(57)【要約】【課題】静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを提供する。【解決手段】静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、１対の陽極リード５１及び陰極リード５２から形成されたリードフレーム５０と、前記リードフレームの一部が内側に収容されるように合成樹脂材で形成されたパッケージ１０と、前記パッケージ内部のリードフレーム上面に実装されたＬＥＤチップ３０と、前記パッケージ内部のリードフレーム下面に実装されており、ワイヤ６０を介して前記ＬＥＤチップと並列連結されている静電気放電衝撃保護素子４０と、前記パッケージ内部に充填され、ＬＥＤチップを保護するモールディング材２０を備える【選択図】        図４
2006339640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の陽極リード及び陰極リードからなるリードフレームと、
前記リードフレームの一部が内側に収容されるように合成樹脂材からなるパッケージと、
前記パッケージ内部のリードフレームの上面に実装されたＬＥＤチップと、
前記パッケージ内部のリードフレームの下面に実装されており、ワイヤを介して前記ＬＥＤチップと並列接続されている静電気放電衝撃保護素子と、
前記パッケージ内部に充填され、ＬＥＤチップを保護するモールディング材
を備える、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陽極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陰極リードの下面に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項３】
前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陰極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陽極リードの下面に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項４】
前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陽極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陽極リードの下面に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陰極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陰極リードの下面に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項６】
前記静電気放電衝撃保護素子は、定電圧ダイオードまたは半導体抵抗素子（varistor）からなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【請求項７】
前記静電気放電衝撃保護素子は、ツェナーダイオード、アバランシダイオード、スイッチングダイオード及びショートキーダイオードからなる群より選ばれたいずれか一つであることを特徴とする、請求項６に記載の静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードに係り、より詳細には、静電気放電衝撃から発光ダイオードを保護すると同時に、発光ダイオードの輝度を向上させられる、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、半導体のｐ−ｎ接合に少数キャリア（電子または正孔）を注入し、これらの再結合によって発光する電子部品のことをいう。すなわち、特定元素の半導体に順方向電圧を加えると陽極と陰極との接合部分を通して電子と正孔が移動しながら互いに再結合するが、電子と正孔が離れているときにより小さいエネルギーとなるので、このときに発生するエネルギーの差によって光が放出される。
【０００３】
かかる発光ダイオードは、低電圧で高効率の光を照射できるので、家電製品、リモコン、電光板、表示器、各種自動化機器などに使用することができる。
【０００４】
特に、情報通信機器の小型化・スリム化に伴い、機器の各種部品である抵抗、コンデンサ、ノイズ・フィルタなどはより小型化しつつあり、発光ダイオードもまた、印刷回路基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）に直接実装するために表面実装素子（Surface Mount Device；以下、“ＳＭＤ”という。）の形態に作られている。
【０００５】
このＳＭＤ方式の発光ダイオードパッケージは、その使用目的によってトップビュー（Top view）方式とサイドビュー（Side view）方式で製造されており、通常、発光ダイオードは、静電気または逆電圧に弱いという欠点がある。
【０００６】
したがって、このような発光ダイオードの欠点を補うために、逆方向に電流をかける定電圧ダイオードが提供されており、このような定電圧ダイオード、好ましくはツェナーダイオード（Zener Diode）をＬＥＤチップと並列に接続させることによって、静電気に效率的に対応している。
【０００７】
以下、図１及び図２に基づき、従来技術による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードについて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、従来技術による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図であり、図２は、図１に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、従来技術による発光ダイオードは、１対の陽極リード５１と陰極リード５２とから形成されたリードフレーム５０の同一面上に、ＬＥＤチップ３０及び静電気放電衝撃保護素子４０を並んで実装し、このＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０とを、金（Ａｕ）成分のワイヤ６０で互いに接続することによって、並列構造としている。ここで、静電気放電衝撃保護素子４０は、ツェナーダイオードからなる。
【００１０】
未説明の図面符号１０は、透明または不透明合成樹脂材から形成されたパッケージであり、２０は、ＬＥＤチップを保護するためのモールディング材である。
【００１１】
上述したように、静電気放電衝撃保護素子４０であるツェナーダイオードは、定電圧ダイオードとも呼ばれる、半導体ＰＮ接合ダイオードの一つであって、ＰＮ接合の降伏（Breakdown）領域で動作特性が現れるように製作され、主として定電圧用に使用される。また、ツェナーダイオードは、ツェナー回復現象を利用して一定電圧を得る素子であって、ケイ素（Ｓｉ）のｐ−ｎ接合において電流１０ｍＡで動作し、品種によって３〜１２Ｖの定電圧が得られるダイオードである。
【００１２】
したがって、従来技術による発光ダイオードは、ＬＥＤチップに上記のツェナーダイオードをワイヤなどによって並列に接続しているため、静電気によって逆方向の電流が印加されても該ツェナーダイオードによって損傷が防止される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来技術による発光ダイオードは、ツェナーダイオードをＬＥＤチップとリードフレーム上に並列に一緒に実装していることから、ワイヤをボンディングするための充分な領域を確保しなければならず、このため、リードフレームを大きくし、発光ダイオードのパッケージも大きくする必要があった。その結果、発光ダイオードパッケージの小型化には限界があった。
【００１４】
なお、ツェナーダイオードをＬＥＤチップとリードフレーム上に並列に共に実装すると、ＬＥＤチップから発する光をツェナーダイオードが吸収したり散乱させたりし、発光ダイオードの輝度を低下させるという問題につながる。その結果、発光ダイオードの特性及び信頼性の低下だけでなく、光効率の低下も招くという問題があった。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためのものであり、その目的は、リードフレーム上にＬＥＤチップとツェナーダイオードがワイヤなどによって並列に接続されるように形成するものの、ＬＥＤチップの形成されたリードフレームの背面にツェナーダイオードを実装することによって、静電気放電衝撃から発光ダイオードを保護すると同時に発光ダイオードの輝度を向上させられる、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、１対の陽極リード及び陰極リードからなるリードフレームと、前記リードフレームの一部が内側に収容されるように合成樹脂材からなるパッケージと、前記パッケージ内部のリードフレーム上面に実装されたＬＥＤチップと、前記パッケージ内部のリードフレーム下面に実装されており、ワイヤを介して前記ＬＥＤチップと並列接続されている静電気放電衝撃保護素子と、前記パッケージ内部に充填され、ＬＥＤチップを保護するモールディング材を備える、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを提供する。
【００１７】
ここで、前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陽極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陰極リードの下面に実装されていることが好ましい。
【００１８】
また、前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陰極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陽極リードの下面に実装されていることが好ましい。
【００１９】
また、前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陽極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陽極リードの下面に実装されていることが好ましい。
【００２０】
また、前記ＬＥＤチップは、前記リードフレームの陰極リードの上面に実装されており、前記静電気放電衝撃保護素子は、前記リードフレームの陰極リードの下面に実装されていることが好ましい。
【００２１】
また、前記静電気放電衝撃保護素子は、定電圧ダイオードまたは半導体抵抗素子（varistor）からなることが好ましく、前記定電圧ダイオードは、ツェナーダイオード、アバランシダイオード、スイッチングダイオード及びショットキーダイオードからなる群より選ばれたいずれか一つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ＬＥＤチップと静電気放電衝撃保護素子とが並列に接続されていると同時に、リードフレームを基準に上下に実装されているため、静電気によって逆方向の電流が印加されも、静電気放電衝撃保護素子によって電流がバイパス（By-Pass）され、静電気放電衝撃発生による損傷を防止することが可能になる。
【００２３】
また、本発明は、リードフレームを基準にＬＥＤチップは上面、静電気放電衝撃保護素子は下面に実装されているため、これらの間に位置するリードフレームが、ＬＥＤチップから発する光が静電気放電衝撃保護素子によって吸収または散乱されるのを遮断し、発光ダイオードの輝度を向上させるという効果が得られる。
【００２４】
また、本発明は、ＬＥＤチップと静電気放電衝撃保護素子とを同じリードフレームの上、下面にそれぞれ実装しているため、リードフレームの大きさを最小化し、発光ダイオードパッケージの小型化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態を、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００２６】
図面中、多数の層及び領域は、明確な図示のためにその厚さを拡大して示し、同一の構成要素については同一の参照符号を共通使用するものとする。
【００２７】
以下、本発明の一実施形態による、静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードについて図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
図３乃至図５を参照して、本発明の第１の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードについて詳細に説明する。
【００２９】
図３は、本発明の第１の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図であり、図４は、図３に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図であり、図５は、図３に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの逆電流防止回路を概略的に示す図である。
【００３０】
図３乃至図５に示すように、本発明の第１の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、合成樹脂材からなるパッケージ１０から突出したリードフレーム５０、すなわち、陽極リード５１及び陰極リード５２を介して印刷回路基板（図示せず）などに実装される構造を有する。
【００３１】
このような静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、パッケージ１０の内部に備えられて電源投入時に光を照射する通常のＬＥＤチップ３０と、このＬＥＤチップ３０と並列に接続されることによって静電気による損失を防止する静電気放電衝撃保護素子４０を有する。
【００３２】
本発明の第１の実施形態によるＬＥＤチップ３０は、リードフレームのうち陽極リード５１の上面に導電性エポキシ樹脂によってダイボンディング（Die Bonding）方法で実装されており、静電気放電衝撃保護素子４０は、リードフレームのうち陰極リード５２の下面にＬＥＤチップ３０と同じ方法で実装される。
【００３３】
また、ＬＥＤチップ３０は、ワイヤ６０を介して陽極リード５１及び陰極リード５２と電気的に接続されており、静電気放電衝撃保護素子４０は、ワイヤ６０を介して陽極リード５１にワイヤボンディング（wire bonding）される。
【００３４】
したがって、ＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０は、図５に示すように、並列構造で接続される。
【００３５】
ここで、静電気放電衝撃保護素子４０は、定電圧ダイオードまたは半導体抵抗素子（varistor）からなる。また、定電圧ダイオードは、ツェナーダイオード、アバランシダイオード、スイッチングダイオード及びショットキーダイオードからなる群より選ばれたいずれか一つのダイオードを使用すると良く、本実施形態ではツェナーダイオードを使用している。
【００３６】
ここで、未説明の図面符号２０は、ＬＥＤチップを保護するためのモールディング材である。
【００３７】
上述の如く、本実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、陽極リード５１の上面にＬＥＤチップ３０を実装し、陰極リード５２の下面に静電気放電衝撃保護素子４０を実装して互いに並列接続することによって、静電気によって逆方向の電流が印加されても静電気放電衝撃保護素子４０によって電流がバイパス（By-Pass）され、静電気放電衝撃発生による損傷を防止する。
【００３８】
特に、本実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの静電気放電衝撃保護素子は、発光するＬＥＤチップの背面、すなわち、リードフレームを基準に、ＬＥＤチップは上面、静電気放電衝撃保護素子は下面に実装されているため、これらの間に位置するリードフレームが、ＬＥＤチップから発される光が静電気放電衝撃保護素子によって吸収されたり散乱されたりするのを遮断する障壁の役割をし、発光ダイオードの輝度を増加させる。
【実施例２】
【００３９】
＜第２の実施形態＞
図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態と同じ構成についての説明は省略する。
【００４０】
図６は、本発明の第２の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図であり、図７は、図６に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【００４１】
図６及び図７に示すように、第２の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、第１の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードと略同一の構成を有し、単に、ＬＥＤチップ３０が陰極リード５２の上面に実装されており、静電気放電衝撃保護素子４０が陽極リード５１の下面に実装されている点が、第１の実施形態と異なる。
【００４２】
したがって、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態も、ＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０が並列に接続されていると同時に、リードフレーム５０を基準に上下に存在しているため、第１の実施形態と同じ作用及び効果が得られる。
【実施例３】
【００４３】
＜第３の実施形態＞
図８及び図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明するが、同様に、第１の実施形態と同じ構成についての説明は省略する。
【００４４】
図８は、本発明の第３の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図であり、図９は、図８に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【００４５】
図８及び図９に示すように、第３の実施形態による高輝度発光ダイオードもまた、ＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０が並列に接続されていると同時に、リードフレーム５０を基準に上下に配置されている。したがって、第３の実施形態も、上の第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ作用及び効果が得られる。
【００４６】
ただし、第３の実施形態による高輝度発光ダイオードでは、ＬＥＤチップ３０が陽極リード５１の上面に実装されており、静電気放電衝撃保護素子４０も陽極リード５１の下面に実装されている点が、上の第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。
【実施例４】
【００４７】
＜第４の実施形態＞
図１０及び図１１には、本発明の第４の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す。図１０及び図１１に示すように、第４の実施形態も同様に、ＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０とが並列に接続されていると同時に、リードフレーム５０を基準に上下に配置されているという点では、上記第１乃至第３の実施形態と同じ構成を有する。ただし、ＬＥＤチップ３０と静電気放電衝撃保護素子４０がそれぞれ陰極リード５２の上、下面に実装されている点が、上記第１乃至第３の実施形態と異なる。
【００４８】
したがって、第４の実施形態によっても、第１乃至第３の実施形態と同じ作用及び効果を得ることが可能になる。
【００４９】
特に、第３の実施形態及び第４の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、ＬＥＤチップと静電気放電衝撃保護素子が同じリードフレームの上、下面に実装されているため、第１及び第２の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードに比べてリードフレームの大きさを小さくすることができ、発光ダイオードパッケージの小型化にさらに有利である。
【００５０】
以上では本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を持つ者にとっては、これら実施形態から種々の変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが明らかである。したがって、本発明の権利範囲は、これら実施形態に限定されるものではなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念に基づく当業者による種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものとして理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードは、ＳＭＤ方式の発光ダイオードパッケージに有用であり、特に、さらに高輝度が要求される発光ダイオードパッケージに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図である。
【図２】図１に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図である。
【図４】図３に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【図５】図３に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの逆電流防止回路を概略的に示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図である。
【図７】図６に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図である。
【図９】図８に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードを示す正面図である。
【図１１】図１０に示す静電気放電衝撃に対する保護機能が内蔵された高輝度発光ダイオードの平断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  パッケージ
２０  モールディング材
３０  ＬＥＤチップ
４０  静電気放電衝撃保護素子
５０  リードフレーム
５１  陽極リード
５２  陰極リード
６０  ワイヤ
【図１】
2006339640.tif 000003
【図２】
2006339640.tif 000004
【図３】
2006339640.tif 000005
【図４】
2006339640.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006339640.tif 000008
【図７】
2006339640.tif 000009
【図８】
2006339640.tif 000010
【図９】
2006339640.tif 000011
【図１０】
2006339640.tif 000012
【図１１】
2006339640.tif 000013