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剛性電路板的 9 個成本驅動因素
剛性電路板的 9 個成本驅動因素
應在早期 PCB生產階段采取成本控制措施，包括實際電路開發階段。請注意剛性電路板的工藝步驟和成本驅動因素，因為每個工藝都會在工藝時間、使用的材料、能源和廢物處理方面消耗額外的成本。
我們需要牢記生產策略、生產設備和多種技術來控制剛性電路板成本。在這篇博文中，我們想指出 PCB 的基本特性，包括PCB生產中涉及的工藝和制造步驟，具體取決于它們對成本的影響。
剛性電路板的主要成本驅動因素
工藝成本影響最終的PCB價格，一旦PCB設計完成，不重新設計電路板就無法降低成本。只有采用準確的PCB設計和正確的工程策略才能實現盡可能低的成本。如果要優化成本，請遵循 IPC-2220、IPC-2226 標準。
PCB加工成本考慮
成本類別的分類：I 類項目的分配對于實現所需的PCB設計至關重要。II 類和 III 類的分配取決于設備使用情況，因此特定于制造商?？梢酝ㄟ^減少類別 II 和 III 的要求來降低成本。
我們將成本貢獻要素分為不同的類別。這種分類的動機是為了降低最終成本。我們不能忽視 I 類中列出的因素，但我們可以根據我們的要求和最終應用更改 II 和 III 中列出的因素。
對于 PCB設計師和工程師來說，優化是首要因素。優化時間、成本甚至工作量。Sierra Circuits努力為客戶提供高品質的PCB和優秀的設計服務。這包括設計人員的最佳實踐技巧。在設計下一個電路板時，您需要注意一些關鍵的剛性PCB成本驅動因素。
從概念到 PCB制造和組裝，有幾個因素會影響您的電路板價格。通常，機械和/或電氣工程師會確定電路板要求，例如尺寸、適用的行業標準、機械和電氣限制以及材料特性。這樣做是為了確保董事會達到其目標績效。
一旦工程師有了可行的機械設計和功能原理圖，PCB設計人員就必須進行 CAD 布局。布局完成后，PCB制造商就可以開始構建電路板了。毋庸置疑，設計的復雜性將對電路板的最終成本產生最顯著的影響，但價格也將主要取決于以下成本驅動因素。
PCB的尺寸
機械工程師必須確定 PCB的尺寸和形狀——也稱為 PCB輪廓。初始圖紙發送給設計團隊，如果可能，他們可以減少電路板輪廓。這是第一種省錢的方法，因為較小的面積可以降低PCB 材料成本。在這里，您的董事會的成本是一個房地產問題——就像一個家一樣，越大，成本就越高。例如，想象一個 2'' x 2'' 的板?，F在想象一個 4'' x 4'' 的板。表面積乘以四，因此（材料的）基本價格也將乘以四。
更小的面積意味著PCB材料成本的降低。
面板越大，成本越高
當您選擇面板選項時，請記住它就像電路板尺寸一樣。表面積越大，你的成本就越高。因此，您甚至可以為組裝后扔進垃圾箱的廢物部分（褪色的綠色）付費。如果可能，將電路板放在面板上彼此更靠近，以減少浪費和成本。
合適的面板尺寸有助于材料利用率，從而降低成本。
總而言之，在概念階段您應該考慮的硬成本驅動因素是PCB輪廓、層以及它們的走線/空間和過孔。仔細選擇您需要的材料類型，并盡量避免浪費。最后，請記住，減少機器時間（用于制造和組裝）也將降低成本。
陣列注意事項：在使用面板以獲得最大產量時，這是一個很好的做法。讓我們通過一些例子來理解它：
示例 1：面板尺寸 = 18 x 24”
陣列大小 = 5.125 x 10.925”
數組部分的大?。總€數組中有四個部分）= 2 x 4.9”
Panel yield：總共有6個array，即總共24個parts。材料利用率為77.8%。它表示給定面板上的材料得到了很好的利用。
最大產量的陣列注意事項。
示例 2：
面板尺寸 = 18 x 24”
陣列大小 = 11.125 x 5.125”
數組部分的大?。總€數組中有四個部分）= 5 x 2”
Panel yield：總共有4個array，即總共16個parts。材料利用率為52.8%。它表示給定面板上的材料利用率低。與前一個示例中每個面板的 24 個部件相比，它增加了 33% 的成本。
更多層意味著更多的生產時間、更多的生產步驟和更多的材料
自然，更多的層意味著更高的成本。額外的兩層將增加約 25% 的成本。當您在設計中添加更多層時，您會添加更多材料（如預浸料和銅）以及更多生產步驟（如蝕刻、壓制和粘合周期等）。一旦生產完成，就必須檢查這些層。檢查八層比只檢查兩層需要更多的工作。
使用 HDI（高密度互連）技術可以減少層數。不過要小心; 如果您不是HDI經驗豐富的設計師，建議先了解HDI的關鍵方面。您可以閱讀我們關于HDI 成本優勢的文章。
成本隨著 PCB的復雜性而上升
當我們從傳統的 PCB 制造技術轉向復雜的制造技術時，成本會增加。這種對更復雜技術的傾向是由于最終應用要求。但是制造商應該明智地做出決定，以便將成本降至最低。
互連尺寸縮放：一旦互連尺寸減小以滿足應用需求，成本就會增加。
微孔：微孔結構的實施會廣泛影響 PCB制造，因為它們直接影響設計中的層壓循環和鉆孔步驟的總數。它發生在需要考慮微孔起始層和終止層的子結構中。它最終會增加成本，因為每個子結構都需要額外的疊片和鉆孔周期。
銅箔重量
PCB上更多的銅會導致更高的成本。
一般來說，銅越薄，電路板越便宜。在層壓過程中，在內層上使用厚銅需要更多的預浸料來填充由銅組成的區域之間的間隙。內層超過 ?oz 的銅和外層超過 1oz 的銅會增加 PCB 成本。
使用較厚銅的另一個缺點是，您必須在走線之間保持足夠的空間，并且您可能還需要在兩個相鄰層之間使用較厚的預浸材料。但是，如果您使用非常薄的銅（小于 ? 盎司），則會增加額外的成本，因為處理非常薄的銅很昂貴。
軌跡/空間
走線/空間設計也會增加成本。
走線/空間越緊，可靠地蝕刻走線和焊盤就越困難?？紤]從長遠來看，引線鍵合或 HDI 設計是否更具成本效益。Sierra Circuits 可以制造低于 3/3 的跡線/空間。
鉆孔數量越多，孔越小，成本越高
較小的機械孔尺寸更難以制造。
較小的機械孔尺寸更難以制造。它們還需要更小的鉆頭，但成本更高。當您要求小于 6 密耳的孔時，通常必須進行激光鉆孔，這會增加成本。
HDI PCB技術使用盲孔和埋孔，這會大大增加電路板的成本。它們比通孔更難鉆孔，并且還增加了層壓步驟。僅當您沒有任何其他可用選項時才使用它們。例如，由于 PCB尺寸限制，在 HDI 設計中使用這些類型的過孔是有意義的。如果您遇到布線問題，那么在堆疊中再添加兩層將比使用盲孔或埋孔便宜。
標準鉆頭尺寸為 8 密耳，而高級鉆頭尺寸為 5 密耳。并且研發鉆頭尺寸可以小于5密耳。請注意，較小的孔尺寸和較厚的 PCB（高縱橫比）會增加鉆孔時間和鉆孔腐蝕，從而導致更高的成本。
鉆孔到銅是從鉆孔邊緣到層上最近的銅特征（焊盤、澆注和走線等）的距離。對銅的鉆孔越小，PCB制造工藝就越昂貴。
可控阻抗
具有 受控阻抗意味著設計和生產非常具體且均勻的走線寬度和空間。必須選擇具有特定介電特性的更昂貴的材料，以確保實現目標電氣性能。必須制作測試試樣以確保 PCB制造商滿足標準的 15% 容差。有時，它甚至是 5% 的容忍度。更多的工作、更多的優惠券表面積和更多的測試推高了電路板的價格。
除非絕對必要，否則不要指定受控阻抗。這就是我們將其歸入重要類別的原因。
剛性電路板成本優化的材料選擇標準
兼容無鉛焊料（熱可靠性）
TG（溫度相關可靠性）
TCT、CTEz（溫度循環可靠性）
退化溫度（熱可靠性）
高導熱性（傳熱）
T260、T288（分層時間）
εr (Dk)、Df（電信號性能）
耐CAF
機械性能（跌落試驗、剛度等）
減少鹵素（環保特性）
材料的選擇
當我們在頻率圖中移到更高的位置以針對特定應用時，PCB材料的選擇就變得至關重要。
PCB設計初期必須考慮成本控制。智能設計和聲音工程始終是成本指數最低的最佳 PCB設計解決方案。 為了獲得最準確的成本估算，建議考慮現有的設計范圍，然后根據估算的技術調整要求。這些估計將提供更多的相關數據點，以制定每項技術決策的任何成本，并防止在將資源投入設計后的過程中出現意外。
我們都參與了每個獨特 PCB的供應鏈，并且我們擁有可以將您的產品盡可能快速和精心設計的產品推向市場的專業知識。但請注意，必須在供應鏈中盡早考慮這一點。