Инженерное обеспечение в области компонентов при разработке электронных изделий

№ 7’2014
PDF версия
В повседневной работе инженер по компонентам должен быть задействован на всех стадиях разработки и изготовления изделия для оказания помощи не только техническому персоналу, занимающемуся непосредственно проектированием, но и подразделениям по обеспечению качества, логистики, закупки компонентов и т. д. Особое внимание должно быть уделено своевременному и тщательному анализу перечня компонентов — BOM (Bill Of Materials).

При проектировании и производстве изделий электроники возникает широкий круг технических вопросов по поводу используемых электронных компонентов. Техническая поддержка в области компонентов, хорошо известная на Западе как Component Engineering, является неотъемлемой частью процесса разработки и изготовления любого электронного изделия и включает ряд важнейших услуг:

  • помощь разработчикам изделий в правильном и обоснованном выборе компонентов, начиная с ранней стадии создания изделия;
  • проверка статуса компонентов и их спецификаций (datasheets);
  • содействие в поиске эквивалентных компонентов от других изготовителей;
  • проверка используемых компонентов на их соответствие требованиям международных стандартов;
  • проверка правильности применения компонентов на соответствие требованиям современной технологии;
  • создание и техническое поддержание базы данных (каталога) предприятия по всем используемым компонентам с обеспечением их необходимой технической документацией;
  • обеспечение оперативной информацией о прекращении производства тех или иных компонентов и решение связанных с этим проблем по поиску замены;
  • помощь в снижении стоимости изделия посредством поиска эквивалентных компонентов альтернативных изготовителей;
  • профессиональные консультации и помощь различным подразделениям предприятия (проектным и инженерным отделам, отделам закупок, входного контроля и надежности, производству и т. д.) в решении любых проблем, связанных с электронными компонентами;
  • участие в разработке технической политики предприятия в области применения новейших компонентов и технологий.

Ни одна более или менее серьезная фирма на Западе не представляет возможной разработку электронных изделий без непосредственного участия в ней инженеров по компонентам, причем в крупных фирмах и концернах число таких специалистов достигает десятков и даже сотен человек.

Инженер по компонентам (Component Engineer) в западных электронных фирмах является весьма востребованным специалистом и зачастую очень дефицитным, поскольку их не готовит ни один университет или иное учебное заведение. Ими становятся профессиональные инженеры, накопившие многолетний опыт практической работы с электронными компонентами. Объем знаний и информации, которыми должен обладать инженер по компонентам, чрезвычайно велик и далеко выходит за рамки общих теоретических знаний в области электроники. Инженер по компонентам должен быть хорошо знаком с продукцией большинства ведущих мировых изготовителей электронных компонентов всех типов, легко ориентироваться в их каталогах и технических спецификациях, а также владеть дополнительной информацией, помогающей принять оптимальное решение при выборе того или иного компонента с учетом области применения разрабатываемого изделия, действующих стандартов и передовой технологии.

В повседневной работе инженер по компонентам должен быть задействован на всех стадиях разработки и изготовления изделия для оказания помощи не только техническому персоналу, занимающемуся непосредственно проектированием, но и подразделениям по обеспечению качества, логистики, закупки компонентов и т. д. Особое внимание должно быть уделено своевременному и тщательному анализу перечня компонентов — BOM (Bill Of Materials). Обязательным условием эффективного анализа является то, что он должен осуществляться перед разводкой печатных плат, что позволяет провести своевременную корректировку с устранением допущенных ранее ошибок и возможного ущерба, а также осуществить оптимизацию, суть которой подробно изложена ниже.

Проверка и анализ BOM включают следующие работы:

  • Проверка всех «партномеров» изготовителей компонентов в перечне на предмет их правильности и комплектности (полноты).
  • Проверка активного статуса всех компонентов и их спецификаций (Data Sheets), что чрезвычайно важно на заключительной стадии дизайна, так как за время проектирования изделия могли произойти существенные изменения в документации изготовителей компонентов, включая изменения в окончательной версии Data Sheet и его действующего статуса. При этом необходимо помнить, что опасность для подготавливаемого к производству изделия могут представлять как статусы, предшествующие массовому изготовлению компонента (Advance Information и Preliminary), так и статусы, определяющие конечные стадии его жизненного цикла (NRND — Not Recommended for New Designs, и Obsolete — прекращение производства). Выявление статусов NRND и Obsolete требует дополнительных усилий, поскольку о статусе NRND компонента его изготовитель зачастую «сообщает» пассивным способом, исключая Data Sheet из сайта. Что же касается статуса Obsolete, своевременные извещения (PCN — Product Change Notification) о прекращении производства изготовители направляют лишь известным им заказчикам, использующим данный компонент, а это возможно только, если заказчик приобретал компонент у самого изготовителя или у его полномочных дистрибьюторов.

Своевременное выявление этих статусов поможет избежать и дополнительных рисков приобретения контрафактных компонентов, так как наличие в перечне компонента, чье производство прекращено, приводит к необходимости искать его на свободном рынке.

  • Поиск аналогов для максимально возможного числа различных компонентов в перечне. Такими аналогами должны являться полностью эквивалентные заменители (Substitute Parts) других изготовителей, не требующие никаких изменений в изделии и его печатных платах.
  • Оптимизация перечня компонентов (BOM Optimization) является завершающей стадией его проверки и требует помощи специалистов с высокой инженерной квалификацией, включающей:
  • знания и опыт разработки электронных изделий;
  • обладание всесторонней информацией (технической и коммерческой) о различных типах электронных компонентов;
  • детальное знание процессов производства и новейших технологий.

Для многих предприятий оптимизация ВОМ изделия становится в некотором смысле «роскошью» из-за отсутствия специалистов, способных выполнить данную проверку и представить квалифицированные и эффективные рекомендации, приводящие, как правило, к существенному снижению стоимости изделия, повышению эффективности процесса производства и к сокращению сроков поставки нужных компонентов.

Приведем несколько типовых примеров из реальных перечней компонентов, переданных фирме All4bom для проверки и рекомендаций по оптимизации:

  1. Транзистор MOSFET STL8NH3LL — N‑канальный, Vds = 30 В, 8 A. Производство компонента фирмы STMicroelectronics в «экзотическом» 8‑выводном корпусе Chip Scale Package было прекращено в марте 2010 года, с рекомендацией замены на STL9N3LLH5 в том же корпусе. Но и выпуск данного компонента завершен в 2012 году, видимо, из-за малого спроса. Непонятно, с какой целью разработчик выбрал этот корпус, не имеющий аналогов у других изготовителей, так как при выборе стандартного корпуса SO‑8 можно было бы использовать STS10N3LH5 того же STMicroelectronics и сравнительно легко найти дополнительно несколько заменителей от других ведущих фирм — FDS8878 Fairchild Semiconductor; IRF8707PbF International Rectifier; Si4134DY-T1‑E3 Vishay Siliconix и NTMS4816NR2G ON Semiconductor. Излишне напоминать, что при таком разумном подходе к выбору компонента разработчик одновременно решил бы проблему возможных задержек в поставке и помог бы отделу закупок добиться существенного снижения стоимости данного транзистора.
  2. Регулятор напряжения TPS799XX фирмы Texas Instruments. Компонент выпускается в трех типах корпусов: стандартном корпусе SOT23-5, а также в сравнительно редких WCSP (Wafer Chip Scale Package) и SON‑6 (Small Outline No-Lead). В данном случае разработчик выбрал SON‑6, пренебрегая рекомендацией рассматривать возможности альтернативных изготовителей при выборе корпуса компонента, что позволит при возникновении экстренной ситуации в будущем найти приемлемую замену без изменений в печатной плате.
  3. Конденсаторы:
    • танталовый — 10 мкФ, 10 В, 10%, корпус A (1206) — 4 шт.;
    • танталовый — 10 мкФ, 16 В, 10%, корпус A (1206) — 2 шт.;
    • керамический — 10 мкФ, 10 В, 10%, Х5R 0805 — 1 шт.

Три указанных типа конденсаторов имеются в одном и том же перечне компонентов изделия. На естественный вопрос к разработчику, зачем он использует два типа танталовых конденсаторов (на 10 и 16 В), а не один 16‑В конденсатор, был дан ответ, что необходимо добиться экономии, так как по логике 16‑В конденсатор должен стоить дороже. На самом же деле цена любого стандартного компонента тем ниже, чем он более популярен, производится и продается в больших объемах. В случае с танталовым 16‑В конденсатором его цена близка к цене 10‑В конденсатора, а зачастую и ниже. Это объясняется тем, что он, имея тот же размер, является более востребованным, и поставщики именно его включают в свои складские запасы, предлагая одновременно заказчикам, использующим как 16‑В, так и 10‑В конденсаторы.

В результате объединения двух типов общее требуемое количество увеличивается и соответственно снижается их стоимость, но на этом экономия для заказчика не заканчивается. К сожалению, при подготовке перечня многие разработчики забывают, что следует помнить об оптимизации стоимости работ по изготовлению изделия, а не только о цене самих компонентов. В нашем случае при использовании одного конденсатора вместо двух потребуется лишь один фидер (feeder) для автоматической установки компонентов на плате и процесса их пайки, а также сократится общее время сборки, что дополнительно приведет к снижению стоимости контрактного производства изделия.

В данном примере можно продолжить оптимизацию BOM. Керамические конденсаторы с диэлектриком Х5R — привлекательная альтернатива танталовым конденсаторам, поскольку обладают многими преимуществами: отсутствие полярности, более широкий частотный диапазон, более низкие импеданс, ток утечки и паразитные параметры сопротивления и индуктивности.

Существенным преимуществом является и меньший размер керамического конденсатора, а также отсутствие необходимости выбирать более высокое номинальное напряжение конденсатора относительно требуемого рабочего напряжения схемы. С учетом этого керамический конденсатор 10 В вполне успешно заменит танталовый 16‑В конденсатор, a в оптимизированном перечне компонентов может быть применен только керамический конденсатор с одним фидером для сборки и общим количеством требуемых конденсаторов емкостью 10 мкФ (7 шт.).

В итоге предпринятая оптимизация не только приводит к снижению стоимости изделия, но и способствует облегчению процесса закупок (один тип компонента вместо трех), упрощению входного контроля и комплектации (кит) перечня, повышению эффективности производства, а также позволит добиться существенной миниатюризации печатной платы при использовании керамических конденсаторов с меньшими физическими размерами.

Можно привести еще несколько примеров оптимизации перечня, основанных на широко распространенных заблуждениях и ошибках при использовании пассивных компонентов.

Так, нередки случаи включения в ВОМ резисторов с одинаковым значением сопротивления, но различных размеров и с разной точностью (5 и 1%). Целесообразность такого многообразия требует тщательной проверки, и сокращение типов компонентов в перечне во многих случаях является оправданным, так как в конечном итоге приводит к упрощению логистики, повышению эффективности производства и снижению стоимости изделия.

Нелишне упомянуть и типичные ошибки разработчиков, возникающие при выборе размеров чипов керамических конденсаторов MLCC (Multilayer Chip Capacitors). Если для резисторов необходимость в большем размере чипа иногда (но далеко не всегда) оправдана требованиями более высокой мощности, то применение конденсатора в размере 1210 или 1206 при существовании значительно меньших размеров (0603 или 0402) с теми же параметрами является грубой ошибкой с нежелательными последствиями.

Следует помнить, что стоимость конденсатора MLCC зависит от размера, и чем он меньше, тем меньше керамического материала используется в конденсаторе и, соответственно, ниже его цена. Кроме того, меньший размер является более востребованным в связи с тенденцией к миниатюризации изделий, а следовательно, и выпускается промышленностью в значительно больших количествах, что также снижает его цену. Например, конденсатор 100 пФ, 50 В, 5% с диэлектриком C0G/NP0 в размере 0402 на 30–40% дешевле по сравнению с аналогичным конденсатором в размере 1206 или 1210.

Приведенные примеры наглядно показывают, что оптимальный выбор любого электронного компонента определяется не только его функциональными возможностями, но и дополнительными факторами: спецификой конкретного компонента, стандартными параметрами и корпусом, наличием данного компонента у нескольких ведущих изготовителей, его стоимостью и доступностью с приемлемыми сроками поставки.

Накопленный опыт компании All4bom (www.all4bom.com) в проверке и оптимизации перечней компонентов для изделий различной сложности свидетельствует о том, что своевременная проверка перечня и его квалифицированная оптимизация, наряду с указанными выше дополнительными преимуществами по упрощению закупок, логистики, входного контроля и процесса производства, приводят и к существенному снижению стоимости изделий в пределах 15–25%.


«Путеводитель по электронным компонентам» – настольная книга для разработчиковУмеете ли вы читать datasheet и понимаете ли до последней строчки все, что там написано? Вряд ли большинство разработчиков дадут утвердительный ответ на этот вопрос. Часто мы лишь смотрим основные параметры и уделяем мало внимания другим разделам. Иногда такой подход сходит нам с рук, но бывают случаи, когда последствия такого пренебрежения приходится устранять паяльником на готовой плате.

«Путеводитель по электронным компонентам» подскажет вам, как избежать нелепых ошибок и на что следует обратить внимание при чтении документации. В этой книге вы найдете сведения не только по всем компонентам, но и по международным стандартам, и по контрафактам, и по многим другим вопросам, актуальным в повседневной практической деятельности инженеров и разработчиков.

С содержанием книги можно ознакомится по ссылке.

Стоимость книги 700 руб.

Для юридических лиц предусмотрена подписка по счету

Частные лица могут приобрести через систему Таймпад.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *