PCB-productie optimaliseren: Technologie benutten om kosten te verlagen

Een Printplaat (PCB) is eigenlijk een elektrisch circuit waarvan de geleiders en componenten binnen een mechanische structuur zitten. Printplaten ondersteunen niet alleen, maar verbinden ook elektronisch elementen die in elektronische apparaten zitten. En met de constante technologische veranderingen, veranderen PCB's mee.

Technologische veranderingen beïnvloeden bijna alles over de hele wereld, en PCB's vormen geen uitzondering. Daardoor ontstaat druk op PCB-fabrikanten om bij de nieuwste markttrends te blijven. Op zijn beurt beïnvloedt deze druk de prijzen van PCB's. In dit artikel gaan we dieper in op hoe deze verschillende technologieën de PCB-kosten beïnvloeden.

1. Hoe de materiaalkosten van de PCB te kiezen

Materialen die tijdens de fabricatie van een printplaat worden gebruikt, zullen onvermijdelijk de kosten beïnvloeden. Standaard of conventionele PCB's worden gelamineerd met FR4-materiaal. Echter, het FR4-materiaal volstaat niet voor PCB's bedoeld voor hoogintensief gebruik, zoals die gangbaar zijn in brandstofindustrieën, lucht- en ruimtevaart, en regelsystemen.

Enkele factoren die de materiaalselectie beïnvloeden zijn thermische betrouwbaarheid, warmteoverdracht, temperatuurbetrouwbaarheid, mechanische eigenschappen en signaalprestaties. Het juiste materiaal voor de fabricatie van PCB's moet de bovenstaande tests doorstaan, een reden waarom de kosten hoger kunnen zijn dan normaal.

Als de printplaat hoge belasting kan weerstaan, dan zal de inkoopprijs iets duurder zijn dan de rest. Nog steeds, als de printplaat een breed bereik van temperatuurswankingen kan weerstaan, verwacht u ze iets duurder.

Printplaten met materialen die ononderbroken elektrische signalen tijdens de werking faciliteren, naast het weerstaan van een breed bereik van fysieke stress, zullen duur zijn. Als vuistregel zullen activiteiten die hogere frequenties vereisen, materialen van een veel hogere graad vereisen dan de standaard of conventionele FR4.

2. Hoe PCB-grootte de productiekosten beïnvloedt

Paneelbenutting en PCB-grootte zijn cruciale factoren die de prijs bepalen. Het aantal circuits dat nodig is voor het corresponderende apparaat bepaalt altijd de grootte. Een PCB bedoeld voor iets kleins zoals een telefoon of digitale horloge heeft minder componenten nodig en zal uiteindelijk minder duur zijn om te produceren.

Echter, die bedoeld voor een laptop of computer zijn vaak groot en vereisen veel tijd en andere middelen. In de fabricatie van PCB's zijn enkele van de meest voorkomende afmetingen 18 x 24" (457 x 610mm) en 18 x 21" (457 x 533mm).

Een ander populair formaat dat veel PCB-gebruikers sterk vragen is de 21 x 24" (533 x 610mm) afmeting. De ruimte die de componenten op een PCB innemen, beïnvloedt ook de prijs, met PCB's met grote afmetingen die duurder zijn.

Bijvoorbeeld, een PCB-printplaat van 18 x 24 verbruikt meer ruimte dan een 18 x 21 printplaat en is duurder. Kortom, hoe groter de grootte van een PCB, des te meer materiaal nodig is om het te produceren, wat betekent dat de kosten hoger zullen zijn.

Echter, technologie verandert snel en beïnvloedt hoe fabrikanten proberen de grootte van de PCB's te verkleinen en de kosten te verlagen. Kort gezegd, de afmeting van een PCB-ontwerp is een van de belangrijkste bepalende factoren die de algehele prijs van de PCB beïnvloeden.

Zelfs als een firma kleine PCB's in hoge volumes produceert, is de totale kosten minder dan laag-volume grote printplaten.

3. Belangrijkste factoren in PCB-kosten: Het aantal lagen

Een andere grote factor die de prijs van een printplaat bepaalt, is het aantal lagen in een PCB. De betrokken materialen tijdens de fabricatie en de algehele prijsverschillen; dikke PCB's vereisen meer tijd en werk.

Over het algemeen stijgt de kosten op basis van laag-voor-laag als volgt:

• 10L – 12L: 20 - 30%
• 8L – 10L: 20 – 30%
• 6L – 8L: 30 - 35%
• 4L – 6L: 30 – 40%
• 2L – 4L: 35 - 40%
• 1L – 2L: 35 - 40%

Een meerderheid van significante kostenstijgingen in de fabricage is waarschijnlijk wanneer een tweede laag op de printplaat wordt toegevoegd. Maar weer, kostenstijgingen zijn wat minder steil wanneer een gegeven ontwerp de acht-lagen drempel overschrijdt.

Naarmate een laag wordt toegevoegd, zijn er meer productiestappen betrokken, dus de kosten kunnen hoger zijn vergeleken met de rest. Afhankelijk van de materialen die in een gegeven PCB-ontwerp worden gebruikt, kunnen meer lagen nodig zijn om een stabiele samenstelling te garanderen.

4. Exclusieve PCB-customisatie maken

Het unieke ontwerp dat in de productie van een PCB gaat, beïnvloedt ook de prijs. Als u een PCB-fabrikant bezoekt met aangepaste specificaties, verwacht u dat het bedrag iets hoger is dan een conventionele printplaat.

Aangepaste specificaties zijn bekend om de productiekosten te verhogen, zelfs als de printplaat klein is en waarschijnlijk uit één of twee lagen bestaat. De grootste bepalende factor die prijzen doet stijgen is of sommige functies speciale tools of andere vaardigheden vereisen om te bereiken.

Enkele voorbeelden van unieke of aangepaste specificaties waar veel mensen om vragen zijn soldeermasker-vrijruimte en zijplatering. Dat is niet alles. Andere gebruikers verlangen dat hun printplaten gekromde randen hebben, een aspect dat de prijzen verhoogt.

Aangepaste functies vereisen gespecialiseerde vaardigheden en technici om te produceren. Helaas zijn er niet veel van hen, wat de productiekosten verhoogt. Als uw ontwerp moeilijk te bouwen is met slechts een paar PCB-makers die er een idee van hebben, zal de prijs hoog zijn.

Moelijk-te-fabriceren PCB's vereisen gespecialiseerde tools en tijd. Bijvoorbeeld, als uw printplaat nauwkeurige gaten van een ongewone grootte vereist die specifieke diameters vereisen, moet een productiefirma misschien deze tools aanschaffen. Als de fabricatietijd extra uren vereist om te voltooien, verwacht u dat uw printplaat daarna iets duurder zal zijn.

Met het bovenstaande is er een grote kans dat uw printplaat iets duurder geprijsd zal zijn dan die zonder dergelijke functies.

5. Aspectratio en PCB-dikte

Tot voor kort speelde de dikte van PCB's een verwaarloosbare rol in hun kosten. Deze situatie zal in de komende jaren verwacht worden te veranderen. Dichtere materialen zijn duurder om te verkrijgen en te lamineren dan dunne materialen die printplaten produceren.

Als het ontwerp van de printplaat zeer complex is, kan het lamineringsproces iets duurder zijn. Meeste elektronische apparaatfabrikanten en gebruikers die dikke PCB's nodig hebben, hebben hoge kosten gemeld die geassocieerd zijn met hun dikte.

Dunnere materialen maken doorgaans PCB's die er gebruik van maken, in een lagere kostenbracket passen, omdat u minder materiaal nodig hebt om ze te produceren. Maar aangezien dikte ook beïnvloed kan worden door het type materiaal dat gebruikt wordt, kunt u zeker zijn van hogere kosten met PCB's gemaakt van dikke materialen.

Over het algemeen is de typische dikte van een PCB 1,6 mm, maar met de veranderende tijden worden dikke printplaten nog duurder om te verkrijgen. Ook, hoewel er geen industriestandaardtarief is vastgelegd, zijn PCB's gemaakt van dikke materialen doorgaans duurder om te verkrijgen.

Nog steeds kan de algehele prijs van een dikkere PCB aanzienlijk hoger zijn, vooral als het een verhoogde aspectratio heeft. Meerdere lagen maken de printplaten iets dikker, wat de kosten ook hoog maakt.

Hoewel verschillende PCB-fabrikanten u verschillend zullen berekenen afhankelijk van de dikte van de printplaat, kosten dikke printplaten doorgaans meer dan dunne.

6. PCB's minimale ruimte en baan

Voor stroom om over een PCB te vloeien zonder de vrees van oververhitting en het vervolgens beschadigen van de hele printplaat, moet voldoende baanbreedte aanwezig zijn. Op PCB's van alle maten is er een eenvoudige correlatie tussen de draagcapaciteit en de baanbreedte.

Van belang om te noteren is dat de draagcapaciteit niet noodzakelijk correspondeert met de ruimte in het dwarsdoorsnede. Opnieuw, het maximale aantal stroom dat door een baan kan worden gehouden, is niet makkelijk te berekenen, ongeacht de breedte van de baan.

Vias en andere elementen op de printplaat kunnen de draagcapaciteit van de stroom beïnvloeden. Printplaten met veel pads kunnen een baan met uitzonderlijke capaciteit ervaren. Als u deze factor niet in rekening brengt tijdens het solderproces, kan er een excessieve dwarsdoorsnede ontstaan met de kans op piekstroomgolven.

Om de bovenstaande situaties te voorkomen, neigen PCB-makers ertoe de breedte van de baan te vergroten of een extra soldeermasker aan deze banen toe te voegen. Met dit en vele andere factoren zult u beseffen dat de prijs van PCB's hoger neigt te gaan dan verwacht.

Conclusie

Met de onstilstelbare behoefte aan PCB's, kunnen de materiaaleigenschappen van een PCB, grootte, unieke specificaties en dikte, onder andere, de prijs aanzienlijk beïnvloeden. Het is verstandig om PCB-apparatuur van tevoren te fabriceren om te bepalen wat aan uw behoeften voldoet. Bij WellPCB werken we met elke klant om te garanderen dat ze hun printplaten kunnen krijgen zoals ze ze nodig hebben en willen dat ze zijn.