電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論課件

一目的通過本課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生進(jìn)一步掌握基本的相關(guān)理論知識，進(jìn)一步提高實(shí)際動手能力，熟悉電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法及過程，強(qiáng)化分析問題與解決問題能力，提高創(chuàng)新意識的，逐步成為具有電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)能力的實(shí)踐應(yīng)用型人才。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論

前提條件本課程需要《模擬電路》、《數(shù)字電路》、《電子工藝》、《protel99SE》

，特別是《protel99SE》，因此，希望大家認(rèn)真復(fù)習(xí)上述課程。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論三考核標(biāo)準(zhǔn)考核項(xiàng)目比例（%）考核要求筆試60實(shí)驗(yàn)30實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告出勤率10電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子產(chǎn)品

電子產(chǎn)品領(lǐng)域非常廣泛，基本上我們?nèi)粘Ｉ疃茧x不開電子產(chǎn)品，但電子產(chǎn)品到目前還沒有明確的定義.電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子信息產(chǎn)品

《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》第三條第一款給出了電子信息產(chǎn)品的定義電子信息產(chǎn)品，是指采用電子信息技術(shù)制造的電子雷達(dá)產(chǎn)品、電子通信產(chǎn)品、廣播電視產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、家用電子產(chǎn)品、電子測量儀器產(chǎn)品、電子專用產(chǎn)品、電子元器件產(chǎn)品、電子應(yīng)用產(chǎn)品、電子材料產(chǎn)品等產(chǎn)品及其配件隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其概念將會不斷擴(kuò)展電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論

電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法隨著產(chǎn)品類型的不同而有所差別，但一般而言，它包含了以下幾方面的內(nèi)容：總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)汁可靠性設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)（略）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)（略）質(zhì)量控制（略）計(jì)量控制（略）電路設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述

設(shè)計(jì)（Design）是一種創(chuàng)造活動，人類在創(chuàng)造社會物質(zhì)文明的同時(shí)也促進(jìn)了設(shè)計(jì)的發(fā)展。“設(shè)計(jì)”一詞在日常生活和工作中經(jīng)常使用，但人們對設(shè)計(jì)的概念卻較為模糊，含義也相對廣泛。現(xiàn)代漢語詞典中對“設(shè)計(jì)”的解釋是：正式做某項(xiàng)工作之前，根據(jù)一定的目的和要求，預(yù)先制定方法、圖樣等。從上面的定義可以明確，設(shè)計(jì)是一個(gè)思維過程，是構(gòu)思和創(chuàng)造，將設(shè)想以最佳方式轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的活動過程。電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是根據(jù)課題的要求，以科學(xué)理論為依據(jù)，知識技能為基礎(chǔ)，創(chuàng)新構(gòu)思，將研究方案予以實(shí)現(xiàn)的過程。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括工程技術(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)造型設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容。①產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種有目的的活動；②設(shè)計(jì)以滿足人們的需要為目標(biāo)；③設(shè)計(jì)以現(xiàn)代技術(shù)水平為條件。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論一、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)系到眾多要素，在設(shè)計(jì)中處理好它們相互之間的關(guān)系，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)對產(chǎn)品的性能、成本具有較大影響。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照“安全、可靠、耐用、經(jīng)濟(jì)、美觀、好造、易修”的要求進(jìn)行。1.可靠性2.安全性3.實(shí)用性4.經(jīng)濟(jì)性5.工藝性6.標(biāo)準(zhǔn)化7.延續(xù)性

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論二、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟1.設(shè)計(jì)問題的提出

提出設(shè)計(jì)問題一般有兩種方式：

一種是設(shè)計(jì)人員在生活中主動發(fā)現(xiàn)問題；

另一種是設(shè)計(jì)人員接受他人（一般是上級主管）要求的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而有了一個(gè)由別人提出但需要設(shè)計(jì)人員解決的問題。

要解決問題，設(shè)計(jì)人員要與任務(wù)委托者（主管領(lǐng)導(dǎo)）商談，要進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查和深入的研究，并要弄清問題的梗概，即設(shè)計(jì)、制造什么？這樣設(shè)計(jì)會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果？為什么要這樣？電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論2.設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)定位

可以從以下兩個(gè)方面對設(shè)計(jì)定位來進(jìn)行思考：一是設(shè)計(jì)的目標(biāo)對象是哪些人？另一個(gè)是他們對設(shè)計(jì)的期望是什么？（2）針對問題收集信息

主要有：

用戶的動機(jī)、需求、價(jià)值觀念的材料；

產(chǎn)品的制作材料與生產(chǎn)工藝技術(shù)資料；

社會的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和市場情況；

競爭對手的相關(guān)材料；

產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論3.設(shè)計(jì)的綜合構(gòu)思

（1）分析消化信息

將收集到的材料歸納分類，深入地進(jìn)行分析研究，以尋求問題的解決方案。

（2）構(gòu)思的形成

這就是把分析所得到的可能的解決方案與設(shè)計(jì)目標(biāo)再進(jìn)行對比考慮，然后提出設(shè)計(jì)方案的雛形。在這個(gè)過程中，創(chuàng)造性思維和技法的運(yùn)用十分關(guān)鍵。

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論3.設(shè)計(jì)的綜合構(gòu)思

（3）構(gòu)思的發(fā)展

構(gòu)思的發(fā)展是對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入具體化，使設(shè)計(jì)創(chuàng)意得到全面體現(xiàn)的過程。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)者要充分發(fā)揮自己的專業(yè)特長和表現(xiàn)力，使用各種設(shè)計(jì)技巧，形成許多系列的方案，常需拿出整機(jī)效果圖、結(jié)構(gòu)方框圖、工作原理圖、樣機(jī)模型等。對設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行全面具體的介紹，供任務(wù)委托者審閱。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論4.設(shè)計(jì)方案的審核

設(shè)計(jì)方案全部完成之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對方案進(jìn)行最后的審核、以確定哪種方案為最佳。其中審核因素包括產(chǎn)品的功能、造型、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、審美等諸多因素，若有不夠完善之處，設(shè)計(jì)者將再進(jìn)行修改補(bǔ)充，然后將設(shè)計(jì)方案正式交付給委托者。5.設(shè)計(jì)實(shí)施監(jiān)督

當(dāng)設(shè)計(jì)方案的審核初步通過之后，為確保設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖得以全面準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)，要求設(shè)計(jì)者要與企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)人員和生產(chǎn)組織人員一起解決設(shè)計(jì)方案在實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論6.產(chǎn)品試制試用

當(dāng)產(chǎn)品的產(chǎn)量確定后，先進(jìn)行小量試制，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)備等的配合問題。并將這些小量產(chǎn)品投放市場作短期試用，然后收集應(yīng)用資料及消費(fèi)者反映，再對產(chǎn)品設(shè)計(jì)作大量上市前的修改。7.導(dǎo)入市場

8.設(shè)計(jì)的全程管理

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般方法1、頂層設(shè)計(jì)法……電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論2、底層設(shè)計(jì)法……過程與底層設(shè)計(jì)法相反電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論3、頂層與底層綜合設(shè)計(jì)

實(shí)際工作過程中，一般首先采用頂層設(shè)計(jì)方法，根據(jù)產(chǎn)品的功能需求分解到各子功能模塊，并分配各子功能模塊的技術(shù)指標(biāo)。這一過程往往需要經(jīng)過從上到下和從下到上的反復(fù)論證、修改、優(yōu)化才能滿足設(shè)計(jì)的要求。4、現(xiàn)代電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法——EDA設(shè)計(jì)

電路設(shè)計(jì)一般包含模擬電路與數(shù)字電路。

模擬電路設(shè)計(jì)主要依賴于典型電路與功能模塊。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論模擬電路數(shù)字化的趨勢更加明顯。

數(shù)字電路的發(fā)展經(jīng)過了分離元件，SSL、MSL、LSL、VLSL。

數(shù)字電路設(shè)計(jì)經(jīng)歷了邏輯設(shè)計(jì)、CAD、EDA。

現(xiàn)代的數(shù)字系統(tǒng)廣泛采用了基于芯片的EDA設(shè)計(jì)方法。

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1、總體設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)、功能、性能的需求，一般采用頂層設(shè)計(jì)的方法，分析產(chǎn)品應(yīng)該完成的功能，將總體功能分解成若干子功能模塊，理清主、次功能的相互關(guān)系，形成總體方案。通過比較論證、修改、優(yōu)化形成相對比較完善的最佳方案，同時(shí)提出有關(guān)結(jié)構(gòu)、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制與監(jiān)督、計(jì)量控制、工藝等方面的要求。

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論總體設(shè)計(jì)中的幾個(gè)注意點(diǎn)：（1）技術(shù)指標(biāo)（2）產(chǎn)品使用環(huán)境（3）產(chǎn)品的環(huán)境指標(biāo)：溫度、器件的選取、濕度（鹽霧）、三防、振動等。（4）關(guān)鍵元器件的采購渠道（5）元器件的老化、篩選（6）研制技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)一個(gè)產(chǎn)品的研制，一般都會存在技術(shù)上的難點(diǎn)?？傮w設(shè)計(jì)在于盡可能利用成熟技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，以減小研制風(fēng)險(xiǎn)。對于技術(shù)上的難點(diǎn)，應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)先研究，待技術(shù)成熟以后再轉(zhuǎn)入后續(xù)的研制（7）產(chǎn)業(yè)政策與環(huán)境評估

四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

所謂結(jié)構(gòu)，包括外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分。外部結(jié)構(gòu)指機(jī)柜、機(jī)箱、機(jī)架、底座、面板、底板等。內(nèi)部結(jié)構(gòu)指零部件的布局、安裝、相互連接等。欲達(dá)到合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須對整機(jī)的原理方案、使用條件和環(huán)境、整機(jī)的功能與技術(shù)指標(biāo)及元器件等十分熟悉。根據(jù)產(chǎn)品的總體要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品使用的溫度范圍、環(huán)境因素，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式和布局,考慮是否需要減震、“三防”等措施，特別是電路的散熱問題,設(shè)計(jì)合理的風(fēng)道等。四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論因?yàn)椋焊邷貢痣娮赢a(chǎn)品的絕緣性能退化、元器件損壞、材料的熱老化、低熔點(diǎn)焊縫開裂、焊點(diǎn)脫落等。因此，必須采用合理的散熱方式控制產(chǎn)品內(nèi)部所有電子元器件的溫度。

四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論3、可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)方法，從表面上看都是技術(shù)問題，但實(shí)質(zhì)上包含技術(shù)和管理兩個(gè)方面。首先要對產(chǎn)品的可靠性(MTBF）進(jìn)行預(yù)測，以確定是否滿足總體要求。四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論4、電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)一般都包含有模擬電路和數(shù)字電路，模擬電路設(shè)計(jì)主要依賴典型電路及功能模塊。數(shù)字電路經(jīng)過了由分離元件、SSI、MSI、LSI到VLSI的發(fā)展過程，隨著計(jì)算機(jī)及大規(guī)?？删幊唐骷陌l(fā)展與成熟，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)也經(jīng)歷了從最初的邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)到自動化設(shè)計(jì)幾個(gè)階段。并且隨著高速大規(guī)模集成器件的迅猛發(fā)展，模擬電路數(shù)字化的趨勢更加明顯。四、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般包含以下幾個(gè)階段（過程）：1、論證階段(提出研制總要求)2、方案階段(制定方案論證報(bào)告下達(dá)任務(wù)書)3、研制階段(制定實(shí)施報(bào)告)4、驗(yàn)收階段(出具驗(yàn)收報(bào)告)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論一、論證階段1、外接研制項(xiàng)目：這一過程是由顧客（合同項(xiàng)目的需方）來組織實(shí)施的，主要工作是進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)、總體技術(shù)方案的論證及研究經(jīng)費(fèi)、保障條件、研制周期的預(yù)測，形成研制的總要求。我們的主要工作是加強(qiáng)與顧客的溝通、交流，充分理解顧客的需求，并根據(jù)顧客的要求進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及市場的可行性調(diào)研與分析，盡可能向顧客提供分析、論證報(bào)告。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行合同前評審，包括：

產(chǎn)品研制的技術(shù)上的可行性

經(jīng)費(fèi)及研制周期是否合理

產(chǎn)品的環(huán)境評估（是否對環(huán)境造成影響）

研制風(fēng)險(xiǎn)分析

通過合同前評審后可與顧客簽訂合同轉(zhuǎn)入下一階段研制。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論研制總要求一般包括以下幾個(gè)部份：a)產(chǎn)品的功能指標(biāo)；b)產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)及使用要求；c)初步的總體技術(shù)方案；d)研制周期及各個(gè)研制階段的計(jì)劃安排；e)總的經(jīng)費(fèi)及方案階段經(jīng)費(fèi)的預(yù)算；f)研制分工的建議。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論2、自主研制項(xiàng)目：組織人員進(jìn)行市場調(diào)研，分析市場的需求，提供市場調(diào)研報(bào)告，同時(shí)對相同或類似產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研分析，提出產(chǎn)品研制的技術(shù)要求，組織相關(guān)技術(shù)人員對技術(shù)要求進(jìn)行可行性論證，以確定產(chǎn)品的技術(shù)要求、經(jīng)費(fèi)需求、研制周期預(yù)測等，形成項(xiàng)目研制的可行性報(bào)告。在此基礎(chǔ)上形成項(xiàng)目研制的建議書，報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)后轉(zhuǎn)入下一階段。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論二、方案階段安排專門的人員或（一般為總體人員及相關(guān)的技術(shù)人員）或部門來組織實(shí)施。一般需要任命產(chǎn)品研制的負(fù)責(zé)人，全面負(fù)責(zé)方案的論證工作。根據(jù)研制總要求，產(chǎn)品負(fù)責(zé)人組織對方案進(jìn)行論證、驗(yàn)證等工作，開展關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，并根據(jù)方案論證工作的需要進(jìn)行必要的仿真、驗(yàn)證工作，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案的制定提供技術(shù)支撐電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論制定研制方案論證報(bào)告研制方案論證報(bào)告進(jìn)行相關(guān)的評審后上報(bào)有關(guān)方面批準(zhǔn)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論研制方案論證報(bào)告一般包括下主要內(nèi)容a)產(chǎn)品總體技術(shù)方案及系統(tǒng)組成；b)對主要技術(shù)指標(biāo)調(diào)整的說明；c)可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性及標(biāo)準(zhǔn)化的控制措施；d)關(guān)鍵技術(shù)解決的情況及進(jìn)一步的措施；e)產(chǎn)品的性能、成本、進(jìn)度及風(fēng)險(xiǎn)分析的說明；f)產(chǎn)品的成本和價(jià)格的估算。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論依據(jù)研制方案論證報(bào)告及研制總要求，制定研制任務(wù)書，上報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)后轉(zhuǎn)入下一階段的研制電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論三、研制階段產(chǎn)品研制負(fù)責(zé)人根據(jù)研制任務(wù)書，組織產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)策劃，編制以下產(chǎn)品研制的策劃文件：a)產(chǎn)品研制的計(jì)劃；b)產(chǎn)品研制的質(zhì)量計(jì)劃；c)產(chǎn)品研制的質(zhì)量監(jiān)督計(jì)劃；d)產(chǎn)品研制的實(shí)施計(jì)劃；e)產(chǎn)品的可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性計(jì)劃；d)產(chǎn)品研制的風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論組織對總體技術(shù)方案進(jìn)行細(xì)化，編寫產(chǎn)品的研制實(shí)施方案，評審上報(bào)批準(zhǔn)后實(shí)施電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論實(shí)施方案一般包括以下內(nèi)容a)總體技術(shù)方案及系統(tǒng)（設(shè)備）組成，主要功能指標(biāo)及使用要求的說明；b)功能模塊（分機(jī)）技術(shù)方案；c)關(guān)鍵技術(shù)突破情況及進(jìn)一步解決措施；d)軟件結(jié)構(gòu)框架；e)內(nèi)、外接口關(guān)系；f)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架；g)主要配套件落實(shí)情況；h)可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性要求；i)產(chǎn)品成本及價(jià)格估算；j)產(chǎn)品性能、成本、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)的分析說明。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論產(chǎn)品負(fù)責(zé)人根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)施方案，編制下發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的輸入文件主要包括：a)《標(biāo)準(zhǔn)化大綱》；b)《元器件大綱》（必要時(shí)）；c)《設(shè)計(jì)統(tǒng)一要求》（電氣、結(jié)構(gòu)等）；d)“五性”大綱或工作計(jì)劃（可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性）；e)《分機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書》；f)《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書》；g)《軟件開發(fā)任務(wù)書》；h)《軟件開發(fā)計(jì)劃》；i)《軟件質(zhì)量保證計(jì)劃》；j)《軟件配置管理計(jì)劃》；k)《軟件需求說明》。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作緒論相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)以上輸入文件，開展電路的設(shè)計(jì)和專題研究、試驗(yàn)，進(jìn)行可靠性、維修