電子元器件模塊、電路單元及電路組件的製作方法

2023-05-23 19:24:06

本實用新型涉及電子電路技術領域，特別涉及一種電子元器件模塊、電路單元及電路組件。

背景技術：

電子產品在生活中幾乎無處不在，例如電子玩具、智能家居等。目前的電子產品中的電子電路通常都是不可分割的系統級電路，即，幾乎所有的電子元器件都焊接在印製電路板上，電子元器件之間通過導線連接，功能越強大的系統級電路布線越複雜。複雜的系統電路不便於調試與分析，當電路中的某部分出現故障時排查難度大，時間長，更多時候是將整個系統電路更換掉，造成資源浪費及成本增加，廢棄的電子元器件也會汙染環境。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於改善現有技術中所存在的上述不足，提供一種電子元器件模塊、電路單元及電路組件。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型實施例提供了以下技術方案：

一種電子元器件模塊，包括電子元器件本體和底座，所述電子元器件本體設置於所述底座，所述電子元器件本體的引腳引出至所述底座的表面。

較優地，上述電子元器件模塊中，所述底座設置有第一凹槽。

較優地，上述電子元器件模塊中，露出所述底座的表面的引腳連接有電導線連接頭。進一步較優地，所述電導線連接頭為杜邦線母頭或杜邦線公頭。

一種電路單元，包括至少兩個上述電子元器件模塊及與所述第一凹槽相適配的第一接插件，所述至少兩個電子元器件模塊之間通過所述第一接插件物理連接，所述至少兩個電子元器件模塊之間通過第一電導線電性連接。

較優地，上述電路單元中，所述電導線連接頭為杜邦線母頭，所述第一電導線為第一公對公杜邦線，所述第一公對公杜邦線的兩端套設有絕緣套環，且兩端的插針露出所述絕緣套環，所述至少兩個電子元器件模塊通過露出所述絕緣套環的插針插入所述杜邦線母頭實現電性連接。

較優地，上述電路單元中，還包括置放盒，連接後的所述至少兩個電子元器件模塊放置於所述置放盒內，所述電子元器件本體的引腳通過第二電導線引出所述置放盒外。

較優地，上述電路單元中，所述置放盒設置有第二凹槽。

較優地，上述電路單元中，所述第二電導線為第二公對公杜邦線，所述置放盒的側壁設置有貫穿所述側壁的母對母杜邦線，所述電子元器件本體的引腳通過與所述母對母杜邦線連接的第二公對公杜邦線引出所述置放盒外。

一種電路組件，包括至少兩個上述電路單元，還包括第三電導線及與所述第二凹槽相適配的第二接插件，所述至少兩個電路單元之間通過所述第二接插件物理連接，所述至少兩個電路單元之間通過所述第三電導線電性連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：本實用新型提供的電子元器件模塊，將電子元器件本體設置於底座，便於多個電子元器件模塊之間相拼接組成電路單元，也便於多個電路單元之間組成電路組件，基於模塊化的思路，將系統級的電子電路劃分為多個模塊，便於系統電路的調試與分析，當某個模塊發生故障時只需要更換相應的模塊即可，無需將電子電路整體更換，既降低了成本又環保，也便於進行故障排查，降低了故障排查的難度。使用本實用新型提供的電子元器件模塊設計系統級電路時，只需要將需要的電子元器件模塊通過電導線簡單連接起來即可，實現簡單，降低了電路設計人員的技術要求，設計靈活，應用於電子產品中，可實現電子產品的分解與組裝，便於運輸，降低運輸成本，也可以提高電子產品使用者對電子電路的興趣。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹， 應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的電子元器件模塊的結構的分解示意圖。

圖2為本實用新型實施例1提供的電子元器件模塊的結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例1提供的電子元器件引腳功能查找器的結構框圖。

圖4為本實用新型實施例2提供的改進的公對公杜邦線的結構示意圖。

圖5為本實用新型實施例2提供的一種電路單元的結構示意圖。

圖6為本實用新型實施例2提供的置放盒的結構示意圖。

圖7為本實用新型實施例2提供的另一種電路單元的結構示意圖。

圖8為本實用新型實施例3提供的電路組件的結構示意圖。

主要元件符號說明

電路單元20；電子元器件模塊100；電子元器件本體101；引腳102；底座103；第一凹槽104；第二凹槽104』；杜邦線母頭105；導線106；改進後的公對公杜邦線200；橡膠套環201；插針202；第一接插件300；第二接插件300』；母對母杜邦線400；置放盒500。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1

圖1、圖2示出了本實施例中電子元器件模塊100的組成結構（分解後和分解前）。請參閱圖1，本實施例提供的電子元器件模塊100，包括電子元器件本體101和底座103，所述電子元器件本體101設置於所述底座103，所述電子元器件本體101的引腳102引出至所述底座103的表面。

所述的電子元器件本體101為電子領域所稱的電子元器件，例如包括集成晶片、電阻、電容、電位器、電子管、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關、電子變壓器、繼電器等。

底座103可以是立體結構，底座103可以是任意形狀，例如長方體、球體、半球體、柱體等，如圖1所示，底座103為長方體形狀。底座103可以根據需要用3D印表機、快速模具等工具製作。

電子元器件本體101可以插入/貼在底座103的表面，也可以嵌到底座103的內部（根據晶片封裝的不同採用不同的方法，DIP封裝則插入長方體底座103），電子元器件本體101的引腳102引出至底座103的表面。如果電子元器件本體101的引腳102較短，也可以將電子元器件本體101的引腳102通過導線106引出至底座103的表面。在引出電子元器件本體101的引腳102時，較佳地，電子元器件本體101的引腳102與電子元器件本體101不在底座103的同一個表面，如圖2所示，電子元器件本體101的引腳102從底座103的左右兩個側面引出。為了便於電子元器件模塊100的使用，較佳地，電子元器件本體101的引腳102按照一定順序引出到底座103的表面，並在底座103上引腳102的相應位置標記引腳102的序號或引腳102的名稱，在底座103上電子元器件本體101的位置標記該電子元器件本體101的型號。電子元器件本體101的引腳102也可以按引腳102的功能分布在底座103不同的表面上，按功能分布引腳102可以使設定功能的電子元器件本體101連接簡捷，按順序分布引腳102可以使底座103具有通用性。

為了便於使用者更加便利地使用電子元器件模塊100，本實施例還提供了一種電子元器件引腳功能查找器，其結構如圖3所示。參閱圖3，電子元器件引腳功能查找器包括觸控螢幕、單片機和存儲器，所述存儲器預先存儲有常見的各種電子元器件本體101的簡介及相應引腳功能，在觸控螢幕上輸入電子元器件本體101的型號即可查找到該電子元器件本體101的各引腳102的功能，將各引腳102的功能標記在底座103上引腳102的相應位置。觸控螢幕實現輸入及顯示功能，觸控螢幕也可以由單獨的顯示屏和按鍵組合實現。

單個的電子元器件模塊100不能單獨使用，為了便於多個電子元器件模塊100之間相互連接組合構成完成某項功能的電路單元20，較佳地，露出底座103表面的引腳102連接有電導線連接頭，多個電子元器件模塊100之間可以通過電導線電性連接。

電導線連接頭可以優選為杜邦線母頭105或杜邦線公頭，兩個電子元器件模塊100之間可以通過公對公杜邦線200或母對母杜邦線400電性連接。例如圖2所示，露出底座103表面的引腳102連接有杜邦線母頭105。為便於描述，本實用新型實施例（實施例1、實施例2、實施例3）中，以露出底座103表面的引腳102連接杜邦線母頭105為例，對電子元器件模塊100、電路單元20、電路組件進行描述。

多個電子元器件模塊100可以連接組成電路單元20，為了增加連接的牢固性，較佳地，底座103上設有第一凹槽104，兩個電子元器件模塊100在連接時，通過與所述第一凹槽104相適配的插接件連接，所述的相適配是指形狀、尺寸均相配合，以使得接插件插入凹槽後可以物理連接穩固。第一凹槽104的形狀可以是三稜體形、正方體形、圓柱體形等，如圖2中所示，第一凹槽104的形狀為三稜體形，本實用新型對第一凹槽104的形狀不做具體限定。

實施例2

圖5示出了本實施例中提供的一種結構的電路單元20的結構。參閱圖5，電路單元20包括至少兩個（圖5所示結構中包含三個）實施例1中所述的電子元器件模塊100，還包括連接兩個電子元器件模塊100的第一接插件300，第一接插件300的形狀與電子元器件模塊100中底座103上設置的第一凹槽104相適配，兩個電子元器件模塊100之間通過第一接插件300物理連接，既增加連接的牢固性，又增加電路單元20的美觀性。

為了實現兩個電子元器件模塊100之間的電性連接，電路單元20還包括公對公杜邦線200或母對母杜邦線400，如果露出底座103的表面的引腳102連接的是杜邦線母頭105，則兩個電子元器件模塊100之間通過改進後的公對公杜邦線200（此處對應於權利要求中的第一公對公杜邦線）電性連接，如圖5所示；如果露出底座103的表面的引腳102連接的是杜邦線公頭，則兩個電子元器件模塊100之間通過母對母杜邦線400（此處對應於權利要求中的第一母對母杜邦線）電性連接。為了簡化描述，統一本實用新型實施例中，電子元器件模塊100中，露出底座103的表面的引腳102連接的是杜邦線母頭105。

如圖4、圖5所示，本實施例中，改進後的公對公杜邦線200，即是在傳統的公對公杜邦線的基礎上，在其兩端套設絕緣套環，且兩端的插針202露出絕緣套環，絕緣套環可以是橡膠套環201，兩個電子元器件模塊100通過露出橡膠套環201的插針202插入電子元器件模塊100的杜邦線母頭105實現電性連接，這樣可以使杜邦線公頭和杜邦線母頭105之間的電路連接更為牢固，也有效降低了杜邦線過多造成的相互之間的靜電幹擾。

圖7示出了本實施例中提供的另一種電路單元20的結構。參閱圖6、圖7，與本實施例中前述的電路單元20相比，本電路單元20還包括置放盒500，連接後的所述至少兩個電子元器件模塊100放置於該置放盒500內，需要引出的電子元器件本體101的引腳102通過改進後的公對公杜邦線200（此處對應於權利要求中的第二公對公杜邦線）引出至置放盒500外。多個電子元器件模塊100連接組成具有一定功能的電路單元20，多個電路單元20又可以組成實現更多功能的電路組件，使用一個置放盒500將連接後的多個電子元器件模塊100進行收納規整，方便使用，需要引出的電子元器件本體101的引腳102通過改進後的公對公杜邦線200引出至置放盒500外，不影響置放盒500內的電子元器件模塊100與其他電子元器件模塊100的電性連接。

為了方便使用，可以在置放盒500的表面標記該置放盒500的功能（實際為置放盒500中放置的組成電路單元20的多個電子元器件模塊100的功能），還可以標記電子元器件模塊100中電子元器件本體101的型號。置放盒500可以包括盒蓋，也可以不包括盒蓋，較優地，如本實施例中，置放盒500包括盒蓋和盒身，盒蓋可扣盒在盒身上。置放盒500可以通過3D印表機或快速模具等工具生成，置放盒500可以是任意形狀，例如長方體形、圓柱體形、半球體形等，本實施例對此不作限定。

需要引出的電子元器件本體101的引腳102可以通過改進後的公對公杜邦線200直接從置放盒500的側壁引出，作為另一種可實施方式，可以在置放盒500的側壁設置貫穿側壁的母對母杜邦線400，母對母杜邦線400的兩端帶有杜邦線母頭105，需要引出的電子元器件本體101的引腳102通過改進後的公對公杜邦線200與側壁內側的杜邦線母頭105相連接，並通過側壁外側的杜邦線母頭105引出。較佳地，可以在置放盒500的側壁外側標記相應引腳102的功能。本實施例中提供的置放盒500的結構如圖6所示。

多個電路單元20可以組成實現更多功能的電路組件，為了增加多個電路單元20連接時的牢固性及美觀性，較佳地，如圖6所示，本實施例中，置放盒500設置有第二凹槽104』，當多個電路單元20連接時，可以通過與第二凹槽104』相適配的第二接插件300』物理連接。第二凹槽104』的形狀可以是三稜體形、正方體形、圓柱體形等，如圖7中所示，本實用新型對第二凹槽104』的形狀不做具體限定。

實施例3

圖8示出了本實施例中電路組件的結構。請參閱圖8，本實施例中提供的電路組件包括至少兩個（圖8所示電路單元20中為3個）電路單元20，本實施例中所述電路單元20為實施例2中所述的第二種結構的電路單元20。電路組件還包括改進後的公對公杜邦線200（此處對應於權利要求中的第三公對公杜邦線）和第二接插件300』，其中，第二接插件300』與置放盒500上設置的第二凹槽104』相適配，至少兩個電路單元20之間通過所述第二接插件300』物理連接，至少兩個電路單元20之間通過改進後的公對公杜邦線200電性連接。

本實用新型實施例提供的電子元器件模塊、電路單元、電路組件，幾乎可以應用於涉及包含電子電路的設備的很多領域，例如，現代教育、智能玩具、智能家居、航空航天、現代製造業、醫學等，下面結合兩個具體應用闡述本實用新型實施例提供的電子元器件模塊、電路單元、電路組件的應用優勢。

應用例一

近年來，高等教育不斷向前推進，隨著高校雙創工作的開展以及高等教育工程認證相關要求，大學生電子設計類項目的動手實踐能力要求也在逐步提高。數字電路、微機原理以及單片機原理等課程已經成為很多高校工科學生的必修課，很多對數字電路等課程感興趣的其他專業的同學也選修了這些課程。目前這些課程的教學主要採用課堂上老師教授理論知識，實驗課上學生動手設計電路的這種方式，而實驗課上設計電路主要是學生首先在麵包板上布置電子元器件，然後再使用杜邦線連接各電子元器件。這種學習方式對於電路基礎較好的同學可能上手很快，但對於電路基礎一般或較差的同學來說，這種接線方式會讓他們看起來連線一團糟，沒有清楚的層次感，即使連線完全正確他們也不清楚連線連接的電路有什麼功能，使得理論聯繫實踐的目的大打折扣，學生學得雲裡霧裡，在一定程度上也打擊了他們學習的積極性，導致很多學生不願意動手做實驗。

應用本實用新型實施例提供的電子元器件模塊或電路單元進行教學，學生只需要進行簡單的連線即可完成電路系統的製作。例如，針對採用電子元器件模塊的情況，學生選取所需的電子元器件模塊後，可以首先通過電導線將需要電性連接的引腳連接（由於電子元器件模塊的底座上相應地標記有引腳的序號 或功能，因此連接起來非常簡單），然後再將各個電子元器件模塊通過插接件物理連接即可，由於學生不需要設計電子元器件在麵包板上如何布置，電子元器件模塊之間的引腳連接也非常簡單，因此，整個實驗過程非常簡單，學生易於上手，也可以積極提高學生實驗的興趣。如果採用本實用新型提供的電路單元，則實驗起來就更簡單了，學生只需要將所需的電路單元通過電導線連接即可，且連接的線路較少。具體地具有以下效果：

（1）將電子元器件本體插到底座上並將電子元器件本體的引腳引出到底座的表面，使得單個電子元器件模塊化，需要什麼就拿什麼模塊，令教學實驗或電路設計變得更為簡潔，使沒有或缺少PCB知識或麵包板知識的同學也能很快的上手電路設計，提高了電路設計速度和學生的學習積極性。

（2）將幾個電子元器件模塊拼接起來組成一個大的電路單元，再將幾個大的電路單元拼接起來組成一個完整的電路系統，相比於實驗箱或者麵包板通過密密麻麻的插線來說，系統更具有層次感，更符合模塊化設計理念。

（3）對於學生來說，電路系統的設計和調試變得更加簡單。想要設計一個電路系統，只需把該電路系統所需的幾個電路單元找到並拼接起來即可。電路系統出故障後，先找到有問題的大的電路單元，再檢測組成這個大的電路單元的電子元器件模塊。在硬體的調試中，可以對具體的某一電路單元或某一部分電子元器件模塊進行信號獨立分析，這種分析方式在獨立的PCB中是很難做到的。

（4）整個設計可以選擇局部功能單獨設計，極大地提高了電路設計的靈活性。

（5）本實用新型實施例中的電子元器件模塊或電路單元的接口均用杜邦線母頭引出，與傳統實驗箱相比設計更人性化，避免了學生或者開發人員被鋒利的排線引腳劃傷。

（6）電子元器件模塊之間或電路單元之間採用改進的公對公杜邦線電性連接，使得電路連接更加牢固，同時也有效降低了線路連接較多時杜邦線插針裸露帶來的靜電幹擾。

（7）可以實現高校教師個性化定製教具。教師只要掌握了3D印表機或者快速模具等設備的使用方法，就可以根據教學需要以及不同班級的教學進度製作不同的教具，滿足了不同層次的教學需求。

（8）使用電子元器件引腳功能查找器來查找某一電子元器件本體的引腳功能，相對於傳統的查閱書籍、文檔等方法來說簡單快捷，提高了實驗效率。

應用例二

在智能家居或智能玩具產品的設計上，在產品外形確定後，根據產品的功能的多少將產品拆分成幾個可拼接的功能模塊，每個功能模塊包含一個電路單元或者由幾個電子元器件模塊拼接而成。設計完成之後再配套的製作一份產品說明書，將產品的拆解和拼接步驟詳細描述出來。人們購買產品時，買到的可以是組裝好的成品也可以是分散的小模塊，在產品說明書的指導下進行產品的拆解及拼接。例如，鬧鐘是大部分家庭必備的電子設備，為了更形象化把鬧鐘設計成公雞的形狀，採用本實用新型實施例提供的電子元器件模塊或電路單元，鬧鐘的電路系統由3部分組成：喇叭、數字顯示部分和按鍵部分，其中，喇叭放到雞頭盒子中，顯示時間和日期的數字顯示部分放到雞身盒子裡，雞身盒子的盒蓋可以採用透明材質製作，按鍵控制部分放到雞尾盒子裡並使按鍵露出來，雞頭盒子、雞身盒子和雞尾盒子拼接組成一個完整的雞形鬧鐘，相應的有配套的說明書，按照說明書可以快速的完成對鬧鐘的拆解和組裝。

相對於市面上流通的中小型智能家居及智能玩具產品，具有以下有益效果：

1）使產品研發人員分工明確，提高了產品的設計速度。

2）模塊化的設計理念，便於產品的改造和升級。

3）產品採用拼接模塊的方式，可以鍛鍊兒童的動手能力，培養小孩的發散思維。

4）可以使孩子建立成就感。兒童按照說明書將幾個功能模塊拼接好後就能實現特定的功能，有助於他們建立成就感和產生對電子科學的興趣。

5）有「寓學於玩」的效果。傳統的電子玩具或小型電子產品，買後兒童只能簡單的玩一玩，即使對這個東西有興趣，也無法進行深入的研究。採用本實用新型設計的電子產品，兒童可以提前接觸一些專業知識。

6）傳統的電子玩具一旦某個地方出現破損可能導致這個玩具不能正常使用，不能使用的玩具基本上會被當垃圾一樣扔掉，這就造成了極大地資源浪費。採用本實用新型設計的電子玩具後，即使玩具某個模塊損壞也可更換新的模塊，玩具仍可正常使用。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發明的描述中，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語 「上」、「下」、「左」、「右」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。