Otimizando a Produção de PCB: Aproveitando Tecnologia para Reduzir Custos

Sobre produção de PCBs: uma Placa de Circuito Impresso é mais um circuito elétrico cujos condutores e componentes estão dentro de uma estrutura mecânica. PCBs não apenas suportam, mas também conectam eletronicamente elementos em dispositivos eletrônicos, e com a tecnologia em constante mudança, as PCBs também mudam.

Mudanças tecnológicas afetam quase tudo globalmente, e PCBs não ficam de fora. Isso pressiona fabricantes a acompanhar tendências de mercado, afetando preços. Este artigo detalha como diferentes tecnologias impactam custos de PCBs.

1. Como Escolher o Custo do Material do PCB

Materiais usados na fabricação impactam inevitavelmente o custo. PCBs padrão usam laminado FR4. Porém, FR4 não serve para PCBs de uso intenso, comuns em indústrias de combustível, aeroespacial e sistemas de controle.

Fatores que impactam seleção de material: confiabilidade térmica, transferência de calor, confiabilidade de temperatura, propriedades mecânicas e desempenho de sinal. O material certo deve passar nesses testes, por isso o custo pode ser maior.

Se a placa suporta cargas de alta intensidade, o custo será ligeiramente maior. Se suporta ampla faixa de variação de temperatura, espere custo mais alto.

Placas com materiais que facilitam sinais elétricos ininterruptos e suportam ampla gama de tensões físicas serão custosas. Atividades exigindo frequências mais altas demandam materiais de grau superior ao FR4 padrão.

2. Produção de PCBs — Como o Tamanho Afeta Custos

Utilização do painel e tamanho da PCB são fatores cruciais no preço. O número de circuitos necessários para o dispositivo determina o tamanho. PCB para algo pequeno (celular, relógio digital) precisa de menos componentes e custa menos.

Para laptops ou computadores, são maiores e exigem mais tempo e recursos. Dimensões comuns: 18 x 24" (457 x 610mm), 18 x 21" (457 x 533mm), 21 x 24" (533 x 610mm).

O espaço consumido por componentes também afeta preço. PCBs com dimensões maiores custam mais. Exemplo: PCB 18 x 24 consome mais espaço que 18 x 21 e é mais caro. Resumindo: quanto maior a PCB, mais material necessário, maior o custo.

Tecnologia muda rapidamente, impactando como fabricantes reduzem tamanho e custos. A dimensão do design é um dos principais fatores determinantes do preço final.

Mesmo fabricando PCBs pequenos em alto volume, o custo total é menor que PCBs grandes em baixo volume.

3. Produção de PCBs — Fatores-Chave no Custo: Número de Camadas

Outro grande fator no preço é o número de camadas. Materiais envolvidos e resolução geral determinam diferenças de preço; PCBs espessas exigem mais tempo e trabalho.

O custo aumenta por camada aproximadamente assim:

• 10L – 12L: 20-30%
• 8L – 10L: 20-30%
• 6L – 8L: 30-35%
• 4L – 6L: 30-40%
• 2L – 4L: 35-40%
• 1L – 2L: 35-40%

A maioria dos aumentos significativos ocorre ao adicionar a segunda camada. Aumentos são menos acentuados acima de oito camadas.

Cada camada adicionada envolve mais etapas de produção, aumentando custo. Dependendo dos materiais, mais camadas podem ser necessárias para composição estável.

4. Produção de PCBs — Como Fazer Personalização Exclusiva de PCB

Design único na produção também afeta preço. Especificações personalizadas elevam custos, mesmo em placas pequenas de uma ou duas camadas.

O maior fator de aumento é se features precisam de ferramentas ou habilidades especiais. Exemplos: folga de máscara de solda, chapeamento lateral, bordas contorneadas.

Features personalizadas exigem habilidades e técnicos especializados, escassos no mercado, elevando custos. Se design é difícil e poucos fabricantes sabem fazer, preço sobe.

PCBs difíceis de fabricar precisam ferramentas especializadas e tempo. Furos precisos de tamanho incomum exigem ferramentas específicas. Tempo extra de fabricação eleva custo.

5. Produção de PCBs — Proporção de Aspecto e Espessura do PCB

Até recentemente, espessura tinha papel negligenciável no custo. Isso deve mudar. Materiais mais densos custam mais para adquirir e laminar que materiais finos.

Se design é altamente intrincado, laminação pode ser cara. Fabricantes e usuários de PCBs espessas relatam custos altos associados à espessura.

Materiais finos geralmente colocam PCBs em faixa de custo menor, pois menos material é necessário. Mas como espessura também depende do material, PCBs de materiais espessos custam mais.

Preço geral de PCB mais espessa pode ser significativamente maior, especialmente com proporção de aspecto aumentada. Múltiplas camadas tornam a placa mais espessa, elevando custo.

Fabricantes cobram diferente conforme espessura, mas geralmente placas mais espessas custam mais que finas.

6. Produção de PCBs — Espaço Mínimo e Trilha em PCBs

Para corrente transferir sem superaquecer e danificar a placa, largura de trilha suficiente é necessária. Em PCBs de todos os tamanhos, há correlação simples entre capacidade de corrente e largura de trilha.

Importante: capacidade de corrente não corresponde necessariamente à seção transversal. Corrente máxima que uma trilha suporta não é fácil de calcular, independente da largura.

Vias e outros elementos afetam capacidade de corrente. Placas com muitos pads podem ter trilhas com capacidade excepcional. Se não considerar isso na soldagem, pode haver área transversal excessiva com surtos transitórios.

Para prevenir, fabricantes ampliam largura da trilha ou adicionam máscara de solda extra. Com isso e outros fatores, preço das PCBs tende a subir.

Conclusão

Com a demanda insaciável por PCBs, propriedades do material, tamanho, especificações únicas, espessura, entre outros, afetam significativamente o preço. É sensato fabricar equipamentos PCB antecipadamente para determinar o que atende suas necessidades. Na WellPCB, trabalhamos com cada cliente para garantir placas do jeito que precisam e querem.