PCB設(shè)計(jì)：如何在成本和性能上做好平衡

在設(shè)計(jì)PCB時，您會遇到一種情況。我應(yīng)該按成本設(shè)計(jì)還是按價值設(shè)計(jì)？有人可能認(rèn)為這兩種電路板設(shè)計(jì)選項(xiàng)之間的差異很小。盡管成本確實(shí)是兩者的一個因素，但存在明顯的差異，這將對電路板的設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)生重大影響。讓我們從這些角度看一下每種觀點(diǎn)，然后將能夠回答設(shè)計(jì)對成本還是設(shè)計(jì)對價值更好的問題。

PCB設(shè)計(jì)到成本

有時，一個短語可以準(zhǔn)確反映其描述的過程。PCB設(shè)計(jì)按成本就是這種情況。實(shí)施此策略時，目標(biāo)是使電路板的單位成本最低。實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的最有效方法是在整個開發(fā)過程中應(yīng)用最低的成本標(biāo)準(zhǔn)。這意味著在設(shè)計(jì)PCB時要降低制造成本。遵循以下建議將有助于您最大程度地降低制造成本。

如何按成本設(shè)計(jì)：

l選擇最便宜的組件

在大多數(shù)情況下，適合您的設(shè)計(jì)的組件有很多選擇，成本和質(zhì)量的范圍可能很大。但是，當(dāng)使成本成為最重要的因素時，您很可能不得不犧牲質(zhì)量。

l使您的設(shè)計(jì)最小化

您的設(shè)計(jì)越復(fù)雜，制造起來就越困難，成本也就越高。跡線的數(shù)量和大小，通孔的層和類型都會增加復(fù)雜性。例如，焊盤內(nèi)通孔比其他通孔選項(xiàng)更困難，而埋入式和盲孔則更昂貴。

l選擇最便宜的板材

用于高頻，高功率和高溫操作的材料通常比通用材料（例如基礎(chǔ)FR4）貴。當(dāng)電路板材料不可避免地昂貴時，將層數(shù)最小化也可以降低成本。您選擇的表面處理也會增加成本。

上面的列表并不包含所有內(nèi)容，但確實(shí)提供了指導(dǎo)設(shè)計(jì)決策的重要原則。

PCB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)價值

PCB設(shè)計(jì)到成本是一種簡化的設(shè)計(jì)策略，因?yàn)閷?shí)際上只有一個標(biāo)準(zhǔn)可以指導(dǎo)您的決策。另一方面，按價值設(shè)計(jì)是一個涉及更多的過程，因?yàn)槟繕?biāo)是設(shè)計(jì)您的電路板，以使制造和組裝的結(jié)果具有最佳的性價比。實(shí)施此策略要求您的決策更多地取決于您的PCB是否能可靠地滿足客戶的需求。

與按成本設(shè)計(jì)方法相比，按價值設(shè)計(jì)可能會導(dǎo)致更高的總體制造成本，但最終，您的電路板應(yīng)具有更高的質(zhì)量，并更符合客戶的需求。在設(shè)計(jì)過程中遵循以下準(zhǔn)則將有助于您生產(chǎn)出最佳產(chǎn)品。

如何設(shè)計(jì)成價值：

l選擇最好的組件

根據(jù)您的客戶，可能有多個注意事項(xiàng)應(yīng)指導(dǎo)您選擇組件。顯然，該組件必須能夠執(zhí)行其預(yù)期的功能，但它還必須在其預(yù)期使用的設(shè)備的整個生命周期中可靠地連續(xù)執(zhí)行。此外，重要的是要確保有足夠數(shù)量的組件可用于將來的生產(chǎn)。而且在某些情況下，必須對供應(yīng)鏈進(jìn)行驗(yàn)證，以最大程度地減少假冒或劣質(zhì)組件出現(xiàn)在您的電路板上的可能性。這些要求使您必須將貨源限制在符合這些條件的分銷商處。

l使您的設(shè)計(jì)最小化

正如設(shè)計(jì)到成本一樣，最好最大程度地降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。該目標(biāo)必須與其他因素（例如，電路板尺寸的限制）保持平衡，這可能意味著需要額外的層和過孔來滿足信號走線的需求。

l根據(jù)板子類型選擇材料

在選擇電路板材料時，最重要的因素是電路板是否能夠在將要部署的環(huán)境中保持其完整性。因此，板的類型對于選擇最佳材料至關(guān)重要。例如，要在其上傳播高頻信號的電路板需要特別考慮介電常數(shù)。

此設(shè)計(jì)策略受客戶需求驅(qū)動，但成本是一個因素。在實(shí)現(xiàn)所需質(zhì)量的成本水平（例如將設(shè)計(jì)與精益制造工藝結(jié)合使用時）可獲得最佳價值。

如何在PCB設(shè)計(jì)成本與設(shè)計(jì)價值之間進(jìn)行選擇

現(xiàn)在，我們已經(jīng)考慮了PCB設(shè)計(jì)到成本和設(shè)計(jì)到價值的關(guān)鍵屬性，我們可以解決以下問題：設(shè)計(jì)到成本還是設(shè)計(jì)到價值更好。為此，我們需要定義一個通用指標(biāo)，通過該指標(biāo)我們可以比較這兩種策略。最好的使用方法可能是投入回報率或ROI。產(chǎn)品開發(fā)的投入回報率可以通過以下公式定義：

投入回報率=實(shí)現(xiàn)的利潤（t）/開發(fā)總成本

實(shí)現(xiàn)的利潤（t）是一段時間內(nèi)的總利潤。該時間段應(yīng)為產(chǎn)品銷售的整個時間段，具體時間因產(chǎn)品而異。開發(fā)成本包括設(shè)計(jì)和制造成本。這些成本最初較高，但在設(shè)計(jì)完成后急劇下降。對于設(shè)計(jì)到成本，初始成本通常會低于設(shè)計(jì)到價值；但是，質(zhì)量更好的產(chǎn)品通常會在市場上停留更長時間，并產(chǎn)生更多的總利潤。

創(chuàng)造既具有最佳功能又具有成本效益的產(chǎn)品可能會很麻煩。從設(shè)計(jì)到成本的PCB設(shè)計(jì)需要更少的支出，但產(chǎn)生的回報也更少，而從設(shè)計(jì)到價值的設(shè)計(jì)則相反。從客戶的角度來看，在大多數(shù)情況下，產(chǎn)品的質(zhì)量將是最重要的因素，并將決定他們購買的產(chǎn)品數(shù)量和獲得的項(xiàng)目獎勵。