印制電路板成本控制必要性和實(shí)現(xiàn)方法

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1、印制電路板成本控制必要性和實(shí)現(xiàn)方法陳國(guó)斌天津三星電子有限公司300462【文章】現(xiàn)代科技產(chǎn)品日新月異，新產(chǎn)品、新設(shè)計(jì)層出不窮。而這些新產(chǎn)品、新設(shè)計(jì)的核心就在于印制電路板（PCB，PrintedCircuitBoard）。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)變得非常重要。作為產(chǎn)品核心部件的印制電路板，如何才能最優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)將成本控制到最少，變得非常重要。設(shè)計(jì)忽視或者考慮不周帶來(lái)的哪怕一點(diǎn)點(diǎn)的單價(jià)的升高，經(jīng)過(guò)物量映射后，都會(huì)帶來(lái)很高的額外的采購(gòu)開(kāi)支。這會(huì)削弱產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，影響產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。Option設(shè)計(jì)、部品封裝選擇

2、、材質(zhì)選擇等一系列的優(yōu)化方案可以很好的實(shí)現(xiàn)這一思想?！娟P(guān)鍵詞】印制電路板；成本控制；FR-4；Silkless1印制電路板尺寸優(yōu)化一般來(lái)講，印制電路板的尺寸越小，成本越低，但并非絕對(duì)的線性關(guān)系。這跟印制電路板制造時(shí)的切割工藝有一定關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)前進(jìn)行預(yù)估印制電路板尺寸選取時(shí)，需要首先跟采購(gòu)部門(mén)確認(rèn)各尺寸的價(jià)格，然后預(yù)選取一個(gè)滿足需要的最經(jīng)濟(jì)尺寸。開(kāi)始進(jìn)行印制電路板布線設(shè)計(jì)時(shí)，除去根據(jù)功能設(shè)計(jì)要求進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)外，為了進(jìn)行成本上的節(jié)儉，還需要著手考慮以下幾個(gè)方面：2考慮同一份電路圖設(shè)計(jì)同時(shí)對(duì)應(yīng)多款相似產(chǎn)品很多時(shí)候，相似的產(chǎn)

3、品，由于產(chǎn)品尺寸、販賣(mài)地域、功能以及產(chǎn)品檔次定位等方面的不同，而需要不同或者相似的設(shè)計(jì)。如果因?yàn)樯倭康牟町惗M(jìn)行兩款印制電路板布線設(shè)計(jì)的話，首先，需要申請(qǐng)兩張或者兩張以上印制電路板的設(shè)計(jì)，這樣會(huì)額外產(chǎn)生一筆設(shè)計(jì)費(fèi)用；其次，印制電路板設(shè)計(jì)完成后，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，每一張印制電路板都需要進(jìn)行信賴性實(shí)驗(yàn)以及電性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試，試驗(yàn)投入樣機(jī)以及實(shí)驗(yàn)本身都需要額外產(chǎn)生費(fèi)用；另外，一般來(lái)說(shuō)，電子產(chǎn)品投放市場(chǎng)，需要進(jìn)行EMC認(rèn)證、HDMI認(rèn)證、MHL認(rèn)證以及其它方面的功能性認(rèn)證，而往往，這些認(rèn)證是跟印制電路板關(guān)聯(lián)的，不同編號(hào)的印制電路板，需

4、要取得特定的認(rèn)證號(hào)或者經(jīng)過(guò)獨(dú)立的認(rèn)證測(cè)試才能使用，多一張印制電路板，就會(huì)多出一定的認(rèn)證成本。在印制電路板尺寸選定的情況下，把相似產(chǎn)品的不同點(diǎn)做成Option選項(xiàng)設(shè)計(jì)，原理圖上整合在一起，然后相似產(chǎn)品使用同一份電路圖的話，可以共用一張印制電路板，從而在印制電路板設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試檢討以及各項(xiàng)認(rèn)證等方面都可以盡可能的減少開(kāi)支。另外相似產(chǎn)品使用同一張印制電路板的話，可以增大對(duì)該印制電路板的量產(chǎn)需求，這樣，采購(gòu)部門(mén)可以根據(jù)更大的物量需求而跟印制電路板生產(chǎn)企業(yè)協(xié)商進(jìn)一步壓低印制電路板單價(jià)。3元器件封裝優(yōu)化這可以通過(guò)兩種方式來(lái)做到。第一

5、，相似電氣特性的元器件，根據(jù)實(shí)際需求選擇封裝更小一些的。例如對(duì)于貼片電阻，R1[100ohm,1%,1/6ARGIN:11pt0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormal>4電路功能實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化選擇主板上，對(duì)于各個(gè)功能通常對(duì)應(yīng)著各自的電路模塊。而這其中，最典型的代表就是電源轉(zhuǎn)換相關(guān)的電路模塊。對(duì)于電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)考慮的是輸出電壓電流能否滿足帶載要求，紋波是否滿足終端芯片的設(shè)計(jì)規(guī)格。其次，會(huì)平衡一下電壓轉(zhuǎn)換效率以及電路本身的成本。例如5V轉(zhuǎn)換為3.3V

6、的電路設(shè)計(jì)，可以有兩種備選方案，DCDC（直流變直流）轉(zhuǎn)換器或者LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）。兩個(gè)方案都可以完美的達(dá)到輸出設(shè)計(jì)要求。DCDC轉(zhuǎn)換器，周邊需要匹配去耦電容、電感器、濾波電容、反饋電路、相位調(diào)節(jié)電路以及Softstart電路等，另外，電路板上還需要考慮GND環(huán)路連接，這些因素導(dǎo)致了DCDC轉(zhuǎn)換器需要占用大量的印制電路板空間。但是對(duì)于LDO而言，它的主要功能都可以在LDO內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，需要的外接元器件很少，通常只需要一兩個(gè)旁路電容做一下濾波或者去耦就可以，也沒(méi)有特殊的GND設(shè)計(jì)要求，而且本身LDO芯片和DCDC芯片從

7、封裝上來(lái)講占用空間相差不大，這樣選用LDO的話，可以大大減少對(duì)印制電路板空間的需求。5各元器件間距最小化以及滿足信號(hào)完整性前提下的線寬、線間距最小化通常來(lái)講，元器件的相互擺放位置，存在電路設(shè)計(jì)要求以及生產(chǎn)工藝要求兩個(gè)方面。電路設(shè)計(jì)要求一般側(cè)重于元器件間距對(duì)于電性能方面的影響，例如去耦電容要離芯片輸入端足夠近；防靜電器件要離接口足夠近；晶振要離芯片足夠近，而離模擬信號(hào)或者模擬元器件足夠安全的距離等等。生產(chǎn)工藝要求一般側(cè)重于元器件間距對(duì)于生產(chǎn)貼片不良控制以及售后返工維修的方便性方面。例如兩個(gè)接口元器件之間的間距，需要考慮貼片

8、自動(dòng)化時(shí)避免接口碰撞的最小間距；其它貼片類元器件相互間距足以可以完成維修或者返工操作等等。實(shí)際印制電路板元器件擺放設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮上面兩個(gè)因素，在盡可能滿足電性能以及生產(chǎn)工藝要求的情況下，元器件擺放距離最小化。當(dāng)然，如果實(shí)際擺放時(shí)，完全遵循生產(chǎn)工藝要求會(huì)造成很大空間浪費(fèi)的話，可以對(duì)違背生產(chǎn)貼片工藝要求的事項(xiàng)進(jìn)行進(jìn)