JLCPCB - Castellations (feat. SMDuino)

저는 AVR을 취미 용도로 자주 사용하는데 이유는 이 칩은 사용하기도 쉽고 기본 동작 회로도 간단하여 납땜 몇 번만 하면 간단히 아두이노 IDE에서 동작시킬 수 있기 때문입니다. 자주는 아니지만 가끔 사용함에도 불구하고 이렇게 납땜 몇 번 하는 것조차도 귀찮아집니다. 그래서 기본 회로 구성이 되어 있는 모듈을 만들면 좋을 것 같아 조금 검색을 해 보니 이미 다른 분들도 이러한 생각을 했던 건지 SMDuino라는 것이 있음을 알게 되었습니다. 아래와 같은 SMD 형태의 모듈입니다.

이 SMDuino는 무려 11년 전에 개발되어 공개되어 있는 프로젝트로 아래 사이트에서 이글캐드용 회로도 및 PCB 파일을 다운로드하여 PCB를 제작할 수 있습니다. 

Google Code Archive - Long-term storage for Google Code Project Hosting.

위 다운로드 페이지에는 SMDuino의 거버 파일은 없는 듯 보여 이글캐드를 사용하여 거버파일을 생성하였습니다.

JLCPCB 홈페이지에 생성한 거버파일을 업로드하여 주문서를 작성해 보았습니다.

SMT PCB어셈블리 3D프린팅 - JLCPCB

이 SMDuino 모듈의 특징이 SMD 형태로 되어 있어서 보드의 에지 부분이 좀 독특합니다. 성을 지키기 위한 성곽의 뾰족 뾰족한 부분과 비슷하여 Castellation이라고 부르는 것 같은데 JLCPCB 주문서의 주문 옵션 중 Castellated Holes의 옵션을 적용하여 제작해야 합니다.

주문서의 High-Spec Options 맨 아래 항목에 Castellated Holes 옵션이 있는데 글씨 옆 부분의 ? 부분에  마우스 커서를 가져다 데면 아래 그림과 같이 Castellation과 최소 홀 사이즈에 대한 정보를 팝업창으로 보여줍니다.

위 이미지 아래 부분의 Learn More를 클릭하면 JLCPCB의 Castellated Hole 옵션 관련 자세한 정보를 보여줍니다.

PCB Prototype - JLCPCB

관심 있는 내용은 페이지 맨 아래의 Notes에 적혀 있는 내용으로 아래와 같습니다.

1. If "Yes" is checked, the castellated holes will be made with a special process 
   and extra cost will be charged.
   
2. If "No" is checked, the castellated holes will still be made 
   but with the ordinary process, so the quality is not promised 
   (e.g. defects may highly occur: unplated holes, incomplete plating, 
   hole with copper residues etc.).
   
3, To make Castellated holes, the hole size and space need to be 0.6 mm at least.

 

Castellation 옵션 YES를 선택하면 특수한 추가작업으로 부가적인 비용이 추가되며, NO 선택 시 일반적인 작업으로 진행되지만 몇 가지 문제로 품질을 보장하지 않는다는 내용입니다.

 

SMDuino를 제작하기 위해서 이 Castellations 옵션을 적용해야 하는데 Castellated Holes을 4면 모두 적용하면 무려 $37.60의 비용이 추가됩니다. 취미용으로 사용하기 위해 만드는 것치고는 부담스러운 가격이라 Castellated Holes관련 옵션을 NO로 선택하여 주문을 넣어 보았습니다. 품질에 문제가 있다고 하는데 최종 PCB가 어떻게 오는지 궁금합니다.

아무튼 주문을 넣고 며칠을 기다려 주문한 PCB를 배송받았습니다. 아래와 같이 배송되었는데 PCB 아래쪽이 조금 이상한 모양을 하고 있습니다. 사실 에지의 모든 4면이 깔끔하게 마무리가 안된 모양을 하고 있습니다.

PCB 에지 부분을 좀 더 자세히 살펴보니 Castellated Holes 옵션을 NO로 선택하여 일반 공정으로 진행되어 홀이 깨끗하게 절단되지 않고 나머지 반쪽이 붙어 있습니다.

아무튼 이대로는 사용하기 어려워 칼을 사용하여 홀 하나하나마다 불필요한 부분을 정리해 주었습니다.

간혹 너무 무리하게 힘을 주면 동판이 분리될 수도 있어서 주의하여 제거해 주었습니다.

아래 이미지는 불필요한 부분을 정리 한 후의 PCB 이미지입니다. 다행스럽게도 패드가 분리된 곳은 발생되지 않았습니다.

정리가 되었으니 먼저 PCB의 외부 입력 전원 부분을 확인해 보았습니다. 몇 가지 부품을 납땜을 한 후 외부 입력 전원을 연결해 보니 AVR에 공급되는 전압이 안 나옵니다. 회로와 데이터 시트를 비교하여 보니 LDO의 EN핀이 연결이 안 된 채로 회로가 그려져 있습니다. 인터넷에서 받은 회로는 검토를 먼저 해 봤어야 했는데 실수를 해 버렸습니다. 아쉬운 대로 점퍼선을 사용하여 강제로 연결하니 정상적으로 출력 전압이 나옵니다.

AVR, XTAL, R, C, LED 부품을 연결하여 완성된 SMDunio입니다.

USBasp를 사용하여 Arduino UNO용 펌웨어를 업로드해 보았습니다.

부가적으로 blink 예제를 테스트해 보기 위해 작은 LED를 D13번 핀에 연결하였습니다.

Arduino IDE를 사용하여 blink 예제를 업로드를 해 보니 정상적으로 LED가 깜박이며 잘 동작됩니다.

모듈형태의 SMDuino를 몇 개 만들어 놓고 필요시 부가적인 주변회로만 추가해 주면 여러 가지 용도로 쉽게 사용할 수 있을 것 같습니다. 이번 PCB를 제작하면서 Castellation을 알게 되었는데 이번에는 운이 좋아서 패드가 살아 있었는데 최악의 경우 홀 패드가 떨어져 나갈 수도 있다는 점을 인지하고 있어야 할 것 같습니다.