아래의 글은 유튜브 비디오,
https://www.youtube.com/watch?v=pNhH6LlU7Mw&list=WL&index=8&t=27s
의 내용을 요약한 것입니다.
PCB 제작 입문에 도움이 되시길 바랍니다.
전자회로를 취미로 시작한 사람이라면 누구나 한 번쯤 브레드보드 위에 복잡하게 얽힌 점퍼선들을 보며 이런 생각을 해본 적이 있을 것입니다.
"이걸 좀 더 깔끔하고 전문적으로 만들 수 없을까?"
그 해답이 바로 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)입니다.
PCB는 단순히 회로를 예쁘게 만드는 도구가 아닙니다. 회로의 신뢰성을 높이고, 크기를 줄이며, 실제 제품 수준의 완성도를 제공하는 핵심 기술입니다.
이번 글에서는 PCB 설계가 처음인 사람을 위해 PCB 제작의 전체 과정을 쉽게 설명해보겠습니다.
PCB란 무엇인가?
PCB는 유리섬유(FR-4) 기반의 기판 위에 구리 배선을 형성하여 전자 부품들을 연결하는 회로판입니다.
브레드보드와 비교하면 다음과 같은 장점이 있습니다.
· 훨씬 안정적인 전기적 연결
· 작은 크기
· 높은 내구성
· 전문적인 외관
· 대량 생산 가능
실제로 우리가 사용하는 스마트폰, 노트북, 가전제품 내부에는 모두 PCB가 들어 있습니다.
처음에는 아주 간단한 프로젝트부터 시작하자
PCB 설계를 배우는 가장 좋은 방법은 작은 프로젝트부터 시작하는 것입니다.
예를 들어
· LED 깜빡이기
· 버튼 입력 회로
· 온도 센서 모듈
· 전원 변환 회로
등이 좋은 연습 과제입니다.
처음부터 복잡한 ESP32 보드나 고속 디지털 회로를 설계하려고 하면 오히려 학습 속도가 느려질 수 있습니다.
작은 성공 경험을 쌓으며 점진적으로 난이도를 높이는 것이 가장 효과적인 방법입니다.
PCB 설계 소프트웨어 선택
초보자가 사용하기 좋은 무료 PCB 설계 툴 중 하나가 EasyEDA입니다.
장점은 다음과 같습니다.
· 무료 사용 가능
· 웹 기반
· 부품 라이브러리 풍부
· JLCPCB와 연동 가능
계정을 만들 때는 Google 로그인보다 일반 이메일 계정을 사용하는 것이 관리 측면에서 편리할 수 있습니다.
회로도(Schematic) 작성
PCB 설계의 첫 단계는 회로도 작성입니다.
회로도는 건물을 짓기 전에 작성하는 설계도와 같습니다.
어떤 부품을 사용할지,
어떤 부품이 서로 연결되는지를 정의합니다.
기본 부품 배치
회로도에는 다음과 같은 심볼을 배치합니다.
· 저항
· 커패시터
· LED
· IC
· 전원(VCC)
· GND
EasyEDA에서는 이러한 심볼을 드래그 앤 드롭 방식으로 쉽게 배치할 수 있습니다.
Net Label 활용
초보자들이 자주 하는 실수는 긴 전선을 직접 그리는 것입니다.
예를 들어 아래와 같은 연결은
5V -------------------------- IC
대신
5V
라는 Net Label을 사용하면 됩니다.
같은 이름의 Net Label은 자동으로 연결된 것으로 인식됩니다.
복잡한 회로일수록 Net Label 사용이 필수입니다.
부품 선택
PCB를 처음 설계할 때는 Through-hole 부품보다 SMD 부품을 사용하는 것이 좋습니다.
Through-hole
장점
· 납땜이 쉬움
단점
· 크기가 큼
· PCB 공간 차지
SMD (Surface Mount Device)
장점
· 매우 작음
· 공간 효율적
· 현대 전자제품 대부분이 사용
단점
· 손납땜 난이도 증가
처음에는 0805 또는 0603 크기의 SMD 부품을 추천합니다.
PCB 레이아웃 생성
회로도 작성이 끝나면 PCB Layout으로 변환합니다.
이 단계에서는 실제 부품 위치를 결정하게 됩니다.
처음에는
15 mm × 15 mm
정도의 작은 크기로 시작해도 충분합니다.
부품 배치의 핵심 원칙
PCB 품질은 배치에서 결정된다고 해도 과언이 아닙니다.
Ratsnest 정리
PCB 화면에는 부품 사이를 연결하는 파란색 선이 보입니다.
이를 Ratsnest라고 합니다.
배선을 시작하기 전에 이 선들이 최대한 짧고 단순해지도록 부품 위치를 조정해야 합니다.
디커플링 커패시터
MCU나 IC 근처에는 반드시 디커플링 커패시터가 필요합니다.
이 커패시터는
· 전원 노이즈 감소
· 순간 전류 공급
역할을 합니다.
중요한 점은 IC와 최대한 가깝게 배치하는 것입니다.
일반적으로
3~5 mm 이내
배치를 권장합니다.
인덕터 배치
스위칭 전원회로에서는 인덕터가 사용됩니다.
인덕터는 관련 IC 근처에 배치하되
· 자기장 간섭
· 발열
등도 함께 고려해야 합니다.
PCB 배선(Routing)
라우팅은 실제 구리선을 그리는 과정입니다.
신호선 폭
일반적인 저전류 신호선은
0.5 mm
정도를 사용하면 충분합니다.
전원선 폭
전원선은 더 넓게 설계해야 합니다.
얇은 전원선은 마치
"가는 빨대로 음료를 마시는 것"
과 같습니다.
전류가 충분히 흐르지 못하고 전압 강하가 발생할 수 있습니다.
직각 배선 피하기
가능하면 90도 직각보다는
· 45도
· 곡선
배선을 사용하는 것이 좋습니다.
현대 PCB 제조에서는 큰 문제가 되지 않지만, 훨씬 보기 좋고 전문적인 느낌을 줍니다.
Via 활용
상단 레이어에 공간이 부족하면 Via를 사용합니다.
Via는 작은 드릴 구멍으로,
상단 구리층과 하단 구리층을 연결합니다.
이를 통해 배선이 교차하는 문제를 해결할 수 있습니다.
Ground Plane 만들기
전문적인 PCB에서는 대부분 Ground Plane을 사용합니다.
Copper Pour 기능으로 보드 전체를 GND 영역으로 채울 수 있습니다.
장점은 다음과 같습니다.
· GND 자동 연결
· 노이즈 감소
· 전류 경로 개선
· EMI 감소
특히 ESP32나 RF 회로에서는 거의 필수적인 기능입니다.
Via Stitching
상단과 하단의 Ground Plane을 여러 개의 Via로 연결하는 기법입니다.
이를 Via Stitching이라고 합니다.
효과는
· GND 저항 감소
· 노이즈 감소
· 방열 성능 향상
입니다.
버전 관리와 브랜딩
PCB에는 반드시 다음 정보를 남기는 것이 좋습니다.
예시
MySensor Board
Rev 1.2
2026-06-04
Designed by GreenTam
이렇게 하면 나중에 여러 버전의 PCB를 쉽게 구분할 수 있습니다.
실제 개발에서는 매우 중요한 습관입니다.
제조 전 최종 점검
PCB 제작 전에는 반드시 DRC(Design Rule Check)를 실행해야 합니다.
DRC는
· 배선 간격
· 패드 간격
· 트레이스 폭
· 제조 가능 여부
등을 자동으로 검사합니다.
초보자라면 DRC 오류를 모두 제거한 후 제작을 진행하는 것이 좋습니다.
제조용 파일 생성
PCB 제작 업체는 일반 PCB 파일을 직접 읽을 수 없습니다.
따라서 다음 파일들을 생성해야 합니다.
Gerber File
실제 PCB 레이어 정보
BOM (Bill of Materials)
부품 목록
CPL (Pick and Place)
자동 부품 실장 위치 정보
PCB 주문하기
대표적인 PCB 제조 업체는 다음과 같습니다.
· JLCPCB
· PCBWay
· OSH Park
생성한 Gerber 파일을 업로드하면 자동으로 견적을 확인할 수 있습니다.
PCB 제작 비용은 얼마나 들까?
생각보다 매우 저렴합니다.
작은 PCB 기준
· 5~10달러 정도
면 제작이 가능합니다.
수량이 늘어날수록 개당 가격은 급격히 낮아집니다.
실제로 취미용 프로젝트라면 커피 한두 잔 가격으로 전문 PCB를 제작할 수 있습니다.
마무리
PCB 설계는 처음에는 어렵게 느껴질 수 있습니다.
하지만 LED 하나와 저항 하나가 들어간 아주 단순한 보드부터 시작하면 생각보다 빠르게 익숙해질 수 있습니다.
중요한 것은 완벽한 PCB를 만드는 것이 아니라, 작은 프로젝트를 반복하며 경험을 쌓는 것입니다.
브레드보드에서 시작한 아이디어가 직접 설계한 PCB로 구현되는 순간, 전자공학의 또 다른 재미를 느끼게 될 것입니다.
여러분도 첫 PCB를 설계해 보세요. 생각보다 훨씬 쉽고, 생각보다 훨씬 재미있습니다.
동영상의 하단에 참고할 만한 PCB제작에 대한 유명한 유튜버들의 소개가 있어서 퍼왔습니다.
PCB 설계를 배우기 좋은 추천 유튜브 강의 모음
Phil's Lab (@PhilsLab)
제가 PCB 설계를 배우면서 정말 많은 도움을 받았던 채널입니다.
- STM32 PCB 설계 완전 실전 가이드
- STM32 PCB Design - Complete Walkthrough
- PCB 설계를 배우는 방법
- How To Learn PCB Design
- PCB 비아(Via) 기초 완벽 정리
- PCB Vias 101
Robert Feranec (@RobertFeranec)
PCB 설계의 이론과 실제 제작 경험을 깊이 있게 다루는 채널입니다.
- GND 비아가 PCB 레이아웃을 개선하는 이유
- How GND VIAs Improve Your PCB Layout
- 3시간 만에 ESP32 커스텀 보드 만들기
- How to Make Custom ESP32 Board in 3 Hours
John Teel (@PredictableDesigns)
PCB가 들어간 제품을 실제로 판매할 때 필요한 인증, 양산, 사업화 관점을 배울 수 있는 채널입니다.
- 초보자가 가장 많이 저지르는 PCB 설계 실수 6가지
- 6 Horribly Common PCB Design Mistakes
- 25분 안에 KiCad로 ESP32 PCB 설계하기
- How to Design an ESP32 PCB with KiCad (in Less Than 25 Minutes)
- 상용 제품에 Arduino를 사용해도 될까?
- Arduino in a Commercial Product?
Rick Hartley
PCB 설계 분야의 전설적인 엔지니어입니다.
- Rick Hartley PCB 설계 강의 모음 플레이리스트
- 다양한 유튜브 채널에 흩어져 있는 Rick Hartley의 강의들을 모아놓은 재생목록
Zach Peterson (@Zachariah-Peterson)
PCB 설계에서 중요한 작은 디테일부터 고급 설계 기법까지 폭넓게 다루는 전문가입니다.
- Copper Pour를 사용할 것인가 말 것인가?
- To Pour or Not To Pour | Copper Pour in PCB Design
- PCB 그라운드 루프(Ground Loop)와 예방법
- PCB Ground Loops and How to Prevent Them
GreatScott! (@greatscottlab)
전자공학 입문자라면 한 번쯤은 반드시 접하게 되는 유명 채널입니다.
- 아이디어에서 회로도, PCB까지 쉽게 만드는 방법
- From Idea to Schematic to PCB - How to Do It Easily!
- 올바른 납땜 방법 (THT 및 SMD)
- How to Solder Properly || Through-hole (THT) & Surface-mount (SMD)
- 전자공학 기초(Electronic Basics) 플레이리스트
- 저항, 커패시터, 전원회로, 트랜지스터 등 전자공학의 핵심 개념을 설명하는 시리즈
Hans Rosenberg (@HansRosenberg74)
전기와 전자기학의 이론을 실제 실험으로 검증하며 설명하는 채널입니다.
- 완벽한 PCB 설계를 위한 RF 설계 경험칙 (1부)
- Flawless PCB Design: RF Rules of Thumb - Part 1
- 수천 달러를 날리게 만든 PCB 접지 실수 TOP 5
- Top 5 PCB Grounding Mistakes That Cost Me Thousands
추천 학습 순서
PCB 설계를 처음 시작한다면 다음 순서를 추천합니다.
- GreatScott! - 전자공학 기초
- Phil's Lab - PCB 설계 입문
- John Teel - 실제 제품 개발 관점
- Robert Feranec - PCB 설계 심화
- Zach Peterson - 고급 PCB 설계 기법
- Rick Hartley - PCB 접지 및 EMC 설계
- Hans Rosenberg - RF 및 고주파 설계
이 순서대로 학습하면 단순히 PCB를 그리는 방법뿐만 아니라, 실제 제품 수준의 PCB 설계에 필요한 노하우까지 체계적으로 익힐 수 있습니다.
PCB 설계를 배우고 싶다면 정말 훌륭한 유튜브 채널들이 많습니다.
Phil's Lab, Robert Feranec, Rick Hartley 같은 전문가들의 강의를 보면 PCB 레이아웃, 접지, 전원 설계, EMC, RF 설계까지 깊이 있게 배울 수 있습니다.
하지만 한 가지 문제가 있습니다.
이 강의들은 대부분 "이미 전자회로와 마이크로컨트롤러를 알고 있다"는 전제에서 시작합니다.
만약 아직 ESP32를 사용해 본 적이 없거나, 센서를 연결해 본 경험이 없다면 PCB 설계 이전 단계에서 막히기 쉽습니다.
그래서 저는 ESP32를 이용해 LED, 버튼, 센서, EEPROM, BLE, Wi-Fi, 클라우드 연동까지 직접 구현하는 입문 강의를 만들었습니다.
PCB 설계도 결국은 "어떤 회로를 만들 것인가?"에서 시작합니다.
ESP32와 센서를 이용해 실제 IoT 기기를 만들어 본 경험이 있다면, 이후 PCB 설계를 배울 때 훨씬 수월하게 이해할 수 있습니다.
PCB 설계를 목표로 하고 있다면, 먼저 ESP32로 실제 회로와 펌웨어를 만들어 보는 것도 좋은 출발점이 될 수 있습니다.
ESP32 IoT 기기 제작 강의:
🔗 링크는 댓글에 남겨두겠습니다.
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