Piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanokustannukset vaihtelevat suunnittelun monimutkaisuuden, komponenttivalinnan ja hankintamäärän mukaan, ja yhden piirilevyn kustannukset vaihtelevat yleensä 50 juanista useisiin tuhansiin juaneihin.
PCB-kustannuksiin vaikuttavat tekijät
1. Materiaalikustannukset (30%-60% kokonaiskustannuksista).
- Alustan materiaalit: Standard FR-4 (50-150 yuania/㎡), korkeataajuusmateriaalit (esim. Rogers RO4350B, yli 2000 yuania/㎡).
- Kuparifolio: Paksuus (esim. 1 oz/2 oz) ja tyyppi (valssattu kupari/elektrolyyttinen kupari) vaikuttavat kustannuksiin.
- Muste ja apuaineet: Juotosmaskin muste, merkkimuste jne.
2. Kerrosten lukumäärä ja prosessi
| Kerrokset | Kustannusalue (RMB/m²) | Tärkeimmät sovellukset | Ensisijaiset kustannustekijät |
|---|
| Yksipuolinen | 5~50 | Yksinkertaiset laitteet/LED | Alustatyyppi (FR-1 vs. FR-4) |
| Kaksipuolinen | 50~200 | Viihde-elektroniikka | Läpivientitiheys (>500 läpivientiä/m² +15%) |
| 4-6 kerrosta | 200~800 | Verkko-/IoT-laitteet | Kerroksen kohdistustoleranssi (±3mil) |
| 8-12 kerrosta | 800~2000 | Palvelimet/5G-tukiasemat | Hybridiyhdistelmät (RF+FR4) |
| 12+ kerrosta | 2000~3000+ | Ilmailu/lääketiede | Takaisinporaus/laser-mikroviat |
3. Erityisprosessit (lisäkustannusten lisäys 20%-50%).
Pintakäsittely: Eri prosessit, kuten kultaus, OSP ja tinapinnoitus, vaikuttavat hintaan.
HDI (Suuren tiheyden yhteenliitäntä): Sokeat/puretut läpiviennit, laserporaus, joka voi kaksinkertaistaa kustannukset.
Impedanssin säätö: Korkeataajuiset signaalijohdot vaativat tarkkaa impedanssin sovittamista.
4. Äänenvoimakkuuden vaikutukset
- Komponenttien hankinta: Ostamalla 100 000 kappaletta voidaan hintaa alentaa niinkin alhaiseksi kuin 60% pienen erän hinnasta (1 000 kpl).
- PCB-tuotanto: Suuret erät (esim. 1000 kappaletta tai enemmän) voivat alentaa yksikkökustannuksia 30%-50%:llä.
5. Muut tekijät
Testaus ja sertifiointi: Esimerkkejä ovat IPC-A-600-standarditarkastukset ja suurtaajuussignaalien testaus.
Logistiikka ja pakkaaminen: Lisäkustannuksia ovat muun muassa antistaattiset toimenpiteet, tyhjiöpakkaus ja kuljetus ulkomaille.
PCBA:n materiaalikustannukset
PCB-alustan kustannukset
Substraatin osuus piirilevykustannuksista on suurin, ja materiaalit ja valmistusprosessit vaikuttavat suoraan hintaan. Vakiomuotoinen FR-4 (lasikuituepoksihartsi) soveltuu tavanomaisiin piireihin, ja sen hinta on noin 0,3-0,8 RMB neliösenttimetriä kohti. Korkeataajuuspiireissä käytettävät Rogers-laminaatit, jotka tarjoavat vakaat dielektriset ominaisuudet, voivat kuitenkin maksaa jopa 2-5 RMB neliösenttimetriä kohti. Koko ja kerrosluku vaikuttavat merkittävästi kustannuksiin - esimerkiksi 10 cm × 10 cm:n kokoinen kaksikerroksinen levy maksaa noin 50-150 RMB, kun taas samankokoinen 12-kerroksinen levy voi maksaa 500-1 000 RMB.
Erityisesti massatuotanto-olosuhteissa tavallisen FR-4-kaksikerroksisen levyn kustannukset ovat noin 400 juania neliömetriä kohti, mutta korkean taajuuden materiaalit tai monikerroksiset mallit voivat nostaa hintaa merkittävästi: esimerkiksi huippuluokan piirilevyt, joissa on erikoisprosesseja, kuten sokeat ja haudatut läpiviennit, voivat maksaa useita tuhansia juaneja neliömetriä kohti, mikä vastaa 30-40%:tä huippuluokan elektroniikkatuotteiden kokonaisraaka-ainekustannuksista.
Komponenttien hankintakustannukset
Komponenttien hankinta on PCBA-kustannusten keskeinen osa, ja sen osuus kokonaiskustannuksista on yleensä 40%-60%. Eri komponenttien hinnat vaihtelevat huomattavasti:
Suurten erien hankinta (100 000 kappaletta): MCU:n saman mallin yksikköhinta voidaan alentaa 30 juaniin, mikä merkitsee 40%:n laskua.
Monimutkaisissa tuotteissa ydinsirujen kustannukset ovat erityisen merkittäviä. Esimerkiksi älypuhelimissa pääohjaussirun osuus komponenttien kokonaiskustannuksista voi olla yli 70%.
Yleiskäyttöiset komponentit: Peruskomponentit, kuten vastukset ja kondensaattorit, voivat maksaa vain 0,001 juania yksikköä kohti.
Erikoistuneet sirut: Suorituskykyiset sirut, kuten FPGA:t ja DSP:t, voivat maksaa satoja juaneja yksikköä kohti, kun taas huippuluokan prosessorisirut voivat maksaa yli 100 juania yksikköä kohti.
Eräkoolla on merkittävä vaikutus kustannuksiin:
Pienerien hankinta (<1 000 yksikköä): Esimerkiksi tietty MCU-malli voi maksaa noin 50 juania yksikköä kohti;
Apumateriaalikustannukset
Vaikka niiden osuus raaka-aineiden kokonaiskustannuksista on vain 5%-10%, ne ovat tuotteen laadun keskeinen tae. Tärkeimmät apumateriaalikustannuskomponentit ovat seuraavat:
Piilotetut kustannukset
Testilaitteet: kertaluonteinen investointi, mutta merkittävä kustannusten kohdentaminen.
Flux/liima: alhainen yksikköhinta, mutta suuri käyttömäärä.
Vaikka yksittäisten apuaineiden kustannukset eivät ole korkeat, niiden kumulatiivisia kustannuksia ja vaikutusta saantoon ei voida jättää huomiotta massatuotannossa. Esimerkiksi valitsemalla laadukas kolmoispinnoite voidaan vähentää kosteissa ympäristöissä käytettävien piirilevyjen vikaantumisprosenttia yli 60%:llä.
Hitsausmateriaalit
Lyijyä sisältävä juotospasta: noin 0,8 juania neliösenttimetriä kohti.
Lyijytön juotospasta: 30% korkeampi hinta.
Hopeaa sisältävä korkean lämpötilan juotospasta: enintään 800 juania kilogrammaa kohti.
Suojaavat materiaalit
Kolmen tiivisteen pinnoite: neliömetriä kohden: 50-100 yuania
Antistaattinen pakkaus: 0,1-0,5 yuania per pussi (pakollinen suojaus).
PCBA:n valmistuskustannukset
1. SMT Kokoonpano (osuus kokonaiskustannuksista 40%-50%).
Typpisuojattu juottaminen (esim. QFN): RMB per levy
Peruskurssi: 0,008-0,015 RMB juotosliitosta kohti, BGA-juotosliitokset lasketaan 3-5 kertaa suuremmalla hinnalla.
Laitteiden kapasiteetti: Nopeat sijoituskoneet (esim. Fujitsu NXT) saavuttavat 30 000 CPH ±0,02 mm:n tarkkuudella.
Teräsverkon kustannukset: Alustava perustamismaksu 200-800 RMB, joka kuoletetaan lautaa kohti massatuotannon aikana.
Prosessin päivitykset:
Hienojakoiset komponentit (<0,3 mm): 30%-50%:n kustannusten nousu.
2. DIP-asennus ja juottamisen jälkeinen juottaminen (10%-20% kokonaiskustannuksista).
Pienten erien vaikutus: Työvoimakustannusten osuus kokonaiskustannuksista voi olla jopa 40%.
Manuaalinen lisääminen: 0,05-0,5 RMB per piste (liittimet/suuret kondensaattorit jne.).
Automaation korvaaminen: Aaltojuottaminen 1-5 RMB levyä kohti (sopii massatuotantoon kustannusten vähentämiseksi).
3. PCB-valmistuskustannukset (20%-30% kokonaiskustannuksista)
| Prosessiaste | Kustannusalue (RMB/m²) | Tyypilliset sovellukset |
|---|
| Standardi PCB | 500-1000 | Viihde-elektroniikka |
| HDI-piirilevy | 1000-2000 | Älypuhelimet/Telecom-laitteet |
| Erityisprosessi PCB | 2000+ | Sotilaallinen/avaruusala |
4. Erityisprosessin lisämaksut
- Suojaprosessit:
- Conformal Coating: 50-100 RMB/m²
- Potting Compound: 0,5-2 RMB/ml (parantaa ympäristönkestävyyttä).
- Tarkastuskustannukset:
- AOI-tarkastus: 0,2-0,8 RMB/levy.
- Toiminnallinen testauslaite: RMB (kertaluonteinen investointi).
Testaus- ja laadunvalvontakustannukset
1. Tarkastuksen peruskokoonpano (olennaiset kustannukset)
- AOI Optinen tarkastus
- Laiteinvestoinnit: 800,000-2,000,000 RMB
- Kustannukset lautaa kohti: 0,5-2 RMB/lauta
- Virheiden havaitsemisaste: ≥95% (0402 komponenttia)
- SPI-juotospastojen tarkastus
- Lisäkustannukset: 0,3-1 RMB/lauta
- Tarkkuusstandardi: Juotospastan paksuus ±15μm
- Arvo Paluu: Vähentää 30%-reflow-virheitä.
2. Kehittyneet tarkastusratkaisut (valinnainen)
| Tarkastustyyppi | Yksikköhinta | Tekniset tiedot | Sovellusskenaariot |
|---|
| Röntgentarkastus | 1-5 RMB/testi | 50μm resoluutio | BGA/QFN piilotetut viat |
| FCT Toiminnallinen testi | 5-20 RMB/lauta | ≥99% testin kattavuus | Lääketieteellinen/autoteollisuuden elektroniikka |
| Ympäristöstressitesti | 5-20 RMB/lauta | -40 ℃ ~ 85 ℃ pyöräily | Teollisuusluokan sertifiointi |
PCBA:n välilliset kustannukset
1. Suunnittelun kehittämiskustannukset
- DFM-analyysi: 500-2,000 RMB/kotelo (optimoi ulkoasun massatuotannon riskien vähentämiseksi).
- NPI:n kokeilujakson kustannukset:
- Prototyyppien rakentaminen: 2 000-5 000 RMB (sisältää laitteiden virheenkorjauksen/ohjelmoinnin).
- Pienerätarkastus: 30% vaatii lisää suunnitteluaikaa
- Piilotettu arvo: Jokainen 1 RMB, joka investoidaan DFM:ään, säästää 5-8 RMB massatuotannon korjauksissa.
2. Kokonaiskustannukset (10%-15% kokonaiskustannuksista).
| Kustannustyyppi | Laskentamenetelmä | Tyypillinen arvo | Johdon keskittyminen |
|---|
| Laitteiden hankinta | Alkuperäisinvestoinnit (sijoituslaitteet/reflow-uunit) | 500 000-3M RMB/yksikkö | Valitse kapasiteetiltaan yhteensopivat mallit |
| Laitteiden poistot | Suoraan 5 vuoden kuluessa | 100 000 RMB/vuosi 1 miljoonan RMB:n laitetta kohti. | Vaikutukset tilinpäätökseen |
| Huolto | 5%-10% hankintakustannuksista vuosittain. | 25 000-50 000 RMB/vuosi 1 miljoonaa RMB:tä kohti. | Ennaltaehkäisevä huolto vähentää vikoja |
Lautakuntakohtainen jako:
- Poistot: RMB/levy (perustuu 500 000 levyn/vuosikapasiteettiin).
- Huolto: 0,2-0,8 RMB/lauta.
3. Työvoimakustannusrakenne (15%-25% kokonaiskustannuksista).
- Operaattorit: 5 000-8 000 RMB/kk (kaksivuorotyössä).
- Keskeiset tekniset tehtävät:
- SMT-prosessi-insinöörit: RMB/kk: 10 000-15 000 RMB/kk
- Testausinsinöörit: RMB/kk.
- Tehokkuuden vertailuarvot:
- Ammattitaitoiset työntekijät parantavat sijoittamisen tuottoa 20% verrattuna harjoittelijoihin.
- Optimaalinen vuorokokoonpano: 1 insinööri + 5 operaattoria
4. Infrastruktuuri ja muut (5%-10% kokonaiskustannuksista).
- Tehtaan vuokraus: 0,8-1,5 RMB/㎡/päivä (luokan 100 puhdastila).
- Energiankulutus:
- SMT-linja: 15-25 kWh/tunti
- Aaltojuotoskaasu: 0,3 RMB/levy
- Laadun testaus:
- CNAS-laboratorion sertifiointi: 50 000-80 000 RMB/vuosi.
- Kolmannen osapuolen testaus: 500-2,000 RMB/erä
Kustannusten optimointistrategiat
- Suunnitteluvaihe:
- Suositeltava 0402 tai suurempia komponentteja (vähentää sijoitusvaikeuksia).
- Vältä sekaprosesseja (esim. SMT+DIP-komponentit vierekkäin).
2. Tuotantovaihe:
- Tilaukset ≥5,000 kpl oikeuttavat 15%-30% kustannusalennuksiin.
- Panelointisuunnittelu (parantaa materiaalin käyttöä 10%-20%)
3. Prosessin valinta:
- Aaltojuottaminen korvaa manuaalisen juottamisen (60% kustannussäästö massatuotannossa).
- Valikoiva conformal-pinnoitus (vain kriittiset alueet)
4. Komponentin hankinta:
- Yleiset osat: Käytä JLC:n kaltaisia alustoja yhteishankintoihin (30%-50%-säästöt).
- Kriittiset komponentit: VMI-sopimukset TI/NXP:n kanssa (2x varaston vaihtuvuus).
- Vaihtoehdot: LDO:t korvaavat kytkentävirran (15% BOM-kustannusten alentaminen, vaatii ripple-validointia).
5. Tarkka kustannusten hallinta:
- ABC-kustannusanalyysi:
- Luokka A (arvokas): Seuraa erikseen, optimoi hankintasyklit
- Luokka B (vakio): JIT-hallinta
- Luokka C (kulutustavarat): Vuotuiset runkosopimukset hintojen lukitsemiseksi
6. Laadun kustannusten valvonta:
- IQC-hylkäysprosentti <1%
- FPY >98%
PCB:n räätälöinnin kustannustekijät
Useat tekijät vaikuttavat mukautetun piirilevyn kustannuksiin, mukaan lukien:
- Kerrosten lukumäärä
- Levyn mitat
- Vähimmäisjäljen leveys
- Määrän kautta
Premium-valmistajat (esim. Topfast) veloittavat lisämaksuja seuraavista:
- Korkeamman tarkkuuden prosessit (~2,000 RMB/tapaus perusmaksu)
- Erikoisprosessit, kuten kultaus (+300+ RMB, lopullinen tarjous edellyttää yksityiskohtaista keskustelua).
Budjettitoimittajat (esim. JLC) tarjoavat panelointipalveluja:
- 10kpl 10x10cm kaksikerroksiset levyt: niinkin alhainen kuin 100 RMB (jaettu paneeli)
- Kustannusrakenne:
- Kiinteät kustannukset (filmi/ohjelmointi) hallitsevat pieniä eriä.
- Yksikkökustannusten aleneminen pysähtyy nopeasti (esim. 1pc vs. 10pc materiaalikustannusten ero on minimaalinen).