ПҚБ бағасы бойынша нұсқаулық: Баспа панельдері және өндіріс

Кіріспе

Басылған электрондық плата (PCB) барлық заманауи электрондық құрылғылардың қуатын жеткізуде үндемейтін негізгі тірегі болып табылады. Тұтынушылық электроникадан бастап медициналық құрылғылар, автомобильдік контроллерлер мен әуежаңғы жүйелерге дейінгі салаларда электрондық компоненттерді орнатуға, байланыстыруға және сенімді жұмыс істеуге PCB-лер қажет. Басылған электрондық платалардың құнына келетін болсақ, көптеген инженерлер, сатып алушылар және қолшеберлер оның жағдайы таңқалдырарлықтай күрделі екенін байқайды. Басылған электрондық платалардың бағасы бір данасына 0,50 доллардан бастап бірнеше жүз долларға дейінгі шеңберде өзгереді және оның құнына дизайнның күрделілігі, материалдар, жинау опциялары мен тапсырыс көлемі сияқты әртүрлі факторлар әсер етеді

ПҚТ-ның құнын дәл бағалау өте маңызды - жаңа өнімдердің тәжірибелік үлгілерін жасау, үлкен көлемді өндіріс ұйымдастыру және бірдеңге ерекше жасау барлығы да дәлдікті талап етеді. Басып шығарылған платалардың құнына әсер ететін себептерді нақты түсіну сапаны нашарлатпай немесе бюджеттен тыс шықпай, тізбектің өнімділігін оптимизациялауға көмектеседі. Бұл толық нұсқауда сіз мыналарды білесіз:

• ПҚТ өндірісінің құнының негізгі қозғалтқыштары
• Құнының жіктелуі (жинақтау құны мен шаршы дюймге шаққандағы құнды қоса алғанда)
• Кез келген схемалық тақта жобасы үшін құнды бағалау әдісі
• Басып шығарылған схемалық тақталар жобаларында ПҚТ құнын төмендету үшін ақылды кеңестер
• Дұрыс өндірушіні таңдау және онлайн баға беру құралдарын пайдалану әдісі

Басып шығарылған схемалық тақта деген не және оның құны неге әртүрлі болады?

ПҚТ деген не?

Басылған электрондық плата (BEP) электрондық компоненттерді жалғау мен қолдау үшін дәлме-дәл әзірленген платформа сияқты. Дәстүрлі қолмен сымдардан өзгеше, BEП оқшаулайтын негізге (FR4 (шыныпластика), полиимид (иілгіш BEП конструкциясы үшін) немесе Роджерс (RF қолданбалары үшін)) түсірілген мыс изоляциясын пайдаланады. Бұл инновация BEП-тің өлшемін кішірейтуге, сенімділігін арттыруға және бірлік бағасын едәуір төмендетуге мүмкіндік береді.

Жиі кездесетін BEП түрлері:

• Бір жақты PCB: Бір мыс қабаты, төменгі құны, қарапайым құрылғылар
• Екі жақты PCB: Екі жағында да мыс қабаттары бар, трассировканың кең мүмкіндіктері
• Көп қабатты PCB: Жоғары тығыздықты немесе күрделі қолданбалар үшін 4 немесе одан көп қабат
• Иілгіш BEП (Flex PCB) : Полиимид/полиэфир негізінде жасалған, иілетін
• Қатты-иілгіш PCB : Ерекше схемалық орналасу үшін қатты және иілгішті біріктіріңіз
• Алюминий PCB: Жоғары қуатты LED немесе жылуға сезімтал конструкциялар үшін
• Жоғары жиілікті/HDI PCB: Арнайы, күрделі қолданбалар

Әрбір тақта түрі әртүрлі құнын анықтайтын факторларды әкеледі — оларға қажетті материалдар, қабаттар саны және арнайы процестерді қолданып өндірудің құны әсер етеді.

Жалпы PCB құнының ауқымы мен әсер ететін факторлар

Жиі қойылатын сұрақ: Басылып шығарылған схемалық тақтаның (PCB) орташа бағасы қандай? Жауап бірнеше факторға байланысты, бірақ жалпы алғанда:

• Қарапайым 2 қабатты прототиптік плата: әрбір бірлікке $5–$25 (аз көлемде)
• 4 қабатты жоғары тығыздықтағы, бақыланатын импеданстық тақталар : әр данаға $30–$100+ (прототип)
• Күрделі, әуежаңдық сапалы тақталар : әр данаға $300–$1,000+ (ерекше, аз көлемде)
• Ұзын сериялы өндіріс (10 000+ дана): Әрбір PCB үшін $0,50–$3-қа дейін, кішігірім, қарапайым платалар үшін одан да төмен

Көлемі артқан сайын шаршы дюймге шаққандағы құны қатты төмендейді, бірақ күрделілігі, материалдар мен қажетті сертификаттаулар бағаны тез өсіреді.

ППТ ҚҰНЫНА ӘСЕР ЕТУШІ НЕГІЗГІ ФАКТОРЛАР

Басып шығарылған электрондық схема тақталарының бағасы динамикалық өзгереді. ППТ өндірудің құнына бірнеше факторлар әсер етеді — шикізаттан бастап, орналасу күрделілігіне, жинауға, сынақ жүргізуге және жинауға дейін:

1. PCB өлшемі және тақтаның өлшемдері

PCB тақтасы неғұрлым үлкен болса, тақтаның құны да соғұрлым жоғары болады, себебі көбірек субстрат пен мыс пайдаланылады. Шаршы дюймге шаққандағы PCB құны – өндірушілер жиі келтіретін маңызды метрика.

• Панельдеу: Бір панельге бірнеше PCB басып шығару әрбір квадрат дюймнің құнын төмендетеді және жинауды тиімді етеді.
• Стандартты емес пішіндер қалдықтардың өсуіне әкеп соғады және құнын арттырады.

2. Қабаттар саны

Қабаттар саны – негізгі фактор. Әрбір қосымша қабат жұбы екі жақты тақталарға қарағанда PCB өндіру құнын 30–40% арттырады.

• Прототиптар: Әдетте 2-4 қабат, арзанырақ
• Күрделі өнімдер: 6-12 қабат, қысу, ламинирлеу және туралау талаптарына байланысты бағасы жоғары
• HDI (Жоғары тығыздықты байланыс) немесе қатты-иілгіш тақталар қосымша технологиялық операцияларға байланысты ерекше қымбат болуы мүмкін

3. Материал түрлері

ПП құны материалды таңдауға байланысты өте көп байланысты:

• Fr4 (негізгі, ең экономикалық)
• Rogers (FR4-тен 2–3 есе қымбат, RF, микротолқынды немесе жоғары жылдамдықты қолданбалар үшін)
• Алюминий, керамика (FR4-тен 1,5–2 есе; қуат электроникасы үшін маңызды)
• Полиимид немесе PET (иілгіш және қатаң-иілгіш ПП үшін FR4-тен 3–4 есе)

Контролданатын импеданс үшін Роджерс сияқты материалдар қажет, бірақ соңғы құнын едәуір арттырады.

5. Дизайнның күрделілігі

Трасса ені, аралық, вивалардың түрлері (өтпелі, жасырын/тереңдетілген/микровивалар) және тақтаның қосымша пішіні сияқты факторлар барлығы құнын арттырады.

• Микросаңылаулар мен HDI тақталар: Күрделі жабдықтарды қажет етеді, құнын 80%-ға дейін арттырады
• Алтын саусақтар, шетінің металмен қапталуы, тегісделген шеттер: Қосымша процестерді қосады, әрқайсысы құнын арттырады
• Дәлдік шектері: Қалдықтардың өсуіне әкеледі, стандартты тақталардан құны жоғары болады

5. Бетінің өңделуі мен шелкография

Бетінің өңделуі сапа мен бағаға әсер етеді:

• HASL (ең арзан)
• ENIG (ұсақ қадамдар, автоматтандыру үшін қажет, жинау құны жоғары)
• OSP, Күміс (нишалы қолданыстар, орташа құнның өсуі)

Шелкография түсі мен күрделілігі (компоненттерді белгілеу) де ППС құнына әсер етуі мүмкін, бірақ шамалы.

6. Компоненттерді орнату және жинақтау құны

ПП жинақтау құнына еңбекақы мен машиналардың жұмыс уақыты да кіреді:

• Компоненттер саны: Көбірек бөлшектер және жоғары тығыздық құнын көтереді
• Бөлшектер түрлері: Тесіктен өтетін (қолмен жинау арзан), SMD (жаппай шығарылымда тез және арзан) және BGA (қымбат, рентгендік тексеруді талап етеді)
• Толық жинау (turnkey): Жеткізуші барлық компоненттерді өзі сатып алып, орнатады, бұл жаппай өндіруде құнды төмендетуі мүмкін
• Иілгіш печаттық платаның құны: Иілгіш схемаларға жинау қиын қолданысқа байланысты әдетте құны жоғарырақ

ПҚБ жинау процесінің тиімділігі мен жеткізу тізбегінің беріктігі соңғы құнына үлкен әсер етеді.

7. Сынау & СЕРТИФИКАТТАР

Кеңінен тестілеу (мысалы, ICT, AOI, рентген) және сертификаттау (RoHS, IPC, IATF 16949) құнды арттырады, бірақ көптеген салалар үшін міндетті.

• Автокөлік/медициналық/аэроғарыш схемалары ең жоғары стандарттарды талап етеді, бұл ПҚБ-ның бірлік құнын көтереді

8. Жеткізу уақыты (циклдық уақыт)

ПҚБ-ны қаншалықты тез алуға қажет болса, сонымен құн да соншалықты жоғары болады. Стандартты 7–14 күндік жұмыстарға қарағанда тез прототиптеу құнды 2–4 есе көбейтуі мүмкін.

9. Тапсырыс көлемі

Тапсырыс көлемі маңызды. НЕҚ/дайындау құны көбірек тақталарға таратылғандықтан, өндірістің жоғары көлемі бірлік құнды төмендетеді.

• Прототиптеу: Тақтаның бірлік құны ең жоғары
• Орташа көлем: Қолдау мен бағаның ең жақсы үйлесімі
• Ұзын серия: Шаршы дюймге ең төменгі құн, бірақ алдын-ала инвестиция жоғары

10. Қаптама және тасымалдау

• Тағайындалған жәшіктеу мен халықаралық жеткізу қосымша шығындарды қосады, ал жеткіліксіз жабын сапасыз жинақталған PCB-лар мен жасырын шығындардың төмендеу қаупін арттырады.

PCB Бағасын Бағалау: Басып шығарылған Плата Бағасын Қалай Есептеуге болады

Печаттық платаны өндірудің құнын бағалауды қарастырайық:

1-қадам: Дәлме-дәл конструкторлық құжаттар дайындаңыз

• Гербер файлдарыңызды, материалдар тізімін (BOM) және орналастыру/жинау сызбаларын енгізіңіз.
• Материалды, қабаттар санын, қаптау түрін және басқа да арнайы талаптарды көрсетіңіз.

2-қадам: Интернеттегі PCB бағасын есептеу құралдарын пайдаланыңыз

Көптеген ірі өндірушілер сәйкес келетін PCB құнын тез есептеу құралдарын ұсынады. Келесілерді енгізіңіз:

• Плата өлшемі мен қалыңдығы
• Қабаттар саны
• Материал (FR4, Rogers, алюминий, иілгіш т.б.)
• Тауып отыру
• Тапсырыс мөлшері және дайындық уақыты
• Жинақтау опциялары (жинақтау құнын қосқыңыз келе ме?)

3-қадам: Барлық құнының құраушыларын қарастыру

Құрамдас бөліктерге мыналар қосылуы тиіс:

• ППС дайындау ғана (тегін тақтаның құны)
• ППС жинақтау (компоненттерді орнату, дәнекерлеу, тексеру)
• Трафареттер, қосымша дайындық/NRE
• Жеткізу, қаптау, компоненттерді табу

4-қадам: Жеткізушілерді, дайындық уақытын және қызметті салыстыру

"Егер не болса" сценарийлерін іске қосу (мысалы, материалдарды немесе тапсырыс мөлшерін өзгерту) сапаға әсер етпей-ақ құнды төмендетуге көмектеседі.

Бірлік басына тапсырыс бойынша PCB құны: Түпнұсқадан өндіріске дейін

Түпнұсқалар мен жаппай өндіріс

Әр сатыда құнға әсер ететін бірнеше факторлар бар, бірақ көлем бағаның негізгі қозғаушы күші болып табылады.

ПҚБ өндіруде құны мен көлем арасындағы байланыс

Масштабты ұлғайтқан кезде әрбір баспа платасының шаршы дюйміне шаққандағы құны ретсіз түседі. Себебі массалық өндіріс мыналарға мүмкіндік береді:

• Материалдарды үлкен көлемде сатып алу, өндіру құнын төмендету.
• Жалғыз ғана рет жұмсалатын инженерлік (NRE) және дайындау шығындарын бірнеше данадан гөрі мыңдаған бірліктерге тарату.
• Тақтайшаларды тиімді орналастыру, қалдықтарды және ПҚБ-ның жалпы құнын төмендету.
• ПҚБ жинау процесін ыңғайлау: машиналардың жоғары пайдаланылуы және платаның әрбір данасына шаққандағы еңбек шығынын азайту.

Дегенмен, үлкен тапсырыстар ПҚБ-ның әр данасына шаққандағы құнын айтарлықтай төмендетуі мүмкін болса да, қымбатқа түсетін қателіктердің мыңдаған даналарға таралуын болдырмау үшін сіздің дизайнның DFM (Өндіруге ыңғайлы дизайн) тексерулерінен өткеніне көз жеткізу маңызды.

Әртүрлі ПҚБ түрлерінің құнына әсері

Стандартты қатты ПҚБ пен иілгіш ПҚБ (Flex ПҚБ) салыстыруы

• Стандартты FR4 Қатты ПП: Негізгі схемалар үшін кеңінен қолданылады және ең қолжетімді. Экономикалық өндіріс пен жаппай шығарылым pcb-ның шаршы дюйміне келетін құнын ең төмен деңгейге дейін түсіреді.
• Иілгіш ПП (Flex PCB): Иілгіштік үшін полиимид немесе PET қолданылады. Кигізілетін құрылғылар мен қозғалыстағы бөлшектері бар құрылғылар үшін өте пайдалы, бірақ арнайы материалдар мен процестерге байланысты құны жоғары болады.
• Flex PCB :Құнына әдетте жоғары дайындық құны, қымбат ламинирлеу және дәл лазерлі кесу кіреді. Жинау да күрделі, сондықтан қатты платаға қарағанда жинау құны жоғары болады.
• Қатты-Иілгіш PCB : Екеуінің де ең жақсысын қамтиды, бірақ ең қымбат нұсқа, әдетте әмбебап инженерлік қолданбалар үшін қолданылады.

Жоғары тығыздықтағы, алдыңғы қатарлы PCB

Микросаңылаулар, жасырын немесе жартылай саңылаулар және жіңішке сызықтар сияқты HDI (жоғары тығыздықты байланыстар) және алдыңғы қатарлы PCB конструкциялары өндіріс құнын әлдеқайда көтеруі мүмкін. Конструкция күрделілігі мынаны білдіреді:

• Жасау қателерінің ықтималдығы жоғары, сондықтан сапаны қатаң бақылау қажет.
• Жоғары жиілікті және микротолқынды жиіліктер үшін Роджерс сияқты материалдар сияқты көбінесе қосымша материалдық опциялар қажет болады, бұл қымбатқа түседі.
• Қымбат зерттеу және тексеру әдістері (рентгендік сәулелену мен дамыған АОИ сияқты).

Дамыған PCB жобаларында тақтаның бағасы әдеттегі конструкциялардан едәуір жоғары болуы мүмкін, әсіресе аз тиражда.

Басылып шығарылатын схемалық тақталар үшін құнын төмендету стратегиялары

Басылып шығарылатын схемалық тақтаның құнын бақылау үшін дизайнның ең бірінші сатысынан бастап, өндірушіні таңдауға дейін мақсатты тәсіл қажет. Басылып шығарылатын схемалық тақта жобаларында PCB құнын төмендету үшін дәлелденген стратегиялар мыналар:

1. Өндіруге ыңғайлылық үшін дизайнды оптимизациялау

• Қабат санын азайтыңыз: Тізбектің өнімділігі үшін қажетті қабаттар санын ғана пайдаланыңыз.
• Тақша пішіндерін стандарттау: Қалдықтар мен бір өнімге шаққандағы құнын азайту үшін тік бұрышты, панельге ыңғайлы контурларды қолданыңыз.
• DFM талдауы: Сіздің DFM Gerber тексеру арқылы үнемдеу жолдарын анықтай алатын PCB өндіруші серіктесіңізбен бірлесіп жұмыс істей отырыңыз.

2. Қажетті материалдар мен бетінің өңдеу түрін таңдаңыз

• Өніміңіздің техникалық талаптары басқаша талап етпесе, FR4-ті негізгі нұсқа ретінде пайдаланыңыз. Rogers немесе алюминий сияқты материалдарды тек өнімділік қосымша шығынды оправданиялайтын жағдайларда ғана таңдаңыз.
• Ұзақ мерзімділік пен ұсақ қадамды SMD қажет болмаса, HASL өңдеуін таңдаңыз.
• Бояу элементтеріне ұқыпты қараңыз — бірнеше soldermask түстері немесе арнайы silkscreens әрқашан қосымша шығын тудырады.

3. Жинақтауды ықшамдау

• Мүмкіндігінше сквозные компоненттердің орнына SMD (Surface Mount Devices) қолданыңыз. SMD-лер масштабтық деңгейде жинақтау үшін оңайырақ, тезірек және арзанырақ.
• Экзотикалық немесе сирек кездесетін компоненттерді көрсетуден аулақ болыңыз — шектеулі қолжетімділік жинақтау үшін бағаның өсуіне және ұзақ жеткізу мерзімдеріне әкелуі мүмкін.
• Кейбір қымбатқа түсетін бекітулерден құтылу үшін сертификатталған модульдерді немесе анықтамалық дизайндарды қолданыңыз.

4. Көлем мен әзірлеу уақытын пайдалану

• Көбірек тапсырыс беріңіз: Тақталарды қаншалықты көп тапсырыс берсеңіз, олардың квадрат дюйміне және бір тақшаға шаққандағы құны соғұрлым төмен болады.
• Икемді әзірлеу мерзімдерінен пайдаланыңыз. Өндіріске қосымша бір апта беру сізге үлкен жеңілдіктер ашуы мүмкін.
• Егер сізге жылдам нәтиже қажет болса, бұл PCB-ңыздың құнын екі немесе үш есе арттыруы мүмкін екенін ескеріңіз.

5. Компоненттерді ұқыпты таңдау

• Тізбектегі кешігулерден және тездетілген немесе тапсырыс бойынша берілетін тапсырыстардың қосымша құнынан құтылу үшін стандартты, оңай қолжетімді компоненттерді таңдаңыз.
• Сатып алу процесін тегін өткізу үшін BOM-да анық басымдық берілетін және ауыстырылатын бөлшек нөмірлерін көрсетіңіз.

PCB өндірушіні таңдау тәсілі

Дұрыс өндіруші серіктес сападағы айырмашылықтарсыз құнын төмендетуі, әзірлеу уақытын қысқартуы және шығымды арттыруы мүмкін.

Поставщик туралы нені қарау керек

• Транспарентті, егжей-тегжейлі смета (жасау, жинау, сынақ, жеткізу).
• IPC-A-600, IPC-6012, IATF 16949 және RoHS талаптарына сай келу.
• Қосымша ақы төлемей-ақ DFM тексеруін қоса алғанда, сенімді және жылдам қолдау көрсету.
• Желіде тегін сұраныс алу және оңай баға салыстыру мүмкіндігі.

Жиі қойылатын сұрақтар: ПП құны

Сұрақ: Мен $1 немесе одан да аз бағаға ПП-ны қалай ала аламын?

Жауап: JLCPCB, PCBWay және ALLPCB сияқты көптеген өндірушілер өлшем шектерінде (әдетте 100 x 100 мм) негізгі 2 қабатты ПП-лар үшін акциялық баға ұсынады, кейде тегін жеткізумен бірге.

Сұрақ: Неліктен тапсырыс берілген ПП-лардың саны бағаны осылшам әсер етеді?

Жауап: Баптау (NRE) және машина құны 1 немесе 10 000 тақта болсын, тұрақты. Көбірек тапсырыс беру бұл құнды әрбір бірлікке бөледі, нәтижесінде ПП бірлігінің құны төмендейді.

Күрделі дизайндарда бағаның өсуіне не себеп болады?

A: Қосымша қабаттар, бақыланатын импедансы, алтын жабындар және HDI өткін түрлері барлығы қосымша кезеңдерді, материалдарды және қолмен тексеруді талап етеді — бұл тікелей плата мен жинақтаудың құнын көтереді.

С: Сапаға әсер етпей, баспа платалары бар жобалардың құнын қалай төмендетуге болады?

Ж: Жақсы DFM-ге назар аударыңыз, үлкен санымен тапсырыс беріңіз, стандартты материалдар мен жабындарды пайдаланыңыз және маңызы зор емес безендіру немесе арнайы элементтерден қашқы болыңыз.

Соңғы кеңестер: Құнын төмен ұстап отырып, баспа платасының құнын максималды пайдалану

• Алдын ала жоспарлау: Түйіршіктің дайын болғаннан кейін макетті оптимизациялауды бастау мүмкін емес, оны басында істеу керек.
• Стандарттауға қолдау көрсету: Егер сіздің қолданысыңыз шынымен біраз жетілдірілген нәрсе қажет болса, сіз кейбір арнайы материалдарды таңдай аласыз. Әйтпесе, жиі қолданылатын материалдарға, қалыңдықтарға және бетін өңдеу тәсілдеріне сүйену — ең жақсы таңдау.
• Панельдеу бәрін басымдыққа ие: Әрбір панельдегі баспа платаларын пайдалануды максималды деңгейде арттыру — панельдегі орынды қою, ақшаны қою деген сөз.
• Сенімді өндірушілермен ынтымақтастық: Қолдау көрсететін, нақты бағалары бар және DFM-ті тексеруді тегін немесе арзан бағаға ұсынатын жеткізушілерді таңдаңыз.
• Баға анықтау құралдарын пайдаланыңыз: Бірлік ПЛБ бағасына әсер ететін факторларды анықтағанша, жиналым/иілгіш опцияларымен және оларсыз ірі масштабты операциялар жүргізбеңіз.

Қорытынды

ПЛБ бағаларын түсіну және бақылау электрондық схема, инженерия және сатып алу саласындағы негізгі дағды болып табылады. Плата бағасы материалдарға, өлшеміне, күрделілігіне, жиналым опцияларына, жеткізу уақытына және тапсырыс мөлшеріне байланысты — осы процестегі әрбір шешім сіздің жалпы өндірістік шығындарыңызды көтереді немесе төмендетеді.

Осы шығындарға әсер ететін факторларға назар аудара отырып, дәлелденген стратегияларды пайдалана отырып:

• Өндіруге ыңғайлы болу үшін схема дизайнын оптимизациялаңыз.
• Аса көп емес, қажетті материалдарды таңдаңыз.
• Мүмкіндігінше үлкен көлемде тапсырыс беріңіз.
• Нақты және бәсекеге қабілетті бағалар алу үшін лезде баға беру құралдарын пайдаланыңыз.