Keepout Area PCB: Pengertian, Fungsi dan Cara Menentukan Area Terlarang pada Desain PCB

Dalam proses desain Printed Circuit Board (PCB), penempatan komponen dan jalur tembaga perlu direncanakan dengan baik agar rangkaian dapat bekerja sesuai kebutuhan. Salah satu hal yang perlu diperhatikan adalah Keepout Area PCB, yaitu area tertentu pada papan PCB yang dibatasi penggunaannya untuk komponen, jalur, atau objek desain lainnya. Keepout area memiliki peran penting dalam menjaga jarak antarkomponen, mencegah gangguan mekanis, serta membantu proses perancangan PCB menjadi lebih teratur. Area ini juga dapat digunakan untuk memberikan ruang bagi konektor, lubang baut, heatsink, dan bagian lain yang membutuhkan ruang khusus. Lalu, apa itu keepout area PCB? Bagaimana cara menentukan area terlarang untuk komponen dan jalur pada desain PCB? Simak penjelasan lengkapnya berikut ini.

Apa Itu Keepout Area PCB?

Keepout Area PCB adalah area pada desain PCB yang ditentukan sebagai zona terlarang untuk objek tertentu, seperti komponen, jalur tembaga, atau copper pour. Area ini digunakan untuk membatasi penempatan objek agar tidak mengganggu komponen lain, struktur mekanis, maupun kebutuhan elektris pada rangkaian. Dalam software desain PCB, keepout area biasanya dibuat menggunakan garis batas atau bentuk tertentu, seperti persegi, lingkaran, atau poligon. Bentuk tersebut menunjukkan area yang tidak boleh digunakan oleh objek desain yang dibatasi. 

 

Namun, keepout area tidak selalu berarti seluruh objek dilarang masuk ke dalam area tersebut. Pembatasannya bergantung pada jenis keepout yang digunakan dan aturan yang diterapkan dalam software PCB. Sebagai contoh, sebuah konektor USB membutuhkan ruang kosong di bagian tepi PCB agar kabel dapat dipasang dengan mudah. Desainer dapat menentukan keepout area di sekitar konektor tersebut untuk mencegah komponen lain ditempatkan terlalu dekat. Dengan demikian, keepout area membantu mengatur ruang pada PCB agar sesuai dengan kebutuhan desain elektris dan mekanis.

 

Baca juga: BOM PCB: Pengertian, Fungsi, Komponen dan Cara Membuat Bill of Materials 

Fungsi Keepout Area pada Desain PCB

1. Mencegah Penempatan Komponen pada Area Tertentu

Salah satu fungsi utama keepout area adalah membatasi penempatan komponen pada bagian PCB yang membutuhkan ruang khusus. Contohnya, area di sekitar lubang baut, konektor, atau bagian mekanis tertentu perlu dijaga agar tidak ditempati komponen elektronik. Jika komponen ditempatkan terlalu dekat dengan area tersebut, proses pemasangan PCB ke dalam casing dapat menjadi sulit. Dengan menggunakan keepout area, desainer dapat menentukan ruang yang harus tetap kosong sejak awal proses desain.

 

Hasil pengisian bidang tembaga luas (Copper Pour) yang otomatis terhalang dan bolong di dalam wilayah Keepout Area

2. Membatasi Jalur Tembaga pada PCB

Keepout area juga dapat digunakan untuk membatasi jalur tembaga atau copper trace pada bagian tertentu. Pembatasan ini berguna ketika terdapat area yang tidak boleh dilewati jalur sinyal maupun jalur daya. Sebagai contoh, jalur tembaga perlu dijauhkan dari lubang pemasangan baut yang menggunakan logam. Jika tidak direncanakan dengan baik, bagian logam tersebut berpotensi bersentuhan dengan tembaga dan menyebabkan hubungan listrik yang tidak diinginkan. Penggunaan keepout area dapat membantu mencegah jalur tembaga melewati area tersebut.

3. Menjaga Jarak Antarobjek pada PCB

Dalam desain PCB, jarak antarkomponen dan jalur tembaga perlu disesuaikan dengan kebutuhan rangkaian. Keepout area dapat digunakan untuk memberikan ruang tambahan di sekitar komponen tertentu. Misalnya, komponen yang menghasilkan panas membutuhkan ruang untuk membantu pelepasan panas. Area di sekitarnya dapat dibatasi agar komponen lain tidak ditempatkan terlalu dekat. Selain itu, keepout area juga dapat digunakan untuk menjaga jarak dari bagian PCB yang memiliki kebutuhan isolasi listrik tertentu.

4. Membantu Penyesuaian PCB dengan Casing

PCB sering dipasang ke dalam casing atau perangkat elektronik tertentu. Oleh karena itu, desain PCB perlu mempertimbangkan bentuk casing, posisi lubang baut, konektor, dan bagian mekanis lainnya. Keepout area dapat digunakan untuk menandai ruang yang harus tersedia agar PCB dapat dipasang dengan benar. Contohnya, bagian PCB di sekitar lubang baut perlu memiliki jarak yang cukup dari komponen dan jalur tembaga. Dengan perencanaan tersebut, risiko komponen bertabrakan dengan casing atau bagian mekanis dapat dikurangi.

5. Membantu Proses Routing PCB

Pada tahap routing, desainer menghubungkan komponen menggunakan jalur tembaga. Keepout area dapat membantu mengatur jalur yang boleh dilewati oleh routing tool. Jika terdapat area yang tidak boleh dilalui jalur tembaga, desainer dapat membuat batasan pada area tersebut. Hal ini membantu proses routing menjadi lebih terarah dan mengurangi kemungkinan jalur melewati bagian PCB yang tidak diinginkan.

Jenis-jenis Keepout Area PCB

Keepout area dapat dibedakan berdasarkan objek yang dibatasi. Jenis dan nama fiturnya dapat berbeda pada setiap software desain PCB.

1. Component Keepout

Component keepout adalah area yang digunakan untuk membatasi penempatan komponen elektronik. Area ini biasanya diterapkan pada bagian PCB yang membutuhkan ruang kosong, seperti:

- Area di sekitar lubang baut.

- Area pemasangan konektor.

- Area untuk heatsink.

- Area yang digunakan oleh bagian mekanis.

- Area yang membutuhkan jarak tertentu dari komponen lain.

Sebagai contoh, sebuah lubang baut berada di dekat IC. Desainer dapat membuat component keepout di sekitar lubang tersebut agar komponen tidak ditempatkan terlalu dekat. Namun, component keepout tidak selalu membatasi seluruh bagian footprint. Pengaturannya bergantung pada jenis objek yang ditandai sebagai keepout dan aturan pada software PCB.

2. Routing Keepout

Routing keepout adalah area yang digunakan untuk membatasi jalur tembaga pada PCB. Area ini membantu memastikan bahwa jalur tidak melewati bagian tertentu pada papan. Routing keepout dapat digunakan pada:

- Area di sekitar lubang baut.

- Area yang membutuhkan isolasi listrik.

- Area tertentu di sekitar antena.

- Bagian PCB yang harus bebas dari jalur tembaga.

Sebagai contoh, sebuah PCB memiliki area khusus untuk antena. Desainer dapat menentukan batasan routing pada area tersebut agar jalur tembaga tidak melewati bagian yang telah ditentukan. Perlu diperhatikan bahwa kebutuhan keepout pada antena bergantung pada jenis antena, frekuensi kerja, dan rekomendasi desain dari produsennya.

3. Copper Pour Keepout

Copper pour keepout adalah area yang digunakan untuk membatasi penempatan copper pour atau bidang tembaga pada PCB. Copper pour biasanya digunakan sebagai bidang ground atau bidang daya. Pada beberapa desain, bidang tembaga tidak boleh memenuhi seluruh area PCB karena terdapat bagian yang harus tetap bebas dari tembaga. Contohnya, area tertentu di sekitar antena atau bagian mekanis mungkin perlu dijaga agar tidak tertutup copper pour. Dengan menggunakan copper pour keepout, desainer dapat menentukan area yang tidak boleh diisi oleh bidang tembaga.

4. Via Keepout

Via keepout digunakan untuk membatasi penempatan via pada area tertentu. Via merupakan lubang berlapis tembaga yang digunakan untuk menghubungkan jalur antarlayer PCB. Pada desain PCB multilayer, via keepout dapat digunakan ketika suatu area harus bebas dari via karena kebutuhan elektris, mekanis, atau konstruksi PCB. Contohnya, area di sekitar lubang pemasangan baut dapat dibatasi agar via tidak ditempatkan terlalu dekat dengan lubang tersebut.

5. Mechanical Keepout

Mechanical keepout adalah area yang digunakan untuk membatasi objek berdasarkan kebutuhan mekanis. Area ini berkaitan dengan bentuk PCB, casing, konektor, dan komponen mekanis lainnya. Contohnya adalah ruang di sekitar:

- Lubang baut.

- Dudukan PCB.

- Konektor yang menonjol keluar dari casing.

- Bagian casing yang memiliki tonjolan.

- Area pergerakan komponen mekanis.

Mechanical keepout membantu memastikan bahwa desain PCB dapat dipasang pada perangkat sesuai dengan kebutuhan fisiknya.

Cara Menentukan Keepout Area pada PCB

Menentukan keepout area tidak hanya dilakukan dengan membuat garis batas pada PCB. Desainer perlu memahami fungsi area tersebut dan objek apa saja yang harus dibatasi. Berikut langkah-langkah menentukan keepout area pada desain PCB.

1. Identifikasi Area yang Membutuhkan Pembatasan

Langkah pertama adalah menentukan bagian PCB yang membutuhkan area terlarang. Periksa kebutuhan rangkaian, posisi komponen, bentuk PCB, dan kondisi pemasangan. Beberapa area yang sering membutuhkan keepout antara lain:

- Area di sekitar lubang baut.

- Area pemasangan konektor.

- Area di sekitar antena.

- Area komponen yang menghasilkan panas.

- Area yang membutuhkan isolasi listrik.

- Area yang digunakan oleh bagian casing.

Pada tahap ini, tentukan juga alasan mengapa area tersebut harus dibatasi. Sebagai contoh, area di sekitar lubang baut membutuhkan ruang kosong agar kepala baut tidak bersentuhan dengan komponen atau jalur tembaga.

2. Tentukan Jenis Objek yang Dibatasi

Setelah area yang membutuhkan pembatasan diketahui, tentukan objek apa saja yang tidak boleh berada di dalam area tersebut. Apakah area tersebut harus bebas dari komponen, jalur tembaga, via, copper pour, atau seluruh objek tertentu? 

Contohnya:

Kebutuhan	Jenis Pembatasan
Mencegah komponen terlalu dekat dengan lubang baut	Component keepout
Mencegah jalur tembaga melewati area tertentu	Routing keepout
Mencegah bidang tembaga memenuhi area tertentu	Copper pour keepout
Mencegah via ditempatkan pada area tertentu	Via keepout
Menjaga ruang untuk casing atau bagian mekanis	Mechanical keepout

Pemilihan jenis keepout harus disesuaikan dengan kemampuan software PCB yang digunakan.

3. Tentukan Ukuran dan Jarak Keepout

Ukuran keepout area harus ditentukan berdasarkan kebutuhan desain. Tidak semua komponen membutuhkan jarak pembatasan yang sama. Beberapa komponen membutuhkan ruang tambahan untuk pemasangan, pelepasan panas, atau kebutuhan elektris. Sebagai contoh, area di sekitar lubang baut perlu mempertimbangkan diameter lubang, ukuran kepala baut, dan jarak aman dari jalur tembaga. Sedangkan area di sekitar konektor perlu mempertimbangkan ukuran konektor dan ruang untuk memasang kabel. Untuk kebutuhan isolasi listrik, jarak antarbagian konduktif harus mengikuti tegangan kerja, kondisi lingkungan, serta standar yang digunakan. Jangan menentukan ukuran keepout hanya berdasarkan perkiraan visual. Gunakan datasheet, gambar mekanis, rekomendasi produsen, dan aturan desain PCB yang sesuai.

4. Buat Batas Keepout pada Software PCB

Setelah ukuran dan posisi ditentukan, langkah berikutnya adalah membuat keepout area menggunakan software desain PCB. Pada umumnya, prosesnya meliputi:

- Membuka desain PCB pada software.

- Memilih layer atau fitur keepout yang tersedia.

- Menentukan bentuk area yang akan dibatasi.

- Menggambar batas keepout pada posisi yang diinginkan.

- Mengatur jenis objek yang tidak boleh memasuki area tersebut.

- Memeriksa kembali posisi dan ukuran keepout.

Bentuk keepout dapat berupa persegi, lingkaran, atau poligon sesuai kebutuhan desain. Perlu diperhatikan bahwa cara membuat keepout area berbeda pada setiap software PCB. Nama fitur, pilihan layer, dan pengaturan objek yang dibatasi dapat berbeda antara EasyEDA, KiCad, Altium Designer, dan software lainnya.

5. Periksa Pengaruh Keepout terhadap Desain PCB

Setelah keepout area dibuat, periksa apakah pembatasan tersebut memengaruhi penempatan komponen dan routing. Pastikan komponen yang membutuhkan ruang khusus tidak bertabrakan dengan objek lain. Periksa juga apakah jalur tembaga masih dapat dirutekan dengan baik tanpa melewati area terlarang. Jika terdapat kesalahan, lakukan penyesuaian pada posisi komponen, jalur, atau ukuran keepout.

6. Jalankan Design Rule Check (DRC)

Langkah terakhir adalah menjalankan Design Rule Check (DRC) untuk memeriksa kesalahan pada desain PCB. DRC dapat membantu menemukan pelanggaran aturan desain, termasuk pelanggaran keepout apabila aturan tersebut telah dikonfigurasi dan didukung oleh software yang digunakan. Namun, tidak semua keepout otomatis diperiksa dengan cara yang sama. Beberapa software memiliki pengaturan khusus untuk menentukan objek yang harus diperiksa. Oleh karena itu, pastikan aturan keepout telah dikonfigurasi dengan benar sebelum menjalankan DRC.

Contoh Penerapan Keepout Area pada PCB

1. Keepout Area di Sekitar Lubang Baut

Lubang baut digunakan untuk memasang PCB pada casing atau dudukan. Area di sekitar lubang baut perlu direncanakan agar tidak mengganggu proses pemasangan. Sebagai contoh, sebuah PCB memiliki lubang baut di dekat jalur daya. Desainer dapat menentukan keepout area di sekitar lubang tersebut agar jalur tembaga tidak terlalu dekat dengan bagian logam. Ukuran area yang dibatasi harus mempertimbangkan diameter lubang, ukuran baut, kepala baut, dan kebutuhan jarak listrik.

2. Keepout Area di Sekitar Konektor

Konektor seperti USB, HDMI, dan terminal block membutuhkan ruang tertentu agar dapat digunakan dengan mudah. Keepout area dapat diterapkan di sekitar konektor untuk mencegah komponen lain ditempatkan terlalu dekat. Sebagai contoh, konektor USB yang berada di tepi PCB membutuhkan ruang agar kabel dapat dipasang tanpa terhalang oleh komponen lain. Dengan adanya keepout area, desainer dapat mempertimbangkan ruang pemasangan konektor sejak tahap penempatan komponen.

3. Keepout Area pada Antena

Antena pada perangkat elektronik memerlukan area tertentu agar dapat bekerja sesuai rancangan. Pada beberapa desain, area di sekitar antena harus dijaga agar bebas dari komponen atau bidang tembaga tertentu. Keepout area dapat digunakan untuk membatasi objek pada area tersebut. Sebagai contoh, modul Wi-Fi yang memiliki antena PCB mungkin membutuhkan area bebas tembaga di sekitar bagian antenanya. Namun, bentuk dan ukuran area tersebut harus mengikuti rekomendasi produsen modul atau antena. Kebutuhan keepout setiap antena dapat berbeda.

4. Keepout Area untuk Komponen yang Menghasilkan Panas

Komponen seperti MOSFET, regulator tegangan, dan IC daya dapat menghasilkan panas ketika bekerja. Pada desain tertentu, area di sekitar komponen tersebut perlu disediakan untuk membantu pelepasan panas atau memberikan ruang bagi heatsink. Keepout area dapat digunakan untuk membatasi penempatan komponen lain pada bagian yang membutuhkan ruang tersebut. Namun, keepout area bukan satu-satunya cara mengatur panas pada PCB. Desainer juga perlu mempertimbangkan copper area, thermal via, aliran udara, dan karakteristik komponen.

Perbedaan Keepout Area dan Board Outline pada PCB

Keepout area dan board outline sama-sama digunakan dalam desain PCB, tetapi keduanya memiliki fungsi yang berbeda.

Aspek Perbandingan	Keepout Area	Board Outline
Fungsi	Membatasi objek pada area tertentu	Menentukan bentuk dan batas fisik PCB
Penggunaan	Mengatur area komponen, jalur, via, atau tembaga	Menentukan ukuran dan bentuk papan
Posisi	Dapat berada di dalam atau dekat tepi PCB	Menunjukkan batas luar papan
Bentuk	Persegi, lingkaran, poligon, dan bentuk lain	Mengikuti bentuk fisik PCB
Pengaruh	Membatasi objek sesuai aturan keepout	Menentukan area papan yang akan dibuat

Hubungan Keepout Area dengan Board Outline

Board outline digunakan untuk menentukan bentuk fisik PCB, sedangkan keepout area digunakan untuk membatasi objek pada bagian tertentu. Sebagai contoh, sebuah PCB memiliki bentuk persegi panjang dengan empat lubang baut di setiap sudut. Board outline digunakan untuk menentukan ukuran papan, sedangkan keepout area dapat dibuat di sekitar lubang baut agar komponen dan jalur tembaga tidak ditempatkan terlalu dekat. Dengan demikian, keduanya saling melengkapi dalam proses desain PCB.

Perbedaan Keepout Area dan Clearance pada PCB

Keepout area dan clearance memiliki hubungan dengan pengaturan jarak pada PCB, tetapi keduanya bukan hal yang sama. Clearance adalah jarak minimum yang harus dipertahankan antara dua objek konduktif atau objek tertentu sesuai aturan desain. Sedangkan keepout area merupakan area yang penggunaannya dibatasi untuk objek tertentu. Contohnya, aturan clearance dapat digunakan untuk memastikan jarak antara dua jalur tembaga tidak terlalu dekat. Di sisi lain, routing keepout dapat digunakan untuk melarang jalur tembaga melewati area tertentu. Keduanya dapat digunakan secara bersamaan untuk membantu menjaga keamanan dan ketepatan desain PCB.

Kesalahan yang Perlu Dihindari Saat Membuat Keepout Area

1. Menentukan Ukuran Keepout Tanpa Perhitungan

Ukuran keepout yang terlalu kecil dapat membuat pembatasan tidak berfungsi sesuai kebutuhan. Sebaliknya, keepout yang terlalu besar dapat membatasi ruang routing dan penempatan komponen secara berlebihan. Oleh karena itu, tentukan ukuran berdasarkan kebutuhan mekanis, elektris, dan rekomendasi produsen.

2. Salah Memilih Jenis Keepout

Tidak semua keepout membatasi objek yang sama. Sebagai contoh, component keepout belum tentu mencegah jalur tembaga melewati area tersebut. Jika tujuan desain adalah melarang jalur tembaga, gunakan jenis keepout yang sesuai untuk routing.

3. Tidak Memeriksa Hasil Routing

Keepout yang dibuat setelah proses routing dapat menyebabkan jalur yang sudah ada melanggar aturan desain. Oleh karena itu, periksa kembali jalur tembaga setelah keepout diterapkan. Jika diperlukan, lakukan routing ulang agar jalur tidak melewati area yang dibatasi.

4. Menganggap Semua Keepout Otomatis Diperiksa DRC

Tidak semua software memeriksa setiap jenis keepout secara otomatis. Pemeriksaan bergantung pada konfigurasi aturan desain dan fitur yang tersedia. Pastikan aturan keepout telah diaktifkan dan jalankan DRC untuk mengetahui apakah terdapat pelanggaran.

5. Mengabaikan Kebutuhan Mekanis

Desain PCB tidak hanya berkaitan dengan rangkaian listrik. Ukuran konektor, posisi baut, bentuk casing, dan ruang pemasangan juga perlu diperhatikan. Jika kebutuhan mekanis diabaikan, PCB dapat mengalami kesulitan saat dipasang meskipun rangkaian elektrisnya sudah benar.

 

Baca juga: Copper Pour pada PCB: Pengertian, Fungsi, Cara Kerja dan Manfaatnya dalam Desain PCB

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

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