초코볼의 inside Tech

이번 포스트는 PCB 를 전문 제작자 (PCB house) 에 의뢰해 보는 글 입니다.

1. Gerber 파일

PCB 생산 주문은 "Gerber" 파일이라는 것으로 업계가 통일되어 있는 듯 합니다.

다양한 회로 생성 어플이 존재하나, Gerber 로 export 가 가능하게 생태계가 꾸며져 있더군요.

Gerber 파일은, pattern, hole, silk, mask, drill 등, PCB 제작에 필요한 적층 정보를 따로 가지고 있는 파일들의 묶음 입니다.

참고로, 2-layer PCB 제작에 필요한 Gerber 파일 확장자는 다음과 같습니다.

- Top Layer : GTL

- Bottom Layer : GBL

- Solder Mask Top : GTS

- Solder Mask Bottom : GBS

- Silk Top : GTO

- Silk Bottom : GBO

- Drill Drawing : TXT

- Board Outline : GML/GKO

어플에 따라서는 다음과 같은 파일 포맷으로 Gerber 파일을 구성하기도 합니다.

*.cmp (Copper, component side)

*.drd (Drill file)

*.dri (Drill Station Info File) – Usually not needed

*.gpi (Photoplotter Info File) – Usually not needed

*.plc (Silk screen, component side)

*.pls (Silk screen, solder side)

*.sol (Copper, solder side)

*.stc (Solder stop mask, component side)

*.sts (Solder stop mask, solder side)

Eagle 및 KiCad 어플에 따라 Gerber 파일로 만드는 방식이 다릅니다.

2.Eagle to Gerber

brd / sch 파일이 존재하면, Eagle 파일 입니다.

Autodesk 사이트에서 Eagle 설치 파일을 다운로드 받습니다.

설치 후, 회로 파일 로딩 합니다. 하나는 회로도, 또 다른 하나는 PCB diagram 입니다.

이제, Eagle 파일을 불러 들였으니, Gerber 파일로 변환하면 됩니다.

CAM Processor 를 클릭합니다.

Output type 을 Gerber RS-274X 로 설정. 이게 일반적인 Gerber file format 이라고 하더군요.

오른쪽 하단의 "Process Job" 을 누르면 Gerber 파일을 생성해 줍니다.

Drill 정보를 가진 파일도 포함된 상태로 zip 파일을 만들어야 하므로, DrillFiles 폴더에서 "drill_" 이라고 시작하는 파일을 한데 모읍니다.

Gerber 파일 모음에 Drill File 도 옮겨서 하나의 zip 압축 파일로 만듭니다.

3. KiCad to Gerber

KiCad 파일에서 Gerber 파일 변환 방법은, 아래 PCBWay 사이트 정보를 참고 했습니다.

* Generate Gerber file from Kicad

- https://www.pcbway.com/helpcenter/technical_support/Generate_Gerber_file_from_Kicad.html

우선 KiCad 설치 파일을 아래 사이트에서 다운로드 합니다.

* KiCad

- https://kicad.org/download/

설치하는 OS 별로 선택하여 설치 파일을 다운로드 받습니다.

Gerber 파일 변환해 보다, 처음으로 KiCad 를 설치해 봅니다.

우선 KiCad 파일을 읽어 드립니다.

pro 확장자네요.

회로도 아이콘을 더블클릭 하여 open 합니다.

Plot 을 클릭합니다.

플로트 설정에서 아래와 같이 선택합니다.

괜히 다른 옵션들을 선택하면 PCB house 들에서 읽어 드릴 수 있는 포멧에서 벗어납니다.

여기서도 마찬가지로 Drill 파일을 따로 생성해야 합니다. 옵션도 가능 한 아래 옵션으로 선택해야 합니다.

메뉴에서 드릴 파일을 확인해 볼 수도 있습니다. PCB 위에 잘 위치하고 있네요.

2 Layer 이면서 TOP / BOTTOM 이 잘 통전되게 설계되어 있네요.

마지막으로 zip 파일 압축 시, drl 파일이 있는 것을 꼭 확인해야 합니다.

4. 주문

이제야 준비가 되었습니다. JLCPCB 사이트에서 주문을 하기 위해 파일을 올려 봅시다.

* JLCPCB

- https://jlcpcb.com/

등록 합니다. 전 쉬운 방법인 Google 계정으로 사용자 등록 했습니다.

첫번째 주문 특혜 -2 USD, 20 달러 이상 구매시 -5 USD 를 적용하니, 2 Layer X 5장 X 4 가지 PCB 를 약 2만원으로 주문할 수 있었습니다.

Gerber 파일을 업로드 합니다. 알아서 분석해 줍니다.

주문하고 싶은 PCB 용 Gerber 파일을 마구마구 올리면 됩니다.

Analysis Result 에서 Layer 나, Drill 사이즈를 꼭 확인해 봅니다.

4종류, 기본 5장 주문에 14 USD 면 정말 저렴하군요.

Shipping Method 에서 DHL 을 선택하면 1주일 정도 걸리겠지만, 꽤 비쌉니다.

S.F Express Economy 를 선택하면 9 USD 정도로 배송비를 책정 할 수 있습니다.

이번에 주문한 Gerber 파일들 입니다.

cdm324_backpack.zip

display_i2c_c.zip

hb100_backpack.zip

HVRescue_Shield_r212_2020-12-24.zip

5. 배송

주문을 넣으면, 제조부터 배송 상황을 자세히 보여줍니다.

복수의 PCB 를 주문하면, JLCPCB 가 보유한 여러 군데의 공장에서 따로 만든 다음, 한 곳으로 모아서 배송하는 방식인 듯 합니다.

주문이 몰리더라도, 여러 공장에서 동시에 제조가 가능하고 묶음 배송까지 지원하니, 배송 상황만 봐도 만족스럽네요.

제조 과정도 아주 자세하기 보여줍니다. Drilling 을 꽤나 먼저 하는군요.

제조가 완료되면, 배송이 시작되었다고 알려 줍니다. 배송시의 사진도 찍어서 보여주네요.

중국 회사 치고는 신뢰가 많이 갑니다.

6. 도착

10일 정도 걸려서 도착. 일반적인 배송이 아니라, 인수자 확인부터 수령 사인까지 받아 갔습니다.

배송에 의한 유실은 확실히 막을 수 있겠네요.

재활용한 박스에 포장되어 왔습니다. 지구를 위해서는 오히려 호감이 갑니다.

아... 비호감 하나. 이런 악세사리는 쓰레기. 바로 분리수거 하여 버렸습니다.

각 PCB 는 진공 포장과 실리카겔로 수분 방어가 되어 있습니다.

비닐 재질도 두꺼워 적절합니다.

7. 품질

예상 했던 것 보다, 훨씬 품질이 좋습니다. 2 Layer TOP/BOTTOM 간의 연결도 좋고, 스텐실도 잘 세겨져 있습니다.

제조 시간도 빠르고, 배송도 문제 없었으며, 품질까지 좋으니 앞으로 계속 이용하게 될 것 같습니다.

Gerber 파일을 완벽히 재현해 놨네요. 살짝 납이 먹여져 있어 보호도 되어 있고.

5장이면 Sample 주문인데, 완전 Production 수준의 품질입니다.

이번 주말은, 그 동안 하고싶던 실장과 테스트로 행복 할 것 같습니다.

FIN

1. 회로 설계

가끔 필요한 도구를 기성품으로 구입하기에는 돈이 아깝고, 이왕 하는 김에 나만의 기판을 만들어 보고싶었습니다.

물론 간단하게 만들꺼면, 빵판을 사서 납땜하면 됩니다.

다만, 결과물이 깔끔하지 못하고 쇼트 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

이왕 이쪽으로 발음 담궜으니, 본격적으로 PCB 회로를 만들어 보려고 합니다.

이럴때 맨 먼저 필요한것은 회로를 설계하는 것이죠.

2. EAGLE

EAGLE은 Autodesk 가 만든, 전문 회로 설계 어플입니다.

3. 설치해 보자

취미생활과 간단한 것을 만드는 사람들에게 적합하다 하네요.

저를 가르키는것 같습니다.

Free 하지만, single side - 즉 멀티 레이어나 듀얼 레이어가 아닌,

한면 layer 만을 가지고 만들꺼면 충분한 기능 (저에게는 과한 기능)을 제공합니다.

파일을 다운로드 받고 설치하면 해당 directory 가 생성됩니다.

"eagle.exe" 파일을 실행시키면 문제없이 실행됩니다.

요즘 최신 버전은 9.1.3 이군요.

버전이 upgrade 되면, 기존 폴더로 덮어 쓰는게 아닌 새로운 폴더를 또하나 만들어서 생성합니다.

아마 실행화일에 대해 예전 version 호환성 관리를 안하는 프로그램 같습니다.

4. 부품 리스트를 생성해 보자

이름으로부터 예상할 수 있듯이, 보드 정보 파일입니다.

파일을 열면, 도면 및 칫수 정보가 싸그리 다 나옵니다.

여기서, "File > Export > Partlist" 를 선택하면, 부품 리스트를 얻을 수 있습니다.

* Duemilanove Partlist : arduino-duemilanove-part-list.txt

FIN

Part     Value          Package       Library      Position (mil)        Orientation

C1       100n           C0805RND      rcl          (1870 990)            R180
C2       22p            C0805RND      rcl          (1620 1210)           R0
C3       22p            C0805RND      rcl          (1405 1210)           R180
C4       100n           C0805RND      rcl          (710 805)             R0
C5       100n           C0805RND      rcl          (710 685)             R0
C6       100u           PANASONIC_D   rcl          (1075 225)            R90
C7       100u           PANASONIC_D   rcl          (755 225)             R90
C8       100n           C0805RND      rcl          (795 1780)            R0
C9       100n           C0805RND      rcl          (1870 1210)           R180
C10      100n           C0805RND      rcl          (620 1780)            R0
C11      100n           C0805RND      rcl          (785 1030)            R0
C12      100n           C0805RND      rcl          (950 505)             R0
C13      100n           C0805RND      rcl          (1095 945)            R0
D1                      SMB           diode        (710 505)             R180
F1       500mA          L1812         rcl          (560 945)             R0
IC1      ATMEGA8        DIL28-3       atmel        (1825 645)            R180
IC2      FT232RL        SSOP28        SmartPrj     (700 1500)            R0
IC4      MC33269D-5.0   DPACK         linear       (300 685)             R90
IC5      LM358D         SO08          linear       (960 730)             R180
ICSP     ICSP           2X03          pinhead      (2555.51181 1098.0315) R270
J1                      1X08          pinhead      (2150 2000)           R180
J2                      1X06          pinhead      (2250 100)            R0
J3                      1X08          pinhead      (1290 2000)           R180
L                       0805RND       led          (1095 1655)           R180
POWER                   1X06          pinhead      (1550 100)            R0
PWR                     0805RND       led          (2325 1440)           R0
Q2       16MHz          HC49/S        crystal      (1525 1055)           R180
R1       10k            R0805RND      rcl          (1870 1100)           R0
R2       100_NM         R0805RND      rcl          (1095 1035)           R0
R4       1k             R0805RND      rcl          (1095 1305)           R180
R5       1k             R0805RND      rcl          (1095 1570)           R180
R6       1k             R0805RND      rcl          (2150 1440)           R0
R7       1k             R0805RND      rcl          (1095 1740)           R0
R8       1k             R0805RND      rcl          (1095 1125)           R180
R9       1k             R0805RND      rcl          (1095 1215)           R180
R10      10k            R0805RND      rcl          (940 945)             R0
R11      10k            R0805RND      rcl          (785 945)             R0
RESET-EN                SJ            jumper       (450 1330)            R270
RX                      0805RND       led          (1095 1390)           R180
S1                      B3F-10XX      switch-omron (2173.0315 1067.47244) R0
T1       NDT2955        SOT223        zetex        (240 1010)            R90
TX                      0805RND       led          (1095 1485)           R180
U$1      FIDUCIALMOUNT  FIDUCIA-MOUNT SmartPrj     (776.77165 2004.72441) R0
U$2      FIDUCIALMOUNT  FIDUCIA-MOUNT SmartPrj     (2469.68504 1644.09449) R0
U$3      FIDUCIALMOUNT  FIDUCIA-MOUNT SmartPrj     (146.85039 134.25197) R0
X2       DC21MMX        DC-21MM       powersupply  (210 330)             R90
X3                      JP4           jumper       (710 1175)            R180
X4                      PN61729       SmartPrj     (150 1500)            R270

바로 봐서는 뭐가 뭔지 모르겠지만, Part / Value / Package 정보를 가지고 구글링 등을 통하여 해당 부품을 확정할 수 있습니다.

익혀야 할 것이 하나 더 생겼네요. 아이 즐거워~.