在手機等電子產品的機構設計上,須要進行衝擊實驗或掉落實驗,以便改善產品的耐用性。通常這類測試是以實際產品進行各種方式的撞擊與摔落,從產品實際的損壞狀況作為改善設計的依據。這種實驗的缺點在於耗時,費用也較昂貴,而且有時不易找出真正的損壞原因。因此以軟體進行模擬實驗的工具便應運而生。
日前在一場由勢流科技舉辦的電子暨通訊產品結構分析研討會中,諾基亞TDMA機構部門資深工程師吳怡說明了電子產品摔落模擬測試技術趨勢。隨後並在專訪中指出,摔落與撞擊模擬實驗起初是由航太工業與汽車工業開始發展,以便取代昂貴的實體實驗。目前已開始初步導入電子產業,大多用於手機、筆記型電腦、PDA等產品的機構測試上。此外也用於個人電腦的包裝設計上,以便降低運送折損率。
吳怡表示,這類的衝擊實驗,早期都是採用實機摔落,或憑模具師傅的經驗判定。實體實驗不僅相當麻煩,且只能在產品設計的晚期進行,同時,即使發現問題,往往也無法找出解決之道。導入電腦模擬軟體的優點,則在於可以提早介入設計工作,提早發現問題。觀察手機中容易因衝擊而損壞的零件,則以液晶螢幕、硬碟,以及採用BGA封裝方式的晶片為主。液晶螢幕與硬碟本身都是極為脆弱的零件,而採用BGA封裝的晶片則是容易在受到摔落衝擊時,導致接腳斷開。
吳怡指出,目前主流的模擬軟體之一是LS-Dyna,早期由美國政府用於武器設計,1980年代汽車業開始試用,至1988年則成為商用軟體。
衝擊實驗模擬軟體導入電子產業則是近十年的事,目前摩托羅拉與諾基亞等手機大廠都已引進模擬實驗,其中,諾基亞已在部分產品的設計流程中使用模擬軟體全程追蹤,以便隨時發現機構設計上的問題。吳怡表示,在模擬軟體發展過程中,電腦價格下降,以及運算能力的提升都是促成普及化的原因。
導入電腦模擬的其中一項目的,在於縮短產品設計週期。不過吳怡也表示,由於電子產品的設計過程中有許多複雜因素,結構只是諸多問題的其中一項,單憑電腦模擬衝擊實驗,並不能解決所有問題,因此事實上目前並未出現因導入模擬實驗而明顯縮短產品設計週期的案例,問題的解決,仍須設計工程師與模擬測試工程師合力進行。