CN214675848U - 一种用于伺服驱动器的叠加式电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于伺服驱动器的叠加式电路板，涉及电路板领域，包括核心板、母板和多个电子元器件，母板的层数小于核心板的层数，核心板用于安装控制芯片，母板用于安装未安装在核心板上的剩余的电子元器件，核心板的尺寸小于母板的尺寸，核心板安装在母板上与并母板形成电性连接，母板上至少安装有用于对控制芯片进行外部通讯的通讯接口，核心板上设置有与通讯接口对应的板件缺口，通讯接口的安装位置至少部分位于板件缺口中，母板上形成有散热通孔，控制芯片安装在散热通孔上方，且散热通孔的尺寸不小于控制芯片的尺寸、小于核心板的尺寸，由此不仅能够减小伺服驱动器的体积，同时方便控制芯片的安装。

Description

一种用于伺服驱动器的叠加式电路板

技术领域

本实用新型涉及电路板领域，尤其是一种用于伺服驱动器的叠加式电路板。

背景技术

由于工业自动化市场的飞速发展，对于电子器件的需求也逐渐朝着低成本和小体积的方向发展，现有的伺服驱动器通常包含两类：一种是使用两块电路板的驱动器，一块是驱动板，包括功率器件和电源，另一块是控制板，包括MCU、FPGA等控制逻辑器件，这么做能够保持驱动器的主要电路功能，但是由于使用到两块电路板导致伺服驱动器的体积较大。

另一种是使用一块电路板的驱动器，将原有的两块电路板合二为一，虽然能够减小驱动器的体积，但碰到一些密脚型的IC芯片时，例如BGA封装的FPGA(现场可编程逻辑门阵列)或MCU(单片机)，此时需要进一步增加电路板的层数达到6层甚至更多才能满足安装需求，电路板的层数越多对后续电子器件的安装将会造成困难，同时对电路板的稳定性和可靠性也会造成一定的影响。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种用于伺服驱动器的叠加式电路板，本实用新型的技术方案如下：

一种用于伺服驱动器的叠加式电路板，其特征在于，包括核心板、母板和多个电子元器件，所述母板的层数小于所述核心板的层数，所述核心板用于安装控制芯片，所述母板用于安装未安装在所述核心板上的剩余的电子元器件，所述核心板的尺寸小于所述母板的尺寸，所述核心板安装在所述母板上与并所述母板形成电性连接，所述母板上至少安装有用于对所述控制芯片进行外部通讯的通讯接口，所述核心板上设置有与所述通讯接口对应的板件缺口，所述通讯接口的安装位置至少部分位于所述板件缺口中，所述母板上形成有散热通孔，所述控制芯片安装在散热通孔上方，且所述散热通孔的尺寸不小于所述控制芯片的尺寸、小于所述核心板的尺寸。

其进一步的技术方案为，所述核心板通过焊盘与所述母板进行焊接安装，所述焊盘上表面的部分区域贴合安装在所述核心板的下表面上，所述焊盘的下表面贴合安装在所述母板的上表面，所述焊盘上表面未贴合的区域远离所述核心板的边界为第一边界，所述核心板的厚度与所述第一边界至所述核心板的最近距离的比例满足预定比例。

其进一步的技术方案为，所述预定比例为tan30°。

其进一步的技术方案为，所述通讯接口安装在所述母板的边界上，所述板件缺口位于所述核心板靠近所述通讯接口的边界上。

其进一步的技术方案为，所述散热通孔的数量与所述控制芯片数量相同，每个所述控制芯片安装在对应的散热通孔上方。

其进一步的技术方案为，所述核心板的相邻边界相互垂直形成有多个直角，所述核心板上表面的至少一个所述直角上设置有圆形焊盘，所述圆形焊盘作为贴片机的识别点。

其进一步的技术方案为，所述核心板的周围形成有预定区域，所述预定区域内的电子元器件高度低于预设高度值。

其进一步的技术方案为，所述控制芯片包括MCU和FPGA。

其进一步的技术方案为，所述通讯接口为烧录接口。

本实用新型的有益技术效果是：通过本申请的叠加式电路板，不仅能够减小伺服驱动器的体积，同时方便控制芯片的安装；通过板件缺口能够避免核心板与通讯接口直接接触，同时能够提高电路板的通讯能力；设置散热通孔提高电路板的散热能力，同时便于后续的维修维护工作；圆形焊盘用于定位核心板的位置，避免了人工进行摆件，提高了生产效率和生产品质。

附图说明

图1是本申请的叠加式电路板的主视图。

图2是本申请的叠加式电路板的后视图。

图3是本申请的爬锡高度的示意图。

图4是本申请的核心板的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，一种用于伺服驱动器的叠加式电路板，包括核心板1、母板2和多个电子元器件，核心板1作为伺服驱动器的控制板，核心板1用于安装控制芯片3，控制芯片3包括MCU和FPGA，母板2用于安装未安装在核心板上的剩余的电子元器件，包括运放、电源等电子元器件，而一些用于辅助控制芯片的电子元器件例如晶振、RAM等，可以安装在核心板上，也可以安装在母板，核心板1的小于母板2的尺寸，核心板1安装在母板2上并与母板2形成电性连接，通过本申请的叠加式电路板，不仅能够减小伺服驱动器的体积，同时方便控制芯片的安装。

同时，母板2的层数小于核心板1的层数，例如核心板1使用6层结构的电路板，母板2使用现有的4层结构的电路板即可。

母板2上安装有用于对控制芯片进行外部通讯的通讯接口4，核心板1上设置有与通讯接口4对应的板件缺口5，通讯接口4在母板2上的安装位置至少部分位于板件缺口5中，板件缺口5穿过核心板1进行布置，通过板件缺口5能够避免核心板1与通讯接口4直接接触，同时能够提高电路板的通讯能力。例如，该通讯接口4为烧录接口，通过烧录接口能够对控制芯片进行程序烧录。

进一步的，为了便于通讯接口4与外部的设备进行连接通讯，通讯接口4安装在母板2的边界上，使通讯接口4的插接口朝向外部，板件缺口5位于核心板1靠近通讯接口4的边界上。

如图2所示，母板2上还设置有散热通孔6，散热通孔6位于核心板1的下方，即控制芯片3安装在散热通孔的上方位置，且散热通孔6的尺寸不小于控制芯片3的尺寸、小于核心板1的尺寸，通过设置散热通孔能够提高电路板的散热能力，如上述描述的一样，核心板通常为6层板件结构，母板为4层板件结构，如果不设置散热通孔，核心板部位的层数将会达到10层，这将会严重影响电路板的散热能力，同时设置散热通孔也便于后续的维修维护工作，当核心板上的元器件损坏时，能够直接通过散热通孔将器件拆卸下来。

进一步的，核心板1上通常安装有多个控制芯片3，因此散热通孔6的数量与控制芯片3的数量相同，每个控制芯片3安装在对应的散热通孔6上方，由此各个散热通孔之间形成一定的间距，避免控制芯片之间相互影响，进一步提高单个芯片的散热能力。

如图3中所示，核心板1通过焊盘7与母板2进行安装，现有技术中在进行焊盘焊接的过程中，需要在焊盘的表面进行上锡操作，这一操作称为爬锡，爬锡会从焊盘7的底端一直延伸至核心板1的上表面上，需要注意的是，爬锡高度越高，那么焊接就会越牢固越可靠，但爬锡过高也会带来问题，一方面对于工艺要求会更高，同时会造成材料的浪费，因此需要合理的设置爬锡高度，即合理设置焊盘和核心板的规格尺寸，焊盘7上表面的部分区域贴合安装在核心板1的下表面上，焊盘7的下表面贴合安装在母板2的上表面，焊盘7上表面未贴合的区域远离核心板的边界为第一边界8，核心板1的厚度L与第一边界8至核心板1的最近距离Q的比例满足预定比例，通常设定预定比例为tan30°，核心板的厚度L为1.6mm，则第一边界8至核心板1的长度Q为2.77mm，由此保证焊接的可靠度的同时不浪费材料。

由于电路板上的芯片通常为方形，所以电路板通常也会做成方形避免电路板上面积的浪费，同时方形也较好的进行切割，因此核心板的相邻边界会相互垂直形成多个直角，如图4所示的核心板1，由于核心板1存在一个板件缺口5，因此该核心板存在六个边界，在核心板上表面的至少一个直角上设置有圆形焊盘9，在实际生产过程中，也可以在每个直角上都设置圆形焊盘9，能够实现对核心板的各个边界的定位，圆形焊盘9作为贴片机的识别点，圆形焊盘可以理解为一个视觉点，这样贴片机在将核心板与母板安装在一起时，能够通过识别圆形焊盘9来定位核心板的位置，避免了人工进行摆件，提高了生产效率和生产品质。

虽然核心板1的位置可以在母板2上随意安装，不受限制，但需要注意的是，在将核心板1安装在母板2上时，如果母板2上的核心板1附近的电子元器件的高度过高，将会导致安装不便，同时将有一定可能发生电子元器件和核心板触碰的情况，因此如图1中核心板附近的虚线框所示，在核心板的周围形成有预定区域10，预定区域10沿核心板的边界向外扩展，预定区域10内的电子元器件高度低于预设高度值，需要说明的是，预定区域在实际的母板上并不存在，实际只是一个虚拟框，本领域的技术人员在设计电路板结构时，能够根据预定区域对电路板进行设计，预设高度值通常设置为5mm，实际的设置参数可以根据需求进行合理设定，由此能够避免母板上的电子元器件由于高度过高对核心板的安装造成影响。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于伺服驱动器的叠加式电路板，其特征在于，包括核心板、母板和多个电子元器件，所述母板的层数小于所述核心板的层数，所述核心板用于安装控制芯片，所述母板用于安装未安装在所述核心板上的剩余的电子元器件，所述核心板的尺寸小于所述母板的尺寸，所述核心板安装在所述母板上与并所述母板形成电性连接，所述母板上至少安装有用于对所述控制芯片进行外部通讯的通讯接口，所述核心板上设置有与所述通讯接口对应的板件缺口，所述通讯接口的安装位置至少部分位于所述板件缺口中，所述母板上形成有散热通孔，所述控制芯片安装在散热通孔上方，且所述散热通孔的尺寸不小于所述控制芯片的尺寸、小于所述核心板的尺寸。

2.根据权利要求1所述的叠加式电路板，其特征在于，所述核心板通过焊盘与所述母板进行焊接安装，所述焊盘上表面的部分区域贴合安装在所述核心板的下表面上，所述焊盘的下表面贴合安装在所述母板的上表面，所述焊盘上表面未贴合的区域远离所述核心板的边界为第一边界，所述核心板的厚度与所述第一边界至所述核心板的最近距离的比例满足预定比例。

3.根据权利要求2所述的叠加式电路板，其特征在于，所述预定比例为tan30°。

4.根据权利要求1所述的叠加式电路板，其特征在于，所述通讯接口安装在所述母板的边界上，所述板件缺口位于所述核心板靠近所述通讯接口的边界上。

5.根据权利要求1所述的叠加式电路板，其特征在于，所述散热通孔的数量与所述控制芯片数量相同，每个所述控制芯片安装在对应的散热通孔上方。

6.根据权利要求1所述的叠加式电路板，其特征在于，所述核心板的相邻边界相互垂直形成有多个直角，所述核心板上表面的至少一个所述直角上设置有圆形焊盘，所述圆形焊盘作为贴片机的识别点。

7.根据权利要求1-6任一所述的叠加式电路板，其特征在于，所述核心板的周围形成有预定区域，所述预定区域内的电子元器件高度低于预设高度值。

8.根据权利要求1-6任一所述的叠加式电路板，其特征在于，所述控制芯片包括MCU和FPGA。

9.根据权利要求1-6任一所述的叠加式电路板，其特征在于，所述通讯接口为烧录接口。

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