Comment établir une estimation du coût d’un PCB

Zachariah Peterson
|  June 5, 2020
Comment établir une estimation du coût d’un PCB

À moins que le travail de conception ne provienne directement d'un fabricant, mes clients me demandent généralement si je suis un fabricant. Mon entreprise ne fabrique pas de cartes de circuits imprimés, mais je pense qu'il est important de tenir les clients informés des frais d’un PCB et de sa fabrication. Dès que j'ai commencé à estimer certains de mes projets de PCB, j'ai pu mieux comprendre les principaux facteurs de coût de leur fabrication, et comment structurer correctement une estimation complète pour mes clients.

Certains fabricants disposent de calculateurs d'estimation du coût d’un PCB et sa fabrication très pratiques que vous pouvez utiliser, mais les frais d’un PCB réels dépendent de plusieurs facteurs. Si vous êtes un entrepreneur et que vous produisez vos propres circuits-imprimés, ou si vous gérez la fabrication, les essais et la livraison pour un nouveau projet, il vous incombe d'aider les clients à comprendre les principaux facteurs de coût des nouvelles cartes. Voici comment vous pouvez obtenir une estimation du coût d’un PCB et sa fabrication, tant pour les fabricants locaux qu'étrangers.

Sur quoi baser une estimation des coûts d’un PCB ?

Divers facteurs déterminent les frais d’un PCB et de sa fabrication. En général, les coûts de fabrication augmentent avec le nombre de cartes, de vias par carte, du choix des pistes/vias/trous de montage plus petits et du nombre de composants par carte. Néanmoins, les coûts ne sont pas linéaires. En d'autres termes, le doublement du nombre de cartes et de composants ne doublera pas le coût total d'une commande.

D’importantes raisons expliquent cette situation. Tout cycle de fabrication comporte un certain nombre de coûts fixes, notamment les coûts d'outillage, la révision de la conception, la création de pochoirs et autres, en fonction de vos besoins. Les autres coûts sont variables et sont déterminés sur une base individuelle. Le coût par carte peut diminuer à mesure que la taille des commandes diminue, ce qui est moins lié à la panélisation. Au lieu de cela, cette diminution des coûts par carte est obtenue en amortissant les coûts fixes sur l'ensemble du projet. La même idée s'applique à l'assemblage (voir ci-dessous).

Voici un bref résumé de certains des principaux facteurs de coûts liés à la fabrication. N’oubliez pas tenir compte de chacun de ces domaines pour estimer des coûts de fabrication des PCB.

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Les facteurs pouvant influencer les différents frais d’un PCB

Coûts des tests et des inspections

Les essais et les inspections sont deux activités importantes qui doivent être effectuées pour tout nouveau panneau. La production et l'inspection jusqu'à la classe 3 de la norme IPC-A-600 coûtent plus cher que la classe 2 ; il en va de même pour les autres normes et classes pertinentes. Les fabricants proposent différents niveaux de révision de la conception et de l'ingénierie pendant la production. Une évaluation technique complète peut augmenter considérablement le frais d’un PCB  par carte et tend à ajouter un coût fixe supplémentaire. Avant d'ajouter un service d'évaluation technique à votre devis, vous devez vérifier ce qu'implique ce type évaluation et déterminer les éléments livrables de la conception à fournir.

Facteurs de coûts de l’assemblage

Les facteurs de frais d’un PCB et de son assemblage se résument comme suit :

  • Nombre des composants uniques : Plus les composants uniques sont nombreux, plus les frais d’un PCB et de sa fabrication augmentent, même si cela peut être compensé par l’augmentation du volume de la commande des composants en vrac, grâce à la réduction du prix par composant.
  • Type de composants : Le montage tout SMD peut coûter jusqu'à environ 50 % de plus par trou de montage.
  • Écart des broches des composants SMD : J’ai constaté que ce facteur varie selon le fabricant. Si vous utilisez déjà des composants tout CMS, certains fabricants ne facturent pas de supplément pour les composants à pas plus fins.
  • Utilisation des matrices à billes ou BGA : L'assemblage de composants BGA peut coûter environ 20 % de plus que les autres composants CMS.
  • Conformité IPC-A-600 Classe 3 et ITAR : La production et l'assemblage jusqu'à la classe 3 de la norme IPC-A-600 peuvent largement augmenter les coûts, mais la qualité du produit final sera bien meilleure. Si vous travaillez aux États-Unis, votre projet devra probablement être conforme à la norme ITAR. Les PCB finis devront être conformes aux exigences ITAR sur l'intégrité des données, l'intégrité des PCB et l'expédition, qui entraînent toutes des coûts supplémentaires.

Tant que l'assemblage n’est pas manuel, l’augmentation des coûts d'assemblage ne sera pas linéaire en fonction du nombre de cartes. En d'autres termes, avec l'assemblage automatisé, le fait de doubler le nombre de cartes ne double pas le coût de l'assemblage. Une partie des frais d’un PCB et de son assemblageconcerne l'outillage et la programmation des machines, tandis que le reste sert en fait à payer le temps d’utilisation des machines.

Automated assembly PCB manufacturing cost estimation

L'assemblage automatisé vous permettra de faire baisser votre estimation du coût d’un PCB

Les coûts des composants suivent une structure similaire. Lorsque vous commandez des volumes de composants plus élevés, votre fournisseur peut vous offrir une nouvelle gamme de prix, avec un coût par composant réduit. C'est l'une des raisons pour lesquelles il est préférable d'acheter auprès d'un seul distributeur, au lieu de combiner plusieurs distributeurs.

Fournisseurs locaux ou fournisseurs étrangers

Je préfère les fabricants locaux car je bénéficie d’un meilleur contrôle du processus. Pour les conceptions de base, j'ai constaté que les fabricants chinois peuvent très bien faire le travail, même s'ils vous facturent au centime près les moindres ajouts à la commande (par exemple, certaines caractéristiques de sérigraphie, les essais, la couleur du masque de soudure). Pour les conceptions plus avancées, ou si elles comportent des exigences de test spécifiques, je préfère un fabricant local car je peux parler directement à quelqu'un au téléphone.

En termes de frais d’un PCB, le prix unitaire d'une carte produite localement (aux États-Unis) peut être cinq fois plus élevé que le prix de la même carte fabriquée à l'étranger avec le même délai de livraison. L'assemblage est une tout autre affaire, car tous les fabricants ne fournissent pas un assemblage sur place, et vous devrez obtenir un devis séparé d'une entreprise d'assemblage. L’expédition de vos cartes entre votre fabricant et votre assembleur augmente les délais d'exécution, ce qui ajoute des coûts intangibles à votre nouveau produit.

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Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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