如何減少FR4的制造成本？

我節(jié)儉的本性意味著我往往是一個(gè)慢購(gòu)物者。我不經(jīng)常去商場(chǎng)，但是當(dāng)我這樣做時(shí)，我花了太多時(shí)間來(lái)衡量?jī)蓷l不同牛仔褲的成本和收益。這種神經(jīng)質(zhì)行為可能會(huì)惹惱你的配偶，但是當(dāng)你在討論PCB中使用哪種材料和電路板厚度時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)質(zhì)。

大多數(shù)設(shè)計(jì)師認(rèn)為與FR4 PCB相關(guān)的制造成本是相當(dāng)簡(jiǎn)單的考慮。如果我將電路板的厚度加倍，那么理想情況下我應(yīng)該將制造成本加倍。但是，一旦你開始考慮真正的設(shè)計(jì)考慮因素，這個(gè)倍增的想法并不總是成立。

當(dāng)談到你的PCB制造商時(shí)，你必須考慮電路板的許多方面，以確保你的銅，焊接掩模和其他材料得到正確應(yīng)用。不要因?yàn)槿狈χR(shí)而削減PCB制造的成本和效率，學(xué)習(xí)如何使用您想要的材料制作印刷電路。

FR4制造成本

FR4板的制造成本是板厚的線性函數(shù)。如果增加電路板的厚度，通常會(huì)使制造成本增加一定比例。一旦您開始考慮多層板中存在過(guò)孔，PCB中存在的層數(shù)以及制造步驟，就制造成本做出如此廣泛的陳述變得更加困難。

更高的寬高比通孔需要更長(zhǎng)的鉆孔時(shí)間并增加鉆頭上的工具磨損。印刷電路板，尤其是多層PCB，面積較小，也往往要求任何通孔的直徑較小，以適應(yīng)所需的連接數(shù)量。

這兩個(gè)因素都會(huì)降低產(chǎn)量，從而增加制造成本。選擇整體更薄的板會(huì)降低給定通孔直徑的通孔縱橫比，并且可以降低整體制造成本。在高速移動(dòng)設(shè)備中使用的具有HDI路由的更薄的板需要大量的過(guò)孔。制造成本隨著電路板中的過(guò)孔數(shù)量線性增加。

使用更薄的電路板也會(huì)改變制造成本，因?yàn)樽詣?dòng)制造機(jī)械可能無(wú)法用于薄板。一些選擇和放置機(jī)器可以打破大面積的薄板，這些板需要更專業(yè)的機(jī)器。這可能會(huì)限制您的制造選擇，甚至可能需要手工移動(dòng)電路板，這會(huì)增加您的每板制造成本。

拾取和放置機(jī)器可以在制造過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化

成本和小組化

您的制造商將在面板中生產(chǎn)多個(gè)電路板，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)PCB之前需要考慮其電路板尺寸和制造商的能力。對(duì)于給定的厚度和層數(shù)，生產(chǎn)單個(gè)FR4面板的成本將是固定的。正確的面板化方案可以提高電路板良率，從而降低每塊電路板的成本。請(qǐng)考慮以下簡(jiǎn)單示例：

假設(shè)您計(jì)算出您的電路板需要具有12平方英寸的面積以適合您的所有組件。您的制造商可以使用16英寸×20英寸面板。如果您將電路板制成2英寸×6英寸，則每個(gè)面板可以容納21塊電路板。但是如果你把你的電路板換成4英寸，你現(xiàn)在可以在每個(gè)面板上安裝25個(gè)電路板。如果您的外形尺寸要求允許，那么生產(chǎn)3英寸4英寸電路板的成本會(huì)更低。

準(zhǔn)備裝配的面板化PCB

如果電路板尺寸和外形尺寸是非常嚴(yán)格的要求，然后在上面的例子中降低成本的另一種設(shè)計(jì)選擇是生產(chǎn)更薄的2英寸×6英寸板。如果您的電路板已經(jīng)很薄并且您將節(jié)省成本，那么這可能不是一種選擇。牢記材料相對(duì)于電路板的潛力將確保更好地了解如何解決PCB制造成本。

影響成本的其他設(shè)計(jì)方面：FR4替代方案

可能影響成本的設(shè)計(jì)方面列表（圖例打印除外）太長(zhǎng)，無(wú)法列出。簡(jiǎn)而言之，每個(gè)設(shè)計(jì)方面都會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生影響。與FR4有關(guān)的影響制造成本的設(shè)計(jì)方面涉及FR4本身的材料特性。鑒于FR4的廣泛使用，材料制造商知道如何修改FR4的一些重要材料特性，盡管對(duì)電路板設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)有一定的成本。

因?yàn)镕R4在玻璃化轉(zhuǎn)變之上會(huì)變得電氣和機(jī)械不穩(wěn)定溫度，選擇由高TG FR4制成的較厚的板可能是在高溫下運(yùn)行或經(jīng)常熱循環(huán)的設(shè)備的更好選擇。您的初始成本可能會(huì)更高，但您的電子組件會(huì)在以后感謝您。

在您開始在GHz頻率范圍內(nèi)工作之前，F(xiàn)R4中的RF損耗不會(huì)變得明顯。在高頻（高于2.4 GHz）下，F(xiàn)R4變得非常有損，并且特殊板材料可能是優(yōu)選的。顯然，專用的FR4混合物價(jià)格較貴，在低功率射頻和高速應(yīng)用中可能更為理想。

雖然價(jià)格較貴，但可提供高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和低射頻損耗的替代材料。 。這些專用材料的成本比標(biāo)準(zhǔn)FR4高出20％左右，但使用更薄的板可以抵消材料成本。

選擇FR4板的厚度，層疊和面板化方案創(chuàng)造了許多設(shè)計(jì)權(quán)衡。但是，如果您正在尋找與您的任何電路板決策兼容的設(shè)計(jì)軟件，并且可以讓您輕松與制造商溝通，那么請(qǐng)考慮使用AltiumDesigner?。 Altium Designer具有強(qiáng)大的CAD工具和規(guī)則檢查功能，可以輕松地圍繞正確的電路板厚度設(shè)計(jì)您的設(shè)備。