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课堂风采|12.22 SMT贴片、插件DIP与PCB成本分析
2019-12-23

PCB常见设计方案揭秘
1、单层板还是双层板?
2、是全直插还是直插加贴片?
3、工厂是否支持红胶工艺?
 
转换成实际问题,就是主流的设计生产方案
 
方案一全直插件,单面板
 
成本分析:手工插接,过一次波峰焊。
 
最早的电源都是这么设计的,毕竟那个时候,波峰焊和回流焊其实都还不普及,人家是用的最传统的锡锅。

 

 

全插件+单面纸质PCB版,几乎就是过去那个时代的一个时代印记,现在已经用的很少了。
 
方案二贴片+插件,贴片和插件一个面
 
成本分析:先过一次回流焊,再过一次波峰焊。

 

 

 

一台回流焊 + 一台波峰焊,其实是许多公司生产流水线的标配,所以这种方案设计的电源也是最容易被生产出来的产品。
 
方案三贴片+插件,贴片在底面,插件在顶面
 
成本分析:先做回流焊,焊接贴片元器件;然后制作治具,遮挡贴片元器件;最后再“拜访”插接件,过波峰焊。
 
这样的话成本就是:波峰焊+回流焊+治具成本。

 

 

图片中就是所谓的治具,通过一块特殊的挡板,把贴片元器件挡住,只让直插件的引脚露出,然后进行波峰焊接。但是前提条件是贴片元器件和直插件的距离足够的远,而且这块治具的成本并不低。
 
但实际上,由于现代电源对体积的要求都很紧凑,无法让贴片元器件和直插元器件的引脚保留足够的治具隔离空间。常见的做法是通过红胶,先把贴片元器件黏在线路板反面,然后摆放插件,最后统一过波峰焊。
 
这样的话成本就是:红胶成本+波峰焊。

 

 

之所以这样做的原因是因为便宜,当然前提条件是你们工厂有红胶机这么一台设备。
 
方案三也是现代电源制作,最常用的生产方案
 
当然如果公司没有红胶机,那么就得选择方案二了,一遍回流一遍波峰焊。方案二相对于方案三,由于贴片元器件和直插元器件都在一个安装面上,所以会特别占PCB面积,这样也就间接对电源工程师的布板能力提出了要求。
 
PS:方案三还有一种更抠的办法,就是制作单面板,其他都不变。优点是可以节约一点PCB的单价,缺点是布线更加困难了。

 

 

大家应该也注意到了,这块板子是需要飞线的。飞线其实也是一个定制件,而且不方便用机器插接,所以建议大家还是直接用双面板就是了,毕竟现在双面板的成本并不是很高。
 
方案四两面贴片+直插件
 
方案四绝对是土豪方案啊,不在乎成本的设计可以考虑这样制作。
 
成本分析:方案四的成本主要是在方案三或者方案二的基础上多了一次热回流焊。
方案五两面贴片方案
 
成本分析:两次回流焊+贴片元器件的价格增益。
 
这个方案用的人很少,原因也很简单,因为之前就已经提到了,开关电源寸土寸金的地方,贴片电容的占用面积要远大于直插件,而且不容易买。
 
不能使用插件引脚的过孔实现上下板层的连接,所以会凭空多出很多过孔。当然这样的方案也有它的好处,那就是产品的可靠性高,因为全贴片是有机会完全摆脱人工的一种生产手段。
 
这就是现代电源最常用的五种方案了。
 
方案一 二 三都是现在很常见的设计方案,具体如何决策,就看你和工厂之间的协调了。

 

 

贴片电容的底座占空间非常厉害。
 

详解PCB板价格是如何估算?

PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就一起谈论一下PCB价格的组成因素。

一、PCB所用材料不同造成价格的多样性

普通双面板为例,板料一般有FR4(生益、建滔、国纪,三种价钱由上而下),板厚从0.2mm到3.0mm不等,铜厚从0.5oz到3oz不同,所有这些在板料一项上就造成了巨大的价格差异;在阻焊油墨方面,普通热固油和感光绿油也存在着一定的价格差。

二、表面处理工艺不同造成价格的多样性

常见的有:OSP(抗氧化)、有铅喷锡、无铅喷锡(环保)、镀金、沉金还有一些组合工艺等等,以上工艺价格越往后越贵。

三、PCB本身难度不同造成的价格多样性

两 种线路板上都有1000个孔,一块板孔径大于0.2mm与另一块板孔径小于0.2mm就会形成不同的钻孔成本;如两种线路板其他相同,但线宽线距不同,一 种均大于4mil,一种均小于4mil,也会造成不同的生产成本;其次还有一些不走普通板工艺流程的设计也是加收钱的,比如半孔、埋盲孔、盘中孔、按键板 印碳油。

四、铜箔厚度不同造成价格多样性

常见铜铂厚度有:18um(1/2OZ),35um(1OZ),70um(2OZ),105um(3OZ),140um(4OZ)等,以上铜箔厚度越往后越贵。

五、客户的品质验收标准

常用的是:IPC2、IPC3、企标、军标等等,标准越高,价格也会越高。¬

六、模具费与测试架

(1)模具费用,样板跟小批量的话一般板厂是采用的钻铣外形,就不会另外加收铣边费,在做大批量时就要求开模具冲板,这样就有一套模具费用,板厂一般报价在1000人民币往上。

(2)测试费:样板一般采用飞针测试,板厂一般收取测试费100-400元不等;批量就要开测试架来测,测试架一般板厂的报价在1000-1500元之间。¬

七、付款方式不同造成的价格差异

到账时间越短的付账方式,如现金付款,价格会比较低。

八、订单量/交期

(1)数量越少,价钱相对就越贵,因为就算是做1PCS,板厂也得做工程资料,出菲林,哪个工序都少不了

(2)交期:交付给PCB工厂的数据要齐全(GERBER资料,板的层数,板材,板厚,表面处理做什么,油墨颜色,字符颜色以及一些特殊要求要写清楚)

通过以上论述不难看出,PCB加工价格的多样性是有其内在的必然因素的,本文仅可提供一个大致的价格范围,以供参考,具体价格当然还是和厂家直接联系。

对于PCB我们有一套估价公式(即板材利用率方式)具体如下:

以1平方米板材为基准其尺寸为1020mm*1020mm

假设需估价PCB长为L,宽为H. 那1平方米基材可生产此板

数量为(1020/L+5)*(1020/H+5)=Z(即为排版数量)

Unit price =X/Z

X即为以下价格:

材料:

1L FR-1 每平方米价格(含加工费): 130RMB

2L FR-4每平方米价格(含加工费):430RMB

4L FR-4每平方米价格(含加工费): 720RMB

6L FR-4每平方米价格(含加工费): 1200RMB

8L FR-4每平方米价格(含加工费): 1800RMB

10L FR-4每平方米价格(含加工费): 3500RMB

12L FR-4每平方米价格(含加工费): 5500RMB

板层数:

2层板第一次单价=(长*宽*0.12*数量+长*宽*0.12*4+80)/数量

2层板第二次单价=(长*宽*0.12*数量+80)/数量

四层板1次单价=(长*宽*0.6*数量+长*宽*0.12*6+1500+300)/数量

四层板2次单价=(长*宽*0.6*数量+300)/数量

六层板1次单价=(长*宽*0.8*数量+长*宽*0.12*8+1800+300)/数量

六层板2次单价=(长*宽*0.8*数量+300)/数量

就这样,多的话去找厂家谈!

PCB价格估算

PCB是把板的面积乘以以下的单价计算的,可供大家参考:

工艺:

一般单面喷锡:0.035/平方M

双面喷锡:厚度1.2以上的是0.45/平方M

1.2以下的是0.41/平方M

双面镀金:厚度1.6以上0.48/平方M

1.6以下0.45/平方M

PCB报价有样板和批量板报价

样板报价分有普通样板和快板

普通样板的交期看层数而定,单面一般一天就可以了,双面一般三天,多层就要几天到十天这些了。

报价是单面工程费150元+制板费0.04元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

双面板工程费250元+制板费0.05元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

四层板工程费600元+制板费0.01元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

看板的难度而定,有些厂也会加上测试费.测试费一般是0.002元/点

快板的交期短一些.但会在普通板的基础上加多一项加急板.双面一天加急深圳一般收200-400元/款,四层三天加急是600-1000元/款.六层三天加急是800-1000元/款

批量分有小批量和大批量

小板量的单价比大批量的高很多.比如双面1.6MM的板大批量做是450元/平方米就可以了.小批量的话不做到500元/平方以上可能PCB加工厂家都不会很乐意接单做。

小编带你一起来看看2019年亚采商学院008期部份优秀学员课后感:

学员曾辉:

大家好,以下是我今天的学习收获和体会,请大家指正。

1. 学习PCB设计及工艺的意义。帮助采购可以更有效果和更有效率的进行内外部沟通。以便更好进行成本管理,交期管理,供应商管理和新项目支持。很多采购都知道成本是设计出来的。但是怎么样与研发沟通解决这个问题始终无法落地。销售对付采购有系统的理论和成套的方法,但是很多采购空有一身正气但是无法帮助公司解决面临的困难。学习技术知识有利于采购解决这些问题。

 

2. 进行PCB厂现场审核有两个点需要特别关注。仓库里面PCB的板材和产线上FQC工位。这可以帮助我们了解供应商工艺能力和质量控制能力。

 

3. 当需求紧急时可以看PCB厂的IT系统了解生产我们订单的工单目前的工序。同时与用反推的方法我们得到的目前应该的工序对比看两者是否匹配。避免出现"供应商给我确认订单的时候回复交期是XX号,我也每天问他们,他们一直回复可以按计划交货没问题。结果现在快到时间了才告诉我们交不了货了"这一情况。

 

4.PCB主要生产工艺。开料-内层制作(与外层制作工艺一致)-层压-钻孔-沉铜-板电-线路图形转移-图形电镀-蚀刻(以上3点有正片工艺和负片工艺两种)-阻焊制作-文字丝印-表面处理(沉金,噴锡,OSP等等)-外形-电测试-FQC-包装-测试 

 

5.影响PCB的价格因素 A:板材(板厚,铜厚,玻璃化温度,胀缩特性,表面粗糙度,品牌 PP消耗数量B:孔数量 C:表面处理方式D:工艺能力(线宽,线距,阻抗,金手指)E:阻焊颜色,厚度 F:与供应商的商务条款 G:供应商销售策略。有些设计可以和研发沟通来降低成本。比方说82阶板能否改为81阶板,61阶板能否改为通孔板。

 

6. PCBASMT线,如果板子比较复杂或者贴片的元器件很小,可以在锡膏印刷机,SMT贴片机和回流焊的后面各加一台AOI  7. 回流焊是整体加热,而波峰焊(预热前需喷涂助焊剂)是板子的下面温度高。

 

学员彭丹:

课后总结:

  1. 六层HDI生产的主要流程:开料--内层线路--内层AOI--压合(一次)--钻孔(埋孔)--电镀--树脂填孔--次外层线路--次外层AIO--压合(二次)--激光钻孔(盲孔)--机械钻孔(通孔)--电镀--外层线路--外层AOI--防焊--字符--表面处理--成型--测试--OSP--FQC--包装

  2. 课程结合自己后续要注意的问题:1).拜访审厂时,重点关注供应商板材、各生产工序使用的设备、成品的良率等,来评估它的成本、质量和供货,同时可以估计到它的客户群体; 2).研发要打样时,提前跟内部工程询问清楚有什么特殊要求,再跟板厂确认是否有这些制成控制能力,充当好有效率的桥梁;3).量产追板遇挫时,要重点了解板厂产能的瓶颈、设备状况、板材情况等,对症快速找到解决办法。

  以上是我的总结,谢谢胡老师,让我学到很多方法~

学员谢世军:

大家好,以下是我课程总结,请大家指正。

1. 结合上一节课的课程学习加上今天学习的PCB设计及工艺的意义。作为采购的我们在采购一款产品上既要进行内外部的沟通也要通过对产品的选型,成本,供应商的价格对比,交期等等来作为依据!胡老师今天讲的逻辑思维更多的是让了解PCB板以及IC的生产工艺当中产生的问题作为采购的我们结合自已公司本身的实际问题来解决。

 

2.PCB主要生产工艺当中,倒是我对于PCB打样避免资料问题需认真核对PCB文件资料,慎重选择打样数量,有效控制成本。b.进行工艺核准,与厂家的工艺进行工艺配置以及打样注意的事项沟通,提前预防事故发生。c.跟工程师确认器件的封装,避免错误以及进行电气检查提升PCB板的电气性能等。

 

3.学无止境。胡老师讲解的从电子元器件的基础认识到PCB板的工艺技术以及SMT贴片,插件DIP工艺流程等等,首先明确的是我们作为采购本身的职能开班李老师分享的就是采购产品,让供应商在交期内交货,让公司在最好的价格下,产品质量过关达到双方互赢互利互惠。

 

学员钱婷婷:

大家好,以下是我本次的课程总结。

1. 此次课程通过分析了PCB板的生产工艺,大致给定了生产的周期,同时在跟进交期时可以通过确定所处的生产工序从而预估交期

2. 针对公司内部同事(工程师、PMC)提出的部分要求,需要先进行实际需求的了解、识别、物料主要参数值、工艺要求等,再沟通确定选择的供应商,做完整计划

3. 即便IC的生产与我们无直接联系,但是了解原厂的情况有助于应对突发状况的发生(原厂地区发生不可控因素时,可以及早做好备货 找替代品)

因本身对这方面知识了解不多,我能得到的启发有限希望能借鉴到同学们好的观点

感谢胡老师对电子料的专业讲解!祝老师同学们平安夜快乐,一生平安。

 

学员樊云燕:

课后总结:

1、结合公司产品了解到的6HDI工序:开料L3-L4层:内层线路内层蚀刻内层检验)L2-L5层:一次层压钻埋孔除胶渣一次沉铜板电镀一次线路一次图形电镀铜一次蚀刻一次检验棕化树脂塞孔内层半成品)L1-L6层:二次层压一次棕化减铜一次激光打孔除胶渣一次电镀填孔二次棕化减铜钻孔除胶渣沉铜板电镀外层线路图形电镀铜外层蚀刻中间检查阻焊字符→X-RAY打靶二次钻孔钻沉头孔1→沉金一次外形测试外形测试水洗→FQC→FQA→包装出货);

 

2PCB主要注意的问题:一是确定内部的真实需求,二是外部选择合适的供应商,供应商制程能力是否满足本行业的需求(如:线宽线距,阻焊黑色是否能一致,外形公差,PAD到边的距离公差,NPTH孔径公差,测试机能满足多少测试点,锣边设备等等)

以上是我昨天学习的收获,感谢胡老师的专业讲解。

 

学员苏娟:

课程总结:

1:采购对各电子料的生产工艺不熟悉,会影响成本,交期,品质,是否能找到更质优价格低的代替品。同时和研发沟通时采购必须要具备的专业知识便于高效沟通。

 

2:PCB板的主要生产工艺及IC生产工艺详细过程详细讲解,有利于量产时出不来货,马上能知道生产瓶颈在哪里,知道怎么去快速解决。以及在实际审厂时,特别要关注的几点:审厂时,在供应商的仓库看材料,车间设备,成品的良率等来预估成本,品质是否能与公司要求相匹配。同时也要关注供应商的原材料供应商,以防出现不可抗因素导致无法供货时,能马上做出反应,及时做出调整。

   还有不懂的需要多学习,谢谢胡老师的细心讲解,让我受益匪浅!


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