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技術專題
PCB設計組件尺寸成本比
PCB設計中電子元件的設計是一種微妙的平衡行為。組件越復雜，它就會變得越大，這也使其變得更昂貴。有時會出現零件太大或太復雜而無法以經濟有效的方式進行制造的情況，設計人員必須在開始制造過程之前知道該拐點在哪里。組件尺寸成本比為設計人員提供了一個簡單的指標，可以確定設計是否因預算太大或過于復雜而超出預算。
組件尺寸成本比是多少？
該元件尺寸與成本的比率是衡量一個電子的可行性項目的基礎上，將花費多少錢給它建所需的資源。必須仔細平衡生產率和利潤，以便可以制造足夠的組件，同時仍為制造商帶來利潤。組件越復雜，就越不可能以低成本構建。單個組件的高復雜性還可能需要對其余電子項目進行昂貴的修改。例如，流經一個組件的高電壓可能需要在整個項目中增加一個散熱器，而較低的電壓可能并不需要那么多的散熱?？紤]安全性也很重要，但是，設計人員切勿為了節省金錢而刪除安全預防措施。
隨著PCB組件尺寸的減小，確保較小空間中的功能所需的機械約束影響了其尺寸成本比。PCB上單個組件的高密度增加了由于高電壓和高電流水平而導致故障的風險，需要緩解這些問題，例如散熱器和特定類型的電路或晶體管。隨著PCB上組件數量的增加，制造成本和尺寸也隨之增加。
為了防止成本激增，許多制造商在PCB上都設置了最大尺寸限制。PCB上的組件數量本身并不會造成不可持續的尺寸成本比。尺寸成本與不可持續成本之間的差異在于在機械限制內組裝PCB的方法。例如，不同的焊接方法可以改變PCB的結構完整性和表面積，從而改變組件的布局方式。
為什么零件尺寸成本比會變化？
創建優化的PCB設計是一個反復的過程，需要進行設計更改，測試和數據分析。有效的，經過驗證的STEP文件是一個可靠的起點，但是最終設計的優化可能會從初始計劃中大大改變尺寸成本比。尺寸和形狀要求，再加上機械約束，可能會使功能相似的組件具有不同的尺寸成本比。制造商是使用ECAD（電子計算機輔助設計），MCAD（機械計算機輔助設計）還是兩者結合使用，將產生進一步的變化。最可靠的優化方法是兩者的結合，因為它們各自滿足PCB制造過程中的不同要求。
不同的行業也可能具有不同的可接受的尺寸成本比，具體取決于它們生產的產品類型。例如，物聯網（IoT）機器必須能夠進行復雜的計算并相互通信，這需要一些現代機器中最復雜的制造方法。這包括多層PCB和最佳實踐的嚴格標準，其中一些對于成功實現無線連接至關重要。這些PCB往往很小，因為諸如智能傳感器之類的IoT組件依賴于它們。物聯網PCB還依賴于一種新型的PCB，稱為Flex PCB，其應力點較少，但價格可能比傳統PCB高。諸如此類的復雜組件通常需要較高的生產成本，但是這些組件相對于較舊版本的優勢是可以接受的折衷方案。
這是一個很好的例子，說明了元件尺寸與成本之比是一個有用的指標，而不是PCB制造的最終指標。一些復雜的項目和應用程序要求組件尺寸/成本比，這對于簡單的項目而言是不可接受的。
哪種類型的分析對大小成本比有用？
成本效益分析考慮到PCB制造和測試過程的所有部分，在生產開始之前為每個單元創建了制造和測試成本的累積估算。分析涉及發現項目物料清單中的任何錯誤或不一致，檢查組件間隙和位置，調整占位焊盤圖案尺寸，測試焊料質量以及確保已完成完整的測試。所有這些事情都有可能通過對操作可行性的最低要求，但沒有針對PCB所需的應用進行優化。在這種情況下，成本效益分析可以揭示可以從較小的更改中受益的領域，從而使組件更好。
關鍵區域分析是風險評估的一種形式，旨在顯示組件在制造之前是否存在任何物理漏洞。消除這些漏洞對于降低組件的成本與尺寸之比至關重要，因為由于制造缺陷而造成的返工是其中的一部分。關鍵區域分析檢查了部件的性能，是否符合法規標準以及對靜電放電造成的損壞的抵抗力以及其他因素。電路分析也很重要，不僅要確保PCB正常工作，而且要確保它不會過熱或發生故障，從而需要進行昂貴的維修。