Design Rule Check (DRC) pada PCB: Cara Mengecek Kesalahan Desain dan Jalur PCB

Dalam proses desain PCB (Printed Circuit Board), membuat schematic dan menyusun komponen pada board saja belum cukup. Setelah proses routing selesai, desain PCB perlu diperiksa untuk memastikan tidak terdapat kesalahan yang dapat menyebabkan masalah saat board diproduksi atau digunakan.Salah satu fitur yang digunakan untuk melakukan pemeriksaan tersebut adalah Design Rule Check (DRC). Design Rule Check (DRC) merupakan fitur pada software desain PCB yang digunakan untuk memeriksa apakah layout PCB sudah memenuhi aturan desain yang telah ditentukan. 

 

Pemeriksaan ini dapat menemukan berbagai masalah seperti jarak antarjalur yang terlalu dekat, jalur yang tidak terhubung dengan benar, ukuran jalur yang tidak sesuai, hingga kesalahan pada posisi atau ukuran objek PCB. Dengan menggunakan DRC PCB, proses pemeriksaan layout dapat dilakukan secara otomatis sehingga kesalahan desain lebih mudah ditemukan sebelum PCB masuk ke tahap produksi.

Apa Itu Design Rule Check (DRC)?

Design Rule Check atau DRC adalah proses pemeriksaan otomatis pada layout PCB untuk memastikan desain memenuhi aturan desain yang telah ditentukan. Aturan tersebut dapat mencakup:

- Jarak minimum antarjalur PCB.

- Jarak antara jalur dengan pad.

- Lebar jalur PCB.

- Ukuran lubang atau drill.

- Jarak antara komponen.

- Clearance antara objek PCB.

- Koneksi antar-net.

- Posisi dan ukuran board outline.

- Aturan routing lainnya.

Setiap software desain PCB dapat memiliki tampilan dan jenis pemeriksaan yang berbeda. Namun, prinsipnya tetap sama, yaitu membandingkan layout PCB dengan design rules yang telah ditentukan.

 

Baca juga: Autorouter PCB: Pengertian, Cara Kerja dan Cara Menggunakannya untuk Routing Jalur PCB

Mengapa DRC Dibutuhkan?

Kesalahan pada PCB terkadang sulit ditemukan hanya dengan melihat layout secara manual. Misalnya, dua jalur terlihat terpisah pada layar, tetapi ternyata jaraknya terlalu dekat untuk aturan manufaktur yang digunakan. Jika desain tersebut langsung diproduksi, jarak yang terlalu kecil dapat menyebabkan masalah pada proses fabrikasi. Dengan DRC, software dapat memberikan peringatan terhadap kondisi tersebut. Secara sederhana, alurnya dapat digambarkan seperti:

Schematic → PCB Layout → Routing → Design Rule Check → Perbaikan → Final PCB

Fungsi Design Rule Check pada Desain PCB

DRC memiliki beberapa fungsi penting dalam proses desain PCB sebagai berikut:

1. Memeriksa Jarak Antarjalur

Salah satu pemeriksaan paling umum adalah clearance atau jarak minimum antarobjek. Jika jarak antara kedua jalur terlalu kecil dibandingkan aturan yang ditentukan, DRC akan memberikan tanda kesalahan atau peringatan. Pemeriksaan ini penting karena jarak antarjalur berhubungan dengan kemampuan PCB untuk diproduksi dengan aman.

2. Memeriksa Lebar Jalur PCB

DRC juga dapat digunakan untuk memeriksa track width atau lebar jalur PCB. Misalnya, aturan desain menetapkan lebar jalur minimum sebesar 0,25 mm. Jika terdapat jalur yang lebih kecil dari nilai tersebut, DRC dapat mendeteksinya. Contohnya:

Minimum Track Width = 0,25 mm

Jalur 0,30 mm → OK

Jalur 0,25 mm → OK

Jalur 0,15 mm → ERROR

Aturan lebar jalur dapat disesuaikan dengan kebutuhan desain, jenis sinyal, kemampuan manufaktur, dan kebutuhan arus.

3. Memeriksa Clearance antara Pad dan Jalur

Selain memeriksa jalur dengan jalur, DRC dapat memeriksa jarak antara pad, via, dan track. Contohnya, jalur yang melewati area pad komponen dapat menyebabkan clearance terlalu kecil. Dengan DRC, kondisi tersebut dapat ditandai sehingga desainer dapat memperbaiki posisi routing sebelum PCB dibuat.

4. Memeriksa Koneksi Net

Dalam desain PCB, setiap koneksi dari schematic biasanya memiliki informasi net. Net digunakan untuk menunjukkan objek-objek yang seharusnya saling terhubung. Jika salah satu koneksi tidak tersambung pada PCB layout, software dapat mendeteksinya melalui pemeriksaan DRC atau pemeriksaan konektivitas lainnya.

5. Memeriksa Jalur yang Tidak Terhubung

Kesalahan unconnected track dapat terjadi ketika proses routing belum selesai. 

 

Kondisi tersebut dapat menyebabkan rangkaian tidak bekerja meskipun schematic dan komponen sudah benar. DRC membantu menemukan bagian layout yang masih memiliki koneksi yang belum selesai.

6. Memeriksa Via dan Lubang PCB

Pada PCB yang menggunakan via, DRC juga dapat digunakan untuk memeriksa ukuran dan jarak via. Beberapa aturan yang dapat diperiksa antara lain:

- Diameter via.

- Diameter drill.

- Jarak antarvia.

- Jarak via dengan track.

- Jarak via dengan pad.

- Aturan layer yang digunakan.

Hal ini penting terutama pada desain PCB dengan routing yang cukup padat.

Jenis Kesalahan yang Dapat Ditemukan DRC

Setiap software PCB memiliki sistem pemeriksaan yang berbeda, tetapi beberapa jenis kesalahan yang umum ditemukan antara lain sebagai berikut.

1. Clearance Violation

Clearance violation terjadi ketika jarak kosong antara dua objek pada PCB terdeteksi lebih kecil dari batas aturan minimum yang sudah ditentukan. Objek yang diperiksa jarak amannya bisa berupa:

- Track dengan track

- Track dengan pad

- Pad dengan pad

- Via dengan track / via dengan pad

- Copper dengan board edge (tepi papan)

 

Sebagai contoh kasus nyata pada gambar di atas, folder Clearance mendeteksi adanya pelanggaran jarak aman berkategori Track - Pad. Data software memperlihatkan jarak aktual di papan hanya sebesar 0,126 mm, padahal aturan desain membutuhkan jarak yang lebih longgar dari itu. Akibatnya, software langsung memberikan status ERROR tanda silang merah agar desainer segera meregangkan jarak antar-objek tersebut demi menghindari risiko korsleting saat PCB dicetak.

2. Track Width Violation

Kesalahan ini terjadi ketika dimensi lebar jalur (track width) tembaga yang digambar oleh desainer lebih kecil atau lebih besar dari batas aturan aman yang ditentukan pada software. Pemeriksaan ini sangat penting untuk memastikan jalur PCB mampu dialiri arus listrik dengan aman tanpa risiko kabel tembaga kepanasan atau putus saat proses produksi fisik.

 

Sebagai contoh visual nyata pada gambar di atas, sistem Design Rule Check (DRC) EasyEDA langsung mendeteksi kedua jenis pelanggaran tersebut secara bersamaan:

- Pada Kasus Clearance: Terdeteksi pelanggaran jarak aman antara objek Track dan Pad dengan jarak aktual hanya 0,126 mm (ditandai tanda silang merah).

- Pada Kasus Track Width: Terdeteksi sebuah jalur bernama gge183 yang hanya memiliki ketebalan 0,15 mm. Karena aturan minimum menginstruksikan batas aman sebesar 0,25 mm, software langsung menetapkan status ERROR agar desainer segera mempertebal jalur tersebut sebelum naik cetak.

3. Unconnected Item

Unconnected item menunjukkan adanya objek yang seharusnya terhubung tetapi belum tersambung. Kesalahan ini dapat terjadi karena:

- Routing belum selesai.

- Track berhenti sebelum mencapai pad.

- Net salah.

- Jalur terputus.

- Komponen berpindah posisi setelah routing.

4. Board Edge Clearance

PCB memiliki batas fisik yang biasanya dibuat menggunakan board outline. DRC dapat memeriksa apakah track, pad, via, atau komponen terlalu dekat dengan tepi board. Jika track terlalu dekat dengan board edge berdasarkan aturan yang digunakan, software dapat memberikan peringatan.

5. Silkscreen Violation

 

Lapisan silkscreen berfungsi penting untuk menampilkan berbagai informasi visual pada papan PCB, seperti nama komponen, nomor pin, tanda polaritas, label, hingga logo. Informasi ini sangat membantu manusia saat proses merakit dan menyolder komponen asli agar tidak tertukar.

 

Pada software desain PCB, fitur Design Rule Check (DRC) secara otomatis akan mendeteksi jika terjadi Silkscreen Violation (pelanggaran posisi cetak tinta). Pelanggaran ini terjadi ketika teks atau garis gambar komponen diletakkan terlalu dekat, menabrak, atau menutupi area lubang solder (Pad). Sebagai contoh nyata pada gambar di atas: 

Teks label "LED" dipasang terlalu naik sehingga menabrak masuk dan bertumpuk di bawah Pad negatif (-) komponen LED.

 

Kondisi ini sangat berbahaya karena saat papan PCB dicetak di pabrik, tinta silkscreen akan ikut tercetak di atas permukaan tembaga Pad. Lapisan tinta tersebut akan menghalangi timah solder untuk menempel secara sempurna pada kaki komponen, yang berisiko menyebabkan kegagalan koneksi listrik (cold joint). Oleh karena itu, jika software mendeteksi posisi tulisan yang menutupi pad seperti ini, posisi teks label harus segera digeser keluar ke area yang aman dan bersih sebelum file dikirim ke pabrik cetak.

Bagaimana Cara Kerja Design Rule Check?

Design Rule Check (DRC) bekerja dengan cara memeriksa kondisi layout PCB dan membandingkannya dengan aturan desain (design rules) yang telah ditentukan sebelumnya. Aturan tersebut dapat mencakup berbagai parameter, seperti jarak minimum antarjalur, lebar jalur, jarak antara pad dan komponen, serta aturan lain yang diterapkan pada desain PCB.

 

Ketika DRC dijalankan, software desain PCB akan memeriksa berbagai objek yang terdapat pada layout, termasuk track, pad, via, footprint, dan area PCB. Setiap objek tersebut dibandingkan dengan parameter yang terdapat pada design rules untuk memastikan bahwa desain tidak melanggar ketentuan yang telah ditetapkan.

 

Jika software menemukan adanya pelanggaran, DRC akan memberikan informasi mengenai jenis kesalahan dan lokasi terjadinya pelanggaran pada PCB layout. Desainer kemudian dapat memeriksa bagian tersebut dan melakukan perbaikan, misalnya dengan mengubah posisi komponen, memperlebar jalur, atau menambah jarak antarjalur.

 

Setelah perbaikan dilakukan, DRC dapat dijalankan kembali untuk memastikan bahwa masalah tersebut sudah tidak ditemukan. Jika pemeriksaan selesai tanpa pelanggaran yang perlu diperbaiki, desain PCB dapat dilanjutkan ke tahap berikutnya, seperti pemeriksaan akhir dan pembuatan file produksi PCB.

 

Dengan demikian, DRC berfungsi sebagai alat pemeriksaan otomatis yang membantu desainer menemukan kesalahan pada layout PCB sebelum desain digunakan untuk proses produksi.

Apa Itu Design Rules pada PCB?

Sebelum menjalankan DRC, biasanya terdapat design rules yang menentukan batas atau aturan yang harus dipenuhi oleh layout PCB. Contohnya:

Parameter	Contoh Nilai
Minimum Clearance	0,20 mm
Minimum Track Width	0,25 mm
Minimum Via Drill	0,30 mm
Board Edge Clearance	0,50 mm

Nilai tersebut hanya contoh. Design rules harus disesuaikan dengan kebutuhan rangkaian dan kemampuan proses fabrikasi PCB yang digunakan.

Mengapa Design Rules Harus Ditentukan dengan Benar?

DRC hanya dapat memberikan hasil berdasarkan aturan yang diberikan. Misalnya, jika aturan clearance ditetapkan terlalu longgar, desain yang sebenarnya sulit diproduksi mungkin tidak dianggap sebagai error oleh software. Sebaliknya, aturan yang terlalu ketat dapat menghasilkan banyak peringatan meskipun desain sebenarnya masih dapat diproduksi oleh manufaktur tertentu. Oleh karena itu, design rules perlu disesuaikan dengan kemampuan manufacturer PCB.

Cara Melakukan DRC pada Software Desain PCB

Setiap software memiliki menu yang berbeda, tetapi proses umumnya hampir sama.

Langkah 1: Selesaikan PCB Layout

Pastikan komponen sudah ditempatkan dan proses routing sudah dilakukan. Periksa terlebih dahulu:

- Posisi komponen

- Jalur PCB

- Via

- Board outline

- Layer yang digunakan

Langkah 2: Tentukan Design Rules

Masukkan aturan desain sesuai kebutuhan. Contohnya:

Clearance : 0,20 mm

Track Width : 0,25 mm

Via Drill : 0,30 mm

Board Clearance: 0,50 mm

Nilai tersebut hanyalah contoh dan harus disesuaikan dengan kemampuan produksi PCB.

Langkah 3: Jalankan DRC

Buka fitur Design Rule Check pada software PCB yang digunakan. Software kemudian melakukan pemeriksaan terhadap layout. Biasanya hasil pemeriksaan akan menampilkan error, warning, lokasi kesalahan, jenis pelanggaran, objek yang terlibat. 

Langkah 4: Periksa Lokasi Error

Setelah DRC selesai, klik atau pilih salah satu hasil error. Software biasanya akan menunjukkan lokasi kesalahan secara langsung pada PCB layout. Dengan begitu, desainer tidak perlu mencari kesalahan secara manual di seluruh board.

Langkah 5: Perbaiki Layout

Setelah menemukan kesalahan, lakukan perubahan pada PCB layout.

Misalnya:

Clearance terlalu kecil

→ Geser jalur.

Track terlalu sempit

→ Perbesar lebar jalur.

Via terlalu dekat

→ Pindahkan posisi via.

Jalur belum terhubung

→ Lanjutkan routing.

Setelah diperbaiki, jalankan kembali DRC.

Langkah 6: Jalankan DRC Kembali

DRC sebaiknya dijalankan kembali setelah melakukan perubahan besar pada layout.

Prosesnya dapat dilakukan berulang:

Check → Fix → Check → Fix → Final Check

Tujuannya adalah memastikan tidak ada masalah baru yang muncul setelah perbaikan.

Perbedaan Error dan Warning pada DRC

Hasil DRC biasanya dibagi menjadi error dan warning, meskipun istilah dan kategorinya dapat berbeda pada setiap software.

1. Error

Error biasanya menunjukkan kondisi yang dianggap melanggar aturan desain. Contohnya:

- Clearance terlalu kecil.

- Track width di bawah minimum.

- Koneksi tertentu belum selesai.

- Via tidak memenuhi aturan.

Error biasanya perlu diperiksa dan diperbaiki sebelum desain dianggap siap.

2. Warning

Warning merupakan peringatan mengenai kondisi yang perlu diperhatikan. Tidak semua warning berarti desain pasti salah. Beberapa warning mungkin memang diperbolehkan berdasarkan kebutuhan desain. Oleh karena itu, desainer perlu memahami mengapa warning tersebut muncul sebelum memutuskan tindakan yang tepat.

Contoh Sederhana Pemeriksaan DRC

Untuk memberikan gambaran nyata, sebuah PCB layout diatur dengan aturan dasar (Design Rules) sebagai berikut:

- Clearance minimum = 0,20 mm

- Track Width minimum = 0,25 mm

Ketika aturan tersebut diterapkan pada proses desain menggunakan software EasyEDA, ditemukan kondisi penjaluran seperti pada gambar di bawah ini:

 

Berdasarkan hasil pemindaian sistem DRC di atas, pembacaan error dapat dipahami secara mendalam sebagai berikut:

- Pemeriksaan Jalur (Track Width): Terdapat jalur tembaga dengan ukuran 0,15 mm. Karena batas minimal aman adalah 0,25 mm, software langsung menandainya sebagai ERROR (Track Width (1) -> 0.15mm) dengan tanda silang merah.

- Pemeriksaan Jarak Aman (Clearance): Jarak kosong antar komponen/jalur terdeteksi hanya sebesar 0,126 mm. Karena jarak ini terlalu sempit di bawah batas minimal 0,20 mm, software juga menetapkannya sebagai ERROR (Clearance (1) -> 0.126mm).

Jika dibiarkan tanpa perbaikan, jalur yang terlalu tipis berisiko terputus saat dicetak, dan jarak yang terlalu mepet bisa memicu korsleting listrik parah antar komponen. Setelah mendapati alarm dari DRC ini, desainer PCB cukup mempertebal ukuran track yang bermasalah dan menggeser tata letak komponen agar jarak aman (clearance) kembali terpenuhi.

DRC Bukan Pengganti Pemeriksaan Manual

Meskipun Design Rule Check sangat membantu, DRC bukan berarti seluruh proses pemeriksaan PCB dapat dilakukan secara otomatis. Ada beberapa hal yang tetap perlu diperiksa secara manual, antara lain:

- Orientasi komponen

- Polaritas LED, diode, dan kapasitor

- Posisi konektor

- Label silkscreen

- Posisi mounting hole

- Jalur power dan ground

- Penempatan komponen terhadap casing

- Arah konektor

- Kesamaan antara schematic dan PCB

DRC berfokus pada aturan yang dapat diperiksa oleh software. Kesalahan desain secara fungsi atau mekanik belum tentu dapat dideteksi oleh DRC.

Hubungan DRC dengan Schematic dan Routing

Design Rule Check (DRC) merupakan salah satu tahap penting dalam keseluruhan proses desain PCB. DRC dilakukan setelah proses pembuatan schematic, penentuan koneksi, placement komponen, dan routing selesai atau setidaknya sudah cukup lengkap untuk diperiksa.

 

Proses desain biasanya dimulai dari schematic, yaitu tahap untuk menentukan hubungan elektrik antar-komponen dalam rangkaian. Informasi mengenai koneksi tersebut kemudian digunakan dalam proses pembuatan PCB melalui netlist atau data koneksi yang tersedia di software desain PCB.

 

Setelah itu, desainer menentukan footprint untuk setiap komponen dan menempatkannya pada PCB melalui proses placement. Posisi komponen kemudian menjadi dasar untuk membuat routing, yaitu jalur tembaga yang menghubungkan pad atau pin komponen sesuai dengan koneksi yang telah ditentukan pada schematic.

 

Setelah routing selesai, DRC digunakan untuk memeriksa layout PCB berdasarkan aturan desain yang telah ditentukan. Pemeriksaan ini dapat menemukan berbagai masalah, seperti jarak antarjalur yang terlalu dekat, jalur yang terlalu sempit, atau pelanggaran aturan lainnya.

 

Jika ditemukan kesalahan, desainer dapat melakukan perbaikan pada layout dan menjalankan DRC kembali. Setelah hasil pemeriksaan sesuai, desain dapat dilanjutkan ke final check, kemudian dipersiapkan menjadi file Gerber atau file produksi lainnya untuk digunakan dalam proses pembuatan PCB.

 

Dengan demikian, DRC tidak menggantikan schematic maupun routing, tetapi berfungsi sebagai tahap pemeriksaan untuk memastikan hasil desain PCB tetap sesuai dengan aturan yang telah ditentukan sebelum masuk ke proses produksi.

DRC dan Netlist Saling Berkaitan

Di balik layar, proses Design Rule Check (DRC) tidak bekerja sendirian. Fitur ini sangat bergantung pada dokumen digital tersembunyi yang bernama Netlist.

Netlist adalah daftar database yang berisi informasi mentah mengenai hubungan koneksi antar-komponen yang telah Anda buat di lembar skematik. Sebagai gambaran sederhana, isi dari data netlist berbentuk seperti ini:

- Jalur A: Pin 1 Resistor 1 (R1.1) harus terhubung ke Pin 1 Kapasitor 1 (C1.1)

- Jalur B: Pin 2 Resistor 1 (R1.2) harus terhubung ke Pin 3 IC 1 (U1.3)

- Jalur C: Pin 2 Kapasitor 1 (C1.2) harus terhubung ke GND

Informasi cetak biru inilah yang dipegang oleh software sebagai acuan utama. Setelah desainer selesai melakukan penjaluran tembaga (routing) pada papan PCB, fitur DRC akan mencocokkan jalur tembaga fisik tersebut dengan cetak biru Netlist tadi.

 

Jika ada kaki komponen yang lupa diberi jalur tembaga, atau justru ada jalur yang tersambung ke pin yang salah, DRC akan langsung membunyikan alarm error. Dengan demikian, netlist, routing, dan DRC merupakan satu kesatuan ekosistem yang saling berkaitan erat demi memastikan papan PCB Anda bekerja 100% sesuai dengan rencana skematik awal.

Tips Agar DRC PCB Lebih Mudah Diperbaiki

1. Gunakan Design Rules Sejak Awal

Jangan menunggu layout selesai untuk menentukan semua aturan. Tentukan parameter penting seperti clearance, track width, via size, dan board edge clearance sejak awal proses desain.

2. Jangan Mengabaikan Semua Warning

Warning tidak selalu berarti kesalahan fatal, tetapi tetap perlu diperiksa. Pastikan desainer memahami alasan munculnya warning tersebut.

3. Periksa DRC Secara Berkala

Tidak harus menunggu seluruh routing selesai. Menjalankan pemeriksaan secara berkala dapat membantu menemukan masalah lebih awal.

4. Sesuaikan dengan Kemampuan Manufaktur

Gunakan aturan yang sesuai dengan spesifikasi fabrikasi PCB. Jangan hanya menggunakan nilai default software tanpa mengetahui apakah nilai tersebut sesuai dengan manufacturer.

5. Lakukan Final Check Sebelum Produksi

Sebelum file Gerber dikirim ke manufacturer, lakukan pemeriksaan terakhir. Pastikan:

- DRC sudah diperiksa.

- Tidak ada error penting.

- Board outline benar.

- Layer sudah benar.

- Silkscreen sudah diperiksa.

- Komponen sudah sesuai.

- Koneksi PCB sesuai schematic.

Software PCB yang Memiliki Fitur DRC

Fitur Design Rule Check tersedia pada berbagai software desain PCB. Beberapa contohnya adalah:

- EasyEDA

- KiCad

- Altium Designer

-Autodesk Fusion Electronics

- OrCad

- DipTrace

- DesignSpark PCB 

Nama menu dan tampilan DRC dapat berbeda, tetapi prinsip penggunaannya tetap sama: menentukan aturan, memeriksa layout, menemukan pelanggaran, kemudian memperbaikinya.

 

Baca juga: Netlist PCB: Pengertian, Fungsi, Cara Kerja dan Hubungannya dengan Schematic

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!