应用于车辆的多功能电路板的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种应用于车辆的多功能电路板。

背景技术：

随着人们生活水平不断提高，许多研究团队着重于新能源，车联网，无人驾驶等的发展，汽车中控系统更新周期变得更短，现有的汽车中控系统的集成度低。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型提供了一种应用于车辆的多功能电路板，能够提供高集成性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种应用于车辆的多功能电路板，所述多功能电路板包括：

印刷电路板，所述印刷电路板上设置有中央控制单元、惯性测量单元、射频通信单元、4G通信单元和电源管理单元，所述中央控制单元设置在所述印刷电路板的中部，所述惯性测量单元、所述射频通信单元、所述4G通信单元和所述电源管理单元分别围绕所述中央控制单元设置在所述印刷电路板上；

所述惯性测量单元，与所述中央控制单元电性连接，所述惯性测量单元用于将获取到的车辆的导航坐标及加速度发送给所述中央控制单元；

所述中央控制单元，根据所述导航坐标及所述加速度计算所述车辆的最新导航坐标；

所述射频通信单元，与所述中央控制单元电性连接，所述射频通信单元包括蓝牙通信单元、WIFI通信单元及GPS通信单元，所述蓝牙通信单元、所述WIFI通信单元及所述GPS通信单元在所述中央控制单元控制下收发射频信息；

所述4G通信单元，与所述中央控制单元电性连接，所述4G通信单元在所述中央控制单元控制下收发4G通信信息；

所述电源管理单元，与所述中央控制单元电性连接，所述电源管理单元向所述蓝牙通信单元、所述WIFI通信单元、所述GPS通信单元及所述4G通信模块提供相应的电能。

可选的，所述中央控制单元包括基板和封装壳体；

所述基板的正面设置有芯片，所述基板的反面设置有多个焊接点；所述多个焊接点包括多个接地散热焊点、多个接地信号焊点和多个信号输出焊点；

所述芯片的内引脚分别与各所述接地信号焊接点和各所述信号输出焊点电连接，所述芯片封装在所述封装壳体内；

多个所述接地散热焊点的部分均匀分布设置在所述基板的中部，多个所述接地散热焊点的另外一部分分别设置所述基板的各角部；

多个所述接地信号焊点和多个所述信号输出焊点分别围绕设置在位于所述基板中部的多个所述接地散热焊点所在区域的四周。

可选的，沿所述基板的对角线由里向外方向，位于所述基板的每个角部的各所述接地散热焊点的面积依次增大。

可选的，所述接地散热焊点的面积大于所述接地信号焊点的面积，所述接地散热焊点的面积大于所述信号输出焊点的面积。

可选的，位于所述基板中部的各所述接地散热焊点的形状为方形，位于所述基板的各角部的各所述接地散热焊点的形状为圆形或方形，所述接地信号焊点的形状和所述信号输出焊点的形状均为圆形。

可选的，所述接地信号焊点的面积和所述信号输出焊点的面积相同。

可选的，所述印刷电路板上还设置有：

存储单元，与所述中央控制单元电性连接，所述存储单元围绕所述中央控制单元，所述存储单元用于存储所述导航坐标、所述最新导航坐标、所述射频信息及所述加速度。

可选的，所述印刷电路板上还设置有：

暂存单元，与所述中央控制单元电性连接，所述暂存单元围绕所述中央控制芯片。

可选的，所述中央控制单元还包括指令寄存器，所述中央控制单元从所述存储单元及所述暂存单元取出指令后，将所述指令放入所述指令寄存器并对其进行译码。

一种应用于车辆的多功能电路板，包括印刷电路板、中央控制单元、惯性测量单元、射频通信单元、4G通信单元和电源管理单元。中央控制单元设置在印刷电路板的中部。惯性测量单元、射频通信单元、4G通信单元和电源管理单元分别围绕中央控制单元设置在印刷电路板上。惯性测量单元用于将获取到的车辆的导航坐标及加速度发送给中央控制单元并根据导航坐标及加速度计算车辆的最新导航坐标。射频通信单元包括蓝牙通信单元、WIFI通信单元及GPS通信单元，并由中央控制单元控制下收发射频信息。4G通信单元在中央控制单元控制下收发4G通信信息。多功能电路板将惯性测量单元、射频通信单元、4G通信单元和电源管理单元分别围绕中央控制单元且设置在印刷电路板上。该印刷电路板的集成度高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型范围的限定。

图1是本实用新型提供的应用于车辆的多功能电路板的示意性方框图；

图1a是本实用新型提供的应用于车辆的多功能电路板的示意性平面图；

图1b是本实用新型提供的中央控制单元的底面结构示意图。

主要元件符号说明：

100-多功能电路板；

110-印刷电路板；

111基板；

120-中央控制单元；

130-惯性测量单元；

131-陀螺仪；

132-加速度计；

140-射频通信单元；

141-蓝牙通信单元；

142-WIFI通信单元；

143-GPS通信单元；

150-4G通信单元；

160-电源管理单元；

170-存储单元；

180-暂存单元；

GHP1、GHP2-接地散热焊点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

请同时参阅图1、图1a及图1b。图1是本实用新型实施例1提供的应用于车辆的多功能电路板(以下简称“多功能电路板”)的示意性方框图。图1a是本实用新型实施例1提供的应用于车辆的多功能电路板的示意性平面图。图1b是本实用新型实施例1提供的中央控制单元的底面结构示意图。

在图1及图1a中，多功能电路板100包括印刷电路板110、中央控制单元120、惯性测量单元130、射频通信单元140、4G通信单元150、电源管理单元160、存储单元170及暂存单元180。其中，中央控制单元120、惯性测量单元130、射频通信单元140、4G通信单元150、电源管理单元160、存储单元170及暂存单元180可以设置在同一印刷电路板110上，以完成多功能电路板100的高集成性。

进一步来说，射频通信单元140包括蓝牙通信单元141、WIFI通信单元142及GPS通信单元143。惯性测量单元130包括陀螺仪131及加速度计132。其中，中央控制单元120与惯性测量单元130、射频通信单元140、4G通信单元150、电源管理单元160、存储单元170及暂存单元180电性连接。

图1a可以表示多功能电路板100多个单元间的相对位置关系。中央控制单元120设置于印刷电路板110的中间。印刷电路板110上设置有中央控制单元120、惯性测量单元130、射频通信单元140、4G通信单元150、电源管理单元160、存储单元170及暂存单元180。惯性测量单元130、射频通信单元140、4G通信单元150和电源管理单元160、存储单元170及暂存单元180分别围绕中央控制单元120设置在印刷电路板110上。以实现本实用新型的多功能电路板100的高集成性。

在图1b中，中央控制单元120包括基板111和封装壳体(图未示)。基板111的正面设置有芯片。基板111的反面设置有多个焊接点。芯片的内引脚分别与各焊接点电性连接。芯片封装在封装壳体内。多个焊接点至少包括多个接地散热焊点GHP(Ground Heating Pad)、多个接地信号焊点和多个信号输出焊点。

多个接地散热焊点GHP的部分均匀分布设置在基板111的中部例如图1b中位于基板11中间部分的多个第一接地散热焊点GHP1；多个接地散热焊点GHP的另外一部分分别设置基板111的各角部，例如图1b中位于基板111的四个角部部分的多个第二接地散热焊点GHP2。

多个接地信号焊点和多个信号输出焊点分别围绕设置在位于基板111中部的多个接地散热焊点GHP1所在区域的四周。

信号输出焊点可以包括多种类型的信号输出焊点，参照图1b所示，信号输出焊点例如包括数字视频输出焊点191、通用输入/输出焊点(General Purpose Input Output，简称为GPIO)192、视频输出焊点193和数字音频焊点194；接地信号焊点可以分布设置在不同的位置，例如包括位于基板111中部右侧设置有若干个第一接地信号焊点GND1，该若干个第一接地信号焊点GND1位于通用输入/输出焊点192所在位置附近；以及位于基板111中部下侧设置有若干个第二接地信号焊点GND2，该若干个第二接地信号焊点GND2位于视频输出焊点193所在位置附近。

上述的多个接地散热焊点分别设置在基板111的中部和四个角部，例如多个第一接地散热焊点GHP1均匀分布设置在基板111的中部；多个第二接地散热焊点GHP2分别设置在基板111的四个角部，并且，分别位于基板111的每个角部的第二接地散热焊点GHP2分布在基板111的各对角线上，且沿对角线由里向外方向，位于每个角部的第二接地散热焊点GHP2的面积依次增大。上述的多个接地散热焊点GHP形成接地散热焊盘，各信号输出焊点可作为信号输出接口，接地信号焊点可作为信号接地接口，这样，如图1b所示，在基板111的中部和各角部形成接地散热焊盘，在基板11的四周依序围绕数字视频输入接口、通用输入/输出接口、数字视频输出接口、数字音频接口和接地信号接口。

在一些例子中，接地散热焊点的面积大于接地信号焊点的面积，接地散热焊点的面积大于信号输出焊点的面积。位于基板111中部的各接地散热焊点的形状为方形，例如，各第一接地散热焊点GHP1可以为正方形或长方形。例如，位于基板111的各角部的各接地散热焊点(图1b中各第二接地焊点GHP2)的形状可以为圆形或正方形或长方形。接地信号焊点的形状和信号输出焊点的形状均为圆形。

在一实施例中，接地信号焊点的面积和信号输出焊点的面积相同。在另一实施例中，接地信号焊点的面积和信号输出焊点的面积为不相同。

本实施中，可将中央控制单元反面的各焊点与印刷电路板上对应位置的各焊盘连接，以将中央控制单元安装在印刷电路板上。

中央控制单元的接地散热焊点设置在基板的中部和各角部，中部的各接地散热焊点为方形，且多个接地散热焊点分布均匀分布在基板中部形成面积较大的方形焊盘，角部的接地散热焊点采用面积较大的圆形焊点，这样分布设置，将该中央控制单元安装在印刷电路板上后，可有效防止印刷电路板翘曲，防止印刷电路板翘曲引起焊接不良，且中央控制单元上形成的接地焊盘面积大，可以确保中央控制单元中的芯片工作时散热性能的良好，有效防止芯片烧毁。

信号输出焊点和接地信号引脚作为信号接口分布中部的接地散热焊盘四周，在焊点焊接良好的情况下，可以有效的降低经信号输出接口输出的高速信号的传输损耗，且接地散热焊盘在四周把信号引脚包围，地线回路良好，可以保证EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)和有效降低电磁辐射强度。

在图1中，惯性测量单元130用于将获取到的车辆的导航坐标及加速度发送给中央控制单元120。中央控制单元120根据导航坐标及加速度计算车辆的最新导航坐标。

在一实施例中，可以将导航坐标视为最初导航坐标。陀螺仪131用于测量车辆的导航坐标，例如，陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。加速度计132用于测量车辆的加速度，例如，加速度计由检测质量、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体等等元件组成。其中，当GPS通信单元143无法执行定位功能时，中央控制单元120根据导航坐标(视为最初导航坐标)及通过二次积分车辆的加速度所得到的位移计算车辆的最新导航坐标。本领域技术员可以知道，加速度经两次积分后即可得到车辆的位移。

蓝牙通信单元141、WIFI通信单元142及GPS通信单元143在中央控制单元120控制下收发射频信息。4G通信单元150在中央控制单元120控制下收发4G通信信息。

电源管理单元160向蓝牙通信单元141、WIFI通信单元142、GPS通信单元143及4G通信单元150提供相应的电能。在一实施例中，电源管理单元160可采用MT6328芯片。MT6328芯片为中国台湾联发科技(以下简称“联发科”)股份有限公司(MediaTek.Inc)出产的芯片。进一步来说，MT6328芯片为2G/3G/4G的电源管理系统芯片，包含5个降压转换器和28个针对特定2G/3G/4G智能子系统优化的LDO。MT6328芯片采用SPI接口和2个SRCLKEN控制引脚来控制降压转换器，LDO和各种驱动器；它为BB提供了增强的安全控制和握手协议。MT6328芯片采用205引脚VFBGA封装，工作温度范围为-40至+65C。

在一实施例中，当多功能电路100未收发信号超过预设时间，中央控制单元120控制电源管理单元160进入低功耗模式，例如，当多功能电路100未收发信号超过五分钟，电源管理单元160可以通过切换电路进入低功耗模式，以有效节省电源。

在一实施例中，中央控制单元120可搭载MT6735芯片，例如设置在中央控制单元120的基板111上的芯片可采用MT6735芯片。MT6735芯片为联发科出产的芯片。MT6735芯片具有集成的蓝牙、FM、WLAN和GPS模块，是一个高度集成的基带平台，包括调制解调器和应用程序处理子系统，以支持LTE应用程序，MT6735芯片集成了四核ARM Cortex-A53，最高可达1.3GHz，ARM Cortex-R4单片机和功能强大的多标准视频编解码器。

在一实施例中，存储单元170用于存储的信息至少包括导航坐标、最新导航坐标、射频信息及加速度。例如，存储单元170可以为SanDisk公司提供的闪速数据存储卡。

在一实施例中，中央控制单元120包括指令寄存器，中央控制单元120从存储单元170及暂存单元180取出指令后，将指令放入中央控制单元120的指令寄存器并对指令进行译码。例如，暂存单元180可以为DDR3(Double-Data-Rate Three)，DDR3是一种计算机内存规格，具有功耗和发热量小、工作频率高、降低显卡整体成本及通用性好等等优点。

在一实施例中，惯性测量单元可采用BMI160芯片。采用BOSCH公司出产的BMI160芯片，利用14管脚LGA封装，尺寸为2.5x 3.0x 0.8mm³，是目前市场上最小的6轴MEMSIMU。

在一实施例中，射频通信单元可采用MT6625芯片。MT6625芯片为联发科出产的芯片。MT6625芯片为四合一的连接射频芯片，前端包含2.4GHz Wi-Fi和蓝牙收发器、5GHz Wi-Fi收发器、GPS接收器和FM接收器。

在一实施例中，4G通信单元可采用MT6169芯片。MT6169芯片为联发科出产的芯片。

根据本实用新型提供的应用于车辆的多功能电路板及装置，包括印刷电路板、中央控制单元、惯性测量单元、射频通信单元及4G通信单元。基板的接地散热焊点用于降低邻近信号输出焊点的电磁干扰，以符合安全规定。中央控制单元设置于所述印刷电路板的中间。惯性测量单元相邻设置于中央控制单元并用于测量车辆的导航坐标及加速度。射频通信单元相邻设置于惯性测量单元并包括蓝牙通信单元、WIFI通信单元及GPS通信单元。4G通信单元相邻设置于中央控制单元及射频通信单元。本实用新型提供的多功能电路板，将中央控制单元、惯性测量单元、射频通信单元及4G通信单元相邻设置于中央控制单元，并设置于封装盒内。另外，存储单元及暂存单元分别围绕中央控制单元且设置于印刷电路板上，中央处理器从邻近的存储单元及暂存单元取出指令后，放入指令寄存器并对其进行译码，增加运算效率。另外，当GPS通信单元无法执行定位功能时，可以根据导航坐标及通过二次积分加速度所得到的位移计算车辆的最新导航坐标，增加功能性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。