电子基础知识：电子元器件之选型大全，学会选用合适的元器件

前言

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。

一、物料选型总则

1、所选器件遵循公司的归一化原则，在不影响功能、可靠性的前提下，尽可能少选择物料的种类。

2、优先选用物料编码库中"优选等级"为"A"的物料。

3、优选生命周期处于成长、成熟的器件。

4、选择出生、下降的器件走特批流程。

5、慎选生命周期处于衰落的器件，禁止选用停产的器件。

6、功率器件优先选用RjA热阻小,Tj结温更大的封装型号。

7、禁止选用封装尺寸小于0402（含）的器件。

8、抗ESD能力至少100V，并要求设计做防静电措施。

9、所选元器件MSL（潮湿敏感度等级）不能大于5级（含）。

10、优先选用密封真空包装的型号，MSL（潮湿敏感度等级）大于2级（含）的，必须使用密封真空包装。

11、优先选用卷带包装、托盘包装的型号。如果是潮湿敏感等级为二级或者以上的器件，则要求盘状塑料编带包装，盘状塑料编带必须能够承受125℃的高温。

12、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。

13、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。

二、各类物料选型规则

1）芯片选型总的规则

1、有铅BGA焊球优选Sn63Pb37合金，也可选择高铅（铅含量≈85％）的SnPb合金。无铅BGA焊球选择SnAgCu合金。

2、有引线的SMD和集成电路器件，引脚线金属材料要为铜、铜合金、可阀合金、42合金材料，表面合金涂镀均匀、厚度符合相关标准（4～7.6μm），涂层不得含金属铋。锡铅引脚镀层：SnPb；无铅引脚镀层：优选：Matte-Sn、SnAgCu、Ni/Au、Ni/Pd/Au；Sn镀层：对于纯Sn镀层来讲，Sn镀层厚度≈7.6μm（电镀工艺）、或≈2.5μm（电镀后熔融工艺）、或≈5.1μm（浸锡工艺）、或≈0.5μm（化学镀工艺）；阻挡层Ni：厚度≈3μm；SnCu镀层：SnCu镀层厚度≈3μm；Ni/Pd镀层：Pd镀层厚度≈0.075μm，Ni镀层厚度在3μm以上；Ni/Pd/Au镀层：Ni厚度≈3μm，Pd厚度≈0.075μm，Au厚度在0.025～0.10μm

3、谨慎选用台湾的CPU、电源芯片。

4、禁止选用QFN封装的元器件，如果只能选用QFN封装的元器件，必须经过评审。选用任何QFN封装的芯片必须经付总一级的领导批准后才能使用。

5、对于IC优先选用脚间距至少0.5MM的贴片封装器件。

6、优选贴片封装的器件，慎选DIP封装器件。

7、尽量不要选用BGA封装的元器件，不得不使用才选用。如果选用BGA，BGA球间距必须大于等于0.8mm，最好大于等于1.0mm。而且尽量选用使用有铅BGA球器件的型号，并且使用有铅焊接工艺。

8、禁止选用不支持在线编程的CPU。

9、尽量不要选用三星的芯片。

2）电阻选型规则

1、电阻阻值优先选用10系列，12系列，15系列，20系列，30系列，39系列，51系列,68系列，82系列。

2、贴片电阻优选0603和0805的封装，0402以下的封装禁选。

3、插脚电阻优选0.25W，0.5W，1W，2W，3W，5W，7W，10W，15W。

4、对于电阻的温漂，J档温漂不能超过500ppm/℃，F档温漂不能超过100ppm/℃，B档温漂不能超过10ppm/℃。

5、金属膜电阻1W及1W以上禁选，金属膜电阻750k以上禁选。

6、7W以上功率电阻轴线型禁选。

7、慎选电位器，如果无法避免，选用多圈的，品牌用BOURNS。电子电位器按照芯片选型规范操作。

8、电阻品牌优选YAGEO、MK、贝迪思。

3）电容选型规则

➀铝电解电容选型规则

1、普通应用中选择标准型、寿命1000HR~3000HR（为价格考虑，慎选长寿命型），选择铝电解电容寿命尽量选择2000Hr。

2、对于铝电解电容的耐压，3.3V系统取10V、5V系统取10V、12V系统取25V、24V系统取50V；48V以上系统选100V。

3、铝电解电容必须选用工作温度为105度的。

4、对于铝电解电容的容值，优选10、22、47系列；25V以下禁选224、105、475之类容值型号（用片状多层陶瓷电容或钽电解电容替代）。

5、对于高压型铝电解电容保留400V。禁选无极性铝电解电容。

6、普通铝电解电容选用品牌"SAMWHA"（三和），高端铝电解电容选用NCC（黑金刚）或其他日本名牌铝电解电容。

7、禁止选用贴片的铝电解电容。

➁钽电解电容选型规则

1、钽电解电容禁止选用耐压超过35V以上的。

2、插脚式钽电解电容禁选。

3、对于钽电解电容的耐压，3.3V系统取10V、5V系统取16V、12V系统取35V，10V、16V、35V为优选，4V、6.3V、50V为禁用（用铝电解电容替代）。

4、对于钽电解电容的容值：优选10、22、47系列。容值105以下的钽电解电容禁选（用陶瓷电容替代）。

5、钽电解电容品牌：KEMET、AVX。

➂片状多层陶瓷电容选型规则

1、高Q陶瓷电容慎选；只用在射频电路上。

2、片状多层陶瓷电容封装：0603、0805优选、1206、1210慎选、1808以上禁选。

3、片状多层陶瓷电容耐压：优选25V、50V、100V；106（含）以上容值的耐压不大于25V。

4、片状多层陶瓷电容容量：优选10、22、33、47、68系列。

5、片状多层陶瓷电容的材料，优选NPO、X7R、X5R，其它禁选。

6、片状多层陶瓷电容的品牌：TAIYO、MURATA、KEMET、TEMEX（高Q陶瓷电容）。

➃引脚多层陶瓷电容选型规则

1、新产品禁止选用此类电容（使用片状多层陶瓷电容替代）。

4）继电器选型规则

1、品牌选择:PANASONIC、OMRON、FINDER。

2、禁止使用继电器插座。

5）二极管选型规则

1、禁止使用玻璃封装的二极管。

2、发光二极管优选直径为5mm的插脚型号.贴片发光二极管优选选用有焊接框架的型号，ESD/MSL等级遵循上述的标准。

3、整流二极管：同电流等级优先选择反压最高的型号.如1A以下选用1N4007，3A的选用IN5408。

4、肖特基二极管：同电流档次的保留反压最高的等级，如：1N5819保留,1N5817禁选，SS14保留，SS12禁选;M7,30BQ060,S5G保留。

5、发光二极管优选有边、短脚的；为了保持公司产品的一致性，红发红、绿发绿等型号优选，白发红、白发绿等型号慎选；如果没有特殊要求，尽量不要使用长脚、无边的。

6、发光二极管优选品牌为"亿光"。

7、瞬态抑制二极管的品牌优选PROTEK，SEMTECH。

6）三极管选型规则

1、901X系列的三极管选用9012，9013。

7）接插件选型规则

1、禁选IC插座，如果不能避免使用IC插座，必须使用圆孔的IC插座。

2、插针座选用三面接触的，禁止使用2面接触的。PC104等特殊要求的除外。

3、成套的接插件要求使用同一品牌的，既插头、插座配套使用的要求它们为同一品牌的。

8）开关选型规则

1.禁选拨码开关。

2.电源开关优选船形开关。

9）电感选型规则

1.贴片电感品牌优选"三礼"和"SUMIDA"。

10）CPU选型规则

1.如果选用的CPU是与我公司已使用过的同系列不同型号的，需要经过生产付总同意。如果选用的CPU是我公司从来没有使用过的新的系列的CPU，必须经过公司级领导开会讨论来决定。

2.保留Atmega48，Atmega168，Atmega32，Atmega128。新的产品禁止再使用attiny2313和Atmega88。

3.QFN封装的Atmega128禁止以后新产品选用。

4.ARM7只能选用以下几种：LPC2138FBD64、LPC2292FBD144、STR710FZ2T6、STR711FR2T6。

5.以后新产品使用COLDFIRE系列替代68000系列。

11）FLASH选型规则

1.并行FLASH品牌优选SPANSION、SST，禁止选用SAMSUNG。

2.串行FLASH品牌优选ATMEL。新的产品禁止再使用AT45DB081B-RI。

12）SRAM选型规则

品牌优选ISSI，CYPRESS，MICRON，IDT，禁用SAMSUNG。

13）EEPROM选型规则

1.禁止选用并行的EEPROM。

2.串行EEPROM品牌优选ATMEL和MICROCHIP。

3.新的产品禁止选用24LC65-I/SM。

14）晶体和晶振选型规则

晶体物料通用技术要求：AT切（基频），20pF负载电容，温度范围-20～+70℃（工业温度等级），制造频偏30ppm，温漂50ppm/℃，无铅产品。晶体和晶振品牌优选HOSONIC和EPSON。

15）电源选型规则

16）AC/DC选型规则

1.对于可靠性要求高的产品，电源优选LAMBDA和COSEL；

2.选Lambda电源时，便于归一化要求大家统一选带JST接插件的型号。

3.新产品尽量选用标准电源，不推荐定制电源。

17）隔离DC/DC电源选型规则

1.隔离DC/DC电源优选TI公司的产品，TI产品不能满足要求时优选C&D。

18）连接器选型规则

➀欧式连接器选型规则

1.欧式连接器品牌优选HARTING、ERNI、EPT，同一套产品使用的插头和插座要求使用同一个品牌，禁止不同品牌配合使用。

➁RJ系列连接器选型规则

1.如果不是外接通信信号必须使用，禁止选用RJ11和RJ12连接器。

2.RJ45优选连接弹片为圆针的、带屏蔽壳、屏蔽壳有弹片的，RJ45连接弹片的镀金层要求厚度不能低于3uin。

3.禁止选用带灯、带变压器的RJ45插座。

4.RJ系列连接器品牌优选PULSE(FRE)。

➂白色端子选型规则

1.尽量不使用白色端子。

2.白色端子品牌优选JST、AMP、MOLEX。

➃PCB板安装螺钉接线连接器选型规则

1.PCB板安装螺钉接线连接器品牌优选PHOENIX。

2.PCB板安装螺钉接线连接器品牌优选2位和3位接线端子，其它位数的连接器可以使用2位和3位接线端子拼接而成

3.优选5.08mm间距的，禁止选用5.00mm间距的。

➄其它矩形连接器选型规则

1.其它矩形连接器优选品牌如下：AMP、MOLEX、SAMTEC、HIROSE、WCON、NSTECH。

2.连接器插针的镀金层要求厚度不能低于3uin。

3.优选通用的连接器，禁止定制连接器。

阿昆聊在电子产品中设计时物料选型经验分享

PCB的设计直接关系到了物料型号种类的使用，而物料的不同也直接决定了采购、生产效率以及成本的控制。为此在本节中主要从可生产性设计的角度谈论通用类物料选型问题。

物料的选型包括元器件(如芯片）的选型，与原材料(如线材）的选型。

1、尽可能统一物料-----“浪费”有时也是节约

从提高生产效率、降低生产采购成本角度来说，在成本性能相关不大的情况下统一物料问题显得非常关键，它不仅利于采购的批量采购以降低成本、同时在越来越多的产品的情况下，相关的生产物料可以互相调用，解决生产周期问题。

由于各个硬件项目组由于更多的是关注于自身项目，对公司所有不同项目或在产品并不了解，导致其实可以统一的物料没有统一，而“可生性设计研究所”面对的是公司所有产品，对其用料最为清楚，为此，这一环节更多的是通过“产品可生产性研究所”进行全面把控。

以下例举一些常用的实例。

l 排线方面长度以及PIN数方面尽可能统一，如一个15CM 一个17CM，若需满足17CM，则以17CM为主。如一款量产的机型用的是6P，而一款量相对小的产品用的是5P且是未用过的新料，综合评估可以统一使用6P.

l 选用的阻容器件，尽量标识出最大允许误差，能用10%的就不要标明5%，阻值或容值方面尽可能统一，如LED的限流电阻尽可能从BOM中其它在用的电阻中选择合适的，IC滤波电容尽可能用一种比如103或104。

l 用普通贴片电阻代替直插排阻，在早期的LBD2000R中有此案例（请关注阿昆相关于电阻成本的视频有说到），用8个贴片电阻代替1个直插排阻，分析如下：

直插排阻按100套量及现采购价格计算，采购成本需1400元，而加工成本按现加工厂计 算的话则为1300元，总成本共计约2700元。

若改贴片后，100套量的采购成本仅140元 ，加工成本400元，总成本仅共计：500元。

经计算发现，以上看是增加物料，但这样不仅提高了加工效率防止焊反风险，而且还降了一笔可观的成本费用（物料成本+加工费）。

l 电容方面，如果板上用了10个1206的10U电容，1个0805的10U电容，可以都统一成1206。

l DCDC、功率电感使用型号较多，可以根据实际情况统一。

以上相关例子更多的是说明一种思路，实际操作中需进行相关综合评估。

2、不需要统一的几种情况

一、同一机种上若有两个以上需要写程序的芯片，且可以使用同一芯片，但不能在线写，只能写好后加工装 配，则此时不能使用相同的型号，而选则两种型号，防止加工、生产弄混而带来更多不必要的麻烦,比如单片机用的AT4051与AT2051。

二、当成本差异较大、且用量较多，一般可以不用进行统一。如TO-263的电源芯片电流大于SOT-223，但成本差异明显，同时用量上TO-263也较多时，此种情况则不建一统一。

3、从选型上解决焊接可靠性问题

一般来说，从加工角度来说，尽可能选择贴片物料，一是自动化程度高，人工干预少，美观、不良率相对较低，但是某些情况可能直插器件更有优势：

1、网络变压器因本身结构问题，一直容易存在虚焊问题，难以解决，如果需要彻底解决，则改用直插封装是最好的选择。

2、从连接可靠性看，接插件因为经常要插拔容易受插拔力影响，长期使用导致焊点越来越不可靠，为此，接插件尽可能选用插件物料，如网络插座、立体声、USB座等。

3、因QFN器件在焊接中最容易虚焊短路，在可能的情况下尽可能不选用QFN封装器件，而使用其它如TQFP、SOP封装代替，如一些DCDC、PHY等器件。

4、不要让工厂的相关设备工具越来越多

使用新物料时，需考虑到是否需要相关工具或设备才能使用，否则产线上的设备工具越来越多都不利于生产。比如，对于需要烧录程序的CPU，如单片机，尽可能选择工厂已有的能支持的编程器，而不要使用新的烧录器或烧录方式，否则会使工厂生产产生不必要的麻烦。实例：产品中使用STC系列单片机，而STC系列单片机几乎都是使用自己的编程器，而通用编程器难以支持，导致操作台必需新增新的烧录设备，显然带来了生产上的麻烦。

5、相互沟通

产品可生产性研究所面对的是公司所有产品，是站更综合的一个高角度来看问题，对各产品用料较为清楚，当研发人员在苦苦找寻相关新物料时，其实公司其它产品早有可以代替使用的物料，为此找研究所进行了解给出建议后可以及时解决问题，这样不仅提高了项目开发的进度，也利于了采购、生产后期工作的开展。

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