PCB 주문 파일 가이드: Gerber·BOM·CPL 준비 방법

인쇄회로기판(PCB)을 주문하려면 기판의 설계와 사양을 제조업체가 정확히 해석할 수 있는 데이터로 제공해야 합니다. 회로도, PCB 레이아웃, 레이어 스택업, 자재 명세서와 부품 배치 정보가 올바르게 준비되어야 설계 의도에 맞게 PCB와 PCBA를 제작할 수 있습니다.

Allegro, Altium Designer, KiCad, Eagle 등 서로 다른 EDA 소프트웨어 사이에서 제조 데이터를 전달하기 위해 Gerber와 같은 표준 형식이 사용됩니다. Gerber 파일을 이용하면 제조업체가 특정 설계 프로그램의 원본 파일에 의존하지 않고 PCB 형상을 해석할 수 있습니다.

PCB 주문에 표준 파일 형식이 필요한 이유

1. 표준화: 설계 데이터를 일관되고 제조업체가 공통으로 이해할 수 있는 방식으로 전달합니다.
2. 상세 정보: 동박 패턴, 솔더 마스크, 실크스크린, 외곽선, 드릴 홀, 레이어 스택업과 부품 배치 등 제조에 필요한 정보를 포함합니다.
3. 호환성: 서로 다른 PCB 설계 도구에서 생성한 데이터를 제조 시스템으로 전달할 때 발생할 수 있는 해석 오류를 줄입니다.

온라인 PCB 주문에 필요한 주요 파일

PCB 제작에는 일반적으로 RS-274X Gerber 파일과 Excellon 드릴 파일이 필요합니다. PCB 조립까지 주문한다면 BOM과 CPL도 함께 준비해야 합니다. 현재 JLCPCB가 권장하는 BOM 및 CPL 형식은 .csv, .xls, .xlsx입니다.

• Gerber/제조 데이터: RS-274X, Gerber X2 등이 대표적이며 IPC-2581과 ODB++도 제조 데이터 교환 형식으로 사용됩니다. 실제 접수 가능 형식은 주문할 제조업체에서 확인해야 합니다.
• BOM(Bill of Materials): PCB 조립에 필요한 부품 목록입니다.
• CPL(Component Placement List): 부품의 좌표와 회전 방향을 담은 배치 데이터로 Centroid, Pick-and-Place, PNP 또는 XY 데이터라고도 합니다.

PCB Gerber 파일이란?

PCB Gerber 파일은 PCB 레이아웃의 제조 정보를 전달하는 표준 벡터 데이터 형식입니다. 일반적으로 상·하단 및 내부 동박층, 솔더 마스크, 실크스크린, 솔더 페이스트와 보드 외곽선 등 각 레이어의 형상을 개별 파일로 표현합니다.

Gerber 데이터는 CAM 검토와 PCB 제조에 사용됩니다. 드릴 홀의 위치와 크기는 보통 별도의 Excellon NC Drill 파일로 제공합니다. 이 데이터가 실제 생산 과정에서 어떻게 사용되는지는 PCB 제조 공정 단계별 가이드에서 확인할 수 있습니다.

표준 Gerber 형식의 종류

1. RS-274D: 오래된 기본 형식으로, 형상과 크기를 정의하는 별도의 애퍼처 파일이 필요합니다. 파일 누락과 해석 오류 가능성이 있어 현재 PCB 제작용으로는 일반적으로 권장되지 않습니다.
2. RS-274X: 애퍼처 정의를 파일 내부에 포함하는 확장 Gerber 형식입니다. 대부분의 PCB CAD 도구에서 지원하며 제조 데이터 전달에 널리 사용됩니다.

드릴 파일은 일반적으로 Gerber 파일이 아닙니다. Excellon NC Drill 형식으로 생성되며 홀의 위치와 크기 등 가공 정보를 제조업체에 전달합니다. 드릴 파일 누락은 주문 검토에서 자주 발견되는 문제이므로 Gerber를 출력할 때 함께 생성해야 합니다.

Gerber와 드릴 파일은 하나의 압축 파일로 묶어 업로드하는 것이 좋습니다. JLCPCB는 .zip 또는 .rar 압축 파일을 지원하며, EasyEDA와 같은 설계 도구에서는 Gerber와 드릴 파일을 함께 출력할 수 있습니다.

BOM(Bill of Materials)이란?

BOM은 제품이나 조립품에 사용되는 부품 목록입니다. JLCPCB의 턴키 PCB 조립 서비스를 이용할 경우 BOM에는 JLCPCB가 조달하여 기판에 실장할 부품 정보가 포함됩니다. 설계 단계부터 BOM을 작성하고 관리하면 주문 시 부품 누락과 지정자 불일치를 줄일 수 있습니다.

자동 부품 매칭을 원활하게 하려면 JLCPCB의 표준 BOM 형식과 필드명을 사용하는 것이 좋습니다. 일반적인 BOM은 .csv, .xls 또는 .xlsx 형식으로 준비하며 다음 정보를 포함합니다.

1. 부품 번호: 각 부품을 식별하는 제조업체 부품 번호(MPN)입니다.
2. 설명 또는 값: 저항, 커패시터, IC 등 부품의 종류와 사양입니다.
3. 수량: 필요한 부품 개수입니다.
4. 참조 지정자: R1, C2, U3처럼 PCB에서 부품 위치를 식별하는 레퍼런스입니다.
5. 제조업체 정보: 정확한 부품을 확인하고 조달하는 데 필요한 제조사 정보입니다.

JLCPCB에서 실장하지 않을 부품은 BOM과 CPL 양쪽에서 일관되게 제외하거나 업로드 과정에서 미실장으로 지정해야 합니다. 두 파일의 참조 지정자와 부품 정보가 서로 일치하는지도 확인하십시오.

Centroid/CPL 파일이란?

Centroid 파일은 조립 장비에 부품의 위치와 방향을 전달하는 데이터입니다. Pick-and-Place, PNP, XY Data 또는 CPL이라고도 합니다. 이 파일에는 일반적으로 참조 지정자, X·Y 좌표, 회전값과 기판 면(Top/Bottom)이 포함됩니다.

1. Designator: 각 부품을 식별하는 참조 지정자입니다. 개별 지정자는 각각 별도의 행과 좌표를 가져야 합니다.
2. X·Y 좌표: 부품 중심의 위치를 나타냅니다. X와 Y는 별도 열로 작성합니다.
3. Rotation: PCB에 실장되는 부품의 회전 방향을 0~360° 값으로 나타냅니다. CAD 도구별 기준이 다를 수 있으므로 업로드 후 미리보기에서 방향을 확인해야 합니다.
4. Layer/Side: 부품이 기판의 상단 또는 하단에 실장되는지 표시합니다.

일부 CAD 프로그램은 픽앤플레이스 장비로 배치하지 않는 스루홀 부품을 CPL에서 제외할 수 있습니다.

기타 PCB 제조 데이터 형식

IPC-2581

IPC-2581은 공급업체에 종속되지 않는 개방형 XML 기반 PCB 데이터 교환 형식입니다. PCB 레이아웃, 부품, 넷리스트, 드릴과 스택업 정보를 하나의 표준 데이터 구조로 전달할 수 있습니다.

• 통합 데이터: 트레이스, 패드, 비아, 스택업, 부품 번호, 배치 좌표, 넷리스트 및 드릴 정보를 포함할 수 있습니다.
• XML 기반: 기계에서 구조적으로 해석하기 쉽고 데이터 교환에 유연합니다.
• 양방향 데이터 교환: 설계자와 제조업체 사이의 데이터 전달과 피드백에 활용할 수 있습니다.

ODB++

ODB++는 Valor에서 개발했으며 현재 Siemens EDA 생태계에서 사용되는 계층형 PCB 제조 데이터 형식입니다. 설계, 넷리스트, 부품, 드릴, 조립, 제작 및 테스트 데이터를 하나의 패키지로 통합할 수 있습니다.

• 포괄적인 데이터 통합: 제조와 조립에 필요한 여러 종류의 정보를 함께 전달합니다.
• 단일 패키지: 여러 개별 파일을 관리하면서 발생할 수 있는 누락과 버전 혼선을 줄일 수 있습니다.

PCB 파일을 Gerber로 직접 출력해야 하는 이유

PCB 제조용 데이터를 설계자가 직접 Gerber와 드릴 파일로 출력하면 제조업체가 원본 CAD 파일을 변환하는 과정에서 생길 수 있는 해석 차이를 줄일 수 있습니다. 부품명, 배치 번호, 실크스크린 및 제조 레이어가 설계 의도대로 출력되었는지 Gerber 뷰어로 확인한 뒤 전달하십시오.

PCB 주문 파일을 표준 형식으로 준비하면 설계 데이터의 호환성을 높이고 제조 오류 가능성을 줄일 수 있습니다. PCB 제작에는 Gerber와 드릴 파일을, PCB 조립에는 BOM과 CPL을 추가로 준비하고 업로드 후 미리보기와 DFM 결과를 반드시 확인하십시오.