Para perancang PCB perlu memahami dasar-dasar jalur PCB untuk membuat papan sirkuit cetak berkinerja tinggi. Mulai dari definisi dasar hingga jenis-jenis jalur, artikel ini membahas semua hal mendasar yang Anda butuhkan. Bekerja dengan perangkat lunak desain papan sirkuit cetak (PCB) terkadang bisa menjadi tantangan. Hal ini karena banyak istilah teknis dan singkatan yang mungkin tampak membingungkan pada pandangan pertama. Bahkan jika Anda belum pernah bekerja dengan perangkat lunak desain PCB sebelumnya, Anda tidak akan membutuhkan waktu lama untuk terbiasa menggunakannya. Posting blog ini akan menjelaskan beberapa konsep dasar yang penting untuk memahami desain PCB dan menggunakannya secara efektif.
Apa itu Jalur PCB?
Jalur pada papan sirkuit cetak (PCB) adalah jalur pada papan sirkuit cetak yang menghubungkan dua titik. Jalur merupakan komponen paling mendasar dalam desain PCB dan rekayasa balik PCB. Sebuah jalur dapat berupa satu garis tunggal atau kumpulan garis-garis paralel. Jalur tersebut dapat berada di lapisan atas atau tertanam di dalam papan. Jalur digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen pada papan sirkuit cetak. Untuk memahami penggunaan jalur, akan sangat membantu jika kita memahami terlebih dahulu untuk apa papan sirkuit cetak digunakan.
Lebar jalur PCB
Lebar jalur adalah lebar jalur itu sendiri, tidak termasuk lebar lapisan tembaga di atas atau di bawahnya. Ini merupakan salah satu spesifikasi terpenting untuk sebuah jalur, terutama karena hal ini akan memengaruhi arus yang mengalir melalui jalur tersebut. Satuan lebar jalur biasanya adalah milimeter (mm). Dalam perangkat lunak desain PCB, Anda perlu memasukkan lebar jalur dalam piksel untuk melihat jalur akhir. Jika tidak, perangkat lunak akan mengasumsikan bahwa Anda menggunakan lebar jalur 10 mil, yang merupakan nilai yang sangat umum.
Bagaimana Cara Menghitung Lebar Jalur PCB?
Panjang jalur PCB
Panjang jalur adalah jarak antara terminal awal jalur dan terminal akhir jalur. Panjang jalur dapat memengaruhi beberapa hal dalam desain PCB Anda, termasuk kapasitas arus maksimum dan panjang jalur itu sendiri. Untuk menghitung panjang jalur, Anda perlu mengetahui arus yang ingin mengalir melalui jalur tersebut guna menentukan panjang jalurnya.
Kapasitas arus maksimum akan membantu Anda menentukan panjang di mana jalur mulai overheat dan menjadi tidak dapat diandalkan. Anda juga dapat menggunakan rumus ini untuk menentukan panjang jalur: L = I / C, di mana L adalah panjang jalur, I adalah arus, dan C adalah kapasitansi jalur itu sendiri.
Ketebalan jalur PCB
Ketebalan jalur (juga dikenal sebagai ketebalan lapisan tembaga) adalah lebar lapisan tembaga pada PCB. Seperti yang dapat Anda bayangkan, ketebalan jalur dapat sangat memengaruhi kapasitas arus suatu jalur. Dalam kebanyakan kasus, ketebalan jalur dihitung dengan menjumlahkan lebar jalur dan jarak bebas papan. Penting untuk memperhitungkan jarak bebas papan karena hal ini akan mengurangi kapasitas arus jalur. Pembuatan jalur adalah proses penerapan bahan konduktif seperti tembaga ke substrat. Substrat tersebut bisa berupa papan sirkuit cetak, lapisan konduktif yang diaplikasikan pada substrat, atau bahkan perekat konduktif.
Jarak jalur PCB
Jarak jalur adalah jarak antara jalur-jalur pada PCB Anda. Hal ini akan memengaruhi lebar jalur dan seberapa besar arus yang dapat ditangani oleh setiap jalur. Hal ini disebabkan karena lebar jalur biasanya ditentukan oleh lebar area tembaga, yaitu lebar tembaga di antara jalur-jalur tersebut. Jika jarak jalur terlalu lebar, area tembaga akan lebih lebar daripada jalur itu sendiri. Hal ini akan mengakibatkan lebar jalur menjadi lebih lebar, yang tidak selalu merupakan hal yang baik. Anda dapat menggunakan persamaan ini untuk menentukan jarak jalur: S = W – 2 × T di mana S adalah jarak jalur, W adalah lebar jalur, T adalah ketebalan jalur, dan 2 adalah jarak bebas jalur.
Orientasi jalur PCB dan kemudahan penyolderan
Orientasi jalur adalah arah jalur pada PCB. Hal ini juga akan menentukan kemampuan penyolderan dan impedansi PCB Anda. Impedansi adalah ukuran seberapa besar arus diperlambat oleh PCB. Orientasi jalur dan kemampuan penyolderan jalur dapat dikendalikan oleh lapisan tembaga yang mengisi area di sekitar jalur. Jika lapisan tembaga tersebut cukup dekat dengan jalur, hal itu dapat memengaruhi orientasi dan kemampuan penyolderan jalur tersebut.
Pemilihan Bahan Jalur PCB
Dalam memilih bahan yang tepat untuk jalur PCB Anda, ada beberapa faktor utama yang perlu dipertimbangkan:
- Pertama, tingkat arus. Jika Anda menangani arus tinggi, maka Anda perlu memilih bahan dengan konduktivitas yang baik. Tembaga adalah pilihan yang tepat untuk aplikasi arus tinggi.
- Kedua, lebar jalur. Semakin lebar jalurnya, semakin besar arus yang dapat ditangani.
- Ketiga, impedansi jalur. Hal ini penting untuk aplikasi berkecepatan tinggi di mana integritas sinyal sangat kritis.
- Keempat, jumlah panas. Jika jalur akan mengalirkan arus tinggi atau beroperasi pada kecepatan tinggi, maka Anda perlu memilih bahan yang dapat menghilangkan panas secara efektif.
- Terakhir, biaya bahan. Tembaga adalah pilihan yang paling mahal, tetapi juga yang paling serbaguna.
Ukuran via PCB
Ingatlah bahwa jalur (trace) bukan sekadar garis tembaga pada PCB. Jalur tersebut juga memiliki sambungan “listrik” ke bagian lain papan, biasanya berupa via. Via adalah cara jalur pada satu lapisan PCB disambungkan ke jalur pada lapisan lain PCB. Dengan demikian, via merupakan titik sambungan antara dua lapisan PCB. Ukuran via ditentukan oleh arus yang mengalir melalui via. Hal ini bisa jadi rumit karena tidak sesederhana halnya dengan trace. Untuk menentukan ukuran via, Anda perlu mempertimbangkan kapasitansi dan induktansi via. Kapasitansi dan induktansi via dipengaruhi oleh ketebalan tembaga, ukuran tuang tembaga, dan ukuran lubang via. Ukuran lubang via adalah diameter lubang via yang dibor melalui PCB.
Kesimpulan
Jalur PCB merupakan komponen paling mendasar dalam desain PCB. Jalur adalah jalur pada PCB yang menghubungkan dua titik untuk menyambungkan komponen. Jalur tersebut dapat berada di lapisan atas atau tertanam di dalam papan. Lebar, panjang, dan ketebalan jalur merupakan pertimbangan penting saat mendesain jalur PCB. Perhatikan prinsip-prinsip dasar jalur ini saat mendesain PCB Anda. Hal ini akan membantu Anda menciptakan papan sirkuit cetak berkinerja tinggi.
