Technologie PCB - 9 facteurs de coût pour les cartes rigides

Des mesures de contrôle des coûts devraient être prises aux premiers stades de la production de PCB, y compris la phase réelle de développement du circuit. Notez les étapes du processus et les facteurs de coût pour les cartes rigides, car chaque processus consomme des coûts supplémentaires en termes de temps de processus, de matériaux utilisés, d'énergie et d'élimination des déchets.

Nous devons garder à l'esprit les stratégies de production, les équipements de production et de nombreuses technologies pour contrôler le coût des cartes rigides. Dans ce billet de blog, nous aimerions souligner les caractéristiques de base des PCB, y compris les processus et les étapes de fabrication impliqués dans la production de PCB, en fonction de leur impact sur les coûts.

Principaux facteurs de coût pour les cartes de circuits rigides

Le coût du processus affecte le prix final du PCB. Une fois la conception du PCB terminée, il n'y a aucun moyen de réduire les coûts sans redessiner la carte. Le coût le plus bas possible ne peut être atteint qu'avec une conception précise de PCB et une stratégie d'ingénierie appropriée. Si vous souhaitez optimiser vos coûts, suivez les normes IPC - 2220 et IPC - 2226.

Considérations de coût de traitement PCB

Classification des catégories de coûts: la répartition des projets de la première catégorie est essentielle pour réaliser la conception de PCB requise. L'attribution des catégories II et III dépend de l'utilisation de l'appareil et est donc destinée au fabricant. Les coûts peuvent être réduits en réduisant les exigences pour les catégories II et III.

Nous avons divisé les facteurs de contribution aux coûts en différentes catégories. La motivation de cette classification est de réduire le coût final. Nous ne pouvons pas ignorer les facteurs énumérés dans la première catégorie, mais nous pouvons modifier les facteurs énumérés dans les deuxième et troisième catégories en fonction de nos besoins et de notre application finale.

Pour les concepteurs et les ingénieurs de PCB, l'optimisation est le facteur numéro un. Optimisez le temps, les coûts et même la charge de travail. Sierra circuits s'engage à fournir des PCB de haute qualité et des services de conception exceptionnels à ses clients. Cela inclut les meilleures pratiques techniques des designers. Lors de la conception de votre prochaine carte, vous devez faire attention à certains des principaux pilotes de coût rigides PCB.

De la conception à la fabrication et à l'assemblage de PCB, plusieurs facteurs influent sur le prix d'une carte. En règle générale, les ingénieurs mécaniques et / ou électriques déterminent les exigences de la carte, telles que les dimensions, les normes industrielles applicables, les limites mécaniques et électriques et les caractéristiques des matériaux. Ceci est fait pour s'assurer que le Conseil d'administration atteint ses objectifs de performance.

Une fois que l'Ingénieur a une conception mécanique viable et un schéma fonctionnel, le concepteur de PCB doit effectuer une mise en page Cao. Une fois la mise en page terminée, le fabricant de PCB peut commencer à construire la carte. Il ne fait aucun doute que la complexité de la conception aura l'impact le plus significatif sur le coût final de la carte, mais le prix dépendra également principalement des facteurs de coût suivants.

Dimensions du PCB

Les ingénieurs en mécanique doivent déterminer la taille et la forme du PCB, également connu sous le nom de contour de PCB. Les dessins initiaux sont envoyés à l'équipe de conception qui peut réduire les contours de la planche si possible. C'est la première façon d'économiser de l'argent, car une zone plus petite peut réduire le coût des matériaux de PCB. Ici, le coût du Conseil d'administration est une question immobilière, tout comme une maison, plus le coût est élevé. Par exemple, imaginez une planche de 2 "x 2". Maintenant, imaginez une planche de bois de 4 pouces x 4 pouces. La surface est multipliée par quatre, de sorte que le prix de base (du matériau) sera également multiplié par quatre.

Une zone plus petite signifie des coûts de matériel de PCB inférieurs.

Plus le panneau est grand, plus le coût est élevé

Lorsque vous choisissez une option de panneau, gardez à l'esprit qu'elle est comme la taille d'une carte. Plus la surface est grande, plus vos coûts seront élevés. Ainsi, vous pouvez même payer pour les pièces abandonnées (vert décoloré) qui sont jetées à la poubelle après assemblage. Si possible, placez la carte sur le panneau pour les rapprocher les uns des autres afin de réduire les déchets et les coûts.

La bonne taille de panneau contribue à l'utilisation des matériaux, ce qui réduit les coûts.

Pour résumer, les facteurs de coûts durs que vous devriez prendre en compte lors de la phase de conception sont les contours de PCB, les couches et leurs traces / espaces et les porosités. Choisissez soigneusement le type de matériau dont vous avez besoin et essayez d'éviter les déchets. Enfin, gardez à l'esprit que la réduction du temps de la machine (pour la fabrication et l'assemblage) réduit également les coûts.

Array Note: C'est une bonne pratique lorsque vous utilisez des panneaux pour un rendement maximal. Comprenons - le par quelques exemples:

Exemple 1: dimensions du panneau = 18 x 24 "

Taille du tableau = 5.125 X 10.925 "

Taille des sections de tableau (quatre sections dans chaque tableau) = 2 x 4,9 "

Production de panneaux: il y a 6 tableaux au total, soit un total de 24 sections. Le taux d'utilisation des matériaux est de 77,8%, ce qui indique une bonne utilisation des matériaux sur un panneau donné.

Considérations de matrice pour la sortie maximale.

L'utilisation de la technologie HDI (High Density Interconnect) permet de réduire le nombre de couches.

La complexité des PCB entraîne une augmentation des coûts

Les coûts augmentent lorsque l'on passe des techniques traditionnelles de fabrication de PCB à des techniques de fabrication complexes. Cette tendance vers des technologies plus sophistiquées est due aux exigences d'application finales. Mais les fabricants devraient prendre des décisions éclairées pour minimiser les coûts.

Dimensionnement des interconnexions: les coûts augmentent dès que la taille des interconnexions diminue pour répondre aux exigences de l'application.

Microporosité: la mise en œuvre de structures microporeuses aura un impact considérable sur la fabrication de PCB, car elles affectent directement le nombre total de cycles de laminage et d'étapes de forage dans la conception. Elle se produit dans la Sous - structure de la couche de départ et de la couche de terminaison qui doivent être considérées comme microporeuses. Cela finira par augmenter les coûts, car chaque sous - structure nécessite des cycles de laminage et de perçage supplémentaires.

Poids de la Feuille de cuivre

Plus il y a de cuivre sur le PCB, plus il coûte cher.

En général, plus le cuivre est mince, moins la carte est chère. Lors du laminage, l'utilisation de cuivre épais sur la couche interne nécessite plus de préimprégné pour combler les espaces entre les zones constituées de cuivre. Plus de ½ once de cuivre dans la couche interne et plus de 1 once de cuivre dans la couche externe augmenteront le coût du PCB.

Un autre inconvénient de l'utilisation de cuivre plus épais est qu'il est nécessaire de conserver un espace suffisant entre les traces et qu'il peut également être nécessaire d'utiliser un matériau préimprégné plus épais entre deux couches adjacentes. Cependant, si vous utilisez du cuivre très mince (moins de ¼ d'once), cela ajoute un coût supplémentaire, car il est très coûteux de traiter des morceaux de cuivre très minces.

Trajectoire / espace

Câblage / conception de l'espace peut également augmenter les coûts.

Plus les traces / espaces sont serrés, plus il est difficile de graver de manière fiable les traces et les Plots. À long terme, pensez à savoir s'il est plus rentable de coller des fils ou de concevoir HDI. Sierra circuits peut prendre moins des trois tiers des pistes / de l'espace.

Plus de trous sont percés, plus les trous sont petits, plus le coût est élevé

Les petites tailles de trous mécaniques sont plus difficiles à fabriquer.

Les petites tailles de trous mécaniques sont plus difficiles à fabriquer. Ils nécessitent également des forets plus petits, mais coûtent plus cher. Lorsque vous avez besoin de trous de moins de 6 mils, un perçage au laser est généralement nécessaire, ce qui augmente les coûts.

La technologie HDI PCB utilise des trous borgnes et des trous enterrés, ce qui augmentera considérablement le coût de la carte. Ils sont plus difficiles à percer que les trous traversants et ajoutent également une étape de laminage. Vous ne pouvez les utiliser que si aucune autre option n'est disponible. Par exemple, il est logique d'utiliser ces types de porosités dans les conceptions HDI en raison des limites de la taille des PCB. Si vous rencontrez des problèmes de câblage, il sera moins coûteux d'ajouter deux couches supplémentaires à la pile que d'utiliser des trous borgnes ou des trous enterrés.

Le perçage au cuivre fait référence à la distance entre le bord du perçage et les caractéristiques les plus proches du cuivre sur la couche (rembourrage, coulée, traces, etc.). Plus le trou de cuivre est petit, plus le processus de fabrication de PCB est coûteux.

Impédance contrôlable

Avoir une impédance contrôlable signifie concevoir et produire des largeurs et des espaces de trace très spécifiques et uniformes. Des matériaux plus coûteux présentant des propriétés diélectriques spécifiques doivent être choisis pour assurer l'atteinte des propriétés électriques visées. Un échantillon doit être fait pour s'assurer que le fabricant de PCB respecte la tolérance standard de 15%. Parfois, même 5% peuvent être tolérés. Plus de travail, plus de surface de test et plus de tests font grimper le prix de la carte.

Ne spécifiez pas d'impédance contrôlée, sauf si cela est absolument nécessaire. C'est pourquoi nous l'avons placé dans une catégorie importante.

Critères de sélection des matériaux pour l'optimisation des coûts des circuits rigides

Compatible avec les soudures sans plomb (fiabilité thermique)

TG (fiabilité liée à la température)

Fiabilité du cycle de température

Température de dégradation (fiabilité thermique)

Haute conductivité thermique (transfert de chaleur)

T260, t288 (temps de couche)

Island (DK), DF (performance du signal électrique)

Anti - caf

Propriétés mécaniques (test de chute, rigidité, etc.)

Réduction des halogènes (caractéristiques environnementales)

Choix des matériaux

Le choix du matériau de PCB devient crucial lorsqu'il est déplacé vers une position plus élevée dans le diagramme de fréquence d'une application particulière. Le contrôle des coûts doit être pris en compte dans la phase initiale de la conception du PCB. La conception intelligente et l'ingénierie sonore sont toujours les meilleures solutions de conception de PCB avec l'indice de coût le plus bas. Pour obtenir l'estimation de coût la plus précise possible, il est recommandé de tenir compte de la portée de conception existante, puis d'ajuster les exigences en fonction de la technologie estimée. Ces estimations fourniront des points de données plus pertinents pour tous les coûts liés à chaque décision technique et pour éviter les surprises dans le processus après avoir investi des ressources dans la conception.