一种使用物理方法隔热的 3d 扫描模组封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种使用物理方法隔热的3D扫描模组封装结构，所采用的技术方案为：在模组基座与模组基台的45°斜面连接处开一条缝隙。通过上述方式，本实用新型会对整个模组产生突破性的优化效果：第一该结构可以通过物理隔热方法减小激光器产生的热量对振镜芯片的影响；第二该结构可以减小振镜芯片在粘接过程中的残胶污染；第三该结构能显著提高整个模组抗振，抗冲击能力。
【专利说明】
一种使用物理方法隔热的3D扫描模组封装结构
技术领域
[0001 ]本发明涉及激光投影领域，尤其涉及微型激光投影扫描装置。【背景技术】
[0002]在现有技术中，为了减少激光模组在工作中散发的热量，保证其他电子元器件在正常的温度下工作，通常采用风冷、水冷等散热器，当模组向微型化发展，散热器的使用会占用模组的空间，并且散热器的使用也受到了空间太小的限制。本发明所涉及的3D激光器扫描模组也不例外，如何简单有效的隔热，散热成为整个模组一项重要技术瓶颈。
[0003]由于3D扫描模组之中的激光器在工作过程中会产生大量热，这些热量需要通过模组基座散热，但是基座又和扫描振镜相连，扫描振镜在工作过程中又需要恒温。这些多余的热量会影响振镜芯片的正常工作。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型在模组基座上与模组基台45°斜面的连接处开一条缝隙，以达到隔热的目的，所采用的技术方案为:
[0005]—种使用物理方法隔热的3D扫描模组封装结构，包括模组基座、模组基台、振镜热沉和激光器，所述激光器和模组基台安装在模组基座上，所述模组基台的斜面与模组基座成45°，所述振镜热沉安装在模组基台的斜面上，在模组基台斜面与模组基座的连接处设有一条狭缝。
[0006]首先，激光器在工作过程中会产生大量的热，这些热量需要通过基座散热，但是基座又和扫描振镜相连，扫描振镜在工作过程中需要恒温。因此我们采用物理隔离的办法:在模组基座上与模组基台45°斜面的连接处开一条狭缝，使得振镜芯片和热源隔离。[〇〇〇7]其次，该封装结构可以减小振镜芯片在粘接过程中的污染。扫描振镜在粘接的过程中由于操作精度的问题会在底部留有残胶，由于振镜模组是斜45°放置，这些残胶会在模组基台和模组基座的连接处会积累，不仅影响光路耦合还会对整个模组造成污染。在模组基座上与模组基台45°斜面的连接处设置一条狭缝，可以容纳这些残胶，彻底解决该问题。
[0008]进一步的，所述狭缝与模组基座是一体成型，也可以是分离的，或者采用不同的材料制成。
[0009]优选的，所述狭缝中填充有隔热物质。
[0010]特别的，所述狭缝宽度为〇 ? 2-1 ? 0mm，深度为0 ? 5-2 ? 0mm。[〇〇11] 优选的，所述狭缝优选的宽度为〇.3mm，优选的深度为1.5mm。
[0012]本实用新型会对整个振镜模组产生突破性的优化效果:第一，所述狭缝可以通过物理隔热方法减小激光器产生的热量对振镜芯片的影响；第二，所述狭缝可以用来容纳振镜芯片在粘胶过程中产生的多余黏胶，减少振镜芯片在粘接过程中的残胶污染;第三，所述缝隙会在其所在位置处形成一段空气间隙，该空气隙可以减小环境中震动对振镜芯片的影响，增加整个模组的稳定性，能显著提高整个模组抗振，抗冲击能力。【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图
[0014]图2为没有狭缝的模组热模拟模型图
[0015]图3为有狭缝的模组热模拟模型图
[0016]图4为热沉表面温度点列图【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种使用物理方法隔热的3D扫描模组封装结构，包括模组基座102、模组基台101、振镜热沉106和激光器104,所述激光器104和模组基台101安装在模组基座102 上，所述模组基台101的接触斜面与模组基座102成45°，所述振镜热沉106安装在模组基台 101的斜面上，在模组基台101斜面与模组基座102的连接处设有一条狭缝105。
[0018]激光器104在工作过程中会产生大量热，这些热量需要通过模组基座102散发出去，但是模组基座102又和振镜热沉106相连，振镜热沉106的温度直接影响扫描振镜的工作状态。
[0019]因此我们在模组基座102上与模组基台101斜面的连接处开一条狭缝105,该狭缝 105通过物理隔热法减小激光器104产生的热量对振镜芯片的影响。
[0020]该狭缝105的位置被配置成在模组基台101的斜面与模组基座102的连接处，该位置可以用来容纳振镜芯片在粘胶过程中产生的多余黏胶，以达到减小污染的目的。而且狭缝105会在该位置形成一段空气间隙，该空气间隙可以减少环境中震动对振镜芯片的影响， 增加整个模组的稳定性。
[0021]如图2、图3所示，模拟了不同缝隙深度h对于振镜芯片接触面温度的影响。[〇〇22]该模拟过程参数如下:[〇〇23]模拟材料:3D扫描模组基座(304不锈钢)，激光器，陶瓷热沉。[〇〇24]模拟参数:空气对流系数:15W/(、K)，[〇〇25] 环境温度:293K，[〇〇26]热源为:0.2W激光器，
[0027]热阻:200K/W[〇〇28] 模拟项目:不同缝隙深度下，陶瓷热沉的温度(缝隙横截面为10*0.5mm)。
[0029]模拟如图4所示:狭缝深度为0的情况下陶瓷热沉表面温度为321.7K，随狭缝深度变化，可以得到不同缝隙深度下，振镜热沉表面的温度点列图，如图3所示。
[0030]由该模拟过程我们可以知道:整个基座在不开缝隙的情况下热沉表面的温度在 321.7K，随着缝隙深度的增加热沉表面温度减小，其深度越接近于底板是降温效果愈好。但在实际过程中，缝隙的深度受材料类型和加工精度的影响并不能无限加深，缝隙深度越大， 材料的强度加和工精度也要随之提高。因此我们需要找到一个狭缝的最佳深度。[0031 ]通过综合考虑不锈钢材料性质:在保持现有材料，精度不变的情况下，我们加工一个1.7mm的狭缝，热沉的表面温度为310.1K，相比于不开狭缝的321.7K温度下降11.6K，此时性价比最高。[〇〇32] 我们经实际测量开狭缝深度1.7mm时的平衡温度为310.4K而不开狭缝时的平衡温度为322.1K，温度下降11.7度。[〇〇33] 上述实例中带狭缝105的3D扫描模组基座102是一体成型的，在一些实例中也可以是分离的或者是由不同材料制成。
[0034]而在另一些实例中该狭缝105可以填充其他的隔热物质，虽然形式不同但都不超过本发明专利使用物理方法隔热的范畴。
[0035]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种使用物理方法隔热的3D扫描模组封装结构，包括模组基座、模组基台、振镜热沉 和激光器，所述激光器和模组基台安装在模组基座上，所述模组基台的斜面与模组基座成 45°，所述振镜热沉安装在模组基台的斜面上，其特征在于，在模组基台斜面与模组基座的 连接处设有一条狭缝。2.根据权利要求1所述的封装结构，所述狭缝与模组基座一体成型，也可以是分离的， 或者采用不同的材料制成。3.根据权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，所述狭缝中可以填充有隔热物质。
【文档编号】H01S3/05GK205666426SQ201620586845
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】谢创, 金传广, 秦玉兵, 王卫卫
【申请人】青岛小优智能科技有限公司