Comprenda el coste total de la propiedad de su placa de circuito impreso

Los proveedores de servicios de fabricación electrónica (EMS) son vitales para mantener unas líneas de producción electrónica eficientes, pero los costes y valores de dichos proveedores EMS pueden malinterpretarse con facilidad. Por ejemplo, cambiar de proveedor de placas de circuito impreso (PCB) puede resultar más costoso de lo previsto si no se conocen, al menos en parte, todos los factores de coste y los posibles ahorros. Identificar los factores de coste asociados a la fabricación de PCB permite desarrollar un modelo de coste total de propiedad (TCO) y un enfoque más sencillo para captar oportunidades reales de ahorro al fabricar el siguiente lote de PCB.

Son muchos los factores que intervienen a la hora de comprender el coste de fabricación de diferentes PCB. Al estudiar las distintas variables y costes de la fabricación de PCB, fue posible elaborar una lista de 10 factores de coste que, cuando se comprenden correctamente, pueden utilizarse para reducir los costes de fabricación de PCB. Aunque no se trata de una lista exhaustiva, cubre una parte significativa de los elementos clave que deben tenerse en cuenta a la hora de fabricar un circuito impreso:

10 Costes de fabricación de placas de circuito impreso

1. El número de capas.
2. El tamaño de la placa de circuito impreso.
3. La utilización del panel (porcentaje) por número de PCB en un panel de trabajo, donde un panel de trabajo estándar es de 18 x 24 pulgadas.
4. El número de agujeros.
5. La anchura/espacio del trazado.
6. El acabado de la superficie/la máscara de soldadura de la placa de circuito impreso.
7. La elección del laminado base/espesor de la placa de circuito impreso.
8. El peso/espesor del cobre utilizado en la placa de circuito impreso.
9. El fresado o troquelado del perfil de la placa de circuito impreso.
10. El coste de la mano de obra y la cantidad de pasos del proceso por lotes necesarios para producir los PCB.

Algunos de estos factores de coste son sencillos, como el tamaño de la placa de circuito impres o (cuyo coste aumenta al aumentar el tamaño) y el número de capas, ya que los circuitos más complejos requieren más capas de placa de circuito impreso, pero esto también implica un aumento del coste. La utilización del panel se refiere al número de matrices o PCB por matriz que pueden producirse en un panel de trabajo. Suele calcularse mediante el porcentaje de utilización, que se calcula a partir de la superficie total de la placa de circuito impreso dividida por la superficie total del panel, tomando como base un panel de trabajo típico de 18 x 24 pulgadas. Los porcentajes de utilización de paneles más altos suponen costes generales más bajos. Una utilización superior al 75% se considera buena.

Otro factor que influye en los costes de las placas de circuito impreso es el número de orificios y la variedad de dimensiones de los mismos. Dependiendo del número de tamaños y cantidades, cada diámetro de orificio diferente equivale a un mayor tiempo de mecanizado y un mayor uso de brocas, lo que se traduce en un aumento de los costes. Si el tamaño de los orificios es extremadamente pequeño, puede ser necesario el taladrado por láser, lo que también añadirá costes significativos a la fabricación de una placa de circuito impreso.

Los costes de fabricación de placas de circuito impreso también se ven afectados por la anchura y la separación de las trazas: la anchura de las trazas individuales y lo cerca que están unas de otras de un borde de traza a otro pueden repercutir en el coste, en función del coste del equipo de imagen/chapado y de las capacidades de proceso de una instalación de fabricación de placas de circuito impreso. Los anchos de traza más estrechos y finos se traducen en un aumento de los costes de producción de PCB.

El tipo de acabado superficial de un PCB también influirá en los costes de fabricación y en el método de proceso de fabricación utilizado para producir las placas. Normalmente, el nivelado de soldadura por aire caliente (HASL) sin plomo es la alternativa de menor coste (no es buena para SMT de paso fino), seguida del estaño por inmersión, la plata por inmersión, el conservante orgánico de la soldadura (OSP) (vida útil más corta), el oro flash, el oro por inmersión y el oro grueso. Existen varios acabados alternativos, cada uno con ventajas e inconvenientes que deben investigarse antes de decidirse por un acabado superficial concreto.

El laminado base que se especifique para un trabajo de producción de placas de circuito impreso también puede repercutir en los costes. Es mejor especificar las características necesarias del material que especificar el laminado de un fabricante concreto. Un enfoque alternativo es añadir "o equivalente" al material de un fabricante específico. Permitir al fabricante de PCB utilizar materiales de uso común no sólo produce el menor coste posible, sino que también puede reducir los plazos de entrega.

El aumento del peso y el grosor del cobre en una placa de circuito impreso suele traducirse en un aumento del coste. El cobre de un circuito impreso se expresa en onzas y representa el grosor de una onza de cobre extendida sobre una superficie de un pie cuadrado. Por ejemplo, un circuito impreso con 1 onza de cobre tiene un grosor de 1,4 mils. Un PCB que utiliza 2 onzas de cobre tiene un grosor de 2,8 mils. El grosor del cobre base utilizado, o la cantidad de revestimiento del producto para alcanzar el grosor requerido, repercutirá en el coste de la placa de circuito impreso. Normalmente, la opción más barata es el cobre de 0,5 onzas (espesor de 0,7 mils), que aumenta en incrementos de 1 onza hasta el cobre de 9 onzas. Las placas de circuito impreso suelen oscilar entre 1 y 2 onzas.

Los costes de fresado o troquelado del perfil de una placa de circuito impreso pueden variar, ya que existen distintos métodos para eliminar el material laminado al desarrollar el perfil de una placa de circuito impreso. Los principales enfoques se basan en el fresado, utilizando una fresa de alta velocidad para eliminar los materiales laminados al crear un perfil de PCB. El otro método consiste en producir un punzón que elimine el laminado durante el proceso de punzonado. Normalmente, el proceso de punzonado es una opción de menor coste, pero tendrá algunos costes adicionales de utillaje para desarrollar la herramienta de punzonado.

El último en la lista de los 10 costes de fabricación de PCB es el coste de la mano de obra, que puede ser significativo a la hora de producir PCB. La mayoría de las instalaciones de montaje de placas de circuitos incorporan un proceso de fabricación por lotes, que requerirá una manipulación significativa para cada uno de los procesos individuales y el traslado de un producto de un proceso a otro. Cuando se realiza en lugares de fabricación con costes laborales más bajos, los costes laborales unitarios de los PCB suelen ser menores. Otros factores que pueden influir en los costes de fabricación de las placas de circuito impreso son si la placa debe fabricarse de acuerdo con una norma concreta, como la norma IPC Clase 2, que suele aplicarse a la electrónica estándar, o la IPC Clase 3, que es más estricta y más cara. Esta no es la lista definitiva de factores que influyen en los costes de fabricación de las placas de circuito impreso, pero entender cómo pueden afectar estos 10 elementos a los costes puede allanar el camino para comprender mejor cómo controlar los costes de fabricación de placas de circuito impreso.

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