Количество циклов сверления/металлизации

Этот фактор оказывает существенное влияние на стоимость плат со «слепыми» или «погружными» отверстиями. Каждый из этих типов отверстий требует дополнительных операций сверления и металлизации, что усложняет техпроцесс изготовления печатной платы и, в конечном итоге, увеличивает ее стоимость.

Срок производства

На каждом предприятии есть определенная степень загрузки производства, выражающаяся в очереди заказов. Если появляется необходимость в срочном изготовлении какого-либо заказа, то возможны два варианта уменьшения срока производства печатных плат.

Первый – это «проталкивание» срочных заказов в начало очереди, а также приостановка изготовления уже запущенной партии плат для размещения более «срочной». Это самый неэффективный метод, дестабилизирующий производство. Сейчас он применяется все реже и реже.

Второй – создание производства, специально подготовленного для быстрого изготовления небольших партий плат (примерно до 5 кв. м) в короткие сроки. Спецификой таких производств является наличие высокопроизводительных сверлильных станков с небольшим количеством шпинделей и широким ассортиментом сверл в каждой обойме, высокопроизводительных фотоплоттеров и т.д. Также применяются более «быстрые» технологии травления, обеспечивающие качество травления не хуже, чем на серийном производстве. Такие производства отличаются большим штатом инженеров, подготавливающих техническую информацию для производства.

ВЛИЯЮЩИЕ В СРЕДНЕЙ СТЕПЕНИ

К этим факторам можно причислить следующие:
– проводник/зазор;
– диаметр отверстия/количество отверстий;
– толщина покрытия печатного разъема гальваническим золотом;
– толщина медной фольги/печатной платы;
– жесткость допусков на параметры платы.

Проводник/зазор

Известно, что получение более точного рисунка печати требует сложных методов производства печатных плат. На сегодняшний момент редкое производство не освоило изготовление печатных плат с шириной проводников/зазоров 0,15/0,15 мм при толщине медной фольги 18 или 35 мкм. Соответственно, все затраты рассчитываются именно из этой технологии, поэтому дальнейшее ухудшение этих параметров заказчиком в целях экономии средств не имеет смысла. С другой стороны, уменьшение ширины проводников/зазоров до 0,1/0,1 мм или 0,075/0,075 мм при толщине медной фольги 18 или 35 мкм требует применения современных технологий, что отражается на стоимости платы не в лучшую сторону. Сегодня уже промышленно применяются технологии печати, позволяющие изготовить проводники, у которых высота больше ширины при толщине медной фольги до 315 мкм. Но эти технологии пока остаются дорогими, а это не способствует их массовому использованию.

Также необходимо подчеркнуть, что изготовление печатных плат с малой шириной проводника/зазора требует высокой чистоты производственных помещений, что подразумевает специальные костюмы для рабочего персонала и высокую степень очистки подаваемого в помещения воздуха.

Диаметр отверстия/количество отверстий

Этот фактор имеет следующие особенности:

• сверление малых отверстий (менее 0,40 мм) уменьшает производительность станка, так как сверла малого диаметра требуют меньшей скорости подачи;
• количество отверстий (более 400/дм2) увеличивает время сверления и стоимость отверстия. Эмпирически определен порог количества отверстий, при котором машинное время, затрачиваемое на сверление отверстий, начинает превышать допустимые нормы. Превышение данного порога влечет за собой дополнительные расходы со стороны производства и соответственно увеличивает стоимость платы;
• многослойная плата требует больших затрат при сверлении, так как качество сверл должно быть выше из-за более строгих допусков на диаметр отверстий по сравнению с односторонними и двусторонними печатными платами;
• при отношении толщины платы к диаметру отверстия 1 : 6 или более зачастую требуются прогрессивные методы металлизации, такие как реверсивная импульсная металлизация;
• сверление малых отверстий требует использования высокоточных сверлильных станков с воздушными подшипниками на шпинделе.

Толщина покрытия гальваническим золотом печатного разъема

Сюда можно включить следующие подпункты:

• стоимость золота. Она сейчас довольно высока, поэтому толщина покрытия золотом печатного разъема имеет ощутимое влияние на общую стоимость платы;
• требуется дополнительная маска, покрывающая печатный разъем на время нанесения финишного покрытия на печатную плату;
• места для проводников, соединяющих зоны золочения. Эти проводники, как правило, располагают на специальных технологических полях, т.е. ухудшается использование площади панели;
• линии золочения контактов установлены на многих предприятиях, но процесс осаждения «толстого» золота освоен немногими. «Толстое» золото требует наличия более сложного технологического оборудования и освоения соответствующих технологических процессов.

Толщина медной фольги печатной платы

Здесь надо отметить следующие моменты:

• медь отнюдь не является самым дешевым металлом;
• основы для внутренних слоев с толстой медью сложнее купить. На данный момент доступны основы с толщиной медной фольги до 105 мкм, хотя они все еще являются достаточно дефицитными;
• для толстой меди требуются более толстые препреги, которые при прессовании заполняют полости;
• сложнее контролировать ширину проводника/зазора, что требует применения современных дорогих технологий;
• более дорогая транспортировка. Чем толще печатная плата, тем больше ее удельный вес. При больших партиях плат этот фактор оказывает серьезное влияние на стоимость транспортировки.

Жесткость допусков на параметры платы

Здесь надо обратить внимание на следующие факторы:

• допуск на диаметр отверстия менее ±150 мкм требует применения дорогих сверл, а также их частой смены;
• допуск на размеры внешнего контура платы менее ±100 мкм подразумевает применение фрезеровки для разделения плат, а значит использования машинного времени, которое достаточно дорого;
• проводники/зазоры шириной менее 100 мкм подразумевают применение современных (т.е. дорогих) технологий, уменьшающих или исключающих подтрав или недотрав проводников.

В любом случае, еще на стадии проектирования печатной платы инженеру необходимо осмыслить оправданность тех или иных допусков.

СЛАБО ВЛИЯЮЩИЕ ФАКТОРЫ

К ним можно отнести такие факторы, как:
– шелкография, карбоновое покрытие, паяльная маска;
– покрытия контактных площадок.

Шелкография, карбоновое покрытие, паяльная маска

В данном случае требуется один дополнительный фотошаблон на каждую сторону печатной платы. Техпроцесс покрытия хорошо освоен. Толщина каждого покрытия невелика, соответственно расход материала незначителен. Стоимость самих материалов тоже относительно невелика. В итоге, прирост стоимости печатной платы составляет единицы процентов.

Покрытия контактных площадок

Сейчас чаще всего применяются следующие покрытия: OSP, HASL,бессвинцовый HASL, иммерсионные серебро, олово и золото.

Здесь в отличие от предыдущего пункта не требуются дополнительные фотошаблоны. Техпроцессы нанесения покрытий также хорошо освоены и недороги, за исключением бессвинцового HASL. Этот техпроцесс еще относительно дорог из-за его новизны. Стоимость материалов для покрытий довольно высока, но ввиду их незначительного расхода не оказывает заметного влияния на общую стоимость печатной платы. Следует заметить, что самое дешевое из покрытий – это органическое (OSP). Этим пользуются крупные мировые производители бытовой техники, стремясь снизить себестоимость печатных плат на крупных партиях. Однако оно имеет существенный недостаток: срок хранения составляет от нескольких месяцев до полугода в зависимости от условий хранения. Дальнейшее его использование невозможно.

Надеюсь, эта статья поможет разработчикам радиоэлектронных устройств, а также менеджерам по закупкам понять в общих чертах процесс ценообразования в сфере печатных плат.

Автор:
Алексей Ревков
менеджер, компания «НКАБ-ЭРИКОН»