Projektowanie płytek drukowanych (PCB) nieustannie się rozwija, wymagając od projektantów elektroniki dostarczania nowych funkcjonalności i niezawodności, przy jednoczesnym zachowaniu skupienia na efektywności kosztowej. Rozumiejąc związek między wyborem komponentów a wpływem na koszty PCB, projektanci i inżynierowie mogą podejmować lepsze decyzje, optymalizując swoje projekty pod kątem wydajności i kosztów.
W tym artykule zbadamy różne klasyfikacje komponentów elektronicznych, które mogą wpływać na koszty produkcji PCB. Przedstawimy również kilka rekomendacji, jak najlepiej wybierać części, które nie tylko spełniają wymagania projektowe, ale również przyczyniają się do redukcji kosztów.
Kondensatory są kluczowymi elementami używanymi w każdym typowym układzie PCB, gdzie pomagają w balansowaniu funkcjonalności względem ceny, w zależności od użytego typu, czy to foliowe, ceramiczne czy elektrolityczne.
Kondensatory ceramiczne są sprawdzone, niezawodne i tanie, dlatego są powszechnie używane. Są dobre do zastosowań wysokoczęstotliwościowych, takich jak odłączanie i tłumienie zakłóceń, ponieważ mają niskie ESL/ESR. Kondensatory ceramiczne wielowarstwowe (MLCC) charakteryzują się wysoką gęstością pojemności w małym rozmiarze, co czyni je idealnymi do wielu zastosowań ogólnych.
Keramik kondensatorlar güvenilir, uygun fiyatlı ve yaygın olarak kullanılmaktadır
Kondensatory foliowe, chociaż droższe w porównaniu do ceramicznych, powinny być wybierane nad innymi typami, gdy najważniejsza jest precyzja, tak jak w obwodach czasowych i aplikacjach audio wysokiej wierności.
Ocena wymaganej pojemności: Rozważ minimalną pojemność, która zaspokaja potrzeby twojej aplikacji, ponieważ nadmierne specyfikacje wartości pojemności prowadzą do niepotrzebnych wydatków.
Wybierz standardowe wartości/rozmiary: Zaleca się wybór standardowych rozmiarów i wartości, co pozwala zaoszczędzić pieniądze dzięki dostępnym kanałom masowej produkcji tych powszechnych komponentów.
Podobnie jak kondensatory, rezystory są niezbędne w projektowaniu płytek drukowanych (PCB) i typ użyty może mieć znaczący wpływ zarówno na koszt, jak i wydajność danego projektu.
Rezystory z filmem węglowym są najtańsze spośród opcji, więc mogą być używane w wielu aplikacjach, które nie są bardzo krytyczne pod względem precyzji. Oferują stabilną wydajność przy niskich cenach, co czyni je odpowiednimi dla projektów budżetowych.
Rezystory grubowarstwowe dobrze równoważą koszty i wydajność, dlatego są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, gdzie najwyższa dokładność nie jest wymagana.
Rezystory metalizowane zapewniają wysoką dokładność i niezawodność, więc powinny być stosowane tam, gdzie precyzja ma największe znaczenie. Kosztują więcej niż rezystory grubowarstwowe, ale mniej niż cienkowarstwowe.
Rezystory cienkowarstwowe zajmują pierwsze miejsce, jeśli chodzi o zastosowania wymagające większej stabilności i wysokiej precyzji, takie jak sprzęt komunikacyjny czy urządzenia medyczne. Chociaż są droższe niż typy grubowarstwowe, wykazują lepsze parametry szumów oraz stabilność termiczną.
Używaj standardowych wartości rezystorów: Zawsze staraj się używać powszechnych wartości rezystorów, ponieważ te produkty masowe mają niższe ceny.
Uważnie rozważ wymagania dotyczące tolerancji: W przypadkach, gdy bardzo wysoka precyzja nie jest ważna, wybór standardowych tolerancji, takich jak 5%, pomoże obniżyć koszty.
IC mają duży wpływ na wydatki związane z PCB oraz na możliwości płyty. Właściwy wybór układów scalonych na etapie projektowania może przynieść znaczące zmniejszenie poziomu złożoności i kosztów produkcji poprzez konsolidację wielu funkcji w jednym fizycznym pakiecie.
Mikrokontrolery (MCU) vs. Standardowe układy scalone logiczne: Pamięć i interfejsy peryferyjne często są wbudowane w mikrokontrolery, co oznacza, że oferują one lepszą integrację niż standardowe układy scalone logiczne. Może to zmniejszyć liczbę komponentów potrzebnych na płytce PCB, a tym samym obniżyć jej koszt. Jednak proste układy scalone logiczne są zazwyczaj tańsze niż MCU. Dlatego projektanci muszą znać możliwości produktów i dokładnie rozważyć kompromisy. Zaawansowane możliwości wyszukiwania i filtrowania bazy danych komponentów Octopart.com umożliwiają projektantom realizację tego zadania.
Mikrodenetleyiciler hafıza ve çevre birimlerini entegre eder, PCB bileşenlerini ve maliyetlerini azaltır
Analogowe vs. Cyfrowe układy scalone: Wysoka precyzja wymagana do produkcji analogowych układów scalonych używanych do przetwarzania sygnałów sprawia, że są one kosztowne. W przeciwieństwie, cyfrowe układy scalone są zazwyczaj tanie ze względu na ich szerokie zastosowanie w przetwarzaniu sygnałów cyfrowych i aplikacjach kontrolnych.
Wybór między ASIC a FPGA: Układy scalone specyficzne dla aplikacji (ASIC) są projektowane specjalnie pod kątem określonych zastosowań. Może to znacznie obniżyć koszty jednostkowe, ale tylko w środowiskach produkcji wielkoseryjnej, gdzie początkowa inwestycja w rozwój zwraca się. Programowalne macierze bramek (FPGA) oferują szybszy czas wprowadzenia na rynek oraz większą elastyczność; jednak tendencja jest taka, że są one droższe przy produkcji w niskich do średnich wolumenach.
Optuj za układami scalonymi wielofunkcyjnymi: Jeśli to możliwe, wybierz układ scalony, który łączy kilka funkcji w jednym chipie; taki projekt redukuje liczbę komponentów, ogólny rozmiar PCB oraz koszty montażu.
Ocena całkowitego kosztu systemu: Porównaj całkowite koszty systemu związane z użyciem droższego, zaawansowanego układu scalonego w stosunku do zastosowania wielu tanich układów scalonych.
Wykorzystaj ekonomię skali: Dla produktów, które z pewnością będą cieszyć się silnym popytem w czasie, rozważ rozwój niestandardowego ASIC, aby zrealizować maksymalną wartość przez cały okres życia dzięki korzyściom skali ekonomicznej.
Złącza mogą nie być efektowne, ale odgrywają kluczową rolę w integrowaniu różnych komponentów, modułów i systemów na typowej płytce PCB. Mądre wybieranie złącz może znacząco wpłynąć na opłacalność projektu, więc warto być na bieżąco z technologią złącz.
Złącza są kluczowe dla integracji komponentów na PCB
Typ i złożoność: Podstawowe złącza pinowe są stosunkowo tanie i mogą być używane w wielu aplikacjach. Jednak bardziej zaawansowane złącza takie jak USB czy HDMI są niezbędne w większości nowoczesnych projektów, mimo że zazwyczaj są droższe. Projektanci muszą znaleźć sposoby dostarczenia wymaganych funkcji, nie przekraczając ograniczeń kosztowych.
Gęstość i rozstaw:Złącza o wysokiej gęstości pozwalają na więcej połączeń na jednostkę powierzchni, co może potencjalnie zmniejszyć rozmiar PCB, a także obniżyć koszty. Niemniej jednak, tego typu złącza mogą być stosunkowo drogie ze względu na wymagania dotyczące precyzyjnej produkcji.
Material i trwałość: Skład materiałowy złącz wpływa zarówno na ich ceny, jak i żywotność. Złącza pokryte złotem zapewniają lepszą przewodność elektryczną oraz odporność na korozję w porównaniu do złącz pokrytych cyną, ale oczywiście przy wyższych kosztach.
Ustandaryzuj rodzaje złącz: Używanie tych samych złącz w różnych liniach produktów upraszcza zarządzanie zapasami w organizacji, a także umożliwia zakupy hurtowe, które przyciągają rabaty ilościowe.
Ocena konieczności złączy: Jeśli to możliwe, lutować komponenty bezpośrednio na płytce, zamiast używać dodatkowych złączy.
Wybierz odpowiednią jakość: Zawsze staraj się kupować złącza od producentów z dobrą reputacją za równowagę kosztów i jakości, aby uzyskać niezawodne złącza w przystępnych cenach.
Jeśli chodzi o zarządzanie kosztami w projektowaniu PCB, staranny dobór komponentów musi być połączony z efektywnym układem. Wybierając komponenty strategicznie i stosując różnorodne techniki redukcji rozmiaru, można znacznie zaoszczędzić na kosztach, nie kompromitując jakości ani funkcjonalności końcowego produktu. Projektanci i inżynierowie mogą używać tych wskazówek, aby nadążyć za konkurencją i zapewnić, że projekty osiągną techniczną doskonałość i efektywność kosztową.
About Author
About Author
Adam Fleischer is a principal at etimes.com, a technology marketing consultancy that works with technology leaders – like Microsoft, SAP, IBM, and Arrow Electronics – as well as with small high-growth companies. Adam has been a tech geek since programming a lunar landing game on a DEC mainframe as a kid. Adam founded and for a decade acted as CEO of E.ON Interactive, a boutique award-winning creative interactive design agency in Silicon Valley. He holds an MBA from Stanford’s Graduate School of Business and a B.A. from Columbia University. Adam also has a background in performance magic and is currently on the executive team organizing an international conference on how performance magic inspires creativity in technology and science.
Back