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PCB設計:如何在成本和性能上做好平衡

PCB設計 ? 2020-09-17 21:40 ? 次閱讀

在設計PCB時,您會遇到一種情況。我應該按成本設計還是按價值設計?有人可能認為這兩種電路板設計選項之間的差異很小。盡管成本確實是兩者的一個因素,但存在明顯的差異,這將對電路板的設計和制造產生重大影響。讓我們從這些角度看一下每種觀點,然后將能夠回答設計對成本還是設計對價值更好的問題。

PCB設計到成本

有時,一個短語可以準確反映其描述的過程。PCB設計按成本就是這種情況。實施此策略時,目標是使電路板的單位成本最低。實現此目標的最有效方法是在整個開發過程中應用最低的成本標準。這意味著在設計PCB時要降低制造成本。遵循以下建議將有助于您最大程度地降低制造成本。

如何按成本設計:

l選擇最便宜的組件

在大多數情況下,適合您的設計的組件有很多選擇,成本和質量的范圍可能很大。但是,當使成本成為最重要的因素時,您很可能不得不犧牲質量。

l使您的設計最小化

您的設計越復雜,制造起來就越困難,成本也就越高。跡線的數量和大小,通孔的層和類型都會增加復雜性。例如,焊盤內通孔比其他通孔選項更困難,而埋入式和盲孔則更昂貴。

l選擇最便宜的板材

用于高頻,高功率和高溫操作的材料通常比通用材料(例如基礎FR4)貴。當電路板材料不可避免地昂貴時,將層數最小化也可以降低成本。您選擇的表面處理也會增加成本。

上面的列表并不包含所有內容,但確實提供了指導設計決策的重要原則。

PCB設計實現價值

PCB設計到成本是一種簡化的設計策略,因為實際上只有一個標準可以指導您的決策。另一方面,按價值設計是一個涉及更多的過程,因為目標是設計您的電路板,以使制造和組裝的結果具有最佳的性價比。實施此策略要求您的決策更多地取決于您的PCB是否能可靠地滿足客戶的需求。

與按成本設計方法相比,按價值設計可能會導致更高的總體制造成本,但最終,您的電路板應具有更高的質量,并更符合客戶的需求。在設計過程中遵循以下準則將有助于您生產出最佳產品

如何設計成價值:

l選擇最好的組件

根據您的客戶,可能有多個注意事項應指導您選擇組件。顯然,該組件必須能夠執行其預期的功能,但它還必須在其預期使用的設備的整個生命周期中可靠地連續執行。此外,重要的是要確保有足夠數量的組件可用于將來的生產。而且在某些情況下,必須對供應鏈進行驗證,以最大程度地減少假冒或劣質組件出現在您的電路板上的可能性。這些要求使您必須將貨源限制在符合這些條件的分銷商處。

l使您的設計最小化

正如設計到成本一樣,最好最大程度地降低設計的復雜性。該目標必須與其他因素(例如,電路板尺寸的限制)保持平衡,這可能意味著需要額外的層和過孔來滿足信號走線的需求。

l根據板子類型選擇材料

在選擇電路板材料時,最重要的因素是電路板是否能夠在將要部署的環境中保持其完整性。因此,板的類型對于選擇最佳材料至關重要。例如,要在其上傳播高頻信號的電路板需要特別考慮介電常數。

此設計策略受客戶需求驅動,但成本是一個因素。在實現所需質量的成本水平(例如將設計與精益制造工藝結合使用時)可獲得最佳價值。

如何在PCB設計成本與設計價值之間進行選擇

現在,我們已經考慮了PCB設計到成本和設計到價值的關鍵屬性,我們可以解決以下問題:設計到成本還是設計到價值更好。為此,我們需要定義一個通用指標,通過該指標我們可以比較這兩種策略。最好的使用方法可能是投入回報率或ROI。產品開發的投入回報率可以通過以下公式定義:

投入回報率=實現的利潤(t/開發總成本

實現的利潤(t)是一段時間內的總利潤。該時間段應為產品銷售的整個時間段,具體時間因產品而異。開發成本包括設計和制造成本。這些成本最初較高,但在設計完成后急劇下降。對于設計到成本,初始成本通常會低于設計到價值;但是,質量更好的產品通常會在市場上停留更長時間,并產生更多的總利潤。

創造既具有最佳功能又具有成本效益的產品可能會很麻煩。從設計到成本的PCB設計需要更少的支出,但產生的回報也更少,而從設計到價值的設計則相反。從客戶的角度來看,在大多數情況下,產品的質量將是最重要的因素,并將決定他們購買的產品數量和獲得的項目獎勵。

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