PCB 수작업 납땜 도우미: 같은 값 부품을 보드 그림에서 한 번에 찾기

PCB 수작업 납땜은 릴 단위로 진행합니다. 1kΩ 릴을 열면 1kΩ 자리를 모두 채우고 다음 릴로 넘어갑니다. 부품표에는 그 자리가 R6 R8-9 R22-25 R31 R38 R42-45 R51 R58 처럼 적혀 있습니다. 시간이 드는 곳은 납땜이 아니라 이 번호들이 보드 어디에 있는지 찾는 일입니다.

0603 칩저항 열다섯 개가 보드 뒷면에 흩어져 있고, 실크 글자는 작거나 먼저 붙인 부품에 가려집니다. 양면 보드는 뒤집어 들면 좌우가 바뀌어 아트웍 화면과 한 번 더 맞춰 봐야 합니다. 그래서 보드 파일을 넣으면 같은 값 부품을 보드 그림 위에 한꺼번에 표시하는 납땜 도우미를 만들었습니다.

같은 값 부품을 묶어 PCB 그림 위에 표시한 납땜 도우미 화면

화면 구성

왼쪽은 같은 값 부품 묶음 목록입니다. 저항, 캐패시터, 다이오드, 트랜지스터, IC, 커넥터 순으로, 키가 낮은 부품부터 붙이는 순서에 맞췄습니다. 묶음을 고르면 해당 부품이 보드 그림에서 주황 동그라미와 참조번호로 표시됩니다. 0603처럼 작은 칩도 보드 전체 보기에서 위치가 바로 보이고, 휠로 확대하면 번호가 읽힙니다.

뒷면을 확대한 모습. 남은 부품은 주황, 붙인 부품은 초록 점선 동그라미

양면 보드는 윗면과 뒤집어 본 뒷면을 나란히 그립니다. 실물 보드를 좌우로 뒤집어 든 배치 그대로라 화면과 실물을 바로 대조할 수 있습니다. 큰 부품은 동그라미 대신 부품 둘레 테두리로 표시합니다.

단면 릴레이 보드에서 릴레이 8개가 테두리로 표시된 모습

묶음 단위 진행 체크

붙인 부품은 클릭이나 스페이스로 표시하고, 한 묶음을 끝내면 체크 상자 하나로 묶음 전체를 표시합니다. 붙인 부품은 다른 묶음을 볼 때도 초록으로 남아 보드 전체 진행 상황이 보입니다. 진행 상태는 브라우저에 저장되어 작업을 나눠 해도 이어집니다.

묶음 목록. 다 붙인 묶음은 체크, 일부만 붙인 묶음은 반만 채운 표시

부품값은 세 군데에서 읽습니다

부품값은 보드 파일의 속성, 회로도의 속성, 그리고 회로도에 부품 옆 글자로 적은 값에 나뉘어 있습니다. 확인한 PADS 회로도 10장 모두에서 LED 색(RED, GREEN), 다이오드 품번(1N4148), 트랜지스터(BSS138), 크리스탈 주파수(12MHz) 같은 값이 2D 글자로만 적혀 있었습니다.

이 글자가 부품 속성보다 실제 부품에 가까운 경우가 많았습니다. 부품표와 대조한 예입니다.

부품	파일 속성	회로도 글자	부품표
Q13	Part Number `BSS123LT1`	`BSS138`	BSS138
IC5	파트타입 `MAX485`	`MAX13487E`	MAX13487EESA
D22	보드 값 `SS36`	`1N4148`	LL4148

그래서 값은 회로도 값, 회로도 글자, 보드 값, Part Number, 파트타입 순으로 고르고, 출처끼리 다르면 ⚠ 로 표시합니다. 표기 차이(102와 1K, 104와 0.1uF)는 같은 값으로 정규화하고, 풋프린트 이름만 다른 같은 칩 크기(R-0603과 1608)는 한 릴로 묶습니다.

D22에 마우스를 올리면 회로도 글자와 보드 값이 출처별로 보인다

회로도 글자를 부품에 붙이는 방법

2D 글자는 어느 부품 것인지 표시가 없어서 위치로 짝을 지어야 합니다. 부품 원점과의 거리로 붙이면 릴레이 사이에 놓인 글자 두 개가 한 릴레이로 몰렸습니다. 그래서 심볼 몸체 사각형과 글자 사각형 사이 간격을 재고, 글자 모양으로 부품 종류를 거른 뒤(다이오드 품번은 다이오드에만), 글자 하나를 부품 하나에만 붙이도록 가까운 짝부터 확정합니다.

원점 거리로 붙이면 글자 두 개가 K3로 몰리고, 몸체 간격으로 짝지으면 K1부터 K4까지 하나씩 붙는다

이 방식으로 CB08 보드의 회로도 글자 38개가 부품표 기준 정답 부품에 모두 붙었고, 릴레이 보드 두 장에서도 릴레이마다 하나씩 붙었습니다.

위치 정확도 검증

보드 그림이 틀리면 엉뚱한 자리에 납땜하게 되므로 위치는 다른 프로그램이 계산한 값과 대조했습니다.

PADS 보드 12장: 배선 데이터에 기록된 핀 좌표와 4,466핀을 비교해 오차 0
KiCad 보드 12장: kicad-cli가 내보낸 IPC-D-356 패드 좌표와 모두 일치
회로도 심볼 회전·반전 규칙: PADS 회로도 10장, 핀 약 4,000개가 배선 끝점과 모두 일치

PADS 좌표 단위를 잘못 읽어 보드가 1.5배로 나왔던 경험은 PCB 설계 자동화 검증 함정: 모든 게이트를 통과한 1.5배 보드에 정리해 두었습니다.

KiCad 양면 보드에서 4.7kΩ 묶음이 윗면과 뒷면에 나뉘어 표시된 모습

정리

PADS 12장과 KiCad 12장으로 시험해 모두 결과가 나왔고, 자동 테스트 89개가 통과합니다
부품표와 대조하는 과정에서 파일의 낡은 부품값, 부품표에 빠진 부품이 함께 드러났습니다
KiCad 회로도에서 반전과 90° 회전이 함께 걸린 심볼은 시험 보드에 없어, 그 경우의 처리 순서는 KiCad 소스의 순서를 따랐습니다

납땜 시간은 부품을 붙이는 시간보다 자리를 찾는 시간이 좌우합니다. 보드 파일에 이미 들어 있는 위치와 값을 꺼내 보여 주는 것만으로 그 시간을 줄일 수 있습니다.

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