專利名稱：一種帶散熱器的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，特別是一種帶散熱器的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其材料為半導(dǎo)體，結(jié)構(gòu)為Pn結(jié)組成，半導(dǎo)體發(fā)光是現(xiàn)有的白熾燈的發(fā)光效率10倍，其使用壽命是白熾燈的600倍，不久的將來(lái)半導(dǎo)體發(fā)光用來(lái)照明將全面替代白熾燈，但是現(xiàn)有的發(fā)光二極管由于其能量密度高，在很小的面積里有很高的光功率，同時(shí)也存在有較大的產(chǎn)熱量、需要在較小的面積有較大散熱能力以滿足發(fā)光二極管的芯片散熱需要，散熱不良的發(fā)光二極管隨溫度升高發(fā)光效率下降，現(xiàn)有的發(fā)光二極管用于照明用途時(shí)普遍存在由于散熱不良的問(wèn)題，現(xiàn)有的發(fā)光二極管散熱技術(shù)缺陷制約了半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)的推廣使用，本發(fā)明是要提供一種能在發(fā)光二極管的芯片發(fā)熱端安裝較小體積有較大的散熱能力的微型散熱器，使發(fā)光二極管的芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能及時(shí)散熱，保持發(fā)光二極管的芯片工作時(shí)的溫度在允許范圍，以保證發(fā)光二極管的芯片發(fā)光穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)光二極管由發(fā)光芯片和陶瓷或金屬底座與光導(dǎo)材料組成，通常陶瓷或金屬底座端是散熱端，現(xiàn)有散熱是靠其底座端自身的面積散熱，由于其面積小，根據(jù)傳熱原理Q＝f.Δt.k，式中Q為散熱量，f為散熱面積，Δt為熱端與環(huán)境溫差，k為傳熱系數(shù)，熱端與環(huán)境溫差是由氣象條件所限制，環(huán)境溫度一定的條件下提高熱端溫度可增大Δt值，Δt值增大可增大散熱能力，但是提高提高熱端溫度勢(shì)必造成發(fā)光二極管的發(fā)光芯片工作溫度升高，發(fā)光芯片工作溫度升高必然降低發(fā)光二極管的發(fā)光效率，因此提高發(fā)光芯片熱端溫度是不能達(dá)到發(fā)光二極管穩(wěn)定的發(fā)光效率的目的，增大傳熱系數(shù)k可以改善發(fā)光芯片的散熱條件，傳熱系數(shù)k由傳熱媒質(zhì)和傳熱媒質(zhì)的對(duì)流速度所決定，通常發(fā)光二極管的散熱媒質(zhì)是空氣，空氣的散熱方式是以自然對(duì)流方式進(jìn)行，在現(xiàn)有的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其使用條件的局限性采用非空氣為傳熱媒質(zhì)以提高傳熱系數(shù)k值難于實(shí)現(xiàn)，將空氣自然對(duì)流改為強(qiáng)制對(duì)流勢(shì)必會(huì)增加功率消耗，根據(jù)上述技術(shù)特點(diǎn)本發(fā)明采用液體擴(kuò)散方式增加散熱面積，在不增加功率消耗的前提下增加散熱量，從而達(dá)到不需要提高Δt為條件使發(fā)光二極管的發(fā)光芯片工作溫度在合理的溫度范圍。
本發(fā)明是以如下方式完成的在發(fā)光芯片的和陶瓷或金屬底座上安裝一只由儲(chǔ)液腔和散熱翅組成的散熱器，散熱器的儲(chǔ)液腔與發(fā)光芯片的和陶瓷或金屬底座聯(lián)結(jié)，使發(fā)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能直接傳遞到儲(chǔ)液腔的導(dǎo)熱面，儲(chǔ)液腔內(nèi)盛有液體，發(fā)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)儲(chǔ)液腔的導(dǎo)熱面?zhèn)鬟f使儲(chǔ)液腔內(nèi)的液體獲得熱量，儲(chǔ)液腔內(nèi)的液體獲得熱量達(dá)到一定溫度值之后沸騰，沸騰的液體體積變大，液體體積變大壓力隨之增加，液體壓力增加之后產(chǎn)生膨脹效應(yīng)，受熱液體的膨脹作用產(chǎn)生擴(kuò)散效應(yīng)，形成擴(kuò)散動(dòng)力的液體經(jīng)導(dǎo)流管流向散熱翅，由于散熱翅有較大的散熱面積與空氣接觸，構(gòu)成了較好的散熱條件，沸騰的液體在散熱翅中迅速冷卻，冷卻后的液體經(jīng)回流孔流回儲(chǔ)液腔，流回儲(chǔ)液腔中的液體冷卻儲(chǔ)液腔的導(dǎo)熱面，儲(chǔ)液腔的導(dǎo)熱面溫度愈低，發(fā)光芯片與散熱器的接觸傳熱系數(shù)k就愈大，由于散熱翅面積效應(yīng)使發(fā)光二極管的散熱面迅速增大數(shù)倍至數(shù)十倍，使發(fā)光二極管在環(huán)境溫度的散熱條件下有足夠的散熱面積。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種帶散熱器的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)視圖；參照?qǐng)D1發(fā)光芯片(5)的底座與儲(chǔ)液腔(4)緊貼安裝，儲(chǔ)液腔(4)與散熱翅(1)的內(nèi)腔由毛細(xì)管(3)連通，散熱翅(1)的內(nèi)腔底部有一回流孔(2)，發(fā)光芯片(5)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量使儲(chǔ)液腔(4)內(nèi)的液體受熱，受熱后的液體密度減小比容增大壓力上升，液體隨壓力增加沿毛細(xì)管(3)擴(kuò)散流向散熱翅(1)的內(nèi)腔，由于散熱翅(1)的表面積較大迅速散熱液體被冷卻，冷卻后的液體比重增大，液體比重增大之后產(chǎn)生沉降效應(yīng)，沉降的冷卻液經(jīng)回流孔(2)流回至儲(chǔ)液腔(4)，流回儲(chǔ)液腔(4)的冷卻液對(duì)發(fā)光芯片(5)進(jìn)行冷卻，儲(chǔ)液腔(4)的液體在儲(chǔ)液腔(4)與散熱翅(1)的內(nèi)腔往復(fù)循環(huán)達(dá)到對(duì)發(fā)光芯片(5)的散熱作用，由于散熱翅(1)的散熱面積足夠大具有足夠的散熱量、從而保證了發(fā)光二極管的穩(wěn)定的工作溫度，克服了發(fā)光二極管隨工作溫度上升發(fā)光效率下降的缺陷，本發(fā)光二極管管還帶有波導(dǎo)層(6)起到對(duì)光波導(dǎo)波的作用。
權(quán)利要求
1.一種帶散熱器的發(fā)光二極管由發(fā)光芯片(5)、儲(chǔ)液腔(4)、毛細(xì)管(3)、散熱翅(1)、回流孔(2)、波導(dǎo)層(6)組成其特征是發(fā)光芯片(5)的底座與儲(chǔ)液腔(4)緊貼安裝。
2.按權(quán)利要求1所述的一種帶散熱器的發(fā)光二極管其特征是散熱翅(1)有內(nèi)腔。
3.按權(quán)利要求1所述的一種帶散熱器的發(fā)光二極管其特征是儲(chǔ)液腔(4)的頂端由毛細(xì)管(3)與散熱翅(1)的內(nèi)腔連接。
4.按權(quán)利要求1所述的一種帶散熱器的發(fā)光二極管其特征是散熱翅(1)的內(nèi)腔底端由回流孔(2)與儲(chǔ)液腔(4)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶散熱器的發(fā)光二極管，它是由發(fā)光芯片、儲(chǔ)液腔、毛細(xì)管、散熱翅、回流孔、波導(dǎo)層組成，儲(chǔ)液腔盛有冷卻液體，發(fā)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量使冷卻液體受熱膨脹，受熱膨脹的液體經(jīng)毛細(xì)管流向散熱翅的內(nèi)腔，在散熱翅散熱之后從回流孔回流至儲(chǔ)液腔，流回的已散熱的液體冷卻發(fā)光芯片，周而復(fù)始，使發(fā)光芯片穩(wěn)定在一定的溫度范圍。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1707818SQ20041004869
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者周鳴亮 申請(qǐng)人:周鳴亮