บอร์ดเทคโนโลยีผสม- สนาม SMT ที่มีคอนเน็กเตอร์แบบทะลุรู เฮดเดอร์ หรือคอมโพเนนต์กำลังไฟฟ้า - บังคับให้ต้องตัดสินใจใช้การประกอบแบบ THT ในการผลิต HMLV ทุกครั้ง เอกสารอ้างอิงนี้จัดทำกรอบการเปรียบเทียบต้นทุนแบบคงที่สำหรับการประเมินการบัดกรีด้วยมือแบบแมนนวลเปรียบเทียบกับการบัดกรีแบบเลือกเฉพาะด้วยคลื่นอัตโนมัติ โดยใช้ช่วงปริมาณการผลิตต่อเดือนเป็นตัวอย่าง ตารางนี้ไม่ใช่เครื่องคำนวณแบบเรียลไทม์ ให้ใช้ตัวเลขเป็นโครงสร้างตั้งต้นเพื่อแทนที่ด้วยอัตราค่าแรง ข้อมูลข้อบกพร่อง และปริมาณการผลิตของคุณเอง
การเปรียบเทียบต้นทุนคงที่ตามปริมาณรายเดือน
ช่วงด้านล่างนี้แสดงให้เห็นพฤติกรรมต้นทุนเชิงทิศทางในสี่ช่วงปริมาณ อัตราค่าแรงสมมติที่ 25–35 ดอลลาร์สหรัฐต่อชั่วโมงต่อต้นทุนรวม (เป็นเพียงตัวอย่าง — โปรดแทนที่ด้วยอัตราในภูมิภาคของคุณ) ตัวเลขสำหรับการบัดกรีแบบเลือกจุดสมมติให้เครื่องจักรได้รับการตัดค่าเสื่อมราคาเรียบร้อยแล้ว โดยไม่รวมค่าฟิกซ์เจอร์และค่าการเขียนโปรแกรม ซึ่งจะกล่าวถึงแยกต่างหากด้านล่างนี้
50 แผ่นต่อเดือนต้นทุนแรงงาน THT แบบทำด้วยมืออยู่ที่ประมาณ 400–700 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน เมื่อเทียบกับต้นทุนกระบวนการบัดกรีแบบเลือกจุดรวมถึงค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์ยึดจับที่ประมาณ 150–250 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน ในปริมาณการผลิตระดับนี้ ความแตกต่างของต้นทุนงานแก้ไขระหว่างสองวิธีมักมีน้อยมาก
100 แผ่น/เดือน:ค่าแรงงานคนเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 900–1,400 ดอลลาร์ต่อเดือน เทียบกับ 250–400 ดอลลาร์ต่อเดือนสำหรับการบัดกรีแบบเลือกจุดรวมถึงค่าเสื่อมราคาของฟิกซ์เจอร์ ความแตกต่างของต้นทุนการแก้ไขงานเริ่มมีนัยสำคัญที่จุดนี้
200 แผ่นต่อเดือน:ค่าแรงงานใช้มืออยู่ที่ประมาณ 1,800–2,800 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน เทียบกับ 450–700 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือนสำหรับการบัดกรีแบบเลือกจุด รวมทั้งค่าเสื่อมราคาของฟิกซ์เจอร์ ความแตกต่างของต้นทุนการทำรีเวิร์กในกรณีนี้ถือว่ามีความสำคัญมาก
500 บอร์ด/เดือนค่าแรงงานคนจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 4,500–7,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน เทียบกับ 900–1,400 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือนสำหรับการบัดกรีแบบเลือกจุด รวมถึงค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน ในปริมาณระดับนี้ ส่วนต่างของต้นทุนงานแก้ไขจะมีอิทธิพลเหนือการเปรียบเทียบภาพรวมทั้งหมด
ช่วงตัวเลขเหล่านี้มีการปรับเพิ่มขึ้นแบบเกือบเป็นเส้นตรงสำหรับงานประกอบด้วยแรงงานคน (ต้นทุนจะผันแปรตามจำนวนบอร์ดโดยตรง) แต่จะเพิ่มขึ้นแบบไม่เป็นเส้นตรงสำหรับการบัดกรีแบบเลือกจุด เมื่อค่าทำฟิกซ์เจอร์และการเขียนโปรแกรมถูกเฉลี่ยกระจายไปตลอดทั้งรันงานแล้ว — ซึ่งเป็นกลไกหลักเบื้องหลังจุดตัดกันที่จะกล่าวถึงต่อไป
การเปรียบเทียบโครงสร้างต้นทุน: วิธีการบัดกรี THT สามแบบ
การบัดกรีด้วยมือแบบแมนนวล
ตัวผลักดันต้นทุนแรงงานโดยตรง มีการปรับขนาดเพิ่มขึ้นเชิงเส้นตามจำนวนหน่วยและจำนวนจุดเชื่อมต่อในแต่ละบอร์ด
ต้นทุนคงที่:ใกล้ศูนย์ (ไม่มีอุปกรณ์ยึดจับ ไม่มีการเขียนโปรแกรม)
ต้นทุนผันแปรต้นทุนต่อหน่วยสูงที่สุดในสามวิธี; ความแตกต่างในทักษะของผู้ปฏิบัติงานส่งผลต่อความสม่ำเสมอ
การบัดกรีแบบเลือกเฉพาะจุดด้วยคลื่น (เช่น อุปกรณ์บัดกรีคลื่นแบบเลือกเฉพาะจุดที่มีการป้องกันด้วยไนโตรเจน เช่น ZSWHPS-11-2)
ตัวผลักดันต้นทุนค่าใช้จ่ายของฟิกซ์เจอร์แบบเฉลี่ย (ฟิกซ์เจอร์หินสังเคราะห์สำหรับแผงวงจรที่ไวต่อการโก่งงอ) และเวลาในการเขียนโปรแกรม ซึ่งถูกเฉลี่ยกระจายไปตลอดทั้งรอบการผลิต
ต้นทุนคงที่:ปานกลาง — การออกแบบ/สร้างฟิกซ์เจอร์และการเขียนโปรแกรมหัวฉีดตามการปรับปรุงบอร์ดแต่ละเวอร์ชัน
ต้นทุนผันแปรต่อหน่วยต่ำ; บรรยากาศไนโตรเจนช่วยลดสะเก็ดโลหะและการเก็บงาน แต่เพิ่มต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองต่อรอบเล็กน้อย
การบัดกรีแบบคลื่นเต็มรูปแบบ (แบบดั้งเดิม)
ตัวผลักดันต้นทุนความอ่อนไหวต่อค่าใช้จ่ายคงที่สูงที่สุด — ต้องการเครื่องมือฟิกซ์เจอร์/มาสก์ที่รองรับการบัดกรีแบบคลื่นเพื่อป้องกันแผง SMT ที่อยู่ติดกัน
ต้นทุนคงที่:สูงที่สุดในสามรายการเมื่อบอร์ดผสม SMT-THT ต้องการการมาสก์
ต้นทุนผันแปร:ต้นทุนต่อหน่วยต่ำที่สุดเมื่อปริมาณการผลิตสูง แต่ไม่เหมาะกับงานเทคโนโลยีผสมแบบ HMLV มากที่สุด เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายด้านการมาสก์ต่อการปรับเปลี่ยนบอร์ดแต่ละครั้ง
การวิเคราะห์จุดตัดกันของเส้นโค้งต้นทุน
เมื่อพล็อตกราฟต้นทุนสะสมเทียบกับปริมาณรายเดือน จุดตัดกันระหว่างการบัดกรีแบบแมนนวลและแบบบัดกรีเลือกจุดมักจะอยู่ในช่วงที่ค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์ต่อหน่วยลดต่ำกว่าความต่างของต้นทุนค่าแรง โดยทั่วไปจะอยู่ราวๆ 60–120 แผงวงจรต่อเดือนสำหรับบอร์ดที่มีความซับซ้อนปานกลาง แม้ว่าช่วงนี้จะเปลี่ยนแปลงได้มากตามจำนวนจุดบัดกรี ความแตกต่างของความสูงคอนเน็กเตอร์ และความรุนแรงของงานรีเวิร์ก ต่ำกว่าช่วงนี้ การบัดกรีแบบแมนนวลซึ่งไม่มีต้นทุนคงที่มักจะคุ้มค่ากว่าในเชิงต้นทุนที่เป็นตัวเงินล้วนๆ สูงกว่าช่วงนี้ ความต่างของต้นทุนค่าแรงจะทบต้นเร็วกว่าต้นทุนค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์ และการบัดกรีเลือกจุดจะเริ่มได้เปรียบ — ยังไม่รวมผลจากงานรีเวิร์กที่เกิดจากของเสีย ซึ่งจะทำให้จุดตัดกันเลื่อนมาเร็วยิ่งขึ้น
อัตราข้อบกพร่องและต้นทุนการทำงานซ้ำ: ตัวอย่างที่แสดงในเชิงปริมาณ
ช่วงอัตราข้อบกพร่องจากการบัดกรีด้วยมือแบบ THT ด้วยตนเองที่มีการอ้างอิงในอุตสาหกรรมมักจะอยู่ใน2–4%ช่วงสำหรับบอร์ดเทคโนโลยีผสมที่มีระยะห่างขาแน่นหรือมีความเสี่ยงจากเงาบัง (ชิ้นส่วนที่ไวต่อความร้อน, พื้นที่คอนเน็กเตอร์หนาแน่น) การบัดกรีแบบเลือกตำแหน่งอัตโนมัติพร้อมการควบคุมกระบวนการแบบวงปิด (พารามิเตอร์การจ่าย/การพิมพ์ที่อ้างอิงจาก SPI, บรรยากาศ N2) มักถูกกล่าวถึงใน0.2–0.5%ช่วงสำหรับความซับซ้อนของข้อต่อที่เปรียบเทียบได้
ตัวอย่างประกอบ(ไม่ใช่ตัวเลขการผลิตของ PCBCart): ในการผลิต 150 บอร์ดต่อเดือน โดยมีจุดบัดกรี THT 40 จุดต่อบอร์ด:
แบบแมนนวล อัตราข้อบกพร่อง 3% → ประมาณ 4.5 แผงต่อเดือนที่มีอย่างน้อยหนึ่งตำหนิ THT ซึ่งต้องการการแก้ไข/เก็บงาน
การบัดกรีแบบเลือกจุด อัตราข้อบกพร่อง 0.35% → ต่ำกว่าบอร์ดละ 1 แผ่นต่อเดือนมาก
ด้วยต้นทุนการทำงานแก้ไขที่คิดรวมแล้วอยู่ที่ 15–25 ดอลลาร์ต่อหนึ่งเหตุการณ์การแตะต้องแก้ไข (การวินิจฉัย การบัดกรีซ้ำ การตรวจสอบซ้ำ — เป็นเพียงตัวอย่าง คุณสามารถแทนค่าของคุณเองได้) ความต่างของต้นทุนการทำงานแก้ไขต่อเดือนเพียงอย่างเดียวอาจเข้าใกล้หรือเกินความต่างของต้นทุนแรงงาน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการทำงานแก้ไขจึงควรถูกนำมาสร้างแบบจำลองควบคู่ไปกับแรงงานทางตรงเสมอ แทนที่จะมองว่าเป็นเพียงค่าปัดเศษ
การลงทุนในอุปกรณ์เทียบกับการจ้างภายนอก: กรอบการตัดสินใจ
แทนที่จะกำหนดค่าเกณฑ์ ให้ใช้ลำดับตรรกะนี้กับตัวเลขของคุณเอง:
ประมาณปริมาณจุดคุ้มทุนของคุณนำค่าใช้จ่ายต่อเดือนแบบตัดจำหน่ายของอุปกรณ์บัดกรีเลือกจุดของคุณ (ราคาซื้อ ÷ อายุการใช้งานที่คาดหวังเป็นเดือน บวกค่าบำรุงรักษา) หารด้วยจำนวนเงินประหยัดค่าแรงต่อหน่วย (ต้นทุนการทำงานด้วยมือ/หน่วย ลบด้วยต้นทุนการบัดกรีแบบเลือกจุด/หน่วย) ผลลัพธ์ที่ได้คือปริมาณการผลิตต่อเดือนที่ทำให้ระบบอัตโนมัติภายในโรงงานคุ้มทุน
เปรียบเทียบกับปริมาณ THT รายเดือนจริงของคุณ รวมถึงบอร์ดทุกประเภทที่สามารถใช้แพลตฟอร์มฟิกซ์เจอร์เดียวกันได้ระดับเสียงแบบบอร์ดเดี่ยวมักจะต่ำเกินไป; การใช้งานหลายโปรแกรมคือสิ่งที่ทำให้ระบบอัตโนมัติภายในองค์กรเป็นไปได้จริงสำหรับโรงงาน HMLV
พิจารณาต้นทุนที่เกิดจากข้อบกพร่อง ไม่ใช่แค่ค่าแรงเท่านั้นในกรณีที่บอร์ดมีความหนาแน่นของจุดเชื่อมแบบ THT สูงหรือมีความเสี่ยงต่อการเกิดเงาบัง การเอาต์ซอร์สหรือทำให้กระบวนการเป็นอัตโนมัติยิ่งมีเหตุผลมากขึ้น แม้ในปริมาณการผลิตต่อหน่วยที่ต่ำ เพราะต้นทุนการแก้ไขงานจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าจำนวนหน่วยที่ผลิต
ชั่งน้ำหนักความสามารถในการนำฟิกซ์เจอร์กลับมาใช้ซ้ำแผ่นวงจรที่มีแนวโน้มบิดงอหรือมีคอนเนคเตอร์หนาแน่นซึ่งต้องใช้แท่นยึดหินสังเคราะห์ มีต้นทุนการตั้งค่าเกิดขึ้นจริงทุกครั้งที่มีรุ่นบอร์ดใหม่ — จงนำสิ่งนี้ไปคำนวณในจุดคุ้มทุนของคุณ แทนที่จะสมมติว่าต้นทุนแท่นยึดเพียงชุดเดียวสามารถใช้ได้ตลอดไป
หากปริมาณจุดคุ้มทุนของคุณสูงกว่าความต้องการ THT รายเดือนตามความเป็นจริงของคุณในทุกประเภทบอร์ดที่เกี่ยวข้องการจ้างผู้ให้บริการภายนอกที่มีการใช้เครื่องบัดกรีแบบเลือกจุดซึ่งได้หักค่าเสื่อมราคาไปแล้วจากปริมาณงานของลูกค้าจำนวนมาก มักเป็นทางเลือกที่สามารถปกป้องได้มากกว่าในเชิงต้นทุนเพียงอย่างเดียว
ตัวอย่างการคำนวณ: บอร์ด PLC อุตสาหกรรม, 150 ชิ้นต่อเดือน
โปรไฟล์บอร์ด:บอร์ด I/O PLC สำหรับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม, ข้อต่อ THT จำนวน 35 จุด (เทอร์มินัลบล็อก, คอนเน็กเตอร์, รีเลย์แบบรูทะลุหนึ่งตัว), ความเสี่ยงการโก่งตัวปานกลาง
ขั้นตอนที่ 1 — ต้นทุนค่าแรงงาน manualสมมติเวลาในการบัดกรีด้วยมือแบบ THT เท่ากับ 4.5 นาทีต่อบอร์ด ที่อัตราค่าแรงรวม $30 ต่อชั่วโมง: บอร์ด 150 แผ่น × 4.5 นาที = 675 นาที = 11.25 ชั่วโมง × $30 =337.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือนแรงงานทางตรง
ขั้นตอนที่ 2 — ต้นทุนการปรับแก้ด้วยมือที่อัตราข้อบกพร่อง 3%: 150 × 0.03 = 4.5 แผ่น/เดือนที่ต้องการการทำงานแก้ไขในราคา 20 ดอลลาร์ต่อครั้ง =90 ดอลลาร์สหรัฐฯ/เดือน.
ขั้นตอนที่ 3 — ยอดรวมด้วยตนเอง$337.50 + $90 =$427.50/เดือน.
ขั้นตอนที่ 4 — ต้นทุนกระบวนการบัดกรีแบบเลือกเฉพาะสมมติเวลาไซเคิลต่อบอร์ด 1.2 นาที (ตั้งโปรแกรมแล้ว ทำงานอัตโนมัติ) ที่อัตราเดิม $30/ชั่วโมง: 150 × 1.2 นาที = 180 นาที = 3 ชั่วโมง × $30 =90 ดอลลาร์สหรัฐฯ/เดือนรวมถึงค่าเสื่อมราคาของอุปกรณ์ติดตั้ง — สำหรับตัวอย่างนี้ ให้สมมติว่าอุปกรณ์ติดตั้งราคา 600 ดอลลาร์ หักค่าเสื่อมราคาเป็นเวลา 12 เดือน =50 ดอลลาร์สหรัฐ/เดือน.
ขั้นตอนที่ 5 — ต้นทุนการทำงานแก้ไขแบบเลือกเฉพาะส่วนเมื่ออัตราข้อบกพร่องอยู่ที่ 0.35%: 150 × 0.0035 ≈ 0.5 แผง/เดือน ที่ $20 =10 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน.
ขั้นตอนที่ 6 — ผลรวมแบบเลือกสรร$90 + $50 + $10 =150 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน.
เดลต้าโดยประมาณต่อเดือนสุทธิ: ประมาณ 277.50 ดอลลาร์สหรัฐฯ ที่เป็นประโยชน์ต่อการบัดกรีแบบเลือกตำแหน่งที่ปริมาณและลักษณะข้อบกพร่องเช่นนี้ — ก่อนที่จะพิจารณาเรื่องความสม่ำเสมอ ความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับ หรือภาระด้านการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วล้วนเอื้อต่อแนวทางแบบอัตโนมัติมากยิ่งขึ้นที่ความหนาแน่นของจุดเชื่อมระดับนี้
สร้างการเปรียบเทียบของคุณเอง
ช่วงตัวเลขและ示例คำนวณข้างต้นมีไว้ให้คุณแทนที่ด้วยอัตราค่าแรง จำนวนจุดเชื่อม และข้อมูลของเสียที่คุณสังเกตได้เอง ไม่ได้มีไว้ใช้เป็นตัวเลขอ้างอิงในการเสนอราคา ไฟล์ Excel เวอร์ชันดาวน์โหลดของกรอบการเปรียบเทียบนี้ ซึ่งแสดงสูตรทั้งหมดให้คุณสามารถใส่ข้อมูลของคุณเองได้โดยตรง มีให้สำหรับผู้อ่านที่ต้องการนำไปใช้คำนวณกับชุดบอร์ดของตนเอง
สำหรับบอร์ดที่มีความหนาแน่นของจุดเชื่อม THT ความเสี่ยงจากการเกิดเงาบัง หรือความไวต่อการโก่งงอ ซึ่งทำให้การคำนวณนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายทีมวิศวกรรมการผลิตของ PCBCart สามารถตรวจสอบไฟล์บอร์ดเทคโนโลยีผสมของคุณได้และจัดทำการประเมินกระบวนการบัดกรีแบบเลือกเฉพาะที่เหมาะสมกับการออกแบบของคุณโดยเฉพาะ —ส่งไฟล์บอร์ดของคุณเพื่อเริ่มการประเมินนั้น
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•ตรวจสอบ DFM ของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ฟรีสำหรับโครงการประกอบวงจร
•วิธีสั่งประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ออนไลน์
•ภาพรวมกระบวนการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA)
•ภาพรวมบริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
