PCBA 成本由哪些項目組成?如何計算與降低 PCBA 成本
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最終的 PCBA 成本不僅僅是一個金額數字,而是由一系列相互關聯的投入與變數所組成的結果。工程師、硬體開發人員與創客必須深入了解這些變數,才能設計出既具備功能性又經濟實惠的產品。在板材選擇上的明智決定,甚至是物料清單(BOM)中的微小改動,都可能對 PCBA 成本產生顯著影響。
閱讀完本文後,您將能自信地評估客製化 PCBA 成本的核心驅動因素,並掌握優化 PCB 設計的工具,在不犧牲品質的前提下實現具成本效益的產出。
透過 PCBA 成本計算機(例如 JLCPCB 提供的線上即時報價與 PCBA 成本計算機),所有權衡選項(包括 PCB 製造、零件採購與組裝)都會即時顯示,讓您能精確估算 PCBA 的製造費用。
#1 PCB 製造:PCBA 成本的基石
裸板(Bare Board)是您設計的基礎基板,也是 PCBA 總成本中第一個重要的組成部分。
● PCB 尺寸與層數:這點顯而易見:較大的電路板會消耗更多原材料(覆銅板、銅箔),而較多層數則需使用更換且更複雜的製程(壓合、鑽孔、電鍍)來製作。
例如在 JLCPCB 平台上,您會發現非標準尺寸的 2 層板價格,會與密集電路或高速電路常需的 4 層或 6 層板有所差異。
非標準 0.4 mm 厚度的雙層 PCB 成本
標準 1.6 mm 厚度的四層 PCB 成本
● PCB 材料選擇:目前的通用標準是 FR-4,這是最經濟的基板,也是絕大多數應用的預設選擇。
當然,JLCPCB 也提供特殊材料,如用於高頻射頻(RF)設計的 Rogers 或 Teflon(鐵氟龍);然而,由於優異的介電特性與更複雜的製造流程,這類先進材料的相對價格會更高。
● PCB 表面處理:塗佈在銅焊墊上的處理會影響焊接性與長期耐用度。
● 噴錫 (HASL):最具成本效益且最常見的處理,是 JLCPCB 大多數通用電路板的標準選項。
● 化鎳金/沉金 (ENIG):成本較高,但能提供完美的平整表面以防止氧化,且具備高抗腐蝕性,非常適合 BGA 等細間距零件以及任何需要打線鍵合電鍍的應用。
● PCB 製造複雜度:挑戰製造標準會增加成本。例如更嚴苛的線寬/線距要求(如 3.5 mil 對比標準的 5 mil)、高速訊號的阻抗控制、盲孔或埋孔等。這些功能增加了 PCB 製造階段的精確度要求與管控難度,進而推高 PCB 價格。
PCBA 成本結構分析:涵蓋電子元件、PCB 製造、組裝與測試
#2. 零件採購:PCBA 成本中最大的變數
通常,整體 PCBA 成本中佔比最大且波動最劇烈的部分是物料清單 (BOM)。
BOM 項次:影響組裝成本的不僅是零件總數,還包括 BOM 中獨特零件(Unique parts)的數量。每一個 BOM 項次(或料號)都會產生相關費用與後續的管理成本(採購/處理)。
因此,一個擁有 100 個零件但只有 10 個料號的設計,其組裝成本可能遠低於另一個同樣有 100 個零件但有 50 個料號的設計。
零件成本與供應情況:少數幾種昂貴的獨特零件(如高端 FPGA、特殊感測器、強大的微處理器)就能輕易主導總成本。
零件的供應情況也至關重要:如果某個特定零件難以取得,可能會增加採購成本並導致嚴重的交期延誤。
統包式採購的優勢
這正是選擇像 JLCPCB 這樣的統包(Turnkey)服務商展現經濟優勢的地方。利用 JLCPCB 的採購力量與龐大的現貨庫存,客戶能從可靠的貨源、更低的零件成本以及縮短的專案延誤中獲益。
在設計電路板時,從 JLCPCB 驗證過的零件庫中選擇零件,能確保採購更順暢、組裝更快速且成本更可預測。
#3. 人工與組裝技術如何影響 PCBA 成本
PCBA 的整體成本(包括零件放置與焊接)主要受人工需求與組裝技術精密度的驅動。
組裝技術 (SMT vs. THT):
● 表面貼焊技術 (SMT):使用高速取放機進行的高度自動化製程。這是 JLCPCB 組裝服務的主力,在大批量生產時非常經濟。
● 通孔插件技術 (THT):這些零件通常需要人工插入或獨立的波峰焊製程,增加了人工時間與成本。
● 混合技術:任何同時需要 SMT 與 THT 零件的電路板製造費用最貴,因為它必須先經過 SMT 自動化生產線,接著再進行人工或波峰焊製程。
零件密度與細間距:零件配置密集或使用細間距零件(如 0.4mm BGA)的電路板,在機器設定上需要更高的精確度,有時甚至需要降速生產以維持準確性。速度降低意味著佔用機器時間增加,進而導致成本上升。
單面 vs. 雙面組裝:這是成本中最顯著的倍增因子之一。當零件分布在 PCB 兩面時,製程需要經過兩次 SMT 線:一次處理 A 面(鋼網、錫膏、貼片、回流焊),完成後再翻面處理 B 面。這導致機器設定與生產時間幾乎翻倍,也會反映在您的客製化 PCBA 成本中。
| 因素 | 低成本選項 | 高成本選項 | 相對成本影響 |
|---|---|---|---|
| PCB 層數 | 2 層 | 6 層以上 | 高 |
| 表面處理 | HASL(熱風整平/噴錫) | 硬金/ENIG(化學鎳金) | 中 |
| 組裝面 | 單面組裝 | 雙面組裝 | 高 |
| 元件間距 | 大於 0.5 mm | 小於 0.4 mm(BGA) | 中 |
| 交期 | 標準(5–7 天) | 加急(24 小時) | 高 |
摘要說明 JLCPCB 提供的不同 PCB 設計與製造選項,將如何影響最終的 PCBA 成本
#4. 訂單量與交期對成本的影響
每塊板子的價格並非線性增長,很大程度上取決於訂單數量與所需的前置時間。
● 數量與一次性工程費用 (NRE):無論是 5 片的原型打樣還是 1,000 片的量產,每筆訂單都會包含 NRE 費用,即針對新設計的一次性設定費。在 JLCPCB,這包括為您的電路板編寫 SMT 機器程式以及製作客製化的雷射切割鋼網。JLCPCB 擁有高度自動化能力,能同時處理數千個小額訂單,這使得初始設定費非常低,讓原型打樣變得非常實惠。
這些是固定成本,不隨訂單數量改變。當您從極小量(如 5 片)轉向小批量(如 50 片)時,您會發現單價大幅下降,因為初始設定成本被分攤到更多產品上。
● 交期:標準交期通常是最經濟的選擇。如果您需要加急服務,這意味著您的訂單會被優先處理,需要中斷正常的生產排程,相關的急件費用將會加在總成本中。
結論
優化 PCBA 成本最有效的方法,是在設計階段做出深思熟慮且知情的決定。透過理解 PCB 規格、零件選擇、組裝複雜度與訂購數量之間的相互作用,您可以引導專案符合預算。最佳實務是從一開始就把成本視為一個設計參數。
觀察這些原則最直接的方法是使用互動式工具。您可以將設計文件上傳至 JLCPCB 即時報價頁面,嘗試調整不同選項,例如在 2 層與 4 層之間切換、將表面處理從 ENIG 改為 HASL,或者觀察從 10 片增加到 100 片時的單價劇變。這將在您決定下單前提供精確的細項定價。
常見問題解答
問:如果我自己採購零件並寄給 JLCPCB(客供料)會比較便宜嗎?
答:對於小型原型,自備零件起初看起來較便宜,但 JLCPCB 的統包服務通常更具價值。透過大量採購,JLCPCB 取得零件的成本通常低於個人買家。此外,自備零件會增加物流風險(零件錯誤、損壞或遺失),可能導致昂貴的生產延誤。總體而言,統包式 PCBA 組裝更高效且具成本效益。
問:防焊漆顏色會影響成本嗎?
答:在 JLCPCB,標準綠色防焊漆是預設選項,不另收費。選擇黑色、藍色、紅色、白色或黃色等顏色通常會有一小筆附加費,因為這些顏色的生產頻率低於產業標準綠色。
問:如何在不改變電路功能的情況下降低 BOM 成本?
答:最好的方法是從設計初期就選用 JLCPCB 零件庫中的零件。您也可以整合被動零件;例如,如果您的設計中同時使用了 9.1k、10k 和 11k 電阻,請確認是否能統一使用標準的 10k 電阻。這能將三個 BOM 項次縮減為一個,進而降低處理成本。
持續學習
降低 PCB 組裝成本並提升效率的權威指南
在當今競爭激烈的電子設備市場中,降低 PCB 組裝成本對於保持競爭力並領先對手至關重要。這篇全面性的文章提供寶貴建議,協助您有效減少 PCB 組裝費用,同時提升獲利能力。透過落實這些策略,您可以簡化組裝流程、降低成本、提高整體生產力,並在不犧牲品質的前提下實現成本效益。 影響 PCB 組裝成本的因素 以下為影響 PCB 組裝成本的幾項因素: PCB 板尺寸: PCB 板尺寸直接影響成本。較大的板子需要更多材料、更多組裝人力,且可能需要額外測試,因此組裝費用通常更高。 設計複雜度: 具有複雜電路、高密度元件與更小封裝的設計,往往導致更高的組裝成本。這類設計需要更精密的組裝技術、專用設備與熟練人力,進而提高整體成本。 元件數量: PCB 上的元件數量會影響組裝成本。元件越多,擺放、焊接與測試所需的時間與人力就越多。此外,若設計中包含稀有或特殊元件,其成本也會推高整體組裝費用。 表面貼裝技術(SMT)與插件技術: 僅使用表面貼裝元件的 PCB,相較於混合表面貼裝與插件元件的板子,組裝成本通常較低。SMT 元件可利用自動化設備快速貼裝與焊接,降低人力成本。 生產量: 生產量對 PCB 組裝成本影響重大。大......
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