CN217470360U - 一种电路板结构及电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电路板结构及电子产品，电路板结构包括：控制板，其顶面具有焊盘；散热基板，其侧面具有邮票孔，其顶面具有焊盘，散热基板的焊盘与所述孔电连接；散热基板的底面与控制板的顶面接触，且邮票孔与控制板的焊盘电连接；红外传感器，其底面具有焊盘，红外传感器的底面与散热基板的顶面接触，且红外传感器的焊盘与散热基板的焊盘焊接在一起。本实用新型的电路板结构及电子产品，避免红外传感器受到其他发热器件的影响；而且，红外传感器产生的热量可以快速传递至散热基板，实现红外传感器热量的快速散热，实现持续精准的红外检测，保证红外传感器的检测精度，进而提高了电子产品的精度。

Description

一种电路板结构及电子产品

技术领域

本实用新型属于电路板技术领域，具体地说，是涉及一种电路板结构及采用所述电路板结构设计的电子产品。

背景技术

基于光谱原理的红外传感器，可以实现布料材质识别、物质成分识别等功能的产品应用。此类传感器对环境温度比较敏感，正常检测区间为45摄氏度以下。如果红外传感器在检测时，环境温度偏离其校准的温度区间，检测精度会有不同程度的下降，温度越高产生的误差越大。

红外传感器自身的工作原理，就是检测红外LED灯发出光后，被不同材质吸收以后的幅值。由于自身LED灯在发光过程中，也会持续的产生热量，导致自身的温度升高。

而且，当前市场产品，在应用红外传感器时，都是直接将红外传感器焊接在电路板上。市场上的电子产品，特别是在家电行业的物联网应用，每个具有红外传感器的电路板上不可避免的包含WIFI、蓝牙、NFC卡等模块，这些模块在运行时都有一定的热量产出，通信越频繁时，温升越高。以上模块与基于光谱原理的红外传感器同时应用时，以上模块自身产生的热量，会影响红外传感器的精度，温度越高，检测误差越大。

红外传感器在测量时LED灯需要连续发光，感光部分对反射的光进行检测，通过检测64个通道不同纳米波长的红外强度，对被检测的物质反射光进行识别。当LED灯发光时，会产生一定的热量，在与其它硬件模块一起应用时，其它模块产生的热量也叠加在一起，导致电路板热量积累，当温度过高时，红外传感器的精度会下降。

整机上电后，在红外传感器不工作时，WIFI模块、电源、蓝牙模块的发热与传导，让红外传感器本身的温度就达到了36.6摄氏度，如果是夏天，红外传感器运行起来后，温度很容易超过40度，严重影响检测精度。

发明内容

本实用新型提供了一种电路板结构，避免红外传感器受到其他发热器件的影响，保证红外传感器的精度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种电路板结构，包括：

控制板，其顶面具有焊盘；

散热基板，其侧面具有邮票孔，其顶面具有焊盘，所述散热基板的焊盘与所述邮票孔电连接；所述散热基板的底面与所述控制板的顶面接触，且所述邮票孔与所述控制板的焊盘电连接；

红外传感器，其底面具有焊盘，所述红外传感器的底面与所述散热基板的顶面接触，且所述红外传感器的焊盘与所述散热基板的焊盘焊接在一起。

进一步的，所述红外传感器的焊盘为BGA焊盘。

又进一步的，所述散热基板为铝基PCB。

更进一步的，所述散热基板为陶瓷覆铜PCB。

再进一步的，所述邮票孔为镀金邮票孔。

进一步的，所述邮票孔为半圆形。

又进一步的，所述散热基板为长方形，其四个侧面均具有若干个所述的邮票孔。

更进一步的，所述红外传感器的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘；

所述散热基板的焊盘包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘、第四焊盘；

所述邮票孔包括第一邮票孔、第二邮票孔、第三邮票孔、第四邮票孔；

所述控制板的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘；

所述红外传感器的时钟信号焊盘与所述散热基板的第一焊盘焊接，所述第一焊盘与所述第一邮票孔电连接，所述第一邮票孔与所述控制板的时钟信号焊盘焊接，所述控制板的时钟信号焊盘与所述控制板上的控制单元的时钟信号端电连接；

所述红外传感器的数据信号焊盘与所述散热基板的第二焊盘焊接，所述第二焊盘与所述第二邮票孔电连接，所述第二邮票孔与所述控制板的数据信号焊盘焊接，所述控制板的数据信号焊盘与所述控制板上的控制单元的数据信号端电连接；

所述红外传感器的中断信号焊盘与所述散热基板的第三焊盘焊接，所述第三焊盘与所述第三邮票孔电连接，所述第三邮票孔与所述控制板的中断信号焊盘焊接，所述控制板的中断信号焊盘与所述控制板上的控制单元的中断信号端电连接；

所述红外传感器的电源信号焊盘与所述散热基板的第四焊盘焊接，所述第四焊盘与所述第四邮票孔电连接，所述第四邮票孔与所述控制板的电源信号焊盘焊接，所述控制板的电源信号焊盘与所述控制板上的供电单元电连接。

基于上述电路板结构的设计，本实用新型提出了一种电子产品，包括所述的电路板结构；所述电路板结构包括：

控制板，其顶面具有焊盘；

散热基板，其侧面具有邮票孔，其顶面具有焊盘，所述散热基板的焊盘与所述邮票孔电连接；所述散热基板的底面与所述控制板的顶面接触，且所述邮票孔与所述控制板的焊盘电连接；

红外传感器，其底面具有焊盘，所述红外传感器的底面与所述散热基板的顶面接触，且所述红外传感器的焊盘与所述散热基板的焊盘焊接在一起。

进一步的，所述电子产品为洗衣机。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的电路板结构及电子产品，通过设计红外传感器底面的焊盘与散热基板顶面的焊盘电连接，散热基板顶面的焊盘与邮票孔电连接，散热基板的邮票孔与控制板顶面的焊盘电连接，从而实现红外传感器与控制板的电连接，红外传感器与控制板之间可以进行信号传输；红外传感器的底面与散热基板的顶面接触，散热基板的底面与控制板的顶面接触，因此，通过设置散热基板，增加了红外传感器与控制板之间的距离，使得红外传感器距离控制板上的其他发热器件较远，散热基板隔离了其他发热器件对红外传感器的热量传导，避免红外传感器受到其他发热器件的影响；而且，红外传感器产生的热量可以快速传递至散热基板，实现红外传感器热量的快速散热，实现持续精准的红外检测，保证红外传感器的检测精度，进而提高了电子产品的精度。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型提出的电路板结构的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提出的电路板结构的俯视图；

图3是本实用新型提出的电路板结构的右视图；

图4是红外传感器的应用原理图。

图1～图4附图标记：

100、控制板；

200、散热基板；210、邮票孔；

300、红外传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对目前电路板上的红外传感器容易受到其他发热器件的影响的技术问题，本实用新型提出了一种具有红外传感器的电路板结构及具有该电路板结构的电子产品，避免红外传感器受到其他发热器件的影响，实现红外传感器的快速散热，保证红外传感器的精度。下面，结合附图通过具体实施例对电路板结构及电子产品的具体结构进行详细说明。

实施例一、

本实施例的电路板结构，主要包括控制板100、散热基板200、红外传感器300等，参见图1至图4所示。

控制板100，其具有控制单元、供电单元等。控制板100上还设计有WIFI 模块、蓝牙模块、NFC模块等模块，这些模块工作时产生热量。控制板100的顶面具有焊盘，用于与散热基板200焊接。

散热基板200，其侧面具有邮票孔210，其顶面具有焊盘；散热基板200顶面的焊盘与侧面的邮票孔210电连接；散热基板200的底面与控制板100的顶面接触，且邮票孔210与控制板100顶面的焊盘电连接。

红外传感器300，其底面具有焊盘，红外传感器300的底面与散热基板200的顶面接触，且红外传感器300底面的焊盘与散热基板200顶面的焊盘焊接在一起，实现电连接。

红外传感器300底面的焊盘与散热基板200顶面的焊盘电连接，散热基板200顶面的焊盘与邮票孔210电连接，散热基板200的邮票孔210与控制板100顶面的焊盘电连接，从而实现红外传感器300与控制板100的电连接，红外传感器300与控制板100之间可以进行信号传输，包括通信信号和电源信号的传输。

本实施例的电路板结构，红外传感器300的底面与散热基板200的顶面接触，散热基板200的底面与控制板100的顶面接触，因此，通过设置散热基板200，增加了红外传感器300与控制板100之间的距离，使得红外传感器300距离控制板100上的其他发热器件较远，散热基板200隔离了其他发热器件对红外传感器300的热量传导，避免红外传感器300受到其他发热器件的影响；而且，红外传感器300产生的热量可以快速传递至散热基板200，实现红外传感器300热量的快速散热，实现持续精准的红外检测，保证红外传感器300的检测精度，进而提高了电子产品的精度。

本实施例的电路板结构，通过设置散热基板200，可以将红外传感器300的温度有效控制在40℃以下，保证红外传感器300的正常运行，保证红外传感器300的检测精度。

在红外传感器应用时，先设计一个散热基板，将红外传感器焊接在散热基板上，然后将散热基板焊接在控制板上，通过邮票孔实现与控制板的通信与供电。

在本实施例中，红外传感器300的焊盘为BGA焊盘，相适应的，散热基板200顶面的焊盘也为BGA焊盘。红外传感器300的BGA焊盘直接焊接在散热基板200顶面的BGA焊盘上，可以通过回流焊机焊接，焊接方便。散热基板200与控制板100采用贴片焊接方式。

作为本实施例的一种优选设计方案，散热基板200为铝基PCB，散热效果好。铝基PCB是在铝基上走线，实现其顶面焊盘与侧面邮票孔的电连接。

作为本实施例的另一种优选设计方案，散热基板200为陶瓷覆铜PCB，如DPC陶瓷覆铜PCB（直接电镀覆铜陶瓷）。陶瓷覆铜PCB是在陶瓷上走线，实现其顶面焊盘与侧面邮票孔的电连接，而且可以有效的进行散热，散热效果好；并隔离其它热源对红外传感器的影响，保证红外传感器不受其他热源影响，有效保证红外传感器的检测精度。

DPC陶瓷覆铜PCB具有耐高温、高压、高湿、高腐蚀特性，适于洗衣机高湿环境，导热性能是普通铝基PCB的20～200倍。

因此，散热基板200采用铝基或陶瓷的覆铜PCB，散热效果好，有效隔离其他热源对红外传感器的影响，保证红外传感器的检测精度。

本实施例的电路板结构，通过采用DPC陶瓷覆铜PCB或铝基PCB对红外传感器应用进行模块化重新设计，可以实现快速散热、其它器件的热传导隔离，减少其它器件产生的热量对红外传感器的影响，减少背景温度影响，将红外传感器的温度控制在40度以下，实现红外传感器精准的红外光谱检测。

本实施例的电路板结构，采用陶瓷覆铜PCB或铝基PCB对红外传感器进行再次封装，有效的进行本体散热，并且隔离其它器件产生的温度传导，减少背景温度影响，保证红外传感器的检测精度。

本实施例的电路板结构，陶瓷覆铜PCB采用邮票孔形式，与电子产品的控制板进行焊接相联，实现信号的交互，以及电源的供电输入。

在本实施例中，散热基板200的邮票孔210为镀金邮票孔，即邮票孔210的内壁镀金，镀金邮票孔抗腐蚀，接触电阻小，产生误差小，功率小。

在本实施例中，散热基板200的邮票孔210为半圆形，既便于加工设计，又便于与控制板100的焊盘焊接在一起。

在本实施例中，散热基板200为长方形，其四个侧面均具有若干个所述的邮票孔210。长方形的散热基板便于加工设计，而且，在每个侧面均设计邮票孔，便于结构设计，布局合理。

在本实施例中，为了保证红外传感器300与控制板100之间的正常通信及供电，红外传感器300底面的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘等；

散热基板200顶面的焊盘包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘、第四焊盘；

散热基板200侧面的邮票孔包括第一邮票孔、第二邮票孔、第三邮票孔、第四邮票孔；

控制板100顶面的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘。

红外传感器300的时钟信号焊盘与散热基板200的第一焊盘焊接，散热基板200的第一焊盘与第一邮票孔电连接，第一邮票孔与控制板100的时钟信号焊盘焊接，控制板100的时钟信号焊盘与控制板100上的控制单元的时钟信号端电连接；从而实现红外传感器300的时钟信号焊盘与控制板100上的控制单元的时钟信号端电连接，实现红外传感器300与控制板100之间时钟信号的传输，保证时钟信号同步，进而保证二者之间正常进行通信和供电。

红外传感器300的数据信号焊盘与散热基板200的第二焊盘焊接，散热基板200的第二焊盘与第二邮票孔电连接，第二邮票孔与控制板100的数据信号焊盘焊接，控制板100的数据信号焊盘与控制板100上的控制单元的数据信号端电连接；从而实现红外传感器300的数据信号焊盘与控制板100上的控制单元的数据信号端电连接，实现红外传感器300与控制板100之间数据信号的正常传输。通过该数据传输路径，红外传感器300可以将红外检测数据传输至控制板100上的控制单元。

红外传感器300的中断信号焊盘与散热基板200的第三焊盘焊接，散热基板200的第三焊盘与第三邮票孔电连接，第三邮票孔与控制板100的中断信号焊盘焊接，控制板100的中断信号焊盘与控制板100上的控制单元的中断信号端电连接；从而实现红外传感器300的中断信号焊盘与控制板100上的控制单元的中断信号端电连接，实现红外传感器300与控制板100之间中断信号的正常传输。通过该数据传输路径，红外传感器300可以将中断信号传输至控制板100上的控制单元。红外传感器300发出的中断信号传输至控制板100上的控制单元后，控制单元开始接收红外传感器300的红外检测数据。

红外传感器300的电源信号焊盘与散热基板200的第四焊盘焊接，散热基板200的第四焊盘与第四邮票孔电连接，第四邮票孔与控制板100的电源信号焊盘焊接，控制板100的电源信号焊盘与控制板100上的供电单元电连接；从而实现红外传感器300与控制板100上的供电单元电连接，实现控制板100为红外传感器300供电。

参见图4所示，本实施例采用典型的红外传感器—AMS7420或AMS7421传感器进行设计，将红外传感器AS7421与散热基板200做成一体模块，然后与控制板100焊接在一起，通过控制板100上的控制单元MCU对红外传感器的检测数据进行读取。

参见图4所示，散热基板200上设计有多个邮票孔，包括第一邮票孔（SCL）、第二邮票孔（SDA）、第三邮票孔（INT）、第四邮票孔（VDD）；还包括第五邮票孔（GND、PGND），用于接地；还包括第六邮票孔（RST），用于红外传感器的复位；还包括第七邮票孔（GPIO），作为备用接口，可以用于数据传输。

在本实施例中，散热基板200上设计有12个邮票孔，除了上述提及的邮票孔，其余的邮票孔用于各种接地。

实施例二、

基于实施例一中的电路板结构的设计，本实施例二提出了一种电子产品，包括所述的电路板结构。

通过在电子产品中设计所述的电路板结构，避免红外传感器受到其他发热器件的影响；而且，红外传感器产生的热量可以快速传递至散热基板，实现红外传感器热量的快速散热，实现持续精准的红外检测，保证红外传感器的检测精度，进而提高了电子产品的精度，提高了电子产品的市场竞争力。

在本实施例中，电子产品为洗衣机。红外传感器用于检测洗衣机内的衣物材质，以便于根据衣物材质选择合适的洗涤方式，既保证洗涤效果，又避免损伤衣物。通过在洗衣机中设计所述的电路板结构，提高了洗衣机的性能，提高了用户使用体验，提高了洗衣机的市场竞争力。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路板结构，其特征在于：包括：

控制板，其顶面具有焊盘；

散热基板，其侧面具有邮票孔，其顶面具有焊盘，所述散热基板的焊盘与所述邮票孔电连接；所述散热基板的底面与所述控制板的顶面接触，且所述邮票孔与所述控制板的焊盘电连接；

红外传感器，其底面具有焊盘，所述红外传感器的底面与所述散热基板的顶面接触，且所述红外传感器的焊盘与所述散热基板的焊盘焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述红外传感器的焊盘为BGA焊盘。

3.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述散热基板为铝基PCB。

4.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述散热基板为陶瓷覆铜PCB。

5.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述邮票孔为镀金邮票孔。

6.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述邮票孔为半圆形。

7.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：所述散热基板为长方形，其四个侧面均具有若干个所述的邮票孔。

8.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：

所述红外传感器的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘；

所述散热基板的焊盘包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘、第四焊盘；

所述邮票孔包括第一邮票孔、第二邮票孔、第三邮票孔、第四邮票孔；

所述控制板的焊盘包括时钟信号焊盘、数据信号焊盘、中断信号焊盘、电源信号焊盘；

所述红外传感器的时钟信号焊盘与所述散热基板的第一焊盘焊接，所述第一焊盘与所述第一邮票孔电连接，所述第一邮票孔与所述控制板的时钟信号焊盘焊接，所述控制板的时钟信号焊盘与所述控制板上的控制单元的时钟信号端电连接；

所述红外传感器的数据信号焊盘与所述散热基板的第二焊盘焊接，所述第二焊盘与所述第二邮票孔电连接，所述第二邮票孔与所述控制板的数据信号焊盘焊接，所述控制板的数据信号焊盘与所述控制板上的控制单元的数据信号端电连接；

所述红外传感器的中断信号焊盘与所述散热基板的第三焊盘焊接，所述第三焊盘与所述第三邮票孔电连接，所述第三邮票孔与所述控制板的中断信号焊盘焊接，所述控制板的中断信号焊盘与所述控制板上的控制单元的中断信号端电连接；

所述红外传感器的电源信号焊盘与所述散热基板的第四焊盘焊接，所述第四焊盘与所述第四邮票孔电连接，所述第四邮票孔与所述控制板的电源信号焊盘焊接，所述控制板的电源信号焊盘与所述控制板上的供电单元电连接。

9.一种电子产品，其特征在于：包括如权利要求1至8中任一项所述的电路板结构。

10.根据权利要求9所述的电子产品，其特征在于：所述电子产品为洗衣机。

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