CN113038704A - 一种电路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电路板结构，包括至少一个底板模块和装配在所述底板模块上的至少一个核心控制模块、至少一个功能模块，且任一所述功能模块和任一所述核心控制模块与所述底板模块电连接；其中，所述底板模块、所述核心控制模块、所述功能模块均为片式层板结构，不仅实现了电路板产品的全模块化，而且能够根据不同的电路产品需求，在底板模块上装配核心控制模块和不同的功能模块，既满足电路板产品的功能要求，适用于各种不同的产品设计需求，又能实现电路板产品的灵活配置，既减少了硬件设计成本，又能增强电路板产品的通用性。

Description

一种电路板结构

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种全模块化、适用于不同设计需求而灵活搭配的电路板结构。

背景技术

电路板又称印刷线路板，英文缩写PCB(Printed circuit board)，是重要的电子部件，是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的提供者。

目前，行业内对于电路板硬件设计存在很多重复性的工作，由于电路板上集成有控制器以及配套的大量电子元件，一旦客户提出的产品需求发生变化，则需要对整块电路板进行重新改进，重新调整电路板的布局和布线，导致硬件设计成本的增加，可见目前呆板的电路板产品设计不能适应客户的百变需求。

发明内容

本发明提出一种电路板结构，以解决现有电路板产品设计呆板而不能灵活配置生产的技术问题，本发明能够实现电路板产品的灵活配置，适应客户对电路板产品提出的百变需求，有利于减少硬件设计成本和实现电路板产品的通用性。

本发明实施例提供一种电路板结构，包括：

至少一个底板模块和装配在所述底板模块上的至少一个核心控制模块、至少一个功能模块，且任一所述功能模块和任一所述核心控制模块与所述底板模块电连接；其中，所述底板模块、所述核心控制模块、所述功能模块均为片式层板结构。

作为其中一种实施方式，所述核心控制模块、所述功能模块直接焊接或通过插座插接在所述底板模块上，且所述核心控制模块、所述功能模块分别与所述底板模块垂直/平行/倾斜；

其中，装配在所述底板模块上的所述核心控制模块与所述功能模块之间垂直/平行/倾斜；以及，

所述底板模块上装配至少二个所述功能模块时，相邻的所述功能模块互相垂直/平行/倾斜。

作为其中一种实施方式，所述核心控制模块具有若干核心板舌板；

任一所述核心板舌板的两侧面设有相互对称的核心板正面排式焊片、核心板反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有核心控制模块接口区域，所述核心控制模块接口区域开设有用于插接所述核心板舌板的核心板条形插孔；

任一所述核心板条形插孔的两边设有相互对称的核心板正面排式焊脚、核心板反面排式焊脚。

作为其中一种实施方式，在所述核心控制模块接口区域内，所述核心板正面排式焊脚、所述核心板反面排式焊脚中的每一焊片均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述核心板条形插孔的边重合。

作为其中一种实施方式，在所述底板模块上装配所述核心控制模块，所述核心板舌板插接在对应的所述核心板条形插孔中；

其中，所述核心板正面排式焊片焊接在所述核心板正面排式焊脚上，所述核心板反面排式焊片焊接在所述核心板反面排式焊脚上。

作为其中一种实施方式，所述核心控制模块上设有若干卡扣件，所述底板模块上设有若干卡固孔，所述卡扣件与所述卡固孔为一一对应关系；

所述核心控制模块装配在所述底板模块上时，所述卡扣件卡接在对应的卡固孔中。

作为其中一种实施方式，所述功能模块具有若干功能板舌板；

任一所述功能板舌板的两侧面设有相互对称的功能板正面排式焊片、功能板反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有功能模块接口区域，所述功能模块接口区域开设有用于插接所述功能板舌板的功能板条形插孔；

任一所述功能板条形插孔的两边设有相互对称的功能板正面排式焊脚、功能板反面排式焊脚。

作为其中一种实施方式，在所述功能模块接口区域内，所述功能板正面排式焊脚、所述功能板反面排式焊脚中的每一焊接片均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述功能板条形插孔的边重合。

作为其中一种实施方式，在所述底板模块上装配所述功能模块，所述功能板舌板插接在对应的所述功能板条形插孔中；

其中，所述功能板正面排式焊片焊接在所述功能板正面排式焊脚上，所述功能板反面排式焊片焊接在所述功能板反面排式焊脚上。

作为其中一种实施方式，所述功能板正面排式焊片、所述功能板反面排式焊片由高压信号导电片和低压信号导电片组成；

其中，相邻的两个所述高压信号导电片之间具有高压安全绝缘间距，相邻的两个所述低压信号导电片之间具有低压安全绝缘间距。

作为其中一种实施方式，所述核心控制模块具有3个所述核心板舌板，分别为：

第一核心板舌板，具有第一核心板正面排式焊片和第一核心板反面排式焊片；

第二核心板舌板，具有第二核心板正面排式焊片和第二核心板反面排式焊片；

第三核心板舌板，具有第三核心板正面排式焊片和第三核心板反面排式焊片；

对应的，所述核心控制模块接口区域内开设有：

第一核心板条形插孔，用于插接所述第一核心板舌板，且具有第一核心板正面排式焊脚和第一核心板反面排式焊脚；

第二核心板条形插孔，用于插接所述第二核心板舌板，且具有第二核心板正面排式焊脚和第二核心板反面排式焊脚；

第三核心板条形插孔，用于插接所述第三核心板舌板，且具有第三核心板正面排式焊脚和第三核心板反面排式焊脚；

所述功能模块具有2个所述功能板舌板，分别为：

第一功能板舌板，具有第一功能板正面排式焊片和第一功能板反面排式焊片；

第二功能板舌板，具有第二功能板正面排式焊片和第二功能板反面排式焊片；

对应的，所述功能模块接口区域内开设有：

第一功能板条形插孔，用于插接所述第一功能板舌板，且具有第一功能板正面排式焊脚和第一功能板反面排式焊脚；

第二功能板条形插孔，用于插接所述第二功能板舌板，且具有第二功能板正面排式焊脚和第二功能板反面排式焊脚；

其中，所述第二核心板条形插孔还兼容配对于所述第一功能板舌板，对应的，所述第二核心板正面排式焊片配对于所述第一功能板正面排式焊脚，所述第二核心板反面排式焊片配对于所述第一功能板反面排式焊脚；

所述第三核心板条形插孔还兼容配对于所述第二功能板舌板，对应的，所述第三核心板正面排式焊片配对于所述第二功能板正面排式焊脚，所述第三核心板反面排式焊片配对于所述第二功能板反面排式焊脚。

作为其中一种实施方式，所述核心控制模块接口区域的结构适配PCI-E X1接口的结构，所述第二核心板条形插孔、所述第三核心板条形插孔的长度可根据PCI-E X1接口的规格进行具体设定，此外，所述第一核心板条形插孔与所述第二核心板条形插孔设置一定的间距；

所述功能模块接口区域的结构也能适配PCI-E X1接口的结构，所述第一功能板条形插孔、所述第二功能板条形插孔的长度可根据PCI-E X1接口的规格进行具体设定，此外，所述第一功能板条形插孔与所述第二功能板条形插孔设置一定的间距。

作为其中一种实施方式，在所述核心控制模块接口区域内，所述第一核心板正面排式焊脚、所述第二核心板正面排式焊脚、所述第三核心板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，所述第一核心板反面排式焊脚、所述第二核心板反面排式焊脚、所述第三核心板反面排式焊脚之间相互间隔设置；

在所述功能模块接口区域内，所述第一功能板正面排式焊脚、所述第二功能板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，所述第一功能板反面排式焊脚、所述第二功能板反面排式焊脚之间相互间隔设置。

作为其中一种实施方式，若干所述功能板舌板布设于所述功能模块的同一侧边上；

或，

若干所述功能板舌板布设于所述功能模块的不同侧边上。

作为其中一种实施方式，所述底板模块的数量为至少二个；

所述核心控制模块的相对两侧边各自具有所述核心板舌板；

所述核心控制模块插接在相邻两个所述底板模块上，实现垂直方向拓展。

作为其中一种实施方式，所述底板模块的数量为至少二个；

所述功能模块的相对两侧边各自具有所述功能板舌板；

所述功能模块插接在相邻两个所述底板模块上，实现垂直方向拓展。

作为其中一种实施方式，所述底板模块上至少设有用于焊接所述核心控制模块、所述功能模块的至少一个接地焊脚、至少一个I/O焊脚、至少一个电源焊脚。

作为其中一种实施方式，所述电路板结构还包括片式的端子模块；

所述端子模块具有若干端子舌板；

任一所述端子舌板的两侧面设有相互对称的端子正面排式焊片、端子反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有端子模块接口区域，所述端子模块接口区域开设有用于插接所述端子舌板的端子条形插孔；

任一所述端子条形插孔的两边设有相互对称的端子正面排式焊脚、端子反面排式焊脚；

且在所述端子模块接口区域内，所述端子正面排式焊脚、所述端子反面排式焊脚的焊片均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述端子条形插孔的边重合。

作为其中一种实施方式，在所述端子模块接口区域内，还具有：

与所述端子正面排式焊脚等电位连接的带圆孔正面焊脚；

与所述端子反面排式焊脚等电位连接的带圆孔反面焊脚。

相比于现有技术，本发明实施例提供的电路板结构，由至少一个底板模块、若干片式的功能模块和若干片式的核心控制模块组成电路板，其中，所述底板模块、所述核心控制模块、所述功能模块均为片式层板结构，不仅实现了电路板产品的全模块化，而且能够根据不同的电路产品需求，在底板模块上装配核心控制模块和不同的功能模块，既满足电路板产品的功能要求，适用于各种不同的产品设计需求，又能实现电路板产品的灵活配置，既减少了硬件设计成本，又能增强电路板产品的通用性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电路板结构的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种电路板结构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的底板模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的核心控制模块接口区域的示意图；

图5是本发明实施例提供的核心控制模块的平面示意图；

图6是本发明另一实施例提供的核心控制模块的平面示意图；

图7是本发明实施例提供的功能模块接口区域的示意图；

图8是本发明实施例提供的功能模块的平面示意图；

图9是本发明另一实施例提供的功能模块的平面示意图；

图10是本发明又一实施例提供的一种核心控制模块的平面示意图；

图11是本发明又一实施例提供的一种核心控制模块接口区域的示意图；

图12是本发明又一实施例提供的一种功能模块的平面示意图；

图13是本发明又一实施例提供的一种功能模块接口区域的示意图；

图14是本发明又一实施例提供的一种功能模块的结构示意图；

图15是本发明实施例提供的一种端子模块正面的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的端子模块接口区域的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、核心控制模块；

101、核心板舌板；102、核心板正面排式焊片；104、卡扣件；

2、功能模块；

201、功能板舌板；202、功能板正面排式焊片；204、高压信号导电片；205、低压信号导电片；

3、底板模块；

301、核心控制模块接口区域；302、核心板条形插孔；303、核心板正面排式焊脚；304、核心板反面排式焊脚；305、核心板区域的半圆孔；

311、功能模块接口区域；312、功能板条形插孔；313、功能板正面排式焊脚；314、功能板反面排式焊脚；315、功能板区域的半圆孔；

401、第一核心板舌板；402、第二核心板舌板；403、第三核心板舌板；

501、第一核心板正面排式焊片；502、第二核心板正面排式焊片；503、第三核心板正面排式焊片；

601、第一核心板条形插孔；602、第二核心板条形插孔；603、第三核心板条形插孔；

701、第一功能板舌板；702、第二功能板舌板；703、第一功能板正面排式焊片；704、第二功能板正面排式焊片；

801、第一功能板条形插孔；802、第二功能板条形插孔；

901、端子模块；902、端子舌板；903、端子正面排式焊片；

块接口区域；1002、端子条形插孔；1003、端子正面排式焊脚；1004、端子反面排式焊脚；1005、端子区的半圆孔；1006、带圆孔正面焊脚；1007、带圆孔反面焊脚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参见图1，图1示出本发明实施例一的电路板结构的示意图。以下进行详细说明：

电路板结构，包括：

至少一个底板模块3和装配在底板模块3上的至少一个核心控制模块1、至少一个功能模块2，且任一功能模块2和任一核心控制模块1与底板模块3电连接；其中，底板模块3、核心控制模块1、功能模块2均为片式层板结构。

应当说明的是，底板模块3、核心控制模块1、功能模块2均为片式层板结构，该片式结构包括但不限于采用单层板(单面覆铜)、双层板(双面覆铜)和多层板结构，皆在本申请的范围内，实施时可根据电路的硬件设计需求进行选用。下面对三种模块进行举例说明：

片式层板结构的底板模块3具体可为：在一块PCB底板上刻蚀电路，并预置功能模块2和核心控制模块1的引脚接口，通过电连接相关引脚接口，底板模块3可不包含电子元器件，所有功能可通过功能模块2和核心控制模块1实现。此外，底板模块3上也可保留相关一定电子元器件，实现电路连接的基础功能。

片式层板结构的功能模块2具体可为：在一块PCB底板上刻蚀功能电路并安装配套电子元件构成的具有一定功能的电路板。功能模块2包括，但不限于模拟量模块、通信功能模块、开关量输入输出模块，其中的模拟量模块如温度模块、湿度模块、压力传感器模块等；通信功能模块如RS485通信模块、RS232通信模块等。

片式层板结构的核心控制模块1具体可为：在一块PCB底板上刻蚀具有控制功能的集成电路或安装有控制器件，并刻蚀控制电路及其配套电子元件，实现整块电路板的核心控制功能的模块化片式核心控制模块。

需要说明的是，在本优选实施例中，给出的结构图中，仅包含一个核心控制模块，并包括多个功能模块，在本发明的其他实施例中，核心控制模块1的数量可为多块，功能模块2的数量至少为一块，与至少一片底板模块3一起共同实现电路板的功能。

综上可见，本实施例一提供的电路板结构，底板模块3、核心控制模块1、功能模块2均为片式层板结构，不仅实现了电路板产品的全模块化，而且能够根据不同的电路产品需求，在底板模块3上装配核心控制模块1和不同的功能模块2，既满足电路板产品的功能要求，适用于各种不同的产品设计需求，又能实现电路板产品的灵活配置，既减少了硬件设计成本，又能增强电路板产品的通用性。

实施例二

基于实施例一的百变式电路板结构作出进一步地改进：

结合图1和图2所示，核心控制模块1、功能模块2分别与底板模块3之间的位置关系可以垂直关系，也可以根据实际设计需求形成一定的倾斜角。

功能模块2的数量一般配置为多个，适应于客户提出的百变需求，其中，两个相邻的功能模块2之间互相平行，也可互相垂直，也可呈一定的倾斜角度，而核心控制模块1和功能模块2之间互相平行，也可互相垂直，也可呈一定的倾斜角度，本领域技术人员可以根据底板模块3的尺寸大小和电路板产品的设计需求，对三种模块的位置关系进行灵活设计，所设计出的结构包括但不限于图1、2所示，还可以有更多的结构设计，这些均在本发明的保护范围之内。具体示例如下：

功能模块2与底板模块3垂直连接，核心控制模块1与底板模块3垂直连接，如图1所示，核心控制模块1与功能模块2为垂直关系，如图2所示，核心控制模块1与功能模块2为平行关系。

上述的位置设计具有如下好处：

1、便于研发人员/生产机器将选出的核心控制模块1、功能模块2快速插接在底板模块3上，提高生产效率；且由于焊片、焊脚在底部，垂直的位置关系便于焊接操作。

2、便于研发人员/生产机器将选出的核心控制模块1、功能模块2从底板模块3上快速地垂直拔出，进行故障模块的拆卸和替换，便于电路板产品的维护，提高电路板产品的利用率和使用寿命，避免电路板产品因为局部功能模块2的故障而扔弃的高成本和不环保。

3、有利于充分利用底板模块3的有限空间，能够最大程度上装配较多的功能模块2，有利于电路板产品设计往着小型化的方向进化，不断适应未来行业提出的高要求。

4、通过在底板模块3上划分安装区域，有效地将各功能模块2、核心控制模块1进行区域划分，便于快速识别对应的功能模块2，有利于提高客户的体验。

5、在产品售出后，如遇核心控制模块1出现故障需要替换时，可直接使用原产品购买时多配的新的核心控制模块，自行将拆卸故障的核心控制模块，并将新的核心控制模块插接并焊接在底板模块上，无需将故障产品寄回原厂，即可轻松地实现电路产品的快速维护。

6、而且在核心控制模块1中的软件需要升级时，无需采用昂贵的OTA远程升级技术，可联系厂家将升级成功后的核心控制模块寄来，自行实现拆装，完成电路产品的升级操作，大大降低了产品购买成本，避免电路产品因软件无法升级而被废弃。

在本实施例中，应当说明的是，核心控制模块1与底板模块3之间连接方式、功能模块2与底板模块3之间的连接方式可采用排针等插座间接地插接在底板模块3上，也可采用插接后直接焊接在底板模块3上。

在本实施例中，底板模块3上至少设有用于焊接核心控制模块1、功能模块2的至少一个接地焊脚、至少一个I/O焊脚、至少一个电源焊脚；其中，一个电源焊脚可兼容一种交互电压，该交互电压可以是1.8V、3.3V、5.0V、12V或24V；通信焊脚由4个特定的焊脚组成，能够兼容小于等于4总线信号线数量，例如：UART接口/IIC接口/SPI接口/CAN接口/RS485接口/RS422接口/四线制的以太网接口；此外，底板模块3还可以根据设计需求设计备用焊脚、EN信号线焊接片。

实施例三

相较于采用排针、插座等装配工艺，本实施例三将核心控制模块1电路板直接焊接在通用底板上，免除了排针、插座等中间件，从而大大降低了材料成本。本实施例三采用焊接工艺实现核心控制模块1与底板模块3之间的装配，具体如下：

请参见图3至图6，图3示出一种底板模块的平面示意图，图4示出图3中核心控制模块接口区域301的平面示意图，图5、6分别示出其中核心控制模块1的结构示意图。核心控制模块1具有若干核心板舌板101；任一核心板舌板101的两侧面设有相互对称的核心板正面排式焊片102、核心板反面排式焊片(图未示出)；

对应的，底板模块3具有核心控制模块接口区域301，核心控制模块接口区域301开设有用于插接核心板舌板101的核心板条形插孔302；任一核心板条形插孔302的两边设有相互对称的核心板正面排式焊脚303、核心板反面排式焊脚304。

在底板模块3上装配核心控制模块1，核心板舌板101插接在对应的核心板条形插孔302中；其中，核心板正面排式焊片102焊接在核心板正面排式焊脚303上，核心板反面排式焊片焊接在核心板反面排式焊脚304上。

在本实施例中，核心控制模块1的排式焊片印制于核心板舌板101中，这样设计的目的在于：

1、核心板舌板101插接在底板模块3对应的核心板条形插孔302中，在电路板装配初期，能够实现核心控制模块1在底板模块3上的初步固定，便于焊接操作，也便于焊接前的电路板产品验证；

2、核心控制模块1可设计不同长度的核心板舌板101，对应的核心控制模块接口区域301设计不同长度的核心板条形插孔302，能够起到防反接的作用，便于用户的快速装配；

3、对称分布的排式焊片分别与核心板舌板101两面对称的排式引脚连接，能够增加通信引脚数量，提高电路板结构的通用性程度；

4、核心板舌板101具有足够的机械强度，防止加工运输时受外力作用的破坏，提高电路板产品的可靠性；

5、核心板舌板101上的排式焊片与核心控制模块接口区域301中的排式焊脚为对应关系，当核心控制模块1插接在核心板条形插孔302中时，即可实现焊片与焊脚的可靠连接(通信/导电)，加以后期的焊接操作，使核心控制模块1与底板模块3之间的装配工作能够高效地进行，无需如现有技术般进行引脚、插针对准等繁琐操作，大大提高了电路板的装配效率，有利于提高生产效率和降低研发投入成本。

其中，应当说明的是，核心控制模块接口区域301的设计应当通用于各种核心控制模块1的结构设计，核心控制模块接口区域301上的核心板条形插孔302的数量与核心板舌板101的数量应当相同，而且核心板条形插孔302的形状大小应当与核心板舌板101的形状大小匹配。

作为进一步的，本实施例的排式焊脚采用半圆孔加工工艺，形成的结构为：

在核心控制模块接口区域301内，核心板正面排式焊脚303、核心板反面排式焊脚304中的每一焊接片均开设有一个半圆孔305，且半圆孔305的缺口与核心板条形插孔302的边重合。排式焊片与核心板条形插孔302的接触部分具有半圆形开孔，能够在排式焊脚与核心控制模块1的排式引脚焊接时，只需要在底板模块3的正面采用焊锡焊接，液态焊锡能够通过半圆孔流到背面，从而将背面的排式焊脚与排式引脚焊接，能够有效提高焊接质量。

此外，可选的，作为核心控制模块1的一种结构设计，使核心控制模块1能够稳固地装配在底板模块3上，采用卡接结构：

如图4所示，核心控制模块1上设有若干卡扣件104，底板模块3上设有若干卡固孔(图未示)，卡扣件104与卡固孔为一一对应关系；核心控制模块1装配在底板模块3上时，卡扣件104卡接在对应的卡固孔中。

实施例四

相较于采用排针、插座的装配工艺，本实施例将功能模块2电路板直接焊接在底板模块3上，免除了排针、插座等中间件，从而大大降低了材料成本。本实施例四采用焊接工艺实现功能模块2与底板模块3之间的装配，具体如下：

请结合图3、图7和图8，图3示出一种底板模块3的平面示意图，图7示出图3中功能模块接口区域311的平面示意图，图8示出其中核心控制模块1的结构示意图。功能模块2具有若干功能板舌板201；任一功能板舌板201的两侧面设有相互对称的功能板正面排式焊片202、功能板反面排式焊片(平面图未示出反面)；

对应的，底板模块3具有功能模块接口区域311，功能模块接口区域311开设有用于插接功能板舌板201的功能板条形插孔312；任一功能板条形插孔312的两边设有相互对称的功能板正面排式焊脚313、功能板反面排式焊脚314。

在底板模块3上装配功能模块2，功能板舌板201插接在对应的功能板条形插孔312中；其中，功能板正面排式焊片202焊接在功能板正面排式焊脚313上，功能板反面排式焊片焊接在功能板反面排式焊脚314上。

在本实施例中，功能模块2的排式焊片印制于核心板舌板101中，这样设计的目的在于：

1、功能板舌板201插接在底板模块3对应的功能板条形插孔312中，在电路板装配初期，能够实现功能模块2在底板模块3上的初步固定，便于焊接操作，也便于焊接前的电路板产品验证；

2、功能模块2可设计不同长度的功能板舌板201，对应的功能模块接口区域311设计不同长度的功能板条形插孔312，能够起到防反接的作用，便于用户的快速装配；

3、对称分布的排式焊片分别与核心板舌板101两面对称的排式引脚连接，能够增加通信引脚数量，提高电路板结构的通用性程度；

4、功能板舌板201具有足够的机械强度，防止加工运输时受外力作用的破坏，提高电路板产品的可靠性；

5、功能板舌板201上的排式焊片与功能模块接口区域311中的排式焊脚为对应关系，当功能模块2插接在功能板条形插孔312中时，能够即可实现焊片与焊脚的可靠连接(通信/导电)，加以后期的焊接操作，使功能模块2与底板模块3之间的装配工作能够高效地进行，无需如现有技术般进行引脚、插针等繁琐对准操作，大大提高了电路板的装配效率。

6、功能模块2的种类多样，不仅可以根据客户需求而快速装配出符合特定功能的电路板产品，客户还可以直接购买未焊接的底板模块3、核心控制模块1、功能模块2，按照操作说明自行插接和焊接，用于教学、研发、试验等多种用途，大大拓宽了电路板产品的应用范围，且灵活性、通用性极高。

其中，应当说明的是，功能模块接口区域311的设计应当通用于各种功能模块2的结构设计，功能模块接口区域311上的功能板条形插孔312的数量与功能板舌板201的数量应当相同，而且功能板条形插孔312的形状大小应当与功能板舌板201的形状大小匹配。

请继续参见图7，作为其中一种实施方式，在功能模块接口区域311内，功能板正面排式焊脚313、功能板反面排式焊脚314中的每一焊接片均开设有一个半圆孔315，且半圆孔315的缺口与功能板条形插孔312的边重合。排式焊片与功能板条形插孔312的接触部分具有半圆形开孔，能够在排式焊脚与核心控制模块1的排式引脚焊接时，只需要在底板模块3的正面采用焊锡焊接，液态焊锡能够通过半圆孔流到背面，从而将背面的排式焊脚与排式引脚焊接，能够有效提高焊接质量。

实施例五

作为实施例四的进一步改进说明，功能板正面排式焊片202、功能板反面排式焊片由高压信号导电片204和低压信号导电片205组成；其中，相邻的两个高压信号导电片204之间具有高压安全绝缘间距，相邻的两个低压信号导电片205之间具有低压安全绝缘间距。

在本实施例具体实施时，参见图9所示，图9示出本发明又一实施例提供的一种功能模块2正面的结构示意图，功能模块2的导电引脚包括高压信号导电片204和低压信号导导电片，高压信号导电片204与相邻的导电片的绝缘间距L3不小于高压安全绝缘间距L0；低压信号导电片205与相邻的导电引脚的绝缘间距L4不小于低压安全绝缘间距L0’，其中，L0为2-4mm，优选为2mm，L0’为0.1-1mm，优选为0.1mm。可以理解的是，在不同的绝缘材料情况下，L0和L0’会有变化，本实施例中给出的是常用的绝缘安全距离。其中，本实施例中，高压信号导电片204和低压信号导电片205分别排列为两组，并且数量均为4个；在其他实施例中，高压信号导电片204和低压信号导电片205间隔设置，数量也可根据实际情况设置，当高压信号导电片204与低压信号导电片205相邻时，绝缘间距需要同时满足高压安全绝缘间距和低压安全绝缘间距。进一步的，各种功能模块2电路板通过PCB板的锣边功能，把其中一边切割成各种大小不一的焊片的形状，也可几个焊片集合压缩在一个区域，如低压端，其余的三边可以是方形和圆形，只要是不影响其他模块/电路正常运行的形状，皆在本申请的范围内，在此不一一赘述。

本实施例将功能模块2的排式焊脚区分为高压信号导电片204和低压信号导电片205，能够在设置导电片时，便于规划和设计导电片间的绝缘间距，避免功能模块2的引脚发生短接，提高电路板的稳定性能。

可以理解的是，当功能模块2为开关量输入输出模块时，由于开关量输入输出模块带有强电，为便于开关量输出模块接在底板模块3上的任意位置，因此各区域进行统一接口，即采用强电/弱电分离的特点，将低压端的焊脚集合压缩在一个区域，并将低压端设置在靠近底板模块3的内部，便于低压信号线连接到底板模块3的MCU控制器上；将高压端的焊脚设为各个独立的圆形焊盘，在本实施例中，只要满足国家有关电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离规定的焊脚排列方式，均在本发明的保护范围内，在此不进行一一赘述。

实施例六

作为一种具体的实施方式，基于上述实施例二至实施例五，下面对研发出的电路板产品结构进行详细说明，便于更好地理解本发明技术方案。

请参见图10，核心控制模块1具有3个核心板舌板101，分别为：

第一核心板舌板401，具有第一核心板正面排式焊片501和第一核心板反面排式焊片；

第二核心板舌板402，具有第二核心板正面排式焊片502和第二核心板反面排式焊片；

第三核心板舌板403，具有第三核心板正面排式焊片503和第三核心板反面排式焊片；

对应的，请参见图11，核心控制模块接口区域301内开设有：

第一核心板条形插孔601，用于插接第一核心板舌板401，且具有第一核心板正面排式焊脚303和第一核心板反面排式焊脚304；

第二核心板条形插孔602，用于插接第二核心板舌板402，且具有第二核心板正面排式焊脚303和第二核心板反面排式焊脚304；

第三核心板条形插孔603，用于插接第三核心板舌板403，且具有第三核心板正面排式焊脚303和第三核心板反面排式焊脚304；

请参见图12，功能模块2具有2个功能板舌板201，分别为：

第一功能板舌板701，具有第一功能板正面排式焊片703和第一功能板反面排式焊片；

第二功能板舌板702，具有第二功能板正面排式焊片704和第二功能板反面排式焊片；

对应的，请参见图13，功能模块接口区域311内开设有：

第一功能板条形插孔801，用于插接第一功能板舌板701，且具有第一功能板正面排式焊脚313和第一功能板反面排式焊脚314；

第二功能板条形插孔802，用于插接第二功能板舌板702，且具有第二功能板正面排式焊脚313和第二功能板反面排式焊脚314；

此外，可以理解的是，第二核心板条形插孔602还兼容配对于第一功能板舌板701，对应的，第二核心板正面排式焊片502配对于第一功能板正面排式焊脚313，第二核心板反面排式焊片配对于第一功能板反面排式焊脚314；

第三核心板条形插孔603还兼容配对于第二功能板舌板702，对应的，第三核心板正面排式焊片503配对于第二功能板正面排式焊脚313，第三核心板反面排式焊片配对于第二功能板反面排式焊脚314。

在具体实施时，核心控制模块接口区域301的第一核心板正面排式焊脚303的焊脚数目不小于功能模块2的第一功能板正面排式焊片703的焊片数量；核心控制模块接口区域301的第一核心板反面排式焊脚304的焊脚数目不小于功能模块2的第一功能板反面排式焊片的焊片数量；其中，核心控制模块接口区域301的第一核心板条形插孔601的形状大小不小于功能模块2的第一功能板舌板701，能够满足第一功能板舌板701插接在底板模块3上的规格。

核心控制模块接口区域301的第二核心板正面排式焊脚303的焊脚数目不小于功能模块2的第二功能板正面排式焊片704的焊片数量；核心控制模块接口区域301的第二核心板反面排式焊脚304的焊脚数目不小于功能模块2的第二功能板反面排式焊片的焊片数量；其中，核心控制模块接口区域301的第二核心板条形插孔602的形状大小不小于功能模块2的第二功能板舌板702，能够满足第二功能板舌板702的插接规格。其中，核心控制模块接口区域301的第二核心板条形插孔602的形状大小不小于功能模块2的第二功能板舌板702，能够满足第二功能板舌板702插接在底板模块3上的规格。

综上可见，核心控制模块接口区域301的核心板条形插孔302能够兼容功能板舌板201和功能板排式引脚，能够实现核心控制模块接口区域301兼容功能模块2。

作为进一步的，本实施例还通过对核心控制模块接口区域301和功能模块接口区域311的距离参数的限定，能够使核心控制模块接口区域301和功能模块接口区域311兼容PCI-E X1接口结构标准。核心控制模块接口区域301的结构适配PCI-E X1接口的结构，具体为：

第一核心板条形插孔601的长度、第二核心板条形插孔602的长度可根据PCI-E X1接口的规格进行具体设定，此外第一核心板条形插孔601与第二核心板条形插孔602设置一定的间距；

功能模块接口区域311的结构也能适配PCI-E X1接口的结构，具体为：

第一功能板条形插孔801的长度、第二功能板条形插孔802的长度可根据PCI-E X1接口的规格进行具体设定，此外，第一功能板条形插孔801与第二功能板条形插孔802设置一定的间距。

作为其中一种实施方式，在核心控制模块接口区域301内，第一核心板正面排式焊脚、第二核心板正面排式焊脚、第三核心板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，第一核心板反面排式焊脚、第二核心板反面排式焊脚、第三核心板反面排式焊脚之间相互间隔设置；在功能模块接口区域311内，第一功能板正面排式焊脚、第二功能板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，第一功能板反面排式焊脚314、第二功能板反面排式焊脚之间相互间隔设置。在本实施例具体实施时，核心控制模块接口区域301和功能模块接口区域311排式焊脚与相邻的焊脚间均保持预设的距离，通过预留空白空间，能够在需要拓展焊脚时，利用空白空间拓展引脚，使核心控制模块接口区域301和功能模块接口区域311具备引脚拓展功能，能够兼容更多的不同信号的引脚。

实施例七

本实施例七对功能模块2及电路板结构的拓展设计进行研究，具体如下：

请参见图14，在本发明实施例中，若干功能板舌板201布设于功能模块2的同一侧边上，或，若干功能板舌板201布设于功能模块2的不同侧边上。其中，功能模块2的舌板数量为两个，在其他实施例中，舌板数量可为一个多或多个。

为了实现电路板结构的拓展设计，本发明实施例进行了垂直结构的拓展延伸，如下：

底板模块3的数量为至少二个；

核心控制模块1的相对两侧边各自具有核心板舌板101，和/或，如图14所示，功能模块2的相对两侧边各自具有功能板舌板201；

核心控制模块1插接在相邻两个底板模块3之间，功能模块2插接在相邻两个底板模块3上，从而实现垂直方向拓展。这样通过在功能模块2的两个相对的边上设置舌板，功能模块2通过底边实现与底板模块3通信连接的同时，能够在在垂直方向上与垂直拓展板连接，能够实现更加复杂的电路结构和功能，可实现两个或两个以上的电路板产品之间的通信，实现输入输出点的扩展，具备积木式、百搭式、白变式的优秀特征。并能有效缩小整个控制电路板的占用空间，使得拓展后的电路板结构更为紧凑。这种设计能够使得电路板结构的延伸拓展变得更为灵活，从而大大提高了底板模块3的通用性和可扩展性，尤其是在在扩展之后形成的“紧凑、叠层”式电路板结构安装在控制柜、工控箱内时，这种电路板产品尤为具有市场竞争力。

当然地，两个或两个以上的底板模块3可在水平方向扩展，也可通过上述实施方式进行垂直方向扩展，能够满足不同客户的需求。

可以理解的是，考虑到电路板上功率器件的发热，还可以在底板模块1靠近功率器件的部位开设用于散热的通孔，有必要时再加装散热风扇，从而有效保证电路板产品的性能。

实施例八

请参见图15，作为其中一种实施方式，电路板结构还包括片式的端子模块901；端子模块具有若干端子舌板902；任一端子舌板的两侧面设有相互对称的端子正面排式焊片903；

对应的，底板模块3具有端子模块接口区域1001，端子模块接口区域1001开设有用于插接端子舌板的端子条形插孔1002；

任一端子条形插孔1002的两边设有相互对称的端子正面排式焊脚1003、端子反面排式焊脚1004；且在端子模块接口区域1001内，端子正面排式焊脚1003、端子反面排式焊脚1004均开设有一个半圆孔1005，且半圆孔1005的缺口与端子条形插孔的边重合。

请参见图16，作为其中一种实施方式，在端子模块接口区域内，还具有与端子正面排式焊脚等电位连接的带圆孔正面焊脚1006，以及与端子反面排式焊脚等电位连接的带圆孔反面焊脚1007。端子模块接口区域的设计，既可以焊接端子模块，又可以直接焊接端子，在焊接端子时，将端子插在圆孔内进行焊接。

综上，本发明实施例提供一种电路板结构，具有如下有益效果：

(1)底板模块3、核心控制模块1、功能模块2均为片式层板结构，实现了电路板产品的全模块化。

(2)能够根据不同的电路产品需求，在底板模块3上装配核心控制模块1和不同的功能模块2，既满足电路板产品的功能要求，适用于各种不同的产品设计需求，又能实现电路板产品的灵活配置，既减少了硬件设计成本，又能增强电路板产品的通用性。

(3)底板模块3、核心控制模块1、功能模块2相互独立，三者之间进行空间位置的布局，焊接连接方式安全可靠，能够长久可靠工作，方便量产。

(4)底板模块3、核心控制模块1、功能模块2采用统一规格的电气接口，电气信号兼容性统一，各种类型的功能模块2电路板可互换使用在底板模块3的任意位置上，厂家可自由选择不同类型功能模块2板进行组装，使用方便。

(5)核心控制模块1、功能模块2与底板模块3之间设计了独特的防反接舌板条形开孔设计，以及统一的电气规则设计，使得功能模块2电路板不会因插错方向造成信号短路而损坏电子元件，各个模块也不会再对应位置上插错插反。

(6)底板模块3、核心控制模块1、功能模块2的电气接口统一规格，电气信号兼容性统一，低压信号区占用空间小，安装后整齐工整，安装方便，并且可并联任意数量的通用底板，能够满足大量功能的需求。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种电路板结构，其特征在于，包括：

至少一个底板模块和装配在所述底板模块上的至少一个核心控制模块、至少一个功能模块，且任一所述功能模块和任一所述核心控制模块与所述底板模块电连接；其中，所述底板模块、所述核心控制模块、所述功能模块均为片式层板结构。

2.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：

所述核心控制模块、所述功能模块直接焊接或通过插座插接在所述底板模块上，且所述核心控制模块、所述功能模块分别与所述底板模块垂直/平行/倾斜；

其中，装配在所述底板模块上的所述核心控制模块与所述功能模块之间垂直/平行/倾斜；以及，

所述底板模块上装配至少二个所述功能模块时，相邻的所述功能模块互相垂直/平行/倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的电路板结构，其特征在于：

所述核心控制模块具有若干核心板舌板；

任一所述核心板舌板的两侧面设有相互对称的核心板正面排式焊片、核心板反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有核心控制模块接口区域，所述核心控制模块接口区域开设有用于插接所述核心板舌板的核心板条形插孔；

任一所述核心板条形插孔的两边设有相互对称的核心板正面排式焊脚、核心板反面排式焊脚。

4.根据权利要求3所述的电路板结构，其特征在于：

在所述核心控制模块接口区域内，所述核心板正面排式焊脚、所述核心板反面排式焊脚中的每一焊接片均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述核心板条形插孔的边重合。

5.根据权利要求3或4所述的电路板结构，其特征在于：

在所述底板模块上装配所述核心控制模块，所述核心板舌板插接在对应的所述核心板条形插孔中；

其中，所述核心板正面排式焊片焊接在所述核心板正面排式焊脚上，所述核心板反面排式焊片焊接在所述核心板反面排式焊脚上。

6.根据权利要求1或2所述的电路板结构，其特征在于：

所述核心控制模块上设有若干卡扣件，所述底板模块上设有若干卡固孔，所述卡扣件与所述卡固孔为一一对应关系；

所述核心控制模块装配在所述底板模块上时，所述卡扣件卡接在对应的卡固孔中。

7.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：

所述功能模块具有若干功能板舌板；

任一所述功能板舌板的两侧面设有相互对称的功能板正面排式焊片、功能板反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有功能模块接口区域，所述功能模块接口区域开设有用于插接所述功能板舌板的功能板条形插孔；

任一所述功能板条形插孔的两边设有相互对称的功能板正面排式焊脚、功能板反面排式焊脚。

8.根据权利要求7所述的电路板结构，其特征在于：

在所述功能模块接口区域内，所述功能板正面排式焊脚、所述功能板反面排式焊脚中的每一焊接片均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述功能板条形插孔的边重合。

9.根据权利要求7或8所述的电路板结构，其特征在于：

在所述底板模块上装配所述功能模块，所述功能板舌板插接在对应的所述功能板条形插孔中；

其中，所述功能板正面排式焊片焊接在所述功能板正面排式焊脚上，所述功能板反面排式焊片焊接在所述功能板反面排式焊脚上。

10.根据权利要求7所述的电路板结构，其特征在于：

所述功能板正面排式焊片、所述功能板反面排式焊片由高压信号导电片和低压信号导电片组成；

其中，相邻的两个所述高压信号导电片之间具有高压安全绝缘间距，相邻的两个所述低压信号导电片之间具有低压安全绝缘间距。

11.根据权利要求3所述的电路板结构，其特征在于：

所述核心控制模块具有3个所述核心板舌板，分别为：

第一核心板舌板，具有第一核心板正面排式焊片和第一核心板反面排式焊片；

第二核心板舌板，具有第二核心板正面排式焊片和第二核心板反面排式焊片；

第三核心板舌板，具有第三核心板正面排式焊片和第三核心板反面排式焊片；

对应的，所述核心控制模块接口区域内开设有：

第一核心板条形插孔，用于插接所述第一核心板舌板，且具有第一核心板正面排式焊脚和第一核心板反面排式焊脚；

第二核心板条形插孔，用于插接所述第二核心板舌板，且具有第二核心板正面排式焊脚和第二核心板反面排式焊脚；

第三核心板条形插孔，用于插接所述第三核心板舌板，且具有第三核心板正面排式焊脚和第三核心板反面排式焊脚；

所述功能模块具有2个所述功能板舌板，分别为：

第一功能板舌板，具有第一功能板正面排式焊片和第一功能板反面排式焊片；

第二功能板舌板，具有第二功能板正面排式焊片和第二功能板反面排式焊片；

对应的，所述功能模块接口区域内开设有：

第一功能板条形插孔，用于插接所述第一功能板舌板，且具有第一功能板正面排式焊脚和第一功能板反面排式焊脚；

第二功能板条形插孔，用于插接所述第二功能板舌板，且具有第二功能板正面排式焊脚和第二功能板反面排式焊脚。

12.根据权利要求11所述的电路板结构，其特征在于：

在所述核心控制模块接口区域内，所述第一核心板正面排式焊脚、所述第二核心板正面排式焊脚、所述第三核心板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，所述第一核心板反面排式焊脚、所述第二核心板反面排式焊脚、所述第三核心板反面排式焊脚之间相互间隔设置；

在所述功能模块接口区域内，所述第一功能板正面排式焊脚、所述第二功能板正面排式焊脚之间相互间隔设置，对应的，所述第一功能板反面排式焊脚、所述第二功能板反面排式焊脚之间相互间隔设置。

13.根据权利要求6所述的电路板结构，其特征在于：

若干所述功能板舌板布设于所述功能模块的同一侧边上；

或，

若干所述功能板舌板布设于所述功能模块的不同侧边上。

14.根据权利要求3所述的电路板结构，其特征在于：

所述底板模块的数量为至少二个；

所述核心控制模块的相对两侧边各自具有所述核心板舌板；

所述核心控制模块插接在相邻两个所述底板模块上，实现垂直方向拓展。

15.根据权利要求7所述的电路板结构，其特征在于：

所述底板模块的数量为至少二个；

所述功能模块的相对两侧边各自具有所述功能板舌板；

所述功能模块插接在相邻两个所述底板模块上，实现垂直方向拓展。

16.根据权利要求1或2所述的电路板结构，其特征在于：

所述底板模块上至少设有用于焊接所述核心控制模块、所述功能模块的至少一个接地焊脚、至少一个I/O焊脚、至少一个电源焊脚。

17.根据权利要求1或2所述的电路板结构，其特征在于：

所述电路板结构还包括片式的端子模块；

所述端子模块具有若干端子舌板；

任一所述端子舌板的两侧面设有相互对称的端子正面排式焊片、端子反面排式焊片；

对应的，所述底板模块具有端子模块接口区域，所述端子模块接口区域开设有用于插接所述端子舌板的端子条形插孔；

任一所述端子条形插孔的两边设有相互对称的端子正面排式焊脚、端子反面排式焊脚；

且在所述端子模块接口区域内，所述端子正面排式焊脚、所述端子反面排式焊脚均开设有一个半圆孔，且所述半圆孔的缺口与所述端子条形插孔的边重合。

18.根据权利要求17所述的电路板结构，其特征在于：

在所述端子模块接口区域内，还具有：

与所述端子正面排式焊脚等电位连接的带圆孔正面焊脚；

与所述端子反面排式焊脚等电位连接的带圆孔反面焊脚。

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