步驟6:研發

研發單位是產品製造的核心,沒有研發單位,一切發想都是空談。開案後負責的電子工程師(簡稱為EE),要詳細閱讀主晶片以及關鍵零的件技術資料(Technical Datasheet),用以規劃線路和Layout,並由電子佈局工程師完成規劃,這些資料幾乎都是以英文書寫,每份文件動輒數百頁,不同的主題還會分成很多份。

英文不好的工程師或許就會偷懶跳過文字敘述,只看表格或大綱,往往遺漏重要細節而讓設計出包。機構工程師也是如此,必須詳細閱讀相關文件,從CPU和晶片組的Dimension(尺寸),散熱片及整機的散熱設計,Connector(介面)的機構件,主機板的板寬和孔位等等。

不僅強還要美

此外,筆電外觀已變成銷售決勝因素,近年來機構工程師還必須在工業設計(ID Design)方面下功夫。通常在DVT階段會先做幾個Mockup,除了可先組成系統做各項測試外,也可在此時修正外觀,決定之後才會正式開模。

另外,軟體是電腦的靈魂,有硬體沒軟體驅動也無法運作。軟體研發包括5個層面,像是BIOS(Basic Input/Output System)基本輸出輸入系統、Device Driver裝置驅動程式、OS(Operating System)作業系統、AP(Application Software)應用程式等,這些都需要有專職工程師來處理。

筆電的4個機殼元件

電的組成基本上分成A、B、C、D件。A件指的是螢幕上蓋,B件是內蓋,C就是鍵盤上那一片,D就是底殼,另外還有主機板、螢幕、電池等。

筆電誕生全記錄:從無到有的13個步驟,了解筆電產製過程

步驟7:產品測試

電子產品上市前都要經過測試才能出貨,這些測試項目都需經過嚴格的檢驗。從原物料開始,廠商需出具定義嚴謹的規格書,相關測試合格的報告和承認書提供給品管部門IQC(Incoming Quality Control)做進料測試。EVT階段第一片PCB樣品產出後,必須解bug驗證設計理念並做修正,接著測試整機的功能及找出製造的最佳流程。並將整機送至外部實驗室做電磁輻射干擾EMI(Electro Magnetic Interference)的預先測試,檢視是否符合法規並在下一版提出修正。

這時候第一版的BIOS和驅動程式已經準備完畢,軟體部分持續測試修改。之後DVT階段電子工程師和軟體工程師會持續進行測試,若產品沒有要大改,PCB不用再改版了,就會接著進行QTC(Quality Test for Compatibility)、QTR(Quality Test for Reliability)、DQA(Design Quality Assurance)的測試。

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▲圖是EE也就是電子工程師正使用示波器和電錶等設備,檢視剛生產出來的主機板,是否符合各項電子特性的標準。

3個重要測試階段

除了DQA部門外,規模較大的製造商會將QTC和QTR部門獨立於產品研發部門之外,才不會發生球員兼裁判的情況,且會向產品部門收費。

QTC是在做相容性測試,包括軟體及交換性裝置等層面。例如Microsoft WHQL (Windows Hardware Quality Lab,Windows硬體品質實驗室)的測試,這是用來測試系統層級(System level、Kernel mode)的服務及,與硬體有直接關聯的程式,如驅動程式、常駐程式,以及系統程式庫與系統服務等。

相容性測試之外,另一個QTR則是負責可靠度,包括硬體及機構等方面的測試。 如果具備防水或防潑水,或是無線通訊的功能,QTR階段則需進行相關的測試。最後,DQA設計開發品質保證,是在進行有關可靠度相關測試。例如空機開機狀態和關機時的裸摔,加上包覆材的摔落測試,可能會有不同角度和高度的測試。另外還要進入環境測試箱(Chamber),進行高低溫及濕度的長時間嚴苛環境測試。

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▲照片為SMT(Surface Mount Technology) 設備,SMT可以將各個電子元件快速的打在PCB空板上,透過高溫錫爐冷卻後完成。

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▲電子產品開發涵蓋了許多不同的測試流程,且都有專業器材進行標準化測試。照片左方是測試治具之一,右方是摔落測試儀器。

步驟8:安規認證

出貨前製造商會主動確認產品可靠度外,還要通過國家安規和法令才能合法出貨,未通過測試很可能在海關就會被擋下。美國和歐盟都有訂定電子電機設備輻射干擾與傳導干擾發射的規定,後續還增訂輻射耐受性、傳導耐受性規格以符合EMI。至於CE與FCC認證幾乎是必須,多數3C產品都會賣到美國和歐洲,沒通過認證就無法上市銷售。

CE原是法文COMMUNATE EUROPEIA的縮寫,英文是指European Conformity即歐洲共同體。FCC是Federal Communications Commission美國聯邦通信委員會。產品送交實驗室測試完畢拿到報告後,就可以自我宣告符合規定。如果是銷售到其他的地區時亦有其相關規定,例如中國CCC和日本PSE認證等。

CE Certificate

CE原是法文COMMUNATE EUROPEIA的縮寫,英文是指European Conformity即歐洲共同體,幾乎所有出貨的筆電都須有CE認證才能外銷。

筆電誕生全記錄:從無到有的13個步驟,了解筆電產製過程

防水防塵也需認證

不過若已通過CE與FCC的認證,其他大多可以省略。有特別要求其他相關認證如BSMI、UL等也需乖乖拿到憑證才能出貨。差點忘了提RoHS,歐盟RoHS於2006年7月1日起實駞,電子產品只要進入歐洲市場,就不能含有指令中所規範的6項危害物質(Pb/ Cd/ Hg/ Cr6+/ PBB/ PBDE)。後續也增加了相關的規定,產品開發也須符合此相關規定。此外,軍用或戶外型筆電也須通過NEMA和IP等級之防塵、防爆、防水認證才行。

RoHS

RoHS(Restriction of Hazardous Substances Directive 2002/95/EC,中文為危害性物質限制指令)於2006年7月實施,是指電子產品不能含有規範的6項危害物質,其包括鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr6+)、聚溴聯苯(PBB)與聚溴二苯醚(PBDE)。但RoHS只是環保指令而非法律,然而卻成為進入歐洲市場的關鍵之一。其圖示大多為一片綠葉子下方寫著RoHS,但絕大多數的RoHS標章都長的不一樣。

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步驟9:業務與行銷

筆者對這2個部門又愛又恨,愛的是行銷業務單位通常都是漂亮妹妹,恨的是常常會被追著討資料。產品設計需要行銷和業務部門的資訊,時常和在外周遊列國的業務閒聊,可得知客戶對產品的期待,以及訂單的狀況以利備料。行銷部門負責的工作內容包括使用手冊、產品型錄的製作、撰寫新聞稿、網站內容維護、國內外參展等事宜。各單位也必須加以協助,例如提供技術文件、參展樣品或是討論贈品包裝等事宜。

 

(後面還有步驟10~13)

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