Você viu a citação. Um protótipo de duas-camadas para um dispositivo vestível custa três vezes o custo unitário de uma placa rígida equivalente. Antes de reagir ao fabricante, é útil entender de onde vem o custo adicional. A resposta curta é que o custo flexível do PCB reflete a seleção do material, a complexidade do processo e o impacto no rendimento do trabalho com dielétricos finos e dimensionalmente instáveis.
Na CSNT-EMS em Dongguan, orientamos regularmente as equipes de engenharia na divisão de custos de montagens de-circuitos finos. A conversa geralmente começa com o material base.
O Material Básico Premium: Dinâmica de Preços FCCL
O laminado revestido de cobre flexível (FCCL) custa mais do que o FR4 rígido por dois motivos. Primeiro, os sistemas de resina de poliimida (PI) são inerentemente mais caros do que as misturas de epóxi usadas em placas rígidas padrão. Em segundo lugar, os fornecedores de FCCL mantêm volumes mais baixos, o que mantém os preços unitários mais elevados.
Uma especificação típica como FCCL baseado em Panasonic R-F777 PI-com espessura de 50-micrômetros para construção de PCB flexível funciona significativamente acima do peso equivalente-FR4. Quando seu projeto exige R-F775 com cobre de perfil muito baixo (VLP) para larguras de traço de 0,1 mm, o aumento de preço é ainda mais acentuado porque o cobre VLP requer um controle de eletrodeposição mais preciso.
Se sua montagem transportar sinais de{0}alta frequência, você poderá especificar DuPont Pyralux AK, que oferece DK 3,4 e Df 0,004 para impedância controlada. Esse desempenho é valioso: o Pyralux AK normalmente custa de 40 a 60% mais do que o PI FCCL padrão.
O material de PCB flexível-baseado em PET fica na extremidade inferior do espectro de custos, mas só funciona para placas que nunca apresentam temperaturas de refluxo. Uma montagem-baseada em PET pode custar de 20 a 30% acima das placas rígidas equivalentes, o que a torna atraente para aplicações de LED-de um só lado.
Gráfico de comparação de custos de material FCCL por tipo de substrato
Indutores de custos de processo na fabricação de{0}circuitos finos
Três etapas do processo são responsáveis pelas maiores diferenças de custo entre a produção de PCB flexível e rígida.
Para uma produção flexível de PCB, a laminação de cobertura requer calor e pressão em toda a área da placa. A cobertura sem halogênio-Taiflex FHK0515 precisa de 170 a 180 graus Celsius e pressão controlada para aderir sem espaços vazios. Esta etapa acrescenta 15 a 25 por cento ao custo da placa em comparação com uma placa rígida sem colagem adicional.
Construções finas de FPC exigem um manuseio mais rigoroso em toda a linha de produção. Folhas de material dielétrico enrugam facilmente e podem esticar se puxadas em ângulos incorretos. Os fabricantes devem operar as placas em velocidades mais lentas e muitas vezes usam acessórios especializados para manter a estabilidade dimensional durante a gravação e o revestimento.
A verificação de qualidade para montagens FPC inclui testes flexíveis dinâmicos de acordo com o método IPC{0}}TM-650 2.4.9.1. Uma montagem Classe 3 para um dispositivo médico pode precisar sobreviver a 100.000 ciclos de flexão com raio de curvatura de 0,3 a 0,8 mm. A execução desse teste aumenta o tempo e o custo da inspeção.
Diagrama de fluxo do processo mostrando laminação de cobertura e estágios de teste flexível
Hierarquia de custos de acabamento superficial
ENIG em construções de PCB finas e flexíveis normalmente custa mais do que em placas rígidas porque o substrato mais fino requer um controle de processo mais rígido para evitar empenamento durante o banho de galvanização. A espessura do níquel varia de 3 a 6 micrômetros e do ouro de 0,05 a 0,125 micrômetros. O processo acrescenta 8 a 12 por cento ao custo da placa.
OSP é o acabamento mais econômico, mas só funciona quando a placa passa por um único refluxo ou montagem manual. Se o roteiro do seu produto incluir vários estágios de montagem, o OSP poderá não sobreviver à exposição térmica.
Para placas PCB flexíveis com contatos de dedo de ouro, o revestimento de ouro duro gera o maior custo de acabamento devido ao tempo adicional de revestimento necessário para o depósito mais espesso. Este acabamento é reservado para placas com conectores ZIF ou outros requisitos de acoplamento-e-de unmate.
O que você pode controlar: opções de design que reduzem custos
Certas decisões de projeto evitam que o custo do{0}circuito fino aumente. Para qualquer projeto de PCB flexível, especifique o traçado e o espaçamento mais amplo que sua aplicação pode tolerar. Cada redução de 25-micrômetros na geometria mínima estreita as janelas do processo e aumenta as taxas de refugo. Para projetos de PCB flexíveis, use PI apenas onde a placa for realmente flexível. Às vezes, seções rígidas podem usar PET mais barato ou até mesmo FR4 padrão em um design híbrido rígido-flexível.
Para volumes de protótipos, a utilização do painel é mais importante do que a escolha do material. Uma placa de 10 por 10 centímetros que cabe em 4 em um painel de 500 por 500 milímetros custa menos por peça do que a mesma placa em 1 em um painel de 250 por 250 milímetros.
Ajudamos as equipes de engenharia a reduzir o custo de protótipos de PCB flexíveis em 25 a 35 por cento apenas através da otimização do projeto. Para projetos de PCB flexíveis, o segredo é envolver o fabricante no início da fase de layout, e não depois que os Gerbers estiverem congelados.
