不同技术如何影响 PCB 成本

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PCB 技术涉及高度复杂性。根据电路板的设计，其生产成本可能高于或低于普通 PCB。如果 PCB 用于日常常规物品，则电路板本身的制造成本应大大低于为高科技机械设计的电路板的价格。

影响 PCB 成本的因素

影响PCB制造成本分解的三个因素是材料类型、电路板尺寸和层数。其他也会影响价格的因素包括光洁度和孔的大小，包括这八个。

1。材料选择

电路板中使用的材料总是会影响其成本。标准 PCB 采用 FR4 材料层压，但这对于为高强度用途制造的电路板（例如航空航天和燃料工业中常见的电路板）来说是不够的。

影响材料选择的因素包括：

• 热可靠性 ： 该板是否能够在相关任务的预期温度范围内执行？某些电路板需要比标准电路板具有更高耐热等级的材料。
• 温度可靠性 ： 材料能否在受控环境中承受预期范围的大气条件而不会过热？用于高温工作操作的 PCB 需要通过这些测试的材料。
• 传热： 电路板能否承受高强度负载，而不会将过多的热量传递到连接的和相邻的组件？正确的材料需要通过该测试才能用于相关用途。
• 信号性能： 该材料是否会在给定机器的每个操作周期内促进不间断的电信号？信号能否承受必要的温度范围和其他环境因素？这些问题是 PCB 性能不可或缺的一部分。
• 机械性能： 材料是否具有足够的物理成分来承受合理范围的物理应力？板子可以压入紧槽而不开裂吗？它可以跌落几英尺而不会破裂吗？任何理想的销售 PCB 都需要通过跌落测试和其他性能标准。

根据经验，涉及更高频率的操作需要比标准 FR4 等级更高的材料。因此，微波 PCB 中使用的材料可能比计算器或其他手持设备中的电路板使用的材料贵 10 倍。

2。 PCB尺寸

PCB 的尺寸及其面板利用率是影响价格的两个最关键因素。一块板子的大小一般会根据对应器件所需的电路数量来决定。

与数字手表一样小的 PCB 将需要更少的组件，并且最终比计算机或笔记本电脑 PCB 的生产成本更低。同样，大型工业机械中的 PCB 将比大多数家用电子产品中的电路板大。

在 PCB 制造中，以下尺寸是最常见的：

• 18 X 24 英寸（457 x 610 毫米）
• 18 X 21 英寸（457 x 533 毫米）
• 21 X 24 英寸（533 x 610 毫米）

板上元件占用的空间量也会影响价格。当然，有些电路板在设计时很少考虑效率和生产成本。

例如，一个 18 x 24 的 PCB 包含三列和两排长的面板利用率，将有效利用电路板空间，因为有源元件将消耗整个面板的大部分。另一方面，包含一列和三行的 18 x 24 PCB 效率会较低，因为边距会更宽，但由于材料的原因仍然很昂贵。

最终，PCB 设计的尺寸将成为整体价格的主要决定因素之一。即使大批量生产小PCB，总成本也可能低于小批量大PCB。

3。层数

电路板价格的另一个决定因素是所涉及的层数。出于显而易见的原因，具有三层或更多层的 PCB 的生产成本高于仅由两层组成的电路板。定价问题受所用材料类型和电路板本身尺寸的影响。总体而言，具有多层的厚板需要大量的工作来制造。

总体来看，逐层涨价可以细分为：

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

一旦将第二层添加到板上，制造成本的一些最显着增加就会发生。从那里开始，额外的两块板将使成本至少提高之前价格的三分之一。一旦设计越过八层门槛，价格上涨通常就不那么陡峭了。

随着每一层添加到 PCB，层压过程中涉及更多的生产步骤。这需要更多的时间来实现，并且需要更多的材料供应。多层板构建所涉及的步骤也增加了生产缺陷的可能性。为了抵消可能的错误成本，PCB 制造商通常会将此因素计入多层板生产的报价中。

根据电路板设计中使用的材料，您可能需要更多层来确保坚固的组合。如果预计 PCB 能够承受很大的应力并且仍然具有一定程度的柔韧性，那么这些因素将在很大程度上决定层数以及材料。

4。完成（ENIG、HASL 等）

关于 PCB 生产需要考虑的一个次要因素涉及与给定表面处理相关的成本。一些饰面拥有更高的等级并提供更长的保质期，从而增加了总体生产成本。一种更常见且成本较低的表面处理是 HASL，它提供了良好的可焊性，但在其他方面被评为不利。相比之下，ENIG 在大多数类别中的得分都很高，但价格差异很小。

每种表面处理选项都提供独特的功能：

• HASL： 可焊性
• LFHASL： 可焊性
• OSP： 可焊性
• IMM 银： 可焊性，可铝线键合
• IMM 锡： 可焊性
• 谜： 可焊性、可铝线键合、接触面
• ENEPIG： 可焊性、可铝线键合、接触面
• 电子金： 可焊性、Al/Au 引线键合、接触面

层数也可能决定成品是否在很大程度上影响PCB生产的价格。

5。孔尺寸

影响 PCB 生产成本的重要因素之一是板上孔的大小。与孔相关的成本也可以由电路板所需的孔数以及材料类型和钻孔层的厚度来确定。总体而言，更多的孔需要更多的工作，特别是如果有问题的孔由于细小和板厚而难以钻孔。

电路板设计中孔的大小是该领域最关键的价格决定因素。如果孔是超薄的，它们将需要特殊的工具来生产。例如，与典型螺丝孔直径相同的孔相比，创建具有发束直径的孔将更具挑战性。这样的漏洞需要更多的工作和专业的技能才能完成。

无论孔是常规尺寸还是微观尺寸，电路板生产的价格也会受到给定设计中包含的孔数量的影响。如果一块板上有几十个孔，由于涉及额外的工作，此功能将被添加到价格中。

可能影响 PCB 生产价格的其他与孔相关的因素是材料的厚度和电路板设计中包含的层数。如果一块板由 10 层或更多层组成，由于厚度，钻孔将是一项更耗时的任务。如果材料超强且难钻，这也会影响价格。

6。最小迹线和空间

为了使电流在 PCB 上传输而不存在过热和损坏电路板的威胁，电路板设计中必须有足够的走线宽度。在各种尺寸的电路板上，走线宽度和承载能力之间存在简单的相关性。前者的一部分将决定后者。此外，走线横截面与铜的厚度相关。

必须注意，迹线承载能力不一定与横截面空间相对应。事实上，无论走线宽度或温升如何，一条走线所能容纳的最大电流量都不容易计算。电流的承载能力也会受到焊盘、过孔和其他电路板元件的影响。

在具有众多焊盘的电路板上，您可能会遇到异常容量的痕迹。如果在焊接过程中没有考虑到这一点，可能会产生过大的横截面积，并容易发生瞬态浪涌。

为了避免这些情况，电路板制造商会尽可能扩大走线宽度。或者，他们可以在可能容易烧毁的迹线上添加额外的阻焊层。这些步骤可能会增加 PCB 生产的价格。

7。 PCB的厚度和纵横比

直到最近，PCB 的厚度在总成本中的作用很小，尽管这一切都可能在未来几年发生变化。较厚的材料在采购、层压和形成印刷电路板时成本更高，尤其是在设计本身非常复杂的情况下。

较薄的材料通常会将一系列 PCB 放入成本略低的支架中，因为手头的生产需要更少的材料。板的厚度成本也会受到给定生产中使用的材料类型的影响。

PCB 的标准厚度为 1.6 毫米（0.063 英寸）。近来，较厚的电路板变得更加昂贵，尽管从未确定过全行业的通行率。总体而言，0.8 毫米的薄板是否会低于或等于标准厚度的板，这取决于制造商。

如果更厚的电路板也有更大的纵横比，它的价格可能会显着提高。如果电路板的厚度和尺寸由多层组成，那么电路板将需要更多的材料并在其构造中涉及更多的工作。因此，影响成本的可能不是板的厚度，而是增加厚度的尺寸或层数。

8。定制或独特的规格

PCB 制造成本也会受到给定生产中独特设计元素的影响。如果您来一家具有定制规格的 PCB 制造商，这可能会提高其生产成本，即使电路板本身很小并且仅由一层或两层组成。这方面的真正决定因素将是所讨论的功能是否需要特殊的工具或技能才能实现。自定义规范的示例可能包括：

• 轮廓边缘 ： 带有圆形边缘的 PCB 的生产成本可能更高，尤其是那些需要 z 轴布线的 PCB。
• 侧镀 ： 一些 PCB 设计指定金属边缘以提高 EMC 强度。
• 阻焊间隙： 如果阻焊层需要额外的间隙和厚度，这将增加成本。

特殊功能需要专门的技能。如果您的设计涉及难以生产的细节，并且不是 PCB 制造商定期组装的细节类型，这可能会限制可以从事生产的人数。反过来，这可能导致更耗时的生产。如果整个生产需要额外的时间来完成，那么您的电路板最终会花费更多。

独特的电路板设计通常需要特殊工具。如果电路板需要许多不符合标准直径的不寻常尺寸的孔，处理您的订单的公司可能需要采购必要的仪器并向您收取相关费用。或者，您可能会被要求提供特殊设计要求所需的工具。这些是应在与 PCB 制造商签订任何合同之前规定的协议。

为避免因独特的 PCB 设计要求而产生的异常高成本，请在生产前计算您的设计的潜在价格。确定设计的定制规格以及实现它所需的步骤。确保 PCB 制造商了解这些细节，以避免代价高昂的反复试验。

Millennium Circuits Limited 不同设计的 PCB

PCB 材料特性会显着影响组装成本，电路板的尺寸和所涉及的层数也是如此。为了将成本保持在合理水平，最好事先进行 PCB 材料比较，看看哪种最适合您的设计。

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