专利名称：陶瓷半导体热电冷却led的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种LED灯，尤其是一种陶资半导体热电冷却LED灯。
背景技术：
近来全世界各地都有暖化的现象，政府极力呼吁国人节能减碳， 一起维护 地球生态，因而相关省能的产品也越来越受重视，其中以日常生活中使用普遍 的灯泡，也为备受重视的一环，因此以LED照明取代传统灯泡的方式也就因应 而生，但是在照明时会产生放热，而市面上诸多采用铜、铝或其合金为主要基 材的散热模块，但效率低，因此容易造成灯具内的温度过高，使LED的特性变 坏，使得LED的亮度衰减。此项问题一直是传统高功率LED灯的推广上不利的 因素。因为此将导致需要配备体积庞大又厚重的散热模块，但散热效果相当有 限，以至于高热量而导致LED灯寿命衰减。所以相对的高功率LED灯无法达成 节省成本及能源的目的。
传统上有在LED及散热模块之间加上三氧化二硫或石墨做为导热之用，但 效果仍然不彰。另外，也使用三碲化二铋，或三硒化二铋作为导电介质，但是 效果仍然不佳，且此两种材料的价格相当昂贵，并不适合大量使用。
习知技术中的热电致冷技术应用在激光二极管电荷耦合元件等小型元件冷 却和控温方面，固然已经行之有年了。却因热电致冷气必须通过外部供给直流 电源，使其产生热冷却效应，又须于放热端连接散热器或导热片，将热导出至 大气层甚加装电风扇强制冷却，才能够解决发热电子元件热衰变的问题，的确 余留许多亟待突破的技术对应空间。
因此若能利用半导体热电冷却元件作为提高散热效果，降低温度的方式， 必能使LED更为普遍使用。其中该半导体热电冷却元件是将多种过渡金属元素 复合制作而成，具有低维度超晶格薄膜，在量子效应影响下，改变并增大电子 在晶体内部能带结构中的能隙，进而操控最能符合热电效应的物理特性，使该子元件发出的热能温度及时冷却与精准控温目的的高功能过热保护元器件。 发明内容
所以本实用新型的目的是为解决上述习知技术上的问题，本实用新型中提
出一种陶瓷半导体热电冷却LED灯，是当对发光二极管施加偏压的时候，放出 的热能，经由传导电路移转给该陶瓷冷却基板，此时，该传导电路与该陶瓷冷 却基板两种异金属紧密接合形成闭电路的温度差，会产生热电动势，电流就会 在陶瓷冷却基板内部流通，利用该陶瓷冷却基板内，会吸收热现象的电流方向， 使温度大幅降低并达到温控的目的，裨益于遏止电子元件发生热衰变的问题， 以确保是统操作电的温定度和安全性。
为达到上述目的本实用新型中提出一种陶资半导体热电冷却LED灯，是将 半导体热电冷却元件结合照明元件作过热保护的应用，主要是将电子元件所发 出的热能温度吸收，降低其电子元件的温度，即将温度抑制于一恒定的低温位 准，其该陶瓷半导体热电冷却LED灯，包含 一照明元件，该照明元件为发光 二极管(Light Emitting Diode，LED ); —半导体热电冷却元件，该半导体热电冷 却元件为以一陶瓷实体作为冷却基板(简称陶瓷冷却基板)； 一传导电路，该照明 元件与该传导电路为在该陶瓷实体的一面上；其中该传导电路主要是提供电流 予LED，而令LED发光； 一散热模块，该散热模块连结该陶瓷实体的另 一面上。
较佳地，该传导电路直接铺设电路于该陶瓷实体上，复施予电镀金属薄膜。
本实用新型的有益效果在于，当发光二极管的PN结施加顺向电压的时候， 由于电子和空穴复合放出的热能，经由传导电路移转给该陶瓷实体，此时，该 传导电路与该陶瓷实体两种异金属紧密接合形成闭电路的温度差，会产生热电 动势，电流就会在陶资实体内部流通，利用该陶资实体内，会吸收热现象的电 流方向，使温度大幅降低并达到温控的目的，裨益于遏止电子元件发生热衰变 的问题，以确保系统操作电的稳定度和安全性。且本实用新型可提高照明亮度， 并且不会大幅增加物品重量，解决过去LED普遍亮度不足的问题。
由下文的说明可更进一步了解本实用新型的特征及其优点，阅读时并请参 考附图。
图1显示本实用新型的前^f见图；图2显示本实用新型的立体示意图3为本实用新型与传统元件的温度与照度的比较表；
图4为本实用新型与传统元件的重量与照度的比较表。
附图标记说明
1-照明元件；2-半导体热电冷却元件；3-传导电路；4-散热模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的上述的和其它的特征和优点做详细说明。
请参考图l至图4所示，显示本实用新型的陶瓷半导体热电冷却LED灯， 是将半导体热电冷却元件结合发光二极管作过热保护的应用，主要是将电子元 件所发出的热能吸收，降低其电子元件的温度，即将温度抑制于一恒定的低温 位准，该陶资半导体热电冷却LED灯，包含
一照明元件l，该照明元件l为发光二极管(Light Emitting Diode,LED )。
一半导体热电冷却元件2，该半导体热电冷却元件2为以一陶瓷实体，其作 为冷却基板(简称陶瓷冷却基板)。
其中该陶瓷实体之外观构造，规格尺寸可依其所应用对象的形状制造成形， 并无特定的形状限制。
一传导电路3，该该照明元件1与传导电路3为在该陶瓷实体的一面上。该 传导电路3主要是提供电流予LED ,而令LED发光。其中该传导电路可为单 纯的导电线。根据本实用新型的一较佳实施例，该传导电路是在该陶瓷实体的 一面上直接铺设"银"电路，复施予电镀"镍和锡"的金属薄膜。
其中该传导电路的铺设可依LED灯的设置而定，并可同时布设电力、讯号、 诸元数据等传输元件。
一散热模块4，该散热模块4连结该陶瓷实体的另一面上，其中该散热模块 为铝或铝合金材质。
可串和/或并联连接。
本实用新型中是当发光二极管的PN结施加顺向电压的时候，由于电子和空 穴复合放出的热能，经由传导电路移转给该陶瓷实体，此时，该传导电路与该 陶瓷实体两种异金属紧密接合形成闭电路的温度差，会产生热电动势，电流就 会在陶瓷实体内部流通，利用该陶瓷实体内，会吸收热现象的电流方向，使温度大幅降低并达到温控的目的，裨益于遏止电子元件发生热衰变的问题，以确 保系统操作电的稳定度和安全性。
请参考图3及图4显示本实用新型组成的LED照明产品的优点，其图中A 为使用该陶瓷冷却基板(下文简称A)的情况，B为使用传统金属散热(下文简称 B)的情况；如图3所示为产品温度与照度的比较，是当在1000照度时，A为 40度，B为60度；在2000~3000照度间，A维持温度没有改变，B温度则持续 上升至80度；在4000照度时，A温度上升10度到达50度，而B则维持在80 度的高温；由此数据，可证明该陶资冷却基板具有降温及温控的效果。
再者，图4为一产品重量与照度的比较，是当在1000照度时，A为0.5KG, B为3.5KG;在2000 3000照度间，A重量变化极小，B重量则持续增加至4.5KG; 在4000照度时，A重量略微增加，约为0.8KG，而B则增加至5KG的重量。
由上述两比较图(图3及图4)中所显示的数据，可证明本实用新型可提高照 明亮度，并且不会大幅增加物品重量，解决过去LED普遍亮度不足的问题。
综上所述，本案人性化的体贴设计，相当符合实际需求。其具体改进现有 缺失，相较于习知技术明显具有突破性的进步优点，确实具有功效的增进，且 非易于达成。本案未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上，已符合专利 法规定。
上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，惟该实施例 并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等 效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求1.一种陶瓷半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该陶瓷半导体热电冷却LED灯，包含一照明元件，该照明元件为发光二极管；一半导体热电冷却元件，该半导体热电冷却元件为以一陶瓷实体，其作为冷却基板；一传导电路，该照明元件与该传导电路为在该陶瓷实体的一面上；且该传导电路与该LED电性连接，提供电流予该LED而令LED发光；一散热模块，该散热模块连结该陶瓷实体的另一面上。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路的铺设依LED灯的设置而定，并同时布设电力、讯号、诸元数据中一种 或多种的传输元件。
3. 根据权利要求1所述的陶瓷半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该散 热模块为铝或铝合金材质。
4. 根据权利要求1所述的陶瓷半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路为单纯的导电线。
5. 根据权利要求1所述的陶资半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路直接印刷于该陶瓷实体上，且该传导电路为串和或并联连接。
6. 根据权利要求1所述的陶资半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路直接铺设于该陶瓷实体上，并覆有电镀金属薄膜。
7. 根据权利要求6所述的陶乾半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路铺设电路为银电路。
8. 根据权利要求6所述的陶资半导体热电冷却LED灯，其特征在于，该传 导电路所电镀的金属薄膜为镍或锡。
专利摘要一种陶瓷半导体热电冷却LED灯，包含一照明元件，该照明元件为发光二极管；一半导体热电冷却元件，该半导体热电冷却元件为以一陶瓷实体作为冷却基板(简称陶瓷冷却基板)；一传导电路，该传导电路为在该陶瓷实体的一面上，直接铺设电路，复施予电镀金属薄膜；其中该传导电路主要是提供电流予LED，而令LED发光；一散热模块，该散热模块连结该陶瓷实体的另一面上。当对发光二极管施加偏压的时候，会放出热能，该传导电路与该陶瓷冷却基板两种异金属紧密接合形成闭电路的温度差会产生热电动势，使电流在陶瓷冷却基板内部流通，从而使温度大幅降低并达到温控的目的，裨益于遏止电子元件发生热衰变，以确保系统操作电的稳定度和安全性。
文档编号H01L23/373GK201382279SQ20092000174
公开日2010年1月13日 申请日期2009年1月24日 优先权日2009年1月24日
发明者郑深全 申请人:郑深全