Teknik menyolder: HASL kadang masalah di SMD

Kalau kita pesan PCB, biasanya pad untuk komponen (terutama komponen SMD, small-mounted devices) sudah diberi Hot Air Solder Level/HASL, lapisan timah tipis di atas pad. Tujuannya adalah untuk memudahkan assembly (alias soldering) terutama saat menggunakan solder hot-air, sehingga tidak diperlukan lagi penambahan timah (alias tinol). Dengan meletakkan komponen di atas padnya yang sudah ada HASLnya, kita hanya tinggal menyemprotkan udara panas ke pad komponen tersebut, dan pin komponen akan melekat di pad, seperti saat kita menyolder konvensional.

Layouting Line Interface 8-port

Layout line interface 8-port

[caption id="attachment_462" align="alignleft" width="68" caption="layout line interface (postscript)"][/caption]Layout dari rangkaian line interface 8-port telah selesai dirouting di 1 layer. Rangkaian tambahan untuk back port bypass juga telah ditambahkan. File gerber (untuk layer copper, soldermask, dan component silksreen) telah dikirimkan ke selc lewat email, sekarang sedang menunggu invoice. Dengan file gerber ini diharapkan hasilnya bisa sesuai dengan layoutnya.
Pengalaman melakukan plot ke ps (postscript/pdf) dan mengirimkan filenya ke Multikarya untuk dibuatkan pcbnya. Hasil pcbnya sih bagus, cuman ada yang kelewat, banyak pad yang tidak tercetak di film maupun pcb. Lho kok? Selidik punya selidik, itu kesalahan program plotting kicad ke ps, kesalahan bukan di Multikarya. Coba bandingkan lingkaran merah (salah) dan biru (benar). Sedih juga….

Salah satu cara untuk menghindari hal ini dengan tetap ingin mengirimkan file postscript ke Multikarya adalah dengan memplot ke gerber dulu, kemudian dari gerber viewer di kicad diplot ke ps. Jadi plotting dilakukan oleh program (internal) gerberview bukan dari kicad. hehehehe, dan bisa.

PCB 2-layer atau 4-layer?

Sedang bingung nih. Desain skematik mengcascade 4-modul sekaligus dalam 1 desain. Persoalan timbul saat layouting. Konstrain board adalah ukuran harus 2650mil x 1800mil atau 6,73 cm x 4.57 cm. Dengan melihat jumlah komponen yang cukup banyak sekitar 200 komponen termasuk 8 buah IC 20 pin, layout akan menjadi sangat kompleks. Salah satu solusinya mungkin adalah dengan menambah jumlah layer menjadi 4-layer. Tapi bagaimana komparasi harganya?

Jadi, di sini ada trade-off antara kompleksitas dan harga layout untuk 2-layer dan 4-layer. Pembuat PCB di luar (misalnya China) memang memungkinkan untuk membuat pcb dengan 4-layer, tapi untuk kuantiti kecil di bawah 10 ini harganya bisa 5 kali lipat dari yang 2-layer. Contohnya board berukuran 2.65 x 1.8 inches.sq, harga untuk 2 layers: $61 (kuantiti 5), $95 (kuantiti 25) dan $181 (100pc), sedangkan 4 layers: $325 (5 pcs), $408 (25 pcs) dan $613 (100 pcs). Selain itu, biaya akan habis di ongkos kirim dan biaya clearance.

Kuantiti kecil lebih cocok membuat di lokal, kasarnya untuk coba-coba dulu, apa fungsional board bisa jalan. Tapi sekali lagi, bagaimana dukungan pembuat pcb di indo, khususnya bandung? mampukah membuat pcb 4-layer dengan harga terjangkau (dalam artian tanpa biaya-biaya lainnya, seperti setup cost dan lain-lain, hehehe)?

Review Senin 15 Sept 2008

Setelah prototipe sistem lifeline dan line monitoring telah siap, pekerjaan berikutnya yang harus dilakukan adalah membuat skematik dan layoutnya di Kicad, opensource EDA.

skematik lifeline dan line monitor

[caption id="attachment_344" align="alignleft" width="128" caption="Layout unfinished"][/caption]Skematik rangkaian lifeline dan line monitoring untuk VoIP gateway 8-port telah dibuat. Download top skematik.

Layout akan dibuat dalam 1 layer, biar murah. Sementara layouting baru 1 port saja, sedangkan placement baru 3 port seperti dapat dilihat di gambar. Ukuran board akan maksimal 11 x 9 cm, dengan biaya PCB mungkin di bawah 20ribu rupiah.

Masih belum rampung sih… hehehe, mau diselesaikan besok saja. Moga bisa rampung besok, karena tinggal duplikat saja dari port 1.

Assembly SMD menggunakan Oven Toaster

Memanggang PCB di oven

Menarik juga cara para hobbyst elektro untuk mengassembly komponen SMD. Mereka menggunakan oven yang cukup murah (orde 500-700rb-an) untuk memasang komponen (alias menyolder) ke PCB. Dasar soldering simple saja sih, timah dipanaskan sampai 200C untuk menempelkan pin komponen ke pad PCB. Nah, cara memanaskannya yang unik, menggunakan oven. Metode ini mensyaratkan PCB telah dilapisi HASL (Hot Air Solder Leveling). Pad komponen dilapisi dengan solder paste. Kemudian beberapa komponen SMD sekaligus dapat ditempelkan ke padnya masing-masing. Setelah alignment peletakkan komponen selesai, PCB dimasukkan ke oven untuk dimasak selama 5 menit sampai suhu sekitar 200-230′C. Lebih lengkapnya dapat dilihat di sini.

Assembly merupakan tahap pengembangan produk setelah pembuatan PCB dan pembelian komponen. Assembly ini tahap yang perlu kesabaran tersendiri, apalagi kalau footprint komponen kecil SMD 0603 atau bahkan 0402, PQFP100, weleh…. Bridging antar pad bisa sering terjadi. Outsourcing assembly ke orang lain mahal, ke China saja, bisa memakan biaya sekitar US$10 perboard dengan ukuran 70 cm2. Oven toasting ini merupakan salah satu alternatif soldering yang murah dan cukup bagus, selain solder konvensional (hand soldering), industrial reflow (mahal), hot-air-rework, dan hot plate reflowing.

Bahkan dengan oven kita bisa memasang komponen BGA. Jadi, kenapa harus membeli alat yang mahal kalau dengan oven pemasangan/assembly komponen SMD dapat dilakukan dengan cepat dan rapi?

Tempat PCB Murah

Tidak sengaja menemukan tempat pembuatan PCB yang lumayan murah. Tapi di luar. Coba cek di pcbcart dan bandingkan harganya. Cara ordernya pun relatif mudah.

Link terkait:
http://edwidianto.wordpress.com/2008/08/02/perlu-solusi-lain-untuk-membuat-pcb/
http://edwidianto.wordpress.com/2008/06/05/manufaktur-pcb/
http://edwidianto.wordpress.com/2008/06/16/pembuatan-pcb-di-multikarya/

Perlu tempat lain untuk membuat PCB

Saat ini, saya memang sedang mencari pembuat PCB di Bandung yang berkualitas. Kualitas di sini adalah menyangkut hasil pcb yang dibuatnya yang meliputi hasil etching (track, pad, via), presisi hole di via dan throughole snitch, dan kualitas sablon mask dan silkscreen. Satu syaratnya adalah mereka bisa membuat pcb dari file layout gerber. dan harga terjangkau.

Beberapa kali membuat PCB, namun cukup kecewa. Defect beberapa kali sering dijumpai, baik track yang bergerigi, short circuit antar 2 jalur atau jalur dengan pad, hole yang tidak di tengah-tengah via, track yang ter-etching. Untuk produk dengan requirement tertentu utamanya pertimbangan EMI, kuatnya arus di satu track, tentunya ini tidak bisa diterima.

Akhirnya saya coba kirim desain file gerber ke manufaktur lain (SELC-bandung) lewat email dan meminta penawaran. Sebelumnya saya melihat kualitas PCB dari SELC cukup baik dan presisi, karena untuk drill hole menggunakan mesin. Penawaran sudah diberikan dan cukup murah, untuk pcb through-hole ukuran 10 x10 cm2 lengkap dengan silkscreen dan mask dibebankan biaya sekitar 95rb rupiah dan biaya film 60rb.

Mungkin baru minggu depan saya bisa mengeksekusinya.

Pembuatan PCB di Multikarya

Saya sangat senang, ketika desain yang dibuat dengan menggunakan software opensource KiCAD di OS Linux, dapat diimplementasikan di pembuat PCB lokal (Bandung). Adalah Multikarya (di terusan jalan Jakarta) yang dapat mewujudkannya.Sebenarnya metode pembuatannya tidaklah istimewa, tapi realisasi layout hasil desain keluaran KiCAD itulah yang cukup melegakan saya, sehingga mudah-mudahan ide-ide desain dapat terus mengalir. Berikut pengalaman saya membuat pcb dengan menggunakan KiCAD EDA lewat jasa pembuat pcb lokal.

Seperti saya jabarkan di posting sebelumnya, KiCAD dapat menghasilkan output berupa

Manufaktur PCB

Susah juga nyari pembuat PCB di Bandung yang mau nerima output file gerber, yang notabene menjadi salah satu standar untuk manufaktur PCB. File gerber saya buat menggunakan kiCAD, salah satu software EDA gratis yang menurut saya paling oke. Jadi, perancangan skematik dan pembuatan layout dilakukan semuanya  dengan KiCAD dalam Puppy LinuxOS. Mudah-mudahan Alloh ridho.

Di sini (bandung: Selc, multikarya), manufaktur pcb dapat membuatnya dengan 2 cara:

Bagaimana nih dukungan manufaktur PCB Indonesia?

Gimana nih dukungan manufaktur pcb, khususnya di Bandung?

Ceritanya, aku mau bikin board. Skematik sudah dibuat, layout juga sudah dibuat. Hanya saja saya menggunakan software OSS Kicad di Linux. Kicad hanya menghasilkan keluaran layout dalam format gerber dan pdf. Tidak ada satu pun manufaktur di Bandung (SELC, multikarya) yang sementara ini bisa untuk memprosesnya. Salah satu alasannya adalah filenya gak bisa ke buka , kalau gerber dari Orcad bisa (tapi mana mungkin aku mampu beli ORCAD?, bajakan? EMOH).