影响PCB制造和组装价格的因素

产品设计与优化在每个制造过程中都至关重要。它们有助于降低生产成本,PCB制造与组装也不例外。

PCB(即印刷电路板)在电子设备中不可或缺。其设计和组装主要取决于设备的要求。例如,刚性PCB和柔性PCB均可应用于任何产品。刚性PCB适用于较简单的设计,而柔性PCB则是复杂设计的理想选择。

在设计PCB时,价格也是一个重要参数。柔性PCB的价格远高于刚性PCB。如果您的产品在刚性PCB上运行顺畅,那么最好选择刚性PCB,而不是柔性PCB。 最重要的是,您必须评估市场对产品最终价格的反应。请仔细考虑构成PCB制造和组装成本的各项因素。

影响PCB制造和组装价格的因素

下文将介绍一些影响PCB制造和组装的因素。每个因素都会直接影响最终产品的性能。了解这些因素将有助于您选择最合适的PCB工厂。

#1. PCB 交付

交货手续会显著影响PCB组装服务的成本。以下是您需要注意的三点:(1) 有些客户要求提前交货。这种紧急交货会迫使公司员工加班,从而增加人工成本。总体而言,这会推高PCB制造和组装的价格。

(2) 特殊物流也可能影响运输成本。有些客户可能会要求在运输过程中控制环境条件或采取特殊安保措施。空运和快递也属于特殊物流的范畴。(3) 有些客户会在产品已经投入生产后更改生产计划。在这种情况下,成本也可能随之增加或减少。

#2. PCB设计

此外,PCB设计的复杂程度也会影响PCB的制造和组装成本。层数、走线宽度以及元器件密度都是非常重要的因素。例如,制造多层PCB的过程较为复杂。此外,更细的走线宽度或更紧密的间距需要精确的制造工艺。将这些因素综合考虑后,最终价格通常会上涨。

柔性PCB的设计与布局
1. 设计与版式

#3. PCB布局

多层PCB

另一个必须考虑的关键因素是布局。PCB通常由几层、走线、间距和板尺寸组成。简而言之,PCB布局包括除元器件以外的所有内容。

复杂的布局通常具有多层结构、更细的走线以及较小的间距。然而,简单的布局可能仅包含单面或双面层。

复杂的布局需要更精确的制造工艺。另一方面,定制布局则需要额外的设计、工程审查和测试。但在这种情况下,标准布局能为您提供更经济的方案。

#4. PCB尺寸

电路板的尺寸对PCB的生产和组装成本影响很大。通常情况下,较大的PCB需要更多的材料和元器件。虽然较大的PCB在一定程度上限制了小型PCB的需求,但其制造过程也较为简单。不过,这类PCB非常适合用于大型电子设备。

另一方面,较小的PCB需要在紧凑的尺寸内容纳更多的元器件。甚至可能需要使用多层结构。最终,制造工艺会变得复杂,从而推高价格。

#5. PCB 材料

金属芯印制电路板

您选择的PCB组装和制造材料会极大地影响成本和性能。PCB布局通常由四层主要层组成。最上层是丝印层,也称为顶层丝印。该层通常有助于识别多个方面,例如元器件和测试点。

随后,阻焊层覆盖在铜走线上,以防止其氧化。接下来,铜层也被称为走线层。最后,基板层被称为基底层,它为PCB提供结构支撑。

基板层通常由玻璃纤维或FR4制成。这里,FR代表阻燃。这种材料经久耐用,非常适合在高温环境下使用。您也可以选择更便宜的替代材料,如酚醛树脂或环氧树脂。但这些材料不适合在极端条件下使用。其他所用材料对所有类型的PCB来说都是相同的。

#6. PCB 走线宽度和间距

PCB走线宽度是指用于制造印刷电路板的导电层宽度。电路板上那层金黄色、略带黄色的层,实际上就是PCB走线。 另一方面,PCB中的间距是指走线、焊盘或过孔之间的空间。这两个因素对于决定PCB的整体性能至关重要。

这两个因素如何影响PCB制造和组装的成本?更窄的走线宽度可能需要更精密的制造工艺、更先进的设备以及更严格的公差。

 

#7. PCB钻孔尺寸

PCB钻孔,或称过孔,是指贯穿PCB各层的小孔。其主要作用是连接PCB的不同层。如果该孔经过铜镀层处理,则称为PTH(镀通孔);如果未进行镀层处理,则称为NPTH(非镀通孔)。

制作更细的孔需要精密制造。此外,针对特定类型的过孔,可能需要采用特殊的钻孔工艺。其中,盲孔和埋孔尤为值得注意。因此,可以看出,钻孔或制作过孔会影响PCB制造的成本。

#8. PCB表面处理

在PCB制造和组装过程中,PCB工厂会对PCB进行不同类型的表面处理。其中,HASL、ENIG和OSP是最常用的几种。

HASL 虽然成本较低,但不适用于细间距 PCB 部件和多层 PCB。若需更高的质量,建议采用 ENIG(电镀镍浸金)工艺。不过,ENIG 的成本远高于 HASL。您也可以考虑 OSP 工艺,其成本与前述其他方法相当。

#9. PCB铜层厚度

PCB上的铜层厚度通常在1.4至2.8密尔(0.035毫米至0.07毫米)之间。该厚度通常取决于流经其上的电流大小。 因此,对于大电流电路板,铜箔厚度必须更大。典型的例子包括功率放大器、电机控制器、电源单元等。

在PCB组装服务中,铜层厚度对生产成本影响较大。因此,在设计PCB时,请注意额定电流。

 

#10. PCB 原型制作

柔性PCB的加固
9. 加固

PCB原型制作 属于定制生产的一部分。这些PCB与标准尺寸的有所不同,因此必须从头开始制作。通常,它们是小批量生产的。之后,客户可以下达大批量订单。

PCB原型制作对整体PCB制造和组装成本影响显著,因为它涉及设计、工程评审和测试。此外,PCB原型制作的周期比标准尺寸的PCB更长。

 

#11. PCB测试

PCB测试也是电路板制造过程中不可或缺的一环。每家PCB制造商在交付产品前都必须进行这项测试。一些典型的测试包括AOI、ICT、FCT等。测试成本可能因PCB的复杂程度而有所不同。测试点有多少个?需要哪些测试设备?

高品质的电路板通常需要进行额外的测试。例如,HDI PCB 通常需要进行微过孔检测。定制测试或客户的特殊要求也可能增加总成本。

#12. PCB质量控制

除了常规测试外,可能还需要进行额外的测试。客户可能会要求提供更多的认证,例如环境、安全和电气测试方面的认证。例如,医疗行业使用的印制电路板(PCB)必须具备生物相容性证书。环境认证可能包括RoHS、REACH等。

另一方面,汽车行业可能需要热测试和振动测试证书。在航空航天、船舶和机器人行业,情况可能有所不同。这些额外的测试和认证可能会增加您的PCB组装的总成本。

#13. 运费

最后,运费也会对与PCB制造厂商合作产生的成本产生重大影响。在这种情况下,工厂的地理位置起着至关重要的作用。国际运输的费用会比国内运输更高。国际运输还包括关税和其他手续费。

空运的费用通常比海运高,但能更快收到货物。最快可在三天内送达。不过,如果选择海运,根据您所在国家的地理位置不同,可能需要等待15天到1个月。海运的费用比空运便宜得多。

如何降低PCB制造和组装成本的建议

上一节介绍了哪些因素会影响PCB制造和组装的成本。本节将向您介绍一些专家建议,帮助您尽可能降低这些成本。不过,在控制成本的同时确保质量不受影响是必须的。

技巧 1:简化电路设计

首先,检查您的产品设计。它是否需要一款紧凑型PCB?能否容纳更大的PCB?根据您的评估结果,您可以简化电路设计。这将有助于大幅降低成本。

技巧 #2 减少图层数量

降低PCB制造和组装成本最有效的方法之一是减少层数。每增加一层,都会增加最终PCB的成本。在这种情况下,您可以寻求专家的帮助。

技巧 3:使用标准组件

在PCB上应使用标准元器件。例如,电阻、电容、二极管和集成电路必须易于采购。规格非标准的元器件可能会增加成本。选择标准元器件也有助于更换和维护。

提示 4:尽量优化 PCB 的尺寸和形状

在设计时,请评估PCB在您的设备中的最佳适配方案。在这种情况下,您可以裁切面板的形状和尺寸。使用组件较少的大尺寸面板并不是一个高效的解决方案。

提示 5:应用高级DFM原则

DFM是”可制造性设计”(Design for Manufacturability)的缩写,在PCB制造中至关重要。它提出了一些有助于优化PCB设计的指导原则。此外,它还能减少错误和返工。遵循DFM原则有助于降低印刷电路板组装的成本。

 

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