CN112087860A - 印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆，其特征在于，印制电路板包括：第一区域，用于布设对于温度敏感的第一电子元器件；包围第一区域的第二区域，用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；分别连接第一区域和第二区域的热传导元件；控制电路，用于根据控制信号对热传导元件通电以将通电产生的热量由第一区域传导至第二区域或将热量由第二区域传导至第一区域。本申请实施方式的印制电路板中，能够使第一区域的温度保持在一定范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。本申请还公开了一种印制电路板的制造方法、电子设备和车辆。

Description

印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆。

背景技术

随着电子技术的发展，半导体元器件的性能得到了巨大的提升。然而，其具有的某些物理特性仍然客观存在，例如温度漂移。温度漂移对于半导体元器件和其所在电路都可能存在一些负面影响。相关技术中，通常采用补偿等方式应对温度漂移，然而如此，补偿后的电路可能无法保证精度。

发明内容

有鉴于此，本申请的实施例提供了一种印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆。

本申请提供了一种印制电路板，所述印制电路板包括：

第一区域，所述第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件；

包围所述第一区域的第二区域，所述第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；

分别连接所述第一区域和所述第二区域的热传导元件；

控制电路，所述控制电路用于根据控制信号对所述热传导元件通电以将通电产生的热量由所述第一区域传导至所述第二区域或将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域。

在某些实施方式中，所述印制电路板包括：

第三区域，所述第三区域设置在所述第一区域和所述第二区域之间，以用于隔离所述第一区域和所述第二区域，所述热传导元件设置在所述第三区域。

在某些实施方式中，所述印制电路板包括：

覆盖所述第一区域的第一导热层；和

覆盖所述第二区域的第二导热层。

在某些实施方式中，所述热传导元件包括制热元件和制冷元件，所述制热元件和所述制冷元件均由一半导体对构成。

在某些实施方式中，所述控制电路包括：

制冷子电路；所述制冷子电路包括所述制冷元件和第一开关元件；

制热子电路，所述制热子电路包括所述制热元件和第二开关元件；

温度传感器，用于检测所述第一区域的温度；

微处理器，所述制热子电路和所述制冷子电路分别与所述微处理器电连接，所述微处理用于根据所述温度分别控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的断开或闭合，以控制所述制冷子电路和所述制热子电路的通断从而将所述热量在所述第一区域和所述第二区域间进行传导。

在某些实施方式中，所述微处理器用于在所述第一区域的温度小于温度阈值的情况下，控制所述第二开关元件闭合，并控制所述第一开关元件断开，将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域以对所述第一区域制热；

所述微处理器还用于在所述第一区域的温度大于所述温度阈值的情况下，控制所述第一开关元件闭合，并控制所述第二开关元件断开，将所述热量由所述第一区域传导至所述第二区域以对所述第一区域制冷。

在某些实施方式中，所述控制电路还包括：

采样模块，所述采样模块用于对通入所述热传导元件的电流进行采样，以调整所述电流的大小。

本申请提供了一种印制电路板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供一印制电路板；

在所述印制电路板上划分第一区域和第二区域，所述第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件，所述第二区域包围所述第一区域，所述第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；

布设热传导元件，所述热传导元件分别连接所述第一区域和所述第二区域；

布设控制电路，所述控制电路用于根据控制信号对所述热传导元件通电以将通电产生的热量由所述第一区域传导至所述第二区域或将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域。

本申请提供了一种电子设备，其特征在于，包括所述的印制电路板。

本申请提供了一种车辆，其特征在于，包括所述的电子设备。

本申请实施方式的印制电路板及其制造方法、电子设备和车辆中，通过热传导元件和控制电路控制第一区域和第二区域之间的热量传递，使第一区域的温度保持在一定范围内，能够保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下确保了电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的印制电路板的结构示意图。

图2是本申请某些实施方式的印制电路板的结构示意图。

图3是本申请某些实施方式的控制电路的结构示意图。

图4-5是本申请某些实施方式的印制电路板的结构示意图。

图6本申请某些实施方式的印制电路板的制造方法的流程示意图。

图7是本申请某些实施方式的印制电路板的制造方法的流程示意图。

图8是本申请某些实施方式的印制电路板的制造方法的流程示意图。

图9是本申请某些实施方式的印制电路板的制造方法的流程示意图。

主要元件符号说明：印制电路板10、第一区域11、第二区域12、热传导元件13、制热元件131、制热子半导体1311、制热子半导体1312、制冷元件132、制冷子半导体1321、制冷子半导体1322、控制电路14、制热子电路141、第二开关元件1411、制冷子电路142、第一开关元件1421、温度传感器143、微处理器144、第三区域15、第一导热层16、第二导热层17。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

请一并参阅图1-图3，本申请实施方式提供了一种印制电路板10，印制电路板10包括第一区域11、第二区域12、热传导元件13和控制电路14。

其中，第一区域11用于布设对于温度敏感的第一电子元器件。第二区域12包围第一区域11，用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件。热传导元件13分别连接第一区域11和第二区域12。控制电路14用于根据控制信号对热传导元件13通电以将通电产生的热量由第一区域11传导至第二区域12或将热量由第二区域12传导至第一区域11。

具体地，第一电子元器件可以是任一对工作温度敏感的电子元器件，工作温度的升高或降低可能导致第一电子元器件的输出值超出所能接受的误差范围。第一电子元器件布设于第一区域11内，第一区域11可以是温度敏感区域。通过热传导元件13和控制电路14，能够将第一区域11的温度控制在某一范围内。

第二电子元器件可以是任一对工作温度不敏感的电子元器件，工作温度的升高或降低对第二电子元器件无影响或影响较小。第二电子元器件布设于第二区域12内，第二区域12可以是非温度敏感区域。

控制电路14根据控制信号控制热传导元件13的通电，通过将通电产生的热量由第一区域11传导至第二区域12，或将热量由第二区域12传导至第一区域11，能够将第一区域11的温度保持在预定范围内，保证第一电子元器件处于较适宜的工作温度，能够避免温度漂移对元器件和电路产生的负面影响。该预定范围可以根据电子元器件的适宜工作温度、最佳工作温度、室温、电路特性等因素设定。

在一些实施例中，第一区域11的温度高于第二区域12的温度，且第一区域11需维持较高温度。在自然状态下，第一区域11的热量自发地向第二区域12传递。控制电路14根据控制信号控制热传导元件13的通电，能够将第二区域12的热量传导至第一区域11，保证第一区域11的温度维持在高于第二区域12的温度的范围内。

在另一些实施例中，第一区域11的温度低于第二区域12的温度，且第一区域11需维持较低温度。在自然状态下，第二区域12的热量自发地向第一区域11传递。控制电路14根据控制信号控制热传导元件13的通电，能够将第一区域11的热量传导至第二区域12，保证第一区域11的温度维持在低于第二区域12的温度的范围内。

本申请实施方式的印制电路板10中，通过热传导元件13和控制电路14控制第一区域11和第二区域12之间的热量传递，使第一区域11的温度保持在一定范围内，能够保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

在某些实施方式中，印制电路板10包括：

第三区域15，第三区域15设置在第一区域11和第二区域12之间，以用于隔离第一区域11和第二区域12，热传导元件13设置在第三区域15。

具体地，第三区域15设置在第一区域11和第二区域12之间，用于隔离第一区域11和第二区域12，减缓第一区域11和第二区域12之间热量传递的速率。

在一些实施例中，第一区域11的温度高于第二区域12的温度，且第一区域11需维持较高温度。在自然状态下，第一区域11的热量自发地向第二区域12传递。在第一区域11和第二区域12之间设置第三区域15，如此，能够减缓第一区域11和第二区域12之间热量传递的速率，通过热传导元件13传递热量、达到第一区域11预设温度的时间也可以相应地缩短，提高制热速率。

在另一些实施例中，第一区域11的温度低于第二区域12的温度，且第一区域11需维持较低温度。在自然状态下，第二区域12的热量自发地向第一区域11传递。在第一区域11和第二区域12之间设置第三区域15，如此，能够减缓第一区域11和第二区域12之间热量传递的速率，通过热传导元件13传递热量、达到第一区域11预设温度的时间也可以相应地缩短，提高制冷速率。

在某些实施方式中，印制电路板10包括：

覆盖第一区域11的第一导热层16；和

覆盖第二区域12的第二导热层17。

具体地，在第一区域11覆盖第一导热层16，能够使第一区域11中的热量平均分布，加快第一区域11内部的热传递速率。第一导热层16够可以是导热系数较大的金属材料，也可以是导热系数较大的非金属材料。

在一些实施例中，第一导热层16可以是铜层。在印制电路板10的第一区域11覆铜，利用铜的导热性，相较于第一区域11没有覆铜的情况，能够更快地在第一区域11中传递热量。

在另一些实施例中，第一导热层16可以是导热系数大于1.0W/(m·K)的有机硅电子灌封胶。选用导热系数大于1.0W/(m·K)的有机硅电子灌封胶涂覆于第一区域11，相较于第一区域11没有涂覆灌封胶的情况，能够较快地在第一区域11中传递热量。

同理，在第二区域12覆盖第二导热层17，能够使第二区域12中的热量平均分布，加快第二区域12内部的热传递速率。第二导热层17与第一导热层16的设置原理相同，此处不再赘述，相关内容请参考前述第一导热层16的解释说明。

在某些实施方式中，热传导元件13包括制热元件131和制冷元件132，制热元件131和制冷元件132均由一半导体对构成。

具体地，热传导元件13包括制热元件131和制冷元件132，制热元件131和制冷元件132均由一半导体对构成。制热子半导体1311和制热子半导体1312共同构成制热元件131，制冷子半导体1321和制冷子半导体1322共同构成制热元件131。

制热子半导体1311和制热子半导体1312采用两种不同的导体。根据珀耳帖效应，当电流通过导体组成的回路时，除了会产生焦耳热，在导体的连接处，会出现吸热或放热现象。也即是说，在外加电场的作用下，电子发生定向运动，能够将一部分内能由电场的一端带到电场另一端。

请再次参阅图1，根据控制信号控制通过制热子半导体1311和制热子半导体1312的电流，电流从制热子半导体1311的一端流入，从制热子半导体1312的一端流出。电流从制热子半导体1311流入的点和电流从制热子半导体1312流出的点为出现放热现象的点，制热子半导体1311和制热子半导体1312相接的部分为出现吸热现象的点，通电产生的热量由第二区域12传导至第一区域11。如此，能够保证第一区域11的温度保持在一定范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

相类似地，制冷子半导体1321和制冷子半导体1322也采用两种不同的导体，制冷子半导体1321、制冷子半导体1322与制热子半导体1311、制热子半导体1312的设置原理相同。

请再次参阅图2，在制冷元件132工作时，电流从制冷子半导体1321的一端流入，从制冷子半导体1322的一端流出。电流从制冷子半导体1321流入的点和电流从制冷子半导体1322流出的点为出现放热现象的点，制冷子半导体1321和制冷子半导体1322相接的部分为出现吸热现象的点，通电产生的热量由第一区域11传导至第二区域12。如此，能够保证第一区域11的温度保持在一定范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

需要说明地，构成制热元件131和制冷元件132的半导体对可以是任意不同材质的导体，例如金和银等。在一些实施例中，半导体对可以由P型半导体(Bi2Te3-Sb2Te3)和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)构成。由于P型半导体(Bi2Te3-Sb2Te3)和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差较大，因此，采用该半导体对，能够较大程度地提高制热元件和制冷元件的热传导速率。

进一步地，请参阅图4和图5，还可以在印制电路板10上设置多个热传导元件13。也即是说，设置多个制热元件131和制冷元件132。制热元件131和制冷元件132可以是相对设置的，也可以是穿插设置的，可以是设置于印制电路板的一侧，也可以是设置于印制电路板多侧或者每一侧，还可以是上述设置方式的组合，具体不做限定。如此，能够进一步提高热传导速率，在更短的时间内将第一区域11温度调节至第一电子元器件的适宜工作温度范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

在某些实施方式中，控制电路14包括：

制冷子电路142；制冷子电路142包括制冷元件132和第一开关元件1421；

制热子电路141，制热子电路141包括制热元件131和第二开关元件1411；

温度传感器143，用于检测第一区域11的温度；

微处理器144，制热子电路141和制冷子电路142分别与微处理器144电连接，微处理用于根据温度分别控制第一开关元件1421和第二开关元件1411的断开或闭合，以控制制冷子电路142和制热子电路141的通断从而将热量在第一区域11和第二区域12间进行传导。

具体地，第一开关元件1421、第二开关元件1411可以是三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管等能够控制电路14通断的电子元器件。制热子电路141和制冷子电路142分别与微处理器144电连接，微处理器144通过控制第一开关元件1421和第二开关元件1411的断开或关闭，能够控制热量在第一区域11和第二区域12间进行传导。

在一些实施例中，温度传感器143检测第一区域11的温度，根据温度，微处理器144控制第一开关元件1421断开并控制第二开关元件1411闭合，则制热子电路141处于接通状态，制冷子电路142处于断路状态。此时控制电路14通过制热子元件将热量从第二区域12传递至第一区域11，以将第一区域11的温度升高至第一电子元器件的适宜工作温度范围内。

在另一些实施例中，温度传感器143检测第一区域11的温度，根据温度，微处理器144控制第一开关元件1421闭合并控制第二开关元件1411断开，则制冷子电路142处于接通状态，制热子电路141处于断路状态。此时控制电路14通过制冷子元件将热量从第一区域11传递至第二区域12，以将第一区域11的温度降低至第一电子元器件的适宜工作温度范围内。

如此，能够提高热传导速率，在较短时间内将第一区域11温度调节至第一电子元器件的适宜工作温度范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

在某些实施方式中，微处理器144用于在第一区域11的温度小于温度阈值的情况下，控制第二开关元件1411闭合，并控制第一开关元件1421断开，将热量由第二区域12传导至第一区域11以对第一区域11制热；

微处理器144还用于在第一区域11的温度大于温度阈值的情况下，控制第一开关元件1421闭合，并控制第二开关元件1411断开，将热量由第一区域11传导至第二区域12以对第一区域11制冷。

具体地，第一区域11的温度阈值可以是一个或多个温度区间，温度阈值可以根据第一电子元器件的适宜工作温度、室温、电路特性等因素设定，具体不做限定。温度传感器143检测第一区域11的温度，根据温度，微处理器144控制热量在第一区域11和第二区域12间进行传导，以将第一区域11的温度稳定在一定范围内。

在一些实施例中，第一电子元器件的适宜工作温度范围为10-20摄氏度。在温度传感器143检测到第一区域11的温度小于10摄氏度时，微处理器144控制第二开关元件1411闭合，并控制第一开关元件1421断开，此时制热子电路141处于接通状态，制冷子电路142处于断路状态。控制电路14通过制热子元件将热量由第二区域12传导至第一区域11，对第一区域11制热。

在另一些实施例中，第一电子元器件的适宜工作温度范围为10-20摄氏度。在温度传感器143检测到第一区域11的温度大于20摄氏度时，微处理器144控制第一开关元件1421闭合，并控制第二开关元件1411断开，此时制冷子电路142处于接通状态，制热子电路141处于断路状态。控制电路14通过制冷子元件将热量由第一区域11传导至第二区域12，对第一区域11制冷。

如此，能够提高热传导速率，在较短时间内将第一区域11温度调节至第一电子元器件的适宜工作温度范围内，保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

在某些实施方式中，控制电路14还包括：

采样模块145，采样模块145用于对通入热传导元件13的电流进行采样，以调整电流的大小。

具体地，在控制电路14中设置采样模块145，对通入热传导元件13的电流进行采样，通过调整脉冲信号的占空比调整电流大小，能够控制第一区域11和第二区域12的热量传递速率。

在一些实施例中，通入热传导元件13的电流较小，此时第一区域11和第二区域12间的热量传递速率较缓慢。

在另一些实施例中，通入热传导元件13的电流较大，此时第一区域11和第二区域12间的热量传递速率较快。

如此，通过采样模块145调整通入热传导元件13的电流大小，能够进一步控制第一区域11和第二区域12间的热量传递速率。

请参阅图6，本申请实施方式还提供了一种印制电路板的制造方法，制造方法包括：

S10：提供一印制电路板；

S20：在印制电路板上划分第一区域和第二区域，第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件，第二区域包围第一区域，第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；

S30：布设热传导元件，热传导元件分别连接第一区域和第二区域；

S40：布设控制电路，控制电路用于根据控制信号对热传导元件通电以将通电产生的热量由第一区域传导至第二区域或将热量由第二区域传导至第一区域。

本申请实施方式的印制电路板的制造方法中，通过热传导元件和控制电路控制第一区域和第二区域之间的热量传递，使第一区域的温度保持在一定范围内，能够保证对于温度敏感的第一电子元器件始终处于较适宜的工作温度下，确保其电性能的稳定，进而确保整个电路的准确性和稳定性。

请参阅图7，在某些实施方式中，S20包括：

S21：在第一区域和第二区域之间划分第三区域，以用于隔离第一区域和第二区域，在第三区域布设热传导元件。

请参阅图8，在某些实施方式中，S20包括：

S22：在第一区域涂覆第一导热层；

S23：在第二区域涂覆第二导热层。

请参阅图9，在某些实施方式中，S30包括：

S31：热传导元件包括制热元件和制冷元件，制热元件和制冷元件均由一半导体对构成。

需要说明地，本申请实施方式的印制电路板的制造方法，包括上述印制电路板10相应部分的实施方式，在此不再赘述，相关内容请参考前述相关部分的解释说明。

本申请实施方式还提供了一种电子设备。电子设备包括上述任一实施方式所述的印制电路板。印制电路板包括：第一区域，第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件；包围第一区域的第二区域，第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；分别连接第一区域和第二区域的热传导元件；控制电路，控制电路用于根据控制信号对热传导元件通电以将通电产生的热量由第一区域传导至第二区域或将热量由第二区域传导至第一区域。

本申请实施方式还提供了一种车辆。车辆包括上述的电子设备。车辆可以是纯电动车、混合动力汽车、汽车等类型。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一个或多个非易失性计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括：

第一区域，所述第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件；

包围所述第一区域的第二区域，所述第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；

分别连接所述第一区域和所述第二区域的热传导元件；

控制电路，所述控制电路用于根据控制信号对所述热传导元件通电以将通电产生的热量由所述第一区域传导至所述第二区域或将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域。

2.根据权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括：

第三区域，所述第三区域设置在所述第一区域和所述第二区域之间，以用于隔离所述第一区域和所述第二区域，所述热传导元件设置在所述第三区域。

3.根据权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括：

覆盖所述第一区域的第一导热层；和

覆盖所述第二区域的第二导热层。

4.根据权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述热传导元件包括制热元件和制冷元件，所述制热元件和所述制冷元件均由一半导体对构成。

5.根据权利要求4所述的印制电路板，其特征在于，所述控制电路包括：

制冷子电路；所述制冷子电路包括所述制冷元件和第一开关元件；

制热子电路，所述制热子电路包括所述制热元件和第二开关元件；

温度传感器，用于检测所述第一区域的温度；

微处理器，所述制热子电路和所述制冷子电路分别与所述微处理器电连接，所述微处理用于根据所述温度分别控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的断开或闭合，以控制所述制冷子电路和所述制热子电路的通断从而将所述热量在所述第一区域和所述第二区域间进行传导。

6.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，所述微处理器用于在所述第一区域的温度小于温度阈值的情况下，控制所述第二开关元件闭合，并控制所述第一开关元件断开，将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域以对所述第一区域制热；

所述微处理器还用于在所述第一区域的温度大于所述温度阈值的情况下，控制所述第一开关元件闭合，并控制所述第二开关元件断开，将所述热量由所述第一区域传导至所述第二区域以对所述第一区域制冷。

7.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，所述控制电路还包括：

采样模块，所述采样模块用于对通入所述热传导元件的电流进行采样，以调整所述电流的大小。

8.一种印制电路板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供一印制电路板；

在所述印制电路板上划分第一区域和第二区域，所述第一区域用于布设对于温度敏感的第一电子元器件，所述第二区域包围所述第一区域，所述第二区域用于布设对于温度非敏感的第二电子元器件；

布设热传导元件，所述热传导元件分别连接所述第一区域和所述第二区域；

布设控制电路，所述控制电路用于根据控制信号对所述热传导元件通电以将通电产生的热量由所述第一区域传导至所述第二区域或将所述热量由所述第二区域传导至所述第一区域。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的印制电路板。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电子设备。

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