Quel est le coût de fabrication et d'assemblage d'un PCB ?

Les coûts de fabrication et d'assemblage des circuits imprimés varient en fonction de la complexité de la conception, de la sélection des composants et du volume d'approvisionnement, les coûts d'un circuit imprimé unique allant généralement de 50 yuans à plusieurs milliers de yuans.

Facteurs influençant les coûts des PCB

1. Coûts des matériaux (30%-60% des coûts totaux)

• Matériaux de support : FR-4 standard (50-150 yuan/㎡), matériaux haute fréquence (par exemple, Rogers RO4350B, plus de 2 000 yuan/㎡).
• Feuille de cuivre: L'épaisseur (par exemple, 1 oz/2 oz) et le type (cuivre laminé/cuivre électrolytique) ont une incidence sur le coût.
• Encre et matériaux auxiliaires: Encre de masque de soudure, encre de caractères, etc.

2. Nombre de couches et processus

3. Procédés spéciaux (augmentation supplémentaire des coûts 20%-50%)

Traitement de surface: Les différents procédés, tels que la dorure, l'OSP et l'étamage, ont une incidence sur le prix.

IDH (Interconnexion haute densité): Vias aveugles/percés, perçage au laser, ce qui peut doubler le coût.

Contrôle de l'impédance: Les lignes de signaux à haute fréquence nécessitent une adaptation précise de l'impédance.

4. Effets de volume

• Approvisionnement en composants: L'achat de 100 000 unités permet de réduire le prix à 60% du prix du petit lot (1 000 unités).
• Production de circuits imprimés: Les grands lots (par exemple, 1 000 pièces ou plus) peuvent réduire les coûts unitaires de 30%-50%

5. Autres facteurs

Essais et certification: Les exemples incluent les inspections standard IPC-A-600 et les tests de signaux à haute fréquence.

Logistique et emballage: Les coûts supplémentaires comprennent les mesures antistatiques, l'emballage sous vide et le transport outre-mer, entre autres.

Coûts des matériaux du PCBA

Coûts des substrats pour PCB

Le substrat représente la plus grande partie du coût des circuits imprimés, les matériaux et les procédés de fabrication ayant une incidence directe sur le prix. Le FR-4 standard (résine époxy à base de fibres de verre) convient aux circuits classiques et coûte environ 0,3-0,8 RMB par centimètre carré ; toutefois, les stratifiés Rogers utilisés dans les circuits haute fréquence, qui offrent des propriétés diélectriques stables, peuvent coûter jusqu'à 2-5 RMB par centimètre carré. La taille et le nombre de couches ont un impact significatif sur le coût - par exemple, une carte à double couche de 10 cm × 10 cm coûte environ 50-150 RMB, tandis qu'une carte à 12 couches de la même taille peut atteindre 500-1 000 RMB.

Plus précisément, dans des conditions de production de masse, le coût d'une carte double couche FR-4 standard est d'environ 400 yuans par mètre carré, mais les matériaux à haute fréquence ou les conceptions multicouches peuvent augmenter le prix de manière significative : par exemple, les PCB haut de gamme avec des processus spéciaux tels que les vias aveugles et enterrés peuvent coûter plusieurs milliers de yuans par mètre carré, ce qui représente 30 à 40% du coût total des matières premières dans les produits électroniques haut de gamme.

Coûts d'acquisition des composants

L'approvisionnement en composants est l'élément central des coûts des PCBA, représentant généralement 40%-60% des coûts totaux. Les prix varient considérablement d'un composant à l'autre :

Approvisionnement en grandes quantités (100 000 unités) : Le prix unitaire du même modèle de MCU peut être réduit à 30 yuans, soit une baisse de 40%.
Dans les produits complexes, le coût des puces principales est particulièrement élevé. Si l'on prend l'exemple des smartphones, la puce de contrôle principale peut représenter plus de 70% du coût total des composants.

Composants à usage général: Les composants de base tels que les résistances et les condensateurs peuvent coûter aussi peu que 0,001 yuan par unité.

Puces spécialisées: Les puces à haute performance telles que les FPGA et les DSP peuvent coûter des centaines de yuans par unité, tandis que les puces de processeur haut de gamme peuvent dépasser 100 yuans par unité.
La taille des lots a un impact significatif sur les coûts :

Approvisionnement en petits lots (<1 000 unités) : Par exemple, un certain modèle de MCU peut coûter environ 50 yuans par unité ;

Coûts des matériaux auxiliaires

Bien qu'ils ne représentent que 5%-10% du coût total des matières premières, ils constituent une garantie essentielle de la qualité du produit. Les principales composantes du coût des matières auxiliaires sont les suivantes :

Coûts cachés
Bancs d'essai : investissement unique, mais répartition des coûts importante
Flux/adhésif : prix unitaire faible mais volume d'utilisation élevé
Bien que le coût des matériaux auxiliaires individuels ne soit pas élevé, leurs coûts cumulés et leur impact sur les taux de rendement ne peuvent être ignorés dans la production de masse. Par exemple, le choix d'un revêtement trifonctionnel de haute qualité peut réduire de plus de 60% le taux de défaillance des cartes de circuits imprimés dans les environnements humides.

Matériaux de soudage
Pâte à braser contenant du plomb : environ 0,8 yuan par centimètre carré
Pâte à braser sans plomb : 30% prix plus élevé
Pâte à braser haute température contenant de l'argent : jusqu'à 800 yuans par kilogramme

Matériaux de protection
Revêtement trifonctionnel : 50-100 yuans par mètre carré
Emballage antistatique : 0,1-0,5 yuan par sac (protection obligatoire)

Coûts de fabrication des PCBA

1. SMT Assemblage (représentant 40%-50% des coûts totaux)

Soudure protégée par l'azote (par exemple, QFN) : Supplément de 2 à 5 RMB par carte

Taux de base: 0,008-0,015 RMB par joint de soudure, les joints de soudure BGA étant calculés à un taux 3-5 fois plus élevé

Capacité de l'équipement: Les machines de placement à grande vitesse (par exemple, Fujitsu NXT) atteignent 30 000 CPH avec une précision de ±0,02 mm.

Coût du treillis métallique: Frais d'installation initiaux de 200 à 800 RMB, amortis par planche pendant la production de masse.

Amélioration des processus:

Composants à pas fin (<0,3 mm) : Augmentation du coût de 30%-50%

2. Insertion DIP et post-soudure (représentant 10%-20% du coût total)

Impact des petits lots: Les coûts de main-d'œuvre peuvent représenter jusqu'à 40% des coûts totaux.

Insertion manuelle: 0,05-0,5 RMB par point (connecteurs/grands condensateurs, etc.)

Remplacement de l'automatisation: Soudure à la vague 1-5 RMB par carte (convient à la production de masse pour réduire les coûts)

3. Coûts de fabrication des PCB (20%-30% du coût total)

4. Processus spécial Frais supplémentaires

• Processus de protection:
• Revêtement conforme : 50-100 RMB/m²
• Composé d'enrobage : 0,5-2 RMB/ml (améliore la résistance à l'environnement)
• Frais d'inspection:
• Inspection AOI : 0,2-0,8 RMB/plaque
• Dispositif d'essai fonctionnel : 3 000-20 000 RMB (investissement unique)

Coûts des essais et du contrôle de la qualité

1. Configuration de base de l'inspection (coûts essentiels)

• AOI Inspection optique
• Investissement dans l'équipement : 800 000-2 000 000 RMB
• Coût par planche : 0,5-2 RMB/planche
• Taux de détection des défauts : ≥95% (0402 composants)
• Inspection de la pâte à braser SPI
• Coût supplémentaire : 0,3-1 RMB/planche
• Norme de précision : Épaisseur de la pâte à braser ±15μm
• Valeur de retour : Réduit les défauts de refusion 30%

2. Solutions d'inspection avancées (en option)

Coûts indirects du PCBA

1. Coûts de développement de l'ingénierie

• Analyse DFM: 500-2 000 RMB/caisse (optimisation de l'agencement pour réduire les risques liés à la production de masse)
• Coûts du projet pilote NPI:
• Prototypage : 2 000 à 5 000 RMB (y compris le débogage et la programmation de l'équipement)
• Vérification par petits lots : Temps d'ingénierie supplémentaire pour 30%
• Valeur cachée: Chaque 1 RMB investi dans la DFM permet d'économiser 5 à 8 RMB dans les corrections de la production de masse.

2. Coûts globaux de l'équipement (10%-15% des coûts totaux)

Allocation par conseil d'administration:

• Amortissement : 1-3 RMB/planche (sur la base d'une capacité de 500 000 planches par an)
• Entretien : 0,2-0,8 RMB/planche

3. Structure des coûts de main-d'œuvre (15%-25% des coûts totaux)

• Opérateurs: 5 000-8 000 RMB/mois (configuration en deux équipes)
• Postes techniques clés:
• Ingénieurs de processus SMT : 10 000-15 000 RMB/mois
• Ingénieurs d'essai : 8 000-12 000 RMB/mois
• Critères d'efficacité:
• Les travailleurs qualifiés améliorent le taux de placement de 20% par rapport aux stagiaires
• Configuration optimale de l'équipe : 1 ingénieur + 5 opérateurs

4. Infrastructures et autres (5%-10% des coûts totaux)

• Location d'usine: 0,8-1,5 RMB/㎡/jour (salle blanche de classe 100)
• Consommation d'énergie:
• Ligne SMT : 15-25 kWh/heure
• Gaz de soudure à la vague : 0,3 RMB/plaque
• Test de qualité:
• Certification de laboratoire CNAS : 50 000-80 000 RMB/an
• Tests effectués par une tierce partie : 500-2 000 RMB/lot

Stratégies d'optimisation des coûts

1. Phase de conception:

• Préférer les composants 0402 ou plus grands (réduit la difficulté de mise en place)
• Éviter les procédés mixtes (par exemple, composants SMT+DIP adjacents)

2. Phase de production:

• Les commandes ≥5 000 pièces bénéficient de remises sur les coûts 15%-30%.
• Conception en panneaux (améliore l'utilisation des matériaux de 10%-20%)

3. Sélection du processus:

• Le brasage à la vague remplace le brasage manuel (réduction des coûts de 60% dans la production de masse)
• Revêtement conforme sélectif (zones critiques uniquement)

4. Achats de composants:

• Pièces génériques : Utiliser des plates-formes telles que JLC pour l'approvisionnement groupé (économies de 30%-50%)
• Composants critiques : Accords VMI avec TI/NXP (rotation des stocks multipliée par deux)
• Alternatives : Les LDO remplacent l'alimentation à découpage (réduction du coût de la nomenclature de 15%, nécessite une validation de l'ondulation).

5. Gestion précise des coûts:

• Analyse des coûts ABC:
  • Classe A (valeur élevée) : Contrôler séparément, optimiser les cycles d'approvisionnement
  • Classe B (standard) : Gestion JIT
  • Classe C (produits consommables) : Accords-cadres annuels pour bloquer les prix

6. Qualité Contrôle des coûts:

• Taux de rejet IQC <1%
• FPY >98%

Facteurs de coût de la personnalisation des circuits imprimés

De nombreux facteurs influencent les coûts des circuits imprimés personnalisés, notamment

• Nombre de couches
• Dimensions de la carte
• Largeur minimale de la trace
• Via la quantité

Les fabricants de produits haut de gamme (par exemple, Topfast) facturent des frais supplémentaires pour :

• Processus de plus grande précision (~2 000 RMB/coût de base)
• Procédés spéciaux comme la dorure (+300+ RMB, le devis final doit être discuté en détail)

Les fournisseurs de budget (par exemple, JLC) proposent des services de panélisation :

• 10 panneaux double couche 10x10cm : à partir de 100 RMB (panneau partagé)
• Structure des coûts :
• Les coûts fixes (film/programmation) dominent pour les petits lots.
• La réduction du coût unitaire plafonne rapidement (par exemple, 1pc contre 10pc présente une différence minime en termes de coût des matériaux).