설계자는 SMD 수동소자의 모든 MPN을 지정해야 할까요?

제가 설계자들 사이에서 흔히 보는 관행 중 하나는 SMD 수동소자에 부품 번호를 기입하지 않는 것입니다. 어떤 경우에는 이것이 적절할 수 있습니다. 일반적인 수동소자라면 대개 회로 동작이 동일하게 나오기 때문입니다. 하지만 다른 경우에는 매우 구체적인 부품 번호가 요구되거나, 최소한 특정 부품 번호를 지정해야 하며, 이것이 항상 전기적 기능 때문만은 아닙니다. 프리랜서로 일하든 대기업에 소속되어 있든, 설계자는 새로운 설계에 사용할 부품 번호를 선택하고 이를 설계 문서에 반영해야 할 책임을 맡게 될 수 있습니다.

SMD 수동소자의 부품 번호를 생략하는 관행이 워낙 흔하기 때문에, 이런 관행이 실제로 어떤 잠재적 결과를 초래할 수 있는지 분명히 짚고 넘어가는 것이 중요합니다. 겉으로 보기에는 편의성만으로도 이러한 부품 번호 생략이 정당화되는 것처럼 보일 수 있지만, 실제로는 설계자가 설계 데이터와 BOM에 이러한 부품 번호를 반드시 포함해야 하는 상황이 많습니다. 이 글에서는 그런 상황들을 살펴보겠습니다.

회사용 설계와 고객용 설계의 차이

부품을 선택할 때 설계자는 보통 두 가지 관점 중 하나에서 접근하게 됩니다. 자신의 회사를 위해 설계하는 경우(예: OEM에서 근무하는 경우)와 고객을 위해 설계하는 경우(예: 프리랜서인 경우)입니다.

고객을 위한 설계: 프리랜서 설계자로서 고객을 위해 작업한다면, 최종 배포된 파일이 전자부품 구매에 익숙하지 않은 사람이 사용하게 될 가능성이 높다고 보는 것이 일반적으로 안전합니다. 더 나아가 고객이 해당 문서를 위탁 생산 방식으로 계약 제조업체나 조립업체에 넘길 수도 있으므로, 고객이 직접 부품을 구매해야 할 수 있습니다. 고객이 전자부품 구매 경험이 없다면, 회로도와 라이브러리 파일에 부품 번호를 명시해 주는 것이 큰 도움이 됩니다.

고객은 가격 확인을 위해 BOM을 유통업체나 Octopart 같은 공급망 플랫폼에 업로드하려고 할 수 있으며, 이러한 플랫폼은 종종 사용자가 부품 번호를 지정할 것을 요구합니다. 예를 들어, Octopart's BOM Tool에서는 승인된 공급업체 목록 전반에 걸쳐 정확한 견적을 받기 위해 사용자가 부품 번호를 선택해야 합니다.

모든 SMD 부품에 대해 부품 번호를 제공하면 고객이 부품을 더 빠르게 소싱하고 조달할 수 있습니다

고용주를 위한 설계: 고용주가 OEM인 경우, 이상적인 접근 방식이 무엇인지는 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어 자동차, 의료기기, 항공우주 분야에서는 현장에 투입될 제품에 대해 특정 부품 번호를 반드시 지정해야 합니다. 이런 부품들은 신뢰성 시험을 거치는 경우가 많기 때문입니다. 이는 특히 항공우주 분야에서 중요합니다. 항공우주 기업들은 특정 임무 등급과 설계 유형에 대해 승인된 부품 번호 목록을 유지하기 때문입니다. 이런 경우에는 일반적인 부품 번호를 선택할 수 없습니다. 조립업체에 회사의 승인 부품 번호 목록을 제공하는 것은 독점 정보 공개에 해당하므로 허용되지 않으며, 따라서 SMD 부품 번호 선택은 설계자의 몫이 됩니다.

고용주가 일반적인 설명을 허용하는 경우에도, BOM에는 여전히 필요한 속성이 명시되어야 하며 가능하면 대체품도 포함하는 것이 좋습니다. 설계자는 대체 허용 범위를 설계 패키지의 의도적인 일부로 만들어야 합니다. 유용한 수동소자 레코드에는 다음이 포함되어야 합니다:

• 부품이 통제 대상일 경우 제조사와 제조사 부품 번호
• 대체가 허용될 경우 승인된 대체 부품 번호
• 일반 범용 부품에 대한 완전한 기술 설명
• 패키지 크기, 허용오차, 전압 또는 전력 정격, 그리고 기술 유형
• 가용성이 이미 알려진 설계 제약 조건일 경우 라이프사이클 또는 조달 관련 메모
• 신뢰성 시험이 선택을 좌우할 경우 내부 적격성 평가 메모

일반적인 SMD 부품 번호가 허용되는 경우

일반적인 수동소자가 허용되는 제품은 많습니다. 예를 들어, 다음과 같은 설계는 거의 항상 일반 대체품을 허용할 수 있습니다:

• 테스트 보드
• 개념 검증
• 초기 프로토타입
• 저가 소비자 제품
• 단순 디지털 보드
• 인터페이스, 패널 또는 인터커넥트 보드

이러한 경우 설계자는 하나의 정확한 부품 번호 대신 전기적 및 기계적 요구사항을 의도적으로 명시할 수 있습니다.

다만 이 접근 방식은 설명이 올바른 부품을 구매할 수 있을 만큼 충분히 완전할 때만 유효합니다. BOM 항목에 “10k resistor”라고만 적혀 있다면 불완전합니다. 더 유용하고 통제된 설명은 다음과 같아야 합니다:

Res 10k 5% 0603

저항의 경우에는 특정 설명 범위를 더 좁히기 위해 "thin film"이나 "chip" 같은 표현을 추가하여 더 구체적으로 기재할 수 있습니다. MLCC의 경우 설명에 패키지 크기, 정전용량, 허용오차뿐 아니라, 적절한 부품이 선택되도록 유전 등급과 전압 정격도 포함해야 합니다. 적어도 이런 경우라면 턴키 조립업체가 모든 대체품마다 승인 이메일을 보내지 않고도 신속하게 대체 부품을 식별할 수 있습니다.

아래 표는 몇 가지 일반적인 SMD 부품 범주와 대체품 지정을 위한 허용 가능한 문서화 방법을 보여줍니다.

대체를 허용하는 가장 안전한 방법은 대체 정책을 마련하는 것입니다. 예를 들어 일반 수동소자 BOM 항목에는 더 엄격한 허용오차를 허용한다고 명시할 수 있는데, 이는 SMD 저항에서 흔한 방식입니다. 이런 정책은 모든 SMD 부품에 대한 포괄 정책으로도 적용할 수 있습니다. 부품 번호를 비워 둔 채 EMS가 의도를 알아서 추론하리라고 가정하면, 조립업체에 지나치게 큰 설계 권한을 주게 되며, 그 결과 설계자에게 대체 부품 승인을 요청하는 이메일이 대량으로 발생할 수 있습니다.

일반 설명을 가질 수 있는 특수 부품

일부 SMD 수동소자는 설명만 보면 일반 부품처럼 보이지만, 실제로는 일반 부품이 아니며 범용 대체품도 없습니다. 유통업체 목록에는 익숙한 패키지 크기, 값, 허용오차, 전압 또는 전력 정격이 표시될 수 있지만, 실제 부품군은 특정 전기적, RF, 측정 또는 신뢰성 요구사항을 만족하도록 설계된 경우가 있습니다.

• RF 매칭 커패시터: 자기 공진 주파수, ESR, Q 팩터, 동작 주파수에서의 임피던스 특성에 의해 좌우됩니다.
• 고주파 저항기: 기생 임피던스에 따라 GHz 대역에서도 해당 부품이 여전히 저항처럼 동작하는지가 결정되는 곳에 사용됩니다.
• 정밀 전류 센스 저항: TCR, 전력 계수, 단자 구조, 드리프트, 열 특성에 의해 좌우됩니다.
• 정밀 피드백 또는 필터 부품: 허용오차만으로는 노이즈, 전압 계수, 온도 특성, 장기 안정성을 충분히 나타낼 수 없는 경우에 사용됩니다.
• 가혹한 환경용 적격 부품: 진동, 충격, 열 사이클링, 압력, 진공 노출 또는 현장 신뢰성 시험을 기준으로 선택됩니다.

이러한 경우 부품 번호는 해당 부품 선택에 담긴 설계 의도를 보존하는 역할을 합니다. BOM에는 정확한 제조사 부품 번호 또는 승인된 대체품 목록이 식별되어야 합니다. 명목상 설명이 동일해 보여도 일반적인 대체품은 RF 특성, 측정 정확도 또는 현장 신뢰성을 바꿔버릴 수 있기 때문입니다.

아래 영상에서는 특수 SMD 부품이 일반적인 설명을 가진 것처럼 보일 수 있는 구체적인 부품과 사례를 소개하며, 따라서 회로도와 BOM에 반드시 특정 SMD 부품 번호를 기재해야 하는 이유를 설명합니다.

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자주 묻는 질문

SMD 저항과 커패시터에 일반 설명을 사용하는 것이 허용되는 경우는 언제인가요?

일반 설명은 테스트 보드, 개념 검증, 초기 프로토타입, 단순 디지털 보드, 저가 소비자 제품, 인터페이스 또는 인터커넥트 보드에 사용되는 저위험 수동소자에 대해 허용될 수 있습니다. 다만 설명은 구매, 조립, 대체 관리가 가능할 만큼 충분히 완전해야 합니다.

일반적인 SMD 수동소자 BOM 항목에는 어떤 정보가 포함되어야 하나요?

일반적인 SMD 수동소자 BOM 항목에는 저항의 경우 값, 패키지 크기, 허용오차, 전력 정격이 포함되어야 합니다. MLCC의 경우에는 유전 등급과 전압 정격도 포함해야 하는데, 정전용량 특성이 유전체와 바이어스 조건에 크게 의존하기 때문입니다.

EMS 공급업체가 SMD 수동소자의 대체품을 선택할 때 어떤 위험이 발생하나요?

통제되지 않은 대체는 EMS 공급업체에 회로 의도와 맞지 않을 수 있는 설계 권한을 부여하게 됩니다. 그 결과 RF 디튜닝, 측정 정확도 저하, 신뢰성 위험, 또는 BOM에 명확한 대체 정책이 없을 경우 반복적인 승인 이메일이 발생할 수 있습니다.

어떤 SMD 수동소자에는 항상 정확한 제조사 부품 번호가 있어야 하나요?

RF 매칭 저항, RF 커패시터, RF 인덕터, 정밀 전류 센스 저항, 정밀 피드백 또는 필터 부품, 그리고 가혹한 환경용 적격 부품에는 정확한 MPN 또는 승인된 대체품을 사용해야 합니다. 이러한 부품은 유통업체 목록상으로는 일반 부품처럼 보일 수 있지만, 기생 성분, 안정성, 열 특성, RF 특성 또는 적격성 이력이 회로 성능을 좌우할 수 있습니다.