Optimisation de la production PCB : tirer parti de la technologie pour réduire les coûts

À propos de la production de PCB, un circuit imprimé est davantage un circuit électrique dont les conducteurs et composants sont intégrés dans une structure mécanique. Les circuits imprimés ne se contentent pas de supporter, ils connectent également électroniquement les éléments présents dans les appareils électroniques, et avec la technologie en constante évolution, les PCB évoluent aussi.

Les changements technologiques affectent presque tout à travers le monde, et les PCB ne font pas exception. En retour, cela met la pression sur les fabricants de PCB pour faire face aux dernières tendances du marché. En conséquence, cette pression affecte les prix des PCB, et cet article couvrira en détail comment ces différentes technologies affectent les coûts des PCB.

1. Comment choisir le coût des matériaux du PCB

Les matériaux utilisés lors de la fabrication d'un circuit board affecteront inévitablement son coût. Les PCB standard ou conventionnels sont stratifiés avec du matériel FR4. Cependant, le document FR4 ne suffit pas pour les PCB destinés à une utilisation à haute intensité, comme ceux courants dans les industries du carburant, l'aérospatiale et les systèmes de contrôle.

Certains des facteurs qui influencent la sélection des matériaux incluent la fiabilité thermique, le transfert de chaleur, la fiabilité à la température, les propriétés mécaniques et la performance du signal. Le bon matériau utilisé dans la fabrication des PCB doit passer les tests ci-dessus, raison pour laquelle le coût pourrait être plus élevé que d'habitude.

Si la carte peut supporter des charges de haute intensité, alors le coût d'approvisionnement sera légèrement plus élevé que les autres. De même, si le circuit imprimé peut résister à une large gamme de changements de température, entre autres, attendez-vous à ce qu'il soit un peu cher.

Les cartes avec des matériaux qui facilitent des signaux électriques ininterrompus pendant le fonctionnement, en plus de résister à une large gamme de contraintes physiques, seront coûteuses. En règle générale, les activités nécessitant des fréquences plus élevées exigeront des matériaux de très haute qualité par rapport au FR4 standard ou conventionnel.

2. Production de PCB — Comment la taille du PCB affecte les coûts de production

L'utilisation du panneau et la taille des PCB constituent des facteurs cruciaux qui affectent son prix. Le nombre de circuits nécessaires pour son dispositif correspondant détermine toujours la taille. Un PCB destiné à quelque chose de petit comme un téléphone ou une montre numérique a besoin de moins de composants et sera finalement moins coûteux à fabriquer.

Cependant, ceux destinés à un ordinateur portable ou un ordinateur sont souvent énormes et nécessitent beaucoup de temps et d'autres ressources. Dans la fabrication de PCB, certaines des dimensions les plus courantes incluent 18 x 24″ (457 x 610 mm) et 18 x 21″ (457 x 533 mm).

Une autre dimension populaire que de nombreux utilisateurs de PCB demandent fortement est la dimension 21 x 24″ (533 x 610 mm). L'espace consommé par les composants sur un PCB affectera également son prix, les PCB aux grandes dimensions coûtant plus cher.

Par exemple, une carte PCB de 18 x 24 consomme plus d'espace qu'une carte de 18 x 21 et est plus coûteuse. En bref, plus la taille d'un PCB est grande, plus il faut de matériau pour le fabriquer, ce qui signifie que son coût sera plus élevé.

Cependant, la technologie évolue rapidement et impacte la façon dont les fabricants essaient de réduire la taille des PCB et de降低 leurs coûts. En résumé, la dimension d'une conception PCB est l'un des principaux facteurs déterminants qui influencent le prix global du PCB.

Même si une entreprise fabrique des PCB de petite taille à haut volume, le coût total est inférieur à celui de grands circuits imprimés à faible volume.

3. Production de PCB — Facteurs clés du coût PCB : le nombre de couches

Un autre facteur énorme déterminant le prix d'un circuit imprimé est le nombre de couches dans un PCB. Les matériaux impliqués pendant la fabrication et la résolution globale déterminent les différences de prix ; les PCB épais nécessitent plus de temps et de travail.

Globalement, le coût augmente couche par couche comme suit :

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

La majorité des augmentations significatives du coût de fabrication sont probables lorsqu'une deuxième couche est ajoutée sur la carte. Mais à nouveau, les augmentations de coût sont quelque peu moins prononcées lorsqu'une conception donnée franchit ou dépasse le seuil de huit couches.

Lorsqu'une couche est ajoutée, plus d'étapes de production sont impliquées, donc son coût pourrait être élevé par rapport aux autres. Selon les matériaux utilisés dans une conception PCB donnée, plus de couches pourraient être nécessaires pour assurer une composition stable.

4. Production de PCB — Comment réaliser une personnalisation exclusive de PCB

La conception unique qui entre dans la production d'un PCB affecte également son prix. Si vous allez chez un fabricant de PCB avec des spécifications personnalisées, attendez-vous à ce que le montant soit un peu plus élevé qu'un circuit imprimé conventionnel.

Les spécifications personnalisées sont connues pour augmenter les coûts de production, même si la carte est petite et ne consiste probablement qu'en une ou deux couches. Le facteur déterminant le plus significatif qui fait augmenter les prix est de savoir si certaines caractéristiques nécessitent des outils spéciaux ou d'autres compétences pour être réalisées.

Quelques exemples de spécifications uniques ou personnalisées que beaucoup demandent incluent la marge de masque de soudure et le placage latéral. Ce n'est pas tout. D'autres utilisateurs exigent que leurs cartes aient des bords profilés, un aspect qui augmente leurs prix.

Les caractéristiques personnalisées nécessitent des compétences et techniciens spécialisés pour être produites. Malheureusement, il n'y en a pas beaucoup, ce qui augmente les coûts de production. Si votre conception est difficile à construire avec seulement quelques fabricants de PCB ayant une idée, le prix sera élevé.

Les PCB difficiles à fabriquer nécessitent des outils spécialisés et du temps. Par exemple, si votre carte a besoin de trous précis de taille inhabituelle nécessitant des diamètres spécifiques, une entreprise de production peut devoir se procurer ces outils. Si le temps de fabrication appelle des heures supplémentaires pour terminer, attendez-vous à ce que votre carte coûte légèrement plus cher après cela.

Avec ce qui précède, il y a de fortes chances que votre circuit imprimé soit prix un peu plus haut que ceux qui n'ont pas de telles caractéristiques.

5. Production de PCB — Ratio d'aspect et épaisseur du PCB

Jusqu'à récemment, l'épaisseur des PCB jouait un rôle négligeable dans leur coût. Cette situation devrait changer dans les années à venir. Les matériaux plus denses sont plus coûteux à se procurer et à stratifier que les matériaux minces qui fabriquent des circuits imprimés.

Si la conception du circuit imprimé s'avère très complexe, le processus de stratification pourrait être un peu coûteux. La plupart des fabricants et utilisateurs d'appareils électroniques ayant besoin de PCB épais ont signalé des coûts élevés associés à leur épaisseur.

Les matériaux plus fins font généralement des PCB qui les utilisent entrer dans une tranche de coût inférieure car vous avez besoin de moins de matériau pour les fabriquer. Mais comme l'épaisseur peut aussi être affectée par le type de matériau utilisé, soyez assurés de coûts plus élevés avec des PCB faits de matériaux épais.

Généralement, l'épaisseur typique d'un PCB est de 1,6 mm, mais avec les temps qui changent, les cartes plus épaisses deviennent encore plus chères à se procurer. De plus, bien qu'il n'y ait pas eu d'établissement du taux de l'industrie, les PCB faits de matériaux épais sont généralement chers à acquérir.

Toutefois, le prix global d'un PCB plus épais peut être significativement plus élevé, surtout s'il a un ratio d'aspect accru. Plusieurs couches rendent les circuits imprimés légèrement plus épais, ce qui rend leur coût élevé également.

Bien que différents fabricants de PCB vous facturent différemment selon l'épaisseur de la carte, généralement, les cartes plus épaisses coûteront plus que les fines.

6. Production de PCB — Espacement et piste minimums des PCB

Pour que le courant se transfère sur un PCB sans craindre une surchauffe et endommager ensuite toute la carte, une largeur de piste suffisante doit être présente. Sur les PCB de toutes tailles, il y a une corrélation simple entre la capacité de transport et la largeur de la piste.

Il est important de noter, cependant, que la capacité de transport ne correspond pas nécessairement à l'espace en section transversale. De plus, la quantité de courant qui peut être tenue par une piste, au maximum, n'est pas facile à calculer, indépendamment de la largeur de la piste.

Les vias et autres éléments sur la carte peuvent affecter la capacité de transport du courant. Les cartes avec de nombreux pads peuvent subir une capacité de trace exceptionnelle. Si vous ne tenez pas compte de ce facteur pendant le processus de soudage, il pourrait y avoir une zone transversale excessive avec la probabilité de surtensions transitoires.

Pour prévenir les situations ci-dessus, les fabricants de PCB ont tendance à élargir la largeur de la trace ou à ajouter un masque de soudure supplémentaire sur ces traces. Avec ceci et de nombreux autres facteurs, vous réaliserez que le prix des PCB a tendance à augmenter plus que prévu.

Conclusion

Avec le besoin insatiable de PCB, les propriétés matérielles d'un PCB, la taille, les spécifications uniques et l'épaisseur, entre autres, peuvent affecter significativement son prix. Il est sage de fabriquer l'équipement PCB à l'avance pour déterminer ce qui conviendra à vos besoins. Chez WellPCB, nous travaillons avec chaque client pour s'assurer qu'ils peuvent obtenir leurs cartes comme ils en ont besoin et le souhaitent.