降低材料清单成本的技巧

简介

物料清单，简称BoM，是任何硬件设计项目的关键文件。本质上，它列出了构建完成的印刷电路板（PCB）组装所需的所有组件。BoM还列出了每个组件的附加信息，例如组件名称或值、PCB上的参考指示符、制造商、制造商零件号、分销商链接等等。下面展示了一个典型的BoM摘录，使用了Altium Designer的物料清单报告工具。

图1 最小BoM示例

BoM通常作为Excel电子表格或CSV文件导出，与其他制造信息（例如，Gerber、拾放和组装信息）一起发送给PCB制造商和组装厂，以生产设计。

创建BoM看似是一个相当简单的过程——实际上，只是使用您的ECAD工具的BoM功能导出您的原理图和PCB上的所有组件的结构化列表。然而，我们有许多方法可以改进我们的BoM，降低其成本，从而降低设计生产的总成本。随着我们的生产量增加，这变得越来越重要。

从新的硬件设计项目开始就应该考虑降低BoM成本，但在许多情况下，我们仍然可以在接近制造步骤时有效地降低BoM成本。

在尝试降低BoM成本时，我们需要考虑几个方面。例如，零件本身的实际成本、采购成本和组装成本。本文将概述一些您可以降低BoM成本的方法——让我们开始吧！

技巧#1 – BoM整合

如其名称所示，BoM整合是一种通过调整和合并类似项目来减少BoM中唯一项目的数量，从而缩短BoM总长度的策略。拥有一个更短的BoM使采购过程更简单，减少了组装工作和成本，并减少了库存大小——举几个例子。

BoM整合的一个例子是，如果我们的设计中有几个I2C接口，但它们使用不同的上拉电阻值。如果当前消耗和速度要求允许，我们可以在所有总线上使用相同的（例如，值最低的）上拉电阻，从而减少BoM的长度。

图2 BoM整合前

图3 BoM整合后

BoM整合也可以通过移除设计中经测试发现不再需要的冗余部分或功能来实现。

另一个未在上文反映的成本因素是每年生产的2.2k电阻与2.5k电阻的数量。举个例子，比较这些2.2k电阻的搜索结果与2.5k电阻的搜索结果。价格差异巨大，因为2.2k电阻的生产量远高于2.5k电阻，因此成本也低得多。像这样的简单更改在大批量生产时可以节省大量成本。

技巧#2 – 零件选择和替代品

降低BoM成本的一个重要部分当然是选择更便宜的组件，或者更常见的组件。例如，我们可能会问：我们真的需要1%公差的电阻作为I2C上拉电阻吗，还是5%或更差的公差就可以了？答案很可能是后者，这可能会降低BoM成本。

同样，对于我们设计中的某些电容器，我们可能不需要X7R这样的扩展温度范围介电材料，而可以选择稍微便宜一些的X5R等效物。还有许多其他参数的例子，可以应用类似的思考。

对于商用与工业温度等级部件，或者部件的速度等级，也可以这么说。通常，如果设计和操作环境允许的话，选择成本较低的商用温度等级部件可能更具成本效益。

图4 Zynq温度和速度等级（来源：AMD）

技巧#3 – 封装和组装要求

组件的封装和封装尺寸可以对成本产生重大影响。例如，采用细间距BGA型封装的IC，其PCB制造、组装以及需要的额外检查步骤（如X射线检查）的成本会比暴露引脚的QFP型封装更高。这也可能导致制造商的整体产量降低。

图 5 BGA封装（来源：Distrelec）

在PCB的两侧组装这类元件也可能增加组装处理和检查步骤。额外的回流焊需要更多的机器时间，这随之增加了成本。然而，如果你使用另一种封装，你可以消除这个额外的成本。不幸的是，并非所有的工程或功能要求都可以通过低成本的封装来实现，这是在选择部件时必须权衡的事情。

同样地，使用0201与0402（都是英制单位）可能会为某些组装厂增加成本，并且可能需要采购更多相同的部件，以补偿组装过程中的损失。

图 6 电容器尺寸比较（英制）

通常，设计限制（例如尺寸）可能不允许这样做，但这是一个需要记住的选项。与你的PCB组装厂沟通是很重要的，以确认某些封装类型是否会增加成本。

技巧 #4 – 库存和供应商

尽量减少产品间不同或独特组件的数量可以帮助简化和优化多个过程。例如，库存管理、存储和供应链努力可能会减少——再次导致整体BoM成本的降低。

同时确保保持你的供应商选项开放，不要依赖于（除非绝对必要）只能通过单一来源获得的部件。由于库存水平突然耗尽和提升的交货时间，可能会出现意外的成本。

Octopart 可以帮助你弄清楚哪些不同的供应商可用于你设计中所需的部件。一旦购买量变得非常大，通过绕过分销商直接从组件制造商购买，你将看到成本的显著降低。

技巧 #5 – PCB

PCB本身是项目BoM上的另一项。如果可能的话，减少PCB制造的复杂性可以因此降低整体BoM成本。例如，减少层数、更便宜的表面处理或更便宜的材料——只是举几个例子——可能是提高PCB产量和降低成本的方法。这当然如往常一样取决于设计限制。

结语

我们探讨了几种在电子设计中降低BoM成本的方法。在现代高产量产品中降低BoM成本的能力是至关重要的，并且是许多项目的关键部分。然而，请记住，某些方法可能不适用于某些产品，因为它们的整体复杂性和特殊性太高，无法在BoM中允许太多变化。

确保查看 Altium Designer 和 Altium 365，了解这些强大工具如何帮助您处理物料清单、供应链等问题！