Cena zakázkové desky plošných spojů: Co ji ovlivňuje a jak ji snížit

Většina ceny zakázkové desky plošných spojů je stanovena ještě před odesláním jakýchkoli souborů. Vaše rozhodnutí o návrhu – počet vrstev, rozteč vodičů, povrchová úprava, tvar desky – určují, zda bude vaše deska oceněna jako standardní nebo přesná. Většina desek, které jsou dodávány jako přesné, by mohly být standardními zakázkami s drobnými úpravami.

Co se započítává do ceny

Cena zakázkové desky plošných spojů se skládá ze dvou složek: výroby a montáže. Níže uvedená tabulka ukazuje, které faktory nákladů můžete před objednáním ovlivnit.

10 designových rozhodnutí, která nafukují vaše náklady

1. Nejmenší možná cena tras/prostoru na celé desce. Tři trasy s délkou 3 mil poblíž hustého integrovaného obvodu znamenají pro celou desku cenu 3 mil/3 mil. Pokud tyto trasy nejsou impedančně řízeny, je téměř vždy možné je přesměrovat na 5 mil – a ušetří se 20–35 %.

2. Čtyři vrstvy, když stačí dvě. Čtyřvrstvá konstrukce stojí 1.8–2.5× více. U nízkorychlostních digitálních návrhů často splňuje stejné požadavky na integritu signálu dvouvrstvá deska s pečlivým odléváním mědi. U vysokofrekvenčních návrhů desek plošných spojů nad 1 GHz je čtyřvrstvá konstrukce obvykle opodstatněná.

3. Řízená impedance aplikovaná na celou desku. Zadáním „deska s řízenou impedancí“ se spustí TDR testování na každém panelu. Pokud to vyžaduje pouze několik VF tras, omezte specifikaci na tyto třídy tras ve výrobním výkresu – zbytek se provádí za standardní cenu.

4. ENIG, pokud je dostatečný HASL-LF. ENIG je nezbytný pro pouzdra QFN, BGA a WLCSP. Pokud váš kusovník obsahuje pouze pasivní prvky 0603/0402, tranzistory SOT a konektory s průchozími otvory, je HASL-LF plně dostačující s o 30–60 % nižšími náklady.

5. Nestandardní tloušťka desky. Jakákoli jiná tloušťka než 1.6 mm vyžaduje vyhrazený sklad materiálu a samostatné lisovací cykly. Použijte tloušťku 1.6 mm, pokud mechanická konstrukce výslovně nevyžaduje jinak.

6. Zbytečné drážky a výřezy. Každá drážka je samostatný účtovaný průchod frézkou. Odstraňte jakoukoli drážku nebo výřez, které nemají funkční účel. Obdélníkové desky stojí méně než desky se složitými obrysy.

7. 2 g mědi všude, když ji potřebuje pouze napájecí část. Rozšíření 2–3 vysokoproudých vodičů o 1 g je téměř vždy levnější než upgrade celé desky na 2 g. Pro výpočet skutečných požadavků použijte IPC-2152.

8. Oboustranná SMT bez přezkoumání nutnosti. Dva cykly přetavování zvyšují náklady na montáž zhruba o 30–40 %. Zkontrolujte, zda lze součástky ze sekundární strany – často jen LED diody, oddělovací kondenzátory a testovací body – přesunout na primární stranu.

9. Slepé/zapuštěné propojovací otvory pro snadné směrování. Tyto otvory jsou 2–4× dražší než průchozí otvory kvůli odděleným cyklům vrtání a laminování. U konstrukcí desek plošných spojů s vysokým rozlišením (HDI) s extrémní hustotou směrování jsou nevyhnutelné. U obecných konstrukcí lze většinu z nich nahradit průchozími otvory a krátkými vývody.

10. Tvar desky, který panely vytváří neefektivně. Obdélníková deska plýtvá méně než 15 % plochy panelu. Nepravidelná deska může plýtvat 35–40 % – a za tento odpad platíte u každého panelu. Před dokončením neobdélníkového obrysu proberte s výrobcem panelizaci.

7 citačních pastí, kterým se vyhnout

1. Typ vrstvy není specifikován. Pokud nespecifikujete materiál, tovární nastavení je standardní Tg 130 °C. Pokud vaše aplikace vyžaduje Tg 150 °C a zjistíte to až po selhání desky v terénu, platíte za plné přetočení. Vždy specifikujte laminátový materiál, jmenovitou teplotu tepelné izolace (Tg) a dielektrickou konstantu. Informace naleznete na naší stránce o laminátových materiálech pro plošné spoje .

2. Povrchová úprava uvedená jako „standardní“. Různé továrny mají různé výchozí hodnoty – HASL-LF, ENIG nebo HASL s obsahem olova. Pokud váš produkt vyžaduje shodu s RoHS, může „standardní“ znamenat nesplnění požadavků. Vždy explicitně uveďte povrchovou úpravu.

3. Vrtací pilník bez rozlišení PTH/NPTH. Většina továren standardně opatří všechny otvory pokovením. Pokovený montážní otvor spojuje šroub s jakoukoli měděnou sítí v blízkosti – často s GND nebo s napájecí lištou. V kovové skříni to při zapnutí vytváří zkraty.

4. Kusovník bez čísel dílů výrobce. Žádný MPN nenutí montéra zajistit si díl, který splňuje popis. Během alokačních období může daný díl stát 3–5krát více než běžnou cenu, která je vám předána. Pro každou položku uveďte MPN a alespoň jednu schválenou alternativu. V případě potřeby podpory získávání komponent se zaměřte na úplnost kusovníku ve fázi cenové nabídky.

5. Nejasnost ohledně hmotnosti mědi. V objednávce uvádíte 1 unci (28 g); vodiče byly dimenzovány s předpokladem 2 unce (63 g). Výrobce sestavuje dle specifikace; napájecí vodiče se přehřívají. Ověřte, že hmotnost mědi ve vaší objednávce odpovídá aktuálním výpočtům vašeho konstruktéra.

6. Dodací lhůty za expresní dodání se předem neprojednávají. Standardní dodací lhůta pro čtyřvrstvou desku je 5–7 dní. Expresní dodání na 3 dny obvykle přidává 30–50 %. Ultraexpresní dodání na 24 hodin může přidat 100–200 %. Termíny expresního dodání si stanovte předem, než se dostanete do nouzové situace – ne až poté.

7. Použití jednotkové ceny prototypu k předpovědi výrobních nákladů. Pětidílný prototyp za 180 dolarů za sestavenou desku se při výrobě 500 kusů prodává za 12–18 dolarů za desku. Náklady na nastavení (šablona, ​​programování, první článek) jsou stejné bez ohledu na množství – ve výrobním měřítku se jen rozloží na více kusů. Před stanovením konečné ceny produktu si vyžádejte cenovou nabídku na výrobní množství.

Jak CAM inženýři snižují náklady před zahájením výroby

CAM inženýři zpracují vaše Gerber soubory před zahájením výroby. Zkušený CAM tým dělá více než jen kontrolu chybějících vrstev.

1. Optimalizace panelizace. Uspořádání desek na výrobním panelu pro minimalizaci plýtvání materiálem. Rozdíl mezi 60 % a 85 % využitím panelu u objednávky 500 kusů je zhruba o 40 % méně panelů – což představuje přímé snížení nákladů na materiál.

2. Vyčištění souborů Gerber. Zákaznické soubory běžně obsahují osiřelé zásahy do vrtání (kde byla podložka v pozdější revizi odstraněna), sítotisk pod minimální tisknutelnou velikostí a měď z dřívějších revizí návrhu. Odstranění těchto prvků šetří čas vrtání, tisku a dotazy na kontrolu kvality napříč každým panelem v průběhu.

3. Konsolidace velikosti vrtáku. Tři velikosti otvorů o rozměrech 0.95 mm, 1.00 mm a 1.05 mm pro nekritické montážní prvky vyžadují tři výměny nástroje. Konsolidace na 1.00 mm nemá žádný funkční vliv a zkracuje čas vrtání na každém panelu.

4. Vyvažování mědi pro zabránění deformaci. Nerovnoměrné rozložení mědi způsobuje deformaci desek během laminace a přetavování. Deformované desky způsobují chyby při SMT umisťování. Inženýři CAM přidávají tzv. „kradení mědi“ – malé tečky v oblastech s řídkým obsahem mědi – pro vyvážení rozložení před zahájením výroby jedné desky.

5. DRC před výrobou. Nalezení porušení mezí v CAM nic nestojí – jedná se o úpravu Gerberem. Nalezení stejného porušení po prvním článku stojí plné přepracování: obvykle 300–800 dolarů a 7–14 dní u čtyřvrstvého prototypu.

6. Umístění testovacího kuponu pro impedanční měření. U desek s řízenou impedancí vyžaduje ověření TDR testovací kupon na panelu. Pokud váš návrh žádný neobsahuje, inženýři CAM jej přidají do oblasti odpadu. Bez něj je jedinou metodou ověření obětování výrobní desky.

7. Optimalizace odlamovacího jazýčku a V-drážky. Špatné umístění jazýčku nebo nesprávná hloubka V-drážky způsobuje praskání pájených spojů během depanelizování. Správné umístění tohoto postupu znamená, že se desky oddělují čistě – po montáži není nutná žádná další práce.

Jak výrobní inženýři snižují náklady na montáž

1. Návrh šablonové apertury pro desky se smíšenou hustotou. Deska s jemně roztečnými QFN kontakty a velkými výkonovými indukčními kontakty vyžaduje poměry apertur dimenzované pro každý typ součástky – nikoli jednotnou tloušťku. Přelepení jemně roztečných kontaktů je přemosťuje; nedostatečné přelepení velkých kontaktů vytváří suché spoje. Přepracování přemostěného QFN stojí 20–50 dolarů za událost, nepočítaje riziko pro sousední součástky.

2. Profil přetavení kalibrovaný na tepelnou hmotnost. Obecný profil, který funguje pro průměrné desky, může nedostatečně zahřát husté vícevrstvé desky, což vyžaduje druhý průchod přetavením. Výrobní inženýři profilují každou novou desku termočlánky na tělesech integrovaných obvodů – nikoli na substrátu – aby ověřili správné teploty v jednom průchodu.

3. Vlnové vs. selektivní pájení. Vlnové pájení je u součástek procházejících otvory o 40–60 % levnější než selektivní pájení. Selže pouze tehdy, když by došlo k poškození SMT součástek na spodní straně. Pokud zákazník specifikoval selektivní pájení na desce, kde je vlnové pájení použitelné, přechod na vlnové pájení představuje přímočaré snížení nákladů.

4. První kontrola výrobku před kompletní prací. Inspekce FAI odhalí chybné hodnoty součástek, chyby polarity a problémy s objemem pasty na jedné desce – než se tyto problémy opakují na dalších 500 deskách. Cena FAI je 30–60 minut inženýrského času. Cena kompletní dávkové opravy je 5–20násobek původních nákladů na montáž.

5. Programování AOI specifické pro danou desku. Generický program AOI zachycuje zjevné nesprávné zarovnání, ale přehlíží jemné závady: správnou orientaci součástky, částečné můstky na kontaktních ploškách s roztečí 0.4 mm, obrácenou polaritu LED. Programy specifické pro danou desku, napsané podle známých poruchových režimů pro daný návrh, zachycují více vad při prvním průchodu – méně cyklů oprav, nižší náklady na dodanou dobrou desku.

6. Optimalizace sekvence Pick-and-Place. Seskupování součástí podle polohy podavače a minimalizace pohybu hlavy zvyšuje efektivní propustnost umisťování o 15–30 % u typických konstrukcí. U série 1 000 kusů to představuje přímé snížení doby obsluhy stroje a nákladů na montáž.

Co Highleap Recenze před citací

Společnost Highleap Electronics před potvrzením ceny zkontroluje každý návrh zákazníka.

Zpráva DFM o vašich souborech Gerber. Kontrolujeme porušení minimálních parametrů, nesoulad povrchové úpravy s vaším kusovníkem, složitost obrysů, která zvyšuje náklady bez funkčních nároků, a nadměrnou hmotnost mědi. Pokud drobné změny posunou vaši desku z přesné úrovně na standardní úroveň cen, informujeme vás o tom písemně, než se k ní zavážete.

Optimalizace CAM u každé objednávky. Panelizační systém, konsolidace vrtání, vyvážení mědi a návrh zkušebního kuponu jsou standardní součástí každé sestavy – nejsou to prémiové doplňky.

Kontrola kusovníku a dostupnosti. Před potvrzením dodací lhůty ověříme dostupnost komponent. Cenová nabídka, která předpokládá, že všechny díly jsou skladem, když dva mají 16týdenní alokaci, není přesná.

Diskuse o panelizaci pro objednávky od 200 a více kusů. Ukážeme vám míru využití panelu pro tvar vaší desky a označíme veškeré úpravy obrysu, které by ji mohly vylepšit. Zlepšení výtěžnosti o 15 % u objednávky 1 000 kusů je smysluplné snížení nákladů, které vyžaduje 10minutovou konverzaci.

Specifikace a možnosti výroby desek plošných spojů naleznete na naší stránce věnované výrobě. Kompletní informace o kompletní montáži desek plošných spojů na klíč , včetně SMT, testování otvorů a funkčního testování, naleznete na naší stránce věnované montáži.

Získejte odhad ceny zakázkové desky plošných spojů

Často kladené dotazy

Jaké je typické cenové rozpětí pro zakázkovou desku plošných spojů?

Dvouvrstvý prototyp FR4 s 5 kusy (100 × 80 mm, HASL-LF, bez řízené impedance) obvykle stojí 15–40 dolarů za desku. Čtyřvrstvá deska s ENIG a řízenou impedancí ve stejném množství stojí 60–150 dolarů. Ceny sestavených desek s 500 kusy pro standardní návrh spotřební elektroniky se pohybují od 8 do 20 dolarů za kus. Odešlete své soubory Gerber a kusovník – Highleap vrátí cenové nabídky pro standardní návrhy do 24 hodin.

Která jednotlivá změna designu nejvíce snižuje náklady?

Snížení počtu vrstev. Přechod ze 4vrstvého na 2vrstvý snižuje náklady na výrobu holých desek o 45–55 % při ekvivalentních rozměrech – není nutná žádná změna schématu. Druhým největším dopadem je relaxace tras/prostoru: přechod z 3 mil/3 mil na 5 mil/5 mil v celém rozsahu šetří 20–35 % nákladů na výrobu a vyžaduje pouze kontrolu rozvržení.

Proč můj prototyp stojí na desku mnohem víc než sériová výroba?

Náklady na přípravu – výroba šablon, programování pick-and-place, postupy pro první výrobek – jsou stejné, ať už si objednáte 5 desek nebo 500. U 5 kusů představuje příprava 80–90 % jednotkových nákladů. U 500 kusů 10–15 %. Nikdy nepoužívejte ceny prototypů k modelování ekonomiky výrobní jednotky.

Jak poznám, zda moje deska potřebuje řízenou impedanci?

Vyžadují jej všechny trasy nesoucí signály nad 100 MHz, diferenciální páry (USB, Ethernet, LVDS, PCIe), RF trasy k anténám a vysokorychlostní sériová rozhraní (HDMI, MIPI). Pomalé digitální signály, analogové audio, napájecí distribuční a řídicí signály pod 50 MHz jej obvykle nevyžadují. Pokud si nejste jisti, uveďte jej ve své žádosti o kontrolu DFM.

Jaké soubory Highleap potřebuje pro přesnou cenovou nabídku?

Pro výrobu: soubory Gerber, vrtací soubor Excellon se specifikací PTH/NPTH, vrstvení vrstev (vrstvy, hmotnost mědi, tloušťka, laminát), povrchová úprava a cílové množství a datum dodání. Pro montáž na klíč: vše výše uvedené plus kusovník s čísly dílů od výrobce, soubor centroidu pro pick-and-place a montážní výkres. Neúplné podání může podhodnotit skutečné náklady o 20–40 %.