성공적인 PCB 설계와 제작, 시행착오 없이 완성하는 방법 : 제품개발 과정

전자제품을 개발할 때 PCB 설계는 핵심적인 단계입니다. 많은 창업자들이 비용 절감을 위해 PCB 제작을 외주에 맡기곤 합니다. 하지만 PCB 설계가 제품개발 과정과 유기적으로 연결되지 않으면 예상치 못한 오류가 발생하고는 합니다.

얼마 전, 한 스타트업이 저희를 찾아왔습니다. 이미 타업체를 통해 PCB 외주 제작을 진행한 상태였지만, 제품 조립 과정에서 기구 설계와 맞지 않아 다시 설계를 해야 하는 상황이 벌어진 겁니다. 하드웨어, 기구 설계, 펌웨어 개발이 따로 진행되다 보니, 최종 조립 시 문제가 생겼고 결국 PCB를 처음부터 다시 설계해야 했죠. 이런 시행착오를 줄이려면 처음부터 원스톱으로 개발을 진행하는 것이 중요합니다.

그렇다면, PCB 설계를 제대로 하려면 어떤 점을 고려해야 할까요?

 

 

 

 

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1. PCB 외주 제작의 함정 – 개발 과정과 유기적으로 연결되지 않으면?

PCB만 외주로 맡기고 다른 부분과 별개로 개발하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

 

• 기구 설계와 맞지 않음 → PCB 크기나 커넥터 위치가 제품 내부 공간과 충돌
• 전원 및 배터리 설계 오류 → 전력 소비를 고려하지 않고 PCB를 설계해 배터리 사용 시간이 비효율적
• 펌웨어와 호환성 문제 → MCU와 통신 모듈이 따로 설계되어 데이터 송수신 오류 발생

 

 

실제 사례 : 한 스타트업은 PCB 설계를 외주로 진행했지만, 기구설계팀과 소통이 원활하지 않았어요. 조립 단계에서 보니 커넥터 위치가 잘못되어 PCB를 완전히 새로 제작해야 했습니다. 결국 일정이 3개월 이상 지연되었고, 추가 비용도 두 배가 들었죠.

 

이처럼 PCB를 단순히 회로 설계와 제작만으로 접근하면, 나중에 기구 설계, 펌웨어 개발, 제품 조립 과정에서 큰 문제가 발생할 수 있습니다.

 

펌웨어란? 하드웨어/소프트웨어와의 차이점

 

 

 

2. PCB 설계 핵심 원칙 & 부품 배치 전략

PCB 설계를 할 때 가장 중요한 것은? 부품 배치와 시스템 연계입니다.

Q. PCB 설계 시 부품 배치를 어떻게 해야 하나요?

A. PCB만 따로 설계하는 것이 아니라, 기구 설계 및 펌웨어까지 고려해서 배치해야 합니다.

• 커넥터 위치 조정 → 케이블 연결을 고려해 기구 설계와 맞춰야 함
• 배터리 및 전원부 고려 → 실제 제품 사용 환경에서 배터리 소모가 최적화되도록 설계
• 발열 부품 위치 조정 → 기구 설계상 방열판이 배치될 공간 확보 필요

 

실무 사례 : 어떤 고객은 PCB만 따로 외주를 맡겼다가, 기구 설계 단계에서 방열 설계가 안 맞아 제품 온도가 급격히 상승하는 문제를 겪었어요. 결국 기구 설계를 수정하거나 PCB를 다시 제작해야 했죠. 이런 문제를 피하려면 PCB와 제품 설계를 동시에 진행해야 합니다.

 

방열설계의 기초 - 방열판 히트싱크

 

 

 

3. PCB 레이어 수 선택 – 단층 vs 다층?

PCB의 레이어 수는 제품의 신호 품질과 성능을 결정짓는 중요한 요소입니다.

 

<PCB 타입 특징 추천 용도>

1~2층 PCB	비용 절감, 구조 단순	간단한 회로, 저속 신호
4층 이상 PCB	신호 간섭 감소, 성능 향상	고속 신호, 복잡한 회로

 

 

 

실제 사례 : B사는 초기 개발비용 절감을 위해 단층 PCB를 제작했는데,
신호 간섭이 심해 다층 PCB로 다시 제작해야 했던 경우가 있었습니다.
처음부터 제품 특성에 맞는 PCB 구조를 선택하는 것이 중요합니다.

 

 

 

 

4. PCB 제작 비용 절감하는 법

PCB 제작은 비용이 많이 드는 작업이지만, 몇 가지 방법으로 예산을 절약할 수 있습니다.

 

✅ 무료 PCB 설계 소프트웨어 사용 → KiCAD, Eagle 활용

✅ 소량 제작 서비스 활용 → 프로토타입 먼저 테스트하기

✅ 표준 부품 사용 → 커스텀 부품 대신 범용 부품 활용

 

 

 

 

5. 원스톱 개발이 중요한 이유

PCB 외주를 맡길 때, 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.

 

✅ 기구 설계와 함께 진행 → 제품 내부 공간과 맞춰 PCB 크기 및 부품 배치 설계

✅ 전원 설계와 연계 → 배터리 효율성을 고려한 PCB 설계 필수

✅ 펌웨어 및 하드웨어 연동 → MCU 및 센서가 문제없이 작동하도록 설계

✅ 열 관리 고려 → 방열판, 통풍구 위치를 기구 설계와 맞춰 최적화

 

 

📌 PCB를 단독으로 외주를 맡기는 것이 아니라,
제품 개발 과정 전체를 고려해 설계를 진행해야 합니다.

 

MCU 마이크로컨트롤러란?

 

 

2coil 무선 전력전송 기기 PCB 개발 ©한국전자기술

 

PCB 설계를 실패 없이 진행하려면?

PCB 설계와 제작은 철저한 계획과 검증이 필요한 과정입니다. 시행착오를 줄이고, 불필요한 비용과 시간을 낭비하지 않으려면 처음부터 기구 설계, 전원 설계, 펌웨어 개발까지 유기적으로 연결된 원스톱 개발을 진행하는 것이 가장 효율적인 방법입니다.

 

 

PCB 설계를 처음부터 제대로 하려면?

• 제품 전체 설계를 고려한 부품 배치와 신호 설계
• 기구 설계와 맞춰 PCB 크기 및 배치 최적화
  
• 소량 제작을 통해 프로토타입 테스트 필수
• 전원 설계, 방열 구조까지 포함된 설계 진행

❗ 현재 PCB 설계를 진행 중이라면?
시행착오를 줄이고 완성도를 높이기 위해 원스톱 개발 방식을 고려해 보세요!