Кажется одинаковые - стоят по-разному

Иногда заказчики присылают две печатные платы практически одинакового размера. Количество компонентов почти совпадает. Материал одинаковый. Даже время монтажа на первый взгляд выглядит одинаковым.

И возникает вполне логичный вопрос:

«Почему стоимость отличается почти в два раза?»

На самом деле размеры платы — далеко не главный фактор.

В контрактном производстве стоимость складывается из десятков мелочей, многие из которых вообще невозможно увидеть, просто посмотрев на фотографию изделия.

Сегодня хочу показать, из чего складывается цена монтажа, а затем — самой печатной платы.

Что сильнее всего влияет на стоимость монтажа

Многие думают, что главный параметр — количество компонентов.

На самом деле это только один из факторов.

1. Количество установок, а не количество деталей

Представим две платы.

На первой:

• 100 одинаковых резисторов 10 кОм 0603.

На второй:

• 100 разных компонентов.

В обоих случаях станок выполнит 100 установок. Но подготовка будет совершенно разной. В первом случае потребуется один питатель. Во втором — сто различных позиций.

Для производства это принципиально разные проекты.

Именно поэтому мы всегда рекомендуем по возможности унифицировать компонентную базу.

2. Количество типономиналов

Даже если на плате всего 300 компонентов, они могут состоять из:

• 18 типономиналов;

или

• 140 типономиналов.

Во втором случае потребуется:

• больше питателей;
• дольше подготовка линии;
• больше проверок;
• сложнее контроль первой платы.

Иногда именно типономиналы оказываются главным фактором стоимости.

3. Двусторонний монтаж

Очень частая ситуация.

На одной стороне платы размещены все компоненты. На другой — всего три резистора.

Кажется, мелочь.

Но производству приходится:

• повторно печатать пасту;
• выполнять второй цикл установки;
• ещё раз проходить печь;
• повторно проверять изделие на AOI.

Фактически это уже две операции монтажа.

4. Очень мелкие корпуса

0402 сегодня стали практически стандартом. 0201 тоже уже никого не удивляют.

Но если появляются:

• 01005;
• CSP;
• BGA с малым шагом;
• LGA,

то требования к процессу значительно возрастают.

Повышаются требования к:

• трафарету;
• контролю пасты;
• качеству компонентов;
• инспекции.

5. Особые требования к контролю

Некоторые проекты требуют:

• рентгеновского контроля BGA;
• дополнительной оптической инспекции;
• ручной проверки полярности;
• функционального тестирования.

Каждая такая операция добавляет время.

Теперь о стоимости самой печатной платы

Очень часто именно здесь скрываются самые большие различия.

Количество слоёв

Самый очевидный фактор.

2 слоя.

4 слоя.

6 слоёв.

8 слоёв.

Каждый дополнительный слой увеличивает стоимость изготовления. Но не всегда линейно.

Мы уже рассказывали в отдельной статье, почему трёхслойная плата может оказаться дороже четырёхслойной.

Размер минимальных дорожек

На фотографии две платы могут выглядеть одинаково.

Но одна изготовлена по правилам:

• 0,2 мм дорожка;
• 0,2 мм зазор.

А вторая требует:

• 75 мкм;
• 75 мкм.

Во втором случае далеко не каждое производство сможет изготовить такую плату.

Переходные отверстия

Чем больше отверстий — тем больше операций сверления. Но ещё важнее их тип.

Например:

• обычные;
• глухие;
• скрытые.

Стоимость отличается весьма существенно.

Финишное покрытие

HASL, ENIG, OSP, Иммерсионное серебро, Иммерсионное олово.

Каждое покрытие имеет собственную технологию изготовления. И собственную стоимость.

Толщина платы

Стандартные:

• 1,6 мм;
• 1,0 мм.

Обычно проблем не вызывают.

Но если нужна:

• 0,4 мм;

или

• 3,2 мм,

то технология изготовления становится значительно сложнее.

Толщина меди

1 oz., 2 oz., 3 oz., 4 oz.

Для силовой электроники это обычная практика.

Но увеличение толщины меди означает изменение технологии травления.

Цвет маски

Да, даже цвет иногда влияет на стоимость. Зелёная маска остаётся самой массовой. Поэтому почти всегда является самой доступной. Это не значит, что красная или жёлтая маска не имеют смысла, но это значит что на больших сериях разница будет ощутима.

Контур платы

Прямоугольник или сложная форма с большим количеством внутренних вырезов. Фрезеровка тоже требует времени.

Самое неожиданное

Иногда две платы действительно выглядят одинаково: размер, компоненты, количество выводов. Но одна собирается за двадцать минут, а подготовка второй занимает целый день.

Почему?

Потому что стоимость производства складывается не из того, что видно, а из того, что приходится делать.

Что помогает снизить стоимость

Есть несколько простых правил.

✔ Унифицировать компоненты.

✔ Использовать стандартные корпуса.

✔ По возможности размещать компоненты на одной стороне платы.

✔ Не применять избыточно тонкие дорожки без необходимости.

✔ Не использовать экзотические покрытия там, где достаточно стандартных.

✔ Стараться придерживаться стандартных толщин платы.

Практически всегда эти решения позволяют уменьшить стоимость без какого-либо ухудшения характеристик изделия.

Вместо вывода

Стоимость контрактного производства — это не цена "за квадратный сантиметр платы" и не цена "за один установленный компонент".

Это сумма множества технологических операций, часть из которых остаётся совершенно незаметной для заказчика. Именно поэтому две внешне одинаковые платы могут иметь совершенно разную стоимость изготовления.

Когда заказчик обращается к нам ещё на этапе подготовки проекта, мы нередко можем подсказать решения, которые позволяют снизить стоимость без ущерба для функциональности изделия. Иногда достаточно заменить несколько корпусов, объединить типономиналы или немного изменить компоновку платы, чтобы производство стало заметно проще и экономичнее.