Namun, harganya juga lebih mahal dan kurang fleksibel dibandingkan jenis PCB kaku lainnya. Jika Anda membutuhkan papan yang sangat tahan lama, papan poliimida kaku adalah pilihan yang tepat. Namun, jika fleksibilitas menjadi pertimbangan utama, sebaiknya pilih papan FR-4.
