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本書作者長期工作在研發(fā)一線,結(jié)合自己多年設計經(jīng)驗編寫本書,從硬件電路和產(chǎn)品設計

等方面系統(tǒng)地論述了產(chǎn)品可靠性。全書共分為6章:第1章是器件選型可靠性設計,詳細講述

了器件選型原則、器件失效分析、元器件篩選方法、供應商管理方法;第2章從電路簡化設計、接口防護、電路耐環(huán)境設計等方面闡述了硬件可靠性設計;第3章梳理了產(chǎn)品的硬件測試,分別講述了信號質(zhì)量測試、信號時序測試、硬件功能測試和硬件性能測試;第4章敘述了 PCB可靠性設計,詳細講解了PCB器件布局和PCB走線設計;第5章從研發(fā)過程可靠性評審來解讀產(chǎn)品可靠性設計,重點講解了產(chǎn)品研發(fā)各階段的評審內(nèi)容;第6章以一款手持智能終端的設計為具體案例,完整地講述了產(chǎn)品的研發(fā)過程和產(chǎn)品可靠性設計要點。

本書適合硬件設計人員、PCB設計工程師、產(chǎn)品經(jīng)理、高校電子專業(yè)學生閱讀,也可作為產(chǎn)

品可靠性設計、電路設計等方面的培訓教材。

作者簡介

朱波，從事硬件電路和產(chǎn)品設計工作20余年，擔任過硬件工程師、硬件總監(jiān)等職務，在電路可靠性設計方面積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。主導設計過的產(chǎn)品，市場銷售累計上千萬臺，產(chǎn)品可靠性高，在行業(yè)內(nèi)處于領先位置。

目錄

目錄

第1章元器件選型可靠性設計

1.1概述

1.2元器件選型原則

1.3新引入元器件的檢測和篩選

1.3.1元器件檢測

1.3.2元器件篩選

1.4元器件失效分析

1.4.1元器件失效原因

1.4.2元器件失效模式

1.4.3元器件失效規(guī)律

1.4.4阻容、電感、集成電路失效分析

1.4.5失效分析的意義

1.5供應商管理

1.5.1選擇供應商的依據(jù)

1.5.2選擇供應商的方法與步驟

1.5.3供應商考評

1.6常用元器件選型指導

1.6.1電阻

1.6.2電容

1.6.3二極管

1.6.4電感

1.6.5三極管

1.6.6電源管理芯片

1.6.7石英晶振

1.6.8連接器

第2章硬件可靠性設計

2.1硬件繪圖工具選擇

2.2原理圖設計

2.2.1原理圖設計步驟

2.2.2原理圖繪制基本要求

2.2.3網(wǎng)絡標號命名

2.2.4引用成熟的電路和新電路驗證

2.2.5原理圖checklist

2.3電路可靠性

2.3.1電路的簡化設計

2.3.2電路元器件參數(shù)計算

2.3.3電路接口防護

2.3.4靜電防護

2.3.5結(jié)構(gòu)設計的靜電防護

2.3.6電路防靜電設計

2.3.7PCB靜電防護

2.3.8如何提高電路可靠性

2.4電路耐環(huán)境設計

2.4.1金融POS產(chǎn)品

2.4.2工業(yè)三防產(chǎn)品

2.5電路降額設計

2.5.1應力說明

2.5.2降額等級

2.5.3常用元器件降額設計

2.5.4降額設計注意事項

2.6產(chǎn)品電磁兼容性設計

2.6.1EMC設計理念

2.6.2電磁感應與電磁干擾

2.6.3濾波器和濾波電路應用

2.6.4元器件選型的電磁兼容性考慮

2.6.5原理圖的電磁兼容性設計

2.6.6PCB設計的電磁兼容性考慮

2.6.7結(jié)構(gòu)設計與屏蔽

2.6.8系統(tǒng)接地設計

2.7電路設計舉例

2.7.1DCDC電源電路設計(電路參數(shù)計算)

2.7.2揚聲器功放電路設計(功率計算)

2.7.3按鍵電路(電路簡化)

2.7.4熱敏打印機驅(qū)動電路(異常情況的考慮)

2.8軟硬件協(xié)同工作與產(chǎn)品可靠性

2.8.1軟硬件接口

2.8.2軟件接口與軟件可維護性

2.8.3代碼編寫總體原則

2.8.4軟件防錯處理

2.8.5軟件性能測試

2.8.6軟件可靠性測試

2.9結(jié)構(gòu)硬件協(xié)同工作與產(chǎn)品可靠性

2.9.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)內(nèi)部堆疊設計

2.9.2產(chǎn)品外觀設計

2.9.3結(jié)構(gòu)堆疊細化

2.9.4結(jié)構(gòu)可靠性設計

第3章硬件測試

3.1概述

3.2信號質(zhì)量測試

3.2.1信號質(zhì)量測試條件

3.2.2信號質(zhì)量測試覆蓋范圍

3.2.3信號質(zhì)量測試注意事項

3.2.4信號質(zhì)量測試結(jié)果分析

3.2.5信號質(zhì)量測試舉例說明

3.2.6電源電路信號質(zhì)量測試

3.2.7時鐘電路信號質(zhì)量測試

3.2.8復位電路信號質(zhì)量測試

3.3信號時序測試

3.3.1信號時序測試條件

3.3.2信號時序測試覆蓋范圍

3.3.3信號時序測試注意事項

3.3.4信號時序測試舉例說明

3.3.5DDR信號時序測試

3.3.6I2C總線時序分析

3.4硬件功能測試

3.5硬件性能測試

3.5.1熱敏打印模塊性能測試

3.5.2磁頭模塊性能測試

3.6硬件可靠性測試

3.7硬件測試作用及意義

第4章PCB可靠性設計

4.1概述

4.2PCB層數(shù)和疊層結(jié)構(gòu)

4.2.1確定PCB層數(shù)

4.2.2單層PCB

4.2.3雙層PCB

4.2.4多層PCB

4.2.5多層PCB疊層結(jié)構(gòu)設計

4.3PCB元器件封裝可靠性設計

4.4元器件布局

4.4.1元器件布局技巧

4.4.2元器件布局原則

4.5PCB走線

4.5.1PCB布線規(guī)則

4.5.2PCB走線電磁兼容性設計

4.5.3PCB地線的干擾與抑制

4.6PCB設計后期檢查

第5章產(chǎn)品研發(fā)過程可靠性評審

5.1概述

5.2產(chǎn)品可靠性與研發(fā)能力

5.3硬件工程師的能力模型

5.4產(chǎn)品可靠性指標

5.5產(chǎn)品可靠性評審

5.6產(chǎn)品研發(fā)各階段評審重點

第6章一款智能手持終端產(chǎn)品設計(具體案例)

6.1產(chǎn)品需求

6.1.1產(chǎn)品規(guī)格書

6.1.2外觀需求

6.2產(chǎn)品研發(fā)過程管理

6.2.1產(chǎn)品開發(fā)流程

6.2.2項目計劃表

6.3外觀與結(jié)構(gòu)設計

6.3.1產(chǎn)品內(nèi)部排布設計

6.3.2外觀設計

6.3.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計要點

6.4硬件設計

6.4.1元器件選型

6.4.2原理圖繪制

6.4.3原理圖分析

6.4.4PCB布線設計

6.5軟件設計

6.6產(chǎn)品測試

6.6.1硬件板級測試

6.6.2硬件系統(tǒng)測試

6.6.3軟件測試

6.6.4可靠性測試

6.7產(chǎn)品量產(chǎn)與維護

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前言/序言

前言

很高興在此向讀者介紹本書。作者從事了二十多年的硬件設計工作，一直想寫一本關于硬件電路和產(chǎn)品可靠性設計的書籍，以區(qū)別于市面上同類的電子書籍。經(jīng)過反復的構(gòu)思，終于在2021年年初下定決心編寫書稿。若想把硬件電路、產(chǎn)品設計和產(chǎn)品可靠性講得非常清楚，并非一件容易的事。一開始想用縱向方法來講解，比如從硬件設計和產(chǎn)品設計兩個垂直領域來講解產(chǎn)品可靠性，但這樣受限于兩個知識領域，知識內(nèi)容不夠完整。又想用橫向的方法來講解，比如從同類產(chǎn)品的設計分析和設計比較來講述產(chǎn)品的可靠性，但這樣沒有辦法講解垂直領域的知識。最后認為以產(chǎn)品研發(fā)過程來講解產(chǎn)品可靠性設計比較合理，同時把橫向和縱向知識融入進來，以產(chǎn)品可靠性為中心，從硬件電路、產(chǎn)品設計、流程設計、產(chǎn)品測試層面來講述如何提升產(chǎn)品的可靠性。