(57)【要約】【課題】静電破壊防止機能を設けると同時に優れた放熱効果及び照度を提供する多数のピンが設置された発光ダイオードを提供する。【解決手段】三つ以上のピンを発光ダイオード２０に設けるが、設置台３５９内には静電防護装置３７と一つ以上の発光チップ３１とを設け、該発光チップ３１はフリップチップ方式により該静電保護装置３７に貼設し、該発光チップ３１の第一電極３１１と第二電極３１３をそれぞれ相対する第一防護電極３７１と第二防護電極３７３とに電気的に接続し、また該設置台３５９には少なくとも一つ以上の放熱ピン３５５を設け、且つその側面には第一導電ピン３５１と第二導電ピン３５３とを設け、該第一防護電極３７１と第二防護電極３７３をそれぞれ第一導電ピン３５１と第二導電ピン３５３とに電気的に接続する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電防護装置と設置台とが含まれる多数のピンが設置された発光ダイオードにおいて、
第一防護電極と第二防護電極及び少なくとも一つ以上の発光チップを具有し、各該発光チップの第一電極と第二電極はそれぞれ相対する該第一防護電極と第二防護電極とに電気的に接続されている該静電防護装置と、
該発光チップと該静電防護装置を固定する個所であり、且つ下方には放熱ピン、及び該第一防護電極と電気的に接続された第一導電ピン、並びに該第二防護電極と電気的に接続された第二導電ピンが各一つ以上設けられている該設置台と、
を具有することを特徴とする多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項２】
該発光ダイオードにおける該発光チップはフリップチップ方式で該静電防護装置上に貼設されることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項３】
該発光ダイオードには、錫ペーストや銀ペースト、及び熱伝動材質によるペースト、金-シリコン、金-錫、並びにこれらの組み合わせから選択された材質により、該静電防護装置を該設置台上に固定することを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項４】
該発光ダイオードには保護層が設けられており、該保護層は該静電防護装置，発光チップ，設置台，第一導電ピンの部分，第二導電ピンの部分及び放熱ピンの部分を被覆していることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項５】
該発光ダイオードにおける該保護物質は、ガラスやプラスティック或いはエポキシ樹脂、及びこれらの組み合わせの内から選択された材質によることを特徴とする請求項４記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項６】
該発光ダイオードにおける該第一防護電極と第二防護電極は、それぞれ第一導線と第二導線によって相対する第一導電ピンと第二導電ピンとに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項７】
該発光ダイオードにおける該静電保護装置は、静電保護IC回路、ショットキダイオード、ゼナーダイオード、電圧制限器、等価ダイオード、及びこれらの組み合わせからなるものであることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項８】
該発光ダイオードにおける該放熱ピンは、該設置台の側面に連結されていることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【請求項９】
該発光ダイオードにおける該放熱ピンは、該第一導電ピンと第二導電ピンのうちの一つと結合して一体となっていることを特徴とする請求項１記載の多数のピンが設置された発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードに係り、特に少なくとも三つ以上のピンを具有する発光ダイオードであり、静電による機能破壊を防止すると共に放熱効果を高めると同時に、照度を高める効果を具有する多数のピンが設置された発光ダイオードに関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオードとは、体積が小さく軽い、また消耗電量が少なく寿命も長いといった多くの利点を具有するものであることから、コンピュータをはじめとした各種電子製品上に利用されている。
【０００３】
図１に示すように、公知における発光ダイオード１０の構造では主に第一導線架１５１の円錐状部１５９内に発光チップ１１が設けられており、該第一導線架１５１側面には対応する第二導線架１５３が設けられており、該発光チップ１１の第一電極１１１及び第二電極１１３はそれぞれ第一導線１３１と第二導線１３３によって相対する該第一導線架１５１と第二導線架１５３とに電気的に接続されており、該発光チップ１１と円錐状部１５９と第一導線１３１と第二導線１３３、並びに該第一導線架１５１の部分と第二導線架１５３の部分が該保護層１９内に被覆されている。
該第一導線架１５１と第二導線架１５３に電源が入力されると、該発光チップ１１は光源を発して前方に向けて投射する。この種の該発光ダイオード１０には発光機能を具有するが電圧制限がなく、このため静電放電効果が生ずると該発光チップ１１の第一電極１１１と第二電極１１３が両端の電圧が高すぎるために該発光チップ１１に破損を来たすことがある。
【０００４】
こういった該発光チップ１１を破損する状況を回避するべく、静電保護機能を具有する発光ダイオードが既に開発されている。図２に示すように、該静電保護機能を具有する発光ダイオード２０の主な構造には図１と同様の構造を具有するが、異なる点としては第一導電架２５１の円錐状部２５９上部にゼナーダイオード２７が増設されており、第二導線２３３と第三導線２３５がそれぞれ相対する発光チップ１１の第二電極１１３と第二導線架１５３とに電気的に接続されており、該ゼナーダイオード２７の第二電極２７３は直接該第一導線架２５１と電気的に接続されている。こうすることで該ゼナーダイオード２７の作用により、該発光チップ１１の第一電極１１１及び第二電極１１３の電圧が高すぎる場合に、該ゼナーダイオード２７のアバランシェとバイパスの作用により、電流が該ゼナーダイオード２７を通過するようにし、該発光チップ１１が保護されて破損を回避する構造が提供されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような発光ダイオードには簡易的な静電防護機能が備わっているが、該発光ダイオードの発光量が増加すると該発光チップの面積はこれにともない大きくなる、或いは比較的大きな電流がバイアスとなり、発光量が増大すると発光時に生ずる熱量を如何に外部へ排出するかといった別の問題が生じてしまい、発光チップが適当な温度の下で正常に働くのを制御することが課題となり、発光チップにより生ずる温度が上昇することは発光効率を下げることに繋がる。また上述の第一導線と第一電極と第二導線は光源投射のルート上に位置することから光源を遮り、発光ダイオードの照度を下げるもう一つの原因となっている。
そこで上述の欠点に鑑み、静電破壊防止機能を設けると同時に優れた放熱効果及び照度を提供する本発明の多数のピンが設置された発光ダイオードを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
コストと製造工程の煩雑さを回避すべく他の構造に頼らない現有のピンを利用し、発光体を適当な温度に保つべく設置台に外側へ延伸する少なくとも一つ以上の放熱ピンを設け、該設置台内の発光チップで生ずる熱源を直接外部へ排出して発光効率を上げると同時に放熱ピンと導電ピンとを独立した形で設置し、放熱機能と導電機能とを同一のピンによって行うことでの漏電などの問題を回避し、更にチップをフリップチップ方式により静電防護装置と貼設することにより、第一導線と第二導線とが光源を遮断するのを回避して発光ダイオードの照度を高める。
具体的には少なくとも三つのピンを発光ダイオードに設け、設置台内には静電防護装置と少なくとも一つ以上の発光チップとを設け、該発光チップはフリップチップ方式で該静電保護装置に貼設し、該発光チップの第一電極と第二電極をそれぞれ相対する第一防護電極と第二防護電極とに電気的に接続し、また該設置台には少なくとも一つ以上の放熱ピンを設け、且つその側面には第一導電ピンと第二導電ピンとを設け、該第一防護電極と第二防護電極をそれぞれ第一導電ピンと第二導電ピンとに電気的に接続し、静電破壊防止機能を提供すると同時に優れた放熱効果を提供し、発光ダイオードの発光照度を高める目的を達成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、簡単な構造により製造コストを抑えつつ、優れた静電防護機能と放熱機能が提供されたと同時に、発光ダイオードの照度を高める目的が達成された。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図３に示すように、本発明の第一実施例として、主に高い放熱効果と抗静電破壊効果を具有する発光ダイオード３０を具有する。該発光ダイオード３０には静電防護装置３７と発光チップ３１と第一導電ピン３５１と第二導電ピン３５３と設置台３５９が少なくとも一つずつ設けられているものとする。
該発光チップ３１には第一電極３１１と第二電極３１３を具有し、該静電防護装置３７には少なくとも第一防護電極３７１と第二防護電極３７３とを具有し、該発光チップ３１にはフリップチップ方式を採用し、該発光チップ３１の第一電極３１１及び第二電極３１３をそれぞれの相対する該第一防護電極３７１と第二防護電極３７３とに電気的に接続する。
該静電防護装置３７には銀や錫のペースト、金-シリコン、金-錫等の合金、或いはその他の熱伝導材料で直接該設置台３５９底部に粘着させ、且つ該設置台３５９からは外側に放熱ピン３５５が延伸する。該設置台３５５の傍らには第一導電ピン３５１と第二導電ピン３５３とが設けられており、該第一防護電極３７１と第二防護電極３７３とがそれぞれ第一導線３５１と第二導線３３３によって相対する第一導電ピン３５１と第二導電ピン３５３とに電気的に接続される。該発光チップ３１はフリップチップ方式により該静電防護装置３７に粘着されており、よって該第一導線３３１と第二導線３３３は光源の投射ルートを遮ることなく、発光体の発光照度を増加させる目的を達成する。
【０００９】
また該発光チップ３１、静電防護装置３７、設置台３５９、第一導線３３１、第二導線３３３、第一導電ピン３５１の最上部、第二導電ピン３５３の最上部は、これらの外部にガラスやプラスティック、エポキシ樹脂などによる保護層３９を設けており、こうすることにより外部の空気と接触するのを避け、内部構造を保護する。また該保護層３９は凸レンズ或いは凹レンズの構造とすることで、該発光チップ３１より投射される光束が必要に応じてむらなく広がったり或いは集中して投射されるようにする。
【００１０】
該静電保護装置３７は金-シリコン、金-錫等の合金、錫や銀のペースト、或いはその他の高い熱伝導係数を具有する粘着材料を採用して該設置台３５９内側に粘着させ、且つ該設置台３５９及び該保護物質３９外部にまで延伸する放熱ピン３５５には銅やアルミなどの高い熱伝導係数を具有する材質によるものとし、こうすることにより該発光チップ３１より生ずる熱量が該設置台３５９及び放熱ピン３５５によって速やかに外界へと排出され、該発光チップ３１が一定の温度を保って作用し、使用寿命を効果的に伸ばす効果が提供される。
【００１１】
また本発明の第一導電ピン３５１と放熱ピン３５５とは連結されておらず、よって該発光ダイオード３０を回路板（図中なし）に挿設すると、熱量が該第一導電ピン３５１によって回路板に伝送されず、回路板の温度を上げることを効果的に防止する。また該放熱ピン３５５は電気が通じていないため、余分な熱量が生じず、該発光チップ３１の放熱効果には影響を与えないと同時に、該放熱ピン３５５には独立した放熱効果を具有し、且つ導電機能を具有しないため、漏電などの問題がなく安全面でも安心して使用ができるようになる。回路板に別に放熱装置を設置している際では、該放熱ピン３５５は該放熱装置に連結させ、こうすることで放熱効果を更に高めてもよい。仕事により発生する熱量が比較的低い発光チップ３１においては、該第一導電ピン３５１や第二導電ピン３５３のうちの一つは直接が該放熱ピン３５５と接続し、熱量を該第一導電ピン３５１や第二導電ピン３５３から回路板の放熱装置（図中なし）に伝送するものとしてもよい。
【００１２】
更に図４に示すように、本発明におけるもう一つの実施例中において、発光ダイオード４０の主な構造は上述で示した図３のような発光ダイオード３０とほぼ同様であるが、設置台３５９下方には複数の放熱ピン４５５が延伸しており、こうすることで放熱効果を更に高める目的を達成する。図中では該放熱ピン４５５は該設置台３５９下方に設置されているが、但しこれに限られるものではなく、該設置台３５９内の発光チップ３１の数量や発熱の速度及び熱の伝わる方向などにより、該放熱ピン４５５は該設置台３５９の側面に設置してもよく、若しくは該放熱ピン４５５の数量を増減してもよい。
【００１３】
最後に図５，６に示すように、上述のような図３に示す実施例における回路説明図及び静電防護装置の電圧及び電流の関係において、該静電防護装置３７と発光チップ３１は並列方式で電気的に接続され、該静電防護装置３７は複数のゼナーダイオード３７７，３７９とし、且つこれらは裏面どうしで隣接しているものとし、こうすることで電圧（Vcc）は該静電防護装置３７の正電圧（Vt）より大きい、或いは該静電防護装置３７の負電圧（−Vt）よりも小さいとき、該静電防護装置３７は通電して電流が該静電防護装置３７を通過させ、該発光チップ３１両端の電圧に限定され、該発光チップ３１が破損するのを防止する。また本実施例中では背面どうしで隣接するゼナーダイオードによって構成される静電防護装置３７であるが、実際にはこれに限られるものではなく、ショットキダイオードや静電防護IC回路、電圧制限器やその他の等価ダイオードとしても構わない。また並列や直列などの配列法においても、発光チップの駆動電圧に最適且つ破損を来たさないものとするのであれば、上述の方法に限らない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】公知における発光ダイオードの構造説明図である。
【図２】公知におけるもう一つの発光ダイオードの構造説明図である。
【図３】本発明における第一実施例を示す図である。
【図４】本発明における第二実施例を示す図である。
【図５】図３の実施例における回路説明図である。
【図６】図５の実施例における静電保護装置の電圧の電流に対する関係説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  発光ダイオード
１１  発光チップ
１１１  第一電極
１１３  第二電極
１３１  第一導線
１３３  第二導線
１５１  第一導線架
１５３  第二導線架
１５９  円錐状部
１９  保護層
２０  発光ダイオード
２３３  第二導線
２３５  第三導線
２５１  第一導線架
２５９  円錐状部
２７  ゼナーダイオード
２７１  第一電極
２７３  第二電極
３０  発光ダイオード
３１  発光チップ
３１１  第一電極
３１３  第二電極
３３１  第一導線
３３３  第二導線
３５１  第一導電ピン
３５３  第二導電ピン
３５５  放熱ピン
３５９  設置台
３７  静電防護装置
３７１  第一防護電極
３７３  第二防護電極
３７７  ゼナーダイオード
３７９  ゼナーダイオード
３９  保護層
４０  発光ダイオード
４５５  放熱ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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