一种可拼接电路板及电路板的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种可拼接电路板及电路板。

背景技术：

电路板是电子电路的主要结构，在开发电子产品时，一般是先设计完电路原理图后，再手工制作电子电路板，再进行调试，调试通过后再制作正式印刷电路板，这种方式制作的电路板制作周期长。目前，也有通过打印、印刷等方式使用液态金属快速、便捷、低成本制作电路板。但以上方式会受电路板尺寸的限制，无法制作大型电路板。

技术实现要素：

本发明提供一种可拼接电路板及电路板，可以较为简单地制作大型电路板。

第一方面，本发明提供一种可拼接电路板，采用如下技术方案：

所述可拼接电路板包括：

基板，所述基板分为电路区域和围绕所述电路区域的连接区域，所述电路区域用于放置线路，所述连接区域用于实现不同可拼接电路板之间的电连接；

至少一个孔道，所述孔道的第一开口位于所述连接区域的上表面，所述孔道的第二开口位于所述基板的侧面；

至少一个连接部，所述连接部填充于所述孔道内；

至少一个结合电极，所述结合电极位于所述基板的侧面，且与所述连接部一一对应连接；

其中，所述电路区域内设置有所述线路时，所述线路的至少一端延伸至所述连接区域内，且与至少一个所述连接部连接。

可选地，所述可拼接电路板包括多个所述孔道，多个所述孔道等间距分布于所述连接区域内。

进一步地，所述孔道为l型，所述孔道的臂长大于或等于孔径，所述孔道之间的间距不低于所述孔道的臂长。

进一步地，所述孔道的孔径为1mm～1cm。

可选地，所述可拼接电路板还包括条状的引导部，所述引导部设置于所述基板的侧面上。

进一步地，所述引导部位于所述结合电极下方，所述引导部为具有自锁结构的梯形条状凸起，或者具有自锁结构的梯形条状凹槽。

进一步地，所述引导部的表面材质为聚四氟乙烯、聚缩醛、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、氯化聚醚、聚苯硫醚或者聚对苯二甲酸酯中的一种。

第二方面，本发明提供一种电路板，采用如下技术方案：

所述电路板包括相互拼接的至少两个以上任一项所述的可拼接电路板，相邻所述可拼接电路板的结合电极相互接触。

可选地，相邻所述可拼接电路板中，一个可拼接电路板的结合电极为阳头，另一个可拼接电路板的结合电极为阴头。

进一步地，所述阳头顶部设置有导电的弹性卡扣。

本发明提供了一种可拼接电路板及电路板，该可拼接电路板包括基板、至少一个孔道、至少一个连接部和至少一个结合电极，其中，基板分为电路区域和围绕电路区域的连接区域，电路区域用于放置线路，连接区域用于实现不同可拼接电路板之间的电连接，孔道的第一开口位于连接区域的上表面，孔道的第二开口位于基板的侧面，连接部填充于孔道内，结合电极位于基板的侧面，且与连接部一一对应连接。当制作大型电路板时，只需要将电路板拆分成具有如上所述结构的几个可拼接电路板，分别制作各可拼接电路板，制作好的各拼接电路板的电路区域内设置有线路，线路的至少一端延伸至连接区域内，且与至少一个连接部连接，然后将各可拼接电路板进行拼接，拼接过程中使相邻可拼接电路板的结合电极相互接触，即可实现相邻拼接电路板中的线路的电连接，因此，本发明提供的技术方案可以简单地制作大型电路板。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可拼接电路板的俯视图；

图2为本发明实施例提供的可拼接电路板的主视图；

图3为本发明实施例提供的图1沿aa’方向的截面示意图一；

图4为本发明实施例提供的图1沿aa’方向的截面示意图二；

图5为本发明实施例提供的孔道和结合电极的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的孔道和结合电极的结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的结合电极的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的电路板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例提供一种可拼接电路板及电路板，具体地，如图1、图2、图3和图4所示，图1为本发明实施例提供的可拼接电路板的俯视图，图2为本发明实施例提供的可拼接电路板的主视图，图3为本发明实施例提供的图1沿aa’方向的截面示意图一，图4为本发明实施例提供的图1沿aa’方向的截面示意图二，可拼接电路板包括：

基板1，基板1分为电路区域1a和围绕电路区域1a的连接区域1b，电路区域1a用于放置线路5，连接区域1b用于实现不同可拼接电路板之间的电连接；

至少一个孔道2，孔道2的第一开口位于连接区域1b的上表面，孔道2的第二开口位于基板1的侧面；

至少一个连接部3，连接部3填充于孔道2内；

至少一个结合电极4，结合电极4位于基板1的侧面，且与连接部3一一对应连接。

其中，电路区域1a内设置有线路5时，线路5的至少一端延伸至连接区域1b内，且与至少一个连接部3连接。

需要说明的是，本发明实施例中的可拼接电路板不仅保护了电路区域1a内设置有线路5时的结构，也保护了电路区域1a内还未设置线路5时的结构，因为后者的结构虽然还未设置线路5，但只要设置线路5，则设置的线路5必然满足以上所述的位置关系和连接关系。

另外，电路区域1a内设置的线路5可以为一个整体结构，也可以包括多个相互分立的结构，本发明实施例对此不进行限定。

本发明实施例中，可以仅在延伸至连接区域1b内的线路5所在区域设置至少一个孔道2，以使得可拼接电路板的结构较简单，也可以在整个连接区域1b内等间距均匀分布多个孔道2，以使得可拼接电路板的适用范围更广，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

连接部3可以与孔道2一一对应，即每个孔道2内均填充有连接部3，也可以使连接部3仅与延伸至连接区域1b内的线路5所在区域对应的孔道2一一对应，即仅延伸至连接区域1b内的线路5所在区域对应的孔道2内填充有连接部3。

线路5的至少一端延伸至连接区域1b内，且与至少一个连接部3连接包括多种情形，例如，线路5的一端延伸至连接区域1b内，且与一个连接部3连接，或者，线路5的一端延伸至连接区域1b内，且与多个连接部3连接，或者，线路5的多端延伸至连接区域1b内，且各端分别与一个连接部3连接，或者，线路5的多端延伸至连接区域1b内，且各端分别与多个连接部3连接。

当制作大型电路板时，只需要将电路板拆分成具有如上所述结构的几个可拼接电路板，分别制作各可拼接电路板，制作好的各可拼接电路板的电路区域1b内设置有线路5，线路5的至少一端延伸至连接区域1b内，且与至少一个连接部3连接，然后将各可拼接电路板进行拼接，拼接过程中使相邻可拼接电路板的结合电极4相互接触，即可实现相邻可拼接电路板中的线路5的电连接，因此，本发明实施例提供的技术方案可以简单地制作大型电路板。

在一个具体的例子中，以连接部3的材质为液态金属为例，可拼接电路板的制作过程包括：

步骤s1、提供一基板；

步骤s2、在基板上划分出电路区域和连接区域；

步骤s3、在连接区域中形成至少一个孔道；

步骤s4、在孔道的第二开口处安装结合电极；

步骤s5、在孔道内填充液态金属，待液态金属固化，得到连接部。

其中，拼接电路板的制作过程还可以包括制作线路以及使线路与连接部连接的步骤。在一个例子中，该步骤在以上步骤s5之后，即先按照如上所述的5个步骤制作好可拼接电路板，当需要使用该可拼接电路板拼接出大型电路板时，再在该可拼接电路板上制作线路5，并使线路5与连接部3连接；在又一个例子中，该步骤在步骤s4和步骤s5之间，即当需要制作大型电路板时，从头开始制作可拼接电路板中的各个结构。

下面本发明实施例对可拼接电路板包括的基板1、孔道2、连接部3、结合电极4和线路5的具体内容进行举例说明。

可选地，本发明实施例中基材1可以为浸润液态金属的基材，如树脂板材、橡胶板材、布料、纸张等。基材1也可以为本身不浸润液态金属，但表面改性后可以浸润液态金属的基材，如表面附着树脂等材料的木材、金属、水泥、陶瓷等。如此设置可以使得能够在该基材1上制作材质为液态金属的线路5，使得线路5的制作较为简单。

发明人发现，若基材1的厚度过小则制作孔道2的难度较大，可选地，基材1的厚度不小于3cm。进一步地，若基材1的厚度过大则不易在墙面等位置处粘贴或固定，使用场景受限，基材1的厚度优选为3cm～5cm。

可选地，如图1和图2所示，可拼接电路板包括多个孔道2，多个孔道2等间距分布于连接区域1b内，以使得无论线路5有一端还是多端延伸至连接区域1b内，无论线路5的线宽是多少，其均可以很好地与孔道2中填充的连接部3连接，使得可拼接电路板中的孔道2的设置可以适应于各种不同的线路5，可拼接电路板的适用范围广。

可选地，本发明实施例中，如图3和图4所示，孔道2为l型，以使得孔道2的形状规则较易制作，且较易在孔道2中制作连接部3。可选地，本发明实施例中选择孔道2的臂长(图3和图4中w1和w2的统称)大于或等于孔径，孔道2的臂长主要受连接区域1b的宽度的限制，孔道2的臂长大于孔径的限制可以避免孔道2的孔径过大，使得可拼接电路板上能够设置较多的孔道2，可拼接电路板的适用范围广。可选地，如图1所示，孔道2之间的间距d不低于孔道2的臂长，以使得在将可拼接电路板上的线路5和填充于孔道2内的连接部3连接的过程中，不易出现错接或者短路等问题。

可选地，孔道2的孔径为1mm～1cm，以使得孔道2较易制作，且可拼接电路板上能够设置的孔道2的数量较多，且孔道2的孔径可以与常规液态金属打印机的打印线宽较好地匹配，使得打印出的线路与一个孔道2对应即可。

可选地，连接部3的材质为熔点在50摄氏度以上的液态金属，以使得连接部3容易制作，且在可拼接电路板的使用过程中，连接部3不会熔化，结构稳定性好。

可选地，如图3和图4所示，本发明实施例中的结合电极4的一端插入孔道2的第二开口中，且与连接部3连接，另一端为自由端，用于与其他可拼接电路板的结合电极4接触，实现二者的电连接。优选结合电极4与孔道2的内壁之间无间隙，以防止在制作连接部3的过程中，液态金属流出。

该结合电极4可以为实心结构，也可以为由导电箔围成的中空结构，当结合电极4为中空结构时，灌装液态金属制作连接部3的过程中，液态金属会填充至该中空结构内部。

根据实际需要，本发明实施例中的可拼接电路板中的结合电极4的接触面(即结合电极4的自由端的表面)可以为平面也可以为曲面(如凸面或凹面)，本发明实施例中优选，如图5和图6所示，图5为本发明实施例提供的孔道和结合电极的结构示意图一，图6为本发明实施例提供的孔道和结合电极的结构示意图二，结合电极4的接触面为凹面或者凸面，即结合电极4为阴头(与凹面对应)或者阳头(与凸面对应)，以使得将多个可拼接电路板拼接后，相邻的可拼接电路板中的结合电极4之间的接触面积大，电连接效果好。在图5所示的例子中，结合电极4为阳头，在图6所示的例子中，结合电极4为阴头。本领域技术人员必然知道的是，在由多个可拼接电路板拼接而成的大型电路板中，相邻的两可拼接电路板中，一个可拼接电路板的结合电极4为阳头，另一个可拼接电路板的结合电极4为阴头。

可选地，如图7所示，图7为本发明实施例提供的结合电极的结构示意图，当结合电极4为阳头时，该结合电极4的顶部(即阳头顶部)设置有导电的弹性卡扣41，以使得在该阳头和对应的阴头接触时，弹性卡扣41受到压缩，使阳头和阴头之间的配合为过盈配合，二者的电连接效果好。示例性地，如图7所示，该弹性卡扣41包括弹性件41a，以及与该弹性件41a的顶部连接的弹性片41b，在受到压缩时，该弹性片41b向内挤压，使弹性件41a压缩变形。可选地，弹性件为弹簧，弹性片为铜箔。

可选地，结合电极4的材质为铜，以使得结合电极4的电阻小，且自润滑性能好，如用银则太贵，用铝则会被镓腐蚀。

可选地，结合电极4的尺寸公差小于1mm，以保证相邻可拼接电路板拼接在一起时，电接触良好。

可选地，线路5可以为铜线路、铝线路等，也可以为液态金属线路。优选地，线路5为液态金属线路，以使得其可以通过打印、印刷、喷涂、手绘等多种方式制作形成，制作过程简单，可操作性强。以上所述的液态金属为熔点在300摄氏度以下的金属单质、熔点在300摄氏度以下的合金或者以以上所述的金属单质或合金为主要成分的导电混合物。优选为，液态金属包括镓单质、铟单质、铋单质、镓基合金、铟基合金、铋基合金等中的一种或几种。

可选地，如图3和图4所示，可拼接电路板还包括条状的引导部6，引导部6设置于基板1的侧面上。将相邻可拼接电路板拼接时，使二者的引导部6相互配合，即可将两可拼接电路板以合适的方位拼接起来，保证两可拼接电路板的结合电极之间的连接效果好。

进一步地，如图3和图4所示，引导部6位于结合电极4下方，以使得引导部6的设置不会对孔道2和连接部3产生不良影响。可选地，如图3和图4所示，引导部6为具有自锁结构的梯形条状凸起，或者具有自锁结构的梯形条状凹槽，以使得在将可拼接电路板拼接在一起时，相邻的可拼接电路板的相对位置不易发生变化，拼接得到的大型电路板的结构和性能稳定。在图3所示的例子中，引导部6为具有自锁结构的梯形条状凹槽，在图4所示的例子中，引导部6为具有自锁结构的梯形条状凸起。

可选地，引导部6的表面材质为自润滑材料，如聚四氟乙烯、聚缩醛、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、氯化聚醚、聚苯硫醚或者聚对苯二甲酸酯等中的一种，以使得将可拼接电路板拼接在一起时，引导部6之间的摩擦较小，拼接较为方便，且对引导部6造成的损伤较小。

需要说明的是，当引导部6为具有自锁结构的梯形条状凸起时，该梯形条状凸起可以为一均质结构，其材质为如上任一所述的自润滑材料，也可以仅表面材质为如上任一所述的自润滑材料；当引导部6为具有自锁结构的梯形条状凹槽时，该梯形条状凹槽的内壁上附着有一层如上任一所述的自润滑材料，或者粘贴有如上任一所述的自润滑材料制成的型材。

当然，根据实际需要，本发明实施例中的可拼接电路板还可以包括与线路连接的元件、电源等结构，此处不进行限定。

此外，本发明实施例提供了一种电路板，具体地，如图8所示，图8为本发明实施例提供的电路板的结构示意图，电路板包括相互拼接的至少两个以上任一项所述的可拼接电路板，相邻可拼接电路板的结合电极4相互接触。该电路板可以具有交互、人工智能等功能。

可选地，相邻可拼接电路板中，一个可拼接电路板的结合电极4为阳头，另一个可拼接电路板的结合电极4为阴头。进一步地，阳头顶部设置有导电的弹性卡扣。

需要说明的是，以上所述的可拼接电路板的所有内容均适用于包括其的电路板，此处不再进行赘述。

可选地，制作该电路板的过程包括：

步骤s11、将电路板拆解为固定大小的多个电路；

步骤s12、提供多个基板，基板的连接区域内设置有至少一个孔道，孔道的第二开口处放置有结合电极；

步骤s13、采用打印、印刷、手绘、喷涂等方式在各可拼接电路板上制作线路，并根据实际需要使线路的至少一端延伸至连接区域内的孔道附近；

步骤s14、在孔道中灌注熔点高于50℃的液态金属，直到孔道中的液态金属与基板的表面齐平，静置待液态金属凝固，形成连接部；

步骤s15、将孔道中的连接部与线路连接；

步骤s16、将多个可拼接电路板进行拼接，使相邻的可拼接电路板的结合电极接触，得到电路板。

在以上过程中，先在基板上的孔道的第二开口处放置结合电极，再制作连接部，可以保证结合电极和连接部之间实现较好的电连接，避免二者无法电连接的情况出现。

另外，在以上各步骤中，本领域技术人员还可以根据实际需要及时地对导电情况进行检查。

制作该电路板的过程还可以包括：在线路上贴附元件，以及对线路和元件进行封装等步骤中的一个或几个，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在一个具体的例子中，如图8所示，将一张120cm*90cm的大型互动电路拆分为四张60cm*45cm的中小型可拼接电路板，在拆分电路过程中，拼接点的电路须做到一一平行对应，以保证每一条线路的导通。该电路板的制作过程包括：

s21.拆分电路图为a/b/c/d四个部分，做到每个连接点一一平行对应；

s22.分别在四块可拼接电路板上绘制或印刷各部分对应的线路，粘贴元件并进行封装处理；

s23.根据实际电路情况，进行x轴方向或y轴方向同向可拼接电路板的拼接；

s24.验证其中一个坐标轴上电路的可靠性；

s25.进行另一个坐标轴方向可拼接电路板的拼接；

s26.验证整体电路的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。