一种强化散热的模组化半导体装置，包括具有腔壁的容器，该容器中形成有腔室，该腔壁具有穿透面使辐射能及/或光线能穿过该容器，该容器包含光学整理区域以收敛、集合或扩散、漫射该辐射能及/或光线，可相变冷媒填充在该腔室中，包括导热单元与毛细单元的蒸发器位于该腔室中，该毛细单元的一部分接触该液相冷媒，半导体元件工作时产生的热经该蒸发器使该液相冷媒蒸发为气相冷媒，在腔壁上凝结，从而将热传递到该腔壁发散至周围环境中，凝结成液相的冷媒经由该蒸发器再次蒸发为气相冷媒，如此藉由该冷媒的相变循环而不断地帮助半导体元件将热发散至周围环境中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术有关一种散热结构，特别是指一种帮助半导体元件散热的强化散热的模组化半导体装置。
技术介绍
半导体元件工作时，需要维持在适当的半导体工作接面温度范围，才能保持良好的效能。例如太阳能电池、发光二极管及热-电半导体元件(例如热-电产生器)，在高温的半导体工作接面温度下，会导致其工作效率变差，发光二极管还有颜色飘移的问题。尤其是聚光型太阳能电池及高功率发光二极管，其散热能力更显重要。然而公知的金属鱼鳍式散热器对这类高功率元件而言，不但提供的散热能力有限，传导热阻大，而且散热器本身也很庞大笨重。美国专利号4211581在腔室中填充低沸点的透明液体浸泡太阳光电转换器，藉该太阳光电转换器产生的热加热其周围的透明液体，使其温度上升达到沸点而汽化以带走热量。然而，该液体沸腾的气泡会黏滞在该太阳光电转换器的表面形成阻隔，造成外围的液体无法流入而接触该太阳光电转换器的表面，因此热量无法被快速带走。虽然该液体也能从液面处蒸发，但液体热对流的热阻大，热传递的效率不佳，因此散热的效果不大。此外，浸泡在低沸点透明液体中的太阳光电转换器，因为该低沸点透明液体的液面影响，减少了对幅射能与光线的吸收。美国专利号4166917提供一种太阳能接收器，其将太阳能电池安装在支撑环上， 藉由与该支撑环连接的接脚将该太阳能电池产生的热传递至外部的工作流体导热管，经由该工作流体导热管将热量带走。然而，该工作流体导热管会增加该太阳能接收器的体积，并使结构复杂化，不利于微型化。美国专利号4491683在腔室中填充气体，光接收器的背面配置散热器，光接收器产生的热经由散热器使该气体在该腔室中对流，进而将热传递至腔壁发散至周围环境。然而，气体热对流的热阻大，热传递的效率不高，因此散热的效果不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，提供一种强化散热的模组化半导体装置，能够为半导体元件提供良好散热，同时能够收敛、集合或扩散、漫射辐射能及/或光线。本专利技术的技术解决方案是一种强化散热的模组化半导体装置，其中，该半导体装置包括具有腔壁的容器，该容器中形成有腔室，该腔壁具有穿透面，以使辐射能及/或光线能穿过该容器，该容器包含光学整理区域，以收敛、集合或扩散、漫射该辐射能及/或光线.一入 ，该腔室中的液相冷媒；蒸发器，位于该腔室中，该蒸发器的一部分接触该液相冷媒，该液相冷媒受该蒸发器加热而挥发成为气相冷媒填充在该腔室中，在该腔壁上凝结恢复为液相冷媒；以及具有主动面的半导体元件，该半导体元件设于在该腔室中并热连接该蒸发器，该主动面曝露在该液相冷媒外。本专利技术的一种强化散热的模组化半导体装置包括具有腔室的容器，可相变的冷媒填充在该腔室中，包括导热单元及毛细单元的蒸发器位于该腔室中，以及具有主动面的半导体元件在该腔室中热连接该蒸发器，该毛细单元的一部分接触液相冷媒。该毛细单元包括导热毛细板、芯线或其二者的结合。该半导体元件的主动面包括该半导体元件吸收或放射辐射能及/或光线的表面。该腔壁具有穿透面使该辐射能及/或光线穿过该容器。该容器包含光学整理区域以收敛、集合或扩散、漫射该辐射能及/或光线。该半导体元件工作时产生的热传导至该蒸发器，该液相冷媒受该蒸发器加热而挥发成气相冷媒填充在该腔室中，气相冷媒在相对低温的腔壁上凝结，恢复为液相冷媒，因而将热传递到该腔壁发散至周围环境，凝结成液相的冷媒经由该蒸发器再次蒸发为气相冷媒，如此藉该冷媒的相变循环而不断地帮助半导体元件将热发散至周围环境。由以上说明得知，本专利技术确实具有如下的优点该半导体元件的主动面曝露在该液相冷媒外，因此对该辐射能及/或光线的吸收或放射，不会受该液相冷媒液面的影响而减少。该蒸发器提供相对大的可蒸发面积，大幅提高该液相冷媒的蒸发量，因此可快速传导该半导体元件工作时产生的热。该容器提供相对大的空间容纳气相冷媒，大幅提高液相冷媒的可蒸发量，同时扩大与周围环境接触的表面积，增加了热交换面积，因此大幅提高热的散逸速率。附图说明图1为根据本专利技术的模组化半导体装置的第一实施例示意图； 图2为本专利技术的蒸发器的上视图； 图3为本专利技术的蒸发器的分解图； 图4为本专利技术的导热毛细板结构的实施例示意图； 图5为本专利技术的导热毛细板结构的实施例示意图； 图6为本专利技术的导热毛细板结构的实施例示意图7为图1的模组化半导体装置的穿透面与水平面成45度角向下的示意图； 图8为图1的模组化半导体装置的穿透面与水平面平行向上的示意图； 图9为穿透面与光学整理区域的示意图； 图10为根据本专利技术的模组化半导体装置的第二实施例示意图； 图11为蒸发器的分解图12为图10的模组化半导体装置的穿透面与水平面成45度角向下的示意图； 图13为图10的模组化半导体装置的穿透面与水平面平行向上的示意图； 图14为芯线悬挂重物的示意图15为根据本专利技术的模组化半导体装置的第三实施例示意图； 图16为根据本专利技术的模组化半导体装置的第四实施例示意6图17为导热毛细板的示意图；图18为图16的局部区域放大图；图19为根据本专利技术的模组化半导体装置的第五实施例示意图；图20为图19的模组化半导体装置的侧视图；图21为根据本专利技术模组化半导体装置的第六实施例示意图；图22为蒸发器的分解图；图23为根据本专利技术的模组化半导体装置的第七实施例示意图。主要元件标号说明本专利技术10模组化半导体装置12容器13蒸发器14腔室15液面16腔壁17主动面19导热毛细板20导热单元21穿透面22液相冷媒23、24、25 箭头26导电线28半导体元件30无效液相冷媒32气相冷媒35导热材料36毛细材料37导热板38表面41光学处理单元42:光学整理区域44 模组化半导体装置45 蒸发器46导热单元47箭头48 芯线49导热单元50导热毛细板51 杆状凸出物52开孔53颈部54 通孔55箭头56沟槽57 容器58、.59 箭头60,61 模组化半导体装置62重物64 模组化半导体装置66 导热单元68导热毛细板69通孑L71 区域72局部区域73>74,75 通孔76 抛物面反光集光板77模组化半导体装置78光学元件80 模组化半导体装:82导热单元84蒸发器86 箭头88.隹占90模组化半导体装置91 一次集光太阳光92光学元件93导热毛细板94 导热单元95 平面具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。图1是本专利技术的第一实施例的结构示意图，强化散热的模组化半导体装置10包括容器12，其内具有气密的腔室14填充可相变冷媒，液相冷媒22及气相冷媒32在腔室14中维持动态平衡。液相冷媒22受重力驱使而聚集在腔室14的底部，气相冷媒32则填充在腔室14中。腔壁16由例如玻璃材料、金属材料或其结合所构成，其包括穿透面21，以使辐射能及/或光线穿过容器12，容器12包含光学整理区域42，用以收敛、集合或扩散、漫射该辐7射能及/或光线。由导热单元20与导热毛细板19构成的蒸发器13在腔室14中，半导体元件观位于腔室14中并热连接导热单元20，其具有一接受辐射能及/或光线的主动面17，以吸收或放射该辐射能及/或光线，导电线26电连接半导体元件洲，另一端穿过容器12作为送电或供电之用。液相冷媒22的量不致浸泡淹没半导体元件28，因此半导体元件观的主本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种强化散热的模组化半导体装置，其特征在于，该半导体装置包括：具有腔壁的容器，该容器中形成有腔室，该腔壁具有穿透面，以使辐射能及／或光线能穿过该容器，该容器包含光学整理区域，以收敛、集合或扩散、漫射该辐射能及／或光线；该腔室中的液相冷媒；蒸发器，位于该腔室中，该蒸发器的一部分接触该液相冷媒，该液相冷媒受该蒸发器加热而挥发成为气相冷媒填充在该腔室中，在该腔壁上凝结恢复为液相冷媒；以及具有主动面的半导体元件，该半导体元件设于在该腔室中并热连接该蒸发器，该主动面曝露在该液相冷媒外。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽芬，郭文凯，
申请(专利权)人：宝福通光能有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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