电子设备结构设计重要因素探讨

（北京兆维电子（集团）有限责任公司，北京 100015）

当前，电子产品在人们生活中起到的作用越来越重要，其功能也越来越多样化。设计人员通过原理性设计来定制电子产品的功能，而要实现这些功能，还需要结构性设计的配合，通过结合这两方面的设计，才能够使电子产品获得想要的功能，因此在电子产品的设计中，设计人员需要综合性地考虑这些因素，但是一些设计人员，在进行产品功能设计时，没有充分考虑结构性设计因素，导致产品预订的功能无法实现，同时给产品的生产、使用寿命、经济效益等方面带来不利影响，基于这种情况，本文对电子产品设计中的重要因素进行了探讨。

1 功效实现因素

电子产品的功效能否实现，和其内部结构是否合理有着密切的关系。要使产品能够达到预定的设计效果，需要对结构布局方面的因素进行全面的考虑，具体包括几下几方面：

1．1 在元器件布局方面

首先，元器件之间可能会存在相互干扰的问题，因此在结构布局时应考虑到电磁兼容性因素；其次，元器件的质量是由电路板来承载的，因此在设计时应考虑到电路板承重因素，防止出现电路板承重不均的情况，避免由此引发的电路板变形等问题的出现；最后，由于一些元器件怕热，如电容，对于这类元器件，在结构布局时应使其原理热源，并且容易散热的位置，降低温度对其造成的影响。

1．2 在电路板布线方面

在进行电路板布线设计时，应考虑到公共阻抗、高频线路阻抗、线间串扰及高压放电、噪声因素、分布电容、分布电感、接地等因素，如果没有通过合理的布局，对这些因素进行有效的控制，会出现干扰问题，影响到电子设备功效的实现。

1．3 在组件部件布局方面

组件布局的合理性，对于电路功效的实现有着比较大的影响，不合理的组件布局，还很可能造成电路之间出现相互干扰的问题。举例来说，如果组件部件和电源变压器之间的距离比较近，电源就会对其造成干扰，因此在组件布局时，需要考虑到地理位置布局。

1．4 元器件布局、电路板布线与组件部件布局三者相互影响方面

在进行结构布局时，元器件布局时主动的，而电路板布线和组件部件布局都是被动的，通常元器件的布局是先进行的，而电路板布线以及组件部件布局则是在之后进行的，这样的情况下可能会出现以下情况：元器件的布局是合理的，但是从电路板布线和组件布局的角度上来说存在不合理的问题，出现这种情况后，为了保证电路板布线和组件布局的合理性，需要对元器件的布局进行调整。所以，在进行元器件布局时，不能够单纯地考虑自身布局的合理性，还需要综合考虑其和电路板布线和组件布局之间的关系，保证三者的合理性。

2 生产和检修因素

在确保有利于功效实现的前提下，在进行电子产品的结构设计时还需要考虑到生产和检修方面的因素。

2．1 在元器件布局方面

为了保证产品的结构设计有利于产品的生产和检修，在元器件布局方面应考虑到方便性、高效性和安全性方面的因素。在产品的生产和检修工作中，识别电路是一个必要的工作，因此在电路布局时应考虑这一因素，使电路易于识别；在元器件布局时，还需要考虑到焊接温度不同的元器件，应分别布放在不同的焊接区，同时需要确保元器件之间不出现掩蔽效应；装连方式也是元器件布局时应考虑的因素，不同的装连方式对于元器件之间的距离要求也是不同的；在产品的检修过程中，可能要进行电路的拆卸、检测、更换以及调试等，因此在进行元器件的布局时，需要将生产和检修的方便以及高效等考虑进去；最后，安全性是保证电子产品能否正产该工作的重要因素，如果元器件的布局不合理，或者是布局太过密集，在生产和检修过程中，短路和碰撞事故等问题出现的可能性就会增大，影响到安全性，因此安全性是元器件布局时需要考虑的重要因素。

2．2 在电路板布线方面

（1）应考虑制造和检修能力。在进行电路板的布线时，电路板的制造工艺和检修水平直接决定了布线的疏密，举例来说，采用物理雕刻的方式，要比化学蚀刻的方式制造线距要大，因此，在布线时要基于生产条件和检修能力。

（2）应考虑元器件安装和组装板检修能力。元器件的安装方式、焊接工艺水平以及贴装方式等也会对布线的疏密造成一定的影响，举例来说，如果布线越密集，那么对焊接工艺水平的要求也就越高；另外，检测和维修技术也会影响到布线的疏密，如果采用普通的手工检测，那么就需要较大的线距，而通采用针床检测则要求的线距就小的多。如果布线过于密集，那么相应的元器件的布局也就会比较密集，在这样的情况下，元器件拆装的难度也就会比较大，因此，元件器的安装以及检修能力等都是布线时需要考虑的重要因素。

2．3 在组件部件连接方面

电子产品的组装和检修效率会受到连接线的种类以及方式的影响。举例来说，如果采用排线连接的方式，会比采用单线连接的方式更加快捷，能够显著地提高生产效率。此外，连接线的走向、铺设空间以及固定方式等都会对生产和检修造成影响，在进行产品结构设计时也需要考虑这方面的因素。

2．4 在组件部件模块细分程度及其布局方面

电路模块细划分的越细，那么在进行产品的检修、调试和维修时就越便捷，但是这样则会增加组装的难度，因此，在进行结构设计时应根据实际情况，选择合适的细分程度。此外，还需要考虑组件的布局因素，在设计时应考虑到其是否能够进行高效率的生产、检修是否便捷等，同时还需要考虑现有生产线是否能够完成实际的制作工作等。

3 使用因素

归根到底，电子产品被设计出来是给人使用的，实际的使用体验是决定产品质量的关键因素，因此在进行结构设计时，就应该将使用因素考虑进去。

3．1 安全方面

电子产品的安全性是非常重要的，在进行结构设计时必须要考虑到安全因素，具体包括触电因素、机械损害因素、辐射因素、过热高温、防火、防爆因素运输、撤收和贮存安全因素、产品自身安全因素等，通过综合考虑各方面的安全风险，做好相应的预防措施，保证电子产品的使用安全性。以产品自身安全因素为例，在进行结构设计时，如果存在组件部件间距太小的情况，那么就比较容易出现电路之间放电的问题，进而会导致出现短路的情况，因此在进行结构设计时，布局应保证有足够的电气安全距离。总而言之，在进行电子产品的结构设计时，要考虑到各种影响安全的因素，并且对其进行有效的预防。

3．2 在操作和携带方面

电子产品主要是给人使用的，为了提高人们的使用体验，在进行结构设计时应考虑操作、携带等因素。在操作因素方面，面板控件等应和人们的习惯保持一致，从而使使用者可以舒适、高效地使用。此外，虽然有一些电子产品有固定的工作场地，但是很多电子产品都需要进行携带，那么在设计时就需要考虑方便携带的因素，在设计这类产品时要尽可能体积小，并且构件轻巧，外形便于携带。

3．3 在拆卸和安装方面

一些电子产品，在使用时需进行拆卸和安装操作，举例来说，台式电脑就需要进行拆卸和组装，需要保证这一过程的方便、可靠，这也是在进行产品结构设计时需要考虑的。

3．4 在机壳接口方面

很多的电子产品是有外接件或者是附属件的，在进行这类电子产品的结构设计时，需要考虑到这些因素，最好使外接口具有标准、通用的特点，方便人们的使用。

3．5 在防护方面

为了保证电子产品的性能以及使用寿命，在进行产品结构设计时应做好防护设计，包括防水防潮、防灰尘和防腐蚀等。举例来说，如果水分子进入电子产品，那么会降低电子产品的绝缘性，可能导致设备出现霉腐蚀的问题，甚至导致设备失效、引发触电事故等，所以做好相关防护设计非常重要。

3．6 在美观方面

在电子产品的结构设计时，还应考虑到美观方面的因素，具体来说，包括内部美观和外部美观。在内部美观方面，应做好电路板的美观设计，在电路板装配完成后，需要确保元器件保持有序排列，各类元器件保持结构的紧凑，使整体的布局保持美观。各组件部件以及连接线等也应保持有序，整齐美观。在外部美观方面，应保证产品在外观造型、控制件的布局、工艺、材料、装饰和色彩上体现出美感。

4 结语

在进行电子产品结构设计时应考虑到多方面因素，在确保产品功效和安全的前提下，最大程度上提高产品的使用性能，尽可能地使产品容易维修，提高使用者的使用体验。此外，在设计时还应将成本、资源和环保等因素考虑进来，在具体的电子产品设计时，还应结合实际情况进行具体分析。