Los presupuestos de placas de circuito impreso suelen incluir varios componentes de coste diferentes.
El precio de fabricación de una placa de circuito impreso principal suele ser fácil de entender.
Los costes de utillaje son menos evidentes.
Un presupuesto puede incluir términos como:
- Herramientas
- Configuración
- Herramientas de perforación
- Enrutamiento
- Dispositivo de ensayo
- Gastos de ingeniería
- Preparación de la producción
Estos costes no representan necesariamente el coste material de la placa de circuito impreso terminada.
Están relacionados con la preparación del proceso de fabricación.
En el caso de un pedido de producción a gran escala, los moldes pueden representar solo una pequeña parte del coste total por placa.
En el caso de un pedido pequeño de prototipos, el mismo coste fijo puede tener un efecto mucho mayor sobre el precio unitario.
Comprender esta diferencia facilita la evaluación de los presupuestos de placas de circuito impreso.
Índice
¿Qué significa «herramientas para PCB»?
Por «herramientas para placas de circuito impreso» se entiende, en general, las herramientas, los dispositivos de sujeción, los programas o los preparativos de producción necesarios para fabricar y probar una placa de circuito impreso concreta.
Dependiendo del proceso de fabricación, esto puede incluir:
- Preparación del taladro
- Configuración del enrutamiento
- Orificios para herramientas
- Dispositivos de producción
- Dispositivos de ensayo eléctrico
- Programas de pruebas
- Preparación del panel
No todas las placas de circuito impreso requieren el mismo utillaje.
La preparación para la fabricación de una placa sencilla de dos capas con orificios pasantes estándar puede resultar relativamente sencilla.
Una placa de circuito impreso (PCB) compleja de varias capas que requiera un taladrado, un fresado o unas pruebas eléctricas especiales puede exigir una preparación considerablemente mayor.
El utillaje para placas de circuito impreso no supone un único coste
Una de las razones por las que los gastos de utillaje pueden resultar confusos es que este término abarca varias actividades diferentes.
Herramientas de fabricación
Esto puede incluir la preparación para:
- Perforación
- Enrutamiento
- Imágenes
- Panelización
- Procesamiento mecánico
Equipos de ensayo eléctrico
Si las pruebas eléctricas requieren un dispositivo específico, es posible que se aplique un coste adicional por dicho dispositivo o por su instalación.
Herramientas de montaje
En los proyectos que incluyan montaje, puede ser necesario disponer de herramientas adicionales para:
- Impresión de pasta de soldadura
- Apoyo de la junta directiva
- Dispositivos de montaje
- Dispositivos de ensayo
El alcance exacto depende del proceso de producción.
Para obtener un presupuesto de fabricación de placas de circuito impreso, resulta útil determinar qué costes de utillaje se aplican realmente a la placa sin componentes.
Por qué los costes de utillaje son más evidentes en los pedidos de prototipos
Supongamos que la puesta en marcha de una línea de producción cuesta 100 dólares.
Si el pedido contiene:
10 placas de circuito impreso
La configuración representa:
10 dólares por tabla
Si el pedido contiene:
1.000 placas de circuito impreso
esa misma configuración representa:
0,10 dólares por placa
El coste real de producción es más complejo, pero lo importante es el principio.
Los costes fijos tienen un impacto mucho mayor en los pedidos de bajo volumen.
Esta es una de las razones por las que un prototipo de placa de circuito impreso puede tener un precio unitario relativamente elevado, incluso cuando la placa en sí no es especialmente cara.
Esta relación también se explica en Coste del prototipo de placa de circuito impreso.
La perforación puede influir en los requisitos de las herramientas
El taladrado es uno de los procesos fundamentales en la fabricación de placas de circuito impreso.
Los datos de producción deben definir:
- Ubicación de los hoyos
- Tamaños de los orificios
- Tipos de agujeros
- Orificios chapados
- Orificios sin recubrimiento
En una placa de circuito impreso multicapa convencional se puede recurrir al taladrado mecánico estándar.
Los diseños más complejos pueden requerir:
- Orificios mecánicos muy pequeños
- Perforación con láser
- Taladrado inverso
- Estructuras especiales de vía
A medida que la estructura de perforación se vuelve más compleja, la preparación para su fabricación se vuelve más exigente.
Esto no significa que cada pequeño orificio suponga un coste elevado de utillaje.
El resultado depende del proceso de fabricación en su totalidad.
Enrutamiento y utillaje mecánico
El enrutamiento se utiliza para crear:
- Esquemas de tableros
- Tragaperras
- Recortes internos
- Formas irregulares
- Funciones de despanelización
Por lo tanto, el esquema de la placa es relevante tanto para la fabricación como para el utillaje.
Una placa de circuito impreso rectangular sencilla suele procesarse de forma diferente a una placa que presenta:
- Varias ranuras internas
- Bordes curvos
- Extensiones estrechas
- Recortes complejos
Cuando el diseño mecánico es complejo, el tiempo de trazado y los requisitos de utillaje pueden aumentar.
Orificios para herramientas
Los orificios de sujeción se utilizan para colocar y manipular los paneles durante la fabricación o el montaje.
Pueden ayudar con:
- Alineación de máquinas
- Colocación de los paneles
- Montaje SMT
- Inspección
Su ubicación debe tenerse en cuenta junto con el diseño general del panel.
No deben interferir con:
- Componentes
- Cobre
- Bordes del tablero
- Características de montaje
En el caso de los paneles de producción, los orificios para las herramientas pueden formar parte de la estructura de fabricación estándar.
Dispositivos de ensayo eléctrico
Las pruebas eléctricas son distintas de la inspección visual.
Se puede utilizar un accesorio para establecer contacto eléctrico con puntos de prueba específicos de la placa de circuito impreso.
Dependiendo del método de ensayo, es posible que el fabricante necesite:
- Un accesorio específico
- Sondas de prueba
- Un programa de pruebas
- Definiciones de los puntos de prueba
En el caso de pequeñas cantidades de prototipos, el coste de un dispositivo de prueba específico puede resultar considerable en comparación con el precio de la placa.
En el caso de una producción recurrente a gran escala, ese mismo coste de los accesorios se puede repartir entre muchas placas.
¿Es necesario que todas las placas de circuito impreso cuenten con un dispositivo de prueba?
No.
El método de ensayo adecuado depende de:
- Cantidad
- Riesgo del producto
- Complejidad de los PCB
- Requisitos de las pruebas
- Requisitos de calidad de los clientes
Algunos proyectos prototipo pueden recurrir a métodos alternativos de inspección o ensayo en lugar de realizar una inversión considerable en equipos específicos.
En el caso de una producción a mayor escala, puede resultar más económico realizar pruebas eléctricas específicas.
Lo importante es adaptar el método de ensayo a los requisitos reales de producción.
Coste de los moldes y cantidad de placas de circuito impreso
La cantidad es una de las variables más importantes a la hora de evaluar las herramientas.
Veamos un ejemplo simplificado:
| Cantidad del pedido | Coste de los utillajes | Coste de los moldes por placa de circuito impreso |
|---|---|---|
| 10 | $100 | $10.00 |
| 100 | $100 | $1.00 |
| 1,000 | $100 | $0.10 |
| 10,000 | $100 | $0.01 |
En este ejemplo simplificado, el coste del utillaje en sí no ha variado.
Ha tenido un impacto en el precio unitario.
Por eso, un cliente no debe valorar los gastos de utillaje únicamente por su importe absoluto.
La pregunta más útil es:
¿En qué medida influye el coste del utillaje en el coste total por placa de circuito impreso?
Costes de utillaje frente a costes de ingeniería
A veces se confunden estos términos, pero no son necesariamente lo mismo.
Coste de los utillajes
Normalmente se refiere a la preparación física o específica del proceso.
Algunos ejemplos son:
- Calendario de partidos
- Preparación del taladro
- Configuración del enrutamiento
- Dispositivos de ensayo
Coste de ingeniería
Suele referirse a la preparación técnica.
Algunos ejemplos son:
- Reseña de Gerber
- Análisis de DFM
- Preparación de la CAM
- Verificación de datos de fabricación
- Análisis de Stackup
Es posible que en un presupuesto se agrupen estos costes en una única tarifa de ingeniería o de puesta en marcha.
A la hora de comparar presupuestos, conviene preguntar qué incluyen, en lugar de dar por sentado que la terminología es idéntica.
Por qué dos presupuestos de placas de circuito impreso pueden tener gastos de utillaje diferentes
Los distintos fabricantes pueden utilizar diferentes sistemas de producción.
Por ejemplo, en un presupuesto puede que se incluyan los utillajes en el precio básico de fabricación.
Es posible que otro lo incluya por separado.
Es posible que un tercero exima del pago de determinados gastos de puesta en marcha para cantidades de pedido concretas.
Por lo tanto:
Separate tooling charge ≠ automatically higher total cost
La única comparación significativa es el coste final con requisitos técnicos equivalentes.
Para una comparación más amplia de presupuestos, consulta Por qué varían tanto los presupuestos de los circuitos impresos.
Guía práctica: Cómo evaluar los costes de fabricación de una placa de circuito impreso
Paso 1: Averigua qué cubre el cargo
Pregunta si el coste de los moldes está relacionado con:
- Fabricación
- Perforación
- Enrutamiento
- Pruebas eléctricas
- Montaje
- Ingeniería
No compares los gastos de utillaje correspondientes únicamente a la fabricación con un presupuesto que incluya varios servicios.
Paso 2: Comprueba si se trata de un gasto único
Algunos costes de utillaje están relacionados con la puesta en marcha inicial de la producción.
Si se vuelve a encargar la misma placa de circuito impreso, es posible que no sea necesario volver a crear las plantillas.
Sin embargo, esto depende del proceso de fabricación y de si se producen cambios en los datos de producción o en los utillajes.
Paso 3: Dividir el coste entre la cantidad
Calcular:
Tooling cost per PCB = tooling cost ÷ order quantity
Esto pone rápidamente de manifiesto lo importante que es, en realidad, el coste de los moldes.
Paso 4: Comparar el coste total
No te centres únicamente en la línea de herramientas.
Compara:
Fabricación de placas de circuito impreso + utillaje + pruebas + envío
con las mismas especificaciones técnicas.
Paso 5: Comprueba si realmente se necesita el utillaje
Pregunta si la solicitud requiere:
- Pruebas eléctricas específicas
- Rutas especiales
- Perforación especial
- Accesorios a medida
Si no es necesario un proceso concreto, podría simplificarse la configuración de la fabricación.
¿Se pueden reducir los costes de las herramientas para placas de circuito impreso?
A veces.
La primera opción suele ser evitar los procesos especiales innecesarios.
Utilizar las funciones estándar de fabricación
Los tamaños estándar de los orificios, las geometrías de las pistas y las dimensiones de la placa pueden simplificar la producción.
Evita la complejidad mecánica innecesaria
Si el diseño mecánico lo permite, unos contornos de placa más sencillos pueden reducir los requisitos de trazado.
Optimizar la panelización
Un buen diseño de panel puede reducir el número de operaciones de producción por placa de circuito impreso utilizable.
Adaptar las pruebas al riesgo de producción
No especifiques un dispositivo de ensayo complejo si el producto no requiere ese nivel de ensayo.
Al mismo tiempo, no se deberían suprimir las pruebas obligatorias con el único fin de reducir costes.
El coste de las herramientas no debe optimizarse a costa de la calidad
Existe una diferencia importante entre reducir el utillaje innecesario y eliminar los controles de fabricación necesarios.
Por ejemplo, eliminar un elemento mecánico innecesario puede ser una medida útil para optimizar los costes.
Sin embargo, eliminar una prueba eléctrica que resulta importante para un producto de alto riesgo es una decisión diferente.
La pregunta correcta es:
¿Esta actividad relacionada con las herramientas responde a una necesidad real de fabricación o del producto?
En caso afirmativo, su coste debería evaluarse como parte de los requisitos de calidad, en lugar de considerarse un gasto general innecesario.
Moldes y pedidos repetidos de placas de circuito impreso
La repetición de la producción altera la rentabilidad.
Una vez que el diseño de la placa de circuito impreso y el proceso de fabricación se hayan estabilizado, es posible que el fabricante ya disponga de:
- Datos de producción
- Datos de perforación
- Datos de enrutamiento
- Configuración del panel
- Información sobre la prueba
Esto puede reducir el trabajo de preparación necesario para los pedidos posteriores.
Sin embargo, no debe darse por sentado que las herramientas mantendrán su validez de forma permanente.
Modificaciones en:
- Revisión del circuito impreso
- Esquema del tablero
- Puntos de prueba
- Configuración del panel
- Proceso de fabricación
puede que sea necesario actualizar la preparación o las herramientas.
¿Qué ocurre cuando cambia la revisión de la placa de circuito impreso?
Una revisión de la placa de circuito impreso puede afectar a los requisitos de utillaje.
Por ejemplo, al cambiar:
- Posición de los hoyos
- Esquema del tablero
- Puntos de prueba
- Tragaperras
- Disposición de los paneles
es posible que se necesiten datos de producción actualizados.
Es posible que un pequeño cambio eléctrico no requiera necesariamente un utillaje completamente nuevo.
Puede producirse un cambio de carácter mecánico o relacionado con las pruebas.
Por eso es importante el control de versiones a la hora de gestionar la producción recurrente de placas de circuito impreso.
Cómo influye el utillaje en el coste total de las placas de circuito impreso
Una forma útil de analizar la estructura de costes es la siguiente:
Coste total de la placa de circuito impreso
→ Material
→ Fabrication
→ Surface finish
→ Tooling/setup
→ Testing
→ Packaging
→ Shipping
El utillaje es solo uno de los componentes.
Su importancia depende en gran medida del volumen del pedido y de la complejidad de la placa de circuito impreso.
En el caso de los prototipos, puede resultar relativamente evidente.
En el caso de la producción a gran escala, puede llegar a representar una parte muy pequeña del coste unitario.
FAQ
El coste de las herramientas para placas de circuito impreso (PCB) incluye los preparativos de fabricación, como el taladrado, el fresado, los dispositivos de sujeción, la preparación de los paneles o los dispositivos de prueba eléctrica, en función del proyecto.
Puede serlo, sobre todo en el caso de un dispositivo específico o de una configuración inicial de producción. Sin embargo, es posible que haya que actualizar las herramientas si cambia la revisión de la placa de circuito impreso o los requisitos de fabricación.
Porque los costes fijos se reparten entre un número reducido de placas. El mismo coste de utillaje tiene un impacto mucho menor cuando se fabrican miles de placas de circuito impreso.
Es posible que algunos costes de utillaje estén incluidos en el precio básico de fabricación o que se puedan evitar mediante procesos estándar, pero los preparativos necesarios para la fabricación y las pruebas no pueden eliminarse sin más.
Comprueba qué incluye cada presupuesto, si el cargo es único o recurrente, y compara el coste total final con las mismas especificaciones técnicas.
Conclusión
Las herramientas para placas de circuito impreso forman parte de la estructura de costes de fabricación, pero no deben considerarse un recargo aislado.
Su impacto depende principalmente de:
- Complejidad de los PCB
- Proceso de fabricación
- Requisitos de prueba
- Cantidad de producción
- Configuración del panel
- Tanto si se trata de un prototipo como de una producción en serie
En el caso de pedidos pequeños de prototipos, los costes de utillaje pueden influir notablemente en el precio efectivo por placa.
En el caso de series de producción más grandes, ese mismo coste fijo se distribuye entre muchas unidades.
A la hora de comparar presupuestos de placas de circuito impreso, lo mejor es entender qué incluye el coste de las herramientas, determinar si es necesario para la aplicación y comparar los coste total según requisitos de fabricación equivalentes en lugar de centrarse en una sola línea de la cita.
Esto también facilita la identificación de oportunidades reales de ahorro de costes sin eliminar los controles de fabricación que son importantes para la calidad y la fiabilidad de las placas de circuito impreso.
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