CN116095955A - 电子装置及其电路板模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板模块包括电路板、金属基板及发热件。电路板包括基板，基板的表面具有组装区。金属基板设置于组装区上，金属基板包括第一线路层与第二线路层，第一线路层与第二线路层彼此电性连接，第二线路层电性连接于电路板，其中金属基板的热传导系数大于基板的热传导系数。发热件设置于金属基板上且电性连接于第一线路层。

Description

电子装置及其电路板模块

技术领域

本发明涉及一种电子组件，特别是涉及一种电路板模块及具有电路板模块的电子装置。

背景技术

一般电子装置的电路板上都会设置电子元件，例如摄影机常搭配光源(例如发光二极管)作为辅助照明，使摄影机在撷取影像时，能借由光源照明而获得更加清晰的影像，且对于夜间或光线不足的环境下也能有足够亮度进行拍摄。

然而，高功率的电子元件(例如上述光源)在运作时一般都会产生高温，且随着电子元件的功率越大，所产生的热量也越高，因此，在长时间使用下，电子元件所产生的高温不仅容易影响电子元件本身的运作效率与使用寿命，高温也容易影响周遭其他元件的运作，特别是对于不耐热的元件来说，更容易导致其损坏、失效甚至自燃等情形。

发明内容

鉴于上述，于一实施例中，提供一种电路板模块包括电路板、金属基板及发热件。电路板包括基板，基板的表面具有组装区。金属基板设置于组装区上，金属基板包括第一线路层与第二线路层，第一线路层与第二线路层彼此电性连接，第二线路层电性连接于电路板，其中金属基板的热传导系数大于基板的热传导系数。发热件设置于金属基板上且电性连接于第一线路层。

于另一实施例中，提供一种电子装置包括壳体与上述电路板模块。电路板模块设置于壳体内部。

综上，根据本发明实施例的电路板模块，通过将发热件设置于金属基板上，使发热件运作时产生的热能可经由金属基板快速传导至电路板的基板，达到避免发热件温度过高的情形。此外，本发明实施例仅于基板上的局部区域设置金属基板，相对于整体采用金属基板而言，更能大幅降低电路板模块的成本，且通过基板的热传导系数小于金属基板的热传导系数，更能避免发热件产生的热能影响基板上的其他电子元件的运作。

附图说明

图1是本发明电子装置一实施例的立体图。

图2是本发明电子装置一实施例的分解立体图。

图3是本发明电路板模块一实施例的分解立体图。

图4是本发明电路板模块一实施例的剖面示意图。

图5是本发明电路板模块一实施例的平面图。

图6是本发明电子装置一实施例的平面图。

图7是图6的局部放大剖视图。

附图标记说明：

1   电子装置

10  壳体

11  透光部

12  导热盖板

121 内金属盖板

122 外金属盖板

15  摄像模块

16  透光罩

20  电路板模块

21  电路板

211 基板

212 组装区

213 电路区

215 电子元件

216 保护罩

25  金属基板

251 第一线路层

252 金属导热层

253 第二线路层

254 第一间隔层

255 第二间隔层

26  发热件

30  导电接着层

具体实施方式

以下提出各种实施例进行详细说明，然而，实施例仅用以作为示例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略部分元件，以清楚显示本发明的技术特点。在所有图式中相同的标号将用于表示相同或相似的元件。

图1为本发明电子装置一实施例的立体图，图2为本发明电子装置一实施例的分解立体图。如图1与图2所示，本发明实施例的电子装置1包括壳体10与电路板模块20，电路板模块20设置于壳体10内部，例如电路板模块20可通过锁固、黏着或卡扣等方式安装固定于壳体10内部。在一些实施例中，电子装置1可为门铃装置(例如有线门铃、无线门铃或智能门铃)，用以安装于居家住宅、办公场所或商业大厦的出入口处，以作为室内与室外的沟通媒介。或者，电子装置1也可为网络监控摄影机(IP Camera/Network Camera)、闭路电视(Closed-Circuit Television,CCTV)或类比监控摄影机等，用以安装于各式场所(例如托儿所、办公室、商店、公路等)，以进行安全监控或记录人员活动。然而，上述实施例仅为举例，电子装置1可为各种安装有电路板模块20的电器。

图3为本发明电路板模块一实施例的分解立体图，如图2与图3所示，电路板模块20包括电路板21、至少一个金属基板25及至少一个发热件26。电路板21包括基板211，基板211的表面具有组装区212与电路区213，具体而言，组装区212与电路区213分别为基板211的表面的不同区域，其中组装区212用于供金属基板25与发热件26安装，电路区213则用于供其他电子元件(例如导电线路、微处理器、麦克风、电阻器或电容器等)设置。

在一些实施例中，上述电路板21的形状可根据实际需求作配置。举例来说，如图2与图3所示，在本实施例中，电子装置1的壳体10内设有摄像模块15，例如摄像模块15可包括感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)、互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor,CMOS)或互补式金属氧化物半导体主动像素传感器(CMOSActive pixel sensor)等。电路板模块20的电路板21的基板211为环状基板(例如在此为圆环状，但也可为方环状、椭圆环状或其他不规则环状)，且环状的基板211环绕于摄像模块15的周围，但此并不局限，基板211也可为其他非环状型态。在一些实施例中，电路板21也可包括多个上述基板211，多个基板211彼此间隔配置并环绕于摄像模块15的周围，其中多个基板211可各别独立设置或彼此电性连接。

另外，再如图2所示，在本实施例中，电子装置1还包括透光罩16以罩盖于摄像模块15的外部，使摄像模块15能够受到透光罩16保护。举例来说，透光罩16可为透明材料所制成，例如透明材料可为聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、压克力塑胶(polymethylmethacrylate,PMMA)或玻璃材料等，使外部光线能穿过透光罩16以传递至摄像模块15，从而使摄像模块15可顺利感测取得外部影像。

在一些实施例中，上述组装区212、电路区213、金属基板25以及发热件26的数量可根据实际需求作配置。举例来说，如图5所示，为本发明电路板模块一实施例的平面图，在本实施例中，上述组装区212的数量、金属基板25的数量以及发热件26的数量分别为多个(在此为6个，但并不用以限制本发明)，多个组装区212位于基板211的表面的不同位置处且环状排列于摄像模块15的周围，多个金属基板25与多个发热件26分别安装至多个组装区212上。电路区213的数量也为多个并分别位于多个组装区212之间。然而，上述实施例仅为举例，在一些实施例中，组装区212、电路区213、金属基板25及发热件26的数量也可皆为一个，视实际产品需求而定。

图4为本发明电路板模块一实施例的剖面示意图，如图3与图4所示，以其中一组金属基板25与发热件26为例，金属基板25堆叠设置于基板211的组装区212上，且金属基板25包括彼此堆叠设置的第一线路层251、第一间隔层254、金属导热层252、第二间隔层255及第二线路层253，金属导热层252介于第一线路层251与第二线路层253之间，第一间隔层254夹设于第一线路层251与金属导热层252之间，第二间隔层255夹设于金属导热层252与第二线路层253之间，其中第一线路层251为金属基板25的顶层，第二线路层253为金属基板25的底层而相对于第一线路层251邻近电路板21的基板211。

如图3与图4所示，发热件26设置于金属基板25上且电性连接于第一线路层251，且金属基板25的第一线路层251与第二线路层253彼此电性连接，第二线路层253电性连接于电路板21，使发热件26能够经由第一线路层251与第二线路层253间接电性连接于电路板21。

在一些实施例中，上述发热件26可为发光件，例如发光件为发光二极管(Light-emitting diode,LED)、红外线灯、白炽灯或卤素灯等，其中每个发热件26可调整其发出光线的照射方向或角度，以符合不同产品的需求。举例来说，可通过改变发热件26自身的摆放角度以调整光线的照射方向或角度。或者，发热件26内部可设置导光结构，以经由导光结构调整光线的照射方向或角度。又或者，金属基板25可倾斜设置于基板211的组装区212上，以通过金属基板25的倾斜角度或倾斜方向调整发热件26的光线的照射方向或角度。

在一些实施例中，上述金属基板25的第一线路层251与第二线路层253可为铜线路层或银浆线路层而具有导电的功能，其中第一线路层251与第二线路层253可采用蚀刻或印刷等方式形成。也就是说，第一线路层251与第二线路层253分别包括通过蚀刻或印刷等方式形成的电路线路。金属基板25的金属导热层252可为金属板(例如铜板或铝板)而具有良好的导热与散热作用，例如金属导热层252的热传导系数(Thermal Conductivity)为200W/m.K以上。第一间隔层254与第二间隔层255可使第一线路层251与第二线路层253分别与金属导热层252保持间距，避免第一线路层251、第二线路层253及金属导热层252彼此接触，以防止发热件26发生短路的情形。

在一些实施例中，上述第一间隔层254与第二间隔层255的材料可为无机绝缘材料(例如陶瓷、石棉)、有机绝缘材料(例如树脂、橡胶、丝棉、纸)或由上述两种绝缘材料加工而成的复合绝缘材料。或者第一间隔层254与第二间隔层255可分别为导热绝缘层，举例来说，第一间隔层254与第二间隔层255可分别为导热胶层而能同时达到黏接、绝缘及良好的导热效果，例如第一间隔层254与第二间隔层255的热传导系数可为1W/m.K以上。然而，上述实施例仅为举例，在一些实施例中，第一间隔层254与第二间隔层255也可为导热绝缘片体(例如导热硅胶片或碳纤维导热垫片)。

此外，如图3与图4所示，金属基板25的热传导系数更大于基板211的热传导系数，举例来说，金属基板25整体的热传导系数可为3W/m.K以上，电路板21的基板211可为树脂基板(例如FR-4环氧树脂基板)，构成基板211的热传导系数为0.4W/m.K以下而远小于金属基板25的热传导系数，因此，金属基板25的热导率远高于基板211的热导率。

借此，通过发热件26设置于金属基板25上而非直接设置在基板211上，使发热件26运作时所产生的热能可借由金属基板25的高热导率而快速传导与散热，达到避免发热件26的温度过高而影响其自身的运作效率与使用寿命。此外，电路板21的基板211的热传导系数小于金属基板25的热传导系数，也即基板211的热阻值远高于金属基板25的热阻值。因此，虽然金属基板25设置于基板211上，发热件26运作时所产生的热能可通过金属基板25传导至基板211，但由于基板211的热传导系数小于金属基板25的热传导系数，基板211整体的温度不致受发热件26所产生的热能影响而过高，进而能避免发热件26所产生的热能影响基板211上其他电子元件的运作。

举例来说，如图2与图3所示，在本实施例中，基板211的电路区213上所设置的电子元件215可例如是耐热性较低的元件(例如麦克风元件，其使电子装置1具有接收外部声音信息的功能)，也就是说，电子元件215在正确运作时的最大容许温度小于发热件26的最大容许温度。借此，本发明实施例通过将运作时会产生高温的发热件26设置在金属基板25上，而将耐热性较低的电子元件215设置在基板211的电路区213上，使发热件26能够经由金属基板25快速传导散热，且基板211的温度也不会因发热件26所产生的温度而过高，进而不会导致设置于基板211的电子元件215超过其最大容许温度而发生损坏、失效甚至自燃等情形。

如图3所示，基板211的电路区213上的电子元件215外还可罩设保护罩216，例如保护罩216可为橡胶罩或塑胶罩，使电子元件215能够进一步受到保护罩216保护。

再如图4所示，发热件26与金属基板25的第一线路层251之间可经由导电接着层30彼此电性连接，例如发热件26是以表面贴装技术(Surface-mount technology,SMT)的方式焊接固定于第一线路层251上以与第一线路层251电性连接。具体而言，导电接着层30可为锡膏层并设置于发热件26与第一线路层251之间，导电接着层30依序经由高温融化与冷却固化后，即可将发热件26焊接固定于第一线路层251上。借此，发热件26与第一线路层251之间通过导电接着层30电性连接，相较于其他固定方式(例如锁固或点焊)来说，可确保发热件26的整个底面与金属基板25接触，达到增加导热面积而提高散热效率，且发热件26焊接固定后也不容易发生翘曲或歪斜等情形。另外，通过表面贴装技术也可将发热件26快速贴装于第一线路层251上，达到减少人力与时间成本。

图6为本发明电子装置一实施例的平面图，图7为图6的局部放大剖视图。如图2、图6及图7所示，在本实施例中，电子装置1的壳体10包括透光部11，电路板模块20设置于壳体10内部，且各发热件26为发光件并对应于透光部11，使各发热件26发出的光线能够由透光部11透出而达到辅助照明的效果。举例来说，透光部11可为透空孔或透明板，例如透明板可为聚碳酸酯(PC)、压克力塑胶(PMMA)或玻璃材料等透明材料制成，使可见光能够穿出透光部11。或者，透光部11也可为滤光板，使特定波长范围内的光线(例如特定波长范围为650nm～1000nm的红外线)能穿出透光部11。

在一些实施例中，上述透光部11的形状可对应于电路板21的形状，例如图2所示，在本实施例中，透光部11呈环状以对应于环状的电路板21。或者，透光部11也可为多个透光区域以分别对应于多个发热件26。

再如图2、图6及图7所示，电子装置1的壳体10还包括至少一个导热盖板12，电路板模块20的各金属基板25还接触于导热盖板12，使各金属基板25的热能可进一步传导至导热盖板12以加强散热效果。在一些实施例中，上述导热盖板12的材质可为铜、铝、铁或其他金属合金(例如铝合金)而具有高热传导系数(例如热传导系数为200W/m.K以上)，以进一步提高导热与散热效果。

如图6与图7所示，在本实施例中，上述导热盖板12包括内金属盖板121与外金属盖板122，其中内金属盖板121与外金属盖板122的材质可分别为铜、铝、铁或其他金属合金。透光部11连接于内金属盖板121与外金属盖板122之间，且各金属基板25的一侧接触于内金属盖板121，各金属基板25的另一侧接触于外金属盖板122。例如在本实施例中，各金属基板25的一侧的局部表面接触于内金属盖板121以提高导热的面积，各金属基板25的另一侧的侧边凸出基板211并接触于外金属盖板122。借此，各金属基板25的热能可同时传导至多个金属盖板(内金属盖板121与外金属盖板122)以进一步加强散热效果。在一些实施例中，上述金属基板25也可仅接触内金属盖板121或外金属盖板122中的其中一个，此并不局限。

综上，根据本发明实施例的电路板模块，通过将发热件设置于金属基板上，使发热件运作时产生的热能可经由金属基板快速传导至电路板的基板，达到避免发热件温度过高的情形。此外，本发明实施例仅于基板上的局部区域设置金属基板，相对于整体采用金属基板而言，更能大幅降低电路板模块的成本，且通过基板的热传导系数小于金属基板的热传导系数，更能避免发热件产生的热能影响基板上的其他电子元件的运作。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范围内，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种电路板模块，其特征在于，包括：

电路板，包括基板，该基板的表面具有组装区；

金属基板，设置于该组装区上，该金属基板包括第一线路层与第二线路层，该第一线路层与该第二线路层彼此电性连接，该第二线路层电性连接于该电路板，其中该金属基板的热传导系数大于该基板的热传导系数；以及

发热件，设置于该金属基板上且电性连接于该第一线路层。

2.根据权利要求1所述的电路板模块，其特征在于，该金属基板还包括第一间隔层、金属导热层及第二间隔层，该金属导热层介于该第一线路层与该第二线路层之间，该第一间隔层夹设于该第一线路层与该金属导热层之间，该第二间隔层夹设于该金属导热层与该第二线路层之间。

3.根据权利要求2所述的电路板模块，其特征在于，该第一间隔层与该第二间隔层分别为导热绝缘层。

4.根据权利要求1所述的电路板模块，其特征在于，该基板为树脂基板。

5.根据权利要求1所述的电路板模块，其特征在于，该电路板包括电子元件，该基板的表面具有电路区，该电路区与该组装区分别位于该基板的表面的不同区域，该电子元件设置于该电路区上。

6.根据权利要求5所述的电路板模块，其特征在于，该电子元件的最大容许温度小于该发热件的最大容许温度。

7.根据权利要求5所述的电路板模块，其特征在于，该电子元件为麦克风元件。

8.根据权利要求1所述的电路板模块，其特征在于，该发热件与该第一线路层之间经由导电接着层彼此电性连接。

9.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；以及

根据权利要求1至8中任一项所述的电路板模块，其中该电路板模块设置于该壳体内部。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该壳体包括透光部，该电路板模块的该发热件为发光件并对应于该透光部。

11.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该壳体内设有摄像模块，该电路板模块的该电路板的该基板环绕于该摄像模块的周围。

12.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该基板的该组装区的数量、该金属基板的数量以及该发热件的数量分别为多个，该些组装区环状排列于该摄像模块的周围，该些金属基板分别设置于该些组装区上，该些发热件分别设置于该些金属基板上。

13.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该壳体包括至少一导热盖板，该电路板模块的该金属基板接触于该至少一导热盖板。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该至少一导热盖板包括内金属盖板与外金属盖板，该金属基板的一侧接触于该内金属盖板，该金属基板的另一侧接触于该外金属盖板。

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