PCB设计：如何在成本和性能上做好平衡

在设计PCB时，您会遇到一种情况。我应该按成本设计还是按价值设计？有人可能认为这两种电路板设计选项之间的差异很小。尽管成本确实是两者的一个因素，但存在明显的差异，这将对电路板的设计和制造产生重大影响。让我们从这些角度看一下每种观点，然后将能够回答设计对成本还是设计对价值更好的问题。

PCB设计到成本

有时，一个短语可以准确反映其描述的过程。PCB设计按成本就是这种情况。实施此策略时，目标是使电路板的单位成本最低。实现此目标的最有效方法是在整个开发过程中应用最低的成本标准。这意味着在设计PCB时要降低制造成本。遵循以下建议将有助于您最大程度地降低制造成本。

如何按成本设计：

l 选择最便宜的组件

在大多数情况下，适合您的设计的组件有很多选择，成本和质量的范围可能很大。但是，当使成本成为最重要的因素时，您很可能不得不牺牲质量。

l 使您的设计最小化

您的设计越复杂，制造起来就越困难，成本也就越高。迹线的数量和大小，通孔的层和类型都会增加复杂性。例如，焊盘内通孔比其他通孔选项更困难，而埋入式和盲孔则更昂贵。

l 选择最便宜的板材

用于高频，高功率和高温操作的材料通常比通用材料（例如基础FR4）贵。当电路板材料不可避免地昂贵时，将层数最小化也可以降低成本。您选择的表面处理也会增加成本。

上面的列表并不包含所有内容，但确实提供了指导设计决策的重要原则。

PCB设计实现价值

PCB设计到成本是一种简化的设计策略，因为实际上只有一个标准可以指导您的决策。另一方面，按价值设计是一个涉及更多的过程，因为目标是设计您的电路板，以使制造和组装的结果具有最佳的性价比。实施此策略要求您的决策更多地取决于您的PCB是否能可靠地满足客户的需求。

与按成本设计方法相比，按价值设计可能会导致更高的总体制造成本，但最终，您的电路板应具有更高的质量，并更符合客户的需求。在设计过程中遵循以下准则将有助于您生产出最佳产品。

如何设计成价值：

l 选择最好的组件

根据您的客户，可能有多个注意事项应指导您选择组件。显然，该组件必须能够执行其预期的功能，但它还必须在其预期使用的设备的整个生命周期中可靠地连续执行。此外，重要的是要确保有足够数量的组件可用于将来的生产。而且在某些情况下，必须对供应链进行验证，以最大程度地减少假冒或劣质组件出现在您的电路板上的可能性。这些要求使您必须将货源限制在符合这些条件的分销商处。

l 使您的设计最小化

正如设计到成本一样，最好最大程度地降低设计的复杂性。该目标必须与其他因素（例如，电路板尺寸的限制）保持平衡，这可能意味着需要额外的层和过孔来满足信号走线的需求。

l 根据板子类型选择材料

在选择电路板材料时，最重要的因素是电路板是否能够在将要部署的环境中保持其完整性。因此，板的类型对于选择最佳材料至关重要。例如，要在其上传播高频信号的电路板需要特别考虑介电常数。

此设计策略受客户需求驱动，但成本是一个因素。在实现所需质量的成本水平（例如将设计与精益制造工艺结合使用时）可获得最佳价值。  

如何在PCB设计成本与设计价值之间进行选择

现在，我们已经考虑了PCB设计到成本和设计到价值的关键属性，我们可以解决以下问题：设计到成本还是设计到价值更好。为此，我们需要定义一个通用指标，通过该指标我们可以比较这两种策略。最好的使用方法可能是投入回报率或ROI。产品开发的投入回报率可以通过以下公式定义：

投入回报率=实现的利润（t）/开发总成本

实现的利润（t）是一段时间内的总利润。该时间段应为产品销售的整个时间段，具体时间因产品而异。开发成本包括设计和制造成本。这些成本最初较高，但在设计完成后急剧下降。对于设计到成本，初始成本通常会低于设计到价值；但是，质量更好的产品通常会在市场上停留更长时间，并产生更多的总利润。

创造既具有最佳功能又具有成本效益的产品可能会很麻烦。从设计到成本的PCB设计需要更少的支出，但产生的回报也更少，而从设计到价值的设计则相反。从客户的角度来看，在大多数情况下，产品的质量将是最重要的因素，并将决定他们购买的产品数量和获得的项目奖励。