PCB 실장에 필요한 파일: 체크리스트

PCB 설계는 EDA 소프트웨어상에서는 완벽해 보일 수 있습니다. 트레이스가 올바르게 라우팅되고, 부품이 정확하게 배치되었으며, 시뮬레이션도 통과했을 것입니다. 하지만 이렇게 완성된 설계는 여전히 디지털 상의 개념일 뿐입니다. 가장 중요한 단계는 이 디지털 파일 세트를 SMT 실장(Surface Mount Technology Assembly)을 통해 실제로 작동하는 물리적인 기판으로 구현하는 것입니다.

내보낸 PCB 파일에 단 하나의 오류만 있어도, 즉 부품 풋프린트 불일치, 잘못된 회전, 솔더 페이스트 레이어 누락 등이 있으면 심각한 문제로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제는 자동화된 SMT 라인을 멈추게 하거나, 비용이 큰 수작업 재작업을 유발하거나, 심지어 작동하지 않는 기판 전체를 만들어낼 수 있습니다.

본 기술 가이드는 빠르고 비용 효율적이며 성공적인 SMT 실장에 필요한 정확한 PCB 파일 패키지를 준비하는 방법을, 필수 구성 요소별로 단계별로 안내해 드립니다. 입력하는 데이터의 정확도는 완성된 하드웨어의 품질, 속도, 전체 비용을 직접적으로 좌우합니다.

PCB 실장 주문에 필요한 "3대 핵심 파일"

베어보드(단순 기판) 제조 주문은 거버 파일만 있으면 됩니다. 하지만 완전한 턴키 SMT 실장 주문에는 세 가지의 개별 데이터 세트가 필요합니다. 각 파일은 자동화 SMT 장비와 관련된 중요하고 서로 다른 질문에 답하는 역할을 합니다.

1. 거버 파일(Gerber Files): 구리 트레이스, 패드, 마스크, 솔더 페이스트의 정확한 위치를 정의합니다.

2. BOM(자재 명세서) 파일: 실장에 필요한 실제 부품 목록을 나열합니다.

3. 센트로이드 파일(부품 배치 목록): 각 부품의 정확한 배치 좌표와 회전 값을 나열합니다.

이제 각 파일에 대해 필요한 기술적 세부 사항을 살펴보겠습니다.

#1 PCB 실장을 위한 정확한 거버 파일 생성

거버 파일은 PCB의 범용 설계도입니다. 기판의 각 물리적 레이어를 설명하는 2D 벡터 포맷입니다. SMT 실장에서는 이러한 레이어 중 일부가 다른 레이어보다 훨씬 더 중요합니다.

함께 보기: 다양한 소프트웨어에서 거버 파일을 생성하는 방법

형식 및 명명 규칙: 거버 파일은 항상 RS-274X(Extended Gerber) 형식으로 내보내야 합니다. 이는 개구부(플래시 및 드로우의 형태와 크기) 정보를 파일 자체에 포함하는 최신 표준으로, 별도의 개구부 테이블이 필요하지 않습니다.

파일명은 다를 수 있지만, 일관성을 유지하려면 명확한 명명 규칙이 필수적입니다.  JLCPCB의 거버 뷰어 시스템은 표준 파일 확장자를 자동으로 인식합니다. 2레이어 기판의 전형적인(그리고 이상적인) 파일 세트는 다음과 같습니다.

● 상단 구리 레이어: .GTL

● 하단 구리 레이어: .GBL

● 상단 솔더 마스크: .GTS

● 하단 솔더 마스크: .GBS

● 상단 실크스크린: .GTO

● 하단 실크스크린: .GBO

● 보드 외곽선: .GKO 또는 .GML

● 상단 솔더 페이스트: .GTP (매우 중요!)

● 하단 솔더 페이스트: .GBP (매우 중요!)

SMT 실장에서 가장 중요한 레이어: 솔더 페이스트 레이어(.GTP / .GBP)는 SMT 실장에 필수적입니다. 이 파일들은 SMT 스텐실을 레이저 커팅하는 데 사용됩니다. SMT PCB 실장 과정에서 솔더 페이스트는 스텐실의 개구부를 통해 스퀴지로 밀어 기판의 패드 위에 도포됩니다. 이 파일들이 없으면 스텐실을 제작할 수 없으며, 실장 작업 자체를 시작할 수 없습니다.

거버 파일에서 흔히 발생하는 실수와 해결 방법

1. 페이스트 레이어 누락: SMT 실장 공정을 중단시키는 가장 빈번한 문제입니다.

해결 방법: 사용 중인 EDA 소프트웨어(예: EasyEDA, KiCad, Altium, Eagle)에서 거버 내보내기 설정 시 "Paste" 레이어(F.Paste, B.Paste)가 활성화되어 있는지 확인하십시오.

2. 패드 위 실크스크린: 실크스크린(레전드) 잉크가 SMT 패드 위에 인쇄되면 솔더의 정상적인 습윤을 방해하여 접합 불량이나 "툼스토닝" 현상을 유발할 수 있습니다.

해결 방법: 실크스크린 요소가 패드와 겹치지 않도록, EDA 툴의 디자인 룰 체크(DRC) 기능을 사용해 겹치는 부분을 찾아 이동시키십시오.

3. 솔더 마스크와 솔더 페이스트의 혼동: 솔더 마스크와 솔더 페이스트 레이어를 혼동하는 경우가 흔히 발생합니다. 솔더 마스크 레이어는 네거티브 방식으로, 구리를 노출시킬 위치와 개구부를 지정합니다. 반면 솔더 페이스트 레이어는 포지티브 방식으로, 페이스트가 도포될 위치를 정밀하게 그려야 하며, 이상적으로는 구리 패드와 1:1로 일치해야 합니다.

4. 잘못된 보드 외곽선: 외곽선 파일은 기판의 정확한 라우팅 형태를 나타내는, 하나의 연속된 폐루프 경로여야 합니다. 기판 형태가 복잡한 경우, 기계 레이어에 그려진 단순한 사각형만으로는 충분하지 않습니다.

SMT 실장 주문을 제출하기 전에 JLCPCB의 무료 거버 뷰어를 사용해 볼 수 있습니다. 압축된 거버 파일을 뷰어에 드래그하면 즉시 시각적으로 확인할 수 있습니다. 이를 통해 레이어 정렬 오류, 페이스트 레이어 누락, 보드 외곽선 문제 등을 미리 발견할 수 있습니다.

JLCPCB 거버 뷰어에서 구리, 마스크, 실크, 페이스트 등 모든 레이어가 올바르게 정렬된 PCB 렌더링 화면을 확인할 수 있습니다.

#2 PCB 실장을 위한 기계 판독 가능한 BOM(자재 명세서) 작성

BOM(자재 명세서)은 프로젝트의 구매 목록과 같습니다. SMT 실장에서는 "10k 0402 저항"과 같이 사람이 읽기 위한 BOM만으로는 충분하지 않습니다. 소싱 시스템에는 정확하고 모호함이 없는, 기계가 판독 가능한 BOM이 필요합니다.

파일 형식: BOM은 저희 시스템에서 쉽게 파싱할 수 있도록 .CSV(쉼표로 구분된 값) 또는 .XLSX(엑셀) 파일로 내보내는 것을 권장합니다.

필수 BOM 열: BOM에는 다음 열이 포함되어야 합니다. 순서는 달라질 수 있지만, 해당 데이터는 반드시 필요합니다.

1. 지정자(Designator, 예: C1, R1, U1): 이는 기판 상의 부품 위치를 표시합니다. 이는 정확히 센트로이드(CPL) 파일의 지정자와 일치해야 합니다.

○ JLCPCB 가이드라인 참고: 부품을 구분하기 위해 대소문자(예: r1과 R1)를 다르게 사용하지 마십시오. 모든 부품명은 생산 과정에서 대문자로 변환됩니다.

2. 코멘트(Comment, 예: "100nF 80% -20% 50CV"): 이 필드는 부품의 종류, 사양, 허용 오차(값, 전압 등)를 명시합니다.

3. 풋프린트(Footprint, 예: 0402, 0805, SSOP-8): 부품의 패키지를 나타냅니다.

4. 제조사 부품 번호(MPN): 이 하나의 데이터(예: "RC0402FR-0710KL")를 통해 저희 시스템이 어떤 제조사 부품을 구매해야 하는지 파악합니다.

완벽한 BOM 목록의 예시입니다.

JLCPCB가 BOM 파일을 처리하는 방식을 보여줍니다.

BOM에서 흔히 발생하는 문제와 예방 방법

모호한 "범위" 표기(예: R1-R8)에 주의해야 합니다. 해당 범위 내 일부 번호가 기판에서 실제로 사용되지 않는 경우 오류가 발생할 수 있습니다. 가장 안전하고 명확한 방법은 다음 중 하나를 사용하는 것입니다.

1. 각 부품을 개별 행에 나열하는 방법(예: R1은 한 줄, R2는 한 줄), 또는

2. 동일한 부품에 대해 쉼표로 구분된 형식을 사용하는 방법(예: R1, R2, R5).

JLCPCB의 재고 부품 라이브러리에서 부품을 소싱하는 것이 SMT 실장 주문에서 시간과 비용을 절약하는 가장 좋은 방법입니다. 44만 개 이상의 재고 부품을 보유하고 있으며, 필요 시 주문에 맞춰 별도 소싱도 가능합니다.

SMT 비용 절감을 위한 프로 팁: 처음부터 JLCPCB 부품 라이브러리에 있는 부품으로 회로를 설계하면 재고를 확인하고 정확한 가격을 파악할 수 있으며, 전체 SMT 실장 비용을 30~60%까지 절감할 수 있는 경우가 많습니다. BOM을 업로드하면 저희 시스템이 자동으로 MPN을 라이브러리와 매칭하여 재고 부족, "SMT 불가", 또는 소싱 문제가 있는 부품을 즉시 표시해 드립니다.

#3 PCB 실장에 필수적인 센트로이드 파일(부품 배치 목록)

이 문서는 픽앤플레이스(PnP) 장비를 위한 구체적인 지시 사항을 담고 있습니다. 각 부품에 대한 정확한 X, Y 좌표, 레이어, 회전 값을 로봇 헤드에 전달합니다.

JLCPCB에서는 이를 부품 배치 목록 (CPL)이라고 부릅니다. 이는 센트로이드 파일 또는 픽앤플레이스(PnP) 파일이라는 명칭으로도 흔히 알려져 있습니다.

파일 형식: BOM과 마찬가지로 이는 .CSV 또는 .TXT 파일이어야 합니다.

필수 CPL 열: CPL에는 다음 정보가 반드시 포함되어야 합니다.

1. 지정자(Designator, 예: U1): 이는 BOM의 참조 지정자와 정확히 일치해야 합니다.

2. X 좌표: 부품 중심의 X축 위치입니다.

3. Y 좌표: 부품 중심의 Y축 위치입니다.

4. 레이어(예: Top 또는 Bottom): 부품이 기판의 어느 면에 위치하는지를 나타냅니다.

5. 회전: 부품의 방향을 각도(0, 90, 180, 270)로 나타냅니다.

픽앤플레이스 파일 샘플입니다.

센트로이드 파일에서 흔히 발생하는 실수와 해결 방법

● 원점(Origin Point): 가장 흔한 오류는 부품 배치 목록(CPL)의 (0,0) 좌표와 거버 파일의 좌표가 일치하지 않는 경우입니다. 예를 들어, 거버 파일은 기판의 좌측 하단 모서리를 원점으로 사용하는데 CPL은 기판 중심을 원점으로 사용한다면, 모든 부품이 잘못된 위치에 배치됩니다.

해결 방법: EDA 툴의 내보내기 설정에서 거버 파일과 센트로이드 파일 모두에 동일한 "원점"을 지정해야 합니다. 설계 공간의 절대 원점이나 보드 외곽선의 좌측 하단 모서리를 사용하는 것이 권장됩니다.

● 잘못된 회전: 가장 눈에 띄는 불량 유형입니다. 다이오드, LED, IC가 90도 또는 180도만큼 잘못 회전된 상태로 배치되면 회로 전체가 작동하지 않게 됩니다. 이는 EDA 라이브러리 상의 부품 "0도" 회전 값이 해당 부품의 릴(reel) 방향에 대한 PnP 장비의 기준과 일치하지 않아 발생하는 경우가 많습니다.

해결 방법: 시각적 확인을 대체할 수 있는 방법은 없습니다. 바로 이 지점에서 JLCPCB의 강점이 발휘됩니다.

● 단위 오류: 밀리미터(mm)와 인치 단위(mil/인치)를 혼용하는 경우입니다.

해결 방법: 단위를 통일하십시오. 모든 내보내기 파일(거버, CPL, 드릴 파일)에 밀리미터(mm) 단위를 사용하는 것이 권장됩니다.

● 센트로이드 vs. Pin 1: 좌표는 반드시 부품의 기하학적 중심을 기준으로 해야 하며, Pin 1을 기준으로 해서는 안 됩니다. 대부분의 최신 EDA 툴은 이를 올바르게 처리하지만, 커스텀 풋프린트에서는 흔히 발생하는 오류입니다.

거버, BOM, CPL 파일을 JLCPCB SMT 실장 견적 페이지에 업로드하면, 저희 시스템은 단순한 가격 정보뿐만 아니라 기판에 대한 고해상도의 인터랙티브 시각 미리보기도 생성해 드립니다.

거버 뷰어의 부품 배치 도구는 상단 바에 위치해 있으며, 이를 통해 특정 부품의 회전 상태를 확인, 승인하거나 수동으로 수정할 수 있습니다.

이 미리보기 도구는 가장 강력한 최종 확인 수단입니다. 주문이 실제 검토 담당자에게 전달되기 전에 확대해서 모든 부품의 회전과 위치가 올바른지 직접 시각적으로 확인할 수 있습니다. 이 기능 하나만으로도 수많은 이메일 왕복 시간을 절약하고 수많은 제조 오류를 방지할 수 있습니다.

부품이 오버레이된 기판을 보여주는 JLCPCB 거버 뷰어의 부품 배치 도구입니다.

최종 점검: DFM 검토 및 PCB 실장용 파일 패키징

"3대 핵심 파일"을 모두 준비했다면, SMT 실장을 위한 마지막 DFM(제조 적합성 설계) 체크리스트를 확인해 보십시오. JLCPCB는 무료 DFM 툴도 제공합니다.

● 피듀셜(Fiducials): 피듀셜 마크를 추가하셨나요? 이는 PCB 모서리에 위치한 작은 노출 구리 원(보통 1mm 크기)입니다. PnP 장비의 카메라는 이를 광학 기준점으로 활용하여 기판을 정밀하게 정렬합니다. 상단과 하단 레이어에 각각 3개씩 배치하는 것이 권장됩니다.

● 부품 간격: 부품이 지나치게 밀집되지 않도록 하십시오. PnP 노즐이 작동하려면 물리적인 공간이 필요합니다. USB 커넥터와 같은 높이가 큰 부품 옆에 소형 부품(SMD 0201)이 너무 가깝게 배치되어 있으면 실장이나 재작업이 불가능할 수 있습니다.

● 패널화(Panelization): 소형 기판을 다수 주문하는 경우, "패널" 형태로 함께 실장하는 것이 더 효율적입니다. 패널을 직접 설계(V홈 또는 마우스 바이트 추가)할 수도 있고, 주문 과정에서 JLCPCB의 무료 패널화 툴을 간단히 이용할 수도 있습니다.

JLCPCB의 패널 서비스입니다.

기판 사이의 "마우스 바이트"와 패널의 4개 피듀셜 마크가 뚜렷하게 보이는 패널화된 PCB입니다.

SMT 실장을 위한 PCB 파일 패키징: 이제 파일 세트가 준비되었습니다.

1. 모든 거버 파일(GTL, GBL, GTP 등)을 하나의 폴더에 모으십시오.

2. 해당 폴더를 압축하십시오. 예: MyProject_Gerbers.zip.

3. BOM(.csv 또는 .xlsx) 파일과 CPL(.csv 또는 .txt) 파일을 준비하십시오.

4. JLCPCB 견적 페이지에서 먼저 거버 압축 파일을 업로드하십시오. 이후 안내에 따라 BOM과 CPL 파일을 업로드하십시오.

결론

성공적인 PCB SMT 실장은 마법이 아닙니다. 이는 제공하는 파일의 품질에 전적으로 좌우되는, 데이터 중심의 프로세스입니다. 정확한 거버 파일, 모호함 없는 MPN 기반 BOM, 정밀한 부품 배치 목록으로 세심하게 준비된 파일 세트는 빠르고 저비용이며 높은 수율의 생산을 위한 기반이 됩니다.

페이스트 레이어를 확인하고, BOM을 JLCPCB 부품 라이브러리와 대조하며, 거버 뷰어의 부품 배치 도구에서 배치 상태를 시각적으로 확인하는 시간을 투자하면, 추측에 의존하지 않고 PCB 설계를 처음부터 정확하게 제조하고 실장할 수 있습니다.

PCB 설계를 실제로 구현할 준비가 되셨나요? 지금 바로 완성된 파일 세트를 JLCPCB SMT 실장 즉시 견적 페이지에 업로드해 보십시오. 저희 시스템이 자동으로 데이터를 파싱하고 부품을 확인하여, 완전히 실장된 기판에 대한 상세 가격과 리드타임을 대부분 단 몇 초 만에 제공해 드립니다.

자주 묻는 질문

Q1. BOM 상의 중요 부품이 JLCPCB 부품 라이브러리에 없다면 어떻게 되나요?

견적 과정에서 JLCPCB 시스템이 MPN을 "찾을 수 없음"으로 표시한다면, 이는 해당 부품이 현재 저희가 보유하거나 직접 소싱하지 않는 부품이라는 의미입니다. 가장 빠르고 비용 효율적인 해결책은 부품 라이브러리 내에서 적합한 대체 부품을 찾는 것입니다.

또는 고객 지원팀에 문의하여 위탁 주문(Consignment Order)을 진행할 수도 있습니다. 이 경우 고객님께서 직접 해당 부품을 소싱하여 저희에게 배송하시게 됩니다.

함께 보기: JLCPCB에 부품을 위탁하는 방법

Q2. PCB 설계에 양면 모두 SMT 부품이 있습니다. 이 경우 어떻게 진행되나요?

JLCPCB의 SMT 실장 서비스는 양면 SMT 실장을 완벽하게 지원합니다. 기판은 SMT 생산 라인을 두 번 통과합니다.

● 1차 공정: 한쪽 면에 대해 페이스트 도포 → 픽앤플레이스 → 리플로우

● 2차 공정: 기판을 뒤집은 후 다른 쪽 면에 대해 페이스트 도포 → 픽앤플레이스 → 리플로우

안정적인 실장을 위해, 부품 수가 더 적은 면을 항상 먼저 실장합니다. 이를 통해 2차 리플로우 과정에서 크거나 무거운 부품이 떨어지는 것을 방지합니다.

즉, 상단(T)면과 하단(B)면은 동일한 우선순위를 갖지 않으며, 생산팀은 최적의 수율을 위해 부품 분포에 따라 실장 순서를 조정합니다.

올바른 상단/하단 페이스트 파일과 센트로이드 파일을 제공하는 것이 필수적입니다. JLCPCB의 견적 시스템은 양면의 부품을 자동으로 감지하여 그에 맞게 실장 비용을 조정합니다.

Q3. 패널을 직접 만드는 것이 나을까요, JLCPCB 패널화 툴을 사용하는 것이 나을까요?

대부분의 표준 직사각형 기판의 경우, 저희 패널화 툴을 사용하는 것이 가장 빠르고 간편한 방법입니다. 이 툴은 V홈과 피듀셜이 포함된 툴링 스트립을 자동으로 추가합니다.

직사각형이 아닌 복잡한 형태(예: 원형 기판)의 기판으로 효율적으로 배치하기 위해 커스텀 "마우스 바이트" 탭 처리가 필요한 경우에만 EDA 소프트웨어에서 직접 패널을 설계하는 것이 좋습니다.

Q4. 전체 실장이 아닌 스텐실만 주문하고 싶다면 PCB 설계 파일을 어떻게 준비해야 하나요?

스텐실만 주문하는 경우 절차가 훨씬 간단합니다. BOM이나 센트로이드 파일은 필요하지 않으며, 거버 파일만 있으면 됩니다. 가장 중요한 파일은 스텐실 커팅에 사용되는 솔더 페이스트 레이어(GTP/GBP)와, 스텐실의 치수 및 정렬 기준을 설정하는 데 사용되는 보드 외곽선 레이어(GKO/GML)입니다.