14 étapes éprouvées pour construire rapidement un prototype de PCB à faible coût

Alors, êtes-vous prêt à concevoir votre premier prototype de PCB ? Nous sommes convaincus que c'est un moment d'illumination pour vous. Nous apprécions votre désir d'innover et d'essayer quelque chose de nouveau. Cependant, si vous êtes perdu quant à la conception de votre prototype de PCB à faible coût, cet article est fait pour vous !

Ici, nous vous fournirons un aperçu approfondi du prototypage PCB. Que vous soyez débutant ou ingénieur expert, nous sommes certains que ces étapes vous seront immensément bénéfiques.

Commençons.

Pourquoi le coût du circuit imprimé est un critère important

Le coût de votre circuit imprimé est un critère essentiel. Plus il coûtera cher, plus votre produit final sera onéreux. En fait, les circuits imprimés peuvent coûter entre 50 centimes et 300 dollars, et même bien plus selon la complexité, le nombre de couches et les composants que vous prévoyez d'y monter.

Dimensions

Si vous souhaitez maintenir le coût de votre prototype PCB au minimum, il est essentiel de contrôler sa taille. Prévisiblement, le prix d'un PCB augmente avec sa surface.

De même, les conceptions de PCB aux formes irrégulières coûteront plus cher que les formes conventionnelles, en raison de la grande quantité de déchets générés lors de la fabrication.

Nombre de couches

Plus le nombre de couches dans un PCB est élevé, plus sa complexité est grande. Et plus un design PCB est complexe, plus l'ensemble du processus sera coûteux.

Il est donc fortement recommandé de limiter le nombre de couches. Une meilleure approche consiste à ajouter des couches de cuivre PCB empilées les unes sur les autres sous forme de "routes". Elles fourniront un nouveau plan pour le routage des électrons et rempliront bien leur fonction.

Matériau

Pour maintenir le coût de votre prototypage PCB au minimum, il est essentiel de se concentrer sur le type de matériau. Le PCB standard est en cuivre. D'autres matériaux accessibles incluent l'époxy de verre, aussi connu sous le nom de FR-4. Ici, FR signifie "flame retardant" (ignifuge), et le chiffre indique son niveau d'inflammabilité.

Le FR-4 est le choix par défaut de la plupart des fabricants de PCB. Cependant, dans la conception de la constante diélectrique et de l'épaisseur du matériau, qui sont essentielles pour les paramètres des cartes à haute vitesse, une attention particulière doit être portée.

Finition de surface

Avec un processus de placage des plots, la surface de cuivre exposée du PCB est recouverte d'un autre métal. Cela vise à améliorer la soudabilité du plot lors de l'assemblage. Les deux techniques standards sont le HASL et l'ENIG. Si vous voulez un prototypage PCB à faible coût, vous devez opter pour le HASL car l'ENIG est assez coûteux.

Épaisseur du circuit

L'épaisseur du PCB joue également un rôle essentiel dans la détermination du coût de fabrication du PCB. Une épaisseur de 1,6 mm semble être la norme industrielle, mais elle peut augmenter selon le nombre de couches de cuivre.

Un circuit plus épais détermine vos coûts de production. Dans la technologie moderne, les circuits épais sont coûteux, mais leurs fonctions ne sont pas très complètes. Ce sont plutôt les circuits plus fins qui peuvent être utilisés dans les téléphones mobiles et les produits électroniques. Lors de la conception d'un PCB, vous devez décider de l'épaisseur dont vous avez besoin, puis la développer ultérieurement pour éviter certains problèmes.

Contrôle d'impédance

Si vous prévoyez d'intégrer Bluetooth, Wi-Fi et les technologies associées sur votre PCB, il est essentiel de définir l'impédance en conséquence.

L'impédance du PCB dépend de plusieurs facteurs, notamment la largeur des pistes, le matériau de pré-imprégnation et le masque de soudure. Il est essentiel d'avoir un contrôle d'impédance approprié pour optimiser les performances de l'antenne sans fil.

Cependant, comme la plupart des fabricants ne fournissent pas d'impédances contrôlées, cela représentera une dépense supplémentaire.

Tailles des trous

Déterminer la bonne taille de trou sur votre PCB est critique. Les trous permettent de créer des connexions électriques verticales entre les couches de cuivre. Bien que de petits plots puissent vous faire économiser de l'espace (donc du coût), cela pourrait compliquer le processus pour le fabricant.

De plus, des trous trop petits impliqueraient des tolérances plus serrées et pourraient créer plus de déchets, vous coûtant ainsi plus cher.

Ici, la meilleure approche est de maintenir l'équilibre et d'opter pour des trous dans la plage de 0,2 à 0,3 mm.

Masque de soudure

Une couche de polymère de type laque est appliquée sur les pistes de cuivre d'un PCB. Elle empêche la formation de ponts de soudure et élimine toute possibilité de courts-circuits.

Indubitablement, les masques de soudure sont essentiels. Si vous devez concevoir un PCB à faible coût, vous ne pouvez choisir que le type de masque de soudure et la méthode d'impression.

Il existe de nombreux types de résistances de soudure PCB, tels que :

1. Époxy liquide

2. Imagerie photosensible liquide

3. Imagerie photosensible de film sec

4. Masques supérieur et inférieur

Vous pouvez choisir selon la conception spécifique de la fonction du PCB. Si vous avez besoin d'une aide particulière, vous pouvez nous contacter, et nous serons heureux de vous fournir des services pour choisir le plus adapté.

Respecter les tailles standard de l'industrie

Si maintenir les coûts au minimum est l'un de vos principaux objectifs pour le prototypage PCB, il est recommandé d'éviter de réinventer la roue. Respectez autant que possible les tailles standard de l'industrie.

Car la plupart des fabricants suivent ces tailles standard et ont leur équipement adapté à ces exigences. Si vous exigez quelque chose de non standard, le fabricant devra faire des efforts supplémentaires, ce qui impactera négativement le coût du PCB personnalisé.

Sélection des composants principaux

Pour un prototypage efficace, vous devez avoir une idée claire des composants électroniques (capteurs, puces, afficheurs, connecteurs) que vous souhaitez déployer. Le prix cible du produit final jouera également un rôle important.

La meilleure approche consiste à créer un diagramme de blocs associé pour assurer une cohérence naturelle aussi détaillée que possible.

Vous pouvez utiliser un logiciel de conception PCB pour la conception préliminaire et avoir un document initial pour la mise en page du PCB. Ainsi, certains calculateurs PCBA peuvent être utilisés pour calculer le coût rapidement.

Conception du circuit

Une fois que vous avez une idée de base de ce qui est nécessaire et d'autres attentes, il est temps de créer un diagramme schématique de la conception. Vous pouvez utiliser des applications de conception pour faciliter cette tâche. Ce diagramme vous fournira également une compréhension plus approfondie de la manière dont les différents composants se connecteront entre eux.

Une fois que vous avez conçu un schéma préliminaire, contactez-nous chez WELLPCB, et nous pourrons vous donner tout ce que vous voulez savoir sur cette carte.

PCB à faible coût – Nomenclature (BOM)

Une fois la fabrication des PCB terminée, il y a de fortes chances d'échecs de mise en page, ce qui peut aller loin en affectant négativement la fonctionnalité du produit final. Une fois la mise en page du PCB terminée, c'est le bon moment pour générer la nomenclature des matériaux. Elle peut être créée automatiquement via le logiciel de conception schématique. La proposition comprend le numéro de pièce, la quantité et d'autres spécifications.

Vous pouvez ensuite analyser la nomenclature et voir ce qui coûte le plus cher pour une analyse et une amélioration futures.

PCB à faible coût – Expérimenter et répéter

Récupérez le PCB auprès du fabricant et évaluez-le correctement. Il est probable que votre PCB ne réponde pas à vos exigences. Ne soyez pas surpris. Les choses ne se passent pas toujours comme prévu.

C'est le moment où vous devez peser vos options soigneusement et travailler sur votre PCB pour le déboguer.

Cette partie peut vous coûter beaucoup de temps, mais je pense que cela en vaut la peine car vous pouvez trouver des problèmes et les résoudre. Cela est lié à la fonction du PCB fabriqué.

Conclusion

Voici comment vous pouvez concevoir un prototype de PCB à faible coût. La clé est de respecter les normes de l'industrie et de suivre les meilleures pratiques pour maintenir les coûts des circuits imprimés au minimum.

De plus, votre fabricant de PCB joue également un rôle important. Choisissez celui qui accueille les commandes de prototypage de tout cœur et offre des prix raisonnables. Il doit également proposer des remises et être équipé des bons outils pour simplifier la fabrication.

Quelles sont vos opinions sur ce sujet ? Comment assurez-vous un prototypage facile à des prix budgétaires ? Faites-le nous savoir dans les commentaires ci-dessous.