电子产品设计宝典可靠性原则2000条(第2版)

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张赪 著
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  • 电子产品设计
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  • 测试与验证
  • 第二版
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111520320
版次:2
商品编码:11857432
品牌:机工出版
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-09-01
用纸:胶版纸

具体描述

编辑推荐

很多电子工程师或是初入职场的学生,对于设计一个产品,常常忽略其可靠性的问题。而现在可靠性已成为电子产品设计重中之重。而对于可靠性原则的理解,则是进行可靠性设计的前提。本书正是适应了这种情况,总结了作者多年来从事军用电子产品设计的经验,而且采用了全新的体裁形式,不仅能为初级入门读者提供指导性的建议,就算是从业多年的老工程师也能从本书2000条原则中获益,从而达到查漏补缺的目的。

内容简介

《电子产品设计宝典可靠性原则2000条 第2版》从设计总则、结构材料及电子元器件的选用、电磁兼容设计、热设计、抗振设计、三防设计、维修性设计、测试性设计、安全性设计、电路可靠性设计、结构可靠性设计、人机设计、标识及包装设计、软件设计等14个方面系统归纳总结了在电子产品研发的全过程中,研制人员(包括总体、软硬件、结构设计师等)在设计过程中如何保障产品可靠性实现的基本原则,其中既包括强制性原则,也包括非强制性原则;既有总体性原则,也有实施细则,还有一些推荐采用的方法、建议等。而且本书随章节给出了相应的实际案例,可让读者进一步巩固所学知识。最后一章针对大型的实际案例,具体讲解可靠性原则的实际应用。

《电子产品设计宝典可靠性原则2000条 第2版》特别适合于工作在科研生产一线的广大设计工程师阅读,也可作为大、中专学校相关专业学生在踏入社会工作之前的参考读物。

目录

第2版前言
第1版前言

第一章总则1

第二章结构材料及电子元器件的选用3
第一节结构材料的选用3
一、通用原则3
二、金属材料的选用3
三、非金属材料的选用5
第二节电子元器件的选用7
一、通用原则8
二、半导体集成电路9
三、半导体分立器件10
四、电阻器和电位器11
五、电容器12
六、继电器15
七、 A�睤、D�睞转换器16
八、连接器16
九、熔丝18
十、其他19
第三节应用示例20
一、电容的应用20
二、电感的应用22

第三章电磁兼容设计24
第一节通用设计原则24
第二节接地与搭接25
一、接地25
二、搭接29
第三节屏蔽与隔离31
一、屏蔽31
二、隔离33
三、缝隙处理34
第四节布线设计35
第五节滤波和抗干扰措施36
一、滤波36
二、抗干扰措施37
第六节降低噪声与电磁干扰39
第七节应用示例40
一、串模干扰的抑制40
二、共模干扰的抑制43

第四章热设计46
第一节总体设计原则46
第二节空气冷却48
一、自然冷却48
二、强制风冷48
第三节液冷50
第四节冷板、热管、散热器50
第五节热布局、热安装51
第六节PCB热设计55
第七节应用示例56
一、某机箱的热设计56
二、某产品的高低温试验58

第五章抗振设计62
第一节结构抗振设计62
第二节电路抗振设计65
第三节应用与试验67
一、几种常用的螺钉防松方式67
二、某产品振动试验介绍69

第六章三防设计75
第一节结构三防设计75
一、结构设计75
二、材料选用及接触防护77
三、表面防护79
第二节电路三防设计84
第三节霉菌与盐雾试验简介85
一、某项目霉菌试验86
二、某项目盐雾试验89

第七章维修性设计91
第一节总体原则91
第二节简化设计92
第三节模块化设计93
第四节布局设计95
第五节可达性设计97
第六节便捷性、安全性99
第七节应用示例100

第八章测试性设计105
第一节一般原则105
第二节测试点108
第三节电路设计110
一、元器件选用及电路结构设计110
二、模拟电路设计111
三、数字电路设计112
四、LSI、VLSI和微处理机113
五、射频电路设计114
第四节BIT设计115
第五节自动测试设备(ATE)设计119
第六节应用示例120

第九章安全性设计122
第一节总体原则122
第二节环境安全设计124
第三节结构安全设计125
第四节电气安全设计128
第五节应用示例132

第十章电路可靠性设计134
第一节通用设计原则134
第二节降额设计137
第三节冗余设计139
第四节容差设计140
第五节防静电设计141
第六节PCB设计143
一、印制板要求143
二、布局145
三、地线147
四、布线148
五、专门措施152
第七节与软件设计有关的硬件设计要求153
第八节应用示例154
一、负反馈电路154
二、时钟设计156
三、电源设计157

第十一章结构可靠性设计160
第一节构造性设计160
第二节工艺性设计162
第三节装配设计164
第四节紧固件的选用166
第五节应用示例168

第十二章人机设计170
第一节一般原则170
第二节视觉系统171
第三节听觉系统173
第四节人体协调性174
第五节操作习惯175
第六节把手176
第七节应用示例177

第十三章标识及包装设计179
第一节标识设计179
一、通则179
二、说明性标识180
三、警告标识181
第二节包装设计182
第三节应用示例186

第十四章软件设计188
第一节总则188
第二节计算机系统设计188
第三节软件需求分析189
第四节文档编制要求190
第五节具体软件设计194
一、通则194
二、安全关键功能的设计195
三、冗余设计196
四、接口设计197
五、软件健壮性设计200
六、简化设计201
七、裕量设计202
八、数据要求202
九、防错程序设计202
第六节编程要求204
第七节多余物处理及软件更改要求208
一、多余物处理208
二、软件更改要求208
第八节测试要求209
第九节应用示例215
一、多组条件判别的完全性示例215
二、函数调用返回设计示例215
三、避免潜在死循环的设计示例217
四、某部件测试软件编写示例217

第十五章案例介绍222
第一节PCB设计示例222
一、PCB接地设计223
二、PCB叠层设计225
三、PCB布局设计229
四、PCB布线设计233
第二节某设备可靠性设计示例237
一、设备技术要求及设备设计238
二、抗振设计及振动试验241
三、电磁兼容设计及试验244
四、热设计及高低温试验255
五、可靠性预计257
第三节某系统设计示例261
一、系统概述261
二、系统电路的可靠性设计261
三、系统机柜的可靠性设计263
四、环境应力筛选介绍267

结束语270
参考文献271

前言/序言

  在工作中经常发现产品规划得非常好,各项要求也非常严格,各种产品规范、可靠性大纲、保障性大纲等要求也编制得很完善,但生产出来的产品总是不断重复许多这样或那样的问题。其实细细分析一下,有很多问题在设计之初(方案设计阶段)或设计过程中(详细设计阶段)是完全可以避免的,究其原因很大一部分在于我们编制的产品规范、可靠性要求等如何切实地落实到每个设计人员所设计的每一块电路板、每一个零件、每一台设备、每一套系统之中去。因为产品可靠性的实现,并非是把冠冕堂皇的字眼和要求载入规范、大纲之类的文件,便可自动实现、一劳永逸、万事大吉,它需要根植到每个设计者的心中。
  产品的可靠性是通过设计、生产和管理而实现的,而产品的设计,它决定着产品的固有可靠性。电子产品可靠性设计技术包括许多内容,主要有可靠性分配、可靠性预测、冗余技术、漂移设计、故障树分析和故障模式、效应和致命度分析、元器件的优选和筛选、应力�睬慷确治觥⒔蹈汉墒褂谩⑷壬杓啤⑶痹谕�路分析、电磁兼容和设计评审等。设计失误是指导致产生性能、过应力、测试性和危险性等问题的设计缺陷。实验室及环境试验只能暴露一部分在特定环境下的问题,长期的生产、运行和维护才能暴露出所有问题。而提高设计可靠性的唯一途径就是改进设计,故对设计进行早期严格检查和实施指导是减少设计失误的最有效方法。
  现在的电子产品设计包含着相当广泛的技术内容,它是包括电学、力学、机械学、材料学、热学、化学、光学、声学、美学、工程心理学、环境科学等多门学科的综合应用。由于产品的设计是综合考虑各种因素、条件,并结合各专业知识而形成的能满足产品设计输入要求的实物的过程。故在此过程中各方面的要求肯定存在矛盾和冲突的地方,而我们的设计希望在这错综复杂的各项限制条件中折中取舍,以形成最佳方案。特别要强调的是,产品的研发是个综合性的工程,这也要求每个设计师应更多的站在他人的立场去考虑问题,如软硬件设计师应要了解一些结构设计方面的知识和要求,结构设计师应能懂一点电气设计方面的知识。同时一个好的设计师也应该是一个好的工艺师,而工艺工作是电子设备制造的基础工作,贯穿于产品研制与生产的全过程,是实现产品设计、保证产品质量、降低消耗、降低成本,提高劳动生产率、发展生产的重要手段,大家设计时多考虑一点制造工艺方面的问题,则大家的合作更会事半功倍。
  本书主要根据电子产品特点并参考相关国际、国内标准,在广泛学习前人的经验及结合个人在工作心得的基础上,综合总结了一些项目设计中如何切实落实可靠性的基本原则,其中既包括强制性原则,也包括非强制性原则,还有一些推荐采用的方法和建议等。本书主要供广大从事电子产品设计的工程技术人员学习、参考,也可作大、中专院校师生的参考读物。尤其为广大在校大、中专学生踏入社会后应对社会工作、更快地适应并符合实际工作的要求提供了帮助。
  本书在编写过程中得到了袁献章老师、苏桦老师、暴国栋老师、张景全老师及秦玉宝老师的大力支持,他们均提出了相当宝贵的意见和建议,在此表示深深的感谢!
  由于作者水平有限,书中存在不少错漏的地方,希望广大读者对书中错漏之处批评指正,不胜感激!同时由于现代电子产品千变万化,要求各不相同,本书所列原则不能尽述,同时这些原则亦需在现实工作中灵活运用,所以也希望并欢迎各位读者与我联系,一起将大家工作中的心得体会、好建议、好方法共同分享,与各位同仁共同探讨,共同提高,这也是为提高电子产品的质量贡献力所能及的力量。



《电子产品设计宝典:可靠性原则2000条(第2版)》 内容简介: 本书是针对电子产品设计领域的一部权威指南,深入剖析了确保电子产品在生命周期内稳定运行、减少故障、延长使用寿命的关键原则与实践方法。第二版在原有基础上进行了全面更新和扩展,力求为工程师、设计师、质量控制专家以及相关行业从业者提供一份不可或缺的可靠性设计宝典。 本书的核心价值在于其结构化、系统化的内容组织,以“2000条原则”为框架,将复杂的可靠性工程知识拆解为清晰、可操作的要点。这些原则覆盖了电子产品设计的全过程,从概念设计、材料选择、元器件布局、电路设计、PCB工艺、结构设计、热管理、电磁兼容性(EMC)到生产制造、测试验证以及现场维护,无一遗漏。 核心内容概览: 设计阶段的可靠性注入: 需求分析与规格定义: 如何在产品需求阶段就明确可靠性目标,并将其转化为可量化的设计指标。 材料与元器件的可靠性选择: 详细阐述不同材料特性、元器件可靠性等级、失效模式分析(FMEA)以及如何选择耐用、兼容的元器件。 电路设计的鲁棒性: 探讨如何设计能够容忍电压波动、温度变化、信号干扰的稳健电路,例如冗余设计、滤波技术、保护电路的应用。 PCB布局与布线优化: 讲解如何通过合理的元器件布局、优化走线、考虑信号完整性、热分布等因素,提升PCB的可靠性。 结构设计与机械可靠性: 关注产品的物理结构强度、抗震动、抗冲击、防尘防水等方面的设计要求,确保产品在物理环境下的耐用性。 制造与工艺的可靠性保障: 先进的制造工艺: 介绍当前主流的电子产品制造工艺,以及如何通过工艺控制来降低缺陷率,提升产品一致性。 焊接与连接可靠性: 深入探讨不同焊接技术的优缺点、常见焊接缺陷及其预防措施,确保电气连接的长期稳定性。 元器件的安装与处理: 强调元器件在存储、搬运、焊接过程中的注意事项,避免静电、潮湿等对元器件造成的潜在损害。 测试与验证的有效性: 各种可靠性测试方法: 全面介绍环境测试(高温、低温、湿度、盐雾)、加速寿命测试(HALT/HASS)、振动冲击测试、电磁兼容性(EMC)测试、耐久性测试等,并指导如何根据产品特性选择合适的测试方案。 失效分析与改进: 讲解如何进行有效的失效模式分析(FMA),定位故障根源,并据此提出设计和工艺的改进建议。 仿真与建模技术: 介绍利用仿真软件进行热分析、应力分析、电磁场分析等,在设计早期预测潜在的可靠性问题。 长期运行与维护的考量: 热管理策略: 详细阐述散热设计的重要性,包括散热器选型、风道设计、热管应用以及如何避免元器件过热失效。 电磁兼容性(EMC)设计: 强调产品在电磁环境中稳定工作的能力,提供抑制干扰、防止辐射的有效设计技巧。 软件与固件的可靠性: 尽管本书侧重硬件,但也会探讨软件与硬件的协同可靠性,例如错误处理机制、 Watchdog 定时器等。 维护性设计: 考虑产品在生命周期内的可维护性,简化维修流程,降低维护成本。 本书特色: 系统性与全面性: 涵盖电子产品可靠性设计的各个维度,为读者构建完整的知识体系。 实践导向: 强调实际应用,提供大量可操作的指南和建议,帮助工程师快速解决实际问题。 科学性与严谨性: 基于大量的工程实践、理论研究和行业标准,确保内容的科学性和可靠性。 易于查阅: 以“2000条原则”为索引,方便读者快速定位感兴趣或需要解决的问题。 紧跟前沿: 第二版更新了最新的技术发展和行业趋势,确保知识的 актуальность(时效性)。 目标读者: 电子产品工程师(硬件工程师、嵌入式工程师、射频工程师等) PCB工程师 结构工程师 产品经理 质量保证(QA)和质量控制(QC)工程师 可靠性工程师 技术研发人员 对电子产品设计和可靠性感兴趣的学生和研究人员 《电子产品设计宝典:可靠性原则2000条(第2版)》不仅仅是一本书,更是电子产品研发人员应对日益复杂的产品需求、缩短开发周期、提升产品市场竞争力、降低售后成本的有力武器。通过深入学习和应用本书中的原则,能够显著提高电子产品的可靠性,从而赢得客户的信赖,在激烈的市场竞争中脱颖而出。

用户评价

评分

我一直对产品在极端环境下的可靠性表现感到好奇,而这本书给了我一个非常全面的答案。书中对于高低温、高湿、盐雾、腐蚀性气体等恶劣环境对电子产品可靠性的影响,都进行了详尽的阐述,并提供了相应的防护设计建议。例如,针对腐蚀性环境,书中介绍了如何选择耐腐蚀的材料、如何进行表面处理,以及如何设计防护罩等。我尤其对书中关于“热点”分析的章节印象深刻,它讲解了如何在PCB上识别和控制潜在的“热点”,避免因局部过热而导致的元器件失效。这对于设计高功率密度电子产品至关重要。

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这本书给我最大的感受就是它的“实战性”极强。它不是那种纸上谈兵的书,而是真正站在工程师的角度,解决实际工作中会遇到的问题。我工作中经常需要评估产品在不同工作条件下的寿命,这本书提供的可靠性预测模型和方法,对我来说简直是雪中送炭。它讲解了如何根据元器件的失效率数据,结合产品的设计和工作环境,来预测产品的平均无故障时间(MTBF)和失效率。书中还介绍了多种常用的可靠性分析工具,比如FMEA(失效模式与影响分析)、FTA(故障树分析)等等,并给出了详细的操作步骤和实例。这些工具不仅能帮助我找出产品设计中的潜在风险,还能让我量化这些风险,从而更有针对性地进行优化。

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作为一名从事电子产品研发多年的工程师,我对可靠性设计的重要性有着深刻的体会。这款《电子产品设计宝典可靠性原则2000条(第2版)》的出现,无疑为我们提供了一个非常权威和全面的参考。书中对各种复杂电子系统的可靠性设计,给出了独到的见解。例如,对于多级电源转换系统,书中详细分析了各个环节的功率损耗、热管理以及潜在的失效点,并提供了冗余设计、分级保护等策略。我印象特别深刻的是,书中关于软件可靠性与硬件可靠性相结合的设计思路,这对于现代复杂的电子产品尤为重要。它强调了软件故障如何影响硬件性能,以及如何通过软件设计来提升整体系统的可靠性,这是一种非常前瞻性的思考。

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我之前一直认为,可靠性设计就是把所有元器件都用最好的,然后多加一些裕量,但这本书彻底颠覆了我的认知。它让我明白,可靠性设计是一门系统工程,需要考虑的因素非常多,而且需要权衡成本、性能、功耗等多种因素。书中关于“权衡”的讨论,让我受益匪浅。它不是教你一味地追求极致的可靠性,而是教你在满足基本要求的前提下,如何找到最优的设计方案。比如,在选择元器件时,书中会对比不同品牌、不同规格元器件的可靠性数据和成本,让你能够做出明智的选择。而且,它还提供了如何通过仿真来预测产品可靠性的方法,这极大地缩短了研发周期,降低了试错成本。

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我是一名在校大学生,学习电子工程专业,对未来从事研发工作充满了期待,也对如何设计出可靠的产品感到困惑。在老师的推荐下,我阅读了《电子产品设计宝典可靠性原则2000条(第2版)》。这本书为我打开了一个全新的视野。它让我明白,一个优秀的产品不仅仅是功能强大,更重要的是它能够在各种条件下稳定地工作。书中讲解的各种失效模式,让我对电子元器件的“脆弱性”有了更深的认识,也让我对如何保护它们有了更明确的方向。我特别喜欢书中关于“预防胜于治疗”的设计理念,它鼓励我们在设计初期就充分考虑潜在的风险,而不是等到产品出现问题后再去补救。

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这本书的名字起得真是太霸气了!《电子产品设计宝典可靠性原则2000条(第2版)》,光听名字就觉得它简直是电子产品工程师的神器。我最近正好在研究一款新产品的可靠性设计,所以毫不犹豫地入手了这本书。翻开第一页,就被那厚实的体量给震住了,这2000条原则,得写到什么时候啊!不过,当我真正开始阅读的时候,那种“厚积薄发”的感觉就油然而生了。书中对于各种电子元器件的失效模式分析,真是细致入微,从最基础的电阻、电容,到复杂的集成电路、电源模块,几乎涵盖了所有可能遇到的问题。而且,它不是简单地列出问题,而是深入探讨了导致这些问题的原因,以及如何通过设计来规避。比如,对于电解电容的老化问题,书中不仅讲解了其寿命曲线,还给出了多种散热和降额使用的设计建议,并且提供了详细的计算公式和图表,让我能够清晰地理解每一种措施的有效性。

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总的来说,这是一本值得所有从事电子产品设计和研发工作的人员阅读的宝典。它内容丰富,讲解深入,案例详实,涵盖了电子产品可靠性设计的方方面面。我会在未来的工作中,经常翻阅这本书,并且将其中的原则和方法应用到我的设计中。这本书的第2版,更是包含了最新的技术和理念,让我能够紧跟行业发展的步伐。我相信,有了这本书的指导,我能够设计出更加可靠、更加优秀的产品。它的价值,远远超过了其购买价格,是一笔非常值得的投资。

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我一直觉得,可靠性设计是一个非常“细节控”的领域,而这本书恰恰满足了我对细节的所有想象。在学习过程中,我发现书中对各种环境因素对电子产品可靠性的影响,都有非常深入的阐述。不仅仅是温度、湿度这些常见的影响,它还提到了振动、冲击、电磁干扰(EMI)、静电放电(ESD)等等,并针对每一种影响,给出了具体的防护措施和设计考量。比如,在EMI防护方面,书中详细讲解了屏蔽、滤波、接地等多种技术,并用大量的实际案例来说明不同场景下最佳的设计方案。我尤其对书中关于PCB布局和布线对EMI的影响的章节印象深刻,它清晰地解释了信号完整性、电源完整性如何影响产品的电磁兼容性,并提供了具体的PCB设计规则,例如如何合理地安排电源和地平面,如何处理高频信号的走线等,这些都是我以前在学校里学不到的宝贵知识。

评分

这本书的编排非常合理,逻辑清晰,即使是初学者也能很快上手。我特别喜欢书中大量的图表和示意图,它们将抽象的理论知识形象化,让我更容易理解。比如,书中关于元器件封装热阻的讲解,就配有详细的封装结构图和热流分布图,让人一目了然。而且,书中在讲解每一个原则时,都会引用实际的工程案例,让我能够看到理论是如何在实践中应用的。我记得有一个章节是关于连接器可靠性的,书中列举了不同类型连接器在不同环境下的失效案例,并给出了选择和设计连接器时需要注意的关键点。这对我正在设计一款车载电子设备非常有启发。

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这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本“工程师的哲学”。它让我认识到,可靠性设计并非一蹴而就,而是需要贯穿产品整个生命周期的持续改进。书中关于“可维护性”和“可测试性”的设计理念,让我耳目一新。它强调了在产品设计阶段就要考虑如何方便地进行维修和测试,这不仅能降低售后成本,还能提高客户满意度。我记得书中有一个关于“故障诊断”的设计原则,它教导我们如何通过增加一些测试点和指示灯,来方便地定位产品故障。这对于提高维修效率非常有帮助。

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东西还不错,干货不多,但是容易看进去

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学习,工作用,挺合适

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内容很全面,热设计相关的经验很丰富。

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多快好省,不得不说你是专业的!

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这软件有四种入口,偏偏书上也不讲分别怎么进去,只默认的sw,界面也是默认SW。现在做车灯的哪个不是catia或者UG??SW这种低端产品就别介绍了哈

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讲的思路很不同,确实有意思

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学习学习再学习!!充电!

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措辞诙谐幽默,将科学技术以轻松诙谐的故事形式进行描述;

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