Thay thế linh kiện PCB có thể giảm chi phí BOM

Khi bạn đưa một sản phẩm vào sản xuất hàng loạt, yếu tố chi phí lớn nhất chuyển từ PCB sang bảng liệt kê vật liệu (BOM). Điều này đặc biệt đúng khi xem xét các sản phẩm có nhiều mạch tích hợp, bộ xử lý lớn và một số chip chuyên biệt như cảm biến hoặc FPGA. Khi một yếu tố quan trọng của thành công sản phẩm là khả năng cạnh tranh về chi phí, việc biết được nơi có thể giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc trải nghiệm người dùng của sản phẩm là rất hữu ích.

Nếu chi phí BOM là một yếu tố quan trọng như vậy, thì chắc chắn phải có một số sự thay đổi linh kiện có thể giúp giảm tổng chi phí BOM. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét một số cơ hội giảm chi phí linh kiện mà bạn có thể chưa xem xét. Thông thường, những điều này có thể được thực hiện mà không cần thay đổi lớn đối với chức năng mạch hoặc độ tin cậy. Và trong một số trường hợp, chúng có thể giúp giảm chi phí lắp ráp.

Bộ Xử Lý Lớn

Những linh kiện này nhận (và xứng đáng) được nhiều sự chú ý nhất bởi vì sức mạnh xử lý là một yếu tố quan trọng cho nhiều chức năng của sản phẩm. Bộ xử lý lớn cũng có thể chiếm một phần lớn chi phí trong BOM, ngay cả với bộ xử lý có giá cả phải chăng chỉ đứng sau các bộ phận cơ khí và kết nối về mặt chi phí. Các microcontroller, MPU và FPGA đều là ứng viên cho việc thay thế linh kiện giúp giảm chi phí của một sản phẩm mới.

Mục tiêu trong những sự thay thế này là không loại bỏ các chức năng quan trọng đối với sản phẩm cuối cùng. Một số chiến lược cho loại thay thế linh kiện giá thấp hơn này bao gồm:

• Sử dụng gói linh kiện nhỏ hơn trong cùng một dãy số phần
• Sử dụng linh kiện với các xếp hạng nhiệt độ khác nhau
• Sử dụng linh kiện trong gói thay thế

Bộ xử lý lớn có thể có sẵn trong bao bì rẻ hơn, như QFP này.

Mặc dù những linh kiện này là quan trọng nhất trong hầu hết các thiết kế, chúng có ít lựa chọn thay thế nhất trong số các dòng sản phẩm của một nhà cung cấp. Bộ xử lý cũng không thể thay thế giữa các nhà cung cấp, vì vậy rất dễ bị mắc kẹt bởi sự khóa nếu bạn không xác định các lựa chọn thay thế phù hợp từ sớm.

ASIC Phổ Biến

Ý tưởng về một "ASIC phổ biến" đề cập đến một tập hợp rộng lớn các ASIC cung cấp các chức năng tương tự trên các nhà cung cấp. Ví dụ, có nhiều loại IC cung cấp các chức năng tiêu chuẩn và có thể thay thế bằng các linh kiện từ các nhà cung cấp khác:

• IC cổng logic
• IC tương tự/khuếch đại
• IC giao diện (bộ chuyển đổi mức, bộ đa hợp, công tắc, v.v.)
• Cảm biến (nhiệt độ, áp suất, v.v.)
• IC tín hiệu hỗn hợp (ADC và DAC)
• Bộ điều chỉnh tuyến tính
• Các linh kiện khác: dao động, bộ tạo PWM, tham chiếu điện áp, v.v.

Một số linh kiện này có thể thay thế chân cho chân giữa các nhà cung cấp khác nhau, vì vậy sẽ có nhiều cơ hội để tìm kiếm linh kiện khác nhau. Ngay cả khi các bộ phận không tương thích chân cho chân, có thể có cơ hội tìm thấy các bộ phận tương đương về chức năng không yêu cầu thay đổi lớn trong bố trí PCB, vì vậy bạn vẫn có thể giảm chi phí linh kiện mà nhanh chóng tăng lên ở số lượng lớn.

Linh kiện thụ động

Hầu hết các bộ phận trong một PCBA sẽ là linh kiện thụ động, có thể có bất kỳ kích thước, dung sai và bao bì nào. Mặc dù linh kiện thụ động là các bộ phận đơn giản, việc thay thế linh kiện thụ động vẫn mang lại một số rủi ro, mà tôi đã trình bày trong bảng dưới đây.

Rõ ràng, mức độ rủi ro thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào loại bộ phận bạn có thể xem xét thay thế. Đôi khi, sự thay thế phổ biến nhất là thay đổi dung sai, từ độ chính xác cao sang độ chính xác thấp, và thường được thực hiện đối với tụ điện và điện trở. Một số linh kiện thụ động, đáng chú ý nhất là diode, không nên được thay thế chỉ dựa trên giá cả vì chúng có thể đang thực hiện một số nhiệm vụ quan trọng khác, như chỉnh lưu trong một mạch điện chuyển đổi.

Những linh kiện nào không nên thay thế

Nếu mục tiêu duy nhất của bạn là giảm chi phí, nhưng bạn không muốn mất đi độ tin cậy, thì có một số linh kiện có lẽ tốt nhất là không nên chạm vào. Lý do là vì rủi ro về độ tin cậy tiềm ẩn có thể lớn hơn tiết kiệm chi phí từ việc thay thế linh kiện, hoặc những linh kiện này có thể yêu cầu quá nhiều kiểm tra bổ sung để đủ điều kiện trước khi mở rộng. Có hai lĩnh vực lớn mà điều này áp dụng: các thành phần cảm ứng (cụ thể là máy biến áp) và các kết nối.

Một số máy biến áp được chọn cụ thể và tích hợp vào mạch dựa trên cách chúng tương tác với các linh kiện khác để cung cấp EMI thấp, tải nhiệt thấp và hoạt động đáng tin cậy cao. Điều này chắc chắn đúng với bộ chuyển đổi DC/DC công suất cao; thường không có linh kiện thay thế phù hợp cho máy biến áp mà không cần thay đổi gì đó khác trong mạch và tiếp tục xác minh những thay đổi đó trong kiểm tra.

Với các kết nối, có nhiều thông số kỹ thuật cần xem xét, bao gồm cả hình dạng. Thực tế, một phần giá thấp hơn có thể yêu cầu một kết nối lớn hơn, và điều đó có thể không được chấp nhận trong thiết kế của bạn. Hình dạng cũng áp dụng trong từ tính, cả cho cuộn cảm và máy biến áp; đơn giản là không phải lúc nào cũng có sẵn các thay thế có cùng hình dạng, thông số kỹ thuật và giá thấp hơn.

Khi thị trường điện tử có thêm năng lực và hàng tồn kho, Octopart sẽ ở đây để mang đến cho bạn những phát triển mới nhất. Bất cứ khi nào bạn cần tìm linh kiện cho BOM của mình, hãy sử dụng tính năng tìm kiếm và lọc nâng cao và Công cụ BOM để xác định các bộ phận và nguồn cung cấp phù hợp và lên kế hoạch cho đơn hàng linh kiện của bạn. Bạn cũng sẽ tìm thấy các lựa chọn thay thế được đề xuất trên các trang linh kiện của Octopart và dữ liệu giá cả nhà phân phối cập nhật, hàng tồn kho linh kiện, và thông số kỹ thuật linh kiện.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.