Qual é o custo de fabrico e montagem de uma placa de circuito impresso?

Os custos de fabrico e montagem de placas de circuito impresso variam em função da complexidade do projeto, da seleção de componentes e do volume de aquisições, sendo que os custos de uma única placa variam normalmente entre 50 yuan e vários milhares de yuan.

Factores que afectam os custos de PCB

1. Custos de material (30%-60% dos custos totais)

• Materiais de substrato: FR-4 padrão (50-150 yuan/㎡), materiais de alta frequência (por exemplo, Rogers RO4350B, mais de 2.000 yuan/㎡)
• Folha de cobre: A espessura (por exemplo, 1 oz/2 oz) e o tipo (cobre laminado/cobre eletrolítico) afectam o custo
• Tinta e materiais auxiliares: Tinta para máscara de soldadura, tinta para caracteres, etc.

2. Contagem de camadas e processo

3. Processos especiais (aumento adicional do custo de 20%-50%)

Tratamento de superfície: Diferentes processos, como o revestimento a ouro, OSP e revestimento a estanho, afectam o preço

IDH (Interconexão de alta densidade): Vias cegas/enterradas, perfuração a laser, que pode duplicar o custo

Controlo da impedância: As linhas de sinal de alta frequência requerem uma correspondência precisa da impedância

4. Efeitos de volume

• Aquisição de componentes: A compra de 100.000 unidades pode reduzir o preço para um valor tão baixo quanto 60% do preço do pequeno lote (1.000 unidades)
• Produção de PCB: Grandes lotes (por exemplo, 1.000 peças ou mais) podem reduzir os custos unitários em 30%-50%

5. Outros factores

Ensaios e certificação: Exemplos incluem inspecções padrão IPC-A-600 e testes de sinais de alta frequência.

Logística e embalagem: Os custos adicionais incluem medidas anti-estáticas, embalagem a vácuo e transporte para o estrangeiro, entre outros.

Custos de material PCBA

Custos de substrato de PCB

O substrato é responsável pela maior parte dos custos das placas de circuito impresso, sendo que o material e os processos de fabrico têm um impacto direto no preço. O FR-4 padrão (resina epóxi de fibra de vidro) é adequado para circuitos convencionais, custando aproximadamente 0,3-0,8 RMB por centímetro quadrado; no entanto, os laminados Rogers utilizados em circuitos de alta frequência, que oferecem propriedades dieléctricas estáveis, podem custar até 2-5 RMB por centímetro quadrado. O tamanho e o número de camadas têm um impacto significativo no custo - por exemplo, uma placa de dupla camada de 10 cm × 10 cm custa aproximadamente 50-150 RMB, enquanto uma placa de 12 camadas do mesmo tamanho pode atingir 500-1 000 RMB.

Especificamente, em condições de produção em massa, o custo de uma placa FR-4 normal de dupla camada é de aproximadamente 400 yuan por metro quadrado, mas os materiais de alta frequência ou os desenhos de várias camadas podem aumentar significativamente o preço: por exemplo, as placas de circuito impresso topo de gama com processos especiais, como vias cegas e enterradas, podem custar vários milhares de yuan por metro quadrado, representando 30-40% do custo total da matéria-prima em produtos electrónicos topo de gama.

Custos de aquisição de componentes

A aquisição de componentes é a componente principal dos custos de PCBA, representando normalmente 40%-60% dos custos totais. Os preços variam significativamente entre os diferentes componentes:

Aquisição de grandes lotes (100.000 unidades): O preço unitário do mesmo modelo de MCU pode ser reduzido para 30 yuan, uma diminuição de 40%.
Nos produtos complexos, o custo dos chips principais é particularmente importante. Tomando os smartphones como exemplo, o chip de controlo principal pode representar mais de 70% do custo total dos componentes.

Componentes de uso geral: Os componentes básicos, como resistências e condensadores, podem custar apenas 0,001 yuan por unidade.

Fichas especializadas: Os chips de elevado desempenho, como os FPGAs e os DSPs, podem custar centenas de yuan por unidade, enquanto os chips de processador topo de gama podem ultrapassar os 100 yuan por unidade.
A dimensão dos lotes tem um impacto significativo nos custos:

Aquisição de pequenos lotes (<1.000 unidades): Por exemplo, um determinado modelo de MCU pode custar cerca de 50 yuan por unidade;

Custos de materiais auxiliares

Embora representem apenas 5%-10% do custo total das matérias-primas, constituem uma garantia fundamental da qualidade do produto. Os principais componentes do custo dos materiais auxiliares são os seguintes

Custos ocultos
Dispositivos de ensaio: investimento único, mas afetação de custos significativa
Fluxo/adesivo: preço unitário baixo mas elevado volume de utilização
Embora o custo dos materiais auxiliares individuais não seja elevado, os seus custos cumulativos e o seu impacto nas taxas de rendimento não podem ser ignorados na produção em massa. Por exemplo, a seleção de um revestimento de alta qualidade à prova de três camadas pode reduzir a taxa de falhas das placas de circuitos em ambientes húmidos em mais de 60%.

Materiais de soldadura
Pasta de solda com chumbo: aproximadamente 0,8 yuan por centímetro quadrado
Pasta de solda sem chumbo: 30% de preço mais elevado
Pasta de solda de alta temperatura contendo prata: até 800 yuan por quilograma

Materiais de proteção
Revestimento à prova de três camadas: 50-100 yuan por metro quadrado
Embalagem anti-estática: 0,1-0,5 yuan por saco (proteção obrigatória)

Custos de fabrico de PCBA

1. SMT Montagem (que representa 40%-50% dos custos totais)

Soldadura protegida por nitrogénio (por exemplo, QFN): Custo adicional de 2-5 RMB por placa

Taxa de base: 0,008-0,015 RMB por junta de soldadura, sendo as juntas de soldadura BGA calculadas a 3-5 vezes a taxa

Capacidade do equipamento: As máquinas de colocação de alta velocidade (por exemplo, Fujitsu NXT) atingem 30.000 CPH com uma precisão de ±0,02 mm

Custo da malha de aço: Taxa de instalação inicial de 200-800 RMB, amortizada por placa durante a produção em massa

Actualizações de processos:

Componentes de passo fino (<0,3 mm): Aumento de custo de 30%-50%

2. Inserção de DIP e pós-soldadura (representando 10%-20% do custo total)

Impacto dos pequenos lotes: Os custos laborais podem representar até 40% dos custos totais

Inserção manual: 0,05-0,5 RMB por ponto (conectores/capacitores grandes, etc.)

Substituição de automação: Soldadura por onda 1-5 RMB por placa (adequado para produção em massa para reduzir os custos)

3. Custos de fabrico de PCB (20%-30% do custo total)

4. Taxas adicionais do processo especial

• Processos de proteção:
• Revestimento Conformal: 50-100 RMB/m²
• Composto de envasamento: 0,5-2 RMB/ml (melhora a resistência ambiental)
• Custos de inspeção:
• Inspeção AOI: 0,2-0,8 RMB/placa
• Dispositivo de teste funcional: 3.000-20.000 RMB (investimento único)

Custos dos testes e do controlo de qualidade

1. Configuração básica da inspeção (custos essenciais)

• AOI Inspeção ótica
• Investimento em equipamento: 800.000-2.000.000 RMB
• Custo por prancha: 0,5-2 RMB/prancha
• Taxa de deteção de defeitos: ≥95% (0402 componentes)
• Inspeção de pasta de solda SPI
• Custo adicional: 0,3-1 RMB/placa
• Norma de exatidão: Espessura da pasta de solda ±15μm
• Valor de retorno: Reduz os defeitos de refluxo do 30%

2. Soluções avançadas de inspeção (opcional)

Custos indirectos PCBA

1. Custos de desenvolvimento de engenharia

• Análise DFM: 500-2.000 RMB/caixa (optimiza a disposição para reduzir os riscos de produção em massa)
• Custos de execução do projeto-piloto NPI:
• Prototipagem: 2.000-5.000 RMB (inclui a depuração/programação do equipamento)
• Verificação de pequenos lotes: Tempo adicional de engenharia 30% necessário
• Valor oculto: Cada 1 RMB investido em DFM poupa 5-8 RMB em correcções de produção em massa

2. Custos globais de equipamento (10%-15% dos custos totais)

Atribuição por painel:

• Depreciação: 1-3 RMB/placa (com base numa capacidade de 500K placas/ano)
• Manutenção: 0,2-0,8 RMB/placa

3. Estrutura dos custos de mão de obra (15%-25% dos custos totais)

• Operadores: 5.000-8.000 RMB/mês (configuração de dois turnos)
• Principais cargos técnicos:
• Engenheiros de processo SMT: 10.000-15.000 RMB/mês
• Engenheiros de teste: 8.000-12.000 RMB/mês
• Referências de eficiência:
• Os trabalhadores qualificados aumentam o rendimento das colocações em 20% relativamente aos estagiários
• Configuração óptima do turno: 1 engenheiro + 5 operadores

4. Infra-estruturas e outros (5%-10% dos custos totais)

• Aluguer de fábrica: 0,8-1,5 RMB/㎡/dia (sala limpa Classe 100)
• Consumo de energia:
• Linha SMT: 15-25 kWh/hora
• Gás de soldadura por onda: 0,3 RMB/placa
• Testes de qualidade:
• Certificação do laboratório CNAS: 50.000-80.000 RMB/ano
• Testes de terceiros: 500-2.000 RMB/lote

Estratégias de otimização de custos

1. Fase de projeto:

• Preferir componentes 0402 ou maiores (reduz a dificuldade de colocação)
• Evitar processos mistos (por exemplo, componentes SMT+DIP adjacentes)

2. Fase de produção:

• Encomendas ≥5,000 pcs qualificam-se para descontos de custo 15%-30%
• Conceção de painéis (melhora a utilização do material em 10%-20%)

3. Seleção do processo:

• A soldadura por onda substitui a soldadura manual (redução de custos 60% na produção em massa)
• Revestimento isolante seletivo (apenas áreas críticas)

4. Aquisição de componentes:

• Peças genéricas: Utilizar plataformas como a JLC para aquisições agrupadas (poupanças de 30%-50%)
• Componentes críticos: Acordos VMI com a TI/NXP (2x a rotação do inventário)
• Alternativas: Os LDOs substituem a potência de comutação (redução do custo da lista técnica 15%, requer validação da ondulação)

5. Gestão de custos de precisão:

• Análise de custos ABC:
  • Classe A (valor elevado): Monitorizar separadamente, otimizar os ciclos de aquisição
  • Classe B (standard): Gestão JIT
  • Classe C (consumíveis): Acordos-quadro anuais para fixar os preços

6. Controlo dos custos de qualidade:

• Taxa de rejeição do IQC <1%
• FPY >98%

Factores de custo da personalização de PCB

Vários factores afectam os custos das placas de circuito impresso personalizadas, incluindo:

• Contagem de camadas
• Dimensões do quadro
• Largura mínima do traço
• Através da quantidade

Os fabricantes de topo (por exemplo, Topfast) cobram taxas adicionais para:

• Processos de maior precisão (~2.000 RMB/taxa de base do caso)
• Processos especiais como o revestimento a ouro (+300+ RMB, a cotação final requer uma discussão pormenorizada)

Os fornecedores económicos (por exemplo, JLC) oferecem serviços de painelização:

• 10pcs 10x10cm placas de dupla camada: tão baixo quanto 100 RMB (painel partilhado)
• Estrutura de custos:
• Os custos fixos (película/programação) dominam para os pequenos lotes
• A redução do custo unitário atinge um patamar rapidamente (por exemplo, 1pc vs. 10pc tem uma diferença mínima de custo de material)