关于电子产品结构设计的相关问题探讨

申九菊

（河南工业贸易职业学院，河南 郑州 450000）

在我国社会经济高速发展的时代背景下，电子产品已经广泛应用于人们的生活和工作中。受到电子产品本身的特点影响，在结构设计时更多的是将可靠性、安全性作为设计的要点。在电子产品设计和生产加工技术越来越成熟的背景下，在结构设计时，考虑的因素就有所延展，设计要点也不再局限于产品本身所能够创造的经济效益，而是更加关注产品在使用过程中的社会效益和环境效益。结构设计师的人性化理念和社会化理念更加突出，会考虑到厂家在生产制造时的便利性，考虑到产品在使用过程中给用户带来的体验，考虑到产品在报废后可能对环境产生的影响，这些都是在电子产品性能不断提升的基础上进一步衍生出来的结构设计理念，既能够提高电子产品的附加值，又能够给用户带来全新的使用体验。

1 电子产品优化结构设计的必要性

（1）保障产品本身的性能。随着我国科学技术的快速发展，电子产品的数量和种类不断增加，不仅为人们的生活提供了便捷，同时，也对我国经济的发展做出了重要的贡献。根据电子产品的用途不同，其所具有的功能也不相同。在电子产品设计过程中，融合了多项先进的技术。电子产品的结构一般比较复杂，各元件的精密度较高，体积越小的电子产品，元器件结构的密度越大，由此增加了结构设计的难度。电子产品运行的安全性和精密性会受到外界环境的影响，环境的温度、湿度、压力以及电磁干扰等，都会对电子产品产生不同程度的影响，所以在结构设计时，应该充分考虑外界因素对电子产品本身可能产生的影响。电子产品结构上的精密性较强，且有极高的精确性，能够为用户提供精确的服务。电子产品本身的性能特点决定了需要不断优化结构设计，才能够为性能的提升提供更加有力的保障。

（2）提高产品的市场竞争力。随着人们对电子产品需求量的增加，电子产品制造企业也越来越多，市场竞争愈发激烈，为了能够在激烈的市场竞争中占有更多的市场份额，不仅需要提升产品本身的功能，还需要从结构设计方面不断地优化提升。因为电子产品的功能研发需要的周期相对较长，难度相对更大，所以对于具有同等功能的电子产品而言，结构设计更突出的电子产品显然会更能够满足用户的需求。电子产品的使用寿命越长，产品本身的性价比会越高。在产品使用过程中，如果出现故障需要维修时，结构设计模式更利于维修的产品显然会更容易提高用户的满意度。除此之外，电子产品外形的美观度，对于使用环境的温度和压力范围，是否具有防水性能，使用材料的环保性和抗辐射性等，这些都是影响用户购买电子产品的因素。如果在结构设计方面不断地优化提升，在保证产品本身功能的基础上，更多地从用户需求和社会环保的需求出发，提升用户的满意度，才能够提高产品的市场竞争力。

2 电子产品结构设计中应该考虑的要素

（1）便于生产和维修。生产和维修是电子产品结构设计应该考虑的首要问题，结构设计是否便于大批量、规模化生产，直接关系到产品的生产效率，而结构设计是否便于对产品的维护和检测，关系到用户使用的满意度，所以在结构设计阶段，应该尽量从生产和维修的角度出发，考虑采用何种结构设计模式。从生产的角度出发，尽量遵循通用性原则，减少特殊零部件的使用数量，尽量使用标准化、规格化、模块化的零部件和尺寸系列，尺寸和公差系列采用国家标准，既能够便于生产，又能够提高元器件的互换性，便于维修。从电子产品生产加工工艺的角度出发，对于生产工艺、使用材料、连接方式、形状、位置、尺寸等元素，以便于自动化生产为原则。从产品维修监测角度出发，结构设计时，应该充分考虑在产品需要检测时的便利性、结构的打开和拆卸方式、元器件的更换、检测仪器的使用等，为后期的维修检测提供便利。

（2）延长电子产品的使用寿命。电子产品的使用寿命越长，用户购买的意愿就会越高，所以，提高电子产品的使用寿命是结构设计时应该考虑的问题。首先，应该根据电子产品的使用环境以及功能选择适宜的材料，确保材料的持久性，能够在复杂的环境中保持一定的可靠性。其次，提高结构设计的精密性，防止因为温度、湿度、压力、电磁干扰等因素而影响产品内部元器件的使用性能。再次，优化散热设计。根据产品的运行特征选择自然冷却、强迫冷却和风管传热等方式，尤其是注意对发热量大元件的位置设计，根据允许温升和热流密度确定合适的散热方式和散热器结构，合理布置进气孔和排气孔。

（3）提高电子产品防水性能。因为电子产品的精密性较强，且其中有很多的电子元件对环境的敏感性较强，如果产品内部有水进入，可能会导致电子产品失效，且影响产品的使用寿命。所以在电子产品结构设计时，可提高防水性能，根据产品的使用环境不同，可以设定不同的防水等级。材料是防水性能设计需要考虑的重要问题，通过对材料进行防水性能试验选择适宜的材料。为了提高电子产品防水结构设计的效果，应该对不同条件下开展模拟实验，最终确定防水结构设计的方式。一般情况下，防水设计方式有防水圈式、止口式、二次啤塑式、超声波式、电路密封绝缘式等，每种设计方式都有各自的优缺点，所以在实际选用何种结构设计方式时，应该根据电子产品的用途，使用环境以及防水等级选择适宜的防水设计方式，既能够保证产品的使用性能，又能够达到最佳的防水效果。

（4）优化造型设计。对于电子产品的造型设计，主要是从使用者的需求出发，保证外形美观、便于操作、安全舒适等。对于日常生活中使用的电子产品，可以从用户的使用习惯考虑造型设计，尤其是手持式电子产品，造型上便于手持和操作，主要是产品的形状、按键和触摸屏等部分的设计，要充分考虑到用户的使用感受。对于工业生产和航空航天等特殊领域的电子产品，外观设计要与整体结构保持协调性，便于工作人员操作，同时，还要根据使用环境加强抗温抗压设计，提高产品的安全性。

（5）防电磁干扰设计。电子产品在运行电磁波和电子元件作用后会产生干扰现象，对电子产品周围的其他电子产品造成干扰，从而影响其他电子产品的精准度。尤其是对于生产加工和航天航空等领域中的电子产品而言，对数据的精准度有较高的要求，在受到电磁干扰后，会直接影响工作性能，所以在电子产品的结构设计时，应该考虑到防电磁干扰。可以选择具有较强抗干扰性能的壳体结构，并且保证壳体有良好的接地和正确接地点，尽量减小壳体开孔面积，合理布置孔的位置和数量，选用屏蔽性能好的孔形。还要选择适宜的屏蔽材料，同时，做好电子产品之间的位置布置。

（6）可靠性设计。可靠性是电子产品设计中需要重点考虑的因素，电子产品的可靠程度是指产品在限定的时间内和规定使用条件基础上完成技术指标的任务，可靠程度越高，性价比就越高。所以在结构设计时，应该从产品的性能出发，对于整体结构布局以及内部结构设计都能够保证产品性能的可靠运行，避免因为布局不合理而产生相互干扰。提高电子产品的防腐蚀性能，选择耐腐蚀材料，优化结构设计形式，避免小孔、缝隙和积水结构。对于使用过程中摩擦较为频繁的部位，可尽量选用防锈材料或者在局部添加防锈材料。在保证产品可靠性的基础上，还应该考虑环保性要求，尤其是在产品报废后，尽量降低对环境的污染，所以尽量选择对环境无害的材料以及拆解后能够循环利用的材料。

3 结语

在我国电子技术、信息技术、网络技术等快速发展的背景下，电子产品更新换代的速度越来越快，每次研发的新产品都会在技术层面和结构设计层面有全新的突破，既推动了电子产品行业的发展，又满足了广大用户的使用需求。电子产品的结构设计虽然对产品本身的功能并没有太大的影响，但是在保证基本功能的基础上，通过更加人性化的结构设计，却能够刺激用户产生更加强烈的购买欲望，从而满足用户的精神需求，增加电子产品的市场竞争力。相对于技术层面的设计而言，电子产品的结构设计提供给设计师的发挥空间更大，在同等技术参数的电子产品中，结构设计更突出的产品显然会更得到用户的青睐。