发光模块和热保护方法技术

本发明专利技术提出一种发光模块（１），其包括半导体发光设备（１０）和热开关（２０）。所述热开关（２０）被设置成保护所述设备（１０）免于过热。在升高的温度下，所述设备（１０）的结可能会达到临界水平，从而导致该设备发生灾难性击穿。根据本发明专利技术，所述热开关被设置成旁路所述半导体发光设备。由于所述开关（２０）所提供的热保护与所述设备（１０）的（结）温度直接相关，因此这一点特别有利。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光模块。更具体来说，本专利技术涉及一种包括半导体发光设备和热开关的模块。此外，本专利技术还涉及一种对所述发光模块进行热保护的方法。
技术介绍
从JP2006060165可以获知所述类型的发光模块的一个实施例。该文献公开了一种发光设备，其包括与双金属元件电串联连接的LED。通过把该设备连接到外部电源可以使得所述LED闪烁。这一效应是由于所述双金属元件的反复的加热和冷却循环而导致的，这是因为当电流流经所述设备时能量耗散到所述双金属元件中，而当电路开路时能量又从其中耗散出去。通过所述双金属元件的动作而导致的所述电路的反复开路及闭合可以保护所述LED免于过热，从而免于在结温度达到临界水平时发生灾难性故障。但是在JP2006060165中，流经所述LED的电流的中断明显不是主要取决于该LED的(结)温度。实际上，对应于所述双金属元件的功能的主要驱动机制是该元件自身中的电阻性电能耗散。因此，该文献并没有提供良好调节的并且与所述LED本身的结温度相关的热保护。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种所述类型的发光模块，其提供良好调节的并且与半导体发光设备的结温度相关的热保护。所述目的可以通过根据如权利要求1中限定的本专利技术的第一方面的模块来实现。一种发光模块包括具有结的半导体发光设备和热开关，其特征在于，所述热开关被设置成旁路所述半导体发光设备。在电子装置中，旁路允许电流绕过电路中的一点。这可以通过把所述旁路组装成与所述电路中的该点并联来实现。此外，本专利技术中的热开关被设置成与发光二极管或激光二极管电并联。有利的是在操作条件下，在所述热开关中不直接耗散电能。相反，在这些条件下，所述半导体发光设备(的结)由于电能到光的转换不是理想转换而加热。通过把所述热开关组装成邻近所述设备(或者至少与之紧邻)会有利地导致后者加热前者，所述加热是通过辐射能量传递或者经由所述模块的构造元件的传导能量传递而实现的。因此并且有利的是，由所述开关提供的热保护与所述半导体设备的(结)温度直接相关。此外，当把多个模块耦合成串联串时，本专利技术允许在不中断流经该串中的其他模块的电流的情况下保护单一模块免于过热。在一个实施例中，所述热开关被设置成操作在预定的旁路温度下，从而保护所述结免于在操作条件下达到临界温度。有利的是这样允许在发生灾难性损坏之前关断被提供给所述模块的电流。在本专利技术的一个实施例中，所述热开关包括具有热膨胀系数αh的高热膨胀系数(HCTE)材料和具有热膨胀系数αl的低热膨胀系数(LCTE)材料，其中αh＞αl。有利的-->是这样允许所述开关发生几何形变，从而使得该开关闭合并且从而关断对所述半导体设备的电流供应。在一个实施例中，所述HCTE材料包括金属，所述LCTE材料包括陶瓷。有利的是，可以容易地利用本领域中已知的常见制造方法把这些材料类型组装在一起。金属通常具有高于陶瓷的系数。举例来说，下面是一些有用金属的热膨胀系数：Cu～18·10-6/℃，Al～24.10-6/℃，以及MnPd(通常是80％/20％，其中出于硬度原因添加有微量Ni)合金～30·10-6/℃。类似地，下面是一些有用陶瓷的系数：Si3N4～3·10-6/℃，以及AlN～4.10-6/℃，Al2O3～8·10-6/℃。根据本专利技术的一个实施例，所述热开关包括双金属元件。有利的是，这种元件容易获得并且非常经济。在根据本专利技术的发光模块的一个实施例中，所述HCTE材料被提供在两个部分中，所述各部分被设置成彼此相距一定距离，从而形成间隙。有利的是这样允许把所述HCTE材料的第一部分电连接到所述半导体设备的n侧，并且把第二部分电连接到p侧。在本专利技术的一个实施例中，所述间隙被设置成具有限定旁路温度的预定尺寸。有利的是，所述热膨胀系数允许确定使得所述两部分跨接所述间隙所必需的温度升高。所述模块的设计(材料、几何形状因数等等)将引入所述结的温度升高与所述热开关的温度升高之间的固定关系。因此可以容易地把所述间隙尺寸设计成在与所述结的热能力相符的保护性旁路温度水平下被跨接。根据第二方面，本专利技术提供一种保护半导体发光设备免于过热的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有结的半导体发光设备，提供热开关，其特征在于，利用所述热开关旁路所述半导体发光设备。有利的是，这种方法可以被用于控制及测试包括所述半导体发光设备的发光模块的热设计。参照下面描述的各实施例，本专利技术的上述和其他方面将变得显而易见。附图说明在下面结合附图对各示例性优选实施例所做的描述中公开了本专利技术的其他细节、特征和优点。图1示出了根据现有技术的发光模块。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的示意性表示。图3-5示出了根据本专利技术的一个实施例的制造步骤。具体实施方式图1示出了根据现有技术的发光模块500。所述模块包括位于第一引线框架部件520的杯体内的LED 510。此外所述模块还包括与所述第一部件通过隔离540分隔开的第二引线框架部件530a、b。所述LED 510具有外延包装511，其包括中间夹有二极管结的n型和p型半导体层。n接触层512把所述LED 510与第一引线框架部件520相连接，而p接触层513和接合线550把所述LED与第二引线框架部件530a相连接。第一520和第二530b引线框架部件提供到电源的连接。最后，所述模块包括与所述LED 510串联组装的双金属元件560。提供流经所述模块的电流会导致从所述LED发光以及所述电阻性双金属元-->件560中的能量耗散，该双金属元件560被设置成一旦在其达到由该元件的设计预定的温度之后就使电路开路。在开路时，所述LED停止发光并且所述双金属元件冷却。结果其闭合所述电路，从而允许电流流经所述模块并且重新开始所述循环。因此，所述LED将显示出自动闪烁效应。由于对应于所述双金属元件560的功能的主要驱动机制是该元件自身中的电阻性电能耗散，因此很清楚的是所述电路的中断主要不取决于所述LED本身的(结)温度。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的示意性表示。该图示出了连接到外部电源100的发光模块1。所述模块包括半导体发光设备10和热开关20，所述半导体发光设备10在剩下的内容中被表示为LED，但是应当理解，激光二极管的作用也是一样的。所述LED包括(如在本领域内已知的那样制造的)外延包装，该外延包装包括被设置成发出具有预定波长的光的结。所述热开关旁路该LED。有利的是在操作条件下，在所述热开关20中不直接耗散电能。实际上，所述LED10充当用于所述热开关20的操作的热源。因此，通过把所述热开关20放置成邻近所述LED 10可以允许后者加热前者，所述加热是通过辐射能量传递或者经由所述模块1的构造元件(未示出)的传导能量传递而实现的。因此，由所述热开关20提供的热保护与所述LED 10的(结)温度直接相关。显而易见的是，所述开关并不操作在与其所要保护的LED 10的结相同的温度下。所述发光模块1设计的几何因数决定所述结与所述热开关20之间的温度差。因此可以把所述开关设置或校准成操作在远低于临界结温度的预定旁路温度下。有利的是这样允许保护所述LED 10免于达到临界结温度，并因此免于在操作条件下发生灾难性击穿。一旦所述热开关20闭合之后，电流就绕过所述LED 10，从而使其冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光模块（１），其包括：具有结的半导体发光设备（１０）；以及热开关（２０），其特征在于，所述热开关被设置成旁路所述半导体发光设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-12-17 07123317.51.一种发光模块(1)，其包括：具有结的半导体发光设备(10)；以及热开关(20)，其特征在于，所述热开关被设置成旁路所述半导体发光设备。2.根据权利要求1的发光设备(1)，其中，所述热开关(20)被设置成操作在预定的旁路温度下，从而保护所述结免于在操作条件下达到临界温度。3.根据权利要求2的发光设备(1)，其中，所述热开关(20)包括热膨胀系数为αh的HCTE材料(30)和热膨胀系数为αl的LCTE材料(40)，其中αh＞αl。4.根据权利要求3的发光模块(1)，其中，所述HCTE材料(30)包括金属，所述LCTE材料(40)包括陶瓷。5.根据权利要求3的发光模块(1)，其中，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：J俞，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：NL