แผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีราคาเท่าไหร่?

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นองค์ประกอบหลักในการจ่ายพลังงานให้กับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เกือบทั้งหมด ตั้งแต่นาฬิกาดิจิทัลและอุปกรณ์สวมใส่ขนาดเล็กที่สุด ไปจนถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรม แล็ปท็อป อุปกรณ์สื่อสารประสิทธิภาพสูง และอื่น ๆ อีกมากมาย ต้นทุนในการสร้าง PCB ขึ้นอยู่กับสเปกที่ต้องการในงานออกแบบ วัสดุที่ใช้ทำ PCB ปริมาณการผลิต และความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการผลิต โดยต้นทุนอาจมีตั้งแต่ต่ำสุดประมาณ 50 เซนต์สำหรับ PCB แบบแข็งชั้นเดียวที่เรียบง่าย ไปจนถึงสูงถึง 500 ดอลลาร์สำหรับ PCB ระดับไฮเอนด์ที่มีความเฉพาะทางสูง เช่นแผงวงจรพิมพ์แบบแข็ง-ยืดหยุ่นแผ่นวงจรพิมพ์ความถี่สูงแบบ RF แผ่นวงจรพิมพ์ความหนาแน่นสูงแบบ HDI และอื่น ๆ อีกมากมาย การที่นักออกแบบ วิศวกร และธุรกิจต่าง ๆ จะเข้าใจปัจจัยพื้นฐานที่ส่งผลต่อราคาของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) นั้นเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าความรู้ดังกล่าวมีความสำคัญต่อการผลิตต้นแบบสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่ ตลอดจนการดำเนินกระบวนการผลิตจำนวนมากสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์หลากหลายชนิดโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพและประสิทธิผลของผลิตภัณฑ์เหล่านี้

ปัจจัยสำคัญที่กำหนดต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ราคาของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ไม่ได้คำนวณได้อย่างตรงไปตรงมา และทุกการตัดสินใจ ทุกข้อกำหนด หรือทุกปัจจัยล้วนส่งผลต่อราคาของแผงวงจรพิมพ์ วัสดุที่ใช้ จำนวนชั้น ขนาดคำสั่งซื้อ และแม้กระทั่งเวลา เป็นเพียงบางส่วนของปัจจัยมากมายที่ต้องประเมินเมื่อทำการผลิตแผงวงจรพิมพ์ ดังแสดงด้านล่างนี้:

วัสดุซับสเตรตและข้อกำหนดของทองแดง

ฐานของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) คือวัสดุรองพื้น (substrate) ที่ใช้ในการทำแผง และการเลือกใช้วัสดุรองพื้นถือเป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดใน PCB FR4 เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปและผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค โดยวัสดุอื่น ๆ ทั้งหมดมีต้นทุนอย่างน้อย 1 เท่าเมื่อเทียบกับ FR4 เป็นค่ามาตรฐาน วัสดุเฉพาะทางสำหรับ PCB ระดับไฮเอนด์, PCB ระบายความร้อน,แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นฯลฯ จะมีราคาแพงขึ้น

· FR4 ค่า Tg สูง (1.2-1.5 เท่าของ FR4):เหมาะสำหรับการใช้งานควบคุมยานยนต์และอุตสาหกรรม โดยมีคุณสมบัติด้านความร้อนที่เหนือกว่าในขณะที่เพิ่มราคาเพียงเล็กน้อย

· วัสดุ Rogers (3-8 เท่าของ FR4):แผงวงจร RF/ไมโครเวฟและดิจิทัลความเร็วสูง มีการสูญเสียไดอิเล็กทริกต่ำมากและมีเสถียรภาพที่ยอดเยี่ยมในความถี่สูง

· วัสดุเฟล็กซ์โพลีอิไมด์ (4-10 เท่าของ FR4):วัสดุเหล่านี้เป็นพื้นฐานของความยืดหยุ่นของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และทำหน้าที่เป็นแกนหลักของแผงวงจรพิมพ์

· แผงวงจรพิมพ์แบบแกนโลหะ (MCPCB) (2-4 เท่าของ FR4):ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านไฟส่องสว่าง LED และการจ่ายพลังงาน พร้อมประสิทธิภาพการจัดการความร้อนระดับแนวหน้าของอุตสาหกรรม

น้ำหนักและความหนาของทองแดงยังส่งผลต่อค่าของวัสดุด้วย ทองแดง 1 ออนซ์เป็นมาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมและมีความคุ้มค่ามากที่สุดทองแดงหนา (2 ออนซ์, 3 ออนซ์ เป็นต้น)ต้องผ่านการประมวลผลเป็นพิเศษและอาจมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้น 50%-200% ควรใช้เฉพาะกับอุปกรณ์กำลังไฟฟ้ากระแสสูงเท่านั้น

จำนวนชั้นและความซับซ้อนในการผลิต

นี่เป็นเพราะจำนวนเลเยอร์มีผลโดยตรงต่อกระบวนการผลิตจริง แผ่น PCB แบบชั้นเดียวมีราคาถูกที่สุดและผลิตได้ง่ายที่สุด อย่างไรก็ตาม PCB ที่มีหลายเลเยอร์ เช่น 4, 6, 8 และ 10 เลเยอร์ขึ้นไป จะมีความซับซ้อนมากในกระบวนการผลิตและการทดสอบจริง นอกจากนี้ ต้นทุนของ PCB แบบหลายเลเยอร์ไม่ได้เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนเชิงเส้น ตัวอย่างเช่น เมื่อเพิ่มจำนวนเลเยอร์ของ PCB จาก 2 เป็น 4 ต้นทุนจะเพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 30% ถึง 40% อย่างไรก็ตาม ในกรณีของ PCB แบบ 4 เลเยอร์ ต้นทุนอาจสูงกว่า PCB แบบ 2 เลเยอร์ถึง 3 ถึง 4 เท่า เนื่องจากกระบวนการที่ซับซ้อนและรอบการผลิตที่ยาวนานยิ่งขึ้น นอกจากนี้ PCB แบบ 10 เลเยอร์ขึ้นไปยังมีราคาสูงที่สุด โดยมีต้นทุนอยู่ที่ประมาณ 3.00 ถึง 15.00 ดอลลาร์สหรัฐขึ้นไปต่อหนึ่งตารางนิ้ว

นอกจากนี้ ปัจจัยอีกประการหนึ่งที่มีผลต่อการกำหนดราคาคือความซับซ้อนของการออกแบบสเกแมติก ซึ่งไม่ได้จำกัดอยู่แค่จำนวนเลเยอร์เท่านั้น ยิ่งการลากลายวงจรมีความละเอียดในด้านความกว้างและระยะห่างมากเท่าใด เช่น 2/2 mils แทนมาตรฐาน 6/6 mils ต้นทุนก็จะสูงขึ้น 50–100% ความเคร่งครัดของค่าความคลาดเคลื่อน (tight tolerances) ก็เป็นอีกปัจจัยที่ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นด้วย

ขนาดบอร์ดและการใช้ประโยชน์แผง

ขนาดของแผ่น PCB เป็นตัวกำหนดปริมาณวัตถุดิบที่ต้องใช้ แผ่น PCB ขนาดใหญ่สำหรับเครื่องจักรต้องใช้เงินมากกว่าเมื่อเทียบกับแผ่น PCB ขนาดเล็กสำหรับแล็ปท็อป แต่แผ่น PCB ขนาดเล็กสำหรับสมาร์ตวอตช์ที่มีชิ้นส่วนจำนวนมากและมีฟังก์ชันการทำงานสูง กลับมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าแผ่น PCB ขนาดใหญ่สำหรับเครื่องจักร แม้ว่าแผ่น PCB ขนาดเล็กอาจมีชิ้นส่วนจำนวนมากก็ตาม ขนาด PCM สำหรับ PCB อาจเป็น 457 x 610 มม. (18 x 24”), 457 x 533 มม. (18 x 21”) และ 533 x 610 มม. (21 x 24”) การใช้พื้นที่บนแผงให้เกิดประโยชน์สูงสุด (panel utilization) เป็นเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่สำคัญมากในการผลิต PCB โดยจะออกแบบ PCB ให้สามารถจัดวาง PCB ได้มากที่สุดบนหนึ่งแผง เพื่อลดต้นทุนต่อหนึ่งแผ่น PCB

ตามประเภทและข้อกำหนดการเจาะ

รูผ่าน (via) ใช้เชื่อมต่อระหว่างเลเยอร์ของแผงวงจรพิมพ์ โดยต้นทุนของมันขึ้นอยู่กับชนิดของรูผ่านที่เลือกใช้โดยเฉพาะ รวมถึงขนาดของมันด้วย รูผ่านแบบทะลุทั้งแผ่น (through-hole via ซึ่งเป็นตัวเลือกมาตรฐานที่ทะลุผ่านทุกเลเยอร์ของแผงวงจร) เป็นตัวเลือกที่มีต้นทุนต่ำที่สุด และต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 0.1 มม. (4 mil) รูผ่านแบบเฉพาะทางต้องใช้เทคนิคการเจาะและการชุบที่ซับซ้อน ทำให้มีราคาแพง:

· รูผ่านบอด (+30–50%):เชื่อมต่อชั้นนอกเข้ากับชั้นใน ขนาดขั้นต่ำ: 0.075 มม./3 มิล

· วายาฝัง (+50–80%):วิอาเหล่านี้ถูกซ่อนไว้ระหว่างชั้นใน (ขั้นต่ำ 0.075 มม./3 มิล)

· ไมโครเวีย (+100–200%):รูเวียขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำ 0.05 มม./2 มิล) สำหรับบอร์ด HDI โทรศัพท์มือถือ

การเจาะไมโครเวียแบบเฉพาะทางสำหรับบอร์ด HDI (High-Density Interconnect) อาจมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการผลิตแผ่น PCB ทั่วไปประมาณ 2-5 เท่า

การเคลือบผิวและมาสก์บัดกรี

การเคลือบผิวช่วยปกป้องลายทองแดงบนแผ่น PCB และทำให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการบัดกรีที่เชื่อถือได้ โดยต้นทุนจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับประเภท มาตรฐานการใช้งานทั่วไปคือ HASL (Hot Air Solder Leveling, ตัวคูณต้นทุน 1x) - ให้ความสามารถในการบัดกรีที่ยอดเยี่ยมในต้นทุนต่ำ HASL ปราศจากสารตะกั่ว (1.1x) มีต้นทุนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS การเคลือบผิวขั้นสูงเพิ่มเติม ได้แก่

· OSP (สารเคลือบผิวป้องกันการออกซิเดชันสำหรับการบัดกรีแบบออร์แกนิก, 1.2x):นี่เป็นพื้นผิวแบบด้านที่มีต้นทุนต่ำ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประกอบ SMT โดยมีอายุการเก็บรักษาค่อนข้างสั้นประมาณ 6 เดือน

· ดีบุกชุบจุ่ม (1.3x):เหมาะอย่างยิ่งสำหรับขั้วต่อแบบกดประกบ พร้อมอายุการเก็บรักษา 6 เดือน

· เงินชุบแบบจุ่ม (1.5x):เหมาะมากสำหรับการใช้งานความถี่สูง และมีอายุการเก็บรักษา 6–12 เดือน

· ENIG (นิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้าชุบทองแบบจุ่ม, 1.8–2.5 เท่า):ผิวเคลือบเรียบประสิทธิภาพสูงสำหรับชิ้นส่วนระยะพิชช์ละเอียด เช่น BGA การเชื่อมต่อด้วยลวด อายุการเก็บรักษามากกว่า 12 เดือน

หน้ากากบัดกรีซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนให้กับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และป้องกันการลัดวงจรนั้นก็มีผลต่อค่าใช้จ่ายเช่นกัน หน้ากากบัดกรีสีเขียวเป็นตัวเลือกที่ประหยัดที่สุด ส่วนสีอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นสีดำ สีขาว สีแดง สีน้ำเงิน หรือสีม่วง จะเพิ่มต้นทุนขึ้นอีกประมาณ 10–20% เนื่องจากต้องใช้หมึกพิเศษและขั้นตอนการผลิตเพิ่มเติม การพิมพ์ซิลค์สกรีนความละเอียดสูงสำหรับระบุชื่ออุปกรณ์ จุดทดสอบ หรือสัญลักษณ์คำเตือนก็เป็นตัวเลือกหนึ่ง และผู้ผลิตหลายรายมีบริการพิมพ์ซิลค์สกรีนพื้นฐานให้ฟรี โดยจะคิดค่าบริการเพิ่มเล็กน้อยสำหรับงานพิมพ์ซิลค์สกรีนแบบละเอียด

ปริมาณการผลิตและประโยชน์จากขนาดเศรษฐกิจ

เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ เศรษฐกิจต่อขนาดมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) มีราคาถูก ต้นทุนการผลิตคงที่ (เช่น ต้นทุนการตั้งค่าเครื่องหรือวิศวกรรม) จะถูกเฉลี่ยไปยังหน่วยจำนวนมาก ทำให้ราคาของแผ่นวงจรหนึ่งแผ่นลดลงอย่างมากเมื่อสั่งซื้อในปริมาณมากต้นแบบหรือคำสั่งซื้อจำนวนน้อยแบกรับต้นทุนคงที่ทั้งหมดเหล่านี้ ส่งผลให้ต้นทุนต่อหนึ่งตารางนิ้วสูงขึ้น

· การสร้างต้นแบบ (1-10 ชิ้น):5.00 - 20.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้วของวัสดุ (ส่งผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายคงที่สูงมาก)

· ผลิตจำนวนน้อย (25-100 ชิ้น):2.00 ถึง 8.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ลดผลกระทบของต้นทุนคงที่สำหรับผลิตภัณฑ์เริ่มต้น)

· ชุดขนาดกลาง (จำนวน 500 ถึง 1000 ชิ้น):0.50–3.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ประหยัดต้นทุนอย่างมากเมื่อการผลิตขยายตัว)

·การผลิตจำนวนมาก (มากกว่า 5000 ชิ้น):0.20-1.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ต้นทุนต่อหน่วยต่ำที่สุด เหมาะสำหรับอุปกรณ์ผู้บริโภค การใช้งานอุตสาหกรรมปริมาณมาก)

ในกรณีของแผงวงจรพิมพ์แข็งแบบปกติ การสั่งซื้อจำนวนมากสามารถลดต้นทุนต่อหน่วยให้ต่ำกว่า 1 ดอลลาร์สำหรับแผงวงจรชั้นเดียว ในขณะที่สำหรับแผงวงจรหลายชั้น ก็สามารถลดต้นทุนได้ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับการสั่งซื้อในปริมาณน้อย

ระยะเวลาดำเนินการและการผลิตเร่งด่วน

มีความสัมพันธ์ผกผันระหว่างระยะเวลานำส่ง PCB กับต้นทุน ระยะเวลาการผลิตมาตรฐานที่ 3–21 วันถือว่าอยู่ในช่วงล่างของสเปกตรัม จึงมีความคุ้มค่าต้นทุนมากกว่าสำหรับผู้ผลิต เนื่องจากสามารถวางแผนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น คำสั่งเร่งด่วน ไม่ว่าจะเป็นการสร้างต้นแบบให้ทันเวลา (1–3 วัน) หรือการผลิตจำนวนมาก ล้วนทำให้ราคาสูงขึ้นอย่างมาก โดยคำสั่งเร่งด่วนอาจทำให้ราคาสูงขึ้นได้ถึงประมาณ 25–100%

ต้นทุนแฝงและองค์ประกอบการผลิตเพิ่มเติม

มีปัจจัยมากมายที่มักถูกมองข้ามซึ่งส่งผลต่อค่าใช้จ่ายโดยรวมของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบที่กำหนดเองหรือมีความซับซ้อน:

· ค่าธรรมเนียมวิศวกรรมและการติดตั้ง::ค่าธรรมเนียมเหล่านี้เป็นค่าธรรมเนียมครั้งเดียวที่รวมการตรวจสอบกฎการออกแบบ (DRC) และการตั้งค่าการผลิตไว้แล้ว โดยมีตั้งแต่ $50 ไปจนถึง $500 สำหรับบอร์ดที่มีความซับซ้อน

· ค่าอุปกรณ์ติดตั้งและค่าเครื่องมือ:จิ๊กพิเศษหรือแม่แบบการเร้าเตอร์ที่อาจจำเป็นสำหรับงานออกแบบพิเศษอาจมีราคาตั้งแต่ 200 ดอลลาร์ถึง 2000 ดอลลาร์ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับงานที่ลูกค้าสั่งซ้ำ

· การทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้องการทดสอบทางไฟฟ้า เช่น ฟลายอิงโพรบ การทดสอบ ICT หรือการทดสอบอิมพีแดนซ์ ช่วยรับประกันความเชื่อถือได้ของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ค่าใช้จ่ายของการทดสอบเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.50 ดอลลาร์ถึง 5.00 ดอลลาร์ต่อแผง การทดสอบ ICT ซึ่งถือว่าก้าวหน้าที่สุดนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการสั่งผลิตจำนวนน้อย แต่ช่วยประหยัดเงินสำหรับการสั่งผลิตจำนวนมาก เนื่องจากสามารถทดสอบชิ้นส่วนเกือบทุกชิ้นได้ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที

· ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และชิ้นส่วนที่มีฟังก์ชันส่วนประกอบที่ใช้หรือชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ต่าง ๆ เช่น ปริมาณหรือความหายากของส่วนประกอบเหล่านั้น (เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และรีเลย์) ส่งผลต่อการกำหนดราคาของผลิตภัณฑ์ โดยทำให้ต้นทุนวัสดุเพิ่มขึ้นเนื่องจากส่วนประกอบที่หายาก หรือทำให้จำเป็นต้องออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ให้มีความทนทานมากขึ้น

· ต้นทุนแรงงาน:จำเป็นต้องใช้แรงงานที่มีทักษะในการจัดการกับแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นหลายชั้นที่ซับซ้อน หรือแผงวงจร RF ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับการใช้แรงงานทักษะต่ำในการจัดการกับแผงวงจรพิมพ์แบบแข็งที่เรียบง่าย

· บรรจุภัณฑ์บรรจุภัณฑ์พิเศษ เช่น สำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีความไวต่อสภาพแวดล้อมหรือมีมูลค่าสูง ก็เป็นปัจจัยที่ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม โดยส่วนใหญ่แล้วขอแนะนำให้ใช้ตัวเลือกบรรจุภัณฑ์ที่คุ้มค่าเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้จ่ายเกินงบประมาณ

· แผ่นลายฉลุสเตนซิล PCB ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการ SGP มีให้เลือกหลายรูปแบบ โดยสเตนซิลคุณภาพดีย่อมมีราคาสูงกว่าสเตนซิลทั่วไป

ช่วงต้นทุนโดยทั่วไปสำหรับแผงวงจรพิมพ์ประเภทต่าง ๆ

ต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จะแตกต่างกันไปตามประเภทของแผงวงจรพิมพ์ แผงวงจรพิมพ์ที่เรียบง่ายที่สุด ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแผงวงจรพิมพ์แข็งมาตรฐานเป็นประเภทที่ผลิตได้ถูกที่สุด ส่วนประเภทที่มีต้นทุนการผลิตสูงที่สุดคือแผงวงจรพิเศษและแผงวงจรแบบยืดหยุ่น ตารางด้านล่างแสดงช่วงต้นทุนของแผงวงจรที่ได้รับความนิยมมากที่สุด

แผงวงจรพิมพ์แข็งมาตรฐาน

ต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์แบบแข็งจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนชั้นและปริมาณการผลิต สำหรับแผงวงจรพิมพ์แบบแข็งมาตรฐาน ต้นทุนเฉลี่ยต่อหนึ่งตารางนิ้วอยู่ระหว่าง 0.02 ถึง 0.05 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับการสั่งซื้อจำนวนมาก ราคาของมันจะแตกต่างกันไปตามจำนวนชั้นดังนี้:

· ชั้นเดียว0.10–0.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ปริมาณน้อย: 1–5 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย; ปริมาณมาก: ต่ำกว่า 1 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย)

· ชั้นคู่0.20–1.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ปริมาณน้อย: 1–10 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย; สั่งจำนวนมาก: ต่ำกว่าประมาณ 30–50%)

· 4-ชั้น0.50–2.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ปริมาณน้อย: 10–20 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย; สั่งจำนวนมาก: ต่ำกว่าราคาเดิม 20–50%)

· 6-ชั้น$1.00–$4.00 ต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ระยะเวลาดำเนินการ 5–7 วัน, ขนาดลายวงจร/ระยะห่างขั้นต่ำ 3/3 mil)

· 8-ชั้น1.50–6.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ระยะเวลารอ 10–14 วัน, ขนาดลายวงจร/ระยะห่างขั้นต่ำ 2.5/2.5 มิล)

· มากกว่า 10 ชั้น$3.00–$15.00+ ต่อหนึ่งตารางนิ้ว (ระยะเวลารอ 14–21 วัน ระยะลาย/ระยะห่างขั้นต่ำ 2/2 mil สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม/การบินประสิทธิภาพสูง)

แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นและแบบแข็ง-ยืดหยุ่น

แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible PCB) ผลิตจากวัสดุ PET หรือโพลีอิไมด์ ในขณะที่แผงวงจรพิมพ์แบบแข็ง-ยืดหยุ่น (Rigid-Flex PCB) เป็นแผงวงจรแบบไฮบริดที่มีส่วนภายนอกเป็นแบบแข็งและส่วนภายในเป็นแบบยืดหยุ่น แผงวงจรประเภทนี้ถูกออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถงอหรือพับได้ โดยทั่วไปมีราคาค่อนข้างสูงกว่าแผงวงจรแบบแข็ง เนื่องจากต้องใช้วัสดุและกระบวนการผลิตเฉพาะทาง

· แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible PCB):ต้นทุนของมันสูงกว่าแผงวงจรพิมพ์มาตรฐาน (PCB) ประมาณ 3–10 เท่า โดยมีต้นทุนต่ำที่สุดสำหรับแผงวงจรยืดหยุ่นแบบชั้นเดียว และสูงที่สุดสำหรับแผงวงจรยืดหยุ่นแบบหลายชั้น ช่วงความหนาทองแดงสำหรับแผงวงจรยืดหยุ่นอยู่ที่ 1/3oz ถึง 3oz

· แผงวงจรพิมพ์แบบแข็ง-ยืดหยุ่น (Rigid Flex PCBs):ประมาณ 7 เท่าของแผงวงจรพิมพ์แข็งมาตรฐาน ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นนี้สามารถอธิบายได้จากต้นทุนที่สูงขึ้นของวัสดุพรีเพรกแบบไม่ไหล (มีราคาสูงกว่าวัสดุพรีเพรก FR4 แบบดั้งเดิมถึง 10 เท่า); ความซับซ้อนของการประกอบ (ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ถูกแยกออกจากกันแล้วจึงนำมาประกอบรวมกัน); และอัตราผลผลิตที่ต่ำกว่า (การผสมผสานระหว่างวัสดุแบบแข็งและแบบยืดหยุ่นต้องอาศัยความเชี่ยวชาญเป็นพิเศษ)

แผงวงจรพิมพ์แบบพิเศษ

แผ่นวงจรพิเศษสำหรับความถี่วิทยุสูง (RF) ทองแดงหนา HDI และความหนาแน่นสูงมักมีราคาสูงที่สุด เนื่องจากได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง:

·แผงวงจรพิมพ์ความถี่สูง/ความถี่วิทยุ:มีต้นทุนสูงกว่าแผ่น PCB แข็งแบบ FR4 อยู่ 5–15 เท่า โดยใช้วัสดุรองรับของ Rogers เพื่อให้มีการสูญเสียไดอิเล็กทริกต่ำและอิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้ (สำหรับอุปกรณ์โทรคมนาคม อากาศยาน และไมโครเวฟ)

· แผ่นวงจรพิมพ์ทองแดงหนา:มีราคาแพงกว่าบอร์ดทองแดงมาตรฐานขนาด 1 ออนซ์ 100–300% ออกแบบมาสำหรับอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้ากระแสสูง (ทองแดง 3 ออนซ์ขึ้นไป)

· แผงวงจรพิมพ์ HDI:มีต้นทุนสูงกว่าบอร์ด PCB แข็งมาตรฐาน 2–5 เท่า โดยอาศัยไมโครเวียสำหรับการจัดวางชิ้นส่วนความหนาแน่นสูง (อุปกรณ์พกพา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคขั้นสูง)

· แผงวงจรพิมพ์ความหนาแน่นพิเศษสูง (Ultra-high-density PCBs):50–100 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งตารางนิ้ว สำหรับลวดลายที่ซับซ้อนและมีการย่อส่วนขนาดเล็กเป็นพิเศษ

· แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นสั่งทำพิเศษสูงถึงมากกว่า $500 ต่อหนึ่งตารางนิ้ว สำหรับงานออกแบบแบบยืดหยุ่นที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะทางและมีความซับซ้อนสูง (เช่น สำหรับรากฟันเทียมทางการแพทย์หรืออุปกรณ์อากาศยาน)

กลยุทธ์เชิงปฏิบัติเพื่อลดต้นทุน PCB

โชคดีที่มีวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยไม่จำเป็นต้องแลกมาด้วยผลกระทบต่อประสิทธิภาพหรือคุณภาพ การตัดสินใจหลายอย่าง แม้จะเป็นเพียงรายละเอียดเล็กน้อยในด้านการออกแบบและการผลิต ก็สามารถนำไปสู่การประหยัดต้นทุนได้อย่างมีนัยสำคัญ ขั้นตอนต่อไปนี้คือแนวทางที่สามารถนำไปใช้เพื่อลดต้นทุนของ PCB โดยไม่ลดทอนข้อกำหนดด้านการทำงาน

การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ

การออกแบบเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการลดต้นทุนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เนื่องจากเป็นส่วนที่มีโอกาสในการปรับลดต้นทุนได้มากที่สุด

·ลดจำนวนเลเยอร์ให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้: ใช้การจัดเส้นทางอย่างชาญฉลาดและการเลือกใช้คอมโพเนนต์เพื่อช่วยลดจำนวนเลเยอร์ของบอร์ด (เช่น ใช้บอร์ด 2 เลเยอร์แทนบอร์ด 4 เลเยอร์)

·ปฏิบัติตามค่าความเผื่อมาตรฐานในการผลิต: หลีกเลี่ยงการใช้ความกว้าง/ระยะห่างลายวงจรที่ละเอียดเป็นพิเศษ เช่น ใช้ 6/6 mil แทนการใช้ 2/2 mil หลีกเลี่ยงค่าความเผื่อด้านมิติที่ผ่อนคลายเกินไป

·เพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานแผงควบคุมออกแบบแผงวงจรพิมพ์ให้สอดคล้องกับขนาดแผงมาตรฐานและปรับให้เหมาะสมกับจำนวนชิ้นต่อแผงเพื่อให้ได้ทางเลือกที่อาจช่วยประหยัดเงินก้อนใหญ่ได้

·ใช้การวางคอมโพเนนต์ด้านเดียว: วิธีนี้ช่วยลดเวลาในการประกอบบอร์ด เนื่องจากคอมโพเนนต์ทั้งหมดอยู่ด้านเดียว ทำให้ต้องใช้เพียงขั้นตอนการรีโฟลว์ครั้งเดียว นอกจากนี้ วิธีนี้ยังช่วยลดต้นทุนของสเตนซิลสำหรับบอร์ดสองชั้นอีกด้วย

การเลือกวัสดุและการตกแต่ง

เลือกใช้วัสดุและการตกแต่งที่คุ้มค่า พร้อมด้วยคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการออกแบบของคุณ

·ยึดใช้แผ่นฐานมาตรฐาน FR4 และทองแดงหนา 1 ออนซ์: นี่คือการผสมผสานวัสดุที่มีต้นทุนต่ำที่สุดสำหรับงานออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ประมาณ 90% ทั้งหมด

·ตัวเลือกการเคลือบผิวต้นทุนต่ำ: ควรเลือก HASL (หรือ “HASL ปราศจากสารตะกั่ว”) สำหรับแผงวงจรอเนกประสงค์ทั่วไป และเลือก OSP สำหรับการประกอบแบบ SMT โดยสามารถเลือกใช้ ENIG ได้หากต้องใช้ชิ้นส่วนขนาดละเอียด เช่น BGA

·เลือกใช้หน้ากากบัดกรีสีเขียว: ข้ามตัวเลือกสีแบบกำหนดเองไป เนื่องจากมีการคิดค่าบริการเพิ่ม 10–20% สำหรับหมึกหน้ากากบัดกรีที่ไม่ใช่มาตรฐาน

·ใช้วัสดุทดแทน: สำหรับการใช้งานที่ไม่สำคัญมาก ให้ใช้วัสดุ CEM-3 (วัสดุต้นทุนต่ำที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับ FR4) หรือใช้ทองเคมีแทนดีบุก-ตะกั่ว

การวางแผนการผลิต

ใช้ประโยชน์จากขนาดเศรษฐกิจและระยะเวลานำที่ยืดหยุ่นเพื่อลดต้นทุนต่อหน่วย:

·สั่งซื้อจำนวนมาก: รวมการผลิตต้นแบบและการผลิตจริงเข้าด้วยกัน (หากระยะเวลาเอื้ออำนวย) เพื่อให้ได้รับประโยชน์จากส่วนลดตามปริมาณการสั่งซื้อ แม้จะเพิ่มปริมาณการสั่งซื้อเพียงเล็กน้อยก็สามารถลดต้นทุนต่อหน่วยได้อย่างมีนัยสำคัญ

·หลีกเลี่ยงการผลิตแบบเร่งด่วน: ขยายระยะเวลานำการผลิตให้เป็นไปตามไทม์ไลน์มาตรฐาน (3–21 วัน) เพื่อลดค่าธรรมเนียมการเร่งด่วน (25–100% ของราคาพื้นฐาน)

·รวมคำสั่งซื้อ: รวมดีไซน์ PCB หลายแบบเข้าไว้ในรอบการผลิตเดียวกัน เพื่อกระจายต้นทุนคงที่ของการตั้งค่า/เครื่องมือไปยังจำนวนชิ้นงานที่มากขึ้น

การตัดสินใจเกี่ยวกับส่วนประกอบและการประกอบ

เพิ่มประสิทธิภาพการคัดเลือกชิ้นส่วนและกระบวนการประกอบเพื่อช่วยลดทั้งต้นทุนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และต้นทุนการผลิต

·ใช้ SMD แทน DIP: SMD สามารถติดตั้งและบัดกรีได้เร็วกว่า (และจึงมีต้นทุนถูกกว่า) ด้วยเครื่องจักรอัตโนมัติ ช่วยลดการใช้แรงงานมนุษย์

·เลือกใช้คอมโพเนนต์ที่ประกอบได้ง่าย: หากเป็นไปได้ ให้หลีกเลี่ยงคอมโพเนนต์ประเภทที่ประกอบได้ยาก เช่น BGA และ QFN คอมโพเนนต์เหล่านี้ต้องใช้เวลาในการตรวจสอบนานขึ้นและทำให้ผลผลิตในกระบวนการผลิตลดลง ส่งผลให้ต้นทุนการประกอบสูงขึ้น

·ใช้คอมโพเนนต์ในบรรจุภัณฑ์แบบม้วน/ถาด: การใช้เทปตัดและคอมโพเนนต์หลวมต้องอาศัยการจัดการด้วยมือ ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองค่าแรงที่มีราคาแพง

·นำวงจรที่พิสูจน์แล้วว่าสมบูรณ์ดีมาใช้ซ้ำ: ยอมรับต้นทุนชิ้นส่วนที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย (แทนที่จะออกแบบวงจรใหม่ทั้งหมด) เพื่อประหยัดต้นทุนการพัฒนาสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มียอดการผลิตต่ำ

·ใช้โมดูลที่ได้รับการรับรองล่วงหน้า สำหรับแอปพลิเคชันไร้สาย/RF ให้พิจารณาใช้เฉพาะโมดูลที่ได้รับการรับรองล่วงหน้าเท่านั้น เช่น Wi‑Fi หรือ Bluetooth และหลีกเลี่ยงการออกแบบวงจร RF แบบกำหนดเอง ด้วยวิธีนี้ คุณจะไม่ต้องเผชิญกับการทดสอบการรับรองที่มีค่าใช้จ่ายสูงหรือการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ซับซ้อน

หลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายแอบแฝง

ทำงานร่วมกับผู้ผลิตที่มีการกำหนดราคาอย่างโปร่งใสและมีบริการเสริมเพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่ไม่คาดคิด

·เลือกผู้ผลิตที่มีบริการฟรีการวิเคราะห์ DFM (การออกแบบเพื่อความสามารถในการผลิต)DFM ช่วยในการตรวจพบข้อบกพร่องในการออกแบบตั้งแต่ระยะแรก และด้วยเหตุนี้จึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย

·การใช้ฟิกซ์เจอร์/เครื่องมือซ้ำ: ในกรณีที่มีการสั่งซื้อซ้ำ สามารถนำจิ๊กและเครื่องมือเจาะแบบกำหนดเองกลับมาใช้ซ้ำได้ เพื่อลดต้นทุนของฟิกซ์เจอร์ที่จำเป็นต้องสร้างขึ้นใหม่เท่านั้น

·ปรับให้เหมาะสมในการทดสอบ: ควรใช้การทดสอบที่คุ้มค่า เช่น การทดสอบด้วยหัววัดแบบบินได้ สำหรับคำสั่งซื้อปริมาณน้อย ในขณะที่การทดสอบ ICT ควรสงวนไว้สำหรับคำสั่งซื้อจำนวนมาก

·ต่อรองค่าติดตั้ง/ค่าทางวิศวกรรม: “ผู้ผลิตจำนวนมากยกเลิกค่าติดตั้งสำหรับการสั่งซื้อจำนวนมากหรือการสั่งซ้ำ ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะลองถามดูเสมอ”

บทสรุป

มันเป็นการคำนวณที่ซับซ้อนเพราะอิงอยู่บนปัจจัยหลายร้อยอย่าง รวมถึงวัสดุของแผ่นรอง จำนวนเลเยอร์ ขนาดของออเดอร์ และระยะเวลาการส่งมอบ เป็นการสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความสามารถในการผลิต ซึ่งต้องหลีกเลี่ยงการระบุวัสดุ/การออกแบบเกินความจำเป็นเมื่อการใช้งานปลายทางไม่สำคัญมากนัก ใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาด และยึดตามแนวปฏิบัติมาตรฐานในการผลิต นอกจากนี้ การทำงานร่วมกับผู้ผลิตที่มีประสบการณ์สำหรับบอร์ดที่มีความซับซ้อนสูง เช่น บอร์ดเฟล็กซ์ บอร์ด RF หรือ HDI ก็เป็นทางเลือกที่ดีที่สุด เพราะการผลิตราคาถูกในท้ายที่สุดมักนำไปสู่ผลผลิตที่ต่ำและต้นทุนการแก้ไขงานที่สูง

เมื่อพูดถึงการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า ไม่ว่าจะเป็นการทำต้นแบบ การผลิต PCB ปริมาณน้อย หรือการผลิตจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรม pcbcart คือพันธมิตรที่ได้รับความไว้วางใจจากนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และธุรกิจทั่วโลก ในฐานะผู้ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์และประกอบแผงวงจรพิมพ์pcbcart มอบโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หลากหลายประเภท ตั้งแต่แผงวงจรแข็งแบบชั้นเดียวพื้นฐาน ไปจนถึงแผงวงจรความถี่สูงขั้นสูง แผงวงจรยืดหยุ่น (Flexible PCB) และแผงวงจรแบบแข็ง-ยืดหยุ่น (Rigid-Flex PCB) pcbcart เชี่ยวชาญด้านการผลิต PCB ให้สอดคล้องกับงบประมาณและความต้องการด้านประสิทธิภาพของลูกค้า พร้อมทั้งให้คำแนะนำด้านการปรับแต่งทั้งในขั้นตอนการออกแบบและการผลิต เพื่อให้ได้ PCB คุณภาพสูงในราคาที่คุ้มค่าที่สุด ด้วยการใช้บริการผลิต PCB ของ pcbcart ลูกค้าสามารถแปลงแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของตนให้กลายเป็นความจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับบริการผลิตและประกอบ PCB

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•บริการจัดหาชิ้นส่วน
•บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ปริมาณน้อย
•บทเรียนการออกแบบ PCB ด้วย Altium Designer
•บทเรียนการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วย KiCAD
•วิธีสร้างไฟล์ Gerber ตามซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ที่แตกต่างกัน
•วิธีสร้างไฟล์เจาะ NC ตามซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ที่แตกต่างกัน
•แผ่นวงจรพิมพ์ซับสเตรต IC