CN108320642A - 电子器件及其制作方法与面包板电路模型 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子器件及其制作方法与面包板电路模型。本发明的电子器件包括：PCB板、焊接于PCB板上的元器件与导电磁体、包覆于所述PCB板、元器件以及导电磁体外表面的塑胶外壳，所述导电磁体的一端暴露于所述塑胶外壳外。本发明的电子器件能够利用磁性吸引的方式实现电子器件与面包板的连接，提升了电子器件与面包板的电性连接的稳定性，避免出现接触不良现象，同时，该电子器件易于拾取，易于插接。本发明的面包板电路模型包括上述电子器件，学生在使用该面包板电路模型进行电路搭接实验时更容易操作，并且不易出现接触不良的现象，另外，利用磁性吸引的方式实现电子器件与面包板的连接还能够增加实验的趣味性。

Description

电子器件及其制作方法与面包板电路模型

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种电子器件及其制作方法与面包板电路模型。

背景技术

面包板(也称万用线路板或集成电路实验板)由于板子上有很多小插孔，很像面包中的小孔，因此得名。面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的，由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。

现有一种面包板电路模型包括面包板以及与其配合使用的电子元器件，该面包板电路模型可作为学习产品使用来进行电路趣味DIY搭接，方便学生学习和掌握硬件基本电路知识。

图1为现有的一种面包板电路模型300的结构示意图，图1中的面包板100通过右侧的连接器110接入电源，面包板100上的矩阵接口120可以用于电子元器件200插接。如图1所示，学生可以将电子元器件200的引脚插入面包板100上的矩阵接口120中，实现电路搭接，进而验证电子电路原理。具体的，图1中展示的电子元器件200包括两个色环电阻，当然学生还可以将电容或者发光二极管本体等其它电子元器件200插入面包板100中，进行电路实验。

然而，现有的面包板电路模型300存在如下问题：

1)现有的面包板电路模型300中，电子元器件200与面包板100的电性连接不稳定，现有的电子元器件200与面包板100的电性连接方式通常是引脚插入形式，利用弹片过盈配合接触导通电路，然而，这种电性连接方式容易出现由于面包板100内部的弹片夹合不紧导致的接触不良问题，有可能在学生使用的时候产生信息误导。

2)无论是色环电阻还是电容等电子元器件200的尺寸一般都偏小，且形状各异，不方便手动抓取，并且将这些尺寸偏小并且形状各异的电子元器件200插入面包板100中也不是很方便。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种电子器件，能够提升电子器件与面包板的电性连接的稳定性，避免出现接触不良现象，同时，该电子器件易于拾取，且易于插接；进一步的，还提供一种上述电子器件的制作方法以及包含上述电子器件的面包板电路模型。

为解决以上技术问题，本发明首先提供一种电子器件的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供PCB板、元器件以及未充磁的导电磁体，将所述元器件与导电磁体分别焊接于所述PCB板上，得到待注塑器件；

步骤2、对所述待注塑器件进行注塑包胶工艺，在所述待注塑器件的外表面形成塑胶外壳，所述导电磁体的一端暴露于所述塑胶外壳外，得到待充磁器件；

步骤3、对所述待充磁器件中的导电磁体进行充磁，得到电子器件。

具体的，所述步骤1中，所述PCB板上设有第一通孔；所述导电磁体包括柱状本体以及与柱状本体的一端相连的膨大端部；

将所述导电磁体焊接至所述PCB板上后，所述膨大端部位于所述第一通孔外侧，所述柱状本体贯穿所述第一通孔，并且所述柱状本体上远离所述膨大端部的一端暴露于所述第一通孔外。

具体的，采用表面贴装工艺实现所述元器件、导电磁体与所述PCB板之间的焊接，所述导电磁体的膨大端部上与柱状本体相连的一侧焊接于所述PCB板表面；

采用表面贴装工艺实现所述元器件、导电磁体与所述PCB板之间的焊接的步骤包括：

步骤11、在所述PCB板上的位于所述第一通孔周围的区域以及元器件预定焊接区域上涂覆焊膏；

步骤12、将所述元器件贴附于所述元器件预定焊接区域的焊膏上，将所述导电磁体贴附于所述第一通孔周围的焊膏上；

步骤13、对所述焊膏进行加热熔化，冷却后，所述元器件与导电磁体分别焊接于所述PCB板上，得到待注塑器件。

所述导电磁体包括磁性材料本体以及包覆于磁性材料本体外表面的导电材料层。

优选的，所述塑胶外壳上设有暴露出所述导电磁体部分区域的第二通孔。

本发明还提供一种电子器件，包括：PCB板、焊接于PCB板上的元器件与导电磁体、包覆于所述PCB板、元器件以及导电磁体外表面的塑胶外壳，所述导电磁体的一端暴露于所述塑胶外壳外。

具体的，所述PCB板上设有第一通孔；所述导电磁体包括柱状本体以及与柱状本体的一端相连的膨大端部；

所述膨大端部位于所述第一通孔外侧，所述柱状本体贯穿所述第一通孔，并且所述柱状本体上远离所述膨大端部的一端暴露于所述第一通孔外。

具体的，所述导电磁体包括磁性材料本体以及包覆于磁性材料本体外表面的导电材料层。

优选的，所述塑胶外壳上设有暴露出所述导电磁体部分区域的第二通孔。

本发明还提供一种面包板电路模型，包括如上文所述的电子器件以及面包板；

所述面包板上设有插孔，所述插孔的底部设有导磁导电材料，所述电子器件中的导电磁体可以插入所述插孔中实现电路连接。

本发明的有益效果：本发明的电子器件的制作方法制程难度低，易于实现，制得的电子器件能够利用磁性吸引的方式实现电子器件与面包板的连接，提升了电子器件与面包板的电性连接的稳定性，避免出现接触不良现象，同时，该电子器件易于拾取，易于插接。本发明的面包板电路模型包括上述电子器件，由于该面包板电路模型中的电子器件易于拾取，易于插接，因此学生在使用该面包板电路模型进行电路搭接实验时更容易操作，并且不易出现接触不良的现象，另外，利用磁性吸引的方式实现电子器件与面包板的连接还能够增加实验的趣味性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为现有的一种面包板电路模型的立体结构示意图；

图2为本发明的电子器件的制作方法的流程图；

图3为本发明的电子器件的制作方法步骤1提供的PCB板的立体结构示意图；

图4为本发明的电子器件的制作方法步骤1提供的导电磁体的剖视示意图；

图5为本发明的电子器件的制作方法步骤1中在拼板上对PCB板进行排样并涂布焊膏的示意图；

图6为本发明的电子器件的制作方法步骤1制得的待注塑器件的结构示意图；

图7为本发明的电子器件的制作方法步骤2制得的待充磁器件以及步骤3制得的电子器件的立体结构示意图；

图8为本发明的电子器件的制作方法步骤2制得的待充磁器件以及步骤3制得的电子器件的剖视示意图；

图9a为本发明的面包板电路模型的第一实施例的立体结构示意图；

图9b为本发明的面包板电路模型的第二实施例的立体结构示意图；

图9c为本发明的面包板电路模型的第三实施例的立体结构示意图。

主要元件符号说明：

10-PCB板；11-第一通孔；12-板体；13-凸出部；20-元器件；30-导电磁体；31-柱状本体；32-膨大端部；35-磁性材料本体；36-导电材料层；40-待注塑器件；50-塑胶外壳；52-第二通孔；41-待充磁器件；60-电子器件；70-面包板；71-插孔；72-导磁导电材料；80-拼板；81-焊膏；90-面包板电路模型。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行详细描述。

请参阅图2，本发明首先提供一种电子器件的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、请参阅图3至图6，提供PCB板10、元器件20以及未充磁的导电磁体30，将所述元器件20与导电磁体30分别焊接于所述PCB板10上，得到待注塑器件40。

步骤2、请参阅图7与图8，对所述待注塑器件40进行注塑包胶工艺，在所述待注塑器件40的外表面形成塑胶外壳50，所述导电磁体30的一端暴露于所述塑胶外壳50外，得到待充磁器件41。

步骤3、请参阅图7与图8，对所述待充磁器件41中的导电磁体30进行充磁，得到电子器件60。

具体的，如图3所示，所述PCB板10上设有第一通孔11；如图4所示，从所述导电磁体30的整体结构来看，所述导电磁体30包括柱状本体31以及与柱状本体31的一端相连的膨大端部32，使得所述导电磁体30的截面呈T型，方便插入所述PCB板10的第一通孔11中进行焊接。

具体的，所述第一通孔11的横截面形状为圆形(如图3所示)或者正多边形，所述第一通孔11的横截面形状与所述柱状本体31的横截面形状相同，所述柱状本体31的横截面面积略小于所述第一通孔11的横截面面积，所述膨大端部32的面积大于所述第一通孔11的横截面面积。

一般情况下，所述PCB板10上焊接的导电磁体30的数量与所述PCB板10上的第一通孔11的数量相同，所述元器件20的数量不限。

通常情况下，所述PCB板10上焊接的导电磁体30的数量为2个或者3个，所述导电磁体30相当于所述电子器件60的引脚，所述导电磁体30的个数为2个时，所述电子器件60为2Pin(引脚)器件，所述导电磁体30的个数为3个时，所述电子器件60为3Pin(引脚)器件。

具体的，如图6所示，所述步骤1中，将所述导电磁体30焊接于所述PCB板10上后，所述膨大端部32位于所述第一通孔11外侧，所述柱状本体31贯穿所述第一通孔11，并且所述柱状本体31上远离所述膨大端部32的一端暴露于所述第一通孔11外。

具体的，所述步骤1中，采用表面贴装工艺实现所述元器件20、导电磁体30与所述PCB板10之间的焊接，所述导电磁体30的膨大端部32上与柱状本体31相连的一侧焊接于所述PCB板10表面。优选的，采用SMT自动贴片机实现所述元器件20、导电磁体30与所述PCB板10之间的焊接。

具体的，所述步骤1中，采用表面贴装工艺实现所述元器件20、导电磁体30与所述PCB板10之间的焊接的步骤包括：

步骤11、请参阅图5，在所述PCB板10上的位于所述第一通孔11周围的区域以及元器件预定焊接区域上涂覆焊膏81；

步骤12、将所述元器件20贴附于所述元器件预定焊接区域的焊膏81上，将所述导电磁体30贴附于所述第一通孔11周围的焊膏81上；

步骤13、对所述焊膏81进行加热熔化，冷却后，所述元器件20与导电磁体30分别焊接于所述PCB板10上，得到待注塑器件40。

具体的，所述步骤13中，采用回流焊接工艺对所述焊膏81进行加热熔化。

具体的，请参阅图5，所述步骤11之前，还设有将多个PCB板10排列于拼板80上进行排样的步骤。

具体的，所述步骤13之后，可以将所有待注塑器件40分别从拼板80上拆掉(如图6所示)，然后单独对每一个待注塑器件40进行注塑包胶工艺，也可以将拼板80拆分为多个注塑单元，每个注塑单元包括多个待注塑器件40，之后分别针对每个注塑单元进行注塑包胶工艺，最后将制得的电子器件60从每个注塑单元中的拼板80上拆掉。

具体的，如图4所示，从所述导电磁体30的材料组成来看，所述导电磁体30包括磁性材料本体35以及包覆于磁性材料本体35外表面的导电材料层36。

优选的，如图7与图8所示，所述塑胶外壳50上设有暴露出所述导电磁体30部分区域的第二通孔52，这样一个电子器件60中的导电磁体30可以插入另一个电子器件60的第二通孔52中，与另一个电子器件60中的导电磁体30实现电性连接，从而利用第二通孔52实现多个电子器件60之间的桥接。

具体的，所述第二通孔52至少暴露出所述膨大端部32上远离所述柱状本体31一侧的部分区域，所述柱状本体31上远离所述膨大端部32的一端暴露于所述塑胶外壳50外。

具体的，所述塑胶外壳50的作用在于保护元器件20、导电磁体30及PCB板10，提升以上各部件的使用寿命，并且可以增大电子器件60的体积，使其易于抓取，另外，还能够制作成各种颜色各种形状的外壳，以美化电子器件60的外观，提升电路实验的趣味性。

具体的，如图7与图8所示，所述第二通孔52包括靠近所述导电磁体30一侧的柱形孔以及远离所述导电磁体30一侧的锥形孔，所述柱形孔与锥形孔相连通。

优选的，所述磁性材料本体35的材料为磁铁。

优选的，所述导电材料层36的材料为导电金属，如镍、金等具有高导电率的金属材料。

具体的，所述元器件20包括电阻、电容、发光二极管本体中的一种或多种。

具体的，如图3所示，所述PCB板10包括板体12以及与所述板体12相连的凸出部13，在所述PCB板10上焊接元器件20与导电磁体30时，在SMT贴装工艺的排样过程中，所述PCB板10能够利用所述凸出部13抵靠于拼板80上，并且相邻的PCB板10能够利用凸出部13相互抵靠在一起，起到将PCB板10固定于拼板80上的作用。

如图7与图8所示，在注塑包胶工艺中，所述塑胶外壳50完全包覆所述板体12，所述塑胶外壳50可以包覆或者不包覆所述凸出部13，当所述塑胶外壳50不包覆所述凸出部13时，后续可以将暴露于所述塑胶外壳50外部的凸出部13切割掉以提高电子器件60的美观度，当然也可以不对其进行切割。

如图3至图8所示，在制作相当于2Pin(引脚)器件的电子器件60时，所述板体12呈条形，所述PCB板10上的第一通孔11的数量为2个，该2个第一通孔11沿所述板体12的延伸方向分布于所述板体12的两端。

本发明通过将对所述导电磁体30进行充磁的步骤设置于焊接工艺与注塑包胶工艺之后，能够避免在焊接工艺中导电磁体30吸附于SMT自动贴片机上导致焊接失败，同时避免在注塑包胶工艺中导电磁体30吸附于模具上导致注塑失败，还能够避免焊接工艺与注塑包胶工艺中的高温环境对导电磁体30起到消磁作用。

请参阅图7与图8，基于上述电子器件的制作方法，本发明还提供一种电子器件60，包括：PCB板10、焊接于PCB板10上的元器件20与导电磁体30、包覆于所述PCB板10、元器件20以及导电磁体30外表面的塑胶外壳50，所述导电磁体30的一端暴露于所述塑胶外壳50外，用于插入面包板的插孔中实现电性连接。

具体的，如图3所示，所述PCB板10上设有第一通孔11；如图4所示，从所述导电磁体30的整体结构来看，所述导电磁体30包括柱状本体31以及与柱状本体31的一端相连的膨大端部32，使得所述导电磁体30的截面呈T型，方便插入所述PCB板10的第一通孔11中进行插件焊接。

具体的，所述第一通孔11的横截面形状为圆形(如图3所示)或者正多边形，所述第一通孔11的横截面形状与所述柱状本体31的横截面形状相同，所述柱状本体31的横截面面积略小于所述第一通孔11的横截面面积，所述膨大端部32的面积大于所述第一通孔11的横截面面积。

一般情况下，所述PCB板10上焊接的导电磁体30的数量与所述PCB板10上的第一通孔11的数量相同，所述元器件20的数量不限。

通常情况下，所述PCB板10上焊接的导电磁体30的数量为2个或者3个，所述导电磁体30相当于所述电子器件60的引脚，所述导电磁体30的个数为2个时，所述电子器件60为2Pin(引脚)器件，所述导电磁体30的个数为3个时，所述电子器件60为3Pin(引脚)器件。

具体的，如图6所示，所述膨大端部32位于所述第一通孔11外侧，所述柱状本体31贯穿所述第一通孔11，并且所述柱状本体31上远离所述膨大端部32的一端暴露于所述第一通孔11外。

具体的，所述元器件20、导电磁体30与所述PCB板10之间通过焊膏81焊接在一起，所述导电磁体30的膨大端部32上与柱状本体31相连的一侧焊接于所述PCB板10表面。

具体的，如图4所示，从所述导电磁体30的材料组成来看，所述导电磁体30包括磁性材料本体35以及包覆于磁性材料本体35外表面的导电材料层36。

优选的，如图7与图8所示，所述塑胶外壳50上设有暴露出所述导电磁体30部分区域的第二通孔52，所述第二通孔52能够实现多个电子器件60之间的桥接。

具体的，所述第二通孔52至少暴露出所述膨大端部32上远离所述柱状本体31一侧的部分区域，所述柱状本体31上远离所述膨大端部32的一端暴露于所述塑胶外壳50外。

具体的，如图7与图8所示，所述第二通孔52包括靠近所述导电磁体30一侧的柱形孔以及远离所述导电磁体30一侧的锥形孔，所述柱形孔与锥形孔相连通。

优选的，所述磁性材料本体35的材料为磁铁。

优选的，所述导电材料层36的材料为导电金属，如镍、金等具有高导电率的金属材料。

具体的，所述元器件20包括电阻、电容、发光二极管本体中的一种或多种。

具体的，如图3所示，所述PCB板10包括板体12以及与所述板体12相连的凸出部13。

如图3与图8所示，所述电子器件60为2Pin(引脚)器件时，所述板体12呈条形，所述PCB板10上的第一通孔11的数量为2个，所述2个第一通孔11沿所述板体12的延伸方向分布于所述板体12的两端，所述2个第一通孔11中分别插接一个导电磁体30。

请参阅图9a至图9c，基于上述电子器件60，本发明还提供一种面包板电路模型90，包括如上文所述的电子器件60以及面包板70；

所述面包板70上设有插孔71，所述插孔71的底部设有导磁导电材料72，所述电子器件60中的导电磁体30可以插入所述插孔71中实现电路连接。

具体的，所述面包板70上的插孔71的数量为多个(至少两个)，所述多个插孔71间隔设置。

进一步的，所述多个插孔71的排列方式与所述电子器件60中的导电磁体30的排列方式相适应，通常情况下，所述多个插孔71呈矩阵排列。

具体的，所述电子器件60上的导电磁体30与所述面包板70上的插孔71底部的导磁导电材料72通过磁性吸引的方式连接在一起，提高了电子器件60与面包板70之间的电性连接的稳定性，因此，学生在使用该面包板电路模型90进行电路搭接时不容易出现接触不良的现象，另外，电子器件60与面包板70之间的磁性吸引作用还增加了电路搭接过程中的趣味性。

具体的，由于所述电子器件60的塑胶外壳50上设有暴露出所述导电磁体30部分区域的第二通孔52，从而能够利用所述第二通孔52实现多个电子器件60之间的桥接以及多个电子器件60的层级堆叠，图9b展示了电子器件60在面包板70上堆叠使用的情况，图9c展示了电子器件60在面包板70上桥接使用的情况，如图9b与图9c所示，这种堆叠和桥接的方式相当于对面包板70的有效使用面积进行扩充，假设面包板70的面积为A，那么对电子器件60进行堆叠和桥接使用后，面包板70的最大有效使用面积可以达到N*A，其中N为电子器件60堆叠和桥接的层数，这就相当于把一块面包板当成多块面包板使用。

具体的，所述面包板电路模型90的使用电压通常为12V或者24V，电压非常低，因此在所述电子器件60上设置第二通孔52的方案并不会导致安全问题，所述面包板电路模型90的使用非常安全。

具体的，在如图9a所示的面包板电路模型90的第一实施例中，插接于面包板70上的电子器件60为两引脚器件；在如图9b所示的面包板电路模型90的第二实施例以及如图9c所示的面包板电路模型90的第三实施例中，插接于面包板70上的电子器件60包括两引脚器件与三引脚器件。

以上所述仅为本发明的较佳实施事例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供PCB板、元器件以及未充磁的导电磁体，将所述元器件与导电磁体分别焊接于所述PCB板上，得到待注塑器件；

步骤2、对所述待注塑器件进行注塑包胶工艺，在所述待注塑器件的外表面形成塑胶外壳，所述导电磁体的一端暴露于所述塑胶外壳外，得到待充磁器件；

步骤3、对所述待充磁器件中的导电磁体进行充磁，得到电子器件。

2.如权利要求1所述的电子器件的制作方法，其特征在于，所述PCB板上设有第一通孔；所述导电磁体包括柱状本体以及与柱状本体的一端相连的膨大端部；

将所述导电磁体焊接至所述PCB板上后，所述膨大端部位于所述第一通孔外侧，所述柱状本体贯穿所述第一通孔，并且所述柱状本体上远离所述膨大端部的一端暴露于所述第一通孔外。

3.如权利要求2所述的电子器件的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，采用表面贴装工艺实现所述元器件、导电磁体与所述PCB板之间的焊接，所述导电磁体的膨大端部上与柱状本体相连的一侧焊接于所述PCB板表面；

采用表面贴装工艺实现所述元器件、导电磁体与所述PCB板之间的焊接的步骤包括：

步骤11、在所述PCB板上的位于所述第一通孔周围的区域以及元器件预定焊接区域上涂覆焊膏；

步骤12、将所述元器件贴附于所述元器件预定焊接区域的焊膏上，将所述导电磁体的膨大端部贴附于所述第一通孔周围的焊膏上；

步骤13、对所述焊膏进行加热熔化，冷却后，所述元器件与导电磁体分别焊接于所述PCB板上，得到待注塑器件。

4.如权利要求1所述的电子器件的制作方法，其特征在于，所述导电磁体包括磁性材料本体以及包覆于磁性材料本体外表面的导电材料层。

5.如权利要求1所述的电子器件的制作方法，其特征在于，所述塑胶外壳上设有暴露出所述导电磁体部分区域的第二通孔。

6.一种电子器件，其特征在于，包括：PCB板、焊接于PCB板上的元器件与导电磁体、包覆于所述PCB板、元器件以及导电磁体外表面的塑胶外壳，所述导电磁体的一端暴露于所述塑胶外壳外。

7.如权利要求6所述的电子器件，其特征在于，所述PCB板上设有第一通孔；所述导电磁体包括柱状本体以及与柱状本体的一端相连的膨大端部；

所述膨大端部位于所述第一通孔外侧，所述柱状本体贯穿所述第一通孔，并且所述柱状本体上远离所述膨大端部的一端暴露于所述第一通孔外。

8.如权利要求6所述的电子器件，其特征在于，所述导电磁体包括磁性材料本体以及包覆于磁性材料本体外表面的导电材料层。

9.如权利要求6所述的电子器件，其特征在于，所述塑胶外壳上设有暴露出所述导电磁体部分区域的第二通孔。

10.一种面包板电路模型，其特征在于，包括如权利要求6至9中任一项所述的电子器件以及面包板；

所述面包板上设有插孔，所述插孔的底部设有导磁导电材料，所述电子器件中的导电磁体可以插入所述插孔中实现电路连接。