DIY PCB

DIY PCB

이전에 한 번도 시도해 본 적이 없더라도 집에서 DIY PCB를 직접 만들 수 있습니다. 많은 초보자들이 여러 가지 방법을 사용하여 직접 회로 기판을 만듭니다. 시도해 볼 만한 몇 가지 인기 있는 방법은 다음과 같습니다.

  • 구리판에 손으로 회로를 그려보세요.

  • KiCad와 같은 무료 PCB 설계 소프트웨어를 사용하세요.

  • 귀하의 디자인을 보드 제작 서비스에 보내세요.

  • 간단한 도구를 사용하여 빠르게 프로토타입을 만들어 보세요.

모든 DIY 프로젝트에 고급 도구가 필요한 건 아닙니다. 때로는 주방이나 책상에 있는 물건만으로도 충분할 때가 있죠. 한번 시도해 보고 얼마나 창의적인지 보여주세요!

재료 및 도구

재료 및 도구
이미지 출처 : unsplash

기본 재료

집에서 직접 PCB를 만들려면 몇 가지 간단한 재료가 필요합니다. 가장 중요한 재료는 구리 도금 기판입니다. 구리 층으로 덮인 얇은 판입니다. 에칭 용품도 필요합니다. 많은 사람들이 염화제이철을 사용하지만, 식초나 과산화수소처럼 더 안전한 가정용품을 사용해 볼 수도 있습니다. 이러한 재료는 소규모 프로젝트에 적합하며 산업용 화학 물질보다 훨씬 덜 위험합니다. 시간이 조금 더 걸릴 수 있지만, 공정을 더 안전하고 초보자도 쉽게 사용할 수 있도록 해줍니다.

에칭을 생략하고 싶다면 퍼포레이티드 보드나 베로보드를 사용할 수 있습니다. 이 보드에는 구멍과 구리 선이 이미 박혀 있습니다. 부품을 배치하고 납땜으로 연결하기만 하면 됩니다. 화학 약품 없이 간단한 회로를 만들 수 있는 좋은 방법입니다.

팁 : 원하는 경우 회로를 설계하다 조립하기 전에 KiCad와 같은 무료 소프트웨어를 사용해 보세요. PCB 레이아웃을 계획하고 실수를 방지하는 데 도움이 됩니다.

필수 도구

시작하기 위해 특별한 작업장은 필요하지 않습니다. 작업을 더 쉽게 만들어 주는 몇 가지 도구를 소개합니다.

  • 납땜 인두와 납땜 와이어

  • 여러 개의 프로브가 있는 멀티미터

  • USB-시리얼 브리지

  • 프로그램 제작자

  • 기본 오실로스코프

  • 전류 제한 DC 전원 공급 장치

납땜 인두를 사용하면 기판에 부품을 부착할 수 있습니다. 멀티미터는 연결 상태를 확인하는 데 도움이 됩니다. 다른 도구들은 회로를 테스트하고 프로그래밍하는 데 도움이 되지만, 기본적인 기능부터 시작해도 됩니다.

옵션 품목

일부 항목은 필수는 아니지만 프로젝트를 더 원활하게 진행하는 데 도움이 될 수 있습니다.

  • 보안경 및 장갑

  • 구멍을 뚫기 위한 작은 드릴이나 핸드 드릴

  • 작은 부품을 위한 핀셋

  • 손으로 회로선을 그리기 위한 미세 팁 마커

  • 보드 청소용 오래된 칫솔

이러한 재료는 집 안이나 기본 공구함에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 이러한 재료와 도구만 있으면 첫 PCB 프로젝트를 시작할 준비가 된 것입니다!

DIY PCB 단계

DIY PCB 단계
이미지 출처 : unsplash

집에서 직접 DIY PCB를 만드는 건 정말 신나는 경험이에요. 아이디어가 현실이 되는 모습을 직접 볼 수 있으니까요. 설계부터 납땜까지, 각 단계를 함께 살펴보겠습니다.

디자인

DIY PCB 프로젝트는 연필이나 소프트웨어로 시작할 수 있습니다. 그림 그리기를 좋아한다면, 가는 펜을 사용하여 구리 기판에 직접 회로를 스케치해 보세요. 선을 깔끔하고 명확하게 유지하세요. 더 복잡한 회로에는 디지털 도구가 큰 도움이 됩니다.

KiCad는 좋은 선택입니다 초보자를 위한 가이드입니다. KiCad를 사용하여 PCB를 설계하는 방법은 다음과 같습니다.

  1. KiCad를 열고 새 프로젝트를 생성하세요. 두 개의 파일이 생성됩니다. 하나는 회로도용이고 다른 하나는 PCB용입니다.

  2. '심볼 배치' 도구를 사용하여 구성 요소를 추가하세요. '와이어 배치' 도구를 사용하여 구성 요소를 연결하세요.

  3. 전기 규칙 검사기를 실행하여 실수를 찾아보세요.

  4. 보드에서 어떻게 보일지 알 수 있도록 부품에 발자국을 지정하세요.

  5. 넷리스트를 만들어서 PCB 편집기로 가져옵니다.

  6. 보드 모양을 그린 후 장착 구멍을 추가합니다.

  7. 레이아웃에 구성 요소를 배열합니다.

  8. 원하시면 그래픽이나 텍스트를 추가하세요.

  9. 소음을 줄이는 데 도움이 되는 접지면을 만듭니다.

  10. 제조를 위해 디자인을 Gerber 파일로 내보내세요.

팁: 디자인이 큰 경우, 인쇄하기 전에 이미지를 미러링하세요. 이렇게 하면 나중에 이미지를 옮길 때 모든 요소를 ​​완벽하게 정렬하는 데 도움이 됩니다.

인쇄

PCB 레이아웃을 인쇄하는 것은 쉽습니다. 흰색 A4 용지와 광택 잡지 용지가 필요합니다. 간단한 방법은 다음과 같습니다.

  1. 일반 용지에 PCB 설계를 인쇄하세요.

  2. 광택이 나는 잡지용 종이를 위에 놓고 테이프로 고정합니다.

  3. 레이아웃보다 조금 더 크게 광택지를 자릅니다.

  4. 광택지 위에 구리판을 구리 면이 아래로 향하게 놓습니다.

  5. 종이를 보드 주위로 접어서 테이프로 붙입니다.

  6. 포장된 보드를 플라스틱 용기에 넣으세요.

  7. 그 위에 매니큐어 리무버를 붓습니다.

  8. 손가락으로 부드럽게 문질러 토너를 흡수시킵니다.

  9. 종이가 마르면 떼어냅니다.

이 방법은 DIY PCB 프로젝트에 적합합니다. 선명한 선과 선명한 트레이스를 얻을 수 있습니다.

보드 준비

DIY PCB 제작 과정을 시작하기 전에 구리 도금 기판을 준비해야 합니다. 낡은 칫솔과 주방 세제를 사용하여 구리 표면을 깨끗이 닦으세요. 기름때와 먼지가 제거됩니다. 종이 타월로 기판의 물기를 제거합니다.

안전은 중요합니다. 몇 가지 예방 조치를 표로 정리해 보았습니다.

안전 예방 유형

기술설명

전기 안전 절차

정전기 방지 손목 밴드를 사용하고, 노출된 전선이 있는지 확인하고, 장비를 접지하세요.

개인 보호복(PPC)

장갑, 실험실 가운, 안면 보호대, 정전기 방지 의류를 착용하세요.

폐기물 관리 및 환경 안전

스크랩 PCB를 분쇄하고, 폐기 규칙을 따르고, 가능하면 더 안전한 제품을 사용하세요.

화재 및 폭발 방지

화학 물질은 내화 용기에 보관하고 소화기를 가까이에 두세요.

근로자 교육 및 인식

위험 물질에 대해 알아보고 안전 훈련을 실시하세요.

규제 준수

해당 지역의 안전 및 환경 규칙을 준수하세요.

토큰 전송

디자인을 보드에 옮기는 것은 중요한 단계입니다. 토너 전사 방식은 DIY PCB 프로젝트에 가장 적합합니다. 인쇄된 광택지와 열을 사용하여 토너를 구리에 전사합니다. 이렇게 하면 선명하고 안정적인 트레이스를 얻을 수 있습니다. 많은 취미 애호가들이 이 방법을 선호하는 이유는 속도가 빠르고 전문적인 인쇄 회로 기판에 가까운 결과를 얻을 수 있기 때문입니다.

참고: 다양한 프린터와 용지를 사용해 보세요. DIY PCB에 가장 적합한 조합을 찾을 수 있을 것입니다.

에칭

이제 여분의 구리를 제거해야 합니다. 염화제이철을 사용해도 되지만, 주방용품도 괜찮습니다. 플라스틱 용기에 식초와 과산화수소를 섞어 넣습니다. 보드를 넣고 빈 공간에서 구리가 사라지는 것을 지켜보세요. 이 단계는 인내심이 필요합니다. 몇 분마다 보드를 확인하세요.

안전 수칙: 장갑을 착용하고 환기가 잘 되는 곳에서 작업하세요. 화학 물질은 안전하게 폐기하세요.

드릴

에칭 후 부품에 구멍을 뚫어야 합니다. 작은 드릴이나 핸드 드릴을 사용하세요. 구멍 크기에 대한 간단한 가이드는 다음과 같습니다.

부품 유형

권장 구멍 크기(mm)

단자대 및 트리머

1.2 ~ 1.5

IC 및 저항기

0.8

더 큰 커넥터

1.2 ~ 1.5

천천히 그리고 꾸준히 하세요. 필요하면 이쑤시개로 구멍을 뚫어주세요.

납땜하다

납땜은 DIY PCB에 생명을 불어넣습니다. 먼저 가장 작은 부품부터 시작하세요. 부품을 기판에 놓고 납땜 인두로 리드와 패드를 모두 가열하세요. 납땜을 연결부에 대고 흐르게 하세요. 윤기 있고 매끄러운 접합이 필요합니다. 만약 실수했다면 솔더윅을 사용하여 남은 납땜을 제거하세요.

간단한 납땜 체크리스트는 다음과 같습니다.

  1. 납땜 인두, 납땜 와이어, 납땜 심지를 모으세요.

  2. 먼저 작은 구성 요소를 배치한 다음 더 큰 구성 요소로 이동합니다.

  3. 조인트를 가열하고 약간의 납땜을 추가합니다.

  4. 차가운 조인트를 확인하고 필요한 경우 수리하세요.

팁: 최종 DIY PCB를 제작하기 전에 폐보드에서 연습해 보세요. 시도할 때마다 실력이 향상될 거예요.

이제 DIY PCB 제작을 위한 모든 단계를 마쳤습니다. 각 단계를 통해 전자 장치와 PCB 설계에 대해 더 자세히 알아볼 수 있습니다. 다양한 방법을 시도해 보고 자신에게 가장 적합한 방법을 찾아보세요!

최고의 DIY PCB 방법

선택 최고의 DIY PCB 방법 무엇을 만들고 싶은지, 그리고 시간이 얼마나 있는지에 따라 달라집니다. 높은 정밀도, 빠른 결과를 원할 수도 있고, 간단하게 시작할 수 있는 방법을 원할 수도 있습니다. 세 가지 인기 있는 방법을 살펴보고 어떤 방법이 나에게 맞는지 확인해 보겠습니다.

CNC 밀

날카로운 선과 완벽한 정밀도를 원하신다면 CNC 밀링이 정답입니다. 컴퓨터 제어 기계를 사용하여 구리 기판에서 회로 경로를 깎아냅니다. 이 방법은 깔끔한 모서리와 엄격한 공차를 제공합니다. 복잡한 모양과 섬세한 디자인을 제작할 수 있습니다.

다음은 빠른 비교입니다.

아래

CNC 밀링

기타 방법(예: 화학적 에칭)

정밀성

높은 정밀도와 정확도

일반적으로 정확도가 낮음

비용

노동 및 도구로 인해 더 높음

더 낮고 더 간단한 방법

복잡성

복잡한 형상에 적합

더 간단한 디자인으로 제한됨

  • CNC 밀링은 디자인이 얼마나 까다로운지에 따라 인건비만으로 150~250달러가 들 수 있습니다.

  • 화학적 에칭과 같은 간단한 방법은 일반적으로 비용이 적게 듭니다.

최고의 결과물을 얻을 수 있지만, 비용이 더 많이 들고 특수 장비가 필요합니다. 집에서 전문가 수준의 PCB를 제작하고 싶다면 CNC 밀링이 좋은 선택입니다. 하지만 대부분의 초보자에게는 다소 어렵게 느껴질 수 있습니다.

자외선 수지

UV 레진은 회로 기판을 빠르게 제작하는 멋진 방법입니다. 기판에 레진을 붓고 UV 조명을 비추면 디자인이 완성되는 것을 볼 수 있습니다. 이 방법은 소규모 프로젝트나 프로토타입 제작에 매우 효과적입니다. 화학 물질을 사용하거나 오랜 시간 에칭할 필요가 없습니다.

장단점을 보여주는 표는 다음과 같습니다.

장점

단점

효율적이고 정확한 프로토타입 제작

적용을 위해서는 학습 곡선이 필요합니다.

디자인과 컨셉의 빠른 반복

지저분할 수 있으며 적절한 처리가 필요합니다.

고해상도 PCB 프로토타입 제작을 대중화합니다

대규모 프로젝트에는 적합하지 않습니다.

기존의 에칭 방법이 필요 없습니다

자외선 노출은 해로울 수 있습니다

소규모 개발자에게 비용 효율적

때로는 끈적끈적하게 마르고 얼룩덜룩해질 수 있습니다.

디자인의 창의성을 허용합니다

강한 빛에 의해 노랗게 변하거나 흐려짐

  • 아무것도 섞을 필요 없어요. 그냥 붓고 마시면 돼요.

  • 얇은 층은 2~3분 안에 마르게 됩니다.

  • 빠른 프로토타입 제작에 적합합니다.

하지만 UV 램프가 필요해서 비용이 추가됩니다. 레진이 끈적거리거나 얼룩덜룩하게 마르는 경우가 있습니다. UV는 유해할 수 있으므로 주의해야 합니다. 이 방법은 크고 창의적인 프로젝트에는 적합하지만, 큰 보드에는 적합하지 않습니다.

퍼프 보드

퍼포레이티드 보드는 회로 제작을 시작하는 가장 쉬운 방법입니다. 구멍과 구리 패드가 이미 있는 보드를 구해서, 부품을 구멍에 밀어 넣고 납땜하기만 하면 됩니다. 화학 약품, 프린터, 또는 고급 기계는 필요 없습니다.

  • 퍼프 보드는 회로를 위한 안정적이고 유연한 기반을 제공합니다.

  • 작업을 진행하면서 디자인을 테스트하고 변경할 수 있습니다.

  • 튼튼하고 실험하기에 완벽해요.

전자공학을 처음 접한다면, 퍼포레이티드 보드(Perf Board)는 DIY PCB 제작에 가장 적합한 방법입니다. 간단한 회로를 만들고 모든 작동 원리를 배울 수 있습니다. 많은 기타 페달 애호가들이 퍼포레이티드 보드를 사용하여 커스텀 이펙트를 제작합니다. PedalPCB.com에서 바로 제작 가능한 페달 프로젝트를 확인해 보세요.

팁: 빠르게 배우고 실수를 피하고 싶다면 퍼포레이티드 보드부터 시작하세요. 직접 경험하고 바로 결과를 확인할 수 있습니다.

각 방법마다 장점이 있습니다. CNC 밀링은 정밀함을, UV 레진은 빠른 프로토타입 제작을, 퍼포밍 보드는 배우기 쉽습니다. 직접 사용해 보고 어떤 방법이 자신에게 맞는지 확인해 보세요.

피할 실수

DIY PCB 프로젝트를 시작할 때 몇 가지 흔한 실수에 직면할 수 있습니다. 주의해야 할 사항을 알면 더 나은 결과를 얻고 시간을 절약하는 데 도움이 됩니다.

설계 문제

PCB가 잘 작동하려면 레이아웃에 주의를 기울여야 합니다. 많은 초보자는 최소 간격을 유지하는 것만으로도 충분하다고 생각하지만, 이는 소음 문제를 일으키고 제조를 어렵게 만들 수 있습니다. 부품과 보드 가장자리 사이에 최소 0.1인치(0.1인치)의 간격을 유지하도록 하세요. 보드를 패턴보다 약간 크게 만들면 정렬 오류를 방지하고 작업 공간을 더 확보할 수 있습니다.

피해야 할 몇 가지 디자인 실수는 다음과 같습니다.

  • 부품을 너무 가까이 또는 가장자리 근처에 배치

  • 누락되거나 잘못된 연결을 확인하기 위해 네트워크 목록을 두 번 확인하는 것을 잊어버립니다.

  • 단면 보드에서 와이어 링크 대신 전원 또는 접지 트랙만 사용하면 신호 품질을 개선하고 비용을 절감할 수 있습니다.

팁: 인쇄하거나 전송하기 전에 항상 레이아웃을 검토하세요. 간단히 확인하면 나중에 큰 골치 아픈 상황을 예방할 수 있습니다.

에칭 오류

에칭은 서두르거나 단계를 건너뛰면 까다로울 수 있습니다. 에칭액을 고르게 바르지 않거나 레지스트가 잘 붙지 않으면 언더컷이 발생할 수 있습니다. 기판을 너무 오래 방치하거나 오래된 에칭액을 사용하면 과도한 에칭이 발생합니다. 용액을 잘 저어주지 않거나 온도 변화가 너무 심하면 에칭이 고르지 않게 나타날 수 있습니다.

에칭 문제

그것을 피하는 방법

언더컷

새로운 레지스트와 꾸준한 시간을 사용하세요

오버에칭

시계를 보고 새로운 에칭제를 사용하세요

불균일한 에칭

부드럽게 저어주고 온도를 일정하게 유지하세요

납땜 문제

납땜은 PCB에 생명을 불어넣지만, 실수하기 쉽습니다. 납땜이 식는 동안 부품을 움직이면 접합부가 손상될 수 있습니다. 접합부를 충분히 가열하지 않으면 접합부가 얼어붙을 수 있습니다. 너무 많은 열은 플럭스를 태우고, 너무 적은 납땜은 연결부를 약하게 만듭니다. 납땜을 너무 많이 사용하면 패드 사이에 브리지가 생길 수 있습니다. 리드가 잘리지 않으면 단락이 발생할 수 있습니다.

납땜 문제를 발견하고 해결하는 데 도움이 되는 간단한 목록은 다음과 같습니다.

  1. 얼어붙거나 손상된 관절을 매끄러워질 때까지 다시 데워줍니다.

  2. 검은 반점이 보이면 타버린 플럭스를 긁어내세요.

  3. 약한 접합부에는 납땜을 더 추가하지만 과도하지 않게 주의하세요.

  4. 브리지 현상을 방지하려면 여분의 납땜을 제거하세요.

  5. 납땜 후 모든 리드를 잘라냅니다.

기억하세요: 시간을 들여 각 연결 부분을 꼼꼼히 확인하세요. 납땜이 잘 되면 DIY 프로젝트가 더 오래 지속됩니다.

DIY 프로젝트를 위한 팁

예비

DIY 프로젝트를 준비하면 모든 것이 훨씬 수월해집니다. 든든하게 시작하는 데 도움이 되는 간단한 체크리스트를 소개합니다.

  1. 소프트웨어를 사용하여 PCB 레이아웃을 설계하세요. 트레이스 폭이 최소 0.25mm 이상인지 확인하세요.

  2. 구리 도금판을 깨끗이 닦아서 윤이 나도록 하세요. 사포로 닦은 후 소독용 알코올로 닦아주세요.

  3. 디자인을 보드에 옮깁니다. 뜨거운 다리미를 사용하여 인쇄된 디자인을 구리판에 눌러 붙인 후, 종이를 적셔 벗겨냅니다.

  4. 직접 만든 부식제를 섞으세요. 플라스틱 용기에 식초, 과산화수소, 소금 약간을 넣고 섞으세요.

  5. 보드를 용액에 담가 에칭하세요. 몇 분마다 용기를 조심스럽게 옮겨주세요.

  6. 보드를 헹구고 토너를 제거한 다음 구성 요소에 맞는 구멍을 뚫습니다.

팁: 간단한 DIY 프로젝트부터 시작해 보세요. 자신감을 키우고 기본기를 익힌 후, 더 복잡한 디자인으로 넘어가세요.

방법

몇 가지 모범 사례를 따르면 DIY 프로젝트가 더 쉬워질 수 있습니다.

  • 디자인은 단순하게 유지하세요. 부품 수가 적고 선이 넓을수록 실수가 줄어듭니다.

  • 서로 잘 어울리는 재료를 선택하세요. 이렇게 하면 보드를 더 오래 사용할 수 있습니다.

  • 트레이스 폭과 간격을 확인하세요. 적절한 간격은 단락을 방지하고 납땜을 더 쉽게 해줍니다.

  • 실제 제품을 만들기 전에 시뮬레이션 도구로 디자인을 테스트해 보세요.

  • DIY 프로젝트를 좋아하는 다른 사람들에게 피드백을 요청해 보세요. 그들의 경험에서 많은 것을 배울 수 있습니다.

기억하세요: 프로젝트를 마칠 때마다 실력이 향상됩니다. 성장하면서 마이크로컨트롤러와 같은 새로운 부품을 추가해 보세요.

마감

좋은 마감은 보드를 더욱 전문적으로 보이게 하고 더 오래 사용할 수 있게 해줍니다. 마감재를 선택하는 데 도움이 되는 간단한 표를 소개합니다.

마감 유형

장점

단점

OSP

저렴하고 친환경적이며 초보자에게 좋습니다

복잡한 보드에는 내구성이 떨어짐

HASL

튼튼하고 납땜하기 쉬우며 저렴함

작은 부품에는 적합하지 않습니다

ENIG

최고의 내식성, 매우 신뢰할 수 있음

다른 마감재보다 비용이 더 많이 듭니다.

보드를 마감하면 부식을 방지하고 납땜 성능을 향상시키며 DIY 프로젝트를 더욱 돋보이게 할 수 있습니다. 사용 전에 항상 결함이 있는지 확인하고 멀티미터로 테스트하세요. 문제가 발견되면 즉시 해결하세요.

몇 가지 도구와 약간의 인내심만 있으면 집에서 직접 PCB를 만들 수 있습니다. 시작하는 데 도움이 되도록 간략하게 요약해 드리겠습니다.

  1. 도구를 모아서 간단한 디자인을 선택하세요.

  2. 회로를 배치하고, 인쇄하고, 옮기고, 에칭하고, 납땜합니다.

  3. 보드를 테스트하고 실수로부터 교훈을 얻으세요.

DIY PCB 프로젝트는 전자공학에 대한 더 깊은 이해를 제공하고 독창적인 작품을 만들 수 있게 해 줍니다. 많은 취미 활동가들이 이 과정에서 보람과 창의성을 느낍니다. 재활용 부품이나 3D 프린팅 트레이스 등 새로운 방법을 시도해 볼 수도 있습니다. 온라인 커뮤니티에 진행 상황을 공유하고 조언을 구하는 것도 잊지 마세요. 많은 사람들이 기꺼이 도움을 주고 팁을 공유해 줍니다!

FAQ

에칭 후 PCB를 어떻게 청소합니까?

소독용 알코올과 낡은 칫솔을 사용하세요. 보드를 부드럽게 문질러 토너나 마커 잔여물을 제거하세요. 종이 타월로 닦아 물기를 제거하세요. 그러면 보드가 윤이 나고 납땜 준비가 된 것처럼 보일 것입니다.

화학물질 없이 PCB를 만들 수 있나요?

네! 퍼포레이티드 보드나 베로보드를 사용할 수 있습니다. 이 보드를 사용하면 부품을 배치하고 납땜하여 회로를 구축할 수 있습니다. 이 방법에는 에칭 화학 물질을 사용할 필요가 없습니다.

흔적이 벗겨지면 어떻게 해야 하나요?

납땜을 즉시 중단하세요. 기판을 식히세요. 작은 전선을 사용하여 끊어진 배선을 연결하세요. 전선을 제자리에 납땜하세요. 이렇게 하면 회로가 다시 작동하는 데 도움이 됩니다.

집에서 PCB를 만드는 것이 안전한가요?

몇 가지 규칙을 따르면 안전합니다. 장갑과 보안경을 착용하세요. 환기가 잘 되는 곳에서 작업하세요. 화학 물질은 어린이와 애완동물의 손이 닿지 않는 곳에 보관하세요. 항상 사용 용품의 라벨을 확인하세요.

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