PCB 零件替换以降低 BOM 成本

当您将产品投入大批量生产时，成本的主要驱动因素从PCB转变为物料清单（BOM）。这在查看具有许多集成电路、大型处理器和一些特殊芯片（如传感器或FPGA）的产品时尤其如此。当产品成功的一个大驱动因素是成本竞争力时，知道在不影响产品性能或用户体验的情况下可以在哪里降低成本是有帮助的。

如果BOM成本是如此重要的驱动因素，那么一定有一些部件替换可以帮助降低总BOM成本。在这篇文章中，我们将探讨一些您可能没有考虑过的部件成本降低机会。这些通常可以在不对电路功能或可靠性进行重大更改的情况下实施。在某些情况下，它们可以帮助降低组装成本。

大型处理器

这些部件得到（并且应得）最多的关注，因为处理能力是许多产品功能的重要使能者。大型处理器在BOM中也可能带来很多成本，即使是中等价格的处理器在成本方面也仅次于大型机械和连接器。某些微控制器、MPU和FPGA都是可以通过部件替换来降低新产品成本的候选者。 这些替换的目标是不消除对最终产品重要的功能。这种低成本部件替换的一些策略包括：

• 使用同一部件号系列中较小的部件封装
• 使用具有不同温度等级的部件
• 使用替代封装的部件

大型处理器可能有更便宜的封装方式，如此QFP。

尽管这些部件在大多数设计中最为重要，但在给定供应商的产品线中，可能的替代品数量最少。处理器也不能跨供应商互换，因此如果不早期确定合适的替代品，很容易被锁定。

常见的ASIC

“常见”ASIC的概念指的是一大类在供应商之间提供类似功能的ASIC。例如，有许多类别的IC提供标准化功能，并且可以用其他供应商的组件替换：

• 逻辑门IC
• 模拟/放大器IC
• 接口IC（电平转换器、多路复用器、开关等）
• 传感器（温度、压力等）
• 混合信号IC（ADC和DAC）
• 线性调节器
• 杂项部件：振荡器、PWM发生器、电压参考等。

这些部件中的一些可能在不同供应商之间是管脚对管脚的替代品，因此在寻找不同部件时将有很多机会。即使部件不是管脚对管脚兼容，也可能有机会找到功能上等效的部件，这些部件不需要在PCB布局上进行重大更改，因此你仍然可以实现部件成本的降低，这在大批量生产时很快就能体现出来。

无源器件

在PCBA中的大多数部件将是无源组件，这些组件可能有多种尺寸、公差和包装方式。尽管无源器件是简单的部件，更换无源器件确实带来了一些风险，我在下面的表格中概述了这些风险。

显然，根据你可能考虑更换的部件类型，风险水平差异很大。有时，最常见的更换是公差更换，从高精度更换为低精度，这通常用于电容器和电阻器。一些无源器件，尤其是二极管，不应仅基于价格进行更换，因为它们可能在执行一些其他非常重要的任务，如在开关电源电路中进行整流。

哪些部件不应该被替换

如果你的唯一目标是降低成本，但又不想失去可靠性，那么有些部件可能最好保持不变。原因是潜在的可靠性风险可能会超过部件替换带来的成本节省，或者这些部件可能需要进行太多额外的测试才能在扩大规模前进行资格认证。这主要适用于两个大领域：感应组件（特别是变压器）和连接器。

有些变压器是基于它们与其他组件的相互作用来特别选择并集成到电路中的，这样做是为了提供低电磁干扰、低热负荷和高可靠性操作。在高功率DC/DC转换器上绝对是这种情况；通常没有合适的部件替换能够不改变电路中的其他某些内容并进一步在测试中验证这些更改。

在选择连接器时，有多个规格需要考虑，其中包括外形尺寸。实际上，成本较低的部件可能需要更大的连接器，这在您的设计中可能是不可接受的。外形尺寸也适用于磁性元件，包括电感器和变压器；简单地说，并不总是有与原件具有相同外形尺寸、规格和较低成本的替代品。