電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

趙力

（熊貓電子制造有限公司 江蘇省南京市 210038）

電子產(chǎn)品的功能性特點(diǎn)需要借助原理性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)訂和分析，當(dāng)然仍然需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的調(diào)整。在實(shí)際工作中這兩個方面的設(shè)計(jì)工作都需要緊密連接，不可以分割看待，需要工作人員對其進(jìn)行綜合性分析。但是一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在對問題進(jìn)行考慮的過程中過分關(guān)注功能性設(shè)計(jì)，并沒有認(rèn)識到結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)問題的重要性，所以很多時候設(shè)計(jì)得到的產(chǎn)品結(jié)果并不能滿足預(yù)期工作目標(biāo)，甚至出現(xiàn)了很多負(fù)面影響。為此，本文對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的因素展開研究，并進(jìn)行必要的問題論述。

1 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

在進(jìn)行電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對以下問題的關(guān)注：首先，為達(dá)到電子產(chǎn)品預(yù)期設(shè)計(jì)效果和性能特點(diǎn)，需要對電子產(chǎn)品整體性能進(jìn)行優(yōu)化研究，加強(qiáng)對電子產(chǎn)品中不同零件功能的研究和拓展。其次，為提升電子產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度，工作人員在設(shè)計(jì)過程中也要加強(qiáng)對電子產(chǎn)品外界應(yīng)變能力的分析，盡可能避免外界沖擊對產(chǎn)品造成的負(fù)面影響。比如手機(jī)作為我們生活中不可缺少的電子產(chǎn)品，其屏幕一旦掉落或是受到碰撞很容易出現(xiàn)碎屏問題，不利于其壽命的延長[1]。另外，還要盡可能簡化電子產(chǎn)品內(nèi)部零件的配置，保證電子產(chǎn)品攜帶的便利。最后，還要加強(qiáng)對電子產(chǎn)品外觀的研究設(shè)計(jì)，這也是對現(xiàn)代人審美能力進(jìn)行滿足的重要要求。如圖1所示。

2 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

在對電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中主要就是對產(chǎn)品技術(shù)條件和用戶生產(chǎn)生活需求的滿足，通過對整個產(chǎn)品的組裝和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究，更合理的滿足用戶功能需求，最大程度上發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)勢作用。

2.1 尺寸要求

按照電子元件、裝置空間的需求需要對電子產(chǎn)品的基本尺寸進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，在進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)的過程中需要按照通用標(biāo)準(zhǔn)和定型方式進(jìn)行研究，確保模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化工作中器件安裝的互換性不受到影響。

2.2 安裝要求

基于用戶對產(chǎn)品的需求不斷提升，工作人員在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)該加強(qiáng)對安裝方式的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)變，通過此種方式對安裝采用的固定方式進(jìn)行調(diào)整，在提升產(chǎn)品安裝方便性的基礎(chǔ)上，為后續(xù)調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)提供必要幫助。

3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程

3.1 結(jié)構(gòu)需求

在這項(xiàng)工作中，工作人員需要提前進(jìn)行產(chǎn)品總需求和總體設(shè)計(jì)方案的研究，從而實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求的劃分，這也是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作和檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中最基礎(chǔ)的工作依據(jù)。通常主要包含了產(chǎn)品用途、使用環(huán)境和外觀設(shè)計(jì)、供電方式和產(chǎn)品性能指標(biāo)等等。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證

圖1：電子產(chǎn)品可靠性和老化測試

按照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行樣機(jī)加工、設(shè)計(jì)返修，最終保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能的發(fā)展需求。在這一工作中，工作人員還需要相互配合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能、安裝規(guī)格和性能測試，保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滿足現(xiàn)代化電子產(chǎn)品的發(fā)展要求。

4 電子設(shè)備的主要特點(diǎn)

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國電子技術(shù)在對國防、經(jīng)濟(jì)、文化等群眾生活各項(xiàng)領(lǐng)域中都實(shí)現(xiàn)了廣泛發(fā)展和應(yīng)用。在電子生產(chǎn)水平和科學(xué)技術(shù)手段的全面發(fā)展，新型工藝和材料的應(yīng)用，使得電子設(shè)備出現(xiàn)了電路設(shè)置和結(jié)構(gòu)方向的巨大轉(zhuǎn)變。尤其是小型和微型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)工作中的設(shè)計(jì)方式越來越難以發(fā)揮優(yōu)勢作用，甚至被機(jī)電結(jié)合和光電結(jié)合等技術(shù)所取代，這也是當(dāng)前電子設(shè)備和傳統(tǒng)社會中電子設(shè)備出現(xiàn)差異的主要原因。經(jīng)過研究，這些特點(diǎn)可以被集中歸納為以下幾點(diǎn)：

4.1 設(shè)備組成方式存在復(fù)雜性，組裝密度較強(qiáng)

現(xiàn)代化電子設(shè)備具備較強(qiáng)的功能要求，不僅存在設(shè)備組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，元器件和零部件的數(shù)量也很多，大大增加了電子設(shè)備的組裝密度難度。特別是超大規(guī)模集成電路和相關(guān)功能模塊的演變和發(fā)展，使得現(xiàn)代化電子設(shè)備的組裝方式和結(jié)構(gòu)密度也比傳統(tǒng)社會電子設(shè)備有了更為顯著的優(yōu)勢和特征。

4.2 設(shè)備使用范圍廣泛，工作環(huán)境較為特殊

現(xiàn)代電子設(shè)備通常需要在較為惡劣的環(huán)境下進(jìn)行研究。比如應(yīng)對高溫或是低溫溫差的考驗(yàn)，應(yīng)對高濕度或是低氣壓沖擊等等。這些問題的出現(xiàn)都可能在不同程度上直接或是間接影響電子設(shè)備的正常生產(chǎn)。

4.3 設(shè)備的精度要求較高，功能特點(diǎn)要得到充分發(fā)揮

現(xiàn)代化電子設(shè)備更注重高精度、多功能的發(fā)展方向，在自動化水平全面提升背景下，還可以加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的引進(jìn)，這也意味著控制系統(tǒng)會存在較強(qiáng)的復(fù)雜性問題。在電子設(shè)備生產(chǎn)和發(fā)展中加強(qiáng)對精密機(jī)械的有效應(yīng)用也逐漸成為了現(xiàn)代化電子設(shè)備的特點(diǎn)之一，對于電子設(shè)備整體精度和自動化發(fā)展水平提升都能起到更為顯著的積極影響。

5 電子設(shè)備制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

工藝工作是現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，對于生產(chǎn)工作的組織和指導(dǎo)都有著十分顯著的積極影響。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，其內(nèi)容的明確對生產(chǎn)前技術(shù)準(zhǔn)備工作的明確手段，在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造階段，要保證組織指導(dǎo)工作的開展能充分滿足設(shè)計(jì)前的加工要求，從而在出廠前用必要的技術(shù)手段和管理措施進(jìn)行管控。按照要求不同，工藝工作在內(nèi)容劃分上可以細(xì)致分為工藝技術(shù)和工藝管理方案。所謂工藝技術(shù)指的就是生產(chǎn)實(shí)踐過程中提出的工作計(jì)劃和組織協(xié)調(diào)方案，是現(xiàn)階段工藝工作中不可忽視的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。而工藝管理指的就是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對工藝工作計(jì)劃和協(xié)調(diào)后開展的一項(xiàng)科學(xué)化管理工作。在電子設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，工藝技術(shù)的發(fā)展離不開科學(xué)管理，所以工藝部門在工作過程中更需要加強(qiáng)對不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接，只有這樣才能為工作操作的簡便性和效率性提升提供有效幫助。

在對電子設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的過程中，在有效滿足工作性能基礎(chǔ)上，還應(yīng)該加強(qiáng)對加工制造要求的分析，確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)勢得到最大化發(fā)展和提升。在現(xiàn)代化電子技術(shù)手段提升背景下，電子設(shè)備水平也有了更為顯著的發(fā)展，這也意味著電子結(jié)構(gòu)和構(gòu)成形式出現(xiàn)了明顯發(fā)展。在電子設(shè)備發(fā)展初期階段，生產(chǎn)過程中的設(shè)備形式存在較強(qiáng)的簡陋性，而引發(fā)這一問題的主要因素就是電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響。發(fā)展到一定階段，原本復(fù)雜的設(shè)備也被劃分為多種部件，甚至構(gòu)建起結(jié)構(gòu)差異性的先進(jìn)想法。比如為了避免環(huán)境氣候?qū)﹄娮釉O(shè)備的影響，研究出了密封的電子設(shè)備外殼。為避免機(jī)械過載對電子設(shè)備的影響研究出減震器等等。再后來，由于軍事領(lǐng)域?qū)﹄娮釉O(shè)備的應(yīng)用要求不斷提升，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容也不斷發(fā)展和豐富。在現(xiàn)代社會中，電子設(shè)備中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)的比重越發(fā)顯著，甚至直接影響電子設(shè)備性能優(yōu)勢的發(fā)展。

6 設(shè)計(jì)階段需要考慮的主要因素

6.1 生產(chǎn)與維修

在對電子產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)和維修的過程中工作人員應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行項(xiàng)目分析，在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上優(yōu)化元器件布局方式，通過此種手段進(jìn)行電子產(chǎn)品安全性和工作效率的提升。在這一環(huán)節(jié)中，工作人員還應(yīng)該加強(qiáng)對設(shè)計(jì)電路的正確認(rèn)知，最大程度上降低電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[2]。在對電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)該加強(qiáng)對外部形態(tài)的關(guān)注，因?yàn)檫@一問題將對消費(fèi)者購買欲望產(chǎn)生直接影響，所以在關(guān)注產(chǎn)品實(shí)用性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上還應(yīng)該加強(qiáng)對產(chǎn)品美觀度的重視。此外，還要切實(shí)優(yōu)化電子產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)件的連接合理性，這也需要工作人員在多次電子產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)后選取最優(yōu)化的連接方式。在對電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要想對電子產(chǎn)品工作效率進(jìn)行提升，最常見的連接方式就是排線連接。工作人員在對電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該充分加強(qiáng)對后期維修問題的研究，保證維修線路和主板線路直連設(shè)計(jì)，一旦出現(xiàn)故障問題工作人員也能直接找到問題所在，在有效降低工作難度的同時，提升產(chǎn)品性能，避免對后續(xù)產(chǎn)品使用造成負(fù)面影響[3]。

6.2 零件材料

電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)本身就是一項(xiàng)復(fù)雜性較強(qiáng)的工作項(xiàng)目，關(guān)系到多種技術(shù)和材料的融合。在某種程度而言，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量將對后續(xù)使用性能產(chǎn)生直接影響。在目前我國提出節(jié)能減排政策的基礎(chǔ)上，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中更應(yīng)該加強(qiáng)對材料安全性和可回收性的分析。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)對電子產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的重視，在材料選擇過程中要盡可能選擇質(zhì)量優(yōu)異，價格更為低廉的生產(chǎn)廠家，通過此種方式在根本上降低電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本[4]。在企業(yè)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，成本管控問題也逐漸成為了需要關(guān)注的重點(diǎn)，并且怎樣對完成設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行材料檢驗(yàn)也十分必要，只有保證每個材料檢測合格后才能投入到電子產(chǎn)品的應(yīng)用中。在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平全面提升背景下，電子產(chǎn)品的形式和種類越發(fā)多樣，雖然加速了我國電子行業(yè)的進(jìn)步，但是同樣也給我國環(huán)境造成了較大的負(fù)面影響，因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中更需要加強(qiáng)對這方面因素的考慮，通過對后期處理的關(guān)注，最大程度上降低和避免對環(huán)境造成的污染影響。

6.3 工作環(huán)境對電子設(shè)備的影響

電子設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)境相對特殊，按照種類不同可以分為自然環(huán)境、工業(yè)環(huán)境和特殊環(huán)境。工業(yè)環(huán)境和特殊環(huán)境均為人為管控下發(fā)生的環(huán)境變化，因此也被統(tǒng)一稱之為誘發(fā)環(huán)境。在眾多環(huán)境因素中，對設(shè)備影響最為直接和顯著的因素就是環(huán)境因素。國外專業(yè)人員曾經(jīng)針對電子設(shè)備進(jìn)行過故障分析，發(fā)現(xiàn)一半以上的故障問題都是環(huán)境因素所引發(fā)。在環(huán)境作用下，除了會引發(fā)基本的功能故障外，還會造成不同程度的永久性損壞，比如機(jī)械硬性損傷等等。

電子設(shè)備生產(chǎn)中環(huán)境復(fù)雜性雖然比較強(qiáng)，但是根據(jù)其對設(shè)備影響的研究，影響因素主要是三點(diǎn)，分別是機(jī)械影響、噪聲影響和氣候因素影響。為確保電子設(shè)備發(fā)揮最顯著的功能優(yōu)勢，保證在不同環(huán)境下實(shí)現(xiàn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在電子設(shè)備的制造和設(shè)計(jì)過程中就要加強(qiáng)對其他因素的探究和分析。比如，減少工作生產(chǎn)過程中環(huán)境對電子設(shè)備的負(fù)面影響。前文已經(jīng)提出，工作環(huán)境中主要指的就是氣候、機(jī)械和噪聲的影響，這些問題的發(fā)生都將對電子設(shè)備的性能和壽命造成直接影響。所以在今后工作中，工作人員也要充分加強(qiáng)對散熱措施的調(diào)整，避免出現(xiàn)電子設(shè)備工作溫度過高的情況。其次，在防護(hù)措施保護(hù)下，避免設(shè)備零件受潮或是污染引發(fā)的侵蝕問題，對于特殊性電子設(shè)備或是零件還需要進(jìn)行密封處理。

7 結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)代社會發(fā)展水平不斷提升背景下，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素也不斷增加，這也意味著設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性更高，所以設(shè)計(jì)人員更應(yīng)該加強(qiáng)對各項(xiàng)問題的研究和考慮。換言之，電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中主要的前提就是功效性，因此無論是產(chǎn)品的安全性還是企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，都是在當(dāng)前工作中不可忽視的重點(diǎn)問題。電子產(chǎn)品不同于其他行業(yè)，本身就具備著更新?lián)Q代快的特征，所以在設(shè)計(jì)過程中工作人員也要加強(qiáng)對時代發(fā)展特點(diǎn)的分析，從而在滿足群眾生產(chǎn)生活需求的同時，最大程度上提升產(chǎn)品的市場競爭力，只有這樣才能為電子行業(yè)的健康和穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，更好的滿足時代和群眾對電子行業(yè)提出的全新要求。