Les concepteurs doivent-ils spécifier chaque MPN pour les passifs CMS ?

Une pratique courante que j’observe chez les concepteurs consiste à omettre les références fabricant des passifs CMS. Dans certains cas, cela est approprié, car n’importe quel composant passif produira généralement le même comportement du circuit. Dans d’autres cas, des références fabricant très précises sont exigées, ou à tout le moins une référence fabricant devrait être spécifiée, et cela n’est pas toujours fait uniquement pour des raisons de fonctionnalité électrique. En tant que concepteur, que vous travailliez comme indépendant ou pour une grande entreprise, vous pouvez vous retrouver responsable de la sélection des références fabricant pour une nouvelle conception, ainsi que de l’intégration de ces composants dans la documentation de conception.

Comme la pratique consistant à omettre les références fabricant pour les passifs CMS est si répandue, il est important d’identifier quelles peuvent être les conséquences réelles d’une telle pratique. En apparence, la commodité semble suffire à justifier l’omission de ces références fabricant, mais il existe de nombreuses situations bien réelles où le concepteur doit inclure ces références dans les données de conception et dans la nomenclature (BOM). J’aborderai ces situations dans cet article.

Concevoir pour une entreprise ou concevoir pour un client

Lors de la sélection des composants, le concepteur adopte généralement l’une de deux perspectives possibles : concevoir pour sa propre entreprise (par exemple, si vous travaillez chez un OEM), ou concevoir pour un client (par exemple, en tant qu’indépendant).

Concevoir pour un client : Si vous êtes un concepteur indépendant travaillant pour un client, il est souvent raisonnable de supposer que les fichiers livrés pourront être utilisés par quelqu’un de moins familiarisé avec l’achat de composants électroniques. En outre, cette personne pourrait transmettre la documentation à un fabricant sous contrat ou à un assembleur en fourniture client, ce qui signifie que votre client devra acheter lui-même les composants. S’il n’a pas d’expérience dans l’achat de composants électroniques, vous lui faciliterez grandement la tâche si vous spécifiez les références fabricant dans le schéma et les fichiers de bibliothèque.

Le client peut s’attendre à téléverser une BOM chez un distributeur ou sur une plateforme de chaîne d’approvisionnement comme Octopart afin d’obtenir des prix, et ces plateformes exigent souvent que l’utilisateur spécifie une référence fabricant. Par exemple, dans le BOM Tool d’Octopart, les utilisateurs devront choisir des références fabricant afin d’obtenir un devis précis auprès d’une liste de fournisseurs approuvés.

Fournir des références fabricant pour tous les composants CMS aide les clients à s’approvisionner et à acheter rapidement les pièces

Concevoir pour votre employeur : Si votre employeur est un OEM, la meilleure approche n’est pas toujours évidente. Par exemple, dans l’automobile, le médical ou l’aérospatial, des références fabricant spécifiques doivent être indiquées pour les produits qui seront déployés sur le terrain, car les composants font souvent l’objet de certains essais de fiabilité. Cela est particulièrement critique dans l’aérospatial, où les entreprises tiennent des listes de références fabricant approuvées pour certaines classes de mission et certains types de conception. Dans ce cas, vous ne pouvez pas sélectionner une référence générique : aucun assembleur n’aura accès aux listes internes de références approuvées d’une entreprise, car elles constituent des informations propriétaires ; il reviendra donc au concepteur de choisir les références CMS.

Dans les cas où l’employeur autorise des descriptions génériques, la BOM doit tout de même indiquer les attributs requis et inclure de préférence des alternatives. Le concepteur doit faire de la tolérance aux substitutions un élément intentionnel du dossier de conception. Une fiche de composant passif utile devrait inclure :

• Le fabricant et la référence fabricant lorsque le composant est contrôlé
• Les références alternatives approuvées lorsque les substitutions sont autorisées
• Une description technique complète pour les composants génériques de commodité
• La taille du boîtier, la tolérance, la tension ou la puissance nominale, et la technologie
• Des notes sur le cycle de vie ou l’approvisionnement lorsque la disponibilité est une contrainte connue de la conception
• Des notes internes de qualification lorsque les essais de fiabilité pilotent la sélection

Cas où des références CMS génériques sont acceptables

Il existe de nombreux produits pour lesquels des passifs génériques sont acceptables. Par exemple, ces conceptions peuvent presque toujours tolérer des substitutions génériques :

• Cartes de test
• Preuves de concept
• Premiers prototypes
• Produits grand public à faible coût
• Cartes numériques simples
• Cartes d’interface, de panneau ou d’interconnexion

Dans ces cas, le concepteur peut délibérément spécifier les exigences électriques et mécaniques plutôt qu’une seule référence fabricant exacte.

Cette approche ne fonctionne que si la description est suffisamment complète pour permettre à quelqu’un d’acheter les bons composants. Une ligne de BOM indiquant « résistance 10k » est incomplète. Une description contrôlée plus utile indiquerait quelque chose comme :

Rés 10k 5% 0603

Pour les résistances, vous pouvez être plus précis et indiquer « couche mince » ou « chip » afin de restreindre les descripteurs possibles. Pour les MLCC, la description doit aussi inclure la taille du boîtier, la capacité et la tolérance, mais ces composants exigent également la spécification de la classe diélectrique et de la tension nominale afin de garantir qu’un composant adapté soit choisi. Au minimum, dans ce cas, un assembleur turnkey pourra identifier rapidement des alternatives sans envoyer d’e-mails pour faire approuver chaque substitution.

Le tableau ci-dessous présente quelques catégories courantes de composants CMS et la méthode de documentation acceptable pour spécifier des alternatives.

La manière la plus sûre d’autoriser les substitutions consiste à définir une politique de substitution. Par exemple, une ligne générique de passif pourrait indiquer qu’une tolérance plus serrée est acceptable, ce qui serait courant pour les résistances CMS ; cela pourrait aussi constituer une politique générale pour tous les composants CMS. Laisser la référence fabricant vide et supposer que l’EMS déduira l’intention donne à l’assembleur une trop grande autorité sur la conception, et cela pourrait entraîner un grand nombre d’e-mails demandant au concepteur d’approuver des composants de remplacement.

Composants spécialisés avec descriptions génériques

Certains passifs CMS ont des descriptions d’apparence générique, mais les composants visés ne sont pas génériques et n’ont pas de substituts d’usage général. Une fiche distributeur peut afficher une taille de boîtier, une valeur, une tolérance et une tension ou puissance nominale familières, alors que la famille de composants réelle est conçue pour une exigence spécifique en matière d’électricité, de RF, de mesure ou de fiabilité.

• Condensateurs d’adaptation RF : Définis par la fréquence de résonance propre, l’ESR, le facteur Q et le comportement d’impédance à la fréquence de fonctionnement.
• Résistances haute fréquence : Utilisées là où l’impédance parasite détermine si le composant se comporte encore comme une résistance à des fréquences de l’ordre du GHz.
• Résistances de mesure de courant de précision : Définies par le TCR, le coefficient de puissance, la construction des terminaisons, la dérive et le comportement thermique.
• Composants de rétroaction ou de filtrage de précision : Utilisés lorsque la seule tolérance ne suffit pas à décrire le bruit, le coefficient de tension, le comportement en température ou la stabilité à long terme.
• Composants qualifiés pour environnements sévères : Sélectionnés en fonction des vibrations, des chocs, des cycles thermiques, de la pression, de l’exposition au vide ou des essais de fiabilité sur le terrain.

Dans ces cas, la référence fabricant préserve l’intention de conception derrière la sélection du composant. La BOM doit identifier la référence fabricant exacte ou une liste d’alternatives approuvées, car une substitution générique peut modifier le comportement RF, la précision de mesure ou la fiabilité sur le terrain, même lorsque la description nominale semble équivalente.

La vidéo ci-dessous présente quelques composants et cas spécifiques dans lesquels des composants CMS spécialisés peuvent avoir une description d’apparence générique, et nécessitent donc qu’une référence CMS spécifique soit indiquée dans les schémas et la BOM.

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Questions fréquentes

Quand est-il acceptable d’utiliser une description générique pour des résistances et condensateurs CMS ?

Les descriptions génériques sont acceptables pour les passifs à faible risque dans les cartes de test, les preuves de concept, les premiers prototypes, les cartes numériques simples, les produits grand public à faible coût, ainsi que les cartes d’interface ou d’interconnexion. La description doit toutefois rester suffisamment complète pour l’achat, l’assemblage et le contrôle des substitutions.

Quelles informations doivent figurer dans une ligne de BOM générique pour un passif CMS ?

Une ligne de BOM générique pour un passif CMS doit inclure la valeur, la taille du boîtier, la tolérance et la puissance nominale pour les résistances. Pour les MLCC, elle doit aussi inclure la classe diélectrique et la tension nominale, car le comportement de la capacité dépend fortement du diélectrique et des conditions de polarisation.

Quels risques sont créés lorsqu’un fournisseur EMS choisit des passifs CMS de substitution ?

Une substitution non contrôlée donne au fournisseur EMS une autorité de conception qui peut ne pas correspondre à l’intention du circuit. Le résultat peut être un désaccord RF, une précision de mesure dégradée, un risque de fiabilité, ou une répétition d’e-mails d’approbation lorsque la BOM ne définit pas clairement une politique de substitution.

Quels composants passifs CMS doivent toujours avoir une référence fabricant exacte ?

Les résistances d’adaptation RF, les condensateurs RF, les inductances RF, les résistances de mesure de courant de précision, les composants de rétroaction ou de filtrage de précision, ainsi que les composants qualifiés pour environnements sévères doivent utiliser des MPN exacts ou des alternatives approuvées. Ces composants peuvent sembler génériques dans les catalogues des distributeurs, mais leurs parasites, leur stabilité, leur comportement thermique, leur comportement RF ou leur historique de qualification peuvent déterminer les performances du circuit.