在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,常常面臨“雙層板夠用嗎?”、“要不要上四層板?”的問題。很多研發(fā)人員第一反應(yīng)是:四層板貴!但到底貴多少?是否“貴得有理”?今天我們來理性分析一下。
一、成本構(gòu)成的主要差異
材料費(fèi)增加
雙層板通常由兩層銅箔和一層絕緣層構(gòu)成,而四層板則多了兩層銅層和額外的絕緣材料。更復(fù)雜的疊層結(jié)構(gòu)意味著更多的壓合工序和更高的原材料成本,一般會讓基材費(fèi)用上漲30%~50%。
生產(chǎn)工藝更復(fù)雜
四層板要進(jìn)行多次層壓、多層對位、壓合控制,制程時間更長,對設(shè)備精度和操作人員的要求更高。加上多層之間的對位和壓合良率控制,人工和加工成本相對更高。
檢測與品質(zhì)控制加強(qiáng)
多層結(jié)構(gòu)增加了檢測難度,廠商通常需要增加X-Ray等檢測手段以確保多層對位和內(nèi)層連通性,這部分檢測成本也要計(jì)入總價(jià)中。
單位面積利用率可能下降
如果設(shè)計(jì)復(fù)雜度不變,使用四層板有可能造成單位面積的利用率下降。例如,為了避免干擾而加大間距,這會影響PCB的拼板數(shù)量,進(jìn)而影響單位產(chǎn)品的攤銷成本。
二、實(shí)際價(jià)格差距有多大?
以中小批量(50-500片)、常規(guī)板厚(1.6mm)、無特殊工藝要求為例:
普通雙層板:約0.2~0.5元/cm2;
普通四層板:約0.5~1元/cm2。
也就是說,同樣尺寸下,四層板的價(jià)格大約是雙層板的2~2.5倍。但如果考慮四層板能縮小體積、減少干擾、提高穩(wěn)定性,從系統(tǒng)級來看,反而可能節(jié)約成本。
三、什么時候四層板更“劃算”?
高速信號設(shè)計(jì):多層板可提供更穩(wěn)定的地平面,改善信號完整性。
空間有限的產(chǎn)品:如智能穿戴、小型通信設(shè)備,四層板能提升布線密度。
對EMC要求嚴(yán)格的產(chǎn)品:四層板能更好地控制電磁干擾。
電源完整性要求高的產(chǎn)品:如高頻高速MCU、FPGA等應(yīng)用。
四、成本不是唯一決策因素
決定用雙層板還是四層板,不能只看價(jià)格,還要結(jié)合性能、可靠性、調(diào)試難度以及產(chǎn)品生命周期成本。如果為了省板費(fèi)卻帶來信號問題、EMI不合格、調(diào)試?yán)щy,反而會增加整體開發(fā)成本。
總結(jié)一句話:四層板雖貴,但很多時候,是“該花的錢”。