PCB 方案阶段哪些决定,会在量产时拉高成本?

由机器进行PCBA生产

很多人在发现 PCB 生产成本超出预期时,往往会归咎于“厂家报价高”“行情不好”或“材料涨价”。然而真相是,许多成本问题早在方案设计阶段就已注定,结果后期优化只能在一个“本来就贵”的基础上进行,效果有限。

核心观点很简单:PCB 方案阶段的每一个“看似小的设计选择”,都会在量产中被批量放大,直接决定最终的成本与交付。


层数与板厚:方案阶段最容易被低估的成本决定

1. 层数不是“够用就行”

  • 常见做法:为了布线方便或预留余量,方案阶段直接选用 6 层、8 层甚至更多层。
  • 隐形成本
    • 每增加 2 层,核心材料与压合成本显著上升;
    • 层数越多,压合次数和对准难度增加,良率随之下降;
    • 量产报价随层数呈阶梯式增长。
  • 应有思路:是否可通过布局规划、阻抗设计、信号与电源分区,将层数控制在满足需求的最低水平?

2. 非标板厚的问题

  • 为配合机械结构,有时会选用非常规厚度(如 1.2mm、1.8mm)。
  • 量产影响
    • 需定制半固化片(PP),材料交期拉长;
    • 最小订单量(MOQ)提高,小批量生产成本大幅增加。

一个4层PCB板成品


线宽线距与孔径:为“设计自由度”买单

1. 过度追求细线细距

  • 打样时工厂通常可支持较细的线路,但在量产中:
    • 线宽/线距过细(如 3/3mil 以下)会导致良率明显下降;
    • 需升级设备与工艺控制,成本自然上升。
  • 常见情况:实际电流与信号要求并不需要如此精细的设计,仅为“布线方便”而过度压缩间距。

2. 小孔径、密集过孔

  • 激光孔、微孔、叠孔等高级孔工艺在 HDI 设计中必要,但若滥用:
    • 钻孔、电镀工艺复杂,耗时增加;
    • 量产报价对批量敏感,小批量单位成本极高。

材料选型:方案阶段选“高配”,量产阶段被动买单

1. 高 TG、高频材料的误用

  • 为保证“可靠性”或“性能余量”,直接选用高 TG、高速/高频材料(如 Rogers)。
  • 问题:普通数字电路或工作环境并不需要这类材料,但其成本可能是普通 FR-4 的 2-5 倍。

2. 材料品牌与型号不清晰

  • 图纸或规格中只写“同等材料”“FR-4”。
  • 量产时:不同厂家会按自己理解选用材料,导致报价差异大、性能不一致,沟通与确认成本增加。

阻焊、表面处理:看起来是细节,其实是长期成本

1. 非主流阻焊颜色

  • 除绿色外,黑色、白色、蓝色等颜色在打样时均可实现,但在量产中:
    • 工厂排产优先级低;
    • 颜色一致性控制难,可能增加检验与报废成本。

沉银PCB表面处理

2. 表面处理选择不当

  • 例如:
    • 盲目选用 ENIG(沉金),虽然焊接性好但成本高;
    • 该用 OSP(有机保焊膜)时用了沉银,可能导致焊接可靠性问题。
  • 结果:成本上升,但实际性能和可靠性并未得到最佳匹配。

可制造性(DFM)缺失:方案阶段没沟通,量产阶段全是修改

  • 典型场景:方案完全定稿后才首次与 PCB 工厂对接。
  • 后果
    • 因工艺限制(如孔到线距离不足、拼板方式不合理)必须改板;
    • 重新投板、验证,耽误交期;
    • 为赶进度在工艺上妥协,导致量产良率下降。

我们之前也提到过:方案阶段忽略 DFM 会遇到哪些问题?


为什么这些问题在打样阶段不明显?

  • 打样:数量少,工厂往往愿意进行额外调整或承担一定风险,以保证样品交付。
  • 量产:核心是良率与稳定性,任何非常规设计都会直接反映在成本和交期上。

方案阶段如何避免量产成本失控?

  1. 早期引入制造视角:在方案评审阶段就邀请 PCB/PCBA 厂家或工艺工程师参与。
  2. 明确设计优先级:区分“电气/机械必需要求”与“可协商的工艺选择”。
  3. 成本敏感点评估:提前对层数、材料、特殊工艺等进行成本摸底,避免报价阶段才被动应对。

总结:成本是设计出来的,不是报价报出来的

PCB 的真实成本,在方案画下第一根线时就开始积累。
每一个设计选择,都在为后续量产铺路——或铺平低成本、高良率的大道,或埋下延期、加价的伏笔。
真正成熟的方案设计,应同时平衡四大要素:功能、可靠性、可制造性、成本可控性


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