Замена компонентов печатной платы, позволяющая снизить стоимость Спецификации Материалов

Когда вы запускаете продукт в массовое производство, основным фактором стоимости становится не печатная плата (PCB), а спецификация материалов (BOM). Это особенно актуально для продуктов, содержащих множество интегральных схем, большие процессоры и некоторые специализированные чипы, такие как датчики или FPGA. Когда важным фактором успеха продукта является конкурентоспособность по стоимости, полезно знать, где можно снизить затраты, не влияя на производительность или пользовательский опыт продукта.

Если стоимость BOM является таким важным фактором, то должны быть некоторые замены компонентов, которые могут помочь снизить общую стоимость BOM. В этой статье мы рассмотрим некоторые возможности снижения стоимости компонентов, о которых вы, возможно, не думали. Часто их можно реализовать без значительных изменений в функциональности или надежности схемы. И в некоторых случаях они могут помочь снизить стоимость сборки.

Большие процессоры

Эти компоненты получают (и заслуживают) наибольшее внимание, поскольку вычислительная мощность является важным фактором многих функций продукта. Большие процессоры также могут нести большие затраты в BOM, даже если умеренно дорогие процессоры уступают только крупным механическим компонентам и разъемам по стоимости. Определенные микроконтроллеры, MPU и FPGA являются кандидатами для замены компонентов, которая снизит стоимость нового продукта.

Цель этих замен - не устранить функции, важные для конечного продукта. Некоторые стратегии такой замены компонентов на более дешевые включают в себя:

• Использование компонента меньшего размера в той же серии номеров частей
• Использование компонента с другими температурными характеристиками
• Использование компонента в альтернативной упаковке

Большие процессоры могут быть доступны в более дешевой упаковке, например, QFP.

Хотя эти компоненты являются наиболее важными в большинстве проектов, они имеют наименьшее количество возможных замен в рамках линеек продуктов данного производителя. Процессоры также не взаимозаменяемы между производителями, поэтому легко попасть в ловушку привязанности, если не определить подходящие альтернативы на раннем этапе.

Распространенные ASIC

Идея «распространенного» ASIC относится к широкому набору ASIC, которые предоставляют похожие функции у разных производителей. Например, существует множество категорий ИС, которые предоставляют стандартизированные функции и могут быть заменены компонентами от других производителей:

• ИС логических вентилей
• Аналоговые/усилительные ИС
• Интерфейсные ИС (преобразователи уровней, мультиплексоры, переключатели и т. д.)
• Датчики (температуры, давления и т. д.)
• Смешанные сигнальные ИС (АЦП и ЦАП)
• Линейные регуляторы
• Различные компоненты: генераторы тактовой частоты, генераторы ШИМ, опорные напряжения и т. д.

Некоторые из этих компонентов могут быть заменены на аналогичные у разных производителей, поэтому будет множество возможностей для поиска различных деталей. Даже если компоненты не совместимы по выводам, могут быть возможности найти функционально эквивалентные части, которые не требуют значительных изменений в планировке печатной платы, так что вы все равно можете получить снижение стоимости компонентов, которое быстро увеличивается при больших объемах.

Пассивные компоненты

Большинство компонентов в сборке ПП (печатной платы) будут пассивными элементами, которые могут быть различных размеров, допусков и упаковок. Хотя пассивные компоненты являются простыми деталями, их замена влечет за собой некоторые риски, которые я описал в таблице ниже.

Очевидно, что уровень риска сильно варьируется в зависимости от типа компонента, который вы можете рассмотреть для замены. Иногда наиболее распространенной заменой является замена допуска, с высокой точности на низкую, что обычно делается для конденсаторов и резисторов. Некоторые пассивные элементы, особенно диоды, не следует заменять только из-за цены, поскольку они могут выполнять какую-то другую очень важную функцию, например, выпрямление в коммутируемом электропитании.

Какие компоненты не стоит заменять

Если ваша единственная цель - снижение стоимости, но вы не хотите терять надежность, то есть некоторые компоненты, которые, вероятно, лучше оставить без изменений. Причина в том, что потенциальные риски надежности могут перевешивать экономию от замены компонента, или эти компоненты могут требовать слишком много дополнительного тестирования для квалификации перед масштабированием. Это относится к двум большим областям: индуктивные компоненты (в частности, трансформаторы) и разъемы.

Некоторые трансформаторы специально выбираются и интегрируются в схему на основе их взаимодействия с другими компонентами для обеспечения низкого уровня электромагнитных помех, низкой тепловой нагрузки и высокой надежности работы. Это определенно относится к высокомощным преобразователям постоянного тока; часто не существует подходящей замены для трансформатора, которая также не потребовала бы изменения чего-либо еще в схеме и дополнительной проверки этих изменений на тестах.

В случае с разъемами существует множество спецификаций, которые следует учитывать, включая форм-фактор. Фактически, более дешевая деталь может потребовать более крупного разъема, и это может быть неприемлемо для вашего дизайна. Форм-фактор также применим к магнитным компонентам, как для индукторов, так и для трансформаторов; просто не всегда есть полностью подходящие заменители с тем же форм-фактором, характеристиками и более низкой стоимостью.

По мере того как на рынок электроники поступает все больше мощностей и запасов, Octopart будет здесь, чтобы держать вас в курсе последних новинок. Когда вам нужно найти компоненты для вашего BOM, используйте расширенный поиск и функции фильтрации и инструмент BOM для поиска нужных деталей и источников и планирования заказов компонентов. Вы также найдете предложенные альтернативы на страницах компонентов Octopart и актуальные данные о ценах дистрибьюторов, запасах деталей и спецификациях деталей.

Оставайтесь в курсе наших последних статей, подписавшись на нашу рассылку.