如何做好元器件选型？电子工程师有方法

2019-8-11 10:51| 发布者: 维修迷| 查看: 81| 评论: 0

摘要: 电子元器件是电子系统的基础部件，是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。由于电子元器件的数量、品种众多，因此它们的性能、可靠性等参数对整个电子产品的系统性能、可靠性、寿命周期等技术指标的影响极大 ...

电子元器件是电子系统的基础部件，是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。由于电子元器件的数量、品种众多，因此它们的性能、可靠性等参数对整个电子产品的系统性能、可靠性、寿命周期等技术指标的影响极大。

所以正确有效地选择和使用电子元器件是提高电子产品可靠性水平的一项重要工作。电子元器件的可靠性分为固有可靠性和使用可靠性固有可靠性主要由设计和制造工作来保证，这是元器件生产厂的任务。

但是国内外失效分析资料表明，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，而是由于使用者对元器件的选择不当或使用有误造成的。因此为了保证电子产品的可靠性，就必须对电子元器件的选择和应用加以严格控制。

元器件选型基本原则：

a)普遍性原则：所选的元器件要是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、偏门芯片，减少开发风险。

b)高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，降低成本。

c)采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。

d)持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。

e)可替代原则：尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。

f)向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。

g)资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚。

芯片的选型过程是对各个维度考量的折衷。

器件的优选等级，是考虑了哪些因素呢？

1、可供应性：

特别是华为这样厂家，有大量发货的产品。慎选生命周期处于衰落的器件，禁止选用停产的器件。我2005年时曾设计过一个电路，设计的时候就是拷贝别人的电路，结果加工的时候发现器件根本买不着，由于器件停产了，只能在电子市场买翻新的器件。

对于关键器件，至少有两个品牌的型号可以互相替代，有的还要考虑方案级替代。这点很重要，如果是独家供货的产品，是需要层层汇报，决策，评估风险的。

2、可靠性：

散热：功率器件优先选用RjA热阻小,Tj结温更大的封装型号；处理器选型，在性能满足的情况下，尽量选择功耗更小的器件。但是如果是Intel这样垄断的器件，你也只有忍受，加散热器，加风扇。

ESD：所选元器件抗静电能力至少达到250V。对于特殊的器件如：射频器件，抗ESD能力至少100V，并要求设计做防静电措施。（注：华为是严格要求，禁止裸手拿板的。我本来也不理解，后来我带团队之后，发现兄弟们花大量的时间在维修单板；我们的团队就非常严格要求这一点，看似降低效率，其实还是提高效率的。至少不用总怀疑器件被静电打坏了。）

安全：使用的材料要求满足抗静电、阻燃、防锈蚀、抗氧化以及安规等要求。

失效率：避免失效率高的器件，例如标贴的拨码开关。尽量不要选择裸Die的器件，容易开裂。不要选择玻璃封装的器件。大封装的陶瓷电容不要选择。

失效模式：需要考虑一些器件的失效模式是，开路还是断路，会造成什么后果，都需要评估。这也是钽电容慎选的一个重要原因。

3、可生产性：

不选用封装尺寸小于0402的器件。

尽量选择表贴器件，只做一次回流焊，就完成焊接，不需要进行波峰焊。部分插件器件如不可避免被选用的话，需要考虑，能否采用通孔回流焊的工艺完成焊接。减少焊接的工序和成本。

4、环保：

由于华为大量的产品是发往欧洲的，所以环保的要求也比较严格。由于欧盟提出无铅化要求，曾经整个公司的几乎所有的硬件工程师都在做无铅化的整改。

5、考虑归一化：

例如某产品已经选用了这个器件，并且在大量出货的时候，往往有时这个器件的选型并不是很适合，也会选择，因为不但可以通过数量的增多来重新谈成本，还可以放心的选用，因为经过了大批量的验证。这也是为什么倾向于选用成熟期的器件，而慎选导入期和衰落期的原因。

6、行业管理：

一个大类，例如：电源、时钟、处理器、内存、Flash等等都是有专门的人做整个公司的使用的规划和协调，提前进行市场调研，分析，编写规范。他们会参与到新器件的选型上来。