Leiterplattentechnisch - 9 Kostentreiber für starre Leiterplatten

Kostenkontrollmaßnahmen sollten frühzeitig ergriffen werden Leiterplattenproduktion Bühne, einschließlich der eigentlichen Schaltungsentwicklung. Bitte beachten Sie die Prozessschritte und Kostentreiber von Starre Leiterplatten, weil jeder Prozess zusätzliche Kosten in Bezug auf die Prozesszeit verbraucht, verwendete Materialien, Energie, und Abfallentsorgung.

Wir müssen die Produktionsstrategie im Auge behalten, Produktionsanlagen und mehrere Technologien, um die Kosten von Starre Leiterplatten. In diesem Blogbeitrag, wir wollen auf die grundlegenden Merkmale der PCBs, einschließlich der Prozesse und Fertigungsschritte Leiterplattenproduktion, abhängig von ihren Auswirkungen auf die Kosten.

Die wichtigsten Kostentreiber von starren Leiterplatten

Die Prozesskosten beeinflussen den endgültigen PCB-Preis. Sobald das PCB-Design abgeschlossen ist, können die Kosten nicht reduziert werden, ohne die Leiterplatte neu zu gestalten. Nur durch genaue PCB-Design und korrekte Engineering-Strategien können die niedrigsten möglichen Kosten erreicht werden. Wenn Sie die Kosten optimieren möchten, folgen Sie bitte den IPC-2220 und IPC-2226 Standards.

Erwägungen der PCB-Verarbeitungskosten

Klassifizierung von Kostenkategorien: Die Zuordnung von Posten der Kategorie I ist unerlässlich, um die geforderten PCB Design. Die Zuteilung der Klassen II und III hängt von der Verwendung der Geräte ab und ist daher herstellerspezifisch. Kosten können gesenkt werden, indem die Anforderungen für die Kategorien II und III reduziert werden.

Wir unterteilen die Kostenbeitragsfaktoren in verschiedene Kategorien. Die Motivation für diese Klassifizierung ist die Reduzierung der Endkosten. Wir können die in Klasse I aufgeführten Faktoren nicht ignorieren, aber wir können die in II und III aufgeführten Faktoren entsprechend unseren Anforderungen und der endgültigen Anwendung ändern.

Für LeiterplattenDesigner und Ingenieure ist Optimierung der primäre Faktor. Optimieren Sie Zeit, Kosten und sogar Arbeitsaufwand. Sierra Circuits ist bestrebt, Kunden hochwertige Leiterplatten und exzellente Designdienstleistungen zu bieten. Dazu gehören bewährte Verfahren für Designer. Beim Entwurf der nächsten Leiterplatte müssen Sie auf einige wichtige starre PCB-Kostentreiber achten.

Vom Konzept bis zur Leiterplattenherstellung und Montage gibt es mehrere Faktoren, die den Preis Ihrer Leiterplatte beeinflussen. Typischerweise bestimmen Maschinenbau- und/oder Elektroingenieure Leiterplattenanforderungen, wie Abmessungen, anwendbare Industriestandards, mechanische und elektrische Einschränkungen und Materialeigenschaften. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass das Board seine Zielleistung erreicht.

Sobald der Ingenieur über ein tragfähiges mechanisches Design und einen funktionalen Schaltplan verfügt, muss der PCB-Designer das CAD-Layout durchführen. Nachdem das Layout abgeschlossen ist, kann der Leiterplattenhersteller mit dem Bau der Leiterplatte beginnen. Zweifellos wird die Komplexität des Designs den größten Einfluss auf die Endkosten der Leiterplatte haben, aber der Preis wird auch hauptsächlich von den folgenden Kostentreibern abhängen.

Leiterplattengröße

Der Maschinenbauingenieur muss die Größe und Fürm der Leiterplatte bestimmen – auch bekannt als Leiterplattenkontur. Die ersten Zeichnungen werden an das Konstruktionsteam gesendet, und wenn möglich, können sie den Leiterplattenrahmen reduzieren. Dies ist der erste Weg, Geld zu sparen, da eine kleinere Fläche die PCB-Materialkosten senken kann. Hier sind die Kosten Ihres Verwaltungsrats ein Immobilienproblem – genau wie ein Haus, je höher die Kosten, desto höher. Stellen Sie sich zum Beispiel ein 2'' x 2'' Board vor. Stellen Sie sich jetzt ein 4'' x 4'' Board vor. Die Fläche wird mit vier multipliziert, so dass auch der Grundpreis (des Materials) mit vier multipliziert wird.

Kleinere Fläche bedeutet niedrigere PCB-Materialkosten.

Je größer das Panel, desto höher die Kosten

Wenn Sie eine Panel-Option auswählen, denken Sie daran, dass sie genau wie die Größe einer Leiterplatte ist. Je größer die Fläche, desto höher Ihre Kosten. Daher können Sie sogar für den Abfallteil (verblasstes Grün) bezahlen, der nach der Montage in den Müll geworfen wird. Wenn möglich, platzieren Sie die Leiterplatten näher beieinander auf dem Panel, um Abfall und Kosten zu reduzieren.

Entsprechende Plattengröße trägt zur Materialnutzung bei und senkt dadurch Kosten.

Alles in allem sind die harten Kostentreiber, die Sie während der Konzeptphase berücksichtigen sollten, Leiterplattenkonturen, Schichten und deren Leiterbahnen/Zwischenräume und Durchgänge. Wählen Sie die Art des Materials, das Sie benötigen, sorgfältig und versuchen Sie, Abfall zu vermeiden. Denken Sie schließlich daran, dass die Reduzierung der Maschinenzeit (für Fertigung und Montage) auch Kosten senkt.

Array-Überlegungen: Dies ist eine gute Praxis, wenn Paneele verwendet werden, um maximale Ausbeute zu erzielen. Lassen Sie uns es anhand einiger Beispiele verstehen:

Beispiel 1: Plattengröße:18 x 24"

Array Größe.5.125 x 10.925"

Die Größe des Array-Teils (es gibt vier Teile in jedem Array) = 2 x 4.9"

Plattenausbeute: Es gibt insgesamt sechs Arrays, also insgesamt 24-Teile. Die Materialauslastung beträgt 77.8%. Es zeigt an, dass das Material auf einer bestimmten Platte gut genutzt wird.

Array-Überlegungen für maximale Leistung.

Die Verwendung der HDI-Technologie (High Density Interconnect) kann die Anzahl der Schichten reduzieren.

Kostensteigerungen mit PCB-Komplexität

Beim Wechsel von traditioneller Leiterplattenherstellungstechnologie zu komplexer Fertigungstechnologie steigen die Kosten. Diese Tendenz zu komplexeren Technologien ist auf die endgültigen Anwendungsanforderungen zurückzuführen. Aber Hersteller sollten kluge Entscheidungen treffen, um Kosten zu minimieren.

Skalierung der Interconnect-Größe: Sobald die Interconnect-Größe reduziert wurde, um die Anwendungsanforderungen zu erfüllen, steigen die Kosten.

Mikrovia: Die Implementierung von Mikrovia-Strukturen wird große Auswirkungen auf die Leiterplattenherstellung haben, da sie direkt die Gesamtzahl der Laminierzyklen und Bohrschritte im Design beeinflussen. Sie tritt in der Unterkonstruktion auf, wo die Start- und Endschichten der Mikroporen berücksichtigt werden müssen. Es erhöht schließlich die Kosten, da jede Unterkonstruktion zusätzliche Laminier- und Bohrzyklen erfordert.

Gewicht der Kupferfolie

Mehr Kupfer auf der Leiterplatte führt zu höheren Kosten.

Generell gilt, je dünner das Kupfer, desto billiger die Platine. Während des Laminierungsprozesses erfordert die Verwendung von dickem Kupfer auf der inneren Schicht mehr Prepreg, um die Lücken zwischen den Bereichen zu füllen, die aus Kupfer bestehen. Kupfer über ½ oz in der inneren Schicht und Kupfer über 1oz in der äußeren Schicht erhöhen die PCB-Kosten.

Ein weiterer Nachteil der Verwendung von dickerem Kupfer ist, dass Sie genügend Platz zwischen den Leiterbahnen beibehalten müssen, und Sie müssen möglicherweise auch ein dickeres Prepreg-Material zwischen zwei benachbarten Schichten verwenden. Wenn Sie jedoch sehr dünnes Kupfer (weniger als ¼¼ Unze) verwenden, fallen zusätzliche Kosten hinzu, da es teuer ist, sehr dünnes Kupfer zu handhaben.

Trajektorie/Raum

Das Routing/Raumdesign erhöht auch die Kosten.

Je enger die Leiterbahn, desto schwieriger ist es, Leiterbahnen und Pads zuverlässig zu ätzen. Überlegen Sie, ob Drahtbonden oder HDI-Design langfristig kostengünstiger ist. Sierra Circuits kann weniger als 3/3 des Trace/Space machen.

Je mehr Bohrlöcher, desto kleiner die Löcher und desto höher die Kosten

Kleinere mechanische Lochgrößen sind schwieriger herzustellen.

Kleinere mechanische Lochgrößen sind schwieriger herzustellen. Sie benötigen auch kleinere Bohrer, aber zu höheren Kosten. Wenn Sie Löcher benötigen, die kleiner als sechs Millionen sind, ist in der Regel Laserbohren notwendig, was die Kosten erhöht.

HDI-PCB-Technologie verwendet blinde und vergrabene Durchgänge, die die Kosten der Leiterplatte erheblich erhöhen. Sie sind schwieriger zu bohren als durch Löcher, und sie fügen auch einen Laminierungsschritt hinzu. Verwenden Sie sie nur, wenn Sie keine anderen Optionen zur Verfügung haben. Zum Beispiel ist es aufgrund von Einschränkungen der Leiterplattengröße sinnvoll, diese Arten von Durchkontaktierungen in HDI-Designs zu verwenden. Wenn Sie auf Verdrahtungsprobleme stoßen, ist das Hinzufügen von zwei weiteren Schichten zum Stapel billiger als die Verwendung von blinden oder vergrabenen Durchkontaktierungen.

Die Standard-Bit-Größe ist 8 mils, und die Premium-Bit-Größe ist 5 mils. Und die Größe des Forschungs- und Entwicklungsbohrers kann weniger als 5 mils sein. Bitte beachten Sie, dass kleinere Lochgrößen und dickere Leiterplatten (hohe Seitenverhältnisse) die Bohrzeit und Bohrkorrosion erhöhen, was zu höheren Kosten führt.

Bohren auf Kupfer ist der Abstand vom Rand des gebohrten Lochs zum nächsten Kupferelement (Pad, Gießen, Spur, etc.) auf der Schicht. Je kleiner das Kupferloch, desto teurer ist der Leiterplattenherstellungsprozess.

Steuerbare Impedanz

Kontrollierte Impedanz bedeutet, sehr spezifische und gleichmäßige Leiterbahnbreite und -raum zu entwerfen und herzustellen. Um sicherzustellen, dass die angestrebte elektrische Leistung erreicht wird, müssen teurere Materialien mit spezifischen dielektrischen Eigenschaften ausgewählt werden. Prüfmuster müssen hergestellt werden, um sicherzustellen, dass der Leiterplattenhersteller die 15% Toleranz der Norm erfüllt. Manchmal ist es sogar 5% Toleranz. Mehr Arbeit, mehr Kuponoberfläche und mehr Tests treiben den Preis von Leiterplatten in die Höhe.

Sofern nicht unbedingt erforderlich, keine kontrollierte Impedanz angeben. Deshalb haben wir es in die wichtige Kategorie gesetzt.

Materialauswahlkriterien zur Kostenoptimierung starrer Leiterplatten

Kompatibel mit bleifreiem Lot (diermische Zuverlässigkeit)

TG (temperaturabhängige Zuverlässigkeit)

TCT, CTEz (Temperaturzykluszuverlässigkeit)

Abbautemperatur (diermische Zuverlässigkeit)

Hohe Wärmeleitfähigkeit (Wärmeübertragung)

T260, T288 (Schichtzeit)

εr (Dk), Df (elektrische Signalleistung)

CAF-resistent

Mechanische Eigenschaften (Fallprüfung, Steifigkeit usw.)

Halogenreduktion (Umweltschutzeigenschaften)

Materialauswahl

Beim Verschieben in eine höhere Position im Frequenzdiagramm für eine bestimmte Anwendung, die Wahl der PCB Material wird kritisch. Die Kostenkontrolle muss in der Anfangsphase der PCB design. Intelligentes Design und Sound Engineering sind immer das Beste PCB design solutions with the lowest Kosten index. Um den genauesten Kostenvoranschlag zu erhalten, Es wird empfohlen, den bestehenden Designumfang zu berücksichtigen und dann die Anforderungen entsprechend der geschätzten Technologie anzupassen. Diese Schätzungen liefern relevantere Datenpunkte, um Kosten für jede technische Entscheidung zu treffen und Überraschungen im Prozess zu vermeiden, nachdem Ressourcen in das Design investiert wurden.