用於發光半導體設備的冷卻設備和製造這種冷卻設備的方法

2023-04-25 18:57:16 2

專利名稱：用於發光半導體設備的冷卻設備和製造這種冷卻設備的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於發光半導體設備的冷卻設備。 本發明還涉及一種形成用於冷卻發光半導體設備的設備的方法。
背景技術：
為了固態照明尤其是燈飾照明的LED (發光二極體)的使用正越 來越引起人們的興趣。可將LED用作燈飾照明源(而並不僅僅是指 示燈)的用途包括室內照明尤其是購物區域照明、道路照明和車輛照 明尤其是車輛大燈用途。所有這些新式用途所共有的是LED,或者往 往是設在晶片上的LED陣列，LED或LED陣列以高功率運行，以提 供理想的光輸出。高功率也導致LED晶片中的熱累積。這種熱累積 降低將電功率變換成光的效率，即降低lm/W值，而且還可由於不可 逆的熱損害的原因而導致LED的毀壞。可用於這類用途的較新類型 的LED設備包括混合磷光體變換模塊和色彩混合RG(A)B模塊。LED 設備中的熱累積還會導致如混合磷光體變換模塊的發光材料中的熱累 積。磷光體材料的效率隨著溫度的升高而下降，因此，光輸出會低於 所希望的光輸出。WO 03/096387描述了高強度光源，這種高強度光 源包括位於基板上的LED的微陣列。在一個實施例中，設有光條帶 (light bar)，模塊安裝在這種光條帶中，這些模塊包括在導電基板 上形成的LED設備的陣列。這種光條帶設有流體循環通道，流體循 環通道中提供有冷卻劑。這種冷卻劑在上和下金屬板之間循環，以冷 卻光條帶外殼的要求冷卻的部分。
WO 03/096387的照明裝置的問題在於太複雜並要求很大的空 間。這對空間受限的用途來講即花費大又不太實用。

發明內容
本發明的目的在於提供用於冷卻發光半導體設備的冷卻設備，這 種冷卻設備為小空間要求和有效的冷卻作好準備。
這種目的通過用於冷卻發光半導體設備的冷卻設備來實現，這種
冷卻設備包括陶資板，這種陶資板具有結合在其中的冷卻劑輸送通 道，陶瓷板適合於形成發光半導體設備的光學系統的整體部分。
這種冷卻設備的優點在於適合於位於產生熱的實際位置，並因此 而為局部冷卻和避免局部熱點作好準備，這些局部熱點可導致發光半 導體設備內的熱損害。陶瓷材料耐熱並適於形成薄板，且在這些薄板 中結合有通道。特別的優點在於陶瓷材料具有適當的實例透明度和折 射率方面的特性，以在冷卻之外在發光半導體設備中具有光學活動。
根據權利要求2的方案的優點在於熱管提供從熱點到熱沉的有效 熱傳輸，而並不要求任何泵或類似的設備。因此，具有按照熱管原理 工作的通道的陶資板要求極少的空間且並不需要額外的機械部件。因 此，這些通道特別優選用於將要結合在發光半導體設備中的陶瓷板， 在發光半導體設備中，迫切要求小空間、穩健而簡單的設計和長的工 作壽命。
根據權利要求3的方案的優點在於陶瓷板並不吸收所發射的光， 但至少部分地允許光的通過。因此，本發明的冷卻設備並不在實質上 降低所發射的光的量。
根據權利要求4的方案的優點在於提供發光材料的最佳冷卻，並 因此而提供這種材料的高功效，因為發光材料由陶瓷板中的通道直接 冷卻。例如，將會非常有效地將包括在陶瓷板中的發光磷光體微粒冷 卻，因此，磷光體的功效就會非常高。這是特別有利的，因為這會使 製造具有高磷光體功效的功率磷光體變換LED設備成為可能。
根據權利要求5的方案的優點在於可將冷卻設備置於非常接近於 發光半導體設備的發光部分的位置或直接與該發光部分接觸。因此， 冷卻設備位於實際生熱源並可直接將熱從該發光部分去除，從而提高 該發光部分的效率和工作壽命。另一種優點是陶瓷板可在實際上提供 從發光半導體設備的光耦合輸出，並因此而增加耦合輸出的光的量。
根據權利要求6的方案的優點在於獲得發光部分與冷卻設備之間 的良好的熱和光學接觸。
根據權利要求7的方案的優點在於冷卻設備提供發光部分的有效 冷卻，而並不位於所發射的光的線路中。這就提供了可能的陶瓷材料 的更多選擇。而且，提供對發光部分本身和發光部分所安裝的嵌條 (slug)的有效冷卻。
根據權利要求8的方案的優點在於耦合輸出的光的量由用於冷卻 器和反射器的兩種目的的冷卻設備提高。
本發明的另 一個目的在於提供製造用於發光半導體設備的冷卻設 備尤其是具有適當尺寸的冷卻設備的有效方法，這種適當的尺寸用於 與發光半導體設備結合。
這種目的由形成用於冷卻發光半導體設備的設備的方法來實現， 這種方法包括以下步驟
形成陶資微粒裝料，
用印模模壓這種裝料，這種印模包括圖案，以在這種裝料中形成 冷卻劑輸送通道，
將這種裝料硬化，以及
在這些通道的頂部上提供蓋子，以將這些通道密封並形成包括冷 卻劑輸送通道的陶瓷板，這種板適合於形成發光半導體設備集成元 件。
這種方法的優點在於用印模模壓是產生小規模結構的有效途徑， 並具有複雜的幾何設計並具有高精度和良好的可複製性。特別地，就 形成具有燒結活性的裝料的陶瓷微粒而言，這種方法適於在燒結陶瓷 微粒以形成陶資板之前形成結構。
根據權利要求10的方案的優點在於在冷卻設備通道中提供簡單 的密封方式，以向冷卻設備提供熱管特性。
從下面所描述的實施例就會明白本發明的這些和其它方面，且通


現參考附圖對本發明進行更詳細的描述，在這些圖中
圖la是示意性截面圖，該圖示出了製造具有結合在其中的冷卻
劑輸送通道的陶瓷板的方法一個步驟。
圖lb是示意性截面圖，該圖示出了前面所提及的方法的另一個步驟。
圖lc是示意性截面圖，該圖示出了已構成並緊壓的陶瓷微粒裝料。
圖2a是示意性平面圖，該圖示出了從上面看到的裝料。圖2b是示意性側視圖，該圖示出了前面所提及的方法的再一個 步驟。
圖2c是示意性側視圖，該圖示出了前面所提及的方法的再一個 替代步驟。
圖2d是示意性平面圖，該圖示出了前面所提及的方法的最後一 個步驟。
圖3是示意性截面圖，該圖示出了附到LED設備的發光部分的 前側的根據本發明的一個實施例的陶乾板。
圖4是示意性截面圖，該圖示出了附到LED設備的發光部分的 前側的根據本發明的另一個實施例的陶覺板。
圖5是示意性截面圖，該圖示出了附到LED設備的發光部分的 後側的根據本發明的再一個實施例的陶瓷板。
具體實施例方式
圖la示意性地示出了形成具有結合在其中的冷卻劑輸送通道的 陶瓷板的一個步驟。陶瓷(亞)微粉末懸浮體的裝料1在模具2中形 成。模具2的底部是多孔板3，如多孔陶瓷板。彈性體印模4在其表 面5設有結構化圖案。這種結構化圖案呈多個伸長脊6的形狀。用模 板製造印模4，已用光刻術將模板結構化，這種光刻術是公知的技術。
優選組成陶資微粉末的陶資材料是在燒結狀態時至少部分地半透 明的材料。這些陶瓷材料的示例包括多晶氧化鋁(A1203 )、氮化鋁 (A1N)、釔鋁石榴石(Y3A15012，也稱為YAG)和發光陶資材料， 如摻鈰釔鋁石榴石(Y3Al5012:Ce)。這些陶瓷材料為半透明至透明材 料，並且還具有高熱導率，這種高熱導率提供良好的熱傳遞特性。這 些材料還具有接近於或高於藍寶石的折射率的折射率，這種折射率便 於光的耦合輸出。在優選實施例中，陶瓷材料包括發光材料。例如， 陶瓷材料可形成基體，發光磚光體微粒嵌入這種基體中。或者使用本 身發光的陶瓷材料。
圖lb示意性地示出了形成前面所描述的陶資板的另一個步驟。 在此步驟中，以將結構化圖案的脊(ridge) 6模壓到裝料1中的方式 將印模4推在裝料1上。因此，圖案的脊6會在裝料1中形成伸長的 溝槽7。在仍將圖案壓到裝料1中時，將液體通過毛細管力吸到多孔 板3中，以將液體從裝料1的懸浮體中除去。在液體離開裝料l時， 裝料1的剩餘部分即陶瓷微粒會形成粉末微粒的結構化粉末盒。
從包括懸浮體的裝料1去除液體以形成粉末盒的方法通常稱為粉 漿澆鑄(slip casting )並且是公知的。
將會理解，其它的幾種方法也可用於將這種裝料硬化。例如，陶 資微粒的懸浮體可設有在熱和/或UV處理時硬化的分量。升高裝料的 溫度和/或通過UV光照明模具可使裝料變硬，這樣就可將印模取下。 所加的分量可以是在將印模取下之後燒盡的感光有機材料或具有熱活 性的有機材料。
圖lc示出了在已將印模4取下之後的具有溝槽7的裝料1。
圖2a是俯視圖，該圖示出了具有溝槽7的裝料1，這些溝槽7在 蓋板8附近。如圖2a所示，這些溝槽7並不在裝料1的整個上表面 上方延伸。因此，在每個溝槽7中形成後壁9。如圖2a所示，裝料1 和蓋板8處於所稱的坯體狀態(green state)，意思是指裝料1和蓋 板8均處於燒結活性狀態中。
雖然示於圖2a中的這些溝槽7是簡單的直溝槽7，但將會理解， 可在裝料中形成複雜得多的溝槽結構。因此，正如將在下面進行描述 的那樣，可形成構成任何類型的柵格圖案並具有幾乎任何類型的微型 結構的溝槽，以滿足對從熱點向熱沉(heat sink)傳輸熱的要求。
圖2b示出了製造陶乾板的方法中的另一個步驟。頂板8置於裝 料1的頂部以覆蓋這些溝槽7。然後將頂板8和裝料1共同燒結。作 為選擇，這種燒結可包括熱等靜壓制(hot isostatic pressing)。共同 燒結產生了塊10，在塊10中，這些溝槽7由頂蓋11覆蓋，頂蓋11 由頂板8形成。因此，在塊10中形成這些通道12。
圖2c示出了替代實施例。在此實施例中，將具有溝槽107的第 一緊壓裝料101置於具有類似的溝槽107的第二緊壓裝料102的頂部 上。將頂板108置於第一裝料101的頂部上，以覆蓋裝料101的溝槽 107。裝料101的下表面本身覆蓋笫二裝料102的溝槽107。裝料IOI、 102和頂板108均處於燒結活性狀態(坯體狀態)。裝料IOI、 102和 頂板108暴露給共同燒結，並且可選擇暴露給均衡擠壓，從而形成塊 110，在塊110中，將這些溝槽覆蓋，因此塊110具有通道ll2，這些 通道112以三維通道構造布置。顯然，示於圖2c中的替代第三步驟
可用於形成具有任何數量的通道層的塊，這些通道層相互堆疊在頂部。
圖2d示出了形成陶資板的最後步驟，這種陶資板具有結合在其 中的冷卻劑傳送通道。將液體13的第一量加到每個通道12中。然後 將這些通道12排空，即將任何空氣除去。然後將密封墊14加在這些 通道12的開放端部。密封墊14可以是提供氣密密封的不同的材料， 如玻璃，然後以液體13在這種過程中不蒸發的方式使用密封墊14。 一種可能的解決方法是將熔化玻璃加到這些通道12的開口上。這可 包括提供塊10的部分的冷卻，液體13位於這個部分中，以避免液體 在密封過程中蒸發。在將這些通道12密封之後，已形成陶瓷板15， 陶覺板15具有結合在其中的冷卻劑傳送通道12，且陶瓷板15已準備 好用於發光半導體設備，如在下面所描述的那樣。
通過對這些通道12的尺寸進行適當的選擇，陶乾板15就會起到 根據熱管原理的冷卻器的作用。熱管原理是公知的，並且除了其它的 文件之外，在"在矽晶片中製造的微熱管的實驗調查，，(Peterson G.P. 等人，傳熱學報，第115巻，第751至756頁，1993年)一文中進行 了描述。簡而言之，熱管是小截面尺寸的密封的伸長通道。將液體加 在以其它方式排空的熱管內。伸長的熱管的第一端部用作接收熱的端 部，將熱在該端部吸收且熱將液體蒸發。伸長的熱管的笫二端部用作 冷凝器並連接到熱沉。將蒸汽在第二端部冷凝，以回收液體。蒸汽從 第一端部到笫二端部的移動速度受這兩個端部之間的蒸汽壓差的支 配。利用這些通道的尺寸和形狀的適當設計，將在熱管的第二端部形 成的液體通過毛細管力輸送到第一端部，液體在第一端部再次蒸發。 這些熱管通常設有斜剖面或毛細管微結構，以加強毛細管力。這樣， 液體就作為有效的循環熱輸送媒介工作。因此，熱管原理就為有效的 冷卻作好了準備，而無需任何泵或類似的設備，因為冷卻液體僅由毛 細管力輸送。適當的冷卻液體包括甲醇和水。將熱管的截面尺寸和詳 細設計進行優化，以用於所討論的陶瓷材料，以提供適當的毛細管壓 力。熱管通常具有10至500微米的水力直徑和10至70mm的長度。
小尺寸熱管對重力不靈敏，這就在熱管的取向中提供額外的自由度。
圖3示出了結合在高功率半導體設備中的陶瓷板15，這種高功率 半導體設備以高功率LED(發光二極體)設備20的形式。例如，LED
設備20可形成LED排或陣列的一部分，LED排或陣列形成汽車大燈 或形成用於購物區域的燈飾照明源。LED設備20包括嵌條21，嵌條 21通過粘合劑22固定到用鋁製成的放熱板23。板23置於冷卻器24 的頂部上，冷卻器24具有冷卻凸緣25，這些冷卻凸緣25適合於將熱 發射到周圍的空氣中。以衝模26的形式的發光部分由衝模附著環氧 樹脂27膠合到嵌條21。嵌條21設有臨近於衝模26反射塗層，並因 此而用於反射從衝模26以嵌條21的方向發射的任何光。印刷電路板 28向LED設備20提供動力。陶乾板15是半透明的並優選包括發光 材料，如發光磷光體微粒，將陶瓷板15通過光學膠粘劑29膠合到沖 模26，以獲取與LED設備20的衝模26的光學和熱接觸。例如，膠 粘劑29可以是光學類型的膠粘劑，優選這種光學類型的膠粘劑與納 米大小的粉末混合。優選用具有寬的帶隙、高熱導率和高折射率的材 料製成這種納米大小的粉末，以具有與衝模26和陶瓷板15均匹配的 折射率。形成這種納米大小的粉末的適當的材料的示例包括納米大小
的A1N和Ti02。
在運行中，從衝模26發射光L。穿過光學膠粘劑29並穿過半透 明陶瓷板15發送光L。可將另外的層30或幾個另外的層置於陶瓷板 15的頂部上。這個層或這些層可包括更多的陶瓷板、光散射體、光耦 合輸出結構、光準直結構和發光磷光體微粒等。嵌條21、衝模26、 衝模附著環氧樹脂27、光學膠粘劑29、陶瓷板15和可供選擇的層30 共同形成高功率LED設備20的光學系統。光的發射導致熱的產生， 這種熱傳遞到陶資板15。這種熱使通道12中的液體蒸發(將會理解， 雖然從側面看上去僅有一個通道12在圖中3示出，但陶瓷板l5包括 多個通道)。因此，在臨近於衝模26的通道12中產生蒸汽。陶瓷板 15在每個側面31、 32並與沖模26相隔與傳導柱33、 34熱接觸。傳 導柱33、 34與冷卻器24接觸並且用具有高熱導率的材料製成，如金 屬或多晶氧化鋁。這樣，蒸汽就會在側面31、 32冷凝，因為柱33、 34 由冷卻器24間接冷卻。根據熱管原理，冷凝液體將由毛細管力從端 部31、 32傳輸到臨近於衝模26的通道12的區域35,液體在區域35 再次蒸發。將會理解，優選這些通道12中的液體為諸如水或低醇這 樣的液體，這種液體在液態和蒸汽態時均是透明的。粗箭頭表示怎樣 將熱從衝模26和LED設備20的其它器件以及從區域35輸送到陶瓷
板15的通道12的端部31、 32。熱從端部31、 32進一步輸送到柱33、 34中併到達冷卻器24。冷卻器24通過凸緣25將熱發散到周圍的空 氣中。這樣就獲得LED設備20尤其是衝模26的非常有效的冷卻， 這就意味著可在非常高的功率運行LED設備20，而並無衝模26的毀 壞或LED設備20的其它器件的毀壞的風險。在陶資板15包括發光 材料如發光磷光體微粒或完全用發光陶瓷材料製成的情況下，發光材 料由在陶乾板15中所形成的冷卻通道12有效地冷卻，從而提供發光 材料的高功效。
陶瓷板15還可具有光耦合輸出功能。為了實現這種目的，可將 這些通道12製成具有不同於倒置金字塔形狀的截面，如圖2c所示。 例如，這些通道可具有錐形或透鏡形狀。可將這些通道的布置設計成 提供最佳的光耦合輸出。
圖4示出了以陶乾板215的形式的本發明的另一個實施例，陶瓷 板215用半透明陶瓷製成，如多晶氧化鋁、YAG或A1N。優選陶瓷 板215包括發光材料。陶資板215具有伸長的通道212，圖4示出了 這些通道212的截面圖。這些通道212以垂直於紙面的方向延伸並連 接到熱沉，這些熱沉在圖4中並未示出。如圖4所示，LED設備220 部分地位於實際的陶殼板215內。在圖4所示的情形中，LED設備220 的衝模226和衝模附著膠粘劑227完全或幾乎完全位於陶瓷板215內， 而衝模226所附著的嵌條221位於陶瓷板215之外。與通過參考圖3 進行的描述類似，LED設備220還包括粘合劑222、放熱板223和具 有冷卻凸緣225的冷卻器224。
通道212具有金字塔截面形狀。金字塔的基部的尺寸通常為1至 幾mm。將會理解，可根據圖la至lc和圖2a至2d的原理製成陶瓷 板215，然後將其轉向。由於示於圖4中的通道結構相對較大，所以， 作為一種選擇，可通過加工燒結活性緊壓陶瓷裝料而不是使用印模來 形成溝槽，這些溝槽將形成這些通道的基礎。正如在圖3中所描述的 那樣，適當的光學膠粘劑(未在圖4中示出)用於獲得衝模226和陶 資板215之間的光學和熱接觸。可將準直透鏡230設在陶瓷板215的 頂部上。
嵌條221、衝模226、衝模附著膠粘劑227、陶瓷板215和透鏡230 共同形成LED設備220的光學系統。在運行時，從衝模226發射光
L。如圖4所示，直接穿過陶瓷板215和準直透鏡230發射一些光。 不過， 一些光被反射在金字塔形通道212的壁上，然後通過準直透鏡 230被耦合輸出。因此，陶資板215中的這些通道212用於改進來自 LED設備220的光的耦合輸出。此外，根據與參考圖3所描述的原理 類似的原理，這些通道用於根據熱管原理冷卻LED設備220，尤其是 嵌入的沖模226。
因此，示於圖4中的陶瓷板215用於從LED設備220耦合輸出 光以及冷卻LED設備220和衝模226的雙重目的，且增加的耦合輸 出具有LED設備中所產生的熱被減少的積極副作用，以提供有效的 光發射並限制高功率LED用途中熱損壞的風險。
圖5示出了以陶乾板315的形式的本發明的再一個實施例。陶資 板315設有多個伸長的通道312，圖5示出了通道312的截面圖，這 些通道312類似於示於圖2b中的通道12。陶資板315結合在LED設 備320的嵌條321中。衝模326通過衝模附著膠粘劑327附到陶瓷板 315。與通過參考圖3進行的描述類似，LED設備320還包括粘合劑 322、放熱板323和具有冷卻凸緣325的冷卻器324。
陶覺板315用多晶氧化鋁製成，這種多晶氧化鋁與具有高折射率 的微粒混合，如Zr02。具有高折射率的微粒向陶f:板315提供慢反 射特性。作為選擇，用帶白色的陶瓷塗層塗覆陶瓷板315的上表面也 可提供這種特性。還可用金屬陶瓷即金屬與陶瓷的合成物製成這種陶 瓷板，並且也可選擇用反射塗層塗覆。陶瓷板315在其上表面設有陶 瓷翼316和317，陶瓷翼316和317可用多晶氧化鋁製成。陶瓷翼316、 317還具有漫反射特性，這些漫反射特性可由如與具有高折射率的微 粒混合、用反射塗層塗覆提供或可由賦予陶瓷翼316、 317受控多孔 性提供。
在運行時，從衝模326發射光L。如圖5所示，直接穿過準直透 鏡330發射一些光。不過， 一些光被反射在陶瓷翼316、 317上和/或 陶資板315上，然後通過準直透鏡330被耦合輸出。因此，帶有翼316、 317的陶瓷板315用於改進來自LED設備320的光的耦合輸出。此外， 根據與參考圖3所描述的原理類似的原理，這些通道312用於根據熱 管原理冷卻LED設備320，尤其是衝模326，並且用於將熱傳輸到熱 沉，熱沉並未在圖5中示出。因此，嵌條321、沖模326、衝模附著
膠粘劑327、具有翼316、 317並結合在嵌條321中的陶瓷板315和透 鏡330共同形成LED設備320的光學系統，且陶瓷板315形成該光
學系統的一部分。
因此，示於圖5中的陶瓷板315用於從LED設備320耦合輸出 光以及冷卻LED設備320和沖模326的雙重目的，以提供有效的光 發射並限制高功率LED用途中熱損壞的風險。
將會理解，前面所描述的這些實施例可有多種變化形式，且這些 形式在所附的權利要求書的範圍之內。
例如，可將示於圖3和圖4中的置於沖模前面的陶瓷板與示於圖 5中的在衝模後面的陶資板結合，以提供沖模兩側的強冷卻。
還將會理解，可用任何適當的方式將這些通道設在陶瓷板中，以 適合於LED設備或LED設備的陣列的設計，以提供從LED設備到 熱沉的適當的熱傳送。如圖2c所示，可以使用通道的多個層。還可 設計通道的其它形狀並向通道提供內部微結構，以加強毛細管力。
前面描述了陶資板適合於形成發光半導體設備的光學系統的整體 部分並具有光學特性，即陶瓷板既可以是透明的，也可以向陶瓷板提 供反射特性。將會理解，陶瓷板還可形成發光學系統的整體部分，而 其本身並不具有光學特性。例如，可將陶瓷板嵌入嵌條內，以在接近 於發射光且產生熱的位置冷卻發光半導體設備，且光學特性即反射存 在於陶瓷板所嵌入的嵌條中。不過，將會理解，在許多用途中，優選 陶瓷板除了提供冷卻效果之外還具有光學活動，如用作視窗、透鏡或 鏡，以有助於以理想的方向傳遞或引導所發射的光。
通過參考圖3和圖4描述了優選將發光材料結合在陶瓷板l5、215 中。在高功率LED用途中優選這種結合，因為出於陶瓷板l5、 215 中的冷卻通道12、 212的原因，發光材料的冷卻變得非常有效。另一 種選擇是將發光材料置於陶瓷板的頂部上。例如，可將發光磷光體微 粒附著到陶資板的上表面("上表面，，是指示於圖3和圖4中的陶瓷 板的上表面)。而且，在這種情形中，發光材料的另外往往也會是有 效的。再一種選擇是在沖模上包括發光材料，如發光磷光體微粒，在 這種情形中，陶瓷板中的通道也會非常有效地將發光材料冷卻。因此， 對於將發光材料置於何種位置而仍通過陶瓷板獲得非常有效的冷卻來 講有幾種選擇。前面描述了陶資板中的通道怎樣根據熱管原理進行冷卻。當然， 也可根據其它原理將根據本發明的陶瓷板用於冷卻。例如，可通過液
體泵將循環冷卻液體提供給較大尺寸的通道。
總而言之，用於冷卻發光半導體設備如LED設備20的冷卻設備 包括陶資板15，陶覺板15具有結合在其中的冷卻劑輸送通道12。陶 資板15適合於形成發光半導體設備20的光學系統的整體部分，並冷 卻發光半導體設備20的發光部分26。
形成冷卻設備的方法包括以下步驟
形成陶瓷微粒裝料1，
用印模4模壓這種裝料1，以在這種裝料1中形成冷卻劑輸送通 道12，
將這種裝料l硬化，以及
在這些通道12的頂部上提供蓋子8，以將這些通道12密封。
權利要求
1.一種用於冷卻發光半導體設備(20)的冷卻設備，所述冷卻設備包括陶瓷板(15)，所述陶瓷板(15)具有結合在其中的冷卻劑輸送通道(12)，所述陶瓷板(15)適合於形成所述發光半導體設備(20)的光學系統的整體部分。
2. 如權利要求1所述的冷卻設備，其特徵在於所述這些通道 是熱管通道U2)，這些熱管通道(l2)含有液體(13)，所述液體(13)密封在所述通道(12)中。
3. 如前面的權利要求任何一項所述的冷卻設備，其特徵在於 所述陶瓷板(15)包括至少部分地半透明的陶瓷材料。
4. 如權利要求3所述的冷卻設備，其特徵在於所述陶資板(15; 215)包括發光材料。
5. 如權利要求3至4中的任何一項所述的冷卻設備，其特徵在 於所述陶瓷板(15; 215)適合於至少部分地位於所述發光半導體 設備(20; 220)的發光部分(26; 226)的前側，並且與所述部分(26; 226)光學接觸和熱接觸。
6. 如權利要求5所述的冷卻設備，其特徵在於所述陶瓷板(15; 215)適合於膠合到所述部分(26; 226)。
7. 如權利要求1至4中的任何一項所述的冷卻設備，其特徵在 於所述陶資板(315)適合於形成位於所述發光半導體設備(320) 的發光部分(326)的後側的嵌條(321)的部分。
8. 如權利要求7所述的冷卻設備，其特徵在於所述陶瓷板(315) 適合於反射由所述發光半導體設備(320)的所述部分(326)發射的 光。
9. 一種形成用於冷卻發光半導體設備的設備的方法，所述方法 包括以下步驟形成陶瓷微粒裝料(1)，用印模(4)模壓所述裝料(1)，所述印模(4)包括圖案(6)， 以在所述裝料(1)中形成冷卻劑輸送通道(12)， 將所述裝料(1 )硬化，以及在所述這些通道(12)的頂部上提供蓋子(8)，以將所述這 些通道密封並形成包括冷卻劑輸送通道(12)的陶瓷板(15)，所述板(15)適合於形成所述發光半導體設備(20)的集成元件。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於在提供所述蓋子(8) 之後，在每個通道(12)中提供一些液體(13)，並且將所述這些液 體(l3)密封在所述通道(l2)中，以向所述通道U2)提供熱管特 性。
11. 如權利要求9至10中的任何一項所述的方法，其特徵在於 所述裝料(1)包括陶乾微粒的液體懸浮體，所述硬化所述裝料(1) 的步驟包括將所述液體吸出所述裝料。
12. —種發光半導體設備(20、 220、 320)，所述發光半導體設 備(20、 220、 320)設有根據權利要求1至8中的任何一項所述的冷 卻設備。
全文摘要
一種用於冷卻發光半導體設備如LED設備(20)的冷卻設備，這種冷卻設備包括陶瓷板(15)，這種陶瓷板(15)具有結合在其中的冷卻劑輸送通道。陶瓷板(15)適合於形成發光半導體設備(20)的光學系統的整體部分並冷卻發光半導體設備(20)的發光部分(26)。形成冷卻設備的方法包括以下步驟形成陶瓷微粒裝料；用印模模壓這種裝料，以在這種裝料中形成冷卻劑輸送通道；將這種裝料硬化；以及，在這些通道的頂部上提供蓋子。
文檔編號H01L23/427GK101167194SQ200680014356
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月19日 優先權日2005年4月27日
發明者C·C·S·尼科爾, H·范斯普朗, J·德格拉夫, J·馬拉, M·A·弗樹倫, R·M·沃爾夫, T·A·科普 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司