Le schede PCB sono considerate un elemento fondamentale per i progetti e la produzione elettronica, poiché incidono sul costo complessivo di produzione e progetto. Molti fattori, inclusi nella produzione di PCB, ne definiscono il valore e l'assemblaggio completo. Le dimensioni e i materiali utilizzati per determinati processi produttivi incidono sul costo. Conoscere i diversi fattori che influenzano la produzione di schede PCB può aiutare a ottimizzare l'assemblaggio completo della scheda e la produzione di PCB. Qui analizzeremo i diversi fattori che è necessario conoscere per ottenere schede di buona qualità a costi ragionevoli. Ogni ingegnere elettronico deve conoscere questi fattori per realizzare PCB di qualità in modo economico. Imparerai cosa influenza il calcolo del preventivo che riceverai dal produttore. Iniziamo.
Fattori che influenzano i prezzi e i preventivi dei PCB
Dimensioni e forma del PCB
- Le dimensioni e la forma del PCB influiscono sul costo complessivo della scheda, poiché determinate dimensioni e forme della scheda richiedono materiali diversi per la produzione, il che influisce sul costo. Una scheda di dimensioni maggiori richiede più materiali e un processo più lungo per l'assemblaggio finale, con conseguente aumento dei prezzi. I prezzi delle schede aumentano in modo direttamente proporzionale alla superficie del PCB, il che aiuta a calcolare l'importo aggiuntivo che dovremo pagare per le dimensioni extra.
Numero di strati
- Il numero di strati per una scheda PCB ha un costo specifico; le schede monostrato sono più economiche di quelle multistrato. Le schede multistrato non solo prevedono più strati, ma utilizzano anche più materiali e processi complessi, il che le rende costose.
- I molteplici strati di schede aumentano anche le probabilità di errori in fase di collaudo, motivo per cui i produttori hanno aggiunto anche questi prezzi ai preventivi per le richieste di schede. L'ispezione di ogni strato aumenta i costi complessivi della scheda.
- Solitamente, i pannelli a uno o due strati sono economici, ma quelli con 2, 4 o più strati hanno un costo aggiuntivo del 35-40 percento.
- L'altro motivo per cui le schede multistrato sono costose è che utilizzano tecniche di produzione e strumenti avanzati per realizzare connessioni corrette tra gli strati e un allineamento preciso. È inoltre necessaria una trasmissione stabile del segnale tra gli strati, il che fa aumentare i costi.
Selezione del Materiale
- Esistono diversi tipi di materiali di substrato utilizzati per la produzione di schede, che incidono sul costo della scheda stessa. I materiali di substrato normalmente utilizzati per le schede PCB sono FR4, FR1, CEM1 e CEM3, ognuno dei quali ha un costo specifico.
- Il composito in fibra di vetro FR4 è economico rispetto ai materiali HF come il PTFE. Quindi, ogni materiale ha il suo impatto sul costo complessivo della scheda.
- Esistono alcuni tipi speciali di substrati, come l'RO4350B, che sono materiali comuni per substrati ad alta frequenza, ma sono costosi e contribuiscono a rendere le schede costose. Non solo il tipo di materiale influisce sul costo della scheda, ma anche il suo spessore influisce sulla scheda stessa; i materiali per schede ad alto spessore hanno un costo elevato.
Traccia larghezza e spaziatura
- Larghezze e spaziature ridotte dei traccianti richiedono un processo di produzione preciso e accurato e strumenti di livello avanzato. Tracce di piccole dimensioni comportano costi elevati, poiché richiedono tecniche di litografia raffinate e processi di foratura ad alta precisione.
- Per tracce di piccole larghezze e spazi è necessario un processo difficoltoso e lungo che aumenta i costi di produzione.
- Le piccole tracce causano anche costi elevati a causa delle elevate perdite di resa durante il processo di produzione. Poiché si verificano più scarti o errori in fase di produzione, questo fenomeno aumenta perché sono necessari più accorgimenti per controllare i tassi di scarto, come la frequenza delle ispezioni, con un conseguente aumento dei costi.
Maschera di saldatura e serigrafia
- Anche le maschere di saldatura e la serigrafia incidono sui costi di produzione delle schede PCB. Il costo dell'inchiostro utilizzato per le maschere di saldatura è definito in base al tipo e alla marca di inchiostro. Alcuni produttori offrono questi servizi gratuitamente, ma la maggior parte li richiede a pagamento, il che aumenterà il costo complessivo della scheda.
Dimensione del foro del trapano
- I fori di piccole dimensioni richiedono strumenti di foratura più precisi e punte sottili, il che complica il processo e ne aumenta i costi. I fori di piccole dimensioni richiedono tempi di lavorazione più lunghi e più passaggi, il che rende le schede più costose.
- Esiste uno speciale processo utilizzato per realizzare caratteristiche specializzate della scheda, come fori passanti interrati, fori passanti ciechi o fori a profondità controllata. Per realizzare queste caratteristiche viene utilizzato un tipo speciale di foratura che rende il processo costoso poiché prevede fasi operative complesse.
- Durante il processo di foratura, si verificano perdite di materiale. Un numero maggiore di fori ha rimosso più materiale, aumentandone il tasso di perdita. Per le schede ad alta densità, vengono utilizzati più fori per la realizzazione di circuiti complessi, aumentando anche il tasso di perdita di materiale.
Finitura di superficie
- Esistono diversi tipi di finitura superficiale per le schede PCB, ognuno con un prezzo diverso. L'HASL (Hot Air Solder Leveling) è economico, mentre l'ENIG è un tipo di finitura costoso che determina il costo della scheda. L'utilizzo di diverse tecniche di trattamento superficiale influisce sul costo della scheda. Altri tipi di finitura superficiale sono Imm Ag e Imm SN, che incidono sul costo della scheda. Anche il tipo di finitura a più strati influisce sul costo della scheda.
Complessità del circuito
- La complessità della progettazione del circuito influisce anche sul costo complessivo della scheda PCB. Poiché i circuiti complessi richiedono più fasi di produzione e utilizzano più componenti, i costi di approvvigionamento e di assemblaggio finale possono essere elevati. Una progettazione complessa del circuito richiede una maggiore superficie della scheda PCB per il collegamento di più componenti su schede e tracce, con un conseguente aumento dei costi.
Tempi di consegna e consegna dei PCB
- Se un utente necessita di una consegna urgente di schede in tempi brevi, i produttori di PCB lavorano straordinari e ottengono turni extra dai dipendenti, addebitando costi aggiuntivi per le esigenze di consegna dei clienti nei tempi stabiliti. Quindi, nel complesso, i costi di manodopera e l'utilizzo di strumenti di produzione rendono la produzione finale dei PCB costosa.
- Per soddisfare le richieste urgenti dei clienti, vengono utilizzati metodi logistici speciali per le consegne online, come i servizi di consegna espressa. Queste soluzioni logistiche speciali aumentano i costi, aggiungono ulteriori spese di trasporto e aumentano i costi complessivi di gestione.
- I tempi di consegna brevi incidono anche sui programmi e sui processi di produzione dei produttori per un determinato periodo di completamento dell'ordine. Inoltre, comportano la riorganizzazione delle linee di produzione o l'accelerazione della velocità di lavorazione, con conseguenti ripercussioni sui costi.
Spessore di rame
- Il costo di una scheda PCB si basa anche sul foglio di rame, che è il componente principale della scheda; il suo valore dipende dallo spessore. Un foglio di rame spesso utilizza rame più spesso e, di conseguenza, i costi dei materiali per la scheda aumentano.
- La lavorazione del rame spesso richiede più fasi di lavorazione e l'impiego di più strumenti per realizzare schede di qualità. Anche le punte da trapano resistenti, utilizzate per una foratura e un'incisione adeguate, richiedono tempo. Tutti questi fattori, quindi, rendono le schede costose.
Quantità di PCB e fattori di ordine
- L'altro fattore principale che può incidere sul costo di un PCB è la quantità di schede. Ordinare un numero maggiore di schede aumenta ulteriormente i costi, poiché richiederà più tempo per il completamento e verranno utilizzati più materiali, il che a sua volta renderà il processo più costoso.
- Tuttavia, alcuni produttori offrono sconti per ordini all'ingrosso di PCB, il che può contribuire a ridurre i costi per un numero maggiore di PCB. Poiché i costi di attrezzaggio, installazione e progettazione vengono applicati contemporaneamente a un numero maggiore di unità, ciò contribuisce a ridurre i costi per gli ordini all'ingrosso.
- Alcuni fornitori di PCB hanno un limite minimo d'ordine che aumenta anche il costo per gli ordini di piccole dimensioni, poiché i costi unitari di piccole dimensioni aumentano, quindi gli ordini all'ingrosso possono essere economicamente costosi a causa di servizi o produttori limitati. Puoi scegliere PCB meraviglioso per ottenere una scheda PCB di buona qualità.
Fattori regionali e dei fornitori
- Anche la posizione del fornitore di PCB influisce sui costi di produzione della scheda, poiché avvalersi di fornitori che si trovano nelle vicinanze della propria zona ridurrà i costi di spedizione e i tempi di consegna. Tuttavia, se si sceglie un altro fornitore regionale, la scheda diventa più costosa e potrebbe non essere possibile ricevere un ordine entro i tempi previsti.
Altri fattori di costo dei PCB
Costi di prototipo e test:
- Prima di realizzare la scheda PCB definitiva, viene realizzato un prototipo e vengono eseguiti diversi test per soddisfare i requisiti di progettazione e le esigenze del cliente. Questo processo richiede tempo e utilizza alcune fonti che incidono sul costo di assemblaggio della scheda finale.
Spese di assemblaggio e collaudo
- Al termine del processo di produzione, vengono eseguiti diversi test di assemblaggio per verificarne il corretto funzionamento. Si tratta di un processo che richiede molto tempo e richiede l'utilizzo di diverse attrezzature, il che lo rende costoso, con un conseguente aumento dei costi di assemblaggio dei PCB.
Controllo di qualità Costo
- Per soddisfare gli standard di qualità dei PCB, sono necessari test e certificazioni aggiuntivi, come test elettrici, test ambientali e certificazione di sicurezza. Questi processi aggiuntivi incidono anche sui costi delle schede, qualora siano necessarie certificazioni diverse.
Come calcolare il costo del PCB personalizzato in base alle dimensioni
Per calcolare il costo di una scheda PCB personalizzata, si possono utilizzare tecniche semplici, ovvero metodi di calcolo dei prezzi basati sull'area, normalmente impiegati per piccole produzioni e prototipi.
Con questo metodo, i produttori di PCB forniscono idee di costo basate sulle dimensioni delle schede, il che rappresenta un modo semplice per trovare i costi delle schede personalizzate.
- Le tecniche di determinazione del prezzo basate sull'area aiutano i produttori di schede PCB a calcolare il costo unitario per centimetro quadrato in base al numero di strati e al processo di produzione utilizzato per la scheda.
- In questo processo, i produttori necessitano delle dimensioni precise dei clienti e le spese finali saranno determinate tramite il prodotto dell'area della scheda con un costo unitario già definito.
- Supponiamo che i produttori abbiano fissato un prezzo per 2 strati di pannello a 0.05 $ al centimetro quadrato e che le dimensioni del pannello personalizzato siano 15 cm x 20 cm.
- La superficie della scheda PCB sarà di 15 cm x 20 cm = 300 cm quadrati.
- Il costo per una tavola personalizzata sarà = 300 cm² x 0.05 cm² = $ 15.
Come ridurre i costi di produzione dei PCB?
Per ridurre il costo complessivo di assemblaggio della scheda è necessario seguire diversi parametri.
Progettazione di circuiti
- Semplificare il progetto del circuito e non presenta particolari complicazioni può contribuire a ridurre il costo complessivo della scheda. Un design semplice utilizza meno componenti e contribuisce alla riduzione dei costi di approvvigionamento e assemblaggio. Inoltre, utilizza un numero ridotto di strati e riduce i costi di processo e di materiali per la scheda.
Numeri di livello:
- In precedenza, abbiamo discusso del numero di strati del pannello, che ha l'effetto principale sul costo. Utilizzando meno strati, si riducono i costi dei materiali, i costi di processo e, in definitiva, i prezzi del pannello.
Componenti standard
- Per l'utilizzo di schede personalizzate, l'utilizzo di componenti standard influisce anche sui prezzi delle schede stesse. Poiché i componenti standard sono facilmente accessibili e hanno un costo inferiore rispetto ai componenti speciali, l'utilizzo di componenti standard semplifica la progettazione e riduce al minimo il numero di strati della scheda e il costo del prodotto finale.
Dimensioni PCB ottimizzate
- Possiamo anche ridurre i costi dei PCB ottimizzando le dimensioni e la forma della scheda. Le schede di piccole dimensioni utilizzano materiali di basso consumo e richiedono meno processi per contenere i costi di produzione. Con un PCB dalla forma semplice, sono necessari meno passaggi e strumenti per realizzarlo, riducendo i costi.
Applicazioni di producibilità (DFM)
- Applicando i principi del DFM, si può anche gestire correttamente la progettazione delle schede e ridurre i costi di produzione finali. Il DFM per la progettazione di PCB non solo riduce i costi di produzione, ma aumenta anche la qualità e produce schede affidabili. Ad esempio, con l'utilizzo delle funzionalità del DFM, si utilizzano larghezze e spaziature di linea appropriate per facilitare l'utilizzo di più fori, ottenendo così schede a basso costo.
Conclusione
Il calcolo dei prezzi delle schede PCB si basa su diversi fattori, come le caratteristiche della scheda, i tipi di materiali, i processi di produzione e i volumi di produzione. L'importanza di tutti questi fattori e la loro corretta conoscenza ci aiutano a realizzare una scheda funzionante e di alta qualità con un progetto PCB finale conveniente. Esistono diverse tecniche utilizzate per il calcolo dei prezzi dei PCB, come il calcolo del costo basato sull'area per i prototipi, la determinazione dettagliata dei costi per volumi di produzione all'ingrosso e l'utilizzo di alcuni strumenti, ma ognuna ha i suoi requisiti.
In definitiva, la scelta del produttore di PCB migliore e più affidabile è fondamentale per la progettazione e l'assemblaggio di PCB ad alta tensione. La selezione di fornitori affidabili con una conoscenza approfondita del calcolo dei costi dei PCB contribuisce a realizzare schede di qualità a un costo contenuto. Se cercate produttori di PCB convenienti ed economici, WoderFulPCB è la scelta migliore per voi. Siamo leader nella produzione di PCB e offriamo servizi di prototipazione, produzione e assemblaggio di PCB di alta qualità a prezzi vantaggiosi. Il rischio di incidenti e decessi aumenta nei sistemi con scarsa qualità e inadeguata considerazione dei PCB ad alta tensione. I progettisti di PCB dovrebbero considerare attentamente le distanze di fuga e in aria per ridurre la formazione di archi elettrici e mantenere il corretto isolamento elettrico richiesto.
