元器件選型基本原則(九類元器件選型注意事項(xiàng))


電子元器件是電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件,是能夠完成預(yù)定功能且不能再分割的電路基本單元。由于電子元器件的數(shù)量、品種眾多,因此它們的性能、可靠性等參數(shù)對(duì)整個(gè)電子產(chǎn)品的系統(tǒng)性能、可靠性、壽命周期等技術(shù)指標(biāo)的影響極大。
所以正確有效地選擇和使用電子元器件是提高電子產(chǎn)品可靠性水平的一項(xiàng)重要工作。電子元器件的可靠性分為固有可靠性和使用可靠性固有可靠性主要由設(shè)計(jì)和制造工作來(lái)保證,這是元器件生產(chǎn)廠的任務(wù)。
但是國(guó)內(nèi)外失效分析資料表明,有近一半的元器件失效并非由于元器件的固有可靠性不高,而是由于使用者對(duì)元器件的選擇不當(dāng)或使用有誤造成的。因此為了保證電子產(chǎn)品的可靠性,就必須對(duì)電子元器件的選擇和應(yīng)用加以嚴(yán)格控制。
1??元器件選型基本原則:
1)普遍性原則:所選的元器件要是被廣泛使用驗(yàn)證過(guò)的,盡量少使用冷門、偏門芯片,減少開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
2)高性價(jià)比原則:在功能、性能、使用率都相近的情況下,盡量選擇價(jià)格比較好的元器件,降低成本。
3)采購(gòu)方便原則:盡量選擇容易買到、供貨周期短的元器件。
4)持續(xù)發(fā)展原則:盡量選擇在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)停產(chǎn)的元器件。
5)可替代原則:盡量選擇pin to pin兼容芯片品牌比較多的元器件。
6)向上兼容原則:盡量選擇以前老產(chǎn)品用過(guò)的元器件。
7)資源節(jié)約原則:盡量用上元器件的全部功能和管腳。
8)降額設(shè)計(jì)原則:對(duì)于需要降額設(shè)計(jì)的部件,盡量進(jìn)行降額選型,參考標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)GJB/Z 35《元器件降額準(zhǔn)則》。
9) 便于生產(chǎn)原則:在滿足產(chǎn)品功能和性能的條件下,元器件封裝盡量選擇表貼型,間距寬的型號(hào),封裝復(fù)雜度低的型號(hào),降低生產(chǎn)難度,提高生產(chǎn)效率。
除滿足上述基本原則之外,選型時(shí)還因遵循以下具體原則:
1) 所選器件遵循公司的歸一化原則,在不影響功能、可靠性的前提下,盡可能少選擇物料的種類。
2) 優(yōu)選生命周期處于成長(zhǎng)、成熟的器件;慎選生命周期處于衰落的器件,禁止選用停產(chǎn)的器件;選擇停產(chǎn)器件走特批流程。
3) 功率器件優(yōu)先選用RjA熱阻小,Tj結(jié)溫更大的封裝型號(hào)。
4) 禁止選用封裝尺寸小于0402(含)的器件。
5) 所選元器件MSL(潮濕敏感度等級(jí))不能大于5級(jí)(含)。
6) 優(yōu)先選用密封真空包裝的型號(hào),MSL(潮濕敏感度等級(jí))大于2級(jí)(含)的,必須使用密封真空包裝。
7) 優(yōu)先選用卷帶包裝、托盤包裝的型號(hào)。如果是潮濕敏感等級(jí)為二級(jí)或者以上的器件,則要求盤狀塑料編帶包裝,盤狀塑料編帶必須能夠承受125℃的高溫。
8) 使用的材料要求滿足抗靜電、阻燃、防銹蝕、抗氧化以及安規(guī)等要求。
9) 選型時(shí)必須向我公司合格供應(yīng)商確認(rèn)供貨渠道是否通暢。
10) 對(duì)于關(guān)鍵器件,至少有兩個(gè)品牌的型號(hào)可以互相替代,有的還要考慮方案級(jí)替代。
11) 電子物料選型時(shí)需確定的幾個(gè)基本因素:
技術(shù)參數(shù):電氣參數(shù),機(jī)械參數(shù),見(jiàn)《規(guī)格書(shū)》;
型號(hào),廠家料號(hào),包括尾綴,以及可替換的型號(hào);
封裝;
使用環(huán)境;
供貨渠道(品牌,供貨商);
價(jià)格;
技術(shù)支持;
引用文件:GJB/Z 35 《元器件降額準(zhǔn)則》。
芯片的選型過(guò)程是對(duì)各個(gè)維度考量的折衷。

2??全流程關(guān)注芯片屬性
1)我們?cè)谶x型的時(shí)候,需要考慮試產(chǎn)的情況、同時(shí)需要考慮批量生產(chǎn)時(shí)的情況。
小批量采購(gòu)的價(jià)格、供貨周期、樣片申請(qǐng);同時(shí)需要關(guān)注,大批量之后的價(jià)格和供貨周期。有可能批量變大之后,供貨的價(jià)格沒(méi)有優(yōu)勢(shì)、或者批量大了之后,產(chǎn)能不足。
另外,根據(jù)自己的實(shí)際采購(gòu)情況,找對(duì)應(yīng)的量級(jí)的供應(yīng)商。例如,原廠往往不直接供貨,需要通過(guò)代理商。有些代理商的供貨量級(jí)都是有要求的。
之前,有一個(gè)選型,選擇了ST的STM32F427IGT6,原廠很給力幫忙申請(qǐng)樣片。但是在采購(gòu)的過(guò)程中碰到的困難,雖然我們希望整盤采購(gòu),但是由于其代理商出貨量都有一定的要求,導(dǎo)致價(jià)格跟一開(kāi)始通過(guò)原廠了解到的價(jià)格不一致。要高出很多。
同時(shí)由于整個(gè)行業(yè)使用該芯片的場(chǎng)景不是很多,所以導(dǎo)致淘寶價(jià)格非常貴,根本沒(méi)法接受。同時(shí),有做芯片銷售的朋友說(shuō)是由于無(wú)人機(jī)廠家大量使用,導(dǎo)致有人在炒這顆芯片的價(jià)格,所以導(dǎo)致很難買到。
2)關(guān)注器件本身的生命周期與產(chǎn)品生命周期的匹配
對(duì)于通信設(shè)備一般要求我們選用的器件要有5年以上的生命周期,并且有后續(xù)完整的產(chǎn)品發(fā)展路標(biāo)。
我們的當(dāng)時(shí)的一個(gè)新硬件平臺(tái),產(chǎn)品規(guī)劃的時(shí)候是用于替代發(fā)貨量在百萬(wàn)級(jí)單板數(shù)量的成熟平臺(tái)。由于切換周期比較長(zhǎng)。新產(chǎn)品在完成開(kāi)發(fā)后1~2年之后,才逐步上量。其中一個(gè)DSP電路板,外設(shè)存儲(chǔ)是SDRAM。正在產(chǎn)品準(zhǔn)備鋪量的時(shí)候,鎂光等幾大 內(nèi)存芯片廠家,宣布停產(chǎn)。導(dǎo)致產(chǎn)品剛上量,就大量囤積庫(kù)存芯片,并且尋找臺(tái)灣的小廠進(jìn)行器件替代。
所以在器件選型的時(shí)候,充分體現(xiàn)了“人無(wú)遠(yuǎn)慮必有近憂”。
3)除了考慮功能和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,還需要考慮整個(gè)生命周期的場(chǎng)景。
3??具體選型,處理器選型
要選好一款處理器,要考慮的因素很多,不單單是純粹的硬件接口,還需要考慮相關(guān)的操作系統(tǒng)、配套的開(kāi)發(fā)工具、仿真器,以及工程師微處理器的經(jīng)驗(yàn)和軟件支持情況等。
嵌入式微處理器選型的考慮因素
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中,作為核心芯片的微處理器,其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望,因?yàn)樗馁Y源越豐富、自帶功能越強(qiáng)大,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期就越短,項(xiàng)目成功率就越高。但是,任何一款微處理器都不可能盡善盡美,滿足每個(gè)用戶的需要,所以這就涉及選型的問(wèn)題。
1、應(yīng)用領(lǐng)域
一個(gè)產(chǎn)品的功能、性能一旦定制下來(lái),其所在的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之確定。應(yīng)用領(lǐng)域的確定將縮小選型的范圍,例如:工業(yè)控制領(lǐng)域產(chǎn)品的工作條件通常比較苛刻,因此對(duì)芯片的工作溫度通常是寬溫的,這樣就得選擇工業(yè)級(jí)的芯片,民用級(jí)的就被排除在外。目前,比較常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域分類有航天航空、通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、消費(fèi)電子、汽車電子等。
2、自帶資源
經(jīng)常會(huì)看到或聽(tīng)到這樣的問(wèn)題:主頻是多少?有無(wú)內(nèi)置的以太網(wǎng)MAC?有多少個(gè)I/O口?自帶哪些接口?支持在線仿真嗎?是否支持OS,能支持哪些OS?是否有外部存儲(chǔ)接口?……以上都涉及芯片資源的問(wèn)題,微處理器自帶什么樣的資源是選型的一個(gè)重要考慮因素。芯片自帶資源越接近產(chǎn)品的需求,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相對(duì)就越簡(jiǎn)單。
3、可擴(kuò)展資源
硬件平臺(tái)要支持OS、RAM和ROM,對(duì)資源的要求就比較高。芯片一般都有內(nèi)置RAM和ROM,但其容量一般都很小,內(nèi)置512KB就算很大了,但是運(yùn)行OS一般都是兆級(jí)以上。這就要求芯片可擴(kuò)展存儲(chǔ)器。
4、功耗
單看“功耗”是一個(gè)較為抽象的名詞。低功耗的產(chǎn)品即節(jié)能又節(jié)財(cái),甚至可以減少環(huán)境污染,還能增加可靠性,它有如此多的優(yōu)點(diǎn),因此低功耗也成了芯片選型時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)。
5、封裝
常見(jiàn)的微處理器芯片封裝主要有QFP、BGA兩大類型。BGA類型的封裝焊接比較麻煩,一般的小公司都不會(huì)焊,但BGA封裝的芯片體積會(huì)小很多。如果產(chǎn)品對(duì)芯片體積要求不嚴(yán)格,選型時(shí)最好選擇QFP封裝。
6、芯片的可延續(xù)性及技術(shù)的可繼承性
目前,產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度很快,所以在選型時(shí)要考慮芯片的可升級(jí)性。如果是同一廠家同一內(nèi)核系列的芯片,其技術(shù)可繼承性就較好。應(yīng)該考慮知名半導(dǎo)體公司,然后查詢其相關(guān)產(chǎn)品,再作出判斷。
7、價(jià)格及供貨保證
芯片的價(jià)格和供貨也是必須考慮的因素。許多芯片目前處于試用階段(sampling),其價(jià)格和供貨就會(huì)處于不穩(wěn)定狀態(tài),所以選型時(shí)盡量選擇有量產(chǎn)的芯片。
8、仿真器
仿真器是硬件和底層軟件調(diào)試時(shí)要用到的工具,開(kāi)發(fā)初期如果沒(méi)有它基本上會(huì)寸步難行。選擇配套適合的仿真器,將會(huì)給開(kāi)發(fā)帶來(lái)許多便利。對(duì)于已經(jīng)有仿真器的人們,在選型過(guò)程中要考慮它是否支持所選的芯片。
9、OS及開(kāi)發(fā)工具
作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā),在選型芯片時(shí)必須考慮其對(duì)軟件的支持情況,如支持什么樣的OS等。對(duì)于已有OS的人們,在選型過(guò)程中要考慮所選的芯片是否支持該OS,也可以反過(guò)來(lái)說(shuō),即這種OS是否支持該芯片。
10、技術(shù)支持
現(xiàn)在的趨勢(shì)是買服務(wù),也就是買技術(shù)支持。一個(gè)好的公司的技術(shù)支持能力相對(duì)比較有保證,所以選芯片時(shí)最好選擇知名的半導(dǎo)體公司。
另外,芯片的成熟度取決于用戶的使用規(guī)模及使用情況。選擇市面上使用較廣的芯片,將會(huì)有比較多的共享資源,給開(kāi)發(fā)帶來(lái)許多便利。
這里再說(shuō)一點(diǎn),有些廠家善于做MCU的簡(jiǎn)單應(yīng)用,有的廠家善于做工控或者更復(fù)雜的MCU和CPU的應(yīng)用,所以會(huì)各有優(yōu)劣。
CPU按指令集架構(gòu)體系分主流的有PowerPC、X86、MIPS、ARM四種,X86采用CISC指令集,POWERPC、MIPS、ARM采用RISC指令集,RISC的CPU多應(yīng)用于嵌入式。
業(yè)界PowerPC主要用于網(wǎng)絡(luò)通信市場(chǎng),X86重點(diǎn)在PC、服務(wù)器市場(chǎng),MIPS的目標(biāo)市場(chǎng)為網(wǎng)絡(luò)、通信等嵌入式應(yīng)用以及數(shù)字消費(fèi)類應(yīng)用,ARM的目標(biāo)市場(chǎng)為便攜及手持計(jì)算設(shè)備、多媒體、數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品。
高端處理器中x86架構(gòu)雙核處理器和MIPS架構(gòu)多核處理器業(yè)務(wù)定位不一樣,MIPS處理器容易實(shí)現(xiàn)多核和多線程運(yùn)算,在進(jìn)行數(shù)據(jù)平面報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)表現(xiàn)出色,但單個(gè)處理器內(nèi)核結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算和報(bào)文深度處理時(shí)明顯不如x86和PowerPC。數(shù)據(jù)處理選用多核MIPS或NP,控制應(yīng)用選用PowerPC或嵌入式x86。
ARM器件的業(yè)界生態(tài)環(huán)境比較好,有多家芯片供應(yīng)商可以提供ARM器件,選型必須經(jīng)過(guò)多家對(duì)比分析和競(jìng)爭(zhēng)評(píng)性評(píng)估。
4??華為器件選型規(guī)范
華為整個(gè)公司都在“規(guī)范”運(yùn)動(dòng),什么都寫規(guī)范,人人都寫規(guī)范,什么任職、績(jī)效、技術(shù)等級(jí)都看規(guī)范。所以按照器件種類,很多人寫了各種器件選型規(guī)范。當(dāng)時(shí),原理圖評(píng)審的時(shí)候,聽(tīng)得最多的就是“規(guī)范就是這樣寫的”,這里面有一些問(wèn)題:
1、寫規(guī)范的人不一定水平高,或者寫得不細(xì)致,如果出現(xiàn)錯(cuò)誤那就更是害人了。
2、規(guī)范有時(shí)抑制了開(kāi)發(fā)人的思維,什么都按照規(guī)范來(lái),不一定適合實(shí)際的設(shè)計(jì)場(chǎng)景;例如我需要低成本設(shè)計(jì),但是規(guī)范強(qiáng)調(diào)的是高質(zhì)量,就不一定適用。
3、有了規(guī)范之后,也會(huì)導(dǎo)致部分開(kāi)發(fā)人員不思考,例如晶振要求在50MHz以上,放pF級(jí)的電容進(jìn)行電源濾波,而低于50MHz的不用。大家都不想為什么,自然也不知道為什么;再例如網(wǎng)口變壓器防護(hù),室內(nèi)室外,按照各種EMC標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求,直接照著畫(huà)就可以;但是很少有人想為什么,也不知道測(cè)試的結(jié)果怎樣,等實(shí)際碰到困難時(shí)就抓瞎了。的確在有的時(shí)候提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,但是工具也發(fā)達(dá),人也就越退化,這是必然。
4、有些器件的選型,不適合寫規(guī)范,因?yàn)槠骷l(fā)展太快,有可能等你規(guī)范寫好,器件都淘汰了。例如:在X86處理器進(jìn)入通信領(lǐng)域了之后,處理器選型規(guī)范就顯得多余。
規(guī)范確實(shí)能帶來(lái)好處。但是,并不是所有工作都適合用規(guī)范來(lái)約束。硬件工程師要能跳出“參考電路”、跳出“規(guī)范”,從原理思考問(wèn)題和設(shè)計(jì)。
當(dāng)然規(guī)范還是非常有用的一個(gè)手段,是大量的理論分析+經(jīng)驗(yàn)積累+實(shí)踐數(shù)據(jù)的精華。我覺(jué)得當(dāng)時(shí)我看得最多的規(guī)范,是《器件選型的降額規(guī)范》,這是基于大量試驗(yàn),實(shí)際案例,總結(jié)出來(lái)的器件選型的時(shí)候,需要考慮的內(nèi)容。
例如:規(guī)定選用鋁電解電容的時(shí)候,需要考慮穩(wěn)態(tài)的工作電壓低于額定耐壓90%;而鉭電容,穩(wěn)態(tài)的降額要求在50%;而陶瓷電容,穩(wěn)態(tài)的降額要求在85%;因?yàn)檫@里考慮了一些器件的實(shí)效模式、最惡劣環(huán)境(高溫、低溫、最大功耗),穩(wěn)態(tài)功率和瞬態(tài)功率的差異等因素。
在華為的PDM系統(tǒng)上,器件都有一個(gè)優(yōu)選等級(jí)“優(yōu)選”“非優(yōu)選”“禁選”“終端專用”等幾個(gè)等級(jí)。工程師可以根據(jù)這個(gè)優(yōu)選等級(jí)來(lái)直觀的感受到器件是否優(yōu)選。那么器件的優(yōu)選等級(jí),是考慮了哪些因素呢?
1、可供應(yīng)性:
特別是華為這樣廠家,有大量發(fā)貨的產(chǎn)品。慎選生命周期處于衰落的器件,禁止選用停產(chǎn)的器件。我2005年時(shí)曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)電路,設(shè)計(jì)的時(shí)候就是拷貝別人的電路,結(jié)果加工的時(shí)候發(fā)現(xiàn)器件根本買不著,由于器件停產(chǎn)了,只能在電子市場(chǎng)買翻新的器件。
對(duì)于關(guān)鍵器件,至少有兩個(gè)品牌的型號(hào)可以互相替代,有的還要考慮方案級(jí)替代。這點(diǎn)很重要,如果是獨(dú)家供貨的產(chǎn)品,是需要層層匯報(bào),決策,評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的。
2、可靠性:
散熱:功率器件優(yōu)先選用RjA熱阻小,Tj結(jié)溫更大的封裝型號(hào);處理器選型,在性能滿足的情況下,盡量選擇功耗更小的器件。但是如果是Intel這樣壟斷的器件,你也只有忍受,加散熱器,加風(fēng)扇。
ESD:所選元器件抗靜電能力至少達(dá)到250V。對(duì)于特殊的器件如:射頻器件,抗ESD能力至少100V,并要求設(shè)計(jì)做防靜電措施。(注:華為是嚴(yán)格要求,禁止裸手拿板的。我本來(lái)也不理解,后來(lái)我?guī)F(tuán)隊(duì)之后,發(fā)現(xiàn)兄弟們花大量的時(shí)間在維修單板;我們的團(tuán)隊(duì)就非常嚴(yán)格要求這一點(diǎn),看似降低效率,其實(shí)還是提高效率的。至少不用總懷疑器件被靜電打壞了。)
安全:使用的材料要求滿足抗靜電、阻燃、防銹蝕、抗氧化以及安規(guī)等要求。
失效率:避免失效率高的器件,例如標(biāo)貼的撥碼開(kāi)關(guān)。盡量不要選擇裸Die的器件,容易開(kāi)裂。不要選擇玻璃封裝的器件。大封裝的陶瓷電容不要選擇。
失效模式:需要考慮一些器件的失效模式是,開(kāi)路還是斷路,會(huì)造成什么后果,都需要評(píng)估。這也是鉭電容慎選的一個(gè)重要原因。
3、可生產(chǎn)性:
不選用封裝尺寸小于0402的器件。
盡量選擇表貼器件,只做一次回流焊,就完成焊接,不需要進(jìn)行波峰焊。部分插件器件如不可避免被選用的話,需要考慮,能否采用通孔回流焊的工藝完成焊接。減少焊接的工序和成本。
4、環(huán)保:
由于華為大量的產(chǎn)品是發(fā)往歐洲的,所以環(huán)保的要求也比較嚴(yán)格。由于歐盟提出無(wú)鉛化要求,曾經(jīng)整個(gè)公司的幾乎所有的硬件工程師都在做無(wú)鉛化的整改。
5、考慮歸一化:
例如某產(chǎn)品已經(jīng)選用了這個(gè)器件,并且在大量出貨的時(shí)候,往往有時(shí)這個(gè)器件的選型并不是很適合,也會(huì)選擇,因?yàn)椴坏梢酝ㄟ^(guò)數(shù)量的增多來(lái)重新談成本,還可以放心的選用,因?yàn)榻?jīng)過(guò)了大批量的驗(yàn)證。這也是為什么傾向于選用成熟期的器件,而慎選導(dǎo)入期和衰落期的原因。
6、行業(yè)管理:
某一個(gè)大類,例如:電源、時(shí)鐘、處理器、內(nèi)存、Flash等等都是有專門的人做整個(gè)公司的使用的規(guī)劃和協(xié)調(diào),提前進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研,分析,編寫規(guī)范。他們會(huì)參與到新器件的選型上來(lái)。
7、器件部門:
專門有器件部門的同事,會(huì)分析器件的失效原因,可靠性分析,拍攝器件的X光,評(píng)估器件壽命等等工作。
8、成本:
如果在上述因素都不是致命的情況下——上述的因素都是浮云,緊盯第八條。
5??九類元器件選型注意事項(xiàng)
無(wú)論多么復(fù)雜的電子產(chǎn)品都是由一顆顆物料構(gòu)成的,所以物料選型在很大程度上能決定一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量與成本控制。
1、電容
慎用1206及以上封裝的貼片電容等器件,焊接過(guò)程中有實(shí)效風(fēng)險(xiǎn)陶瓷電容選用NPO(C0G)和X7R這兩類,溫度系數(shù)控制較好。鉭電解電容不要使用額定電壓超過(guò)25V產(chǎn)品。鋁電解電容一般選取日系產(chǎn)品,形成電壓一般是額定電壓的1.2?1.4倍。
一般情況下,各種電容ESR比較:鋁電容>鉭電容>陶瓷電容;關(guān)注高溫下時(shí)的紋波電流不要超出使用規(guī)格,否則會(huì)影響使用壽命;每種封裝的極限值不建議使用,一般要降一格使用;原廠只有中文手冊(cè)的不建議使用,一般都是各種封裝的極限臨界值。
2、電阻
?、?慎用1206及以上封裝的貼片電容等器件,焊接過(guò)程中有實(shí)效風(fēng)險(xiǎn);
?、?一般電阻選精度1%厚膜金屬膜電阻,精度電阻選0.5%以上薄膜金屬膜電阻。
?、?排阻一般不建議選用,排阻的封裝使其失效風(fēng)險(xiǎn)大于單個(gè)貼片電阻。
?、?貼片0歐姆,其阻值不是絕對(duì)為零,最大阻值可為50毫歐。a) 0402 ~ 0603 :額定電流0.5A,超過(guò)70度時(shí)降額為0.3A; b) 0805 ~ 1206 :額定電流1A,超過(guò)70度時(shí)降額0.6A; c) 1206及以上:額定電流2A,超過(guò)70度時(shí)降額1.2A 貼片電阻能承受的脈沖電壓限制 0402 ~ 0603 :100V 0805 :300V 1206及以上:400V。
?、葙N片電阻能承受的脈沖電壓限制:a) 0402~0603:100V; b) 0805:300V; c) 1206及以上:400V。
3、二三極管
二三極管選型時(shí)注意以下參數(shù)在電路中是否夠用,防止損壞風(fēng)險(xiǎn)。
反向擊穿電壓Vbr,反向重復(fù)工作電壓Vrwm,最大平均正向平均電流If,正向壓降Vf,反向恢復(fù)時(shí)間Trr,熱阻Rjc,最高節(jié)溫Tjm。
4、磁珠
磁珠選型時(shí)要注意沖擊電流問(wèn)題。常用0805和0603封裝磁珠承受沖擊電流建議。
多脈沖且微秒級(jí) :10 ~ 40 倍額定電流;單脈沖 5~20uS,30~500倍額定值,如果是多脈沖降額到 30% 使用;1A 通流能力磁珠可至少承受 40A 電流 20 次 脈沖電流沖擊;從可靠性角度來(lái)看如果沖擊電流大于 25A 以上的應(yīng)用場(chǎng)合 ,均需評(píng)估和分析考慮可靠性問(wèn)題。
5、連接器
對(duì)于有彈性要求連接器(如網(wǎng)口)接插件材料一 般選用鈹青銅(CuBe),鍍層為金(Au);連接器接插件 材料一般選用黃銅或錫青銅 ,鍍層一般選鍍錫 Tin(Sn) 或鍍金(Au);對(duì)頻繁插拔和有電流要求的連接器,鍍 層選鍍金(Au)的;在震動(dòng)頻繁的場(chǎng)合不建議用鍍 錫Tin(Sn)的連接器超大電流的情況下可以選擇鍍 銀(Ag)的連接器。
6、晶體和晶振
盡量選用貼片封裝,行業(yè)內(nèi)目前出貨量最大的是3.2mmx2.5mm(3225) 封裝;選擇AT切基頻,優(yōu)選范圍12MHz~15MHz;一個(gè)晶振一般只驅(qū)動(dòng)一個(gè)器件。
7、芯片
在一個(gè)項(xiàng)目之中最為重要的莫過(guò)于 MCU芯片,芯片的選擇要點(diǎn):
慎選144腳及以上的QFP封裝芯片,焊接時(shí)失效風(fēng)險(xiǎn)很大;不同電平電路混用時(shí)轉(zhuǎn)換器件選擇要遵從數(shù)據(jù)手冊(cè)上輸入輸出電平的門限定義,必要時(shí)加入限流電阻;不用的輸入管腳不能懸空,接高還是接地要根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)確定,數(shù)據(jù)手冊(cè)沒(méi)有明確說(shuō)明的,先用0歐電阻做選擇處理接高還是接地,等實(shí)測(cè)信號(hào)后再確認(rèn)。芯片輸出管腳的驅(qū)動(dòng)能力要參考數(shù)據(jù)手冊(cè),要有足夠的預(yù)留,不超過(guò)額定的60%。
8、瞬時(shí)保護(hù)器件
瞬態(tài)保護(hù)器件(TVS 和 TSS)在選型時(shí)要考慮結(jié)電容對(duì)信號(hào)的影響。
9、其他器件
電感選型時(shí)要根據(jù)用途(電源使用、射頻或高頻電路),選擇不同封裝的產(chǎn)品;
撥碼開(kāi)關(guān)應(yīng)盡量避免使用 ,焊接時(shí)失效風(fēng)險(xiǎn)很大 ;
電位器應(yīng)盡量避免使用,焊接時(shí)失效風(fēng)險(xiǎn)很大;
光耦一般不用于高速信號(hào)(>1MHz)和模擬信號(hào)隔離;
保險(xiǎn)絲選型時(shí)要考慮 IEC 標(biāo)準(zhǔn)和 UL 標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別等等。
6??元器件采購(gòu)與供應(yīng)鏈管理
一款產(chǎn)品一般由幾百甚至幾千個(gè)物料組成,這些物料必須按期備齊,以便制造產(chǎn)品。哪怕缺失一款小小的阻容感,生產(chǎn)也無(wú)法正常開(kāi)展。不僅所有生產(chǎn)所需元器件需要按時(shí)到位,而且要保證這些物料盡可能價(jià)格低廉。
在這個(gè)過(guò)程中工程師和采購(gòu)會(huì)面臨多個(gè)挑戰(zhàn):
1)元器件來(lái)自多家供應(yīng)商,經(jīng)常有幾十個(gè)供應(yīng)商為一款產(chǎn)品供應(yīng)物料;
2)通常元器件購(gòu)買支出占產(chǎn)品總成本的最大頭,采購(gòu)者需要跟供應(yīng)商協(xié)商爭(zhēng)取一個(gè)好價(jià)格,不然就會(huì)產(chǎn)生不必要的成本支出;
3)某個(gè)元器件供應(yīng)商突然中斷供貨,比如經(jīng)銷商把所有存貨賣給一個(gè)大客戶或地震造成工廠停工等,這時(shí)必須盡快找到其他供應(yīng)商,以免影響正常生產(chǎn);
4)所用元器件都可能被淘汰,供應(yīng)鏈的工作人員需要負(fù)責(zé)找到合格的可替代物料,并且可能需要工程師參與修改元器件的重新設(shè)計(jì)工作;
5)元器件的交貨期不一樣,常見(jiàn)物料可能第二天就到貨,甚至當(dāng)天就到,但是有些元件,比如定制的LCD可能要等上幾個(gè)月。
以LCD為例,如果你發(fā)現(xiàn)到貨的LCD有缺陷,則可能需要再等上幾個(gè)月才能拿到合格物料。
6)確保物料是正品,市面上會(huì)有一些品質(zhì)低劣的貨源,可能會(huì)引發(fā)安全性和可靠性問(wèn)題。如果發(fā)貨的產(chǎn)品包含劣質(zhì)產(chǎn)品,可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回,甚至是更嚴(yán)重的后果。
針對(duì)上述問(wèn)題,你可能已經(jīng)想到了一種簡(jiǎn)單的解決辦法,那就是在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)就預(yù)定好生產(chǎn)需要用到的所有物料,然后把它們存放在庫(kù)房中。這樣生產(chǎn)時(shí)可以直接從庫(kù)房取用已經(jīng)備好的物料,這樣就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)元器件供應(yīng)中斷的問(wèn)題了,因?yàn)樗性伎梢噪S時(shí)從庫(kù)房中取用。
但是,就財(cái)務(wù)和管理來(lái)說(shuō),庫(kù)存一般是需要花錢買來(lái)的,而且在做成成品之前,這些物料無(wú)法直接帶來(lái)任何收益。換句話說(shuō),庫(kù)存就意味著把投入的資金擺在貨架上,不但無(wú)法產(chǎn)生收益,而且占空間。
從財(cái)務(wù)和管理的角度看,最理想的情況是元器件到達(dá)的當(dāng)天就投入使用,JIT精益生產(chǎn)模式,它們存入庫(kù)房的時(shí)間最多幾個(gè)小時(shí)。
正常情況下,你可以存放可供幾天生產(chǎn)的物料庫(kù)存,以便元器件的供應(yīng)不中斷。而那些比較少見(jiàn)的元器件可存放較大量的庫(kù)存,因?yàn)楣┙o鏈斷裂產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)較高。
與制造商和分銷商進(jìn)行談判:
一方面要確保所需物料能夠正常供應(yīng);
另一方面要盡可能地減少購(gòu)買支出。
在元器件供應(yīng)問(wèn)題解決之后,你就有了生產(chǎn)所需的所有物料,接下來(lái)就要開(kāi)始生產(chǎn)了。
責(zé)任編輯:David
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