Что лучше - компоненты с обеих сторон или компоненты с одной стороны печатной платы?

Я работаю над дизайном печатной платы. Будет произведено 50 тыс. печатных плат.

Компоненты SMD: 100

Компоненты сквозного отверстия: 25

Мне нужно минимизировать размер печатной платы. В конструкции нет высокоскоростных сигналов или чувствительных сигналов.

У меня есть два варианта:

  1. Компоненты на односторонней плате с многослойной (4 и выше) разводкой

  2. Компоненты на обеих (двойных) сторонах печатной платы с двухслойной компоновкой

Мне нужно уточнить, что дешевле в производстве.

Вероятно, вы можете использовать онлайн-системы котировок, чтобы получить представление о стоимости обоих вариантов. Даже если они не могут предоставить самую точную самую низкую цену для таких больших количеств, как эта, они должны быть в состоянии дать вам подсказку.
Вы также можете рассмотреть общие затраты на сборку. Здесь односторонняя печатная плата имеет большое преимущество, поскольку вы можете сделать это в одном процессе SMD и THT. Также имейте в виду, что (с технической точки зрения) 4-слойная многослойная конструкция является лучшим решением с точки зрения конструкции электромагнитных помех (радиочастотное излучение и помехоустойчивость).
По моему опыту, надбавка за двухсторонний монтаж деталей SMT невелика. Также следует рассмотреть 2-сторонний монтаж на многослойных. У вас МНОГО деталей со сквозными отверстиями, если для них отведено много места, рассмотрите небольшую многослойную плату и более крупную 1- или 2-слойную плату для больших деталей.
У Питера есть хороший ответ относительно производственных затрат. Однако я не так уверен в ваших вариантах. Для двустороннего макета может потребоваться больше слоев, чем для одностороннего макета. Лучший способ узнать это — спроектировать и то и другое и получить расценки — производители редко делают «догадки». Вам нужно свести к минимуму размер вашей печатной платы, но расходы, по-видимому, являются более важной целью. Вы можете уменьшить размер, выбрав меньшие компоненты, и у вас могут быть меньшие SMD-альтернативы для ваших SMD-компонентов. Иногда более умная часть может заменить множество функций, которые в противном случае реализованы дискретно.
как насчет компонентов со сквозными отверстиями сверху, приклеенных SMD снизу, все припаяно за один проход на машине для пайки волной припоя?
Если вас интересует только стоимость, сделайте дизайн для обоих и получите предложение от вашего местного производителя печатных плат.

Ответы (1)

Размер печатной платы — не единственное соображение, связанное с затратами, и вам необходимо учитывать повторяющиеся затраты по сравнению с единовременными (непериодическими) затратами (некоторые из неповторяющихся затрат могут возникать более одного раза за 50 000 прогонов).

Обратите внимание, что использование двухсторонних технологий редко (если вообще когда-либо) дает печатную плату вдвое меньше, чем односторонняя деталь - по моему опыту, вы можете получить печатную плату, которая может быть на 40% меньше, если ей будет уделено много внимания.

Единовременные затраты, связанные с печатными платами, включают в себя стоимость инструментов и стоимость трафаретов для пайки (которые на самом деле не так уж дороги, хотя при тираже в 50 тыс. вам может понадобиться использовать новые после определенного количества запусков, что очень специфично для собственно печатная плата).

Также в эту категорию входят инструменты для тестирования, которые имеют определенную стоимость объема (платы 50 000 потребуют, чтобы инструменты для тестирования имели определенный объем обслуживания).

Еще одна единовременная статья расходов — это изготовление и сборка документации; плохая документация повлечет за собой периодические расходы, поскольку вы будете постоянно принимать звонки от сборщика, а особенности печатной платы могут не контролироваться так, как вам нужно. Я предлагаю использовать рекомендации из IPC-D-326 (который включает в себя IPC-D-325).

Регулярные расходы это:

Изготовление

Количество слоев

Размер ( обшивка может уменьшить это в зависимости от специфики печатной платы)

Количество просверленных отверстий (часто забывают, но это может быть основным фактором затрат)

Размер просверливаемых отверстий (для минимизации затрат соблюдайте соотношение сторон - толщина печатной платы к диаметру сверла - не выше 8:1 и не меньше 0,3 мм)

Качество материала (в частности, Tg) согласно IPC-4101 . Если у вас высокая плотность переходных отверстий, вам потребуется относительно высокая Tg, иначе вы рискуете сломать стволы переходных отверстий; это очень распространенная «ошибка», которая может снизить выход продукции при сборке (тест голой печатной платы не обнаружит этого, поскольку он будет отображаться только после оплавления - время выше Tg имеет решающее значение).

Класс печатной платы (согласно IPC-A-600 )

Сборка

Класс сборки согласно IPC-A-610 .

Количество проходов оплавлением и, возможно, в вашем случае выборочной пайкой; в основном существуют периодические затраты на каждый необходимый этап процесса. Вы также должны иметь в виду, что если применяется процесс очистки, он обычно выполняется для каждого прохода через пайку.

Количество досок в одной панели; в общем, чем больше, тем лучше (так что вы получаете больше печатных плат на каждом этапе процесса, хотя сборка и размещение будут иметь более высокую стоимость, но обычно она невелика по сравнению с выгодой от установки большего количества печатных плат на панель).

Здесь также имеет значение плотность компонентов; неизбежно будут некоторые отходы компонентов (обычно более мелкие детали), и чем выше плотность, тем выше обычно эти отходы.

Тестирование.

Автоматический тест будет иметь единовременную стоимость реализации и минимально возможную повторяющуюся стоимость (кроме отсутствия тестирования вообще). С точки зрения стоимости, она увеличивается по мере перехода от автоматизированного -> неквалифицированный тестировщик -> квалифицированный тестировщик в расчете на единицу времени.

Есть и другие вопросы, но, по моему опыту, это основные, и на них нет единого (или простого) ответа; это зависит от специфики вашей печатной платы. В прошлом, когда у меня было место для одностороннего блока, я выполнял дизайн как для одностороннего, так и для двустороннего дизайна (неся еще единовременные расходы на этапе проектирования) для больших объемов приложений и отправлял как предложения, так и результат часто может быть довольно неожиданным.

В одном случае (где дизайн всегда должен был быть двусторонним из-за нехватки места) общая стоимость изготовления и сборки была ниже (примерно на 20%), когда я увеличил количество слоев с 14 до 18.

Это значительно уменьшило количество переходов и устранило сверления с высоким соотношением сторон (количество нижних слоев имело соотношение сторон до 12, а число верхних слоев достигло 10) и имело случайный эффект улучшенной целостности сигнала (поскольку я смог использовать одноуровневая маршрутизация для большинства высокоскоростных сигналов).

[Методы, необходимые для передачи высокоскоростных сигналов на нескольких уровнях при минимизации потерь, выходят за рамки этого ответа - достаточно сказать, что они довольно сложны и занимают больше места, чем было бы необходимо в противном случае]

У вас есть примеры "удивительных результатов"?
обновленный с по общему признанию всегда двухсторонней доской.