論拼版對撓性電路板成本及生產(chǎn)的影響

覃 烽 唐長春 石賀志

（景旺電子（龍川）有限公司，廣東 龍川 517373）

論拼版對撓性電路板成本及生產(chǎn)的影響

覃 烽 唐長春 石賀志

（景旺電子（龍川）有限公司，廣東 龍川 517373）

在FPCB領(lǐng)域，隨著越來越多的廠商的涌入，以前的高額的利潤迅速被眾多的大小廠商抹平，要想生存并壯大，必須在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量的前提下將自己的成本降下來。而想降低成本，首先得從根本上節(jié)約物料，要想節(jié)約物料，就要提高FPC的拼版利用率。本文通過研究如何拼出最優(yōu)拼版，從而得出優(yōu)化設(shè)計并節(jié)約成本的方法。

撓性電路板；利用率；成本

1 前言

集成化的線路板要求越來越高，而產(chǎn)品價格卻在下降，這就要求我們克服的各種難題，包括人工成本飆升，材料成本下降，激烈競爭導(dǎo)致產(chǎn)品價格下降。在這些因素當(dāng)中，人工成本上升是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，材料成本上升也是所有FPCB廠商都要面對的問題。真正想要降低成本，就要節(jié)約物料，想要節(jié)約物料，就要提高FPCB的拼版利用率。本文通過研究如何拼出最優(yōu)拼版，從而優(yōu)化設(shè)計并節(jié)約成本，提高工廠的競爭力，

2 影響FPCB成本的原因

在FPCB外形比較規(guī)則的情況下，拼版對利用率影響較小，廠商制程能力起到重要作用。但在FPCB外形是非規(guī)則的情況下，不同的拼版對FPCB成本有著決定性的影響。有些小型FPCB廠商之所以能在激烈的競爭中存活下來，除了依賴超快的交貨速度，更多依靠更低的成本?？梢哉f低成本是中小型廠商賴以生存的根本。影響FPCB成本的原因主要有：（1）人工成本；（2）各物料的成本；（3）各物料的利用率。

由于人工成本和各耗材物料成本主要與外部因素相關(guān)，所以在拼版過程中我們往往需要考慮將材料成本和人工成本相結(jié)合。隨著人工成本的不斷上升。及市場單價競爭的殘酷等綜合因素下。如果想作為一個合格的工程師，我們需要考慮的問題包括人工還有耗材，兩者綜合起來哪種需要的金錢成本最低我們就會選擇哪種，每個企業(yè)都是以營利為目的的，舉例說明，比如單PCS很大。而且需要貼電磁膜，如果一排一排貼的話，這樣可以降低耗材成本?？墒切枰紤]的因素是:需要大量的人力去完成這項作業(yè)，可如果整板貼則可以提高貼合效率，但與此同時物料成本會上升，此處我們應(yīng)該是綜合如上兩點計算人工成本和耗材成本。固然電磁膜的價格偏高，但人工成本更高，這樣寧愿耗材升高，減少人工成本，也可以讓成本降低。另外存在一種現(xiàn)在就是兩種方案的成本是一致的，那么就要綜合考慮耗材成本和人工成本兩者的漲價潛力去評估了。下面我們主要探討各耗材的利用率。

3 影響物料的利用率的主要因素：

耗材利用率主要體現(xiàn)在拼版利用率上，而拼版利用率與FPC廠商的制程能力及工程設(shè)計能力有關(guān)。首先，利用率是建立在可以生產(chǎn)并適合大量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上的，任何不適合批量生產(chǎn)的設(shè)計都排除在外。強大的制程能力可以允許FPCB設(shè)計具備較強的靈活性，拼版也可以做到最佳。而工程設(shè)計能力更是提高拼版利用率的重要因素。一個經(jīng)驗豐富的工程師往往能拼出最佳的拼版。

綜合以上分析，影響FPCB物料利用率的主要因素有：（1）廠商制程能力；（2）工程設(shè)計能力。

4 工程設(shè)計如何增加拼版利用率

4.1 零間距拼版

（1）但就輔料而言（如PI補強或膠紙），單件貼時方塊狀的輔料可以到零間隙就盡量做零間隙（圖1）。

圖1 方塊形的輔料做到零間隙

（2）若輔料要條貼的，可以將突出部位嵌入凹陷部位，這樣利用率就可以達到最優(yōu)。當(dāng)無法嵌合的時候先考慮旋轉(zhuǎn)180°，再嘗試嵌合在一起，如果模具可以制作，就可以直接做零間距（圖2）。

圖2 輔料將突出部位嵌入凹陷部位

（3）對于異形的輔料，如果可以直接嵌合起來，就做到零間距，在做零間距拼版時要考驗?zāi)＞吖?yīng)商的模具制程能力，模具無法達到，利用率就無從談起了（圖3）。

圖3 異形輔料做零間距拼版

4.2 間距拼版

（1）FPCB拼版利用率是最可以可體現(xiàn)物料利用率的因素，輔料終歸要貼于板上，如果FPC本身拼版利用率就低，就會導(dǎo)致輔料利用率下降，特別是整版貼和條貼的輔料，這會直接導(dǎo)致單個成本變高。所以在設(shè)計FPCB拼版的時候在考慮是否可以開模是否易于制作的同時一定要考慮FPCB的利用率。

①首先，拼版要考慮量產(chǎn)是否可以生產(chǎn)，比如說某些客戶的板要沖槽，那么兩個單元之間距離要留夠3 mm或以上，如果留的距離過小，就算是旋轉(zhuǎn)沖也是無法制作的。若要旋轉(zhuǎn)沖板，記住拼版時一定要旋轉(zhuǎn)對稱的，不能反復(fù)沖或漏沖（圖4）。

圖4 拼版要考慮沖槽間距

②拼版技巧。

倒扣拼版：從圖5可以看出，同一個板按不同的方式拼版時中間的間隙不一樣大，而就是這些間隙我們是可以加以利用的，左圖將手指之間的間隙用另一排的手指填充，在橫向拼版數(shù)個一致的情況下，縱向可以省下不少拼版，前者每平方米可以拼出420個，但后者僅可以拼出350個，每平方米相差70個，在批量生產(chǎn)時這個差值時相當(dāng)可觀的（表1）。

圖5 不同拼版之間的對比

表1 不同拼版之間的對比數(shù)據(jù)

有時候倒扣拼版也有不同的選擇。從圖6左圖及右圖對比可以發(fā)現(xiàn)：右圖的單只之間的距離更小，利用率明顯更高。根據(jù)不同的插入點，量取兩個單只之間的距離，并計算出利用率，選取最佳的制作。

圖6 倒扣拼版的不同結(jié)構(gòu)

倒扣偏移拼版（圖7）：同樣是250 mm寬的有限空間內(nèi)，通過多次拼湊，上下錯位做成五組，就讓拼版利用率上升近30%。這就是一筆相當(dāng)充足的搶占市場的資本。

這只是一例，類似其他板型也都有很多優(yōu)化的方案，F(xiàn)PC形狀千變?nèi)f化，不過不管他是什么形狀，總有一種最優(yōu)拼版，經(jīng)驗豐富的工程設(shè)計人員一看板子形狀就知道什么樣的拼版是利用率最高的，但針對工程新手來講，當(dāng)你看到拼版之間的間距比較大的時候，一定要多試，可以多拼幾種方案出來做下對比，選出最優(yōu)的設(shè)計。

圖7 倒扣偏移拼版的不同結(jié)構(gòu)

斜拼版：在實際拼版時，有兩種情況下要考慮斜拼版。

（1）當(dāng)橫排拼版時，左右間距在240 mm左右，往內(nèi)移已不可能的情況下我們可以考慮旋轉(zhuǎn)拼版。通過圖8可以看出，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后廢料邊已可以達到制作要求。

（2）有些外形非常規(guī)的板當(dāng)我們用橫豎拼版時非常浪費，這時我們也要考慮斜拼版對利用率的影響。由于斜拼版通常能將其他單只的空隙填起來，所以斜拼版在某些情況下可以在很大程度上節(jié)約拼版利用率。如圖9，左右兩個拼版利用率完全是兩個概念。當(dāng)然我們不能僅憑肉眼判斷利用率的高低，要先拼好板之并計算出來為準(zhǔn)。

注意：有些客戶明確要求不能斜拼版的這種方法不適用。

圖8 斜拼版以加大廢料邊

圖9 斜拼版以增加拼版利用率

綜合上面幾種拼版技巧，常規(guī)版型，以下四種拼版方式可以先試拼一遍，肯定能找到一種合適且利用率高的拼版方式。

FPCB材料固定一邊寬度250 mm，出去工藝邊，可用寬度為242 mm，再保留SET邊，一邊3 mm ～ 4 mm，實際可用寬度為236（極限242）。

在設(shè)計FPCB機構(gòu)時，假設(shè)單PCS寬度為W，250方向可拼個數(shù)為N，使其盡量滿足滿足W*N+（N-1）*2接近236為最佳。

方案①，適用于W=32、37、46、55mm左右的方案，55*4+（4-1）*2接近236、46*5+（5-1）*2接近236……

當(dāng)方案①產(chǎn)生排N個浪費、排N+1個排不下的情況可以試著方案②、方案③、甚至方案④。

根據(jù)實際FPCB尺寸，再結(jié)合FPCB板料的限制，經(jīng)過拼版后對比利用率才能找到適合特定案子的最優(yōu)拼版（圖10）。

圖10 常見拼版類型

5 實例分析

我司型號255MI0216035-A0，原拼版為：250*350*18PCS，每平方米個數(shù)為205。經(jīng)優(yōu)化后拼版為：250*355*24PCS，每平方米個數(shù)為270PCS，表2對兩者成本核算對比。

表2 拼版優(yōu)化前后對比數(shù)據(jù)

通過表2可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后拼版利用率更高，物料成本比原拼版有了很大的降幅，這種幅度在小批量生產(chǎn)時就出現(xiàn)較大的差距，若有大批量的話可以節(jié)省巨量的成本?？梢娖窗胬寐试贔PC成本節(jié)約上的重要性（圖11）。

圖11 拼版優(yōu)化前后對比（右圖為優(yōu)化前拼版）

6 總結(jié)

本文通過分析如何在拼版上降低成本提高FPCB利用率，我們是可以通過自己的技能節(jié)約FPCB成本的。我們可以發(fā)現(xiàn)，沒有一成不變的設(shè)計，只要通過不斷的積累，不斷的學(xué)習(xí)，就可以通過拼版節(jié)約成本，提高競爭力。想要在FPCB行業(yè)站穩(wěn)腳跟，就要不斷提高制程能力的基礎(chǔ)上提高工程設(shè)計能力。

當(dāng)然，想要真正做到節(jié)約拼版不是一蹴而就的，要提高拼版利用率，不僅要了解客戶要求，了解自己的制程能力，還要了解模具供應(yīng)商的設(shè)計能力。若是缺失了其中任何一個環(huán)節(jié)，就有可能造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。所以，拼版利用率是各個技術(shù)的結(jié)合體，極度考驗綜合能力。此次討論僅作為拼版優(yōu)化參考用。

覃烽，電子信息工程專業(yè)，CAM/MI工程師，主要從事工程資料的制作。

The influence of panel making type to the FPCB cost and the production

QIN Feng TANG Chang-chun SHI He-zhi

More and more factory go into the FPCB realm. A large amount of profits in past is quickly put on by numerous manufacturers. If you want to exist and strengthen， you have to raise product quality constantly， and lower the cost. When you want to decline the cost， you have to economize the material first， and when you want to economize the material， you have to raise the utilization of the type， By study of how to spell a best type， this text is to get the best way of promote design and economize the cost.

FPCB； Utilization； Cost

TN41

A

1009-0096（2015）11-0037-04