| 主权项 |
1.一种用以冷却半导体元件之热管理系统,包含: 一外壳,其包装一半导体元件,其中至少一通道构 成于该外壳内并邻接该半导体元件;以及 一冷却介质供应器,以将一冷却介质导引经过该外 壳而流至该等至少一通道,俾直接地冷却该半导体 元件。 2.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中该 半导体元件系安装于一基板上的复数个发光二极 体,且其中该等发光二极体位于该至少一通道内, 使得该冷却介质流动,用以直接冷却该等发光二极 体。 3.如申请专利范围第2项所述之热管理系统,其中该 等发光二极体系安装以经由该外壳内之一透窗而 传透光线,该至少一通道系经构成以被放置在该透 窗及该等发光二极体之间。 4.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中该 外壳包含一进一步热收集机件。 5.如申请专利范围第4项所述之热管理系统,其中该 进一步热收集机件包含连接于该基板之至少一热 导管。 6.如申请专利范围第5项所述之热管理系统,其中该 至少一热导管系经附接至该基板及至一热扩散板 。 7.如申请专利范围第4项所述之热管理系统,其中该 进一步热收集机件是由该冷却介质所冷却。 8.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中该 外壳包含一冷却介质供应流体室,其接受来自一入 口之冷却介质,该冷却介质供应流体室系与该至少 一通道相通,使得冷却介质流经该通道以直接地冷 却该半导体元件,以及一与该至少一通道相通的排 出室,经此该冷却介质可经一出口而流出该外壳。 9.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中该 外壳构成复数个流动通道,冷却介质可经此流动以 直接地冷却该半导体元件的多个表面。 10.如申请专利范围第9项所述之热管理系统,其中 该等复数个流动通道系经建构及配置以直接地冷 却该等发光二极体并透过该基板而间接地冷却该 等发光二极体。 11.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中 该冷却介质系一极性液体。 12.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中 该冷却介质系一惰性液体。 13.如申请专利范围第12项所述之热管理系统,其中 该惰性液体系一矿物性、植物性或合成性油脂之 其一者。 14.如申请专利范围第1项所述之热管理系统,其中 该半导体元件具有一发光面,且其中系提供一第一 光学耦合,用于一由该发光面及该冷却介质所形成 之介面。 15.如申请专利范围第14项所述之热管理系统,进一 步包含光学元件,该光学元件系设置用以形成一介 于该冷却介质及该光学元件间之介面,其中系提供 一第二光学耦合,用于一介于该冷却介质及该光学 元件间之介面。 16.如申请专利范围第15项所述之热管理系统,其中 该第一与第二光学耦合系分段的。 17.一种直接冷却半导体元件之方法,其中该半导体 元件系安装于一基板上之至少一发光二极体,该方 法包含: 施加一冷却介质,以直接冷却该至少一发光二极体 。 18.如申请专利范围第17项所述之方法,进一步包含 施加一第一冷却介质,用以直接地冷却该发光二极 体,并施加一第二冷却介质于该基板,用以间接地 冷却该发光二极体。 19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该第一 冷却介质系一流体而该第二冷却介质系至少一热 导管。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,进一步包含 以一气体或流体来冷却该至少一热导管。 21.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该第一 冷却介质及该第二冷却介质系一流体。 22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该冷却 介质系一惰性液体。 23.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该第一 冷却介质系一系数配匹流体,且该第二冷却介质系 一高热容流体。 24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该第二 冷却介质为水。 25.一种用以冷却发光二极体阵列之热管理系统,该 发光二极体阵列系用以在目标之工作表面需要相 对高光学功率密度之应用,用于在该目标内或对该 目标照明及执行物质转换,该热管理系统包含: 一选择之冷却介质; 一外壳,其包装该发光二极体阵列; 一冷却介质供应器,以将该冷却介质导引经过该外 壳,俾直接地冷却该发光二极体阵列; 藉此该直接冷却使该发光二极体阵列能够具有强 化之光学功率密度。 26.如申请专利范围第25项所述之热管理系统,其中 系根据一或更多个因素来选择冷却介质,该因素包 含:一或更多个折射系数;热传导性;对所选择光波 长之穿透性;在系统所期望之操作条件下之性能; 以及稳定性及性能;以及反应性。 27.如申请专利范围第25项所述之热管理系统,其中 该冷却介质及发光二极体阵列系形成一或更多介 面,并且系提供光学耦合用于至少一该介面。 图式简单说明: 图1表示一常用于半导体光源之PN接面。 图2表示一用于发光二极体的典型先前技术冷却方 法。 图3表示一用于碳化矽之折射系数图。 图4系一表示本发明之冷却系统及方法的图形。 图5系一类似于图4的图式,其具有一整合之微透镜 阵列。 图6系一用于直接冷却发光二极体之本发明一具体 实施之图式。 图7系图6之具体实施例的剖面图。 图8系图6之具体实施例之放大部份剖面图,其表示 冷却介质流动路径。 图9系一用于直接冷却发光二极体之本发明另一具 体实施例之图式。 图10系一图9之具体实施例而沿直线10-10的剖面视 图。 图11系一类似于图10之图式,其表示该冷却介质流 动路径。 图12系一与本发明之任何具体实施例配合使用的 冷却系统之图式。 图13之图形系表示水及空气的温度升高,其系做为 一流动速率及由该冷却介质所移除之热功率的函 数。 |
