עלות ייצור של לוח מעגלים של שנזן

העלות שלייצור מעגליםמושפע ממספר גורמים שלובים זה בזה. הבנה מעמיקה של גורמים אלו היא בעלת משמעות רבה עבור חברות אלקטרוניות לשליטה בעלויות וליזמים לתכנן תקציבי פרויקטים.

1, עלות חומר: ההשפעה המגוונת של אבן הפינה של ההוצאות
(1) טווח המחירים הדומיננטי עבור סוגי לוחות
חומרי מעגלים נפוצים כגון FR-4 נמצאים בשימוש נרחב בייצור מעגלים רגילים בשל העלות הנמוכה יחסית והביצועים היציבים שלהם. אם ניקח לדוגמא את שוק שנזן, לוחות חד ודו צדדיים- רגילים המשתמשים בלוח FR-4 עשויים לעלות בסביבות 200-400 יואן למ"ר. כשמדובר בדרישות מיוחדות כגון{10}מעגלי תדר גבוה והעברת אותות במהירות גבוהה, יש לבחור לוחות בתדר גבוה. לסוג זה של חומר יש מאפיינים כמו קבוע דיאלקטרי נמוך ומקדם אובדן נמוך, שיכולים להבטיח ביעילות שידור טוב של אותות בתדר גבוה. עם זאת, המחיר גבוה בהרבה מ-FR-4, שעשוי להגיע לאלפי יואן ואף גבוה יותר למ"ר. בהשוואה ללוח FR-4, העלות עולה ב-20% -35%. בנוסף, מצעי אלומיניום נמצאים בשימוש נפוץ במוצרים אלקטרוניים עם דרישות פיזור חום גבוהות, כגון לוחות נהגים לתאורת LED, בשל ביצועי פיזור החום המצוינים שלהם. המחירים שלהם גבוהים גם מלוחות FR-4 רגילים בשל גורמים כמו טוהר החומר וטיפול בתהליך.

(2) שיקולי עלות לרדיד נחושת וחומרי עזר אחרים
לרדיד נחושת, כמרכיב מוליך מכריע של לוחות מעגלים, יש השפעה משמעותית על ביצועי הלוח בשל עוביו ואיכותו. באופן כללי, ככל שרדיד הנחושת עבה יותר, כך המחיר גבוה יותר. חלקו של רדיד נחושת בעובי סטנדרטי בעלות יציב יחסית, אך עבור חלק מהמעגלים הדורשים העברת זרם גבוהה, שימוש ברדיד נחושת עבה יותר יגדיל משמעותית את עלויות החומר. בינתיים, למרות שמחיר היחידה של חומרי עזר כגון דיו למסיכת הלחמה ודיו אופי נמוך יחסית, השימוש המצטבר שלהם בייצור בקנה מידה גדול הוא גם עלות שאין להכחישה. לדוגמה, דיו למסיכת הלחמה באיכות גבוהה- מתפקד טוב יותר בהבטחת ביצועי הבידוד ועמידות בפני קורוזיה סביבתית של לוחות מעגלים, אך מחירו מעט גבוה יותר מדיו רגיל למסיכת הלחמה.

2, מורכבות התהליך: פעולה עדינה מגדילה עלויות
(1) הגדלת מספר השכבות מובילה לעליית עלויות
מספר השכבות במעגל הוא גורם חשוב המשפיע על עלויות הייצור. מדד עלות הייצור עבור לוחות דו-שכבתיים- בשנזן הוא נמוך יחסית. אם הגודל קטן ודרישות התהליך אינן גבוהות, מחיר הדגימה עשוי להיות נמוך עד עשרות יואן. המחיר למ"ר לייצור המוני הוא כ-250-350 יואן (לדוגמה, תהליך ריסוס עופרת ולוח FR-4). עם זאת, ככל שמספר השכבות גדל, הקושי בייצור עולה באופן אקספוננציאלי. עבור כל 2 שכבות שנוספו, העלות בדרך כלל עולה ב-40% -60%. עלות הייצור של לוחות 6 שכבות עשויה לנוע בין כמה מאות יואן לדגימה ועד 700-900 יואן למ"ר לייצור המוני. הסיבה לכך היא שבתהליך של ייצור לוח רב-שכבתי, דיוק היישור בין השכבות הוא גבוה במיוחד, הדורש ציוד מדויק יותר וזרימות תהליכיות מורכבות יותר, כגון ייצור מעגלים פנימיים של שכבות, תהליך למינציה וכו', שכל אחד מהם מגדיל את ההשקעה בעלות.

(2) עלויות נוספות משמעותיות עבור תהליכים מיוחדים
טכנולוגיית חורים עיוורים: חורים עיוורים הם חורים מוליכים המחברים בין השכבה החיצונית והפנימית מבלי לחדור לכל המעגל, בעוד חורים קבורים הם חורים מוליכים המחברים בין השכבות הפנימיות, שתיהן מוסתרות בתוך המעגל. תהליך זה יכול לשפר ביעילות את צפיפות החיווט והביצועים של לוחות מעגלים, אך בשל הקושי בייצור, הוא דורש ציוד מיוחד וצוות טכני, והעלות בדרך כלל עולה ב-10% -20%. טכנולוגיית חורים קבורים עיוורים נמצאת בשימוש נרחב בחלק מהמוצרים האלקטרוניים המתקדמים, כגון לוחות אם לסמארטפונים, כדי לענות על הדרישות שלהם למזעור וביצועים גבוהים.
תהליך בקרת עכבה: במעגלים-תדרים גבוהים, כדי להבטיח שלמות האות, יש צורך לשלוט במדויק על העכבה של קווי התמסורת בלוח המעגלים. הטמעת בקרת עכבה דורשת דרישות קפדניות החל מבחירת לוח, עיצוב מעגל ועד בקרת פרמטרים במהלך תהליך הייצור. היצרנים צריכים להשקיע יותר זמן ומאמץ באיתור באגים ובבדיקות, מה שללא ספק יוביל לעלויות מוגברות. עלות השימוש בטכנולוגיית בקרת עכבה עבור מעגלים עשויה להיות גבוהה ב-15%-30% מזו של מעגלים רגילים. לדוגמה, בייצור של מעגלים עבור ציוד תקשורת 5G, טכנולוגיית בקרת עכבה היא חיונית.

3, מורכבות הלוח: דיוק העיצוב קובע את העלות
(1) השפעת כמות ופריסה של רכיבים
כאשר ישנם רכיבים רבים במעגל, במיוחד כאשר נעשה שימוש ברכיבים ארוזים במדויק כגון BGA (Ball Grid Array) ו-QFN (Quad Flat No Pin Package), הקושי בייצור עולה באופן משמעותי. לרכיבים אלה יש מרווח פינים קטן ודרישות דיוק הלחמה גבוהות. בתהליך ייצור המעגלים, יש צורך בציוד סריקה-בדיוק גבוה לזיהוי, ועיבוד הנתונים מורכב יותר. בהשוואה לרכיבי DIP (Dual In Package) רגילים, העלות עשויה להיות גבוהה ב-15% -30%. בינתיים, הקומפקטיות של פריסת הרכיבים יכולה גם להשפיע על העלויות. אם פריסת הרכיבים הדוקה ומרחב החיווט מוגבל, הדרישות לתהליכי תכנון וייצור מעגלים יהיו גבוהות יותר, ובכך יגדילו את עלויות הייצור.
(2) מורכבות עיצוב המעגל
עיצובי מעגלים מורכבים, כגון חיווט- בצפיפות גבוהה, קווים דקים ופתחים קטנים, דורשים דיוק גבוה במיוחד בציוד ובתהליכי ייצור. במהלך תהליך הייצור נדרשים ציוד חשיפה מתקדם יותר, תהליכי תחריט וטכניקות קידוח עדינות יותר כדי להבטיח את הדיוק והאמינות של המעגל. דרישת ייצור- גבוהה זו תוביל בהכרח לעלייה בעלויות. לדוגמה, כאשר הרוחב והמרווח של הקו קטנים מהסטנדרטים המקובלים, עלות הייצור למ"ר עשויה לעלות ב-20% -50%. בייצור של לוחות מעגלים עבור כרטיסים גרפיים מתקדמים, מתמודדים לעתים קרובות עם אתגרי עיצוב מעגלים מורכבים.

4, סולם ייצור: אפקט אצווה מפחית את מחיר היחידה
בתעשיית ייצור המעגלים בשנג'ן, השפעת קנה המידה של הייצור על העלויות היא משמעותית. עבור ייצור בקנה מידה קטן-, עקב הצורך באיתור באגים בציוד, הכנת תהליכים ועבודות מקדימות אחרות עבור כל ייצור, עלויות קבועות אלו מוקצות למספר קטן של מוצרים, וכתוצאה מכך עלויות מוצר יחידה גבוהות יותר. אם לוקחים דגימה כדוגמה, עבור לוחות חד-צדדיים ודו-צדדיים- באורך ורוחב של 10 ס"מ, זה עשוי לעלות 5-20 יואן ליחידה (כולל בדיקות), בעוד לייצור המוני, אם כמות הייצור מגיעה ל-1000-2000 חתיכות, מחיר היחידה עשוי לרדת ל-4-5 יואן. כאשר נכנסים לשלב הייצור ההמוני, על ידי ייעול תהליך הייצור ושיפור ניצול הציוד, העלות הקבועה ליחידת מוצר מופחתת משמעותית, ורכש חומרי גלם עשוי לקבל גם מחירים נוחים יותר בשל הכמות הגדולה. לדוגמה, חלק מחברות ייצור אלקטרוניקה גדולות יכולות לבצע עשרות אלפי ואפילו מאות אלפי מטרים רבועים של הזמנות מעגלים בחודש, ועלויות הייצור שלהן ליחידת שטח יכולות להיות מופחתות ב-30% -50% בהשוואה לייצור בקנה מידה קטן.

5, גורמים אחרים: שינויים בעלויות הנגרמים על ידי זמן אספקה ​​וכו'
(1) דמי שירות דחופים
בסביבת התעשייה האלקטרונית המהירה- של שנזן, ללקוחות יש לפעמים דרישות דחופות לגבי זמן האספקה ​​של מעגלים. אם נדרש ייצור דחוף, היצרן גובה בדרך כלל אחוז מסוים מהעמלה הדחופה. באופן כללי, ייתכן שתידרש עמלה מזורזת של 30% -50% עבור שירות מהיר של 48 שעות. לדוגמה, עלות הייצור הרגילה של פאנל דו-צדדי רגיל הייתה 50 יואן לפריט, אך אם תבחר במשלוח אקספרס ל-48 שעות, העלות עשויה לעלות ל-65-75 יואן לפריט. הסיבה לכך היא ששירותים מזורזים דורשים מהיצרנים להקצות משאבים נוספים, לתעדף ייצור, לשבש תוכניות ייצור קיימות, ובכך להגדיל את העלויות.

(2) עלויות בדיקת איכות והסמכה
עבור תעשיות עם דרישות איכות גבוהות במיוחד, כגון אלקטרוניקה רפואית, תעופה וחלל וכו', נדרשות בדיקות איכות קפדניות והסמכה לאחר סיום ייצור המעגלים. לדוגמה, נעשה שימוש בשיטות בדיקה שונות כגון AOI, בדיקת X-, ICT וכו' כדי לוודא שהביצועים החשמליים ואיכות ההלחמה של המעגל עומדים בתקנים. מכשירי גילוי אלו יקרים, ותהליך האיתור מצריך גם כוח אדם מקצועי לפעולה, מה שמייקר את עלות הייצור. בנוסף, אם המוצר צריך לקבל אישורים כמו ISO, UL וכו', היצרן צריך גם להשקיע זמן וכספים בעבודות הכנה נלוות, ועלות זו תתחלק בין עלויות ייצור המעגלים.