PCB设计组件尺寸成本比

2020-11-18

PCB设计中電(diàn)子元件的设计是一种微妙的平衡行為(wèi)。组件越复杂，它就会变得越大，这也使其变得更昂贵。有(yǒu)时会出现零件太大或太复杂而无法以经济有(yǒu)效的方式进行制造的情况，设计人员必须在开始制造过程之前知道该拐点在哪里。组件尺寸成本比為(wèi)设计人员提供了一个简单的指标，可(kě)以确定设计是否因预算太大或过于复杂而超出预算。

组件尺寸成本比是多(duō)少？

该元件尺寸与成本的比率是衡量一个電(diàn)子的可(kě)行性项目的基础上，将花(huā)费多(duō)少钱给它建所需的资源。必须仔细平衡生产率和利润，以便可(kě)以制造足够的组件，同时仍為(wèi)制造商(shāng)带来利润。组件越复杂，就越不可(kě)能(néng)以低成本构建。单个组件的高复杂性还可(kě)能(néng)需要对其余電(diàn)子项目进行昂贵的修改。例如，流经一个组件的高電(diàn)压可(kě)能(néng)需要在整个项目中增加一个散热器，而较低的電(diàn)压可(kě)能(néng)并不需要那么多(duō)的散热。考虑安全性也很(hěn)重要，但是，设计人员切勿為(wèi)了节省金钱而删除安全预防措施。

随着PCB组件尺寸的减小(xiǎo)，确保较小(xiǎo)空间中的功能(néng)所需的机械约束影响了其尺寸成本比。PCB上单个组件的高密度增加了由于高電(diàn)压和高電(diàn)流水平而导致故障的风险，需要缓解这些问题，例如散热器和特定类型的電(diàn)路或晶體(tǐ)管。随着PCB上组件数量的增加，制造成本和尺寸也随之增加。 

為(wèi)了防止成本激增，许多(duō)制造商(shāng)在PCB上都设置了最大尺寸限制。PCB上的组件数量本身并不会造成不可(kě)持续的尺寸成本比。尺寸成本与不可(kě)持续成本之间的差异在于在机械限制内组装PCB的方法。例如，不同的焊接方法可(kě)以改变PCB的结构完整性和表面积，从而改变组件的布局方式。

為(wèi)什么零件尺寸成本比会变化？

创建优化的PCB设计是一个反复的过程，需要进行设计更改，测试和数据分(fēn)析。有(yǒu)效的，经过验证的STEP文(wén)件是一个可(kě)靠的起点，但是最终设计的优化可(kě)能(néng)会从初始计划中大大改变尺寸成本比。尺寸和形状要求，再加上机械约束，可(kě)能(néng)会使功能(néng)相似的组件具有(yǒu)不同的尺寸成本比。制造商(shāng)是使用(yòng)ECAD（電(diàn)子计算机辅助设计），MCAD（机械计算机辅助设计）还是两者结合使用(yòng)，将产生进一步的变化。最可(kě)靠的优化方法是两者的结合，因為(wèi)它们各自满足PCB制造过程中的不同要求。

不同的行业也可(kě)能(néng)具有(yǒu)不同的可(kě)接受的尺寸成本比，具體(tǐ)取决于它们生产的产品类型。例如，物(wù)联网（IoT）机器必须能(néng)够进行复杂的计算并相互通信，这需要一些现代机器中最复杂的制造方法。这包括多(duō)层PCB和最佳实践的严格标准，其中一些对于成功实现无線(xiàn)连接至关重要。这些PCB往往很(hěn)小(xiǎo)，因為(wèi)诸如智能(néng)传感器之类的IoT组件依赖于它们。物(wù)联网PCB还依赖于一种新(xīn)型的PCB，称為(wèi)Flex PCB，其应力点较少，但价格可(kě)能(néng)比传统PCB高。诸如此类的复杂组件通常需要较高的生产成本，但是这些组件相对于较旧版本的优势是可(kě)以接受的折衷方案。 

这是一个很(hěn)好的例子，说明了元件尺寸与成本之比是一个有(yǒu)用(yòng)的指标，而不是PCB制造的最终指标。一些复杂的项目和应用(yòng)程序要求组件尺寸/成本比，这对于简单的项目而言是不可(kě)接受的。

哪种类型的分(fēn)析对大小(xiǎo)成本比有(yǒu)用(yòng)？

成本效益分(fēn)析考虑到PCB制造和测试过程的所有(yǒu)部分(fēn)，在生产开始之前為(wèi)每个单元创建了制造和测试成本的累积估算。分(fēn)析涉及发现项目物(wù)料清单中的任何错误或不一致，检查组件间隙和位置，调整占位焊盘图案尺寸，测试焊料质量以及确保已完成完整的测试。所有(yǒu)这些事情都有(yǒu)可(kě)能(néng)通过对操作可(kě)行性的最低要求，但没有(yǒu)针对PCB所需的应用(yòng)进行优化。在这种情况下，成本效益分(fēn)析可(kě)以揭示可(kě)以从较小(xiǎo)的更改中受益的领域，从而使组件更好。

关键區(qū)域分(fēn)析是风险评估的一种形式，旨在显示组件在制造之前是否存在任何物(wù)理(lǐ)漏洞。消除这些漏洞对于降低组件的成本与尺寸之比至关重要，因為(wèi)由于制造缺陷而造成的返工是其中的一部分(fēn)。关键區(qū)域分(fēn)析检查了部件的性能(néng)，是否符合法规标准以及对静電(diàn)放電(diàn)造成的损坏的抵抗力以及其他(tā)因素。電(diàn)路分(fēn)析也很(hěn)重要，不仅要确保PCB正常工作，而且要确保它不会过热或发生故障，从而需要进行昂贵的维修。