Стоимость печатных плат. Сильно ли она выросла за последнее время?
По нашему опыту стоимость печатной платы в редких случаях превышает и 10% от стоимости всего изделия, однако именно на ней лежит наибольшая ответственность за функционирование электронного устройства.
Давайте посмотрим на рынок электроники за последнее время. Везде наблюдается динамика роста цен:
- оборудования на 40-50%;
- компонентов в разы, часто в 2-4 раза;
- материалов на 20-40%;
- зарплат на 20-30%.
Тем временем стоимость печатных плат увеличилась не более чем на 10-20%. И это в условиях непрерывной минитюаризации и все больше возрастающей функциональной нагрузки на ПП, что не может не сказываться на процессе производства. Не стоит забывать и про то, что в современных реалиях есть и сложности с логистикой, которая оказывает непосредственное влияние на конечное формирование стоимости плат.
Далее мы обсудим с вами на каком этапе происходит основное формирование стоимости, а также какие именно параметры ПП влияют на цену.
На каком этапе происходит основное формирование стоимости?
Где же формируются основные затраты на ПП? Основная часть закладывается на этапе идеи и последующего ее проектирования: здесь важную роль сыграет и сложность, и размеры, и используемые технологии — все это «сильные» факторы стоимости. Здесь, как правило, отсутствует линейная зависимость при выборе тех или иных параметров — каждое последующее усложнение в проекте увеличивает стоимость ПП. Но, стоит еще раз повторить, что в тоже самое время в большинстве случаев в таком проекте используется и более дорогая компонентная база, поэтому и повышение стоимости изготовления ПП оказывается совсем не значительным в разрезе общей стоимости изделия. Складывается ситуация: вроде бы цена на ПП растет, но на самом деле ее значимость оказывается все меньше и меньше. А вот значимость ответственности самой платы и требований к ее качеству наоборот — становится все выше.
Следовательно, крайне важно подойти к изготовлению ПП максимально ответственно, должным образом контролируя качество. Важную роль тут сыграет САМ-подготовка: именно на этом этапе можно избежать большей части ошибок и сформировать полный список требований к последующему изготовлению. А последующая инспекция качества на всех этапах производства позволит закрепить результат и не пропустить брак или отступление от заявленных требований. Да, это дороже, порой существенно, однако эти затраты могут дать значительную экономию в будущем, так как практически исключают возможный брак не только самой ПП, но и, как мы и говорили в самом начале, всего изделия в целом.
В разрезе стоимости конечного изделия стоимость печатной платы не так значительна, но она — очень важный элемент его функционирования, а соотношение расходов на ее изготовление и возможных финансовых потерь из-за экономии на этом несоизмеримо.
Какие параметры печатной платы формируют ее стоимость?
- Дизайн ПП
Довольно часто плохой дизайн, неправильно выбранные материалы, неоптимальное проектирование панелей и т. д. возникают на ранней стадии из-за недостатка знаний, отсутствия связи с поставщиком печатных плат или нежелания что-то менять. Когда мы сталкиваемся с критическим временем вывода продукта на рынок, иногда заказчик говорит на наши замечания: «Это не имеет значения, это всего лишь прототип, мы можем исправить это позже…» Однако, зачастую никаких изменений не происходит, так как после утверждения прототипов дизайн остается неизменным. Другой случай — плотная компоновка и трассировка могут повысить стоимость или даже сделать невозможным выполнение требований.
- Стекап
Не закладывайте избыточное количество препрегов и ядер, так как это тоже влияет на стоимость. Используемая структура также окажет влияние: совсем не тривиальные случаи, как правило, будут стоить дороже, т.к. производство с максимальной скоростью и качеством — это наибольшая стандартизация всех процессов.
- Мультизаготовка
Для экономии на материале старайтесь оптимизировать панелизацию. Зависимость тут не линейна, но чем больше размеры, тем выше коэффициент закладывается на производстве из-за возможных трудностей или отбраковки плат больших размеров (больше, чем 400-500 мм). Учтите, что при использовании больших тех. полей стоимость возрастает из-за большего расхода материала, старайтесь указать их оптимальные размеры. Подробные посты про панелизацию фрезеровкой и скрайбированием уже есть в нашем канале.
- Проводники и зазоры
Минимальные значения проводников и зазоров повлияют на выбор производства, которое может исполнить такие минимальные значения. Подбирайте значения исходя из задуманной функциональности и назначения платы. Например, избыточно закладывать минимальные параметры для платы с простой конструкцией. Технологические возможности производств различны, т.к. они специализируются на ПП различных типов, — это определяет и наличие определенного оборудования с использованием соответствующих технологий, и конечную стоимость.
- Существенное влияние окажет использование технологий производства: обычные многослойные или HDI.
Для второго пункта будет, как правило, использоваться отдельная категория производств с оборудованием, заточенным под производство HDI. Но и тут все может зависеть от объемов, т.к. не всегда HDI получатся дороже, что мы разбирали ранее.
- Класс производства по IPC: проверка соответствия классу 3 IPC чрезвычайно трудоемка и целесообразна только для самых требовательных продуктов. Не стоит путать с классом точности по ГОСТ.
- Материалы
Стоимость существенно зависит от используемого материала, особенно, если он редко используемый и есть минимальный объём закупи. Как и с проводниками и зазорами, тут также стоит необходимо оптимизировать выбор, исходя из функциональности и назначения платы. Например, мы уже разбирали вопрос всегда ли обязательно использовать материал FR-4 High Tg в платах, предназначенных для бессвинцовой пайки.
- Толщина меди
Если использование базовой меди 18/35 мкм ничего не добавляет, то при значениях выше 70 мкм происходит существенное повышение цены.
- Толщина ПП окажет существенное влияние на стоимость не только из-за сложностей в производстве и соотношения к используемым отверстиям, но и в логистике, т.к. может увеличивать ее стоимость до 50%.
- Возможное использование дорогих материалов в покрытии существенно скажется на стоимости, например, золото (речь про Hard Gold или Soft Gold).
- Финишное покрытие контактных площадок
Использование более дорогих покрытий, таких как иммерсионное золото или серебро, окажет влияние на стоимость, но не такое существенное.
- Специальные требования к маске
Например, стойкая к определенным веществам или указание нестандартного цвета.
- Забивка отверстий
Если 6 тип маской ничего не добавляет дополнительно к стоимости, то 6 тип смолой, 7 тип, забивка медью для microvia уже существенно влияют, особенно при малых объемах заказа.
- Переходные отверстия
В этом случае, опять же, идет использование определенного оборудования. Без необходимости не используйте малые диаметры (менее 0,25 мм) для отверстий.
- Контроль импеданса
Дополнительные операции по подготовке проводников к контролю импеданса, контролю допусков, изготовлению тест-купонов также добавится к стоимости ПП.
- Чрезмерные допуски
Более жесткий контроль отличных от требований в IPC допусков приведет к больше отбраковке, использованию специализированного оборудования и больших ресурсов производства.
Для оптимизации стоимости мы всегда рекомендуем следовать принципам DFM.
