评估廉价PCB原型的真实成本

每一个伟大的电子产品都源于一个有远见的想法。

然而 PCB 原型代表了新产品理念的早期物理形式。制作 PCB 原型的主要原因是在完全投入生产之前评估某些功能或设计特征，并且应遵循相同的质量标准。理想情况下，原型设计阶段包括快速、小批量的迭代周期，然后立即进行大规模的高质量制造。

遗憾的是，一些制造商缺乏原型设计能力，甚至缺乏承担此类小规模项目的意愿。其他人只想制作原型，一旦早期工作完成就没有办法继续前进。

为了保持盈利能力，这些仅生产原型的工厂可能会利用降价策略来吸引买家并快速完成更多小批量订单。然而，三重约束三角形表明你不能同时拥有这一切。你可以快速、优质或便宜地获得它们，但你不能同时拥有它们。

这就解释了为什么在 PCB 原型设计阶段偷工减料可能会在未来造成问题。快速、廉价的原型不会达到您想要的质量。当考虑到大规模推出产品所需的时间、资金和精力时，廉价的 PCB 原型最终可能会给电子开发人员带来更高的成本。

在本文中，我们将深入探讨为什么从一开始就构建高质量 PCB 原型至关重要，我们将重点介绍电子制造商往往存在不足的特定领域，包括：

材质品质

测试与验证

设计细节

焊接质量

兼容性

在这些方面都不允许犯错。电子制造的成功需要谨慎和敏捷，这是很难实现的结合。但对此进行投资，即使这意味着在适当的材料和稳健的工艺上投入更多的前期费用，也值得避免廉价 PCB 原型的陷阱。

设计

在创建廉价 PCB 原型时，电子制造商在原型设计过程中可能会妥协的第一个方面是材料选择。经验不足的PCB设计人员可能会在原型设计过程中选择不合格的材料，以最大限度地降低成本。这可能意味着选择劣质甚至假冒的组件。此外，如果您的廉价原型制作车间不提供 DFM（制造设计），那么您可能会在不知不觉中选择会产生性能或可靠性问题，或者不符合最终法规要求的材料。

有趣的是，这些劣质材料可能不会立即暴露出它们的局限性。它们可能足以满足有限的用例或短期应用程序，但随着时间的推移可能会失效。耐用性和耐热性等属性可能会下降，从而增加 PCBA 在经常使用时过热的可能性。这些问题可能只有在您完成全部生产并发货后才会出现。

此外，当使用劣质材料时，电气性能可能会恶化。因此，组件必须加班工作来补偿。这种过度补偿会导致产生额外的热量，从而导致许多后续问题。

缺乏测试和验证

在原型设计过程中，电子工程团队很容易忽视测试和验证，因为他们专注于实现某些功能。如果未能在多次迭代中对 PCB 进行整体测试，设计错误可能会漏掉，从而导致设计可靠性降低。当您与一个除了原型之外还致力于您的成功的 CM 合作时，测试的必要性就变得显而易见。

对于工程团队来说，在调整发生时持续测试和验证原型至关重要。对电路板看似未连接的部分进行细微调整可能会影响其他地方的性能。这就是为什么可制造性设计 (DFM) 检查和持续测试等事情至关重要。两者都有助于确保电子工程师的设计从制造角度来看是可行的，并且不存在可预防的缺陷。

缺乏设计严谨性

设计缺陷是廉价 PCB 原型制作的另一个常见问题。最便宜的工厂向您指出设计问题的可能性有多大？不见得。该服务的成本削减了他们的利润。

PCB 的厚度应适合预期的使用情况。它们应该具有足够宽的走线宽度，以处理整个板上的预计电气活动。设计考虑因素还应纳入测试并确保测试设备能够有效地访问所有关键点。

热管理是另一个需要仔细考虑的方面——设计人员必须主动考虑如何在高峰使用期间保持主板和组件的最佳温度。拥有专家团队的优秀工厂也许能够指出您可能忽视的热问题。

如果不加以控制，设计问题可能会导致电路或设备整体损坏。即使在实现新产品创意的早期阶段，细致的设计审查也至关重要。工程团队应该随着情况的变化不断评估和重新评估设计，甚至在原型设计期间也是如此。

焊接不良

焊接挑战是 PCB 原型中反复出现的主题。由于复杂的焊接工艺而遇到困难的情况并不少见，可能会导致组件损坏和连接问题。原型制作阶段也无法避免焊接过程中冷焊和湿气侵入等挑战。

组件之间的连接薄弱是任何复杂电子工作中固有的风险，可能导致电气短路和电路故障。在某些情况下，焊接不规范甚至可能给最终用户带来安全隐患。

确保这种情况不会大规模发生至关重要，并且凸显了原型制作过程中细致焊接的重要性。此外，使用相同的 CM 进行原型设计和大规模生产是有利的，因为任何出现的问题都可以在转向更高的生产水平之前得到解决。

兼容性问题

此外，在 PCB 原型设计过程中，管理兼容性可能会带来巨大的挑战。随着生产过程的展开，忽视兼容性因素有时可能会导致重大的返工或重新设计。必须重新评估和修改 PCB设计在很多方面都可能会占用大量资源。

电子设计人员从一开始就必须评估电磁兼容性和干扰等因素，以确认他们的 PCBA能够有效管理电磁能量。同样重要的是，材料的选择必须符合预期的用例，尤其是当 PCBA设计用于恶劣环境时。用于较小外壳的紧凑型PCBA需要在元件和冷却部件的选择上取得平衡。

最后，与能够在原型设计过程中识别和解决这些问题的专家团队合作，对您的产品有益，并带来更快、更具成本效益的原型设计过程。

廉价PCB原型的最终成本

总而言之，一个廉价的 PCB 原型的成本可能比公司意识到的要高得多。低质量的材料容易导致性能下降、安全隐患和昂贵的重新设计。因此，公司可能会发布不适合长期使用的电子产品。如果您犯了这个错误，您的公司将在当今竞争激烈的电子领域面临失败的风险。

工程团队应该充分相信他们的产品在整个生命周期内都是安全可靠的。因此，迈出正确的第一步至关重要。便宜的 PCB 原型不值得。相反，您应该与致力于您的成功的质量团队合作，并确保您的新电子产品从一开始就正确构建。