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CN116896815A - 光机模组的电路板、光机模组及ar设备 - Google Patents

光机模组的电路板、光机模组及ar设备 Download PDF

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CN116896815A
CN116896815A CN202310875378.5A CN202310875378A CN116896815A CN 116896815 A CN116896815 A CN 116896815A CN 202310875378 A CN202310875378 A CN 202310875378A CN 116896815 A CN116896815 A CN 116896815A
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heat
optical
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substrate
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任玉涛
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Goertek Optical Technology Co Ltd
Original Assignee
Goertek Optical Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种光机模组的电路板、光机模组及AR设备，光机模组的电路板包括基板、散热片及导热焊盘，基板上具有散热面，散热面上具有多个贴装区，各贴装区内均设有多个灯珠；散热片叠设于基板背离散热面的一侧；散热面上设有多个导热焊盘，基板上对应各导热焊盘的位置均开设有贯穿基板的导热口。在电路板中，通过将灯珠贴装在散热面上，并在散热面上安装导热焊盘，以使散热面将灯珠的热量传导至导热焊盘处；并通过在基板上开设导热口，以使散热片将灯珠的热量传导至导热口处，进而使热量能通过导热口传导至导热焊盘处，实现了灯珠的高效散热，且导热焊盘与灯珠同侧设置、散热片与基板层叠设置具有占用空间小的优点，减小了光机模组的体积。

Description

光机模组的电路板、光机模组及AR设备
技术领域
本发明涉及光机技术领域，特别涉及一种光机模组的电路板、光机模组及AR设备。
背景技术
在DLP(Digital Light Processing，数字光处理技术)投影机、LCOS(LiquidCrystal on Silicon，反射式投影技术)投影机、MicroLED(Micro Light Emitting DiodeDisplay，微发光二极管显示器)、LBS(Laser Beam Scanning，激光扫描投影)头戴式显示设备等AR设备的光机模组中，LED灯作为主要的光电转换器件得到了广泛地应用，LED灯在通电到一定电流后会产生热量，且随着LED灯的点亮时间延长，积聚在LED灯处的热量会逐渐升高，长期高温会导致LED灯的使用寿命缩短，且影响LED灯的发光亮度，进而影响光机模组的光学性能，例如亮度衰减、色坐标偏离预期值等。在现有的光机模组中，常用的散热方式是在LED灯的背面贴装多个散热板并增设风扇，然而多个散热板、风扇等LED灯的散热结构占用了较大安装空间，导致光机模组体积变大，在AR设备小型化的市场需求下，造成AR设备小型化局限性。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种光机模组的电路板、光机模组及AR设备，旨在解决LED灯的散热结构占用空间大，导致光机模组体积大的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种光机模组的电路板，所述光机模组的电路板包括：
基板，所述基板上具有散热面，所述散热面上具有多个贴装区，各所述贴装区内均设有多个灯珠；
散热片，所述散热片叠设于所述基板背离所述散热面的一侧；
导热焊盘，所述散热面上设有多个所述导热焊盘，所述基板上对应各所述导热焊盘的位置均开设有贯穿所述基板的导热口。
可选地，各所述贴装区内均开设有多个第一散热孔，且各所述第一散热孔贯穿所述基板及所述散热片。
可选地，任意两个相邻的所述贴装区之间均开设有多个第二散热孔，且各所述第二散热孔贯穿所述基板及所述散热片。
可选地，所述光机模组的电路板还包括多个导热柱；
各所述第一散热孔内均设有一个所述导热柱；和/或，各所述第二散热孔内均设有一个所述导热柱。
可选地，各所述导热焊盘上均设有多个间隔布置的散热鳍片。
可选地，所述导热焊盘与多个所述散热鳍片之间通过焊锡层焊接；或者，所述导热焊盘与多个所述散热鳍片之间通过导热胶层粘接。
可选地，所述散热面上设有电连接线，所述散热面上对应所述电连接线的位置设有导热件。
可选地，所述导热件为氮化铝材质制件；或者，所述导热件为氧化铍材质制件。
可选地，所述散热片上对应各所述贴装区的位置均设有一个补强板，且所述补强板位于所述散热片背离所述基板的一侧。
可选地，所述灯珠为LED灯。
本发明还提出一种光机模组，所述光机模组包括散热模块及如上所述的光机模组的电路板，所述散热片与所述散热模块连接。
本发明还提出一种AR设备，所述AR设备包括壳体及如上所述的光机模组，所述光机模组收容于所述壳体内。
本发明的技术方案中，电路板包括层叠设置的基板和散热片，基板背离散热片的一侧为散热面，散热面上具有多个用于贴装灯珠的贴装区，多个贴装区间隔布置在散热面上，且各贴装区内均贴装有多个间隔布置的灯珠；散热面上还贴装有多个间隔布置的导热焊盘，基板上对应各导热焊盘的位置均开设有一个导热口，导热口贯穿基板以露出散热片，散热片与光机模组的散热模块连接；电路板通过在基板的一侧叠设散热片以使散热片对灯珠进行散热，通过将灯珠贴装在散热面上，并在散热面上安装导热焊盘，以使散热面将灯珠的热量传导至导热焊盘处；并通过在基板上开设导热口，以使散热片将灯珠的热量传导至导热口处，进而使热量能通过导热口传导至导热焊盘处，实现了灯珠的高效散热，且导热焊盘与灯珠同侧设置、散热片与基板层叠设置具有占用空间小的优点，提高了光机模组的空间利用率并减小了光机模组的体积，有利于AR设备的小型化、便携化设计。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例电路板的主视结构示意图；
图2为本发明一实施例电路板中省略部分电子元器件的主视结构示意图；
图3为本发明一实施例电路板的后视结构示意图；
图4为本发明一实施例电路板的剖视结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 电路板 31 散热鳍片
10 基板 32 焊锡层
11 散热面 33 导热胶层
111 贴装区 40 第一散热孔
12 导热口 50 第二散热孔
13 电连接线 60 导热柱
14 导热件 70 补强板
20 散热片 80 灯珠
30 导热焊盘
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本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发明的一部分实施例，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作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，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中对“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方位的描述以图3所示的方位为基准，仅用于解释在图3所示姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
本发明提出一种光机模组的电路板100。
如图1至图3所示，在一实施例中，光机模组的电路板100包括基板10、散热片20及导热焊盘30，基板10上具有散热面11，散热面11上具有多个贴装区111，各贴装区111内均设有多个灯珠80；散热片20叠设于基板10背离散热面11的一侧；散热面11上设有多个导热焊盘30，基板10上对应各导热焊盘30的位置均开设有贯穿基板10的导热口12。需要说明的是，本发明的电路板100应用于光机模组中，光机模组应用于AR设备中，例如DLP投影机、LCOS投影机、MicroLED、LBS头显等AR设备中，其中，灯珠80贴装在基板10上以进行光机模组的光电换能，光机模组具有用于散热的散热模块。
具体地，如图1至图3所示，电路板100包括层叠设置的基板10和散热片20，基板10背离散热片20的一侧为散热面11，散热面11上具有多个用于贴装灯珠80的贴装区111，多个贴装区111间隔布置在散热面11上，且各贴装区111内均贴装有多个间隔布置的灯珠80；散热面11上还贴装有多个间隔布置的导热焊盘30，基板10上对应各导热焊盘30的位置均开设有一个导热口12，导热口12贯穿基板10以露出散热片20，散热片20与光机模组的散热模块连接；灯珠80点亮后产生热量，一部分热量通过基板10传导至散热片20处，并通过散热片20传导至散热模块处散热，另一部分热量通过散热面11传导至导热焊盘30处，以使导热焊盘30散热，又一部分热量通过散热片20传导至导热口12处，热量穿过导热口12发散至导热焊盘30处，进而完成灯珠80的散热。
本实施例的电路板100通过在基板10的一侧叠设散热片20以使散热片20对灯珠80进行散热，通过将灯珠80贴装在散热面11上，并在散热面11上安装导热焊盘30，以使散热面11将灯珠80的热量传导至导热焊盘30处；并通过在基板10上开设导热口12，以使散热片20将灯珠80的热量传导至导热口12处，进而使热量能通过导热口12传导至导热焊盘30处，实现了灯珠80的高效散热，且导热焊盘30与灯珠80同侧设置、散热片20与基板10形状匹配并与基板10层叠设置具有占用空间小的优点，提高了光机模组的空间利用率并减小了光机模组的体积，有利于AR设备的小型化、便携化设计。
在一实施例中，各贴装区111内均开设有多个第一散热孔40，且各第一散热孔40贯穿基板10及散热片20。如图1至图3所示，散热面11上具有多个间隔布置的贴装区111，贴装区111内贴装有多个间隔布置的灯珠80，且贴装区111内开设有多个间隔布置的第一散热孔40，第一散热孔40自散热面11贯穿基板10并贯穿散热片20，使得灯珠80产生的热量能穿过第一散热孔40并传导至散热模块处，进一步提高了灯珠80的散热效果，且开设第一散热孔40不会增加电路板100的体积，进一步减小了占用空间。
在另一实施例中，任意两个相邻的贴装区111之间均开设有多个第二散热孔50，且各第二散热孔50贯穿基板10及散热片20。如图1至图3所示，散热面11上具有多个间隔布置的贴装区111，贴装区111内贴装有多个间隔布置的灯珠80，任意两个相邻布置的贴装区111之间开设有多个间隔布置的第二散热孔50，第二散热孔50自散热面11贯穿基板10并贯穿散热片20，使得灯珠80的热量能通过散热面11传导至第二散热孔50处，热量能穿过第二散热孔50并散发，进一步提升了灯珠80的散热效率，且开设第二散热孔50不会增加电路板100的体积，进一步减小了占用空间。
本实施例中，光机模组的电路板100还包括多个导热柱60，各第一散热孔40内均设有一个导热柱60，各第二散热孔50内均设有一个导热柱60。如图1至图3所示，贴装区111内开设有多个间隔布置的第一散热孔40，两个相邻的贴装区111之间开设有多个间隔布置的第二散热孔50，第一散热孔40及第二散热孔50内填充有导热柱60，使得灯珠80点亮后产生的热量能通过散热面11传导至导热柱60处，热量沿导热柱60穿过第一散热孔40和第二散热孔50传导至散热片20处，散热片20将一部分热量传导至导热口12处进行散热，并将另一部分热量传导至光机模组的散热模块处进行散热，导热柱60提高了灯珠80的散热效果，且第一散热孔40和第二散热孔50均贯穿基板10和散热片20，导热柱60安装于第一散热孔40或第二散热孔50内，不会占用安装空间，利于减小光机模组的体积。
在优选的实施例中，散热片20及导热柱60均为铜材质制件，即散热片20可采用现有技术中的铜制作以形成散热铜片，散热片20与基板10的形状匹配并与基板10层叠设置，以便于将灯珠80产生的热量传导至导热口12处，进而使热量通过导热口12传导至导热焊盘30处完成散热；导热柱60可采用现有技术中的铜制作以形成散热铜柱，散热柱填充在第一散热孔40或第二散热孔50内以便以提高热量的传导效率，起到辅助散热的作用；并且，散热面11为散热铜面，即通过在基板10的表面覆铜以形成散热面11，使得灯珠80产生的热量能通过散热面11传导至导热焊盘30处进而扩大散热面11积，完成灯珠80的散热，且具有占用空间小，减小光机模组体积的优点。另外，贴装区111内贴装的灯珠80为LED灯，LED灯具有贴装方便快捷、高效节能及使用寿命长的优点。
在一实施例中，各导热焊盘30上均设有多个间隔布置的散热鳍片31，导热焊盘30与多个散热鳍片31之间通过焊锡层32焊接；如图1至图3所示，导热焊盘30背离导热口12的一侧设置有多个间隔布置的散热鳍片31，通过在导热焊盘30上印刷锡膏以形成焊锡层32，并在SMT回流过程中将散热鳍片31通过焊锡层32焊接在导热焊盘30上，热量能通过导热焊盘30传导至散热鳍片31处，散热鳍片31将热量散发以实现灯珠80的散热，且焊锡层32具有导热性能好的优点，进一步提升了散热性能。
在另一实施例中，各导热焊盘30上均设有多个间隔布置的散热鳍片31，导热焊盘30与多个散热鳍片31之间通过导热胶层33粘接；如图1至图3所示，导热焊盘30背离导热口12的一侧设置有多个间隔布置的散热鳍片31，通过在导热焊盘30上涂覆导热胶以形成导热胶层33，将散热器片通过导热胶层33粘接在导热焊盘30上，热量能通过导热焊盘30传导至散热鳍片31处，散热鳍片31将热量散发以实现灯珠80的散热，且通过导热胶层33粘接散热鳍片31与导热焊盘30具有装配方便快捷的优点，提高了电路板100生产效率。
本实施例中，散热面11上设有电连接线13，散热面11上对应电连接线13的位置设有导热件14，导热件14为氮化铝(AIN)材质或氧化铍(BeO)材质制件。如图1至图3所示，散热面11上布设有具有电气属性的电连接线13，电连接线13用于连接基板10上的电子元器件，电连接线13布线处会产生较高地局部热量，通过在电连接线13处安装导热件14(thermalconductor)以将热量扩散至散热面11上，增大了散热面11积，有效降低了局部热量；并且，导热件14可采用现有技术中的氮化铝、氧化铍等具有高热导系数的绝缘材质制件，以进一步增强导热效果，便于将热量扩散至散热面11。
本实施例中，如图1至图3所示，散热片20上对应各贴装区111的位置均设有一个补强板70，且补强板70位于散热片20背离基板10的一侧；具体地，基板10的散热面11上具有多个用于贴装灯珠80的贴装区111，基板10背离散热面11的一侧叠设有与基板10形状匹配的散热片20，散热片20背离基板10的一侧对应各贴装区111的位置均叠设有一个补强板70，补强板70用于支撑贴装区111以加强结构强度，提高电路板100的结构稳定性，且散热片20通过补强板70与光机模组的散热模块连接，使得热量能通过散热片20和补强板70传导至散热模块处，进而实现灯珠80的散热。
本发明还提出一种光机模组，光机模组包括散热模块及如上所述的光机模组的电路板100，其中，电路板100包括基板10和与基板10层叠设置的散热片20，基板10背离散热片20的一侧贴装有灯珠80，散热片20与散热模块连接以使灯珠80产生的热量能通过散热片20传导至散热模块处；并且，散热面11与散热片20均能传导热量以增大散热面11积，便于将热量传导至导热口12、导热焊盘30及散热模块处，导热口12使得散热片20外露，实现了灯珠80的高效散热；第一散热孔40与第二散热孔50内填充导热柱60，以进一步加快了热量传导效率且不会增加电路板100的体积；散热鳍片31与导热焊盘30配合进一步便于热量的散发，增强了散热效果；电连接线13上设置导热件14以避免局部热量积聚，有效地将热量传导至散热面11上并扩散，使得电路板100具有体积小、散热快的优点，进而便于设计小型化的光机模组，该电路板100的具体结构参照上述实施例，由于光机模组采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种AR设备，AR设备包括壳体及如上所述的光机模组，光机模组收容于壳体内，光机模组内的电路板100具有体积小、散热块的优点，无需在光机模组中设置风扇以辅助散热，使得光机模组具有小型化、便携化的优点，进而便于设计体积较小的AR设备，提升AR设备的市场竞争力，该光机模组的具体结构参照上述实施例，由于AR设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种光机模组的电路板，其特征在于，所述光机模组的电路板包括：
基板，所述基板上具有散热面，所述散热面上具有多个贴装区，各所述贴装区内均设有多个灯珠；
散热片，所述散热片叠设于所述基板背离所述散热面的一侧；
导热焊盘，所述散热面上设有多个所述导热焊盘，所述基板上对应各所述导热焊盘的位置均开设有贯穿所述基板的导热口。
2.如权利要求1所述的光机模组的电路板，其特征在于，各所述贴装区内均开设有多个第一散热孔，且各所述第一散热孔贯穿所述基板及所述散热片。
3.如权利要求2所述的光机模组的电路板，其特征在于，任意两个相邻的所述贴装区之间均开设有多个第二散热孔，且各所述第二散热孔贯穿所述基板及所述散热片。
4.如权利要求3所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述光机模组的电路板还包括多个导热柱；
各所述第一散热孔内均设有一个所述导热柱；和/或，各所述第二散热孔内均设有一个所述导热柱。
5.如权利要求1-4中任一项所述的光机模组的电路板，其特征在于，各所述导热焊盘上均设有多个间隔布置的散热鳍片。
6.如权利要求5所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述导热焊盘与多个所述散热鳍片之间通过焊锡层焊接；或者，所述导热焊盘与多个所述散热鳍片之间通过导热胶层粘接。
7.如权利要求1-4中任一项所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述散热面上设有电连接线，所述散热面上对应所述电连接线的位置设有导热件。
8.如权利要求7所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述导热件为氮化铝材质制件；或者，所述导热件为氧化铍材质制件。
9.如权利要求1-4中任一项所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述散热片上对应各所述贴装区的位置均设有一个补强板，且所述补强板位于所述散热片背离所述基板的一侧。
10.如权利要求1-4中任一项所述的光机模组的电路板，其特征在于，所述灯珠为LED灯。
11.一种光机模组，其特征在于，所述光机模组包括散热模块及如权利要求1-10中任一项所述的光机模组的电路板，所述散热片与所述散热模块连接。
12.一种AR设备，其特征在于，所述AR设备包括壳体及如权利要求11所述的光机模组，所述光机模组收容于所述壳体内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI880462B (zh) * 2023-11-17 2025-04-11 英業達股份有限公司 風扇模組

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