PCB 설계 외주 맡길 때 요구사항 전달 방법 (사례 비교)

반도체를 비롯해 다양한 부품을 판위에 모아놓은 인쇄회로기판, ‘PCB(Printed Circuit Board)’. PCB는 부품과 배선 등이 복잡하기 때문에 무엇보다 철저한 설계 과정을 거쳐야 합니다. 물론 보통은 클라이언트의 의뢰를 받아 외주업체가 설계를 진행하기 때문에, 설계 자체를 깊이 알 필요는 없는데요. 대신 PCB 설계를 제대로 의뢰하기 위한 ‘시나리오’를 잘 써야 합니다. 오늘은 PCB 설계 시나리오에 대해 자세히 알아보겠습니다.

✍️ 이 글의 순서

• PCB 설계 시나리오, 이렇게 쓰세요
• PCB 개발에도 난이도가 있습니다
• 까다로운 PCB 개발&설계, 위시켓으로 쉽게 해결하세요.

PCB 설계 시나리오, 이렇게 쓰세요

외주업체에서 PCB 설계를 제대로 하기 위해서는 크게 세 가지 정보가 필요합니다. 첫째, 제품을 만드는 목적(제작 목적). 둘째, 설계 요건을 담은 설계 요구사항. 셋째, 제품에 대한 스펙. 이 세 가지가 잘 드러나지 않는 좋지 못한 사례와 세 가지가 모두 드러난 좋은 사례를 살펴보겠습니다.

이렇게 쓰면 안 돼요! ❌

온도 조절용 손난로 PCB 제작을 위한 시나리오를 설계한다고 가정해 볼까요? 아래처럼 시나리오를 작성하면 어떨까요?

✔️ 온도 조절을 위한 손난로입니다.
✔️ 필요 기능
• 외부 온도에 맞춰 실시간으로 온도 변화
• 10채널 이상의 온도 조절 가능(디스플레이(display) 기능이 있는 제품과 연결)

제작 목적과 요구사항 정의가 명확하지 않습니다. ‘손난로’라는 용어로 어느 정도 추론할 수 있긴 하지만, 정확히 어떤 기능을 하는 제품인지, 다른 손난로와 차별화되는 지점은 무엇인지 등이 나타나 있지 않습니다. 또 다른 예를 살펴볼까요? 아래는 스마트 홈 조명 제어 장치 PCB 제작을 위해 작성한 시나리오입니다.

스마트 홈 조명 제어 장치를 개발하려고 합니다. 조명을 3단계로 밝기 조절할 수 있게 하고, 무선 통신 모듈을 통해 스마트폰과 연동할 수 있도록 설계해 주시면 됩니다.

다만, 사용 부품에 대한 세부적인 내용은 아직 확정되지 않았고, 통신 방식도 유연하게 선택 가능하니 알아서 맞춰 주시면 됩니다. 또한, PCB는 2층 구조로 설계해 주셔야 하는데, 이유는 내부 설계와 관련된 사항이라 따로 설명드리기 어렵습니다.

제품 개발비용과 예상 소요 기간을 안내해 주시면 감사하겠습니다.

제작 목적과 설계 요구사항이 비교적 명확하게 나와 있습니다. 그러나 제품에 대한 스펙은 거의 나와 있지 않습니다. 예를 들어 PCB의 크기, 사용해야 할 부품의 종류나 통신 방식, 전력 요구사항 등의 세부사항은 거의 나와 있지 않습니다.

이렇게 쓰면 좋아요!⭕️

저희는 상업용 커피 머신의 제어 모듈을 개발하려고 합니다. 현재 사용 중인 제어 장치가 크고 복잡하여 이를 개선하고자 PCB 설계를 요청드립니다. PCB를 개발하는 주된 이유는 기존 커피 머신 내부의 공간을 최적화하기 위함입니다. 목표는 커피 머신의 추출 프로세스, 온도 제어 및 실시간 모니터링 시스템을 하나로 통합하는 것입니다.

✔️ 설계 요구사항
1. 커피 머신 내부의 물 온도를 90도에서 100도로 안정적으로 유지해야 합니다. 또한 실시간으로 온도를 모니터링할 수 있어야 하며, 온도가 설정값보다 높거나 낮아질 경우 알림 기능이 포함되어야 합니다.

2. 커피 머신의 디스플레이와 제어 모듈 간의 통신은 이더넷을 사용해 연결할 계획입니다. 또한, 이 통신을 통해 중앙 제어 시스템으로 데이터를 전송하여 원격으로 모니터링하고 관리할 수 있어야 합니다.

3. PCB는 220V 전원에서 동작할 수 있어야 하며, 안정적인 전원 공급을 위해 과전류 및 과열 방지 회로를 설계해 주셔야 합니다.

4. 추출 과정 중 온도가 설정된 범위를 벗어날 경우 경고 알람이 울리도록 설계해 주세요. 또한, 커피 추출 중 문제가 발생할 경우 자동으로 시스템이 멈추는 인터록 기능도 필요합니다.

✔️ 스펙 요구사항
• 제어 대상: 커피 머신의 추출 온도 제어 및 모니터링
• 온도 범위: 90도 ~ 100도
• 통신 방식: 이더넷 기반 실시간 모니터링 및 데이터 전송
• 전원: 220V
• 알람 기능: 온도 상/하한 초과 시 경고 알림
• 양산 계획: 개발 완료 후 약 200개의 PCB를 생산할 예정

아주 우수한 사례로, 제품을 설계하는 목적과 설계 요구사항, 스펙 요구사항까지 모두 성실하게 나와 있습니다. 이처럼 사용해야 하는 PCB 부품의 종류나 개수 등 구체적인 설계 정보가 없더라도 “목적, 설계 요건, 제품 스펙”만으로도 어떻게 설계해야 하는지 명확히 전달할 수 있습니다.

PCB 개발에도 난이도가 있습니다

PCB 개발 시나리오를 작성하는 방법을 알아보았으니, 이제 PCB 개발의 난이도에 대해 알아보겠습니다. 시나리오를 아무리 그럴듯하게 쓰더라도 현실적으로 구현이 불가능하다면 도루묵이기 때문이죠. PCB 설계에 영향을 미치는 요인은 크게 1) 디자인 2) 기능 3) 회로 설계 이 세 가지 난이도로 나누어 생각할 수 있습니다.

1) 디자인

PCB 기판은 아무래도 제품 디자인의 영향을 받을 수밖에 없습니다. 만약 가로로 긴 제품이라면 PCB 역시 가로로 길게 제작해야 하기 때문입니다. 여기에 더해, 회로까지 복잡하다면? PCB 기판에 레이어를 추가해야 하기 때문에 그만큼 추가 공정이 생기고, 개발 난이도는 올라갑니다.

2) 기능

제품 기능이 복잡하고 다양할수록 PCB 개발은 어려워집니다. 랜턴이나 스위치처럼 ‘on/off’ 기능만 있다면 아주 간단하겠지만, ‘10채널 온도 조절’ 기능을 요구한다면 더욱 복잡한 회로를 설계해야 합니다. 만약 자동으로 외부 밝기를 측정하는 기능까지 넣는다면 그만큼 설계 난이도는 올라가겠죠.

특히 요즘에는 IoT(사물인터넷)이 도입됨에 따라 제품이 스마트폰 앱과 연동되는 경우가 많은데요. 이런 경우 펌웨어 소프트웨어를 담는 MCU나 CPU 같은 칩을 염두에 두고 설계해야 합니다. 앞서 제품 설계 요건과 스펙을 세세하게 써야 한다고 말씀드린 이유, 확실히 알겠죠?

3) 회로 설계 난이도

작은 크기의 여러 부품을 장착해야 하는 집적도를 비롯해, 패턴의 모양이나 전류의 양 및 전파 신호의 종류 등 설계 난이도를 결정하는 여러 요인들이 있습니다. 특히, 앞서 말씀드린 두 가지 요인, 곧 특수한 디자인에 다기능의 제품을 원한다면 회로 설계 난이도는 더욱 올라갑니다. 그만큼 PCB 개발이 어려워진다고 볼 수 있죠.

까다로운 PCB 개발&설계, 위시켓으로 쉽게 해결하세요.

이처럼 PCB 개발은 클라이언트의 요구사항에 다라 그 난이도가 결정되고 비용 또한 달라집니다. 그래서 초기에 요구사항 정의서를 명확히 작성하는 게 무엇보다 중요합니다. 하지만 PCB 개발에 대한 전문적인 지식이 없다면 어떻게 해야 할까요? 걱정하지 않으셔도 됩니다. 위시켓은 PCB 개발을 원하는 클라이언트에게 최적의 파트너가 되어 드리기 때문입니다.

위시켓에서는 프로젝트마다 1:1 매니저가 함께 해 설계 시나리오 작성부터 디자인, 기능, 회로 설계까지 모든 과정을 손쉽게 진행할 수 있습니다. 또, 정리된 설계 시나리오를 토대로 요구사항을 정리하는 일은 물론, 필요시 미팅에 함께 참석해 클라이언트와 개발사와의 계약 과정을 조율하는 데 도움을 드립니다.

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