Placas de circuito impresso (PCB) são consideradas um componente essencial em projetos e fabricação eletrônica, pois afetam o custo total da fabricação e dos projetos. Há muitos fatores envolvidos na fabricação de PCBs que definem o valor da PCB e da montagem completa do projeto. O tamanho e os materiais utilizados em determinados processos de fabricação afetam o custo. O conhecimento dos diferentes fatores envolvidos na fabricação de placas de circuito impresso (PCB) pode ajudar a realizar a montagem completa da nossa placa e a fabricação da PCB. Aqui, abordaremos os diferentes fatores que você precisa saber para obter uma placa de boa qualidade com custos razoáveis. Todo engenheiro eletrônico deve conhecer esses fatores para fabricar PCBs de forma econômica e com qualidade. Você aprenderá o que influencia o cálculo do orçamento recebido do fabricante. Vamos começar.
Fatores que influenciam os preços e orçamentos de PCB
Dimensões e formato do PCB
- O tamanho e o formato da placa de circuito impresso afetam o custo total da placa, visto que certas dimensões e formatos da placa utilizam materiais diferentes para sua fabricação, o que afeta o custo. Placas maiores exigem mais materiais e um processo mais demorado para a montagem final, o que, por sua vez, eleva os preços. Os preços das placas aumentam em proporção direta à área da superfície da placa de circuito impresso, o que ajuda a determinar quanto a mais pagaremos por um tamanho maior.
Número de Camadas
- O número de camadas da placa PCB tem um preço específico; placas de camada única são mais baratas do que placas de múltiplas camadas. A placa multicamadas não só envolve mais camadas, como também utiliza mais materiais e processos complexos, o que a torna mais cara.
- As múltiplas camadas das placas também aumentam as chances de erros no momento dos testes, e por isso os fabricantes também adicionaram esses preços aos orçamentos para solicitações de placas. A inspeção de cada camada aumenta o custo total da placa.
- Normalmente, placas de uma a duas camadas têm baixo custo, mas placas com duas a quatro camadas ou mais custarão de 2 a 4 por cento a mais.
- Outro motivo para o alto custo das placas multicamadas é que elas utilizam técnicas e instrumentos avançados de fabricação para realizar conexões adequadas entre as camadas e alinhamento preciso. Há também a necessidade de transmissão de sinal estável entre as camadas, o que aumenta os custos.
Seleção do material
- Existem diferentes tipos de materiais de substrato usados na fabricação de placas, o que afeta seu custo. Os materiais de substrato normalmente usados para placas de PCB são FR4, FR1, CEM1 e CEM3, e cada um tem um custo específico.
- O compósito de fibra de vidro FR4 tem um custo mais baixo em comparação com materiais HF, como o PTFE. Portanto, cada material tem seu próprio impacto no custo total da placa.
- Existem alguns tipos especiais de substratos, como o RO4350B, que são materiais comuns de substrato de alta frequência, mas que apresentam alto custo e tornam as placas caras. Não apenas os tipos de materiais afetam o custo da placa, mas também a espessura dos materiais afeta a placa; materiais de placas de alta espessura têm um custo elevado.
Largura e espaçamento do traço
- Traçadores com larguras e espaçamentos pequenos exigem um processo de fabricação preciso e preciso, além de instrumentos de nível avançado. Traços com larguras e espaçamentos pequenos envolvem um alto custo, visto que utilizam técnicas litográficas refinadas e processos de perfuração altamente precisos.
- Há um processo difícil para pequenas larguras e espaços de traços e um processo demorado que aumenta o custo de fabricação.
- Os pequenos traços também geram altos custos devido às grandes perdas de rendimento no momento do processo de fabricação. Como mais refugo ou erro ocorre no momento da produção, esse número aumenta, pois são necessários mais recursos para controlar as taxas de refugo, como a frequência de inspeção, o que aumenta os custos.
Máscara de solda e serigrafia
- Máscaras de solda e serigrafia também afetam os custos de fabricação de placas de circuito impresso (PCB). O custo da tinta usada para máscaras de solda é definido com base nos tipos e marcas de tinta. Alguns fabricantes oferecem esses serviços gratuitamente, mas a maioria cobra por esses recursos, o que aumentará o custo geral da sua placa.
Tamanho do furo de perfuração
- Furos de perfuração de pequeno porte exigem dispositivos de perfuração mais precisos e brocas finas, o que dificulta o processo e aumenta o custo. Furos de perfuração de pequeno porte são um processo demorado e exigem mais etapas, o que resulta em placas de alto custo.
- Há um processo especial usado para fazer recursos especializados em placas, como vias enterradas, vias cegas ou furos de profundidade controlada. Para esses recursos, é usado um tipo especial de perfuração que torna o processo caro, pois envolve etapas operacionais complicadas.
- Durante o processo de perfuração, ocorrem perdas de material. O maior número de furos remove mais material, aumentando as taxas de perda. Para placas de alta densidade, mais furos são necessários para criar projetos de circuitos complexos, o que também aumenta as taxas de perda de material.
Revestimento de superfície
- Existem diferentes tipos de acabamento de superfície usados em placas de circuito impresso (PCB), e cada um tem um preço diferente. O HASL, ou nivelamento de solda por ar quente, é de baixo custo, e o ENIG é um tipo de acabamento de alto custo que define o custo da placa. A utilização de diferentes técnicas de tratamento de superfície afeta o custo da placa. Outros tipos de acabamento de superfície são Imm Ag e Imm SN, que afetam o custo da placa. O tipo de acabamento com várias camadas também afeta o custo da placa.
Complexidade do Circuito
- O design complexo do circuito também afeta o custo geral da placa de circuito impresso (PCB). Como circuitos complexos exigem mais etapas de fabricação e utilizam mais componentes, isso pode gerar altos custos de aquisição, bem como custos de montagem final. O design complexo do circuito ocupa uma área maior da placa de circuito impresso para a conexão de mais componentes em placas e trilhas, o que aumentará o custo.
Prazo de entrega e entrega do PCB
- Caso algum usuário precise de uma entrega urgente de placas em um curto espaço de tempo, os fabricantes de PCBs trabalham horas extras e contratam funcionários em turnos extras, que cobram mais pelas necessidades de entrega dos clientes no prazo estipulado. Portanto, no geral, os custos de mão de obra e o uso de instrumentos de fabricação tornam a fabricação final das PCBs cara.
- Para atender às demandas urgentes dos clientes, métodos logísticos especiais são utilizados para entrega online, como serviços de entrega expressa. Essa logística especial aumenta os custos, adiciona mais custos de transporte e eleva o custo total da embalagem.
- O curto prazo de entrega também afeta os cronogramas e processos de fabricação dos fabricantes para um determinado momento de conclusão do pedido. Isso também implica na reorganização das linhas de produção ou na aceleração da velocidade de trabalho, o que também afeta os custos.
Espessura de cobre
- O custo da placa PCB também se baseia na folha de cobre, que é o principal componente da placa; seu valor é baseado na espessura. Folhas de cobre mais espessas utilizam cobre de maior espessura e, como resultado, os custos do material da placa aumentam.
- O processamento de cobre espesso envolve mais etapas de processamento e mais instrumentos são utilizados para produzir placas de alta qualidade. Brocas duráveis, usadas para perfuração e gravação adequadas, também levam tempo. Todos esses fatores tornam as placas caras.
Quantidade de PCB e fatores de ordem
- O outro fator principal que pode afetar o custo do PCB é a quantidade de placas. Se você encomendar um número maior de placas, isso também aumentará seu custo, pois levará mais tempo para ser concluído e mais materiais serão usados, o que o torna mais caro.
- No entanto, alguns fabricantes oferecem descontos para pedidos em grandes quantidades de PCBs, o que pode ajudar a reduzir o custo de um número maior de PCBs. Como o custo com ferramentas, custos de instalação e despesas de design é aplicado a um número maior de unidades simultaneamente, isso ajuda a reduzir o custo de pedidos em grandes quantidades.
- Alguns fornecedores de PCB têm um limite mínimo de pedido, o que também aumenta o custo para pedidos de baixo custo, visto que os custos unitários aumentam, de modo que pedidos em grandes quantidades podem ser economicamente mais caros devido à limitação de serviços ou fabricantes. Você pode escolher PCB maravilhoso para obter sua placa PCB com boa qualidade.
Fatores regionais e de fornecedores
- A localização do seu fornecedor de PCB também afeta o custo de fabricação da sua placa, já que contratar serviços de fabricação de PCB de fornecedores próximos à sua região reduzirá os custos de envio e o tempo de entrega. No entanto, se você escolher outro fornecedor regional, sua placa ficará mais cara e você poderá não receber o pedido no prazo estipulado.
Alguns outros fatores de custo de PCBs
Custos de protótipo e testes:
- Antes da fabricação da placa PCB final, um protótipo é criado e diversos testes são realizados para atender aos requisitos de design e demanda. Esse processo leva tempo e utiliza alguns recursos que afetam o custo final da montagem da placa.
Despesas de montagem e testes
- Após a conclusão do processo de fabricação, são realizados diversos testes de montagem para verificar a precisão do funcionamento. Trata-se de um processo demorado e que utiliza diversos equipamentos, o que o torna dispendioso e aumenta os custos de montagem da placa de circuito impresso.
Custo do controle de qualidade
- Para atender aos padrões de qualidade de PCB, são necessários testes e certificações adicionais, como testes elétricos, testes ambientais e certificação de segurança. Esses processos extras também afetam os custos das placas, caso precisem de certificações diferentes.
Como calcular o custo de PCB personalizado por tamanho
Para descobrir o custo de uma placa PCB personalizada, use técnicas simples que são métodos de cálculo de preços baseados em área, normalmente empregados para pequenas produções e também para protótipos.
Nesse método, os fabricantes de PCB dão ideias de custo com base nas dimensões das placas, o que é uma maneira fácil de encontrar custos de placas personalizadas.
- As técnicas de precificação baseadas em área ajudam os fabricantes de placas de PCB a calcular o custo unitário por centímetro quadrado de acordo com o número de camadas e o processo de produção usado na placa.
- Nesse processo, os fabricantes precisam de dimensões precisas dos clientes e as despesas finais serão encontradas por meio do produto da área da placa com um custo de unidades já definido.
- Vamos supor que os fabricantes tenham definido um preço para 2 camadas de placa em US$ 0.05 por centímetro quadrado, e as dimensões da sua placa personalizada são 15 cm x 20 cm.
- A área da placa de circuito impresso será de 15 cm x 20 cm = 300 cm².
- O custo do painel personalizado será de 300 cm² x 0.05 cm² = US$ 15.
Como reduzir os custos de fabricação de PCB?
Diferentes parâmetros devem ser seguidos para reduzir o custo geral de montagem da placa.
Design de Circuito
- Se o projeto do seu circuito for simples e não apresentar muitas complicações, isso pode ajudar a reduzir o custo total da placa. O projeto simples utiliza menos componentes e isso afeta a redução dos custos de aquisição e montagem. O projeto simples também utiliza um número menor de camadas e reduz os custos de processo e materiais para a placa.
Números de camadas:
- Acima, discutimos o número de camadas da placa, que tem o principal efeito no custo. Se você usar menos camadas, os custos de material serão menores, os custos de processo serão menores e, por fim, os preços das placas serão menores.
Componentes Padrão
- Para placas personalizadas, o uso de componentes padrão também afeta o preço das placas. Como os componentes padrão são de fácil acesso e têm um custo menor do que os componentes especiais, o uso de componentes padrão simplifica o projeto e minimiza o número de camadas da placa e o custo final do produto.
Tamanho de PCB otimizado
- Também podemos reduzir os custos de PCBs otimizando o tamanho e o formato da placa. Placas pequenas utilizam poucos materiais e exigem menos processos para controlar os custos de fabricação. Com uma PCB de formato simples, menos etapas e instrumentos são necessários para fabricá-la, reduzindo custos.
Aplicações de manufaturabilidade (DFM)
- Se utilizarmos os princípios do DFM, eles também ajudarão a gerenciar o projeto da placa de forma adequada e a tornar nossa fabricação final de baixo custo. O DFM para projeto de PCB não apenas reduz os custos de fabricação, mas também aumenta a qualidade e produz placas confiáveis. Por exemplo, com o uso dos recursos do DFM, utilizamos larguras e espaçamentos de linha adequados para auxiliar na utilização de vários furos de perfuração e, no final, obtemos placas de baixo custo.
Conclusão
O cálculo de preços de placas de circuito impresso (PCB) baseia-se em diferentes fatores, como características da placa, tipos de materiais, processos de fabricação e volumes de produção. A importância de todos esses fatores e seu conhecimento adequado nos ajudam a criar uma placa funcional e de alta qualidade, com um projeto final de PCB acessível. Existem diferentes técnicas utilizadas para o cálculo de preços de PCB, como o cálculo de custo por área para protótipos, a determinação detalhada de custos para grandes volumes e o uso de algumas ferramentas, mas cada uma tem seus próprios requisitos.
Em última análise, selecionar o melhor e mais confiável fabricante de PCB é essencial no caso de projeto e montagem de PCBs de alta tensão. A seleção de fornecedores precisos, com conhecimento adequado do cálculo de custo de PCB, ajuda a fabricar placas de qualidade a um bom custo. Se você procura fabricantes de PCB razoáveis e com boa relação custo-benefício, a WoderFulPCB é a melhor opção para você. Ela lidera os fabricantes de PCBs e fornece serviços de prototipagem, produção e montagem de PCBs de alta qualidade a preços acessíveis. O risco de acidentes e fatalidades aumenta em sistemas com baixa qualidade e considerações inadequadas sobre PCBs de alta tensão. Os projetistas de PCBs devem considerar cuidadosamente as distâncias de fuga e folga para reduzir a formação de arcos e manter o isolamento elétrico adequado necessário.
