Os projetistas devem especificar todos os MPNs para passivos SMD?

Uma prática comum que vejo entre projetistas é omitir números de peça em passivos SMD. Em alguns casos, isso é apropriado, pois qualquer componente passivo normalmente resultará no mesmo comportamento do circuito. Em outros casos, números de peça muito específicos são exigidos ou, no mínimo, um número de peça deve ser especificado, e isso nem sempre é feito apenas por funcionalidade elétrica. Como projetista, seja trabalhando como freelancer ou para uma grande corporação, você pode se ver responsável por selecionar números de peça para um novo projeto, bem como por incluir essas peças na documentação de projeto.

Como a prática de omitir números de peça para passivos SMD é tão comum, é importante avaliar quais são as reais consequências potenciais dessa prática. À primeira vista, parece que a conveniência é suficiente para justificar a omissão desses números de peça, mas há muitas situações reais em que o projetista precisa incluir esses números de peça nos dados de projeto e na BOM. Vou discutir essas situações neste artigo.

Projetando para uma Empresa vs. Projetando para um Cliente

Ao selecionar componentes, o projetista normalmente aborda isso a partir de duas perspectivas possíveis: projetar para a sua própria empresa (por exemplo, se você trabalha em um OEM) ou projetar para um cliente (por exemplo, como freelancer).

Projetando para um cliente: Se você é um projetista trabalhando como freelancer para um cliente, muitas vezes é seguro supor que os arquivos liberados possam ser usados por alguém menos familiarizado com compras de eletrônicos. Além disso, essa pessoa pode repassar a documentação para um fabricante contratado ou montador em regime de consignação, o que significa que seu cliente precisará comprar os componentes por conta própria. Se ele não tiver experiência na compra de eletrônicos, você tornará a vida dele muito mais fácil se especificar os números de peça no esquemático e nos arquivos de biblioteca.

O cliente pode esperar fazer upload de uma BOM para um distribuidor ou para uma plataforma de cadeia de suprimentos como Octopart para obter preços, e essas plataformas frequentemente exigem que o usuário especifique um número de peça. Por exemplo, em Octopart's BOM Tool, os usuários precisarão escolher números de peça para obter uma cotação precisa entre uma lista de fornecedores aprovados.

Fornecer números de peça para todos os componentes SMD ajuda os clientes a localizar e adquirir componentes rapidamente

Projetando para o seu empregador: Se o seu empregador for um OEM, fica em aberto qual será a abordagem ideal. Por exemplo, nos setores automotivo, médico ou aeroespacial, números de peça específicos precisam ser definidos para produtos que serão implantados em campo, porque os componentes frequentemente passam por algum tipo de teste de confiabilidade. Isso é especialmente crítico no setor aeroespacial, onde as empresas mantêm listas de números de peça aprovados para determinadas classes de missão e tipos de projeto. Nesse caso, você não pode selecionar um número de peça genérico: nenhum montador terá acesso às listas de números de peça aprovados de uma empresa, pois isso representa informação proprietária, então caberá ao projetista escolher os números de peça SMD.

Nos casos em que o empregador permite descrições genéricas, a BOM ainda deve indicar os atributos exigidos e, de preferência, incluir alternativas. O projetista deve tornar a tolerância à substituição uma parte intencional do pacote de projeto. Um registro útil de componente passivo deve incluir:

• Fabricante e número de peça do fabricante quando o componente é controlado
• Números de peça alternativos aprovados quando substituições são permitidas
• Descrição técnica completa para componentes genéricos de uso comum
• Tamanho do encapsulamento, tolerância, tensão ou potência nominal e tecnologia
• Notas de ciclo de vida ou fornecimento quando a disponibilidade for uma restrição conhecida do projeto
• Notas internas de qualificação quando testes de confiabilidade controlarem a seleção

Casos em que Números de Peça SMD Genéricos São Aceitáveis

Há muitos produtos em que passivos genéricos são aceitáveis. Por exemplo, estes projetos quase sempre toleram substituições genéricas:

• Placas de teste
• Provas de conceito
• Protótipos iniciais
• Produtos de consumo de baixo custo
• Placas digitais simples
• Placas de interface, painel ou interconexão

Nesses casos, o projetista pode especificar intencionalmente os requisitos elétricos e mecânicos em vez de um único número de peça exato.

Essa abordagem só funciona quando a descrição é completa o suficiente para que alguém possa comprar os componentes corretos. Uma linha de BOM que diz “resistor de 10k” está incompleta. Uma descrição controlada mais útil indicaria algo como:

Res 10k 5% 0603

Com resistores, você pode ser mais específico e indicar "thin film" ou "chip" para restringir a seleção a descritores específicos. Para MLCCs, a descrição também deve incluir tamanho do encapsulamento, capacitância e tolerância, mas esses componentes também exigem a especificação da classe dielétrica e da tensão nominal para garantir que um componente adequado seja selecionado. Pelo menos nesse caso, um montador turnkey conseguirá identificar alternativas rapidamente sem enviar e-mails para aprovar cada substituição individual.

A tabela abaixo descreve algumas categorias comuns de componentes SMD e seu método de documentação aceitável para especificação de alternativas.

A forma mais segura de permitir substituição é definir uma política de substituição. Por exemplo, um item de linha de passivo genérico poderia declarar que uma tolerância mais apertada é aceitável, algo comum com resistores SMD; isso também poderia ser uma política geral para todos os componentes SMD. Deixar o número de peça em branco e presumir que o EMS irá inferir a intenção dá autoridade de projeto demais ao montador, e isso pode resultar em um grande número de e-mails pedindo ao projetista para aprovar peças de substituição.

Componentes Especializados com Descrições Genéricas

Alguns passivos SMD têm descrições com aparência genérica, mas as peças referenciadas não são componentes genéricos e não têm substitutos de uso geral. Uma listagem de distribuidor pode mostrar um tamanho de encapsulamento, valor, tolerância e tensão ou potência nominal familiares, enquanto a família real de componentes é projetada para um requisito específico elétrico, de RF, de medição ou de confiabilidade.

• Capacitores de casamento RF: Controlados pela frequência de autorressonância, ESR, fator Q e comportamento de impedância na frequência de operação.
• Resistores de alta frequência: Usados onde a impedância parasita determina se a peça ainda se comporta como um resistor em frequências de GHz.
• Resistores de sensoriamento de corrente de precisão: Controlados por TCR, coeficiente de potência, construção dos terminais, deriva e comportamento térmico.
• Componentes de realimentação ou filtro de precisão: Usados onde apenas a tolerância não representa ruído, coeficiente de tensão, comportamento com temperatura ou estabilidade de longo prazo.
• Peças qualificadas para ambientes severos: Selecionadas com base em vibração, choque, ciclagem térmica, pressão, exposição ao vácuo ou testes de confiabilidade em campo.

Nesses casos, o número de peça preserva a intenção de projeto por trás da seleção do componente. A BOM deve identificar o número de peça exato do fabricante ou uma lista de alternativas aprovadas, porque uma substituição genérica pode alterar o comportamento de RF, a precisão de medição ou a confiabilidade em campo, mesmo quando a descrição nominal parece equivalente.

O vídeo abaixo oferece alguns componentes e casos específicos em que peças SMD especializadas podem ter uma descrição com aparência genérica e, portanto, precisarão ter um número de peça SMD específico indicado nos esquemáticos e na BOM.

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Perguntas Frequentes

Quando é aceitável usar uma descrição genérica para resistores e capacitores SMD?

Descrições genéricas são aceitáveis para passivos de baixo risco em placas de teste, provas de conceito, protótipos iniciais, placas digitais simples, produtos de consumo de baixo custo e placas de interface ou interconexão. A descrição ainda precisa ser completa o suficiente para compra, montagem e controle de substituição.

Quais informações devem ser incluídas em uma linha de BOM de passivo SMD genérico?

Uma linha de BOM de passivo SMD genérico deve incluir valor, tamanho do encapsulamento, tolerância e potência nominal para resistores. Para MLCCs, também deve incluir classe dielétrica e tensão nominal, já que o comportamento da capacitância depende fortemente do dielétrico e das condições de polarização.

Quais riscos são criados quando um fornecedor EMS escolhe passivos SMD substitutos?

Uma substituição sem controle dá ao fornecedor EMS autoridade de projeto que pode não corresponder à intenção do circuito. O resultado pode ser desafinação de RF, degradação da precisão de medição, risco de confiabilidade ou repetidos e-mails de aprovação quando a BOM não tem uma política de substituição clara.

Quais componentes passivos SMD devem sempre ter um número de peça exato do fabricante?

Resistores de casamento RF, capacitores RF, indutores RF, resistores de sensoriamento de corrente de precisão, componentes de realimentação ou filtro de precisão e peças qualificadas para ambientes severos devem usar MPNs exatos ou alternativas aprovadas. Esses componentes podem parecer genéricos em listagens de distribuidores, mas seus parasitas, estabilidade, comportamento térmico, comportamento de RF ou histórico de qualificação podem controlar o desempenho do circuito.