Bare PCB, 하드웨어 엔지니어는 왜 확보를 해야 하는가?

💡 Bare PCB, 왜 개발자가 확보해야 하는가? (제품 수명 주기를 위한 필수 보험)

안녕하세요. odenwar 입니다.
그동안 인기글인 하드웨어 개발자 현실에 대한 주제를 통해 아주 많은 트래픽을 유지 해 주고, 몇몇 하드웨어 엔지니어분들의 고충을 메일로 답변을 드리는 시간을 가지게 되어 반가웠습니다.

오늘은 하드웨어적인 내용으로서 PCB Bare 보드를 이야기 해보고자 합니다.

하드웨어 초보자인 분들을 위해 설명을 해 드리면, Bare PCB(빈 PCB) 라고 불리며, PCB Artwork을 한 후 PCB 공장에서 나오는 상태의 보드를 베어 보드(Bare PCB) 라고 불립니다.

하지만, 저차원적인 측면에서 봤을때 Bare PCB는 단순한 생산 재료로 보일수 있겠으나, 전문적인 측면에서 제품의 장기적인 품질과 리스크를 관리 하는 핵심보험과 같은 역활을 합니다.

오늘은 제품 생산이 완료된 후에도 Bare PCB를 반드시 확보하고 보관해야 하는 결정적인 이유 세가지를 공유드리고자 합니다.

Bare PCB 를 보관해야 하는 가장 중요한 이유는 고장분석(FA)의 기준점 역활을 하여 문제 해결을 효율성을 극대화 하기 위함입니다.

🧐 ‘불량의 근원’을 신속하고 정확하게 구분

필드에서 고장 난 PCBA(PCB Assembly;부품이 조립된 보드)가 반환되었을 때, 개발자는 문제의 원인이 어디에 있는지 바르게 규명해야 합니다. Bare PCB 는 이때 명확한 진단 기준을 제공합니다.

원인 규명 간소화 : 불량원인이 부품 실장 오류(납땜 불량) 인지, 아니면, PCB 자체의 제조 결함(배선 단락/단선)( 인지를 명확히 구분해 줍니다.
미세 결함 검증 : 고장 난 보드의 트레이스를 깨끗한 Bare PCB 레퍼런스와 비교하면, 납땐 전 상태에서 이미 배선 오류가 있었는지 즉각적으로 확인 할 수 있습니다.
효율적인 디버깅 : 베어보드가 없으면 모든 가능성을 열어두고 복잡한 분석 도구를 사용해야 하지만, 베어보드를 통해 기판 자체의 무결성을 빠르게 확인하면 디버깅 과정의 시관과 비용을 획기적으로 절약 할 수 있습니다.

핵심 : Bare PCB 는 고장이 발생했을 때 납땜 이후의 문제인지, 이전의 문제인지를 판단하게 해주는 유일한 물리적 증거물입니다.

Bare PCB 재고는 예측 불가능한 시장 상황과 생산 문제에 대비하는 비용 효율적인 유연성(Flexibility) 를 제공합니다.

💰 긴급 소량 생산 및 리드 타임 관리

개발 및 생산 과정에서 옉시치 않게 소량의 보드가 급히 필요할 수 있습니다.

긴급대응 : 고객 검증, 규격 인증, 혹은 긴급한 재작업을 위해 1~2개의 보드가 필요 할 때, 베어보드가 있다면 부품의 수급하여 즉시 조립 할 수 있습니다. PCB 제조사에서 재주문할 때 발생하는 긴 리드 타임(Lead Time) 을 효과적으로 회피 할 수 있습니다.
공급망 리스크 관리 : 부품 수급 상황이 불안정할 때, Bare PCB 만이라도 미리 확보해 두면 부품이 도착하는 즉시 조립을 시작하여 생산 지연 리스크를 최소화 할 수 있습니다.
부품 변경 테스트 : 기존 부품이 단종되어 대체 부품을 사용해야 할 경우, 확정된 베어보드에 새 부품만 실장하여 최소한의 변경 환경에서 기능 및 호환성 테스트를 할 수 있습니다.

Bare PCB는 단순히 재고를 넘어, 제품 디자인의 물리적 스냅샷(Snapshot) 으로서 중요한 엔지니어링 기록 가치를 가집니다.

장기 품질 검증 : 시간이 지난 후 생산된 기판의 품질이나 재료 특성을 초기 승인된 베어보르와 비교하여 장시적인 품질 변화를 감시 할 수 있습니다.
제조 표준 준수 확인 : PCB 제조사가 공정이나 재료를 변경하였을 때, 기존 베어보드 샘플은 초기 설계 표준을 지켰는지 확인하는 물리적인 기준(Referance) 가 됩니다.
교육 및 훈련 자료 : 신규 인력에게 복잡한 회로 레이아웃, 미세 피치 패드 등의 구조를 교육하거나 납땜 연습을 위한 훈련용 기판으로 활용 할 수 있습니다.

노르웨이령 스발바르 제도에는 전세계 식물 종자를 보관하는 “스발바르 국제종자저장고(Seed Vault)” 가 있습니다.
인류의 미래를 어떤 재앙으로부터든 지켜낼 생명의 보험 창고인 셈입니다.

하드웨어 개발자에게 베어 PCB 재고는 이와 같습니다.

현재의 부품이 단종되거나, 제조 공정에 문제가 생기거나, 필드에서 알 수 없는 고장이 발생했을 때, Bare PCB 는 우리가 가장 완벽하게 구현했던 최초의 하드웨어 설계를 보존하고 복원할 수 있는 “전제 제품의 종자 저장고” 입니다.

Bare PCB 를 확보하는 것은 단순 비용이 아니라, 미래의 리스크를 관리하고, 제품의 수명 주기 전체를 통제하는 가장 확실하고 지혜로운 엔지니어링 투자입니다.

[우리 함께 생각해 봐요.]