Welche Faktoren beeinflussen die Kosten von PCB Herstellung? Dieses Thema ist für alle, die in der Leiterplattenindustrie tätig sind, von großem Interesse. Es ist auch eines der am häufigsten genannten Themen im Kundenfeedback, das NCAB erhält. In dieser Kolumne werden wir uns genauer ansehen, welche Faktoren die harten Kosten der Leiterplattenherstellung bestimmen.

Insgesamt konzentrieren sich 80 bis 90 % der Gesamtkosten einer Leiterplatte tatsächlich im oberen Teil der Lieferkette, bevor der Lieferant (EMS-Werk, Leiterplattenhersteller usw.) das endgültige Design der Leiterplatte sieht. Wir können die Kostenfaktoren der Leiterplattenherstellung in zwei große Kategorien einteilen – „harte Kostenfaktoren“ und „versteckte Kostenfaktoren“.

Der harte Kostenfaktor der Leiterplattenherstellung muss einige grundlegende Kostenfaktoren wie die Größe der Leiterplatte beinhalten. Es ist bekannt, dass je größer eine PCB ist, desto mehr Material benötigt wird, wodurch die Kosten steigen. Wenn wir eine Basis-2L-Plattengröße von 2×2″ als Basislinie verwenden, würde eine Erhöhung der Größe auf 4×4″ die Kosten des Basismaterials um den Faktor 4 erhöhen. Der Materialbedarf spielt nicht nur auf der X- und Y-Achse eine Rolle, sondern auch auf der Z-Achse. Dies liegt daran, dass jede der Laminierung hinzugefügte Kernplatte zusätzliche Materialien sowie Materialhandhabung, Drucken und Ätzen, AOI-Inspektion, chemische Reinigung und Browning-Kosten erfordert, sodass das Hinzufügen von Schichten die Endproduktkosten erhöht.

Gleichzeitig wirkt sich die Materialwahl auch auf die Kosten aus, die Kosten für fortschrittliche Platten (M4, M6 usw.) sind höher als für gewöhnliche FR4. Generell empfehlen wir, dass Kunden ein bestimmtes Blech mit der Option „oder gleichwertiges Material“ spezifizieren, damit das Werk den Materialeinsatz entsprechend den Bedürfnissen des Kunden richtig zuordnen kann und einen langen Bogenbeschaffungszyklus vermeiden kann.

Die Komplexität einer Leiterplatte wirkt sich auch auf die Kosten aus. Wenn Standard-Multilaminate verwendet werden und Blind-, Erd- oder Sacklochkonstruktionen hinzugefügt werden, werden die Kosten zwangsläufig steigen. Ingenieure müssen sich bewusst sein, dass die Verwendung einer vergrabenen Lochstruktur nicht nur den Bohrzyklus erhöht, sondern auch die Dauer der Kompression verlängert. Um Sacklöcher herzustellen, muss die Leiterplatte viele Male gepresst, gebohrt und galvanisiert werden, was zu erhöhten Produktionskosten führt.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist das Puzzle. Die Art der Montage der Platte beeinflusst die Nutzungsrate des Materials. Wenn dies nicht erforderlich ist, entsteht zu viel Platz zwischen der Platine und der Prozesskante, was zu einer Verschwendung der Platine führt. Tatsächlich kann eine Minimierung des Abstands zwischen den Platinen und der Größe der Prozesskante die Ausnutzung der Platine verbessern. Wenn die Platine als Quadrat oder Rechteck ausgeführt ist, maximiert der V-Schnitt mit dem Abstand „0“ die Nutzung der Platinen.

Der Zeilenabstand ist auch einer der Faktoren, die die Kosten beeinflussen. Je kleiner die Linienbreite und der Linienabstand sind, desto höher sind die Anforderungen an die Prozesskapazität der Fabrik, desto schwieriger die Produktion, desto wahrscheinlicher ist es, dass Ausschusspappe entsteht. Wenn das Leiterplattendesign lang oder geschleift ist, steigt die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls und die Kosten steigen.

Auch die Anzahl und Größe der Löcher wirken sich auf die Kosten aus. Zu kleine oder zu viele Löcher können die Kosten der Leiterplatte erhöhen. Kleinere Bohrer haben auch kleinere Spanschlitze, wodurch die Anzahl der Leiterplatten begrenzt wird, die in einem einzigen Bohrzyklus gebohrt werden können. Die kurze Länge der Nuten des Bohrers begrenzt auch die Anzahl der Leiterplatten, die gleichzeitig gebohrt werden können. Da CNC-Bohrmaschinen mehrere Operationen erfordern, können auch die Arbeitskosten steigen. Außerdem muss das Öffnungsverhältnis berücksichtigt werden. Das Bohren kleiner Löcher in dicke Platten erhöht ebenfalls die Kosten und erfordert die Fertigungskapazität der Fabrik.

Der letzte harte Kostenfaktor ist die Oberflächenbehandlung der Leiterplatten. Sonderlackierungen wie Hartgold, Dickgold oder Nickel-Palladium können weitere Kosten verursachen. Alles in allem können die Entscheidungen, die Sie während der PCB-Designphase treffen, die endgültigen Herstellungskosten der PCB beeinflussen. NCAB empfiehlt, dass PCB-Lieferanten so früh wie möglich in das Produktdesign einbezogen werden, um später unnötige Kostenverschwendung zu vermeiden.