1. 개요
Perfboard.[1] 프로토타입용 기판의 일종으로, 일반적인 IC 핀 간격에 맞춰 구멍간 2.54mm 간격을 갖는 것이 일반적이지만, SMD 소자 사용을 염두에 두어 1.27mm 간격으로 만들어진 것, 또는 기초 납땜 연습용이나 고용량의 두꺼운 선 사용을 목적으로 5mm 간격으로 구멍이 있는 것도 존재한다.
재질은 일반적인 인쇄 회로 기판과 같이 주로 페놀이나 에폭시 소재로 만들어진다. 또한 SMD 부품과의 호환성을 늘리기 위해 동판을 원형이 아닌 정사각형으로 만드는 경우도 있다.
2. 형태
- 단면 기판 - 기판의 뒷면에만 납땜이 가능하다. 페놀 소재 만능기판은 대부분 이 형태이다. 저렴하기 때문에 교육 기관에서 주로 사용한다.
- 양면 기판 - 기판 양면으로 납땜이 가능하다. 단면 기판에 비해 비용이 비싸다.
- 스트립보드 - Stripboard, 모든 구멍이 가로줄로 연결되어 있는 만능기판이다. 기판 자체에 배선이 있으므로 납땜으로 배선을 연결하는 수고를 덜 수 있지만 서로 연결되면 안되는 부분은 커터칼 등으로 배선을 끊어주어야 하는 번거로움이 있다. 국내에서는 구하기 어려운 편. 이베이나 알리익스프레스 등에서 해외직구로 간단히 구할 수 있기는 하다.
- 브레드보드형 만능기판 - 브레드보드와 비슷한 형태로 가로줄(부품 연결)과 세로줄(+,-) 배선이 있는 기판이다.
- 동판 없는 기판 - 양면 모두 동판이 없는 형태이다. 고전압 회로 등 만능기판 자체의 동판으로 인해 간섭이 일어날 수 있는 회로에 주로 사용된다. 기판 자체에 납땜이 불가능하므로 부품의 다리를 굽힌 뒤 별도의 배선에 납땜시켜야 한다. 흔치 않은 형태로, 국내는 물론 해외에서도 구하기 어렵다. DIY PCB용 에칭 용액이 있을 경우 일반 만능기판의 동판을 전부 녹여버리는 방식으로 자작 가능하긴 하다.
3. 용도
대량생산과 무관한 개인 DIY프로젝트 및 학교 연습용으로 많이 쓰인다.회로를 설계하면서 테스트를 해보거나, 컨셉트를 증명하거나 동작여부를 확인할 때에는 땜질이 아예 필요없는 브레드보드가 더 많이 쓰인다. 과거에는 브레드보드 가격도 부담되어 바로 만능기판에 납땜을 하여 동작여부를 확인하기도 했는데 2000년대 이후로는 브레드보드의 가격이 매우 저렴해졌기 때문에 그런 용도로는 굳이 땜질이 필요한 만능기판을 사용할 이유는 없다.
브레드보드 단계에서 동작이 검증되었다면, 이를 실제로 써먹기 위해서 동원되는 것이 만능기판이다. 브레드보드는 조금만 잡아당겨도 부품이 바로 빠져버리므로 장기간의 동작용으로는 적합하지 않기 때문. 또는 다른 사람이 설계한 회로를 갖다 쓰기만 할 때에도 쓸 수 있다.
이렇게 해서 실전 투입이 정상적으로 이루어졌고 장기간 동작에 대한 검증도 이루어졌을 경우, 대량 생산을 하고싶어질 수도 있는데 그 때에는 PCB가 동원된다.[2]
전문 전자업체의 경우 컴퓨터를 이용한 설계와 시뮬레이션을 끝내고 바로 PCB 시험기판으로 테스트를 하기 때문에 만능기판이 동원되는 경우는 드문 편.
연구기관의 경우 프로토타입을 제작하는 일이 흔하기 때문에 만능기판이 동원된다. 그러나 이쪽에서도 동일한 회로 여럿을 제작해야 하는 경우 PCB를 사용한다.
4. 장점
- PCB와 달리 배선이 정해져 있지 않기 때문에 제작 이후 회로의 수정이 간편하다. 기존 부품과 배선을 납 흡입기나 솔더윅 등으로 떼어내면 그 자리에 새로운 부품이나 배선을 놓을 수 있다.
- 최대 1A의 전류 제한이 있는 브레드보드와 달리 전류가 많이 흐를 필요가 있는 부분은 간단히 굵은 전선을 납땜하는 방법으로 배선할 수 있다. 혹은 PCB에서 고전류를 필요로 하는 부위에 트레이스 틴닝을 하는 것과 마찬가지로 땜납으로 떡칠시켜서 연결해도 된다.
- 핀 간격이 2.54mm 내외인 SMD 부품을 활용할 수 있다.
- 브레드보드에 비해 복잡한 배선을 할 수 있으며, 보다 촘촘한 부품 배치가 가능하다.
5. 단점
- 회로의 어느 한 부분에서 수정을 반복하거나 동판을 과열시킬 경우 동판이 떨어져 납땜이 어려워진다.
- 부품뿐 아니라 배선 또한 직접 납땜해야 회로를 구성할 수 있으므로 브레드보드나 PCB에 비해 조립 시간이 길다.
- 동판끼리 인접하여 있기 때문에 고전압용으로는 사용이 어렵다. SMPS나 고전압 회로등 배선간 절연 거리가 확보되어야 하는 회로를 제작할 경우 절연이 확보되어야 하는 부분의 동판을 일부러 떼어내어야 한다.
- SOT23, SOIC, USB Type-C 등 핀 간격이 1.27mm 혹은 그 이하인 SMD 부품을 직접 납땜하기는 어렵다.
- 다수의 동일한 회로를 제작해야 하는 경우에는 비효율적이다. 이러한 목적으로는 PCB를 사용하는 것이 권장된다. 그래서 Prototype PCB라고 불리기도 하는 것이다. 말 그대로 양산용이 아닌 "프로토타입"용이니까.
- 단면 또는 양면만 활용 가능하므로 부품의 밀도가 매우 높아야 하는 회로 제작시에는 불리하다. PCB에서는 양면을 넘어 10층 이상의 기판도 제작 가능하다.
6. 사용팁
- 만능기판의 구멍 간격보다 핀 간격이 좁은 SMD 부품은 변환 기판을 사용하거나 부품을 놓을 곳에 캡톤(폴리이미드) 테이프 등 내열성 절연 테이프를 붙인 뒤[3] 해당 부품을 놓고 별도의 배선을 납땜하는 식으로 사용 가능하다. 혹은 동판을 커터칼로 긁어내 둘로 나누는 방법으로 1.27mm 간격의 SMD 부품을 사용하는 것도 가능하다. #
- 다리가 굵은 스루홀 부품을 꽂아야 한다면 꽂을 구멍을 드릴이나 송곳으로 넓히면 된다.
- 커터칼을 이용하면 만능기판을 자를 수 있다. 자를 부분의 양면을 커터칼로 여러 번 홈을 낸 뒤 힘을 주면 쉽게 잘라진다. 일반적으로 판매되는 것보다 작은 크기의 만능기판이 필요할 경우 유용하다. 단, 에폭시 소재 기판의 경우 페놀 기판보다 자르기 어려우며, 재질에 상관 없이 홈을 깊게 내지 않을 경우 기판이 정확히 잘라지는 대신 깨지므로 주의가 필요하다. 많이 대중화된 드레멜 같은 도구를 사용하면 훨씬 간단하게 가공할 수 있기는 하다. 실톱 같은 것을 써도 좋다.
- 유연성 만능기판의 경우 가위를 이용하여 절단할 수 있다. 그러나 일반 가위보다는 두꺼운 재료를 자를 수 있는 가위를 사용하는 것이 권장된다.
- 구리 테이프를 만능기판에 사용하여 일반 PCB와 유사한 형태의 배선을 구현하거나, 단면기판을 양면기판처럼 사용하는 것도 가능하다. 다수의 부품을 동시에 연결하거나 고전류가 흐르는 부분[4]을 만들 때 유용하다. 일반적인 구리 테이프는 뒷면의 접착제가 절연체이므로 연결부위를 따로 납땜해 연결하거나 접착면도 전도성을 띠는 구리 테이프를 대신 사용해야 접촉불량을 막을 수 있다.
7. 여담
[1]
영어권에선 그냥 (Prototype)
PCB라고도 한다. 엄밀히 말하면 틀린 것이지만. 또한 Veroboard나 Padboard 로 불리는 경우도 있다.
[2]
전문업체 서비스를 받을 수도 있고, 관련 장비를 집에다 갖추고 직접 생산할 수도 있다.
[3]
절연하지 않으면 만능기판의 동박과 부품의 다리가 합선을 일으킬 수 있다. 또한 내열성이 없는 테이프를 쓰면 납땜시 테이프가 녹거나 탄다.
[4]
PCB에서 트레이스 틴닝을 하는 것과 동일하게 구리 테이프를 땜납으로 도금하면 전류 허용치가 높아진다.