Due caratteristiche fondamentali nella produzione di circuiti stampati (PCB) sono la qualità e il costo. Agli inizi, era quasi impossibile raggiungere entrambi gli obiettivi. L'introduzione dell'automazione nella produzione di PCB negli anni '1950 e '60 ha aperto la strada a una qualità costante e a una riduzione dei costi dei PCB prodotti in serie.
UET PCB è un produttore esperto di assemblaggi di circuiti stampati. L'azienda si impegna a mantenere una qualità costante, mantenendo al contempo i costi accessibili.
Una breve analisi della qualità e del risparmio sui costi nel processo di assemblaggio dei PCB.
I produttori hanno ottenuto ulteriori risparmi sui costi con l'introduzione delle tecnologie multistrato e SMT negli anni '1980. Questi processi hanno permesso di realizzare circuiti stampati di dimensioni più ridotte con una maggiore densità di cablaggio.
All'inizio del nuovo millennio (2000), i produttori dell'Asia orientale, in particolare quelli cinesi, hanno ottenuto un ulteriore risparmio sui costi. I loro governi li hanno sostenuti con sussidi, trasformandoli in un polo manifatturiero globale. Di conseguenza, molte aziende straniere hanno aperto filiali produttive in Cina.
Esistono diverse strategie e fasi chiave per realizzare un PCB di qualità. Tuttavia, esistono anche fasi fondamentali per rendere i PCB più accessibili economicamente.
Processo di progettazione di PCB per la qualità e il risparmio sui costi.
Scegli una tavola di dimensioni standard
Avere una dimensione standard per le schede può aiutare i produttori di PCB ad automatizzare il processo di produzione in modo più efficace. Come si può notare, sia le dimensioni standard che quelle minime delle schede consentono di ottimizzare i tempi. È consigliabile calcolare in anticipo i tempi e i costi di produzione se si intende realizzare una scheda di dimensioni non standard.
Scegli il riepilogo del Consiglio economico
Scegliete una configurazione di strati economica per ottenere un notevole risparmio sui costi. In genere, aggiungere più strati al PCB significa avere una scheda più costosa. Un PCB FR4 multistrato a doppia faccia può offrire un risparmio significativo perché è più facile da produrre e il processo di laminazione è molto più semplice. Se optate per 4, 6 o più strati, preparatevi a calcolare i costi in anticipo prima di procedere con il progetto.
Posizionamento dei componenti per risparmiare spazio
Prima del cablaggio, un posizionamento ben ponderato dei componenti renderà il layout più semplice e veloce da realizzare. Questo metodo può far risparmiare molto tempo in fase di progettazione. Inoltre, mantenere i componenti allineati uniformemente può aiutare la macchina pick-and-place a completare il suo compito più rapidamente. Mantenere i componenti su un unico strato (superiore o inferiore) contribuirà sempre a contenere i costi di assemblaggio.
Layout del PCB salvaspazio
Un layout di PCB realizzato professionalmente dovrebbe essere ottimizzato per lo spazio. La maggior parte dei percorsi dovrebbe seguire il tragitto più breve. Non farlo può comportare l'allungamento dei cablaggi e quindi uno spreco di preziosa area sulla scheda.
Scegli la via economica
Scegliere una tecnologia di via economica può comportare un notevole risparmio sui costi. Le via passanti standard, collaudate nel tempo, rappresentano sempre una buona opzione. Tuttavia, rispetto a tecnologie di via più costose come micro via, via realizzate con laser, via cieche o via interrate, le via passanti occupano in genere una superficie maggiore. Per questo motivo, è importante implementare tecniche di instradamento efficienti.
Processo di approvvigionamento dei componenti per garantire qualità e risparmio sui costi.
Un altro ambito in cui è possibile ridurre i costi senza compromettere la qualità è la selezione accurata dei componenti. È fondamentale rifornirsi da distributori/fornitori affidabili, ma allo stesso tempo bisogna tenere conto del costo. Esistono due metodi principali per l'approvvigionamento dei componenti:
| Metodo di approvvigionamento dei componenti | Cos'è | Vantaggi e svantaggi |
| Chiavi in mano | Lasciate che sia il vostro produttore di circuiti stampati a occuparsi dell'approvvigionamento dei componenti. | Tempi di realizzazione dei progetti più rapidi. Risparmio sui costi per progetti di piccole e medie dimensioni. |
| spedizione | Tu ti procuri i componenti e poi li invii al tuo fabbricante | Potrebbero presentarsi costi aggiuntivi legati alla logistica, sebbene su larga scala si possano ottenere notevoli risparmi. |
Processo di produzione di PCB per la qualità e il risparmio sui costi.
Finitura superficiale conveniente
Se il tuo progetto non richiede connettori speciali, componenti a passo fine o BGA, puoi optare per la collaudata finitura superficiale HASL. HASL è l'acronimo di Hot Air Solder Leveling (livellamento della saldatura ad aria calda). Tuttavia, se hai esigenze particolari, potresti dover scegliere altri tipi di finitura. Di seguito trovi una tabella che puoi consultare per scegliere la finitura superficiale più adatta:
| Finitura di superficie | Costing | Descrizione |
| HASL (livellamento per saldatura ad aria calda) | Molto basso | Può produrre una finitura non uniforme, non adatta per BGA o componenti a passo fine |
| OSP (conservante organico di saldabilità) | Leggermente alto | Finitura uniforme, ma breve durata di conservazione. Buono per l'ambiente. |
| Stagno/Argento a immersione | Medio | Finitura uniforme, ideale per passi fini come quelli dei BGA, ma può ossidarsi facilmente. L'argento ha una buona conduttività (ottima per le radiofrequenze). |
| ENIG (oro per immersione in nichel elettrolitico) | Alto | Finitura molto uniforme con lunga durata di conservazione. Ideale per passi fini come quelli dei BGA. Può presentare un effetto di pad nero. |
| ENEPIG | Molto alto | Uguale a ENIG ma elimina l'effetto pad nero. Predisposto per il wire bonding. |
| Oro duro | Estremamente alto | Molto resistenti, ideali per contatti ad alta affidabilità. Non si ossidano. |
Maschera per saldatura economica
I produttori di PCB utilizzano solitamente maschere di saldatura fotoincisibili liquide (LPI). Tuttavia, il cliente può scegliere colori diversi. L'opzione standard e più economica è il verde. È comunque possibile scegliere altri colori, con costi e tempi di lavorazione variabili.
Serigrafia standard economicamente vantaggiosa
La moderna produzione di circuiti stampati (PCB) utilizza solitamente il metodo Liquid Photo Imaging (LPI) per la serigrafia. Questo metodo è preciso ed economico. Esiste anche la stampa diretta delle legende (DLP), che è più precisa, ma può risultare più costosa.
Marcature speciali
Durante la produzione dei PCB, potresti trovare delle marcature speciali o dei numeri di serie. Si tratta di numeri di controllo per le tue schede. Puoi scegliere di farli rimuovere, anche se ciò potrebbe comportare un piccolo costo.
Pannellizzazione dei circuiti stampati
Se dovete produrre un gran numero di PCB, la pannellizzazione delle schede può comportare un notevole risparmio sui costi. Per un produttore è più semplice, veloce ed economico fornire un array di schede pannellizzate a una macchina pick-and-place. Il processo di smontaggio di una scheda pannellizzata è pressoché irrilevante per il cliente finale.
Processo di test PCB
Il processo di test dei PCB vi aiuterà a individuare le schede non funzionanti o danneggiate. Questa procedura eviterà costosi resi da parte dei clienti. È sempre consigliabile optare per i test, soprattutto per le schede prodotte in serie o complesse. Di seguito sono riportate alcune delle procedure di test più comuni.
| Processo di test | Costo stimato | Descrizione |
| AOI (ispezione ottica automatizzata) | Da 0.01 a 0.05 dollari per tampone | Utilizza apparecchiature ad alto ingrandimento per osservare le tavole |
| Test funzionale | Da 50 a 200 dollari a jig | Richiede una dima o una configurazione personalizzata specificata dal cliente. |
| Test della sonda volante | $ 50-$ 150 per lotto | Test per rilevare circuiti aperti o cortocircuiti nei PCB. |
| RAGGI X | $ 30 - $ 80 per lotto | Individuare i problemi nei BGA e nei circuiti integrati a passo fine |
| Letto di chiodi per l'ICT | $ 500 – $ 2000 per apparecchio
Da 0.10 a 0.50 dollari a tavola |
Test per la produzione su scala industriale. Devono essere inclusi dispositivi di fissaggio. |
Conclusione
Esistono diverse strategie di riduzione dei costi nella produzione di PCB che è possibile implementare senza compromettere la qualità. Questi processi riguardano diverse fasi dello sviluppo del progetto, tra cui la progettazione del PCB, l'approvvigionamento dei componenti, la produzione del PCB e il collaudo. Essere efficienti e possedere competenze tecniche può contribuire a contenere i costi del progetto mantenendo un'elevata qualità.