인프런 커뮤니티 질문&답변

네 안녕하세요, 답변 남겨드립니다 :)

강의에서는 미리 준비한 라이브러리를 제공해서 학습 시간을 줄이고, 회로 설계와 PCB 설계 방법 자체에 집중하도록 구성되어 있습니다.
하지만 실제 현업이나 개인 프로젝트에서는 다음과 같은 상황이 매우 자주 발생합니다.

• 사용하는 MCU가 바뀌거나 신규 출시 MCU 사용 (예: STM32F407 → STM32G474).

• 특정 기능의 새로운 IC를 채택해야 함 (예: 최신 DC-DC 컨버터, 모터 드라이버, 고속 ADC).

• 기존 라이브러리에 없는 부품 사용.

• 부품 공급 이슈로 대체 부품 사용 필요.

이때 시중에서 제공하는 KiCad 심볼, 풋프린트 라이브러리에 원하는 부품이 없으면 직접 만들어야 합니다.

그리고 이 능력은 PCB 설계자나 하드웨어 엔지니어에게 필수 역량입니다.
(대기업, 스타트업, 연구소 가릴 것 없이 동일합니다.)

KiCad에서 부품 라이브러리는 다음과 같이 구성됩니다.

• 심볼(Symbol)
  회로도 상에서 전기적 연결을 표현하는 그래픽. 핀 이름과 번호, 핀 속성(Input, Output 등) 포함.

• 풋프린트(Footprint)
  PCB 상의 물리적인 패드 배치와 외형을 정의. 패키지 유형과 핀 번호 포함.

• 3D 모델(옵션)
  PCB 3D 뷰나 제조 시각화를 위한 STEP 파일.

심볼과 풋프린트는 반드시 서로 연결되어야 하며, 연결 방법은 심볼 생성 시 또는 PCB 설계 과정에서 설정할 수 있습니다.

Step 1: 데이터시트 확인

먼저 사용할 부품의 데이터시트를 확인합니다.
확인해야 할 핵심 정보는 다음과 같습니다.

• 심볼용

  • 핀 번호 및 핀 이름 (VDD, GND, GPIO, 기타 기능 핀들).

  • 핀의 전기적 속성 (Input, Output, Power Input, Tri-State 등).

• 풋프린트용

  • 패키지 타입 (예: LQFP-64, TQFP-48, QFN-32 등).

  • 제조사가 제공하는 Recommended Land Pattern → 풋프린트 패드 크기 및 위치 정보.

팁: ST, TI, NXP와 같은 대형 제조사는 대부분 심볼 및 풋프린트 CAD 파일(STEP 포함)을 제공하므로 먼저 검색해보는 것이 좋습니다.

Step 2: 심볼 만들기

1. KiCad 메인화면 → Symbol Editor 실행.

2. 상단 메뉴에서 File → New Library를 선택하여 새 라이브러리를 만들거나 기존 라이브러리를 엽니다.

3. New Symbol을 선택하고 부품 이름을 설정합니다.

4. 데이터시트의 핀 정보를 바탕으로 핀을 추가하고, 이름과 번호를 정확히 설정합니다.

5. 각 핀의 속성(입력, 출력, 전원 등)을 설정합니다.
   → 올바르게 설정하면 나중에 ERC(전기적 규칙 검사)에서 오류를 잡을 수 있습니다.

6. 심볼의 그래픽을 그립니다 (보통 직사각형 형태에 핀을 배치).

7. 저장.

팁: 핀 번호가 데이터시트와 다르면 PCB 설계 시 치명적 오류가 발생합니다. 반드시 꼼꼼히 검토해야 합니다.

Step 3: 풋프린트 만들기

1. KiCad 메인화면 → PCB Footprint Editor 실행.

2. 상단 메뉴에서 File → New Library를 선택하여 풋프린트 라이브러리를 새로 만들거나 기존 라이브러리를 엽니다.

3. New Footprint를 선택하고 부품 이름을 설정합니다.

4. 데이터시트에서 제공하는 Recommended Land Pattern 정보를 바탕으로 패드를 배치합니다.

5. 각 패드에 핀 번호를 설정합니다 (심볼 핀 번호와 일치해야 함).

6. 패드 속성을 설정합니다 (Through-hole, SMD, 패드 크기, 드릴 크기 등).

7. silkscreen(외곽선)과 courtyard(부품 간 거리 확보 영역)을 그립니다.

8. 저장.

팁: 제조사 Recommended Land Pattern은 반드시 따를 것. 자의적으로 수정하면 제조 문제 발생 가능.

Step 4: 3D 모델 추가(선택 사항)

• 제조사가 제공하는 STEP 파일을 다운로드합니다.

• Footprint Editor에서 3D 모델을 로드합니다.

• 정확한 위치와 방향을 설정합니다.

주의: 3D 모델은 PCB 설계나 회로 동작에 직접 영향을 주지는 않지만, 기구 설계나 제조 검토 시 매우 중요합니다.

Step 5: 심볼과 풋프린트 연결

심볼 에디터에서 심볼 속성을 열고, Footprint 항목에 해당 풋프린트를 연결합니다.

또는 PCB 작업 단계에서 Assign Footprints 기능으로 심볼과 풋프린트를 일괄 매칭할 수도 있습니다.

안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. 김기연님.

PCB 설계에서 새로운 라이브러리를 직접 만드는 것은 처음에는 약간 복잡해 보일 수 있지만, 한번 익히면 다양한 설계에 큰 도움이 됩니다. 라이브러리를 직접 만드는 과정은 사용하는 CAD 소프트웨어에 따라 다소 차이가 있을 수 있지만, 일반적인 과정은 다음과 같습니다.

1. 데이터시트 확인: 먼저, 사용하려는 IC의 데이터시트를 구합니다. 데이터시트에는 부품의 핀 아웃, 전기적 특성, 패키지 정보 등이 있습니다.

2. CAD 소프트웨어 열기: 주로 사용하는 CAD 소프트웨어(Eagle, KiCAD, Altium Designer 등)를 엽니다.

3. 새 라이브러리 생성:

   • 소프트웨어의 라이브러리 관리 기능을 통해 새로운 부품 라이브러리를 만듭니다.
     
   • 부품의 스킴매틱과 풋프린트를 정의하는 부분이 필요합니다.
     

4. 스킴매틱 심볼 생성:

   • 부품의 기능을 나타내는 심볼을 스케치합니다.
     
   • 각 핀에 올바른 이름과 번호를 지정합니다.
     

5. 풋프린트 디자인:

   • 부품의 실제 크기에 맞춘 풋프린트를 디자인합니다.
     
   • 핀 위치, 크기, 패드 등을 정확히 설정합니다.
     

6. 검증:

   • 데이터시트와 대조하여 라이브러리가 정확히 설계되었는지 확인합니다.
     
   • 가능하면 시뮬레이션 도구를 사용하여 테스트합니다.
     

이 과정에 관한 구체적인 정보는 다음과 같은 유사한 질문에서 참고하실 수 있습니다:
- PCB 설계 시 새로운 부품 라이브러리 만들기
- KiCad에서 커스텀 라이브러리 생성 가이드

이 링크들을 통해 추가적인 도움을 얻을 수 있으니 참고하시길 바랍니다. 현재 베타 기능으로 답변이 만족스럽지 않을 수 있는 점 양해 부탁드립니다. 🙏 추가적으로 궁금한 점이 있으시면, 이어서 질문해 주세요. 곧 지식공유자께서 답변해 주실 것입니다.