Routing PCB: Pengertian, Fungsi dan Cara Membuat Jalur pada Software PCB

Dalam proses desain Printed Circuit Board (PCB), salah satu tahap penting setelah komponen ditempatkan adalah membuat jalur yang menghubungkan setiap komponen. Proses ini dikenal sebagai routing PCB. Routing dilakukan dengan memanfaatkan routing tool yang tersedia pada software desain PCB seperti EasyEDA, KiCad, Altium Designer, dan software PCB lainnya. Dengan tool ini, koneksi antar-pin komponen yang sebelumnya masih berupa ratsnest atau garis panduan dapat diubah menjadi jalur tembaga (copper trace) pada PCB. Routing bukan hanya sekadar menarik garis dari satu komponen ke komponen lainnya. Penempatan jalur perlu memperhatikan lebar jalur, jarak antarjalur, layer PCB, posisi komponen, koneksi listrik, dan aturan desain PCB agar board dapat dibuat dan bekerja dengan baik. Artikel ini membahas pengertian routing PCB, fungsi routing tool, jenis-jenis routing, hingga hal-hal yang perlu diperhatikan saat membuat jalur PCB menggunakan software desain PCB.

Apa Itu Routing PCB?

Routing PCB adalah proses membuat jalur konduktif pada PCB untuk menghubungkan pin atau pad komponen sesuai dengan koneksi rangkaian. Sebelum routing dilakukan, komponen biasanya sudah ditempatkan pada PCB dan hubungan antar-komponen telah ditentukan melalui schematic. Software PCB kemudian menampilkan hubungan tersebut dalam bentuk garis tipis yang sering disebut ratsnest atau airwire. Garis tersebut bukan jalur tembaga sebenarnya. Garis tersebut hanya berfungsi sebagai panduan koneksi yang harus diselesaikan melalui proses routing. Secara sederhana, alurnya dapat digambarkan sebagai:

Schematic → Penempatan Komponen → Ratsnest → Routing → Jalur PCB → DRC

Setelah proses routing selesai, garis panduan koneksi akan digantikan oleh jalur tembaga yang nantinya dapat diproduksi menjadi PCB.

 

Baca juga: Mengenal Footprint PCB: Pengertian, Fungsi dan Perannya dalam Desain PCB 

Apa Itu Routing Tool pada Software PCB?

Routing tool adalah fitur pada software desain PCB yang digunakan untuk membuat dan mengatur jalur tembaga pada papan PCB. Pada sebagian besar software PCB, routing tool memungkinkan pengguna untuk:

- Membuat jalur dari satu pad ke pad lainnya.

- Memilih layer PCB yang digunakan.

- Mengatur lebar jalur (track width).

- Membuat jalur secara manual.

- Mengubah arah jalur dengan sudut tertentu.

- Menggunakan via untuk berpindah layer.

- Menghapus atau mengubah jalur yang sudah dibuat.

- Mengikuti aturan desain PCB yang telah ditentukan.

Nama dan tampilan routing tool dapat berbeda pada setiap software. Namun, konsep dasarnya tetap sama, yaitu menghubungkan koneksi listrik pada PCB menggunakan jalur tembaga.

Fungsi Routing Tool pada Desain PCB

1. Membuat Jalur Antar-Komponen

Fungsi utama routing tool adalah membuat jalur yang menghubungkan pin atau pad komponen. Misalnya, sebuah resistor harus terhubung dengan LED. Setelah posisi kedua komponen ditentukan, routing tool dapat digunakan untuk membuat jalur tembaga dari pad resistor menuju pad LED.

2. Menentukan Jalur Tembaga

Pengguna dapat menentukan jalur yang akan dilewati koneksi berdasarkan kondisi layout PCB. Jalur dapat dibuat mengelilingi komponen lain, mengikuti area tertentu pada PCB, atau diarahkan menuju layer lain menggunakan via.

3. Mengatur Lebar Jalur PCB

Routing tool biasanya menyediakan pengaturan track width atau lebar jalur. Lebar jalur dapat disesuaikan dengan kebutuhan rangkaian. Jalur untuk sinyal kecil tidak selalu membutuhkan lebar yang sama dengan jalur yang membawa arus lebih besar. Oleh karena itu, pengaturan lebar jalur PCB menjadi salah satu bagian penting dalam proses routing.

4. Menghubungkan Beberapa Layer PCB

Pada PCB dua layer atau lebih, routing tool dapat digunakan untuk membuat jalur pada layer yang berbeda. Perpindahan jalur dari satu layer ke layer lainnya biasanya dilakukan menggunakan via. Contohnya:

Top Layer → Via → Bottom Layer

Dengan cara ini, jalur dapat melewati area yang sulit dirouting pada satu layer saja.

5. Membantu Menghindari Benturan Jalur

Software PCB biasanya memiliki fitur yang dapat membantu mendeteksi apakah jalur yang dibuat melanggar aturan desain. Jika sebuah jalur terlalu dekat dengan jalur lain atau melewati area yang tidak diperbolehkan, software dapat memberikan peringatan atau mencegah routing tersebut, tergantung pengaturan yang digunakan.

Mengenal Bagian Penting pada Routing PCB

Saat menggunakan routing tool, terdapat beberapa istilah yang sering ditemukan antara lain:

1. Track

Track adalah jalur tembaga yang digunakan untuk menghubungkan komponen pada PCB. Track memiliki beberapa parameter, seperti:

- Lebar jalur.

- Layer.

- Panjang jalur.

- Bentuk atau arah jalur.

2. Track Width

Track width adalah ukuran lebar jalur tembaga. Contohnya, sebuah jalur dapat dibuat dengan lebar:

0,20 mm → 0,50 mm → 1,00 mm

Nilai yang digunakan harus disesuaikan dengan kebutuhan desain dan kemampuan fabrikasi PCB.

3. Via

 

Via adalah lubang berlapis tembaga yang digunakan untuk menghubungkan jalur antar-layer PCB. Misalnya, jalur dimulai pada Top Layer, tetapi harus melewati area yang tidak memungkinkan untuk dilalui. Jalur dapat berpindah ke Bottom Layer menggunakan via.

4. Layer

Layer menunjukkan lapisan tembaga tempat jalur dibuat. Pada PCB dua layer, misalnya, terdapat Top Layer dan Bottom Layer. Sedangkan PCB dengan jumlah layer lebih banyak dapat memiliki beberapa layer internal.

5. Ratsnest atau Airwire

Ratsnest adalah garis panduan yang menunjukkan koneksi listrik yang belum dirouting. Contohnya garis biru tipis pada gambar di atas. Garis tersebut bukan jalur tembaga. Setelah routing selesai, koneksi tersebut akan menjadi track.

Bagaimana Cara Menggunakan Routing Tool?

1. Buka Layout PCB

Pertama, buka proyek PCB yang sudah memiliki komponen dan koneksi dari schematic. Pastikan komponen sudah ditempatkan pada posisi yang sesuai.

2. Periksa Ratsnest

Sebelum mulai routing, perhatikan garis koneksi yang muncul di antara komponen. Ratsnest dapat membantu mengetahui pad mana yang harus dihubungkan. Pada tahap ini, sebaiknya pengguna memastikan tidak ada komponen yang salah posisi atau koneksi yang belum sesuai.

3. Aktifkan Routing Tool

Pilih fitur Route, Interactive Router, atau nama lain yang digunakan oleh software PCB. Kemudian klik pad atau titik awal koneksi yang ingin dibuat.

4. Tentukan Jalur

Gerakkan kursor menuju pad tujuan. Software biasanya akan menampilkan jalur sementara yang dapat diarahkan oleh pengguna. Jalur dapat dibuat dengan pola seperti:

Pad A → Belok → Belok → Pad B

Hindari membuat jalur yang terlalu berliku apabila tidak diperlukan.

5. Atur Track Width

Sebelum atau selama proses routing, pilih ukuran track width yang sesuai. Pengaturan ini biasanya dapat dilakukan melalui toolbar, menu routing, atau aturan desain PCB.

6. Gunakan Via Jika Diperlukan

Jika jalur harus berpindah dari satu layer ke layer lainnya, tambahkan via. Contohnya:

Pad → Top Layer → Via → Bottom Layer → Pad

Penggunaan via sebaiknya tetap direncanakan agar layout PCB tidak menjadi terlalu padat.

7. Selesaikan Semua Koneksi

Lanjutkan proses routing hingga semua koneksi pada ratsnest berhasil dibuat. Semakin banyak koneksi pada rangkaian, semakin penting perencanaan penempatan komponen sebelum routing dilakukan.

8. Jalankan Design Rule Check

Setelah routing selesai, lakukan Design Rule Check (DRC). DRC digunakan untuk memeriksa berbagai kemungkinan pelanggaran aturan desain, misalnya:

- Jalur terlalu dekat dengan jalur lain.

- Jarak antara pad tidak memenuhi aturan.

- Jalur belum terhubung dengan benar.

- Ukuran jalur tidak sesuai aturan.

- Masalah clearance.

- Kesalahan koneksi tertentu.

Dengan demikian, routing tidak berhenti setelah semua garis koneksi berhasil dibuat. Pemeriksaan DRC tetap menjadi tahap penting sebelum PCB diproduksi.

Manual Routing dan Automatic Routing

Routing pada software PCB secara umum dapat dilakukan dengan pendekatan manual maupun otomatis.

1. Manual Routing

Manual routing dilakukan dengan menentukan jalur secara langsung menggunakan routing tool. Pengguna dapat mengatur sendiri:

- Arah jalur.

- Posisi belokan.

- Layer.

- Penggunaan via.

- Lebar jalur.

Manual routing memberikan kontrol yang lebih besar terhadap bentuk dan posisi jalur.

2. Automatic Routing

Automatic routing atau autorouting menggunakan algoritma software untuk mencari jalur berdasarkan koneksi dan aturan yang telah ditentukan. Fitur ini dapat membantu pada desain dengan jumlah koneksi yang banyak. Namun, hasil routing otomatis tetap perlu diperiksa dan dapat memerlukan perbaikan secara manual.

Tips Membuat Routing PCB yang Baik

Routing yang baik tidak hanya memperhatikan apakah semua koneksi sudah tersambung. Beberapa hal berikut juga perlu diperhatikan.

1. Gunakan Jalur Seefisien Mungkin

Hindari jalur yang terlalu panjang atau berputar tanpa alasan. Jalur yang lebih teratur dapat membuat layout PCB lebih mudah diperiksa dan dikembangkan.

2. Perhatikan Lebar Jalur

Gunakan track width sesuai kebutuhan arus dan aturan fabrikasi PCB. Jalur untuk power biasanya membutuhkan perhatian berbeda dibandingkan jalur sinyal berarus kecil.

3. Perhatikan Clearance

Clearance adalah jarak minimum antara objek-objek pada PCB, seperti track, pad, dan area tembaga lainnya. Clearance harus disesuaikan dengan kemampuan manufaktur PCB dan aturan desain yang digunakan.

4. Hindari Jalur yang Tidak Perlu Berbelok

Jalur PCB umumnya dibuat dengan belokan yang teratur. Hindari pola jalur yang terlalu rumit jika masih tersedia jalur yang lebih sederhana.

5. Pisahkan Jalur Power dan Sinyal Jika Diperlukan

Pada desain tertentu, jalur power dan jalur sinyal perlu direncanakan dengan baik agar tidak menimbulkan masalah pada rangkaian. Hal ini menjadi semakin penting pada desain yang melibatkan sinyal berkecepatan tinggi, rangkaian analog, atau arus besar.

Routing PCB pada Software Desain PCB

Berbagai software desain PCB menyediakan routing tool dengan fitur yang berbeda-beda. Beberapa software yang umum digunakan antara lain: 

- EasyEDA

- KiCad

- Altium Designer

- Autodesk Fusion Electronics

- OrCAD

- DipTrace

- DesignSpark PCB

Meskipun antarmukanya berbeda, konsep routing tetap serupa, yaitu mengubah koneksi elektrik menjadi jalur fisik pada layout PCB.

Routing Tool, Footprint dan DRC Saling Berkaitan

Dalam proses desain PCB, routing tool, footprint, placement, dan DRC memiliki hubungan yang saling berkaitan. Setiap bagian memiliki fungsi yang berbeda, tetapi semuanya berperan dalam menghasilkan layout PCB yang sesuai dengan kebutuhan desain.

 

Footprint menentukan bentuk fisik komponen pada PCB, termasuk posisi dan ukuran pad tempat kaki komponen dipasang. Setelah footprint ditentukan, komponen kemudian ditempatkan pada PCB melalui proses placement. Posisi komponen akan memengaruhi bagaimana jalur PCB dapat dibuat, sehingga penempatan yang kurang tepat dapat membuat proses routing menjadi lebih sulit.

 

Setelah komponen ditempatkan, routing tool digunakan untuk membuat jalur tembaga yang menghubungkan pad antar-komponen sesuai dengan koneksi pada schematic. Routing dapat dilakukan secara manual maupun dengan bantuan fitur otomatis, tergantung pada software dan kebutuhan desain.

 

Setelah proses routing selesai, layout PCB perlu diperiksa menggunakan Design Rule Check (DRC). Pemeriksaan ini bertujuan untuk memastikan jalur, jarak antar-elemen, ukuran pad, dan bagian lain pada PCB telah memenuhi aturan desain yang ditentukan. Jika ditemukan pelanggaran, desainer dapat melakukan perbaikan pada footprint, placement, maupun jalur routing sebelum desain dipersiapkan menjadi file Gerber untuk proses manufacturing.

 

Dengan demikian, kesalahan pada footprint atau placement dapat berdampak langsung pada proses routing. Semakin tepat footprint dan posisi komponen ditentukan sejak awal, semakin mudah pula proses routing dan pemeriksaan akhir PCB dilakukan.

  

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

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

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