Bagaimana Teknologi Berbeda Mempengaruhi Biaya PCB

Langsung Ke: Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Biaya PCB | Pilihan Bahan | Ukuran PCB | Jumlah Lapisan | Selesai (ENIG, HASL, dll.) | Ukuran Lubang | Jejak dan Ruang Minimum | Ketebalan dan Rasio Aspek | Spesifikasi Khusus atau Unik | PCB dengan Desain Berbeda

Teknologi PCB melibatkan tingkat kerumitan yang tinggi. Tergantung pada desain papan sirkuit, produksinya bisa lebih atau kurang mahal daripada rata-rata PCB. Jika PCB ditujukan untuk barang konvensional sehari-hari, biaya pembuatan papan itu sendiri harus jauh lebih rendah daripada harga papan yang dirancang untuk mesin berteknologi tinggi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biaya PCB

Tiga faktor yang paling mempengaruhi rincian biaya pembuatan PCB adalah jenis bahan, ukuran papan dan jumlah lapisan. Faktor lain yang juga dapat memengaruhi harga termasuk hasil akhir dan ukuran lubang, termasuk delapan lubang ini.

1. Pilihan Bahan

Bahan yang digunakan dalam papan sirkuit akan selalu mempengaruhi biayanya. PCB standar dilaminasi dengan bahan FR4, tetapi ini tidak akan cukup untuk papan yang diproduksi untuk penggunaan intensitas tinggi, seperti yang umum di industri kedirgantaraan dan bahan bakar.

Faktor-faktor yang dapat memengaruhi pemilihan material meliputi:

• Keandalan Termal : Akankah dewan mampu bekerja di bawah kisaran suhu yang diharapkan untuk tugas-tugas tersebut? Papan tertentu memerlukan bahan dengan peringkat termal yang lebih tinggi daripada papan standar.
• Keandalan Suhu : Dapatkah material menahan kisaran kondisi atmosfer yang diharapkan dalam pengaturan yang terkontrol tanpa terlalu panas? PCB yang ditujukan untuk operasi kerja suhu tinggi memerlukan bahan yang lulus pengujian ini.
• Perpindahan Panas: Akankah papan menahan beban berintensitas tinggi tanpa mentransfer tingkat panas yang tidak semestinya ke komponen yang terpasang dan berdekatan? Bahan yang tepat harus lulus tes ini untuk penggunaan yang dimaksud.
• Kinerja Sinyal: Akankah material memfasilitasi sinyal listrik yang tidak terputus sepanjang setiap siklus operasi mesin tertentu? Akankah sinyal tahan terhadap kisaran suhu yang diperlukan dan faktor lingkungan lainnya? Kekhawatiran ini merupakan bagian integral dari kinerja PCB.
• Properti Mekanik: Apakah bahan memiliki komposisi fisik yang cukup untuk menahan berbagai tekanan fisik yang masuk akal? Bisakah papan ditekan ke dalam slot yang rapat tanpa retak? Bisakah itu dijatuhkan beberapa kaki tanpa patah? Setiap PCB yang ideal untuk dijual harus lulus uji jatuh dan kriteria kinerja lainnya.

Sebagai aturan praktis, operasi yang melibatkan frekuensi yang lebih tinggi memerlukan bahan dengan tingkat yang lebih tinggi daripada FR4 standar. Dengan demikian, bahan yang digunakan dalam PCB microwave bisa 10 kali lebih mahal daripada bahan yang digunakan untuk papan dalam kalkulator atau perangkat genggam lainnya.

2. Ukuran PCB

Ukuran PCB dan penggunaan panelnya adalah dua faktor terpenting yang mempengaruhi harga. Ukuran papan umumnya akan ditentukan oleh jumlah sirkuit yang diperlukan untuk perangkat yang sesuai.

PCB dalam sesuatu yang sekecil jam tangan digital akan membutuhkan lebih sedikit komponen dan pada akhirnya lebih murah untuk diproduksi daripada PCB komputer atau laptop. Demikian juga, PCB di sebagian besar mesin industri akan lebih besar daripada papan yang terdapat di sebagian besar elektronik rumah.

Dalam pembuatan PCB, dimensi berikut adalah yang paling umum:

• 18 X 24″ (457 x 610mm)
• 18 X 21″ (457 x 533mm)
• 21 X 24″ (533 x 610mm)

Jumlah ruang yang dikonsumsi oleh komponen pada papan juga akan mempengaruhi harga. Memang, beberapa papan dirancang dengan lebih sedikit pertimbangan efisiensi dan biaya produksi.

Misalnya, PCB 18 x 24 yang berisi tiga kolom dan dua baris panjang penggunaan panel akan menjadi penggunaan ruang papan yang efisien karena komponen aktif akan menghabiskan sebagian besar keseluruhan panel. Sebaliknya, PCB 18 x 24 yang berisi satu kolom dan tiga baris akan kurang efisien karena marginnya akan lebih lebar, namun tetap mahal karena bahannya.

Pada akhirnya, dimensi desain PCB Anda akan menjadi salah satu faktor penentu utama dari harga keseluruhan. Bahkan jika Anda membuat PCB kecil dengan volume tinggi, biaya totalnya mungkin lebih rendah daripada PCB besar volume rendah.

3. Jumlah Lapisan

Faktor penentu lain dari harga papan adalah jumlah lapisan yang terlibat. Untuk alasan yang jelas, PCB dengan tiga atau lebih lapisan lebih mahal untuk diproduksi daripada papan yang hanya terdiri dari dua lapisan. Masalah harga dipengaruhi oleh jenis bahan yang digunakan dan ukuran papan itu sendiri. Secara keseluruhan, papan tebal dengan banyak lapisan membutuhkan lebih banyak pekerjaan untuk diproduksi.

Secara keseluruhan, kenaikan harga lapis demi lapis dapat dirinci sebagai berikut:

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

Beberapa peningkatan paling signifikan dalam biaya produksi terjadi setelah lapisan kedua ditambahkan ke papan. Dari sana, dua papan tambahan akan menaikkan biaya setidaknya sepertiga dari harga sebelumnya. Kenaikan harga biasanya tidak terlalu tinggi setelah desain melewati ambang batas delapan lapis.

Dengan setiap lapisan ditambahkan ke PCB, lebih banyak langkah produksi yang terlibat dalam proses laminasi. Ini membutuhkan lebih banyak waktu untuk mencapainya dan membutuhkan pasokan material yang lebih besar. Langkah-langkah yang terlibat dalam konstruksi papan multi-layer juga meningkatkan kemungkinan cacat produksi. Untuk mengimbangi kemungkinan biaya kesalahan, pembuat PCB akan sering memasukkan ini ke dalam kutipan pada produksi papan multi-layer.

Tergantung pada bahan yang digunakan dalam desain papan, Anda mungkin memerlukan lebih banyak lapisan untuk memastikan komposisi yang solid. Jika PCB diharapkan dapat menahan tekanan yang tinggi dan masih memiliki tingkat fleksibilitas tertentu, faktor-faktor ini akan sangat menentukan jumlah lapisan, serta materialnya.

4. Selesai (ENIG, HASL, dll.)

Faktor kecil yang perlu dipertimbangkan mengenai produksi PCB melibatkan biaya yang terkait dengan hasil akhir yang diberikan. Beberapa hasil akhir membanggakan nilai yang lebih tinggi dan menawarkan umur simpan yang lebih lama, sehingga menambah biaya produksi secara keseluruhan. Salah satu perawatan permukaan yang lebih umum dan berbiaya rendah adalah HASL, yang menawarkan kemampuan penyolderan yang baik tetapi dinilai tidak menguntungkan pada hitungan lain. ENIG, sebagai perbandingan, mendapat skor yang baik di sebagian besar kategori namun hanya menghasilkan sedikit perbedaan harga.

Setiap opsi perawatan permukaan menawarkan fitur unik:

• HASL: Solderabilitas
• LFHASL: Solderabilitas
• OSP: Solderabilitas
• Ag IMM: Solderabilitas, Al wire bondable
• IMM Sn: Solderabilitas
• ENIG: Solderabilitas, Al wire bondable, permukaan kontak
• ENEPIG: Solderabilitas, Al wire bondable, permukaan kontak
• Elek Au: Solderabilitas, Al/Au wire bondable, permukaan kontak

Jumlah lapisan juga dapat menentukan apakah hasil akhir memengaruhi harga produksi PCB hingga tingkat yang signifikan.

5. Ukuran Lubang

Salah satu faktor penting, jika tidak krusial, yang dapat mempengaruhi biaya produksi PCB adalah ukuran lubang di papan. Biaya yang terkait dengan lubang juga dapat ditentukan oleh jumlah lubang yang dibutuhkan untuk papan, serta jenis bahan dan ketebalan lapisan yang dibor. Secara keseluruhan, lebih banyak lubang membutuhkan lebih banyak pekerjaan, terutama jika lubang yang dimaksud sulit untuk dibor karena kecilnya dan ketebalan papan.

Ukuran lubang pada desain papan adalah penentu harga yang paling penting di area ini. Jika lubangnya sangat tipis, mereka akan membutuhkan alat khusus untuk membuatnya. Misalnya, lubang yang memiliki diameter sehelai rambut akan lebih sulit dibuat daripada lubang yang sama dengan diameter lubang sekrup biasa. Lubang seperti itu membutuhkan lebih banyak pekerjaan dan keahlian khusus untuk diselesaikan.

Apakah lubang berukuran biasa atau mikroskopis, harga produksi papan juga dapat dipengaruhi oleh jumlah lubang yang terdapat dalam desain tertentu. Jika papan berisi lusinan lubang, fitur ini akan ditambahkan ke harga karena kerja ekstra yang terlibat.

Faktor terkait lubang tambahan yang dapat memengaruhi harga produksi PCB adalah ketebalan material dan jumlah lapisan yang terdapat dalam desain papan. Jika papan terdiri dari 10 lapisan atau lebih, pengeboran lubang akan menjadi tugas yang lebih memakan waktu karena ketebalannya. Jika bahannya sangat kuat dan sulit untuk dibor, ini juga akan mempengaruhi harga.

6. Jejak dan Ruang Minimum

Agar arus dapat ditransfer pada PCB tanpa ancaman panas berlebih dan kerusakan pada papan, harus ada lebar jejak yang cukup dalam desain papan. Pada papan dari semua ukuran, ada korelasi sederhana antara lebar jejak dan daya dukung. Bagian dari yang pertama akan menentukan yang terakhir. Selain itu, penampang melintang berkorelasi dengan ketebalan tembaga.

Harus dicatat bahwa daya dukung jejak tidak selalu sesuai dengan ruang penampang. Faktanya, jumlah arus yang dapat ditahan oleh jejak, secara maksimal, tidak dapat dengan mudah dihitung, terlepas dari lebar jejak atau kenaikan suhu. Daya dukung arus juga dapat dipengaruhi oleh bantalan, vias, dan elemen papan lainnya.

Di papan dengan banyak bantalan, Anda mungkin menemukan jejak kapasitas luar biasa. Jika hal ini tidak diperhitungkan dalam proses penyolderan, area penampang yang berlebihan dapat dibuat, dan lonjakan transien dapat terjadi.

Untuk menghindari situasi ini, pembuat papan akan memperbesar lebar jejak, jika memungkinkan. Sebagai alternatif, mereka dapat menambahkan topeng solder ekstra ke jejak yang mungkin rentan terbakar. Langkah-langkah ini dapat menambah harga produksi PCB.

7. Ketebalan PCB dan Rasio Aspek

Sampai saat ini, ketebalan PCB hanya memainkan peran kecil dalam biaya keseluruhan, meskipun semua itu mungkin berubah di tahun-tahun mendatang. Bahan yang lebih tebal bisa lebih mahal untuk diperoleh, dilaminasi, dan dibentuk menjadi papan sirkuit tercetak, terutama jika desainnya sendiri sangat rumit.

Bahan yang lebih tipis umumnya akan menempatkan rangkaian PCB ke dalam braket biaya yang sedikit lebih rendah karena lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk produksi yang ada. Biaya papan dalam hal ketebalan juga dapat dipengaruhi oleh jenis bahan yang digunakan dalam produksi tertentu.

Ketebalan standar untuk PCB adalah 1.6mm (0,063″). Belakangan ini, papan yang lebih tebal menjadi lebih mahal, meskipun tarif industri di seluruh dunia tidak pernah ditetapkan. Secara keseluruhan, tergantung pada produsen apakah papan yang lebih tipis 0,8 mm akan lebih murah atau sama dengan papan dengan ketebalan standar.

Harga papan yang lebih tebal bisa jauh lebih tinggi jika juga memiliki rasio aspek yang lebih besar. Jika papan terdiri dari beberapa lapisan karena ketebalannya dan memiliki dimensi yang lebar, papan akan membutuhkan lebih banyak material dan melibatkan lebih banyak pekerjaan dalam konstruksinya. Oleh karena itu, mungkin bukan ketebalan papan yang mempengaruhi biaya sebanyak pengukuran atau jumlah lapisan yang menambah ketebalan.

8. Spesifikasi Khusus atau Unik

Biaya pembuatan PCB juga dapat dipengaruhi oleh elemen desain unik dalam produksi tertentu. Jika Anda datang ke pembuat PCB dengan spesifikasi khusus, ini bisa menaikkan biaya produksinya, bahkan jika papan itu sendiri kecil dan hanya terdiri dari satu atau dua lapisan. Faktor penentu yang sebenarnya dalam hal ini adalah apakah fitur tersebut memerlukan alat atau keterampilan khusus untuk dicapai. Contoh spesifikasi khusus dapat mencakup:

• Tepi Berkontur : PCB dengan tepi membulat bisa lebih mahal untuk diproduksi, terutama yang memerlukan perutean sumbu-z.
• Pelapis Samping : Beberapa desain PCB menentukan tepi logam untuk meningkatkan kekuatan EMC.
• Kelonggaran Masker Solder: Jika diperlukan jarak dan ketebalan ekstra untuk masker solder, ini akan meningkatkan biaya.

Fitur khusus memerlukan keahlian khusus. Jika desain Anda melibatkan detail yang sulit untuk diproduksi dan bukan jenis detail yang biasanya dibuat oleh pembuat PCB, ini dapat membatasi jumlah orang yang dapat mengerjakan produksi. Ini, pada gilirannya, dapat menyebabkan produksi yang lebih memakan waktu. Jika keseluruhan produksi membutuhkan waktu tambahan untuk diselesaikan, papan Anda pada akhirnya akan lebih mahal.

Alat khusus sering diperlukan untuk desain papan yang unik. Jika papan membutuhkan banyak lubang dalam beberapa ukuran yang tidak biasa yang tidak sesuai dengan salah satu diameter standar, perusahaan yang menangani pesanan Anda mungkin perlu membeli instrumen yang diperlukan dan membebankan biaya yang diperlukan kepada Anda. Sebagai alternatif, Anda mungkin diminta untuk menyediakan alat yang diperlukan untuk permintaan desain khusus. Ini adalah perjanjian yang harus ditetapkan sebelum kontrak apa pun dengan pembuat PCB.

Untuk menghindari biaya yang sangat tinggi yang mungkin berasal dari permintaan desain PCB yang unik, hitung potensi harga desain Anda sebelum produksi. Tentukan spesifikasi khusus desain dan langkah-langkah yang diperlukan untuk mewujudkannya. Pastikan detail ini dipahami oleh pembuat PCB untuk menghindari trial and error yang mahal.

PCB dengan Desain Berbeda dari Millennium Circuits Limited

Sifat material PCB dapat secara signifikan mempengaruhi biaya perakitan, seperti ukuran papan dan jumlah lapisan yang terlibat. Untuk menjaga biaya pada tingkat yang wajar, sebaiknya buat perbandingan bahan PCB terlebih dahulu untuk melihat mana yang paling cocok untuk desain Anda.

Di Millennium Circuits, kami bekerja dengan setiap pelanggan untuk memastikan mereka mendapatkan papan yang mereka butuhkan, dengan cara yang mereka butuhkan. Hubungi kami hari ini untuk mendapatkan penawaran untuk spesifikasi Anda.