PCB設計組件尺寸成本比

2020-11-18

PCB設計中電子元件的設計是一種微妙的平衡行為。組件越復雜，它就會(huì )變得越大，這也使其變得更昂貴。有時(shí)會(huì )出現零件太大或太復雜而無(wú)法以經(jīng)濟有效的方式進(jìn)行制造的情況，設計人員必須在開(kāi)始制造過(guò)程之前知道該拐點(diǎn)在哪里。組件尺寸成本比為設計人員提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的指標，可以確定設計是否因預算太大或過(guò)于復雜而超出預算。

組件尺寸成本比是多少？

該元件尺寸與成本的比率是衡量一個(gè)電子的可行性項目的基礎上，將花費多少錢(qián)給它建所需的資源。必須仔細平衡生產(chǎn)率和利潤，以便可以制造足夠的組件，同時(shí)仍為制造商帶來(lái)利潤。組件越復雜，就越不可能以低成本構建。單個(gè)組件的高復雜性還可能需要對其余電子項目進(jìn)行昂貴的修改。例如，流經(jīng)一個(gè)組件的高電壓可能需要在整個(gè)項目中增加一個(gè)散熱器，而較低的電壓可能并不需要那么多的散熱?？紤]安全性也很重要，但是，設計人員切勿為了節省金錢(qián)而刪除安全預防措施。

隨著(zhù)PCB組件尺寸的減小，確保較小空間中的功能所需的機械約束影響了其尺寸成本比。PCB上單個(gè)組件的高密度增加了由于高電壓和高電流水平而導致故障的風(fēng)險，需要緩解這些問(wèn)題，例如散熱器和特定類(lèi)型的電路或晶體管。隨著(zhù)PCB上組件數量的增加，制造成本和尺寸也隨之增加。 

為了防止成本激增，許多制造商在PCB上都設置了最大尺寸限制。PCB上的組件數量本身并不會(huì )造成不可持續的尺寸成本比。尺寸成本與不可持續成本之間的差異在于在機械限制內組裝PCB的方法。例如，不同的焊接方法可以改變PCB的結構完整性和表面積，從而改變組件的布局方式。

為什么零件尺寸成本比會(huì )變化？

創(chuàng )建優(yōu)化的PCB設計是一個(gè)反復的過(guò)程，需要進(jìn)行設計更改，測試和數據分析。有效的，經(jīng)過(guò)驗證的STEP文件是一個(gè)可靠的起點(diǎn)，但是最終設計的優(yōu)化可能會(huì )從初始計劃中大大改變尺寸成本比。尺寸和形狀要求，再加上機械約束，可能會(huì )使功能相似的組件具有不同的尺寸成本比。制造商是使用ECAD（電子計算機輔助設計），MCAD（機械計算機輔助設計）還是兩者結合使用，將產(chǎn)生進(jìn)一步的變化。最可靠的優(yōu)化方法是兩者的結合，因為它們各自滿(mǎn)足PCB制造過(guò)程中的不同要求。

不同的行業(yè)也可能具有不同的可接受的尺寸成本比，具體取決于它們生產(chǎn)的產(chǎn)品類(lèi)型。例如，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）機器必須能夠進(jìn)行復雜的計算并相互通信，這需要一些現代機器中最復雜的制造方法。這包括多層PCB和最佳實(shí)踐的嚴格標準，其中一些對于成功實(shí)現無(wú)線(xiàn)連接至關(guān)重要。這些PCB往往很小，因為諸如智能傳感器之類(lèi)的IoT組件依賴(lài)于它們。物聯(lián)網(wǎng)PCB還依賴(lài)于一種新型的PCB，稱(chēng)為Flex PCB，其應力點(diǎn)較少，但價(jià)格可能比傳統PCB高。諸如此類(lèi)的復雜組件通常需要較高的生產(chǎn)成本，但是這些組件相對于較舊版本的優(yōu)勢是可以接受的折衷方案。 

這是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明了元件尺寸與成本之比是一個(gè)有用的指標，而不是PCB制造的最終指標。一些復雜的項目和應用程序要求組件尺寸/成本比，這對于簡(jiǎn)單的項目而言是不可接受的。

哪種類(lèi)型的分析對大小成本比有用？

成本效益分析考慮到PCB制造和測試過(guò)程的所有部分，在生產(chǎn)開(kāi)始之前為每個(gè)單元創(chuàng )建了制造和測試成本的累積估算。分析涉及發(fā)現項目物料清單中的任何錯誤或不一致，檢查組件間隙和位置，調整占位焊盤(pán)圖案尺寸，測試焊料質(zhì)量以及確保已完成完整的測試。所有這些事情都有可能通過(guò)對操作可行性的最低要求，但沒(méi)有針對PCB所需的應用進(jìn)行優(yōu)化。在這種情況下，成本效益分析可以揭示可以從較小的更改中受益的領(lǐng)域，從而使組件更好。

關(guān)鍵區域分析是風(fēng)險評估的一種形式，旨在顯示組件在制造之前是否存在任何物理漏洞。消除這些漏洞對于降低組件的成本與尺寸之比至關(guān)重要，因為由于制造缺陷而造成的返工是其中的一部分。關(guān)鍵區域分析檢查了部件的性能，是否符合法規標準以及對靜電放電造成的損壞的抵抗力以及其他因素。電路分析也很重要，不僅要確保PCB正常工作，而且要確保它不會(huì )過(guò)熱或發(fā)生故障，從而需要進(jìn)行昂貴的維修。