電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計重要因素探討

（北京兆維電子（集團）有限責任公司，北京 100015）

當前，電子產(chǎn)品在人們生活中起到的作用越來越重要，其功能也越來越多樣化。設(shè)計人員通過原理性設(shè)計來定制電子產(chǎn)品的功能，而要實現(xiàn)這些功能，還需要結(jié)構(gòu)性設(shè)計的配合，通過結(jié)合這兩方面的設(shè)計，才能夠使電子產(chǎn)品獲得想要的功能，因此在電子產(chǎn)品的設(shè)計中，設(shè)計人員需要綜合性地考慮這些因素，但是一些設(shè)計人員，在進行產(chǎn)品功能設(shè)計時，沒有充分考慮結(jié)構(gòu)性設(shè)計因素，導致產(chǎn)品預訂的功能無法實現(xiàn)，同時給產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用壽命、經(jīng)濟效益等方面帶來不利影響，基于這種情況，本文對電子產(chǎn)品設(shè)計中的重要因素進行了探討。

1 功效實現(xiàn)因素

電子產(chǎn)品的功效能否實現(xiàn)，和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否合理有著密切的關(guān)系。要使產(chǎn)品能夠達到預定的設(shè)計效果，需要對結(jié)構(gòu)布局方面的因素進行全面的考慮，具體包括幾下幾方面：

1．1 在元器件布局方面

首先，元器件之間可能會存在相互干擾的問題，因此在結(jié)構(gòu)布局時應考慮到電磁兼容性因素；其次，元器件的質(zhì)量是由電路板來承載的，因此在設(shè)計時應考慮到電路板承重因素，防止出現(xiàn)電路板承重不均的情況，避免由此引發(fā)的電路板變形等問題的出現(xiàn)；最后，由于一些元器件怕熱，如電容，對于這類元器件，在結(jié)構(gòu)布局時應使其原理熱源，并且容易散熱的位置，降低溫度對其造成的影響。

1．2 在電路板布線方面

在進行電路板布線設(shè)計時，應考慮到公共阻抗、高頻線路阻抗、線間串擾及高壓放電、噪聲因素、分布電容、分布電感、接地等因素，如果沒有通過合理的布局，對這些因素進行有效的控制，會出現(xiàn)干擾問題，影響到電子設(shè)備功效的實現(xiàn)。

1．3 在組件部件布局方面

組件布局的合理性，對于電路功效的實現(xiàn)有著比較大的影響，不合理的組件布局，還很可能造成電路之間出現(xiàn)相互干擾的問題。舉例來說，如果組件部件和電源變壓器之間的距離比較近，電源就會對其造成干擾，因此在組件布局時，需要考慮到地理位置布局。

1．4 元器件布局、電路板布線與組件部件布局三者相互影響方面

在進行結(jié)構(gòu)布局時，元器件布局時主動的，而電路板布線和組件部件布局都是被動的，通常元器件的布局是先進行的，而電路板布線以及組件部件布局則是在之后進行的，這樣的情況下可能會出現(xiàn)以下情況：元器件的布局是合理的，但是從電路板布線和組件布局的角度上來說存在不合理的問題，出現(xiàn)這種情況后，為了保證電路板布線和組件布局的合理性，需要對元器件的布局進行調(diào)整。所以，在進行元器件布局時，不能夠單純地考慮自身布局的合理性，還需要綜合考慮其和電路板布線和組件布局之間的關(guān)系，保證三者的合理性。

2 生產(chǎn)和檢修因素

在確保有利于功效實現(xiàn)的前提下，在進行電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時還需要考慮到生產(chǎn)和檢修方面的因素。

2．1 在元器件布局方面

為了保證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢修，在元器件布局方面應考慮到方便性、高效性和安全性方面的因素。在產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢修工作中，識別電路是一個必要的工作，因此在電路布局時應考慮這一因素，使電路易于識別；在元器件布局時，還需要考慮到焊接溫度不同的元器件，應分別布放在不同的焊接區(qū)，同時需要確保元器件之間不出現(xiàn)掩蔽效應；裝連方式也是元器件布局時應考慮的因素，不同的裝連方式對于元器件之間的距離要求也是不同的；在產(chǎn)品的檢修過程中，可能要進行電路的拆卸、檢測、更換以及調(diào)試等，因此在進行元器件的布局時，需要將生產(chǎn)和檢修的方便以及高效等考慮進去；最后，安全性是保證電子產(chǎn)品能否正產(chǎn)該工作的重要因素，如果元器件的布局不合理，或者是布局太過密集，在生產(chǎn)和檢修過程中，短路和碰撞事故等問題出現(xiàn)的可能性就會增大，影響到安全性，因此安全性是元器件布局時需要考慮的重要因素。

2．2 在電路板布線方面

（1）應考慮制造和檢修能力。在進行電路板的布線時，電路板的制造工藝和檢修水平直接決定了布線的疏密，舉例來說，采用物理雕刻的方式，要比化學蝕刻的方式制造線距要大，因此，在布線時要基于生產(chǎn)條件和檢修能力。

（2）應考慮元器件安裝和組裝板檢修能力。元器件的安裝方式、焊接工藝水平以及貼裝方式等也會對布線的疏密造成一定的影響，舉例來說，如果布線越密集，那么對焊接工藝水平的要求也就越高；另外，檢測和維修技術(shù)也會影響到布線的疏密，如果采用普通的手工檢測，那么就需要較大的線距，而通采用針床檢測則要求的線距就小的多。如果布線過于密集，那么相應的元器件的布局也就會比較密集，在這樣的情況下，元器件拆裝的難度也就會比較大，因此，元件器的安裝以及檢修能力等都是布線時需要考慮的重要因素。

2．3 在組件部件連接方面

電子產(chǎn)品的組裝和檢修效率會受到連接線的種類以及方式的影響。舉例來說，如果采用排線連接的方式，會比采用單線連接的方式更加快捷，能夠顯著地提高生產(chǎn)效率。此外，連接線的走向、鋪設(shè)空間以及固定方式等都會對生產(chǎn)和檢修造成影響，在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時也需要考慮這方面的因素。

2．4 在組件部件模塊細分程度及其布局方面

電路模塊細劃分的越細，那么在進行產(chǎn)品的檢修、調(diào)試和維修時就越便捷，但是這樣則會增加組裝的難度，因此，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應根據(jù)實際情況，選擇合適的細分程度。此外，還需要考慮組件的布局因素，在設(shè)計時應考慮到其是否能夠進行高效率的生產(chǎn)、檢修是否便捷等，同時還需要考慮現(xiàn)有生產(chǎn)線是否能夠完成實際的制作工作等。

3 使用因素

歸根到底，電子產(chǎn)品被設(shè)計出來是給人使用的，實際的使用體驗是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就應該將使用因素考慮進去。

3．1 安全方面

電子產(chǎn)品的安全性是非常重要的，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須要考慮到安全因素，具體包括觸電因素、機械損害因素、輻射因素、過熱高溫、防火、防爆因素運輸、撤收和貯存安全因素、產(chǎn)品自身安全因素等，通過綜合考慮各方面的安全風險，做好相應的預防措施，保證電子產(chǎn)品的使用安全性。以產(chǎn)品自身安全因素為例，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如果存在組件部件間距太小的情況，那么就比較容易出現(xiàn)電路之間放電的問題，進而會導致出現(xiàn)短路的情況，因此在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，布局應保證有足夠的電氣安全距離?？偠灾?，在進行電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮到各種影響安全的因素，并且對其進行有效的預防。

3．2 在操作和攜帶方面

電子產(chǎn)品主要是給人使用的，為了提高人們的使用體驗，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應考慮操作、攜帶等因素。在操作因素方面，面板控件等應和人們的習慣保持一致，從而使使用者可以舒適、高效地使用。此外，雖然有一些電子產(chǎn)品有固定的工作場地，但是很多電子產(chǎn)品都需要進行攜帶，那么在設(shè)計時就需要考慮方便攜帶的因素，在設(shè)計這類產(chǎn)品時要盡可能體積小，并且構(gòu)件輕巧，外形便于攜帶。

3．3 在拆卸和安裝方面

一些電子產(chǎn)品，在使用時需進行拆卸和安裝操作，舉例來說，臺式電腦就需要進行拆卸和組裝，需要保證這一過程的方便、可靠，這也是在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要考慮的。

3．4 在機殼接口方面

很多的電子產(chǎn)品是有外接件或者是附屬件的，在進行這類電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮到這些因素，最好使外接口具有標準、通用的特點，方便人們的使用。

3．5 在防護方面

為了保證電子產(chǎn)品的性能以及使用壽命，在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時應做好防護設(shè)計，包括防水防潮、防灰塵和防腐蝕等。舉例來說，如果水分子進入電子產(chǎn)品，那么會降低電子產(chǎn)品的絕緣性，可能導致設(shè)備出現(xiàn)霉腐蝕的問題，甚至導致設(shè)備失效、引發(fā)觸電事故等，所以做好相關(guān)防護設(shè)計非常重要。

3．6 在美觀方面

在電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還應考慮到美觀方面的因素，具體來說，包括內(nèi)部美觀和外部美觀。在內(nèi)部美觀方面，應做好電路板的美觀設(shè)計，在電路板裝配完成后，需要確保元器件保持有序排列，各類元器件保持結(jié)構(gòu)的緊湊，使整體的布局保持美觀。各組件部件以及連接線等也應保持有序，整齊美觀。在外部美觀方面，應保證產(chǎn)品在外觀造型、控制件的布局、工藝、材料、裝飾和色彩上體現(xiàn)出美感。

4 結(jié)語

在進行電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時應考慮到多方面因素，在確保產(chǎn)品功效和安全的前提下，最大程度上提高產(chǎn)品的使用性能，盡可能地使產(chǎn)品容易維修，提高使用者的使用體驗。此外，在設(shè)計時還應將成本、資源和環(huán)保等因素考慮進來，在具體的電子產(chǎn)品設(shè)計時，還應結(jié)合實際情況進行具體分析。