对(中国)电路板设计和制造工程师来说，掌握电路板制造业的加工成本衡量基准，有利于控制成本和电路板组装的品质，加快产品上市时间。本文介绍电路板组装过程中，成本的衡量基准，如总产量、批量和地区等因素。

 

印刷电路板制造业对电路板组装(PCBA)的加工成本有诸多定义，通常加工成本(cost of conversion)定义为PCBA的价格与每批订购单所购置材料的成本之差。加工成本包括所有费用，如：材料、组装与测试、SG&A(销售、综合和管理)、所有的日常开支以及合同电子制造商的利润。

 

成本明细

将加工成本具体到每个元件并不一定能提供可靠成本数据。即使工厂是彻底按照经营活动计算成本，个别成本也可能很难核算，与其他款项也不是泾渭分明。组装和测试成本不能估量设计对生产成本的影响，但可以采用基于物理单元的更简单、更可靠的尺度。单项计算加工成本的不全面之处还在于，无论是消费者还是销售商支付的都是加工总费用，而不是单项付款。即便在工厂或组织机构内部可能存在一些随意设置的部门，但是从元件到PCB成品的制造链是浑然一体的，而不是一连串的离散事件。

 

每个引脚的成本

在市场上，客户通常都按每个PCBA来付费，所以加工成本通常也以此为基准进行衡量。为便于分析，加工成本通常用元件数来计算，它提供了每种元件放置的成本或每个元件所承担的PCBA加工成本。但这种度量标准的问题在于，它不能将电容、QFP-208和过孔连接器加以区分。如果为了便于比较，了解每个元件的成本很重要，要选择PCBA设计相当、组装制程类似且组装与测试所需运行时间也很接近的实例。

 

为了衡量成本基准、预算和工厂管理总费用，以每个引脚的成本，即每个引脚或每个焊点分摊的PCBA加工成本，作为衡量尺度最可靠。八十年代中期以来随着表面组装技术的普及，在计算每个引脚成本的过程中，允许将多引脚封装及相关的组装复杂度、测试和修复的影响加以考虑。每个引脚的成本也是每个I/O材料成本的组成部份，它是优化设计及元件选择制程的重要指标。

 

此外，还要计算每个故障可能性的加工成本(OFD)，这个衡量尺度将成本与加工品质联系起来，并反映了设计的复杂度，它有利于详细评估工厂的业绩。

 

成本的驱动力

全面计算加工成本要区分不同层次。因为加工成本会随电路板加工制程、数量、批号和生产地区的差异而有显着变化。每种因素引起的成本变化都是重要的参考依据。每种不同电路板加工制程的加工成本，是工厂业绩评估或加工成本预算的重要基准。
 

 

图1：数量和批量对每引脚加工成本的影响

 

成本变化主要受数量和批号(图1、表1和表2)的影响，后者的影响尤其严重。尽可能地增加数量有助于提高效益，比如：每年组装的元件数少于一百万，则每个元件及每个引脚的平均成本分别是0.300美元和0.059美元；每批少于5万个元件，则加工成本则变为每个元件0.479美元和每个引脚0.036美元；每批元件在5万至25万之间，则成本又降至每个元件0.098美元及每个引脚0.023美元。

 

乍一看，可能会得出这样的结论：小量PCBA必须按照中等批量方式加工，如果工序很少改变，这种方案还可行。事实上，加工成本包括材料采购、组装及测试工作，其中材料采购是加工总成本的主要部份，换句话说，小批量组装并不是转换加工制程的主要推动力，改进组装流程才是关键所在。
 

表1：平均加工成本是组装数量的函数。表2：平均加工成本是批量的函数。表3：平均加工成本是地区差价的函数。

 

每年组装元件数量超过1千万的大量PCBA，通常要分成批次来组装，每批要超过25万个元件。这时，平均成本为每个元件0.073美元，每个引脚0.011美元。

 

战略地理位置

在不同地区，每个元件及引脚的加工成本的确存在很大的差异，它反映出组装环境、成本结构、效率、服务水平、历史沿革、利润目标和定价能力的区别。

 

图2：对相同的产品，不同地区加工成本的比较

 

我们已经对不同地区的生产成本进行了比较。目的是根据地理位置的不同确定成本的差异。由表3和图2可见，材料总价值为282美元、复杂程度中等 (平均每个元件有5.5个引脚)的电路板的加工成本，表中四个工厂并不一定都能生产较为复杂的电路板。低成本运营的工厂并非都拥有美国的管理能力、技术经验和服务水平。

 

对于同种PCBA，比较两个相互竞争且具有相当生产能力的美国公司可见，其生产成本为每个引脚0.012美元和0.018美元。在墨西哥，生产成本通常只有美国的三分之二。而在亚洲成本只有墨西哥的50%。表三中定价是美国的到岸价格(CIF)，因而货运不会造成成本计算的偏差。

 

因为存在地区性差异，是否所有的印刷电路都应该在美国组装呢？除必须考虑罢工、火灾、地震、社会动荡及通货膨胀等风险，交付周期短、产量高仍然是美国的优势所在。只要供应链管理的矛盾持续发展下去，这种状况也就会一直延续下去。美国调节额外成本的优势在于，它具有先进的管理和技术，如加工过程的供应线、工厂的流水线组装以及先进的封装设计技术。

 

本文结束语

同一地区加工成本存在差异的原因多种多样，例如工厂及其客户之间已经签定的合同、为争取新客户而降价以及增加新功能等，都有可能促进价格下调。但是，我们还要看到，同种PCBA产品在全球不同地区，其加工成本仍存在很大差异，而这种现象并非美国所特有。有些地区降低成本甚至只是为了购买组装设备，但仍能获利，还有一些公司甚至能在很低的利润空间内运作。

 

随着Internet中的商对商交易模式的加速发展，出价最低的竞标商可获取PCBA的订单，同时附有材料清单(BOM)。争取到合同的厂商将自动从元件零售商及分销商处购货，而那些销售商又会因此调整其对原材料供应商的需求。PCB组装工业尚未开始简化，业已存在的问题就已经变得更为复杂。