專利名稱：利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，更詳細(xì)地涉及一種，通過(guò)構(gòu)成在由散熱性能和針對(duì)對(duì)光的反射效率優(yōu)秀的金屬材質(zhì)形成的基板嵌入光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，來(lái)增進(jìn)光學(xué)元件的光輸出效率，并通過(guò)迅速釋放在具有高輸出的光學(xué)元件產(chǎn)生的高溫的熱，來(lái)防止退化現(xiàn)象，同時(shí)隨著將廢熱轉(zhuǎn)換為電能之后作為光學(xué)元件的電力源進(jìn)行供應(yīng)而實(shí)現(xiàn)資源再利用，能夠減少供應(yīng)給光學(xué)元件時(shí)所消耗的電力消耗量并能夠?qū)崿F(xiàn)費(fèi)用最小化的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題—般來(lái)講,發(fā)光二極管(LED,Light Emitting Diode)等光學(xué)元件作為新一代的照 明源，其使用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。其中，LED作為一種利用由特定的化合物形成的半導(dǎo)體的特性來(lái)將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體元件，與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明不同，具有較高的光轉(zhuǎn)換效率，因此節(jié)能效率最高可達(dá)90%，并且，由于LED的光源是小型的，因而適合于小型化及輕量化的同時(shí)可進(jìn)行無(wú)限的擴(kuò)張?jiān)O(shè)置，具有壽命為半永久性而非常長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。并且，LED具有如下優(yōu)點(diǎn)由于不是熱發(fā)光或者放電發(fā)光，因而不需要預(yù)熱，因此響應(yīng)速度迅速；照明電路非常簡(jiǎn)單；由于不使用放電用氣體及燈絲，因而耐沖擊性大，因此安全的同時(shí)引發(fā)環(huán)境污染的因素少；可進(jìn)行高反復(fù)脈沖動(dòng)作；減輕視神經(jīng)的疲勞的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)全色，基于這些優(yōu)點(diǎn)，LED廣范適用于多種數(shù)碼產(chǎn)品或者家電設(shè)備及周邊設(shè)備，尤其，隨著以商業(yè)性規(guī)模在市場(chǎng)上銷(xiāo)售著改善了構(gòu)成以往LED普遍存在問(wèn)題的低亮度問(wèn)題的高亮度LED，其用途及使用面正在急速擴(kuò)大。尤其，由于白色LED作為室內(nèi)外的照明非常有益，因而其使用頻率正在急劇增大，基于隨著熒光燈的出現(xiàn)而出現(xiàn)的消除白熾燈等傾向，政府也鑒于高能量效率和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，正推進(jìn)提高普及率的計(jì)劃，因此有望在不久的將來(lái)席卷照明市場(chǎng)。關(guān)于如上所述的LED,在韓國(guó)專利授權(quán)第10-0958024號(hào)中公開(kāi)了一種發(fā)光二極管(光學(xué)元件)封裝件(Package)，其特征在于，包括金屬基板，形成有一個(gè)以上的通孔，絕緣層，形成在包括上述通孔的內(nèi)側(cè)面在內(nèi)的上述金屬基板的表面，多個(gè)金屬圖案，形成在上述絕緣層上，且電性地相互分離，以及LED芯片，安裝在上述金屬圖案上；在LED芯片產(chǎn)生的熱通過(guò)上述金屬基板可以有效地向外部釋放。但是，就如上所述的以往的光學(xué)元件封裝件中而言，由于最終發(fā)光的光學(xué)元件位于金屬基板的上部面形成突出的結(jié)構(gòu)，因而因遭受外部的沖擊而破損的危險(xiǎn)度高，并且以直接適用了借助電力傳遞的能量的光輸出發(fā)散，若要獲得更強(qiáng)的高輸出的光源，需要供應(yīng)相應(yīng)程度的能量，因而存在引發(fā)電力消耗的問(wèn)題。接著，如LED燈等使用光源的光學(xué)元件在本質(zhì)上是半導(dǎo)體元件，與白熾燈或者熒光燈等發(fā)光元件相比，耐熱性相對(duì)差。由此，在將半導(dǎo)體元件內(nèi)部的接合部(junction)的溫度維持在規(guī)定的溫度時(shí)，可維持作為優(yōu)點(diǎn)的高發(fā)光效率及長(zhǎng)壽命。即，只有使半導(dǎo)體元件的接合部溫度始終維持在85°C以下，LED才可維持本來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。因此，以往，有關(guān)LED等光學(xué)兀件相關(guān)技術(shù),一直都是以提聞LED芯片的發(fā)光效率并有效地進(jìn)行光提取的研究為主，進(jìn)行了用于將光學(xué)元件光源適用于非常廣泛的領(lǐng)域中的研究，但是，由驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件時(shí)產(chǎn)生的熱造成的影響對(duì)光學(xué)元件光源的光效率產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而隨著光學(xué)元件逐漸高輸出化，如作為燈應(yīng)用等，由所產(chǎn)生產(chǎn)熱引起的問(wèn)題更加嚴(yán)重。由此，將光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為在半導(dǎo)體元件連接結(jié)合散熱板來(lái)釋放熱，以起到將光學(xué)元件發(fā)光時(shí)自行產(chǎn)生的熱放出的作用。 關(guān)于如上所述的適用于LED的散熱板，在韓國(guó)授權(quán)實(shí)用新型第20-0448163號(hào)中公開(kāi)了一種LED燈具用散熱板，設(shè)置于LED燈具，包括至少一個(gè)散熱銷(xiāo)，與上述燈具的殼體相結(jié)合，并以具有充分的散熱面積的方式形成在上述殼體的上部，支架，用于固定搭載有一個(gè)以上的LED的電路板，至少一個(gè)連接固定槽，形成在上述散熱板的下部，用于插入上述支 架，固定螺絲，用于將上述電路板固定于上述支架；上述支架包括沿著上述支架的中心部按規(guī)定間隔形成的至少一個(gè)螺絲孔；上述電路板包括以與上述支架的上述螺孔相對(duì)應(yīng)的方式沿著上述電路板的中心部形成的至少一個(gè)擰緊孔；上述LED分別配置于上述擰緊孔之間，上述LED燈具用散熱板使上述固定螺絲與上述螺絲孔及上述擰緊孔相結(jié)合，來(lái)將上述電路板固定于上述支架，從而將各個(gè)上述LED設(shè)置成與上述LED燈具用散熱板構(gòu)成一體，上述散熱板與上述連接固定槽構(gòu)成一體，整體由鋁擠壓物形成，從而隨著熱電阻最小化，能夠?qū)崿F(xiàn)散熱效果極大化。但是，根據(jù)記載，上述以往的散熱板具有只是將通過(guò)光學(xué)元件發(fā)光而產(chǎn)生的半導(dǎo)體元件的熱向外部釋放的功能，這只是單純地釋放熱，不能作為能源而使用。最近，在隨著資源不足現(xiàn)象出現(xiàn)的問(wèn)題日益嚴(yán)重的現(xiàn)下，始終著實(shí)需要能夠節(jié)約資源的解決方案，日后將更加需要用于改善在利用率高的光學(xué)元件領(lǐng)域能夠?qū)λa(chǎn)生產(chǎn)不必要廢熱加以利用的要求的技術(shù)開(kāi)發(fā)。本發(fā)明是著眼于如上所述的問(wèn)題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種如下的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊構(gòu)成在由散熱功能和針對(duì)光的反射效率優(yōu)秀的金屬材質(zhì)形成的基板嵌入光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，使用較少電力量也能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件光源的高輸出化以及高效化。不僅如此，本發(fā)明的目的在于，提供一種如下的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊通過(guò)迅速釋放在具有高輸出的光學(xué)元件產(chǎn)生的高溫的熱，來(lái)防止由退化現(xiàn)象引起壽命降低，同時(shí)隨著將廢熱轉(zhuǎn)換為電能之后作為驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件所需的電力源進(jìn)行供應(yīng)而實(shí)現(xiàn)資源再利用，將供應(yīng)給光學(xué)元件時(shí)所需電力消耗量最小化的同時(shí)，能夠?qū)⒐鈱W(xué)元件所需的能量效率極大化。解決問(wèn)題的手段本發(fā)明提出的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊包括金屬電路板，由具有傳導(dǎo)性的金屬材質(zhì)形成，在該金屬電路板的上表面形成有呈中空形態(tài)的多個(gè)安裝空間；光學(xué)元件，分別嵌入上述金屬電路板的安裝空間的內(nèi)部并定位；成型部，設(shè)置在上述金屬電路板的上端，用于封閉嵌入有上述光學(xué)元件的上述安裝空間，該成型部由透明的樹(shù)脂形成；散熱板，設(shè)置在上述金屬電路板的下端，形成多個(gè)散熱銷(xiāo)來(lái)釋放熱。
上述散熱板包括熱電偶，以棋盤(pán)式排列方式配置在上述散熱銷(xiāo)上，將從上述光學(xué)元件傳遞的熱能轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，并在熱傳導(dǎo)互不相同的兩種金屬交叉接觸的接點(diǎn)生成熱電流；外部供應(yīng)端子，與上述熱電偶的外圍周?chē)糠窒噙B接，并由傳導(dǎo)性金屬材質(zhì)形成，以回收所生成的熱電流而轉(zhuǎn)換為電能之后供應(yīng)給上述光學(xué)元件。并且，上述利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊還可以包括充電裝置，該充電裝置與上述外部供應(yīng)端子相連接，回收通過(guò)上述熱電偶的熱電流生成的電能之后進(jìn)行充電，等到需要的時(shí)候再供應(yīng)給上述光學(xué)元件。上述外部供應(yīng)端子對(duì)在上述熱電偶生成的熱電流，進(jìn)行收集并作為光學(xué)元件的電力源供應(yīng)，并且上述外部連接端子分為陽(yáng)極端子與陰極端子。上述金屬電路板由金屬材質(zhì)中散熱功能優(yōu)秀的金屬基印刷電路板(MCPCB，MetalCore Printed Circuit Board)形成。
上述熱電偶包括多個(gè)第一金屬體，以沿著橫向長(zhǎng)的方式配置在上述散熱板及上述第二散熱板的平面上，并形成等間距；多個(gè)第二金屬體，以與上述第一金屬體交叉的方式沿縱向配置，并以等間距形成于上述散熱板及上述第二散熱板上。上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體可由薄的金屬薄板形成，以蒸鍍于上述散熱銷(xiāo)上，也可由納米粉末形成，以能夠以絲網(wǎng)印刷的形態(tài)形成于上述散熱銷(xiāo)上。上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體分別由熱傳導(dǎo)不同的構(gòu)成材料形成，當(dāng)釋放由上述光學(xué)元件傳遞到上述金屬電路板的熱時(shí)，因?qū)τ谙嗤臒峋哂胁煌臒醾鲗?dǎo)率，而相異地形成放熱溫度，以便通過(guò)上述第一金屬體和上述第二金屬體的互不相同的溫度差來(lái)生成熱電流。上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體分別生成用于生成高電位的陽(yáng)電極與用于生成低電位的陰電極中的一種電極，并且生成互不相同的電極。上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體包括選自鉬金-銠、鉬金銠-鉬金、鉻鎳合金-鋁鎳合金、鉻鎳合金-康銅、鐵-康銅、銅-康銅的合金材料中的一種合金材料。上述熱電偶通過(guò)將形成第一金屬體及第二金屬體的構(gòu)成合金材料的合金比率、金屬種類(lèi)、金屬線直徑、常用限度、過(guò)熱使用限度、電阻中的一種以上選擇為不同，來(lái)生成不同類(lèi)型的熱電流。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，構(gòu)成在散熱功能和針對(duì)光的反射效率優(yōu)秀的金屬材質(zhì)的基板嵌入光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，即使供應(yīng)較少電力量也能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件光源的高輸出化，從而能夠使光學(xué)元件的效率性極大化。不僅如此，本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊具有如下效果通過(guò)迅速釋放在金屬電路板因光學(xué)元件的高輸出而產(chǎn)生的高溫的熱，預(yù)先防止由退化現(xiàn)象引起光學(xué)元件及金屬電路板的壽命降低的現(xiàn)象，隨著將無(wú)防備地釋放的廢熱轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件的電能之后作為電力源進(jìn)行供應(yīng)以實(shí)現(xiàn)廢資源再利用，而減少驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件時(shí)所消耗的電能的量，從而能夠?qū)㈦娏ο牧孔钚』耐瑫r(shí)，將光學(xué)元件所消耗的能量效率極大化。并且，本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，先儲(chǔ)備由廢熱轉(zhuǎn)換而成的電能，再作為光學(xué)元件的工作電源使用，即使停電而不供應(yīng)電源時(shí)，也能夠供應(yīng)電源，從而能夠使光學(xué)元件發(fā)光，通過(guò)最大限度地利用釋放的廢熱，能夠?qū)⒒陔娏ο牧康哪芰啃蕵O大化。


圖I是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的分解立體圖。圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明中熱電偶的種類(lèi)的表。圖4是表示本發(fā)明中熱電偶的示意圖。圖5是表不本發(fā)明再一實(shí)施例的剖視圖。圖6是表示本發(fā)明再一實(shí)施例的熱電偶的示意圖。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示，省略重復(fù)的詳細(xì)說(shuō)明。·
但是，本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例可以變形為多種形態(tài)，不解釋為本發(fā)明的范圍限定于下面詳述的多個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例是為了說(shuō)明本發(fā)明而提供的，以便本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解本發(fā)明，附圖表示的部件的形狀等是為了強(qiáng)調(diào)更加明確的說(shuō)明而示例性地示出的。首先，如圖I至圖4所示，本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊的一實(shí)施例包括金屬電路板10、光學(xué)兀件20、成型部30、散熱板40。上述金屬電路板10由具有傳導(dǎo)性的金屬材質(zhì)形成。即，上述金屬電路板10由作為熱傳導(dǎo)率相比合成樹(shù)脂或陶瓷非常優(yōu)秀的材料的金屬材質(zhì)形成。上述金屬電路板10由在金屬材質(zhì)中散熱功能優(yōu)秀的金屬基印刷電路板形成。例如，通過(guò)對(duì)如硅或者環(huán)氧等一般具有不導(dǎo)電特性的、用于形成絕緣層的材料和如氧化鋁及銅粉等用于改善熱傳導(dǎo)特性的材料進(jìn)行混合來(lái)形成上述金屬電路板10。并且，上述金屬電路板10也可利用鋁氧化膜形成絕緣層。即，通過(guò)使鋁表面與電解質(zhì)溶液進(jìn)行電反應(yīng)來(lái)形成絕緣層。并且，有關(guān)上述金屬電路板10，可以通過(guò)陽(yáng)極氧化等方式進(jìn)行氧化來(lái)形成純氧化鋁層，來(lái)形成可以維持氧化鋁的固有熱傳導(dǎo)率(30 35W/mK)的熱傳導(dǎo)率突出的材質(zhì)。如圖I及圖2所示，在上述金屬電路板10的上表面形成以規(guī)定的深度呈槽的形態(tài)且中空的多個(gè)安裝空間12。上述安裝空間12的深度大于嵌入設(shè)置的上述光學(xué)元件20的高度。上述安裝空間12可以使用蝕刻(etching)或者鉆孔(drilling)等方式來(lái)形成，除此之外，還可以使用可以通過(guò)使厚度薄的基板中空來(lái)形成槽的多種方式來(lái)形成。上述安裝空間12形成為上方開(kāi)放的圓形狀(俯視時(shí))，以沿上述安裝空間12的上側(cè)引入上述光學(xué)元件20。上述安裝空間12也可以由截面呈四邊形的形狀等多種形狀形成，并且，優(yōu)選地，上述安裝空間12由與上述光學(xué)元件20的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀形成。形成上述安裝空間12的壁面可形成為，從與上述安裝空間平行的底面垂直向上，嵌入上述光學(xué)元件20之后，與上述光學(xué)元件20的側(cè)面平行，從而將在上述光學(xué)元件20放熱的熱損失最小化，并且上述安裝空間12的壁面也可以形成為杯型，即，形成從上側(cè)越朝向底面截面積越小的斜面，使從上述光學(xué)元件20放出的光向前表面反射，從而能夠提高發(fā)光效率。基于上述金屬電路板的材質(zhì)的影響，形成上述安裝空間12的壁面具有優(yōu)秀的反射效率。與此同時(shí)，可以由對(duì)于光具有更優(yōu)秀的反射效率的材質(zhì)形成上述安裝空間12的內(nèi)表面，以將上述安裝空間12的壁面用作反射鏡。例如，從光反射率優(yōu)秀的金、銀、銅、鉬金等金屬及金屬合金中進(jìn)行選擇并涂敷于上述安裝空間12的內(nèi)表面，或者例如通過(guò)將金屬混合物加工成薄的薄膜形態(tài)并進(jìn)行蒸鍍的方式來(lái)形成反射層(未圖示)。
上述光學(xué)元件20被嵌入成位于上述金屬電路板10的安裝空間12內(nèi)部。嵌入上述光學(xué)元件20時(shí)，將上述光學(xué)元件安裝成使其位于上述安裝空間12的內(nèi)部正中央，來(lái)維持從上述光學(xué)元件20生成的光朝向四方均勻發(fā)光。在上述光學(xué)元件20及上述安裝空間12還可以形成從四方以相同的長(zhǎng)度凸出的突起(未圖示)，以使上述光學(xué)元件20位于上述安裝空間12內(nèi)的正中央。上述成型部30設(shè)置于上述金屬電路板10的上端，起到封閉嵌入有上述光學(xué)元件20的上述安裝空間12，并保護(hù)或者支撐嵌入于上述安裝空間12的上述光學(xué)元件20的作用。上述成型部30可以通過(guò)發(fā)揮光學(xué)效果，例如根據(jù)上述光學(xué)元件20所使用的用途來(lái)將在上述光學(xué)元件20產(chǎn)生的光放大或聚集等，來(lái)設(shè)定光的發(fā)散范圍。具體說(shuō)明的話，以嵌入于上述金屬電路板10的安裝空間12并定位的上述光學(xué)元件20的位置為基準(zhǔn)，使得上述成型部30的中央部分更厚，越靠近兩側(cè)方向變得越薄，適用如凸透鏡的效果而能夠?qū)⒐夥糯?，并且隨著以上述光學(xué)元件20為基準(zhǔn)，使得上述成型部30的中央部分較薄，越向兩側(cè)方向變得越厚，適用如凹透鏡的效果而能夠聚光。當(dāng)構(gòu)成在一個(gè)上述金屬電路板10形成多個(gè)上述安裝空間12來(lái)嵌入多個(gè)上述光學(xué)元件20的結(jié)構(gòu)時(shí)，上述成型部30可由單板形成在上述金屬電路板10的上側(cè)，也可以在嵌入有上述光學(xué)元件20的上述安裝空間12分別設(shè)置。上述成型部30由透明的樹(shù)脂形成。即，可以在形成上述成型部30的材料物質(zhì)中混合熒光物質(zhì)等來(lái)形成，以根據(jù)上述光學(xué)元件20所使用的使用用途及需要，可通過(guò)上述光學(xué)元件20所發(fā)出的光來(lái)實(shí)現(xiàn)多種背景效果。如圖I及圖2所示，上述散熱板40設(shè)置于上述金屬電路板10的下端，用于釋放從上述光學(xué)元件20傳遞的熱，該散熱板40包括熱電偶50和外部供應(yīng)端子60。在上述散熱板40形成的熱電偶50將因上述光學(xué)元件20放熱而傳遞的熱能轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，來(lái)生成熱電流。上述熱電偶50基于用于引起熱電現(xiàn)象的熱電元件(thermoelectric element)的基本作用而構(gòu)成。上述熱電元件是指用于進(jìn)行熱能與電能的變換的半導(dǎo)體元件。即，上述熱電元件作為利用由熱與電的相互作用而出現(xiàn)的各種效果的元件的總稱，有用于實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)定化以及進(jìn)行熱、電力、光檢測(cè)等的熱敏電阻，測(cè)定溫度時(shí)所使用的利用塞貝克效應(yīng)的元件，用于制作制冷機(jī)或者恒溫槽的珀?duì)柼取?br> 上述熱電偶50在上述熱電元件的多種效果中應(yīng)用塞貝克效應(yīng)(seebeck effect)而形成。在此，塞貝克效應(yīng)是指根據(jù)兩個(gè)互不相同的金屬的接合部的溫度差而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(electromotive force)的現(xiàn)象。更具體地說(shuō)明的話，塞貝克效應(yīng)是指，以環(huán)形狀連接兩種金屬，將一側(cè)接點(diǎn)設(shè)為高溫，而將另一側(cè)設(shè)為低溫時(shí)，在該金屬電路產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。此時(shí)，在塞貝克效應(yīng)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與兩個(gè)接點(diǎn)間的溫度差成正比。而且，熱電流的大小根據(jù)成對(duì)的金屬的種類(lèi)及兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差而不同，金屬線的電阻也影響熱電流的大小。上述熱電偶50以棋盤(pán)式排列方式配置于上述散熱銷(xiāo)45上。即，上述熱電偶50按照由多個(gè)金屬材質(zhì)的線如同棋盤(pán)一樣縱橫地以規(guī)定的間隔形成直角的方式配置而成的格子形態(tài)形成在散熱銷(xiāo)45的平坦的側(cè)面上，其中，散熱銷(xiāo)45以多個(gè)形成于上述散熱板40。
以一個(gè)上述散熱銷(xiāo)45為基準(zhǔn)，上述熱電偶50可以只形成在一側(cè)側(cè)面上，也可以分別在兩側(cè)側(cè)面形成。優(yōu)選地，上述熱電偶50形成在上述散熱銷(xiāo)45的兩側(cè)側(cè)面上，以有效傳遞在上述光學(xué)元件20產(chǎn)生的廢熱。上述熱電偶50將從上述光學(xué)元件20傳遞的熱能轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，并在熱傳導(dǎo)互不相同的兩種金屬交叉接觸的接點(diǎn)生成熱電流。上述熱電偶50包括第一金屬體51和第二金屬體53,第一金屬體51和第二金屬體53為熱傳導(dǎo)互不相同的兩種金屬。上述第一金屬體51由多個(gè)形成，分別以沿著橫向長(zhǎng)的方式配置在上述散熱銷(xiāo)45的兩側(cè)平面上，并形成等間距，上述第二金屬體53由多個(gè)形成，以與第一金屬體51交叉的方式縱向配置于上述散熱銷(xiāo)45的兩側(cè)平面上，并形成等間距。上述熱電偶50的第一金屬體51及第二金屬體53可以由薄的金屬薄板形成，以蒸鍍于上述散熱銷(xiāo)上，也可以使用納米粉末(nano powder)形成，以能夠以絲網(wǎng)印刷(silkscreen print)的形態(tài)形成于上述散熱銷(xiāo)45上。上述熱電偶50的第一金屬體51及第二金屬體53由熱傳導(dǎo)互不相同的構(gòu)成材料形成，根據(jù)從上述光學(xué)元件20傳遞的熱傳導(dǎo)率而以相異的溫度放熱，并借助互不相同的溫度的溫度差來(lái)生成熱電流。即，使得上述第一金屬體51及第二金屬體53中一個(gè)金屬體由因熱傳導(dǎo)優(yōu)秀而熱傳導(dǎo)率高的良導(dǎo)金屬體形成，從而以較高的溫度放熱，并且使得上述第一金屬體51及第二金屬體53中的另一個(gè)金屬體由因熱傳導(dǎo)弱而熱傳導(dǎo)率低的絕緣金屬體形成，從而以較低的溫度放熱，從而由于互不相同的放熱溫度的溫度差而產(chǎn)生電壓，并轉(zhuǎn)換為作為使電流流動(dòng)的力的熱電動(dòng)勢(shì)，從而在上述第一金屬體51與第二金屬體53交叉接觸的接點(diǎn)產(chǎn)生熱電流。上述熱電偶50的第一金屬體51及第二金屬體53分別生成用于生成高電位的陽(yáng)電極與用于生成低電位的陰電極中的一種電極，并且生成互不相同的電極。即，在上述第一金屬體51及第二金屬體53中熱傳導(dǎo)優(yōu)秀的金屬體生成高的作為電荷具有的位置能量的電位而形成陽(yáng)電極，并隨著在熱傳導(dǎo)低的金屬體生成低的電位而生成陰電極。如圖3所示，上述熱電偶50的第一金屬體51及第二金屬體53使用選自鉬金-銠、鉬金錯(cuò)-鉬金、鉻鎳合金-招鎳合金、鉻鎳合金-康銅、鐵-康銅、銅-康銅的合金材料中的一種合金材料而形成。
上述熱電偶50通過(guò)將形成上述第一金屬體51及第二金屬體53的結(jié)構(gòu)合金材料的合金比率分別選擇為不同類(lèi)型，來(lái)生成熱電流。例如，隨著形成上述熱電偶50的上述第一金屬體51及第二金屬體53都由相同的鉬金-錯(cuò)合金材料形成，并且上述第一金屬體51及第二金屬體53中要生成高電位且熱傳導(dǎo)高的金屬體的合金按鉬金70%與銠30%的比率形成而以高溫放熱，上述第一金屬體51及第二金屬體53中要生成低電位且熱傳導(dǎo)低的金屬體的合金按鉬金94%與銠6%的比率形成而以低溫放熱，在因互不相同的溫度差而交叉并相遇的接點(diǎn)轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，從而生成熱電流。即，雖然適用的是在上述光學(xué)元件20產(chǎn)生的廢熱的相同的放熱溫度條件，但上述第一金屬體51及第二金屬體53以分別相異的溫度放熱，從而借助隨著溫度差產(chǎn)生的熱電力影響產(chǎn)生熱電流。上述熱電偶50通過(guò)將形成上述第一金屬體51及第二金屬體53的結(jié)構(gòu)合金材料的金屬種類(lèi)分別選擇為不同類(lèi)型來(lái)生成熱電流.
例如，針對(duì)對(duì)形成熱電偶50的上述第一金屬體51及第二金屬體53,分別利用鉻鎳合金和鋁鎳合金使兩個(gè)金屬體的種類(lèi)互不相同，利由以鎳和鉻為主的合金(鎳90%、鉻10% )形成熱傳導(dǎo)高的金屬體，由以鎳為主的合金(鎳94%、鋁3%、銻1%、錳2% )形成熱傳導(dǎo)低的金屬體，借助因形成上述熱電偶50的上述第一金屬體51及第二金屬體53的熱傳導(dǎo)率相異而產(chǎn)生溫度差來(lái)生成熱電流。并且，上述熱電偶50的第一金屬體51及第二金屬體53除了如上所述地將構(gòu)成合金材料的合金比率及金屬種類(lèi)選擇為不同類(lèi)型來(lái)生成熱電流以外，還通過(guò)將金屬線的直徑、常用限度、過(guò)熱使用限度、電阻選擇為不同類(lèi)型來(lái)生成熱電流，相關(guān)資料參照?qǐng)D3。如圖4所示,上述外部供應(yīng)端子60與上述熱電偶50的外圍周?chē)噙B接。上述外部供應(yīng)端子60由傳導(dǎo)性金屬材質(zhì)形成。即，上述外部供應(yīng)端子60的金屬材質(zhì)可以使用銀、銅、鋁等。上述外部供應(yīng)端子60通過(guò)回收在上述熱電偶50生成的熱電流并轉(zhuǎn)換為電能之后供應(yīng)給上述光學(xué)元件20。上述外部供應(yīng)端子60通過(guò)在周?chē)纬山^緣體(未圖示)來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部的絕緣。上述絕緣體適用作為不通電的非導(dǎo)體的絕緣材質(zhì)來(lái)形成。即，上述絕緣體利用作為絕緣材質(zhì)的合成樹(shù)脂或硅、陶瓷等以防止通電的方式形成。上述外部連接端子60回收在上述熱電偶50生成的熱電流，并且上述外部連接端子60分為陽(yáng)極端子61與陰極端子63。更具體地，上述陽(yáng)極端子61與上述熱電偶50的第一金屬體51第二金屬體53中生成高的熱電流的金屬體相連接來(lái)傳遞陽(yáng)電荷，上述陰極端子63與上述第一金屬體41及第二金屬體43中生成低的熱電流的金屬體相連接來(lái)傳遞陰電荷，從而產(chǎn)生電。如上所述，如果通過(guò)利用啟動(dòng)開(kāi)關(guān)等進(jìn)行動(dòng)力傳遞來(lái)使光學(xué)元件20發(fā)光，則在光學(xué)元件20及金屬電路板10產(chǎn)生熱，所產(chǎn)生的熱向設(shè)置于金屬電路板10的下部的散熱板40移動(dòng)，通過(guò)熱電偶50將熱轉(zhuǎn)換為電能之后，再作為光學(xué)元件20的電源進(jìn)行供應(yīng)，從而對(duì)廢熱進(jìn)行再利用而作為可以使光學(xué)元件20發(fā)光的電力源使用。具體地，如果在形成嵌入結(jié)構(gòu)的光學(xué)兀件20發(fā)光以及在金屬電路板10有大量熱從散熱板40釋放,就會(huì)向形成在散熱板40并形成第一金屬體51及第二金屬體53的熱電偶50傳導(dǎo)熱，從而以各自相異的溫度放熱，基于以互不相同的溫度進(jìn)行反應(yīng)的第一金屬體51、第二金屬體53之間的溫度差而轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，在交叉接觸的接點(diǎn)產(chǎn)生熱電流，所產(chǎn)生的熱電流沿著外部供應(yīng)端子60移動(dòng)之后一邊轉(zhuǎn)換為電能一邊作為金屬電路板10的電力進(jìn)行供應(yīng)，從而使用于光學(xué)元件20的電力源。即，根據(jù)如上所述的本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，構(gòu)成在由散熱功能和針對(duì)光的反射效率優(yōu)秀的金屬材質(zhì)的基板嵌入光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，供應(yīng)較少電力量也能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件的光源的高輸出化，從而能夠?qū)⒐鈱W(xué)元件的效率性極大化。不僅如此，通過(guò)迅速釋放在金屬電路板因光學(xué)元件的高輸出而產(chǎn)生的高溫的熱，預(yù)先防止由退化現(xiàn)象引起光學(xué)元件及金屬電路板的壽命降低的現(xiàn)象，隨著將無(wú)防備地釋放的廢熱轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件的電能之后作為電力源進(jìn)行供應(yīng)以實(shí)現(xiàn)廢資源再利用，而減少驅(qū)動(dòng)光學(xué)元件時(shí)所消耗的電能的量，從而能夠?qū)㈦娏ο牧孔钚』耐瑫r(shí)，將光學(xué)元件所消耗的能量效率極大化。 而且，如圖5及圖6所示，本發(fā)明的利用熱電偶的光學(xué)元件散熱板的再一實(shí)施例還包括充電裝置70，該充電裝置70，與上述外部供應(yīng)端子60相連接，回收通過(guò)上述熱電偶50的熱電流生成的電能之后進(jìn)行充電，等到需要時(shí)供應(yīng)給上述光學(xué)元件5。上述充電裝置70包括蓄電池，該蓄電池由陽(yáng)電極板、陰電極板和電解液等構(gòu)成，將電能變換為化學(xué)能量并進(jìn)行收集，等到需要時(shí)以電的形式進(jìn)行再生。 上述充電裝置70可以通過(guò)將使用于汽車(chē)用電池等的一般蓄電池或常用干電池等結(jié)構(gòu)縮小適用來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。即，像上述再一實(shí)施例一樣構(gòu)成本發(fā)明時(shí)，先儲(chǔ)備由廢熱轉(zhuǎn)換而成的電能，再作為光學(xué)元件的工作電源使用，即使停電而不供應(yīng)電源時(shí)，也能夠供應(yīng)電源，從而能夠使光學(xué)元件發(fā)光，通過(guò)最大限度地利用所釋放的廢熱，能夠?qū)⒒陔娏ο牧康哪芰啃蕵O大化。就上述再一實(shí)施例而言，除了上述結(jié)構(gòu)以外，也可以以與上述一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)實(shí)施，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。以上，對(duì)本發(fā)明的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，可以在權(quán)利要求書(shū)具體實(shí)施方式
及附圖的范圍內(nèi)變形為多種形態(tài)實(shí)施，這也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于， 包括 金屬電路板，由具有傳導(dǎo)性的金屬材質(zhì)形成，在該金屬電路板的上表面形成有呈中空形態(tài)的多個(gè)安裝空間， 光學(xué)元件，分別嵌入上述金屬電路板的安裝空間的內(nèi)部并定位， 成型部，設(shè)置在上述金屬電路板的上端，用于封閉嵌入有上述光學(xué)元件的上述安裝空間，該成型部由透明的樹(shù)脂形成， 散熱板，設(shè)置在上述金屬電路板的下端，形成多個(gè)散熱銷(xiāo)來(lái)釋放熱； 上述散熱板包括 熱電偶，以棋盤(pán)式排列方式配置在上述散熱銷(xiāo)上，將從上述光學(xué)元件傳遞的熱能轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，并在熱傳導(dǎo)互不相同的兩種金屬交叉接觸的接點(diǎn)生成熱電流， 外部供應(yīng)端子，與上述熱電偶的外圍周?chē)糠窒噙B接，并由傳導(dǎo)性金屬材質(zhì)形成，以回收所生成的熱電流而轉(zhuǎn)換為電能之后供應(yīng)給上述光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，還包括充電裝置，該充電裝置與上述外部供應(yīng)端子相連接，回收通過(guò)上述熱電偶的熱電流生成的電能之后進(jìn)行充電，等到需要的時(shí)候再供應(yīng)給上述光學(xué)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述外部連接端子對(duì)在上述熱電偶生成的熱電流進(jìn)行收集并作為上述光學(xué)元件的電力源進(jìn)行供應(yīng)，并且上述外部連接端子分為陽(yáng)極端子與陰極端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述金屬電路板由金屬材質(zhì)中散熱功能優(yōu)秀的金屬基印刷電路板形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于， 上述熱電偶包括 多個(gè)第一金屬體，以沿著橫向長(zhǎng)的方式配置在上述散熱板及上述第二散熱板的平面上，并形成等間距； 多個(gè)第二金屬體，以與上述第一金屬體交叉的方式沿縱向配置，并以等間距形成于上述散熱板及上述第二散熱板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體由薄的金屬薄板形成，以蒸鍍于上述散熱銷(xiāo)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體由納米粉末形成，以能夠以絲網(wǎng)印刷的形態(tài)形成于上述散熱銷(xiāo)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體分別由熱傳導(dǎo)不同的構(gòu)成材料形成，當(dāng)釋放由上述光學(xué)元件傳遞到上述金屬電路板的熱時(shí)，因?qū)τ谙嗤臒峋哂胁煌臒醾鲗?dǎo)率，而相異地形成放熱溫度，以便通過(guò)上述第一金屬體和上述第二金屬體的互不相同的溫度差來(lái)生成熱電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體分別生成用于生成高電位的陽(yáng)電極與用于生成低電位的陰電極中的一種電極，并且生成互不相同的電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶的第一金屬體及第二金屬體使用選自鉬金-銠、鉬金銠-鉬金、鉻鎳合金-鋁鎳合金、鉻鎳合金-康銅、鐵-康銅、銅-康銅的合金材料中的一種合金材料來(lái)形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊，其特征在于，上述熱電偶通過(guò)將形成第一金屬體及第二金屬體的構(gòu)成合金材料的合金比率、金屬種類(lèi)、金屬線直徑、常用限度、過(guò)熱使用限度、電阻中的一種以上選擇為不同，來(lái)生成不同類(lèi)型的熱電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種如下的利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊增進(jìn)光學(xué)元件的光輸出效率，并通過(guò)迅速釋放在具有高輸出的光學(xué)元件產(chǎn)生的高溫的熱，來(lái)防止退化現(xiàn)象，同時(shí)隨著將廢熱轉(zhuǎn)換為電能之后作為光學(xué)元件的電力源進(jìn)行供應(yīng)而實(shí)現(xiàn)資源再利用，能夠減少供應(yīng)給光學(xué)元件時(shí)所消耗的電力消耗量并能夠?qū)崿F(xiàn)費(fèi)用最小化。上述利用熱電偶的嵌入式光學(xué)元件封裝模塊包括金屬電路板，由具有傳導(dǎo)性的金屬材質(zhì)形成，在該金屬電路板的上表面形成有呈中空形態(tài)的多個(gè)安裝空間，光學(xué)元件，分別嵌入于上述金屬電路板的安裝空間的內(nèi)部并定位，成型部，設(shè)置在上述金屬電路板的上端，用于封閉嵌入有上述光學(xué)元件的上述安裝空間，該成型部由透明的樹(shù)脂形成，散熱板，設(shè)置在上述金屬電路板的下端，形成多個(gè)散熱銷(xiāo)來(lái)釋放熱；上述散熱板包括熱電偶，以棋盤(pán)式排列方式配置在上述散熱銷(xiāo)上，將從上述光學(xué)元件傳遞的熱能轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)，并在熱傳導(dǎo)互不相同的兩種金屬交叉接觸的接點(diǎn)生成熱電流，外部供應(yīng)端子，與上述熱電偶的外圍周?chē)糠窒噙B接，并由傳導(dǎo)性金屬材質(zhì)形成，以回收所生成的熱電流而轉(zhuǎn)換為電能之后供給給上述光學(xué)元件。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102934245SQ201180028525
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者尹東漢 申請(qǐng)人:尹東漢