DFM과 발주

한 줄 요약 — 제조 가능한 설계를 하고, 필요한 파일을 정확히 만들어 발주합니다.

DFM (Design For Manufacturing) 규칙

제조 한계 (일반 서비스 기준)

항목	표준 (저가)	고급 (비용↑)
최소 트레이스 폭	0.127 mm (5 mil)	0.075 mm (3 mil)
최소 간격	0.127 mm	0.075 mm
최소 비아(via) 드릴	0.3 mm	0.15 mm
최소 애뉼러 링	0.13 mm	0.075 mm
최소 보드 두께	0.6 mm	0.4 mm
최소 홀-홀 간격	0.5 mm	0.3 mm
실크 최소 선폭	0.15 mm	0.1 mm
솔더마스크(solder mask) 최소 폭	0.1 mm	0.05 mm

💡 JLCPCB, PCBWay 등의 저가 서비스는 5 mil/5 mil이 표준 가격입니다. 그 이하는 크게 비싸집니다.

조립(SMT) 고려

항목	규칙
부품 간격	최소 0.5 mm (리플(ripple)리플 ripple직류가 되다 만 나머지 교류분으로, 평활 커패시터가 얼마나 큰지로 정해집니다. $V_r = \frac{I}{f\,C}$ 자세히 보기 →로우), 0.8 mm 권장
부품 방향	같은 종류는 같은 방향 (검사 편의)
극성 표시	실크에 명확히 (다이오드(diode), 전해, IC 1번)
기준점(fiducial)	보드 대각선에 2~3개
패널 여백	조립 서비스 요구 확인 (보통 5 mm)
부품 크기	0402 이상 권장 (0201은 비용↑)
양면 실장	비용↑ — 가능하면 한 면에

발주 파일

1. Gerber (필수)

파일	내용
GTL/GBL	Top/Bottom 구리
G2L/G3L	내층 (4층 이상)
GTS/GBS	Top/Bottom 솔더마스크
GTO/GBO	Top/Bottom 실크스크린(silkscreen)
GTP/GBP	Top/Bottom 페이스트 (스텐실용)
GKO/GML	보드 외곽

⚠️ 외곽선(board outline)이 없으면 제작할 수 없습니다. 가장 흔한 발주 실패 원인입니다.

2. 드릴 파일

파일	내용
.drl / .txt	드릴 좌표와 지름
PTH / NPTH 구분	도금/비도금

3. 조립용 (SMT 주문 시)

파일	내용
BOM	부품 목록 (지정자, 값, 패키지, 부품번호)
CPL / Pick&Place	부품 좌표와 회전
스텐실 데이터	페이스트 층

BOM 형식 예

Designator	Value	Footprint	LCSC Part
R1,R2	10k	0603	C25804
C1	100n	0402	C1525
U1	OPA140	SOIC-8	C7423251

발주 옵션

옵션	선택	비고
층 수	2/4/6	비용에 큰 영향
두께	1.6 mm (표준)	0.8, 1.0, 2.0도 가능
구리 두께	1 oz (표준), 2 oz	전류 큰 경우 2 oz
표면 처리	HASL(저가), ENIG(금도금)	ENIG는 평탄도·보관성 우수, 미세 피치에 유리
솔더마스크	녹색(저가), 기타 색
실크	흰색
임피던스(impedance)임피던스 impedance교류에서의 저항으로, 크기뿐 아니라 전압과 전류의 시간 차이(위상)까지 담은 복소수입니다. $Z_C = \frac{1}{j\omega C},\quad Z_L = j\omega L$ 자세히 보기 → 제어	필요시	비용↑, 층 구성(stackup)층 구성 stackup기판의 층을 무엇에 쓸지 정하는 것으로, 4층에서 2층으로 줄이면 잃는 것이 리턴 패스입니다.자세히 보기 → 지정 필요

💡 ENIG를 권장합니다. HASL은 표면이 울퉁불퉁해 미세 피치 부품(0.5 mm 이하)에 불리하고, 보관 중 산화됩니다. 가격 차이는 크지 않습니다.

발주 전 체크리스트

⚠️ 거버(Gerber) 뷰어(무료: gerbv, Online Gerber Viewer)로 반드시 육안 확인하세요. 레이아웃 툴에서 정상으로 보여도 출력 설정이 틀리면 엉뚱한 파일이 나갑니다.

★ 첫 제작 시 권장

항목	권장
수량	5~10장 (최소 주문)
테스트 포인트(test point)	넉넉히
점퍼/0Ω 저항	블록 분리, 옵션
여유 패드(pad)	부품 추가·수정용
실크에 버전 표시	리비전 관리
부품 수급	재고 확인 후 설계

💡 첫 판은 “디버깅용”이라고 생각하세요. 테스트 포인트와 점퍼를 넉넉히 넣고, 수정 가능성을 남겨두세요.

비용 요인

요인	영향
층 수	2층 → 4층: 1.5~2배
면적	비례 (100×100 mm까지는 대개 정액)
수량	규모의 경제
미세 패턴 (< 5 mil)	크게 증가
임피던스 제어	증가
특수 재료	크게 증가
ENIG	소폭 증가
납기	급행은 크게 증가

참고 (JLCPCB 기준, 2024): 100×100 mm 2층 5장 → 약 2 USD, 4층 → 약 10 USD

⚖️ 트레이드오프

선택	✅	⚠️
자체 조립	저렴, 수정 자유	시간, 미세 부품 어려움
SMT 조립 서비스	빠름, 정확	비용, BOM/CPL 준비, 재고 제약
2층	저렴	성능 제약
4층	성능	비용
표준 규칙	저렴, 빠름	밀도 제약
고급 규칙	고밀도	비용↑

🔌 실전 팁

팁	이유
부품을 먼저 확보하고 설계	재고 없는 부품으로 설계하면 낭패
표준 부품 사용	조립 서비스의 기본 부품 라이브러리 활용
테스트 포인트를 넉넉히	디버깅 시간 절약
실크에 부품 값 표시	조립·디버깅 편의
보드에 리비전 표시	여러 판이 섞이는 사고 방지
여분 발주	실수·파손 대비

⚠️ 흔한 실패

실패	원인
보드가 안 옴	외곽선 누락
부품이 안 맞음	풋프린트 오류 (실물 확인 필수)
극성 반대	라이브러리 오류, 실크 불명확
조립 불가	부품 간격 부족, 재고 없음
성능 미달	레이아웃 문제 → 앞 장들 참조
수정 불가	테스트 포인트·점퍼 부족

⚠️ 풋프린트(footprint) 오류가 가장 치명적입니다. 새 부품은 반드시 데이터시트의 권장 랜드 패턴과 대조하고, 가능하면 1:1 출력해서 실물을 올려보세요.

연습문제

문제 1. 4층 보드에서 최소 트레이스 폭을 3 mil로 설계했습니다. 문제는?

연습 15-08-1 — 3 mil 배선의 전기적 대가워크벤치에서 열기 →

풀이

비용이 크게 증가합니다. 저가 서비스의 표준은 5 mil(0.127 mm)이고, 3 mil은 고급 공정이라 2~5배 비쌉니다.

확인:

정말 3 mil이 필요한가? (BGA 팬아웃 등)
대부분의 영역은 5 mil 이상으로 하고, 꼭 필요한 곳만 좁게 할 수 있는가?
층을 늘려 배선(trace) 밀도를 낮출 수 있는가?

권장: 설계 규칙을 5 mil로 설정하고 시작해, 정말 안 되는 곳만 예외 처리하세요.

문제 2. 첫 시제품 보드를 만듭니다. 무엇을 추가로 넣겠습니까?

exercises/15-08-prototype-extras.yaml

풀이

디버깅과 수정을 위한 요소들:

항목	목적
각 단 출력에 테스트 포인트	이분 탐색 디버깅 (14-07)
테스트 포인트 옆에 접지 패드	스프링 접지
전원 레일마다 테스트 포인트	빠른 확인
0Ω 저항 / 점퍼	블록 분리, 옵션 회로
여유 패드 (미실장)	부품 추가 (필터, 스너버(snubber) 등)
교정(calibration) 신호 주입 경로	시스템 검증 (14-05)
넓은 실크 표기	부품 값, 극성, 리비전
여유 GPIO/커넥터	추가 기능
패턴 커팅 가능한 배선	수정 여지

특히 중요:

미실장 부품 자리(DNP) 를 미리 넣어두면, 문제 발생 시 부품만 추가해 대응할 수 있습니다
예: OP앰프 출력에 직렬 저항 자리, 피드백에 커패시터(capacitor) 자리 → 발진 시 즉시 대응

첫 판은 실험 장비입니다. 완벽한 제품이 아니라 배우기 위한 도구로 설계하세요.

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