Sideplating

Apa Itu Side Plating?

Side Plating, yang sering kita bahas dalam industri PCB, memiliki nama yang lebih hidup disebut "edge copper plating", terkadang juga disebut "Castellation". Anda bisa membayangkannya sebagai lapisan "selimut tembaga" yang dikenakan pada "sisi" papan sirkuit—lapisan tembaga ini tidak hanya menutupi permukaan, tetapi menjalar dari lapisan teratas PCB hingga ke lapisan bawah, membentuk sabuk koneksi konduktif yang utuh sepanjang tepi. Lapisan tembaga ini tidak sekadar menutupi permukaan tepi, melainkan benar-benar terhubung dengan lapisan tembaga konduktif bagian atas dan bawah PCB itu sendiri, membentuk jalur konduktif yang menembus seluruh ketebalan papan. Bahkan pada beberapa desain tertentu, tepi area-area khusus di dalam papan juga akan dikenai metalisasi dengan cara serupa, seperti tepi alur, potongan, atau area pemisah yang disediakan di dalam PCB, juga menggunakan metode metalisasi yang sama sehingga tepi internal ini menjadi konduktif. Perlakuan semacam ini dapat mengubah tepi PCB dari sebuah kerangka isolator yang awalnya hanya berfungsi sebagai penopang fisik menjadi struktur konduktif yang fungsional dan dapat berpartisipasi dalam koneksi sirkuit.

Setelah lapisan "copper coat" selesai, berbagai perlakuan permukaan dapat dilakukan sesuai kebutuhan. Contohnya, menggunakan proses ENIG, lapisan tipis emas ditutupkan pada lapisan tembaga sehingga konduktivitas tepi menjadi lebih stabil dan ketahanan terhadap oksidasi lebih kuat; atau menggunakan proses ENEPIG, ditambahkan lapisan transisi paladium-nikel di antara emas dan tembaga untuk lebih meningkatkan keandalan; jika Anda mengutamakan nilai ekonomis, hot air leveling (HASL) juga menjadi pilihan umum. Melapisi lapisan tembaga dengan leburan solder tidak hanya melindungi tembaga, tetapi juga memudahkan proses penyolderan berikutnya.

Skenario aplikasi Side Plating

Dalam desain dan pembuatan PCB, side plating bukanlah proses umum, melainkan solusi presisi untuk kebutuhan fungsional tertentu. Keunggulannya sangat signifikan dalam skenario berikut:

1. Penguatan konduktivitas dalam skenario frekuensi tinggi atau arus tinggi

Misalnya, pada modul RF, pelapisan tembaga pada sisi samping dapat membantu mengurangi impedansi dan membuat transmisi sinyal frekuensi tinggi lebih stabil.

2. Desain tepi sebagai antarmuka koneksi

Misalnya, pada penghubungan antara papan sensor dan papan induk, pelapisan tembaga pada sisi samping dapat langsung digunakan sebagai "kontak terbuka", dikombinasikan dengan desain slot kartu pada papan induk, transmisi sinyal dan daya dapat dilakukan tanpa konektor tambahan, sehingga menyederhanakan struktur dan menghemat ruang.

3. Persyaratan keandalan terhadap tahan guncangan mekanis

Untuk PCB yang sering dicabut atau mungkin terkena gaya lateral, pelapisan tembaga pada sisi samping dapat berfungsi seperti "kerangka logam" yang memperkuat ketahanan tepi. Kombinasi erat dengan substratnya dapat mengurangi risiko retak dan delaminasi pada tepi, serta sangat cocok untuk peningkatan daya tahan PCB tipis (ketebalan ≤0,8mm).

4. Koneksi modular antara papan anak dan papan induk

Dalam desain modular, daughterboard perlu terhubung dengan motherboard secara cepat dan stabil. Pelapisan tembaga di sisi PCB dapat menggantikan header pin konvensional dan mewujudkan fitur "plug and play" melalui teknik penyolderan tepi atau penguncian. Desain ini tidak hanya meningkatkan efisiensi perakitan, tetapi juga menghindari kontak yang buruk akibat longgar atau tidak stabilnya header pin.

5. Optimasi perakitan penyolderan tepi

Ketika tepi PCB perlu disolder dan dipasang secara permanen (seperti terhubung ke rumah logam atau heatsink), pelapisan tembaga sisi dapat menyediakan dasar solder yang lebih andal. Permukaan logam yang rata memastikan daya lekat solder yang merata dan mencegah terjadinya cold soldering atau komponen lepas, terutama dalam proses penyolderan otomatis, yang dapat meningkatkan signifikan tingkat hasil produksi.

Spesifikasi desain PCB untuk pelapisan tembaga pada sisi PCB

Efek dari pelapisan tembaga pada sisi suatu komponen sangat bergantung pada pengendalian detail pada tahap desain. Untuk memastikan kelayakhendak proses dan kualitas akhir, area metalisasi harus didefinisikan secara jelas melalui "tumpang tindih lapisan tembaga" dalam desain CAD, dan aturan-aturan inti berikut harus dipatuhi dengan ketat:

1. Lebar tumpang tindih lapisan tembaga tidak boleh kurang dari 0,5 mm

Desain ini dapat memastikan bahwa lapisan tembaga tetap tertutup secara kontinu dari permukaan ke sisi selama proses elektroplating, menghindari "kesalahan"—mirip dengan cara batu bata perlu disusun secara bertumpuk dan tumpang tindih agar stabil saat membangun dinding, tumpang tindih lapisan tembaga merupakan jaminan dasar bagi performa konduktivitas sisi tersebut.

2. Lapisan koneksi perlu menyisakan koneksi konduktif sebesar ≥0,3 mm

Bagian kawat tembaga ini setara dengan "bagian perpanjangan kawat", memastikan arus dapat ditransmisikan secara halus dari dalam PCB ke area pelapisan tembaga di sisi samping, menghindari hambatan berlebihan atau redaman sinyal akibat koneksi yang terlalu sempit.

3. Lapisan yang tidak terhubung mempertahankan jarak aman lebih dari 0,8mm

Desain ini bertujuan mencegah lapisan tembaga di area non-fungsional secara salah terhubung ke pelapisan tembaga sisi samping sehingga menghindari risiko korsleting. Pada saat yang sama, desain ini menyisakan ruang operasional untuk pengolahan tepi (seperti pemotongan dan penggerindaan) agar memastikan akurasi pelapisan tembaga sisi samping tidak terganggu.

Keunggulan utama pelapisan tembaga pada sisi samping

Dengan struktur uniknya yang disebut "tepi yang dimetalkan", pelapisan sisi menunjukkan nilai yang tidak tergantikan dalam meningkatkan kinerja dan keandalan PCB, terutama pada perangkat elektronik kelas atas:

1. Meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik (EMC)

Dalam sirkuit frekuensi tinggi, seperti modul RF dan peralatan komunikasi 5G, pelapisan tembaga pada sisi samping dapat membentuk penghalang tak terlihat bersama lapisan ground PCB multilapis untuk menghalangi gangguan elektromagnetik (EMI) eksternal dan mengurangi radiasi sinyal internal ke luar. Desain ini secara signifikan dapat mengurangi interferensi sinyal (crosstalk) dan menjaga sirkuit tetap berjalan stabil dalam lingkungan elektromagnetik yang kompleks.

2. Membangun penghalang pelindung yang efisien

Untuk sirkuit sensitif, seperti modul sensor alat kesehatan, pelapisan tembaga pada sisi samping dapat mengubah tepi PCB menjadi "batas pelindung" dan membentuk ruang isolasi sinyal penuh dengan desain pelindung internal. Artinya, sinyal liar dari luar sulit menembus dan sinyal utama di dalamnya tidak mudah bocor, memberikan lingkungan kerja yang murni bagi sirkuit presisi tinggi.

3. Perlindungan tambahan untuk proteksi elektrostatik

Komponen elektronik sangat rentan terhadap listrik statis, dan pelapisan tembaga di sisi papan dapat berfungsi sebagai "saluran pelepasan elektrostatik" untuk mengarahkan pelepasan aman muatan statis yang terakumulasi selama pengangkutan dan perakitan, mengurangi risiko kerusakan komponen akibat lonjakan listrik statis. Efek perlindungan ini terutama sangat kritis untuk papan tanpa pelindung (bare boards) atau modul yang sering dicabang-pasang.

4. Meningkatkan keandalan ganda pada koneksi dan perakitan

Sebagai media koneksi utama pada sisi tepi, pelapisan tembaga dapat langsung digunakan sebagai titik kontak solder, serta dapat digunakan bersama dengan slot kartu untuk mewujudkan integrasi antara fiksasi mekanis dan koneksi listrik. Desain ini tidak hanya menyederhanakan proses perakitan, tetapi juga meningkatkan ketahanan terhadap guncangan dan daya tahan koneksi melalui kombinasi erat antar logam, sehingga mengurangi kegagalan akibat kontak yang buruk.

Batasan proses dan pertimbangan desain untuk pelapisan tembaga sisi

Meskipun pelapisan tembaga sisi dapat secara signifikan meningkatkan kinerja PCB, penerapannya dibatasi oleh karakteristik proses manufaktur. Risiko potensial perlu dihindari sejak tahap desain untuk memastikan kelayakprosesan:

1. Keterbatasan ketidakkontinuan pelapisan tembaga pada tepi

Dalam manufaktur PCB, papan perlu dipasang pada panel produksi untuk memastikan akurasi proses, sehingga menyebabkan pelapisan tembaga sisi tidak dapat menutupi seluruh panjang tepi. Hal ini memerlukan area celah yang harus disisihkan pada posisi yang sesuai di papan pengkabelan. Celah ini harus disesuaikan menurut desain fixture panel produksi, dengan lebar biasanya dikontrol antara 2-5mm.

2. Keterbatasan kompatibilitas dengan proses pemisahan papan V-Cut

Proses pelapisan logam pada sisi tembaga harus diselesaikan sebelum proses elektroplating lubang tembus (PTH), dan proses pemisahan papan dengan V-Cut akan merusak lapisan tembaga sisi yang telah terbentuk, menyebabkan lapisan elektroplating retak atau mengelupas. Oleh karena itu, PCB dengan pelapisan tembaga sisi harus menghindari pemisahan papan menggunakan V-Cut. Disarankan menggunakan proses pemisahan papan gong untuk memastikan integritas lapisan tepi.

3. Persyaratan khusus untuk perlakuan permukaan dan solder mask

Perlakuan permukaan pada area sisi yang dilapisi tembaga sebaiknya diprioritaskan pada proses immersion gold atau immersion silver. Kedua proses ini dapat membentuk lapisan pelindung yang seragam dan padat di permukaan lapisan tembaga sehingga mencegah oksidasi tanpa memengaruhi kualitas sambungan solder. Jika metode perlakuan lain seperti HASL digunakan, maka keandalan koneksi pada tepi dapat menurun akibat ketidaksamaan ketebalan lapisan.

Pada saat yang sama, desain solder mask memerlukan "solder mask opening" untuk area yang dilapisi tembaga di sisi samping agar permukaan logam terekspos secara langsung demi mencapai koneksi konduktif. Untuk menghindari ambiguitas, disarankan untuk menambahkan catatan teks yang jelas dalam file desain, yang menunjukkan cakupan pelapisan tembaga di sisi samping, jenis perlakuan permukaan, dan persyaratan koneksi, sehingga kami dapat melaksanakannya secara akurat.