Две важные характеристики производства печатных плат — это качество и стоимость. На заре своего развития достичь обеих характеристик было практически невозможно. Внедрение автоматизации в производство печатных плат в 1950-х и 60-х годах проложило путь к стабильному качеству и снижению затрат на массовое производство печатных плат.
Компания UET PCB — опытный производитель печатных плат. Компания стремится поддерживать стабильно высокое качество продукции, сохраняя при этом доступные цены.
Краткий обзор преимуществ повышения качества и снижения затрат в процессе сборки печатных плат.
Производители добились еще большей экономии средств с внедрением многослойных и SMT-технологий в 1980-х годах. Эти процессы позволили уменьшить габариты печатных плат и увеличить плотность проводников.
На рубеже нового тысячелетия (2000 год) производители из Восточной Азии, особенно китайские, добились еще большей экономии затрат. Их правительство поддержало их субсидиями, превратив их в глобальный производственный центр. В результате многие иностранные компании создали удаленные производственные предприятия в Китае.
Существует несколько ключевых стратегий и этапов в создании качественной печатной платы. Однако есть и важные шаги, позволяющие сделать печатные платы более доступными по цене.
Процесс проектирования печатных плат для повышения качества и снижения затрат.
Выберите стандартный размер доски
Наличие стандартного размера платы может помочь производителям печатных плат более эффективно автоматизировать производственный процесс. Как вы заметите, как стандартные, так и минимальные размеры плат позволяют сэкономить время и средства. Если вы планируете производить платы нестандартных размеров, лучше заранее рассчитать временные и финансовые затраты.
Выберите структуру экономической доски
Для существенной экономии средств выбирайте экономичную многослойную печатную плату. Как правило, увеличение количества слоев означает увеличение стоимости платы. Двухсторонняя многослойная печатная плата из материала FR4 может обеспечить значительную экономию средств, поскольку ее проще изготавливать, а процесс ламинирования значительно упрощен. Если вы выбираете 4, 6 или более слоев, подготовьтесь к предварительному расчету стоимости, прежде чем приступать к проекту.
Компактное размещение компонентов
Перед началом монтажа проводки тщательно продуманное размещение компонентов упростит и ускорит процесс компоновки. Этот метод может значительно сэкономить инженерное время. Кроме того, равномерное выравнивание компонентов поможет машине для установки компонентов быстрее выполнить свою задачу. Размещение компонентов на одном слое (сверху или снизу) всегда снижает затраты на сборку.
Компактная компоновка печатной платы
Профессионально выполненная разводка печатной платы должна быть оптимизирована по занимаемому пространству. Большинство проводников должны иметь кратчайший путь. Несоблюдение этого требования может привести к удлинению проводников и, следовательно, к потере ценной площади платы.
Выберите экономический способ
Выбор экономичной технологии сквозных отверстий может значительно снизить затраты. Стандартные, проверенные временем сквозные отверстия всегда являются хорошим вариантом. Однако по сравнению с более дорогими технологиями сквозных отверстий, такими как микроотверстия, лазерное сверление, глухие отверстия или скрытые отверстия, сквозные отверстия обычно занимают большую площадь. Учитывая это, важно внедрять эффективные методы трассировки.
Процесс закупки комплектующих для обеспечения качества и экономии затрат.
Еще один способ сэкономить средства, стремясь при этом к качеству, — это тщательный отбор комплектующих. Необходимо обязательно закупать компоненты у надежных дистрибьюторов/поставщиков, но при этом учитывать стоимость. Существует два метода закупки комплектующих:
| Метод поиска поставщиков компонентов | Что это | Преимущества недостатки |
| Turn-Key | Позвольте вашему производителю печатных плат самостоятельно подобрать для вас компоненты. | Ускоренная реализация проектов. Экономия средств для проектов малого и среднего масштаба. |
| Партия | Вы сами закупаете комплектующие, а затем отправляете их производителю. | Возможно, вы столкнетесь с логистическими издержками, хотя при масштабировании производства достигается значительная экономия средств. |
Технологический процесс производства печатных плат для повышения качества и снижения затрат.
Экономически эффективная отделка поверхности
Если для вашего проекта не требуются специальные разъемы, компоненты с малым шагом выводов или BGA-чипы, вы можете выбрать проверенное временем покрытие HASL. HASL расшифровывается как выравнивание припоя горячим воздухом. Однако, если у вас есть особые требования, вам, возможно, придется выбрать другие типы покрытия. Ниже приведена таблица, в которой вы можете ознакомиться с вариантами покрытия:
| Чистота поверхности | Расчет стоимости | Описание |
| HASL (выравнивание припоя горячим воздухом) | Очень Низкий | Может привести к неравномерной поверхности, не подходит для BGA-компонентов или компонентов с малым шагом выводов. |
| OSP (Органический консервант паяемости) | Слегка высокий | Равномерное покрытие, но короткий срок хранения. Экологически безопасно. |
| Иммерсионное олово / серебро | Средний | Равномерное покрытие, хорошо подходит для мелкого шага выводов, например, для BGA-компонентов, но легко тускнеет. Серебро обладает хорошей проводимостью (хорошо для ВЧ-приложений). |
| ENIG (иммерсионное золото, нанесенное методом химического восстановления никеля) | Высокий | Очень ровное покрытие с длительным сроком хранения. Хорошо подходит для мелкозернистых материалов, таких как BGA-чипы. Может создавать эффект черной подложки. |
| ENEPIG | Очень высоко | Аналогичен ENIG, но устраняет эффект черных контактных площадок. Готов к проволочному соединению. |
| Твердое золото | Экстремально высокий | Очень прочный, предназначен для высоконадежных контактов. Не тускнеет. |
Экономичная паяльная маска
Производители печатных плат обычно используют жидкокристаллическую паяльную маску (LPI). Однако заказчик может выбрать и другие цвета. Стандартный и наиболее доступный вариант — зеленый. Можно выбрать и другие цвета, но стоимость и время обработки будут различаться.
Экономически эффективная стандартная шелкография
В современном производстве печатных плат обычно используется метод жидкостной фотопечати (LPI) для шелкотрафаретной печати. Этот метод является одновременно точным и экономичным. Существует также метод прямой печати маркировки (DLP), который обеспечивает более высокую точность. Однако он может стоить дороже.
Специальная маркировка
В процессе изготовления печатных плат вы можете обнаружить специальные маркировки или серийные номера. Это контрольные номера ваших плат. Вы можете удалить их по своему усмотрению, хотя это может повлечь за собой небольшие дополнительные расходы.
Панели ваших печатных плат
Если вам нужно изготовить большое количество печатных плат, панельная обработка может значительно снизить затраты. Производителю проще, быстрее и экономичнее подавать панельную матрицу на установку компонентов. Процесс разборки панельной платы в основном незначителен для конечного потребителя.
Процесс тестирования печатных плат
Процесс тестирования печатных плат поможет выявить неисправные или поврежденные платы. Эта процедура позволит избежать дорогостоящих возвратов от клиентов. Всегда выбирайте тестирование, особенно для плат массового производства или сложных плат. Ниже приведены некоторые известные процедуры тестирования.
| Процесс тестирования | Расчет предполагаемой стоимости | Описание |
| AOI (автоматический оптический контроль) | 0.01–0.05 доллара за подушечку | Использует оборудование с большим увеличением для осмотра плат. |
| Функциональный тест | 50–200 долларов за приманку | Требуется изготовление нестандартного приспособления или настройка по указанию заказчика. |
| Тест летающего зонда | 50-150 долларов за партию | Проверка печатной платы на обрывы и короткие замыкания. |
| XRAY | 30–80 долларов США за партию | Выявление проблем в BGA-корпусах и микросхемах с малым шагом выводов. |
| «Ложе из гвоздей» для ИКТ | 500–2000 долларов за светильник
0.10–0.50 доллара за доску |
Испытания для крупномасштабного производства. Обязательно с использованием шаблонов. |
Заключение
В производстве печатных плат существует несколько стратегий снижения затрат, которые можно реализовать без ущерба для качества. Эти процессы охватывают различные этапы разработки проекта, включая проектирование печатных плат, закупку компонентов, изготовление печатных плат и тестирование. Эффективность и технические знания помогут снизить затраты на проект, сохраняя при этом качество.