JP3713687B2 - 静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオード実装構造に関し、特に静電気に対する保護作用を有する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオードは体積が小さく、消費電力が少なく、使用寿命が長く、さらに反応が早く、極めて優れた単色性（monochromaticity）を具える。このため、家電、コンピュータ、その周辺装置、もしくは情報、通信製品などに広く応用されている。
【０００３】
１９９３年に日本国の日亜科学工業が窒化ガリウムの青色発光ダイオード開発に成功してから、発光ダイオードのフルカラー化が実現し、発光ダイオードの用途がフルカラー表示のＬＥＤディスプレーにまで発展している。具体的には、交通信号機、交通情報の表示板、もしくは自動車用の各種メータ、ストップランプ、ウインカーなどに応用されている。
【０００４】
発光ダイオードは、輝度の高い四燐化アルミ・ガリウム・インジウムダイオード（発光範囲は赤色光線から黄色、緑色光線の波長範囲を含む）を採用することができれば、必要とされる粒数をさらに減少させることができ、将来はエジソンの発明による白熱タングステンランプに取って代わり照明用に応用し、節電とメンテナンスのコストをダウンさせる目的を達成することも可能になる。
【０００５】
但し、窒化ガリウム青色発光ダイオード、もしくは窒化けインジウム・ガリウム緑色発光ダイオードは、絶縁性を有するサファイア基板に成長させなければならない。よって、ｎ電極とｐ電極は同一側面に設けなければならず、結晶粒のサイズはある程度の大きさを必要とする（少なくとも約３５０μm×３５０μm）。しかもＰ／Ｎ接合面（Junctionn）が極めて表面に接近しているため、静電気による影響を容易に受け、破損しやすい。特に感想した環境に在っては人体から発生する静電気は１〜２キロワットにまで蓄積される場合がある。この場合、不注意でピンに触れると、流れる電流が小さいものであっても、高圧に耐えられない発光ダイオード（典型的な操作電圧の範囲は約０〜５Ｖ）を破損するのに十分である。
【０００６】
青色、もしくは緑色の発光ダイオードは、関連する製造技術を有する者が未だに少なく、しかも前記サファイア基板の特性と価格の関係もあり、単価があらゆる三原色発光ダイオードの中で最も高価である（他の発光ダイオードに比して通常数十倍から数百倍にまで至る）。 よって、青色、もしくは緑色発光ダイオードに静電気保護装置を設けることは極めて重要である。
【０００７】
上述の問題を解決するために、従来の技術においては発光ダイオード素子にツェナーダイオードを並列して発光ダイオードの結晶粒を静電気から保護している。かかる構造の典型的な回路図を図１に開示する。図面によれば、発光ダイオード（１）とツェナーダイオード（２）とによって構成し、正常な操作電圧の条件下においては、青色、もしくは緑色発光ダイオード（１）にはフォワードバイアス（forward bias）がかかり、操作電圧は例えば３〜４Ｖである。また、ツェナーダイオード（１）にはリバースバイアス（reverse bias）がかかる。典型的なツェナー・ブレークダウン電圧は約８Ｖである。よって、かかる操作電圧では、ツェナーダイオード（２）はツェナー・ブレークダウン電圧に至らず、通電状態にならない。したがって、当然のことながら電気エネルギーを消耗しない。但し、例えば１０００Ｖから２０００Ｖの高電圧静電気が予期せず発光素子のピンから流れてくると、発光素子とツェナーダイオードのいずれもが通電状態となり、ほとんどの電流がツェナー／ブレークダウンが発生するツェナーダイオード（２）に流れ、その抵抗値がさらに低くなり、発光ダイオード（１）の保護が達成される。
【０００８】
図１に開示するツェナーダイオード（２）との並列を達成させるために、様々な従来の技術が応用されているが、但し、これらのいずれもが欠点を有する、図２に開示する技術は、現時点において知られる技術の内、下パッケージ後において最も高い輝度を有する技術と見られている。即ち、日本国の松下電器産業のINOUE等発明者による米国特許第６，３３３，５２２号に開示される技術である。該特許には１２種類の実施例示されている。
【０００９】
但し、上述の米国特許に開示される実施例は、はいずれも発光ダイオード、もしくはけい素質ダイオード構造の微細な変更のみである。よって、一部の実施例のみを図２、図３に開示する。図面によればツェナーダイオード（２）の底部電極（９）（ｎ＋＋：ｎ型導電性不純物質を高濃度ドーピング）は、導電性シルバーペースト（１４）によってソケット（１５）のフラットベース上に位置決めされる。ソケット（１５）は ソケット（１５）底部が平坦な円錐状を呈し、下方に陽極支持フレーム（１３ａ）を設ける。ツェナーダイオード（２）はｐ電極（７）である微突起（１１）（ハンダボールとも称する）と、ｐ領域（２１）上であり、かつｎ＋基板（２０）上に位置するボンディングパッド（１０）とを含んでなる。ｎ電極（８）は、ｎ基板（２０）上に位置する微突起（１２）（ハンダボールとも称する）を含んでなる。また、発光ダイオード（１）の両電極であるｐ電極（６）とｎ電極（８）とは、それぞれ微突起（１１）（１２）とを介して、ツェナーダイオード（２）のｐ電極（７）及びｎ電極（８）と電気的接続を形成する。さらに、ツェナーダイオード（２）のｐ領域は、別途リード（１７）を介して陰極支持フレーム（１３ｂ）とボンディングパッド（１０）とを電気的に接続する。最後に、例えば樹脂などによって透明材質のランプカバー（１８）を設けて発光ダイオード実装構造を形成する。
【００１０】
青色発光ダイオードについては、ｎ電極（６）とｐ電極（５）とが、いずれも同一側面に向いている（サファイアの絶縁特性の関係によるためで、当然のことながら炭化けい素基板とした場合は、ｎ電極とｐ電極が異なる側面に位置する）。INOUE等発明者による該米国特許に開示される発光ダイオードは、フリップチップ方式で、かつチップには如何なるリードの接点も設けない。僅かにけい素ダイオード上においてリード（１７）を介してボンディングパッドと（１０）と陰極支持フレーム（１３ｂ）とを接続するのみである。よって、極めて高い輝度が得られる。
【００１１】
但し、上述の技術における接続方法は、実装技術について言えば重大な盲点を有する。即ち、発光ダイオードチップは、その面積が数１０mil（典型的な数値は約１３×１４milであって、１milは１／１０００インチである）であるが、ハンダボールの大きさは約４milであり、しかもチップを転倒させなければならない。よって、発光ダイオードのｐ電極５をツェナーダイオードのｎ電極（８）に、発光ダイオードのｎ電極（６）をツェナーダイオードのｐ電極（７）に位置決めすることは、極めて困難なことである。このため生産能力と歩留まりを高めることができない。また、注意すべき点として、ハンダボールは、直径が大きすぎてはいけない。直径が大きすぎるとツェナーダイオードのｐ電極と（７）とｎ電極（８）とが短絡する恐れが発生する。しかも、銀ペースト（１４）があふれることを避けるためにけい素質ツェナーダイオードは過度に薄くできない（典型的な厚さは約１００ｍμmである）。この点が、発光ダイオード（１）が発光ダイオード自身と、一部をけい素質ダイオードによってのみしか放熱問題を解決できない問題を招く。よって、図２に開示する発光ダイオードの実装技術は、改善の余地を有する。
【００１２】
さらに、けい素素質ダイオードの製造技術については、ｎ型基板（２０）はマイクロフォトを利用して遮蔽し、ｐ領域（２１）にドーピングする。このため、典型的なツェナーダイオードに比してｐ、ｎが異なる側面になり、製造コストの増加を招く。
【００１３】
従来の技術における第２の実施例を図４に開示する。該実施例はSONOBEなどの発明者による米国特許第６０５４７１６号に開示されるものであって、実施例における発光ダイオードチップの実装方法で最も明らかな変化は、発光ダイオードチップ（５３）とツェナーダイオード（５５）を陽極支持フレーム（５２ａ）上方の椀型ソケット底部（６１）とソケット上部（６２）上部にそれぞれ設けた点にある。ここで注意すべきは、第２の実施例におけるツェナーダイオード（５５）はp−nを上下層に分けるだけでよい。
【００１４】
前述の第２の実施例は、ツェナーダイオード（５５）のｎ電極が銀ペースト（５８）を介してソケット上部（６２）と電気的に接続する。ツェナーダイオードのｐ型電極（５５ｂ）はリード（６８）を介してソケット陽極支持フレーム（５２ａ）と電気的に接続する。また、発光ダイオード（５３）のｎ電極（６３）とツェナーダイオード（５５）のｐ型電極（５５ｂ）はリード（６７）を介して電気的に接続する。最後に、樹脂（７３）を注入して釣鐘型発光ダイオードの構造を完成させる。
【００１５】
従来の第２の実施例は、３本のリードによる電気的接続を必要とする。よって、リードが１本のみの第１の実施例にして輝度がやや劣る。但し、いずれも正面がわにおける接続であるため、第１の実施例に比して歩留まりが明らかに改善される。但し、第２の実施例は次に掲げる重大な欠点を具える。
ソケット上部（６２）とソケット底部（６１）のいずれにも銀ペーストを必要とするが、実装を行うメーカー側に立っていえば、異なる高さの位置に銀ペーストを設けることは、生産設備が高価なものになる。しかもソケット上部（６２）の面積はソケット底部（６１）に比して明らかに狭い。よって、銀ペースト注入の困難度がさらに増す。
ｐ、ｎ電極が同一側面にある発光ダイオードのみに適用する。
即ち、上述の実装方法は、さらに改善の余地がある。
【００１６】
従来の技術における第３の実施例を図５に開示する。この実施例はISOKAWAなどの発明者による米国特許第６０８４２５２号に開示されるものであって、実施例におけるツェナーダイオード（１０５）は銀ペーストを利用してｎ電極（図示しない）はソケット陽極支持フレーム（１０７ａ）の側面に貼着する。ｐ型電極はリード（１０４）を陰極支持脚（１０７ｂ）の側面に接続する。発光ダイオード（１０３）は円錐形状のソケット（１０１）の底部に貼着する。また、ｐ型電極（１１）とｎ型電極（１１３）は、それぞれリード（１０８）と（１０９）をスポット溶接することによってソケット陽極支持フレーム（１０７ａ）と陰極支持フレーム（１０７ｂ）とに電気的に電気的に接続する。最後に樹脂（１１６）で封入して釣鐘型発光ダイオードの構造を形成する。
【００１７】
第３の実施例においては、第１の実施例におけるツェナーダイオードと発光ダイオードとの位置合わせの問題が改善される。同時に、第２の実施例において銀ペーストをソケット上部（６２）に粘着させることによって銀ペーストを設けることが難しいという問題を改善する。但し、現時点における発光ダイオードの実装装置は、ソケット支持フレームが立設され、機械のアームによって銀ペーストを所定の位置に設けるため、図４に開示するように側面に銀ペーストを設けることは、アームが９０度回転しないかぎり困難である。即ち、目下の溶接機械を新たに設計しなおすか、もしくは改装しないかぎりできないことである。よって、実用性は決して高くない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、歩留まりと生産能力を高めることのできる静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造を提供することを課題とする。
【００１９】
また、この発明は発光効率を大幅に高めることのでき、特に高パワーの発光ダイオードに応用でき、単位面積の発光効率が極めて高い静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造を提供することを課題とする。
【００２０】
さらに、この発明は好ましい放熱効果を具える静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造を提供することを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、上面に第１領域と第２領域を有し、かつ外部の第１電源の電極に電気的に接続する導電・放熱基板と、該導電・放熱基板の第２領域に設けられ、該導電・放熱基板に電気的に接続する導電・放熱パッドと、上下にそれぞれ第１電極と第２電極とを有し、かつ該導電・放熱基板の第１領域に設けられて該第１電極が該導電・放熱基板に電気的に接続する静電気防止ダイオードと、該静電気防止ダイオードと該導電・放熱パッド上に位置し、同一側に第１電極と第２電極とを具え、かつ該第１電極と第２電極とが該静電気防止ダイオードの第２電極と該導電・放熱パッドとにそれぞれ電気的に接続するとともに、該静電気防止ダイオードの第２電極上にボンディングパッドとなる露出領域が形成されるように設けられる発光ダイオードと、一端が該静電気防止ダイオードの第２電極上に形成されるボンディングパッドに電気的に接続し、他端が外部の第２電源の電極に電気的に接続するリードと、及び陽極支持フレームと陰極支持フレームを具えるソケットとによってなる発光ダイオードの実装構造によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【００２２】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、 上面に第１領域と第２領域を有し、かつ外部の第１電源の電極に電気的に接続する導電・放熱基板と、
該導電・放熱基板の第２領域に設けられ、該導電・放熱基板に電気的に接続する導電・放熱パッドと、
上下にそれぞれ第１電極と第２電極とを有し、かつ該導電・放熱基板の第１領域に設けられて該第１電極が該導電・放熱基板に電気的に接続する静電気防止ダイオードと、
該静電気防止ダイオードと該導電・放熱パッド上に位置し、同一側に第１電極と第２電極とを具え、かつ該第１電極と第２電極とが該静電気防止ダイオードの第２電極と該導電・放熱パッドとにそれぞれ電気的に接続するとともに、該静電気防止ダイオードの第２電極上にボンディングパッドとなる露出領域が形成されるように設けられる発光ダイオードと、
一端が該静電気防止ダイオードの第２電極上に形成されるボンディングパッドに電気的に接続し、他端が外部の第２電源の電極に電気的に接続するリードとを含んでなる。
【００２３】
請求項２に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における静電気防止ダイオードを具える発光ダイオードは、収納部と該外部の第１電源の電極に電気的に接続する外部支持フレームとを有するソケットの該収納部に設けられ、
該静電気防止ダイオードが、該第２電極上に形成されるボンディングパッドに結線されるリードを介して、外部の該第２電源の電極に電気的に接続する他の支持フレームに電気的に接続する。
【００２４】
請求項３に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における第１電極がｐ型電極で、かつ該第２電極がｎ型電極の場合、外部の該第１電源が直流電流の陰極端であり、該第２電源が直流電流の陽極端であって、
該第１電極がｎ型電極で、かつ該第２電極がｐ型電極の場合、外部の該第１電源が直流電流の陽極端であり、該第２電源が直流電流の陰極端である。
【００２５】
請求項４に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における導電・放熱基板上に設けられる該導電・放熱パッドが導電性物質をドーピングしてなるシリコンチップであって、該静電気防止ダイオードと隙間を介して分離して設けられる。
【００２６】
請求項５に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における導電・放熱基板上に設けられる該導電・放熱パッドと該静電気防止ダイオードとの間に絶縁性樹脂を充填して分離し、かつ該導電・放熱パッドと該静電気防止ダイオードとが金属粘着層か、もしくは銀ペーストを介して該導電・放熱基板上に設けられる。
【００２７】
請求項６に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における導電・放熱基板が、アルミか、銅か、もしくは炭化けい素から選択される。
【００２８】
請求項７に記載する静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、請求項１における静電気防止ダイオードの厚さが１００μｍ以下である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
この発明は、静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造を提供するものであって、導電・放熱基板と、導電・放熱パッドと、静電気防止ダイオードと、発光ダイオードと、及びリードとによって構成され、陽極支持フレームと、陰極支持フレームとを具えるソケットに設ける。該導電・放熱パッドは導電・放熱基板上の第１領域に設けられて電気的に接続し、該静電気防止ダイオード（例えばツェナーダイオード）は導電・放熱基板上の第２領域に設けられる。また、該静電気防止ダイオードは上下側にｐ電極とｎ電極とを有し、ｐ電極は該導電・放熱基板と電気的に接続する。該発光ダイオードはｐ電極とｎ電極が同一側に設けられ、それぞれ静電気保護ダイオードのｎ電極と導電・放熱パッドとに電気Ｔ系に接続する。
かかる静電気防止ダイオードを具える発光ダイオードの実装構造の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【００３０】
【実施例】
この発明によるツェナーダイオード、もしくはその他静電気保護作用を有するダイオードを具えた発光ダイオード（２０１）の実装構造を図６に開示する。図面に開示する発光ダイオード（２０１）の実装構造は、ｎ電極とｐ電極とを同一側面に設けた発光ダイオード（２０１）と、ｎ電極とｐ電極とを異なる側面に設けたけい素質ダイオード（２０２）（例えばツェナーダイオードなどの静電気保護型ダイオード）と、導電・放熱基板（２３０）と、及び導電・放熱パッド（２３５）とを含んでなる。
【００３１】
該発光ダイオード（２０１）のｐ電極（２０５ｐ）は金属粘着層（solder layer）か、もしくは導電ブロック（２１１ａ）を介してけい素質ダイオード（２０２）のｎ電極（２０２ｎ）に電気的に接続する。
【００３２】
けい素質ダイオード（２０２）のｐ電極（２０２ｐ）は、導電熱基板（２３０）と、導電・放熱パッド（２３５）と、及び導電ソルダーか、もしくは導電ブロック（２１１ｂ）を介して発光ダイオード（２０１）のｎ型オームコンタクト電極（２０６ｎ）に接続する。導電・放熱基板（２３０）とけい素質ダイオード（２０２）と、および放熱パッド（２３５）は、いずれも金属粘着層によって貼着する。
【００３３】
静電気保護回路を具える発光ダイオードの断面は、図６に開示するとおりである。発光ダイオードは窒化ガリウムの発光ダイオード（２０１）であって、透過基板（２０３）を含んでなる。透過基板（２０３）は、例えばサファイア、炭化けい素（ＳｉＣ）などであって、発光層（２０４）（もしくは活性層）の放射する光線を大量に吸収しない特性のものであれば、いずれもこの発明における透過基板（２０３）とすることができる。
【００３４】
透過基板（２０３）上には、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）層（２０６）、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造層（２０４）と、ｐ型窒化ガリウム（ＧａＮ）層（２０５）と、反射金属層構造（２０５ｒ）とを含んでなる。該ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）槽（２０６）は、一部が露出し、その上にｎ型オームコンタクト電極（２０６ｎ）を形成する。また、前記発光ダイオード（２０１）は、説明の便宜を図るために、ｎ型電極とｐ型電極が同一方向であるものとする、但し、この発明における発光ダイオードの種類を限定するものではない。即ち、ｎ電極とｐ電極が同一方向であればよい。
【００３５】
図７は、この発明における導電・放熱基板（２３０）の平面図である。この発明においては、放熱、導電能力を高めるために、該導電・放熱基板（２３０）は、アルミ、胴、炭化けい素、もしくはその他導電・熱伝導特性を有する材料から選択する。該導電・放熱基板（２３０）の平面は、けい素質ダイオード（２０２）を設ける第１領域（２３１）と、導電・放熱パッド（２３５）を設ける第２領域とに分けられる。該導電・放熱パッド（２３５）は、けい素質ダイオード（２０２）と同一の材質によるけい素半導体、もしくはその他炭化けい素などの導電・放熱特性を有する材料をから選択するとともに、けい素質ダイオード（２０２）との間に絶縁性樹脂を充填して安定性を増強してもよい。但し、当然のことながら、けい素質ダイオード（２０２）との間に隙間を形成してもよい。
【００３６】
発光ダイオード（２０１）を導電・放熱基板（２３０）の第１領域（２３１）と、第２領域（２３２）に設ける場合、けい素質ダイオード（２０２）のｎ電極（２０２ｎ）は、領域ブロック（２０２）が露出する。該領域ブロック（２０２）は、ボンディングパッドとし、リード（２１７）を結線する（即ち、wire bondingと称する）。例えば、実装構造の陽極外部支持フレーム（２１３ｐ）に電気的に接続する。
【００３７】
図９、１０に開示するように、この発明による発光ダイオードの実装構造は、収納部となる平坦な底面を有するソケットに設けられる。図９、１０は、異なる方向からの側面図であって、図示するように導電・放熱パッド（２３０）は、底部の銀ペースト（２１４）を介して実装構造の陰極外部支持フレーム（２１３ｎ）に電気的に接続する。
【００３８】
即ち、前述の電気的接続関係は、発光ダイオードのｐ電極（２０５ｐ）は、金属粘着層（solder layer）か、導電性微突起（ハンダボール）（２１４ｂ）を介してけい素質ダイオード（２０２）のｎ電極（２０２ｎ）に電気的に接続し、さらにリード（２１７）を介して陽極外部支持フレーム（２１３ｐ）に接続する。また、発光ダイオードのｎ電極（２０６ｎ）は金属粘着層か、もしくは導電性微突起（２１４ｂ）と導電・放熱パッド（２３５）とを介して導電・放熱基板（２３０）に接続する。また、陰極外部支持フレーム（２１３ｎ）と陽極外部支持フレーム（２１３ｐ）は、それぞれ外部電源の電極に電気的に接続する。
【００３９】
以上の接続関係と均等の効果を有する回路図を図８に開示する。導電・放熱基板（２３５）は、小型の抵抗（Ｒ）に相当する。
【００４０】
また、この発明においては放熱効果を高めるために、けい素質ダイオード（２０２）と導電・熱導電パッドの厚さを極力薄くする。好ましくは１００μｍ以下とする。このため発光ダイオードから発生する（２３０）熱が最短の経路を経て導電・放熱パッド（２３０）に伝えられ、発光ダイオードのパワーをさらに増強することができる。
【００４１】
以上の実施例による実装構造は、けい素質ダイオード（２０２）を導電・放熱基板（２３０）の第１領域（２３１）に設け、導電・放熱パッド（２３５）を導電・放熱基板（２３０）の第２領域（２３２）に設け、且つけい素質ダイオード（２０２）のｎ電極（２０２ｎ）を上向きにして発光ダイオード（２０１）のｐ電極（２０５ｒ）と電気的に接続するとともに、かつｎ電極（２０６ｎ）に電気的に接続する。但し、当然のことながら、けい素質ダイオード（２０１）と導電・放熱パッド（２３５）の位置を入れ替えてもよい。即ち、図１１の断面図と図１２のソケットに実装した断面図に開示するように、けい素質ダイオードのｐ電極（２０２）を上向きにして発光ダイオードのｎ電極（２０６ｎ）に電気的に接続するとともに、ｎ電極（２０２ｎ）を下向きにして導電・放熱基板（２０）を介し、導電・放熱パッド（２３５）に接続して、さらに発光ダイオード（２０１）のｐ電極（２０５ｒ）に電気的に接続する。この場合、けい素質ダイオードのｐ電極（２０２ｐ）は、リードを結線するためのはみ出した領域を有する。
【００４２】
また、以上の静電気防止ダイオードを具えるダイオードの実装構造（発光ダイオードとツェナーダイオード）は、ソケットに対する実装を例としたが、但し上述する単一チップのソケットに限ることはない。凡そダイオード技術を熟知する者であれば、この発明の精神を静電気保護型ダイオードである発光ダイオードを利用したマルチチップ実装に応用することができる（導電・放熱基板（２３０）と、けい素質ダイオード（２０２）を利用したボンディングパッドに電気的に接続する）。かかる応用も、この発明の範囲に属する。
【００４３】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲の範囲に属するものとする。
【００４４】
【発明の効果】
この発明による静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、発光ダイオードの露出面に如何なるリードも結線する必要がなく、けい素質ダイオードに結線するリードのみを必要とするため、光線は遮蔽される問題が発生せず、高い発光効率が得られる。
【００４５】
また、この発明による静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、ツェナーダイオードのｐ、ｎ電極が異なる側に位置するため、製造工程を短縮するのみならず、製造が容易で、高い歩留まりと生産性を具える。
【００４６】
また、発光ダイオードを設ける場合は、ｐ、ｎ電極を分離し、隙間に形成されるけい素質ダイオードを導電・放熱パッドの位置に合わせるだけでよく。従来のフリップチップ方式の実装方法に比して操作の空間が増大する。よって、従来の技術に見られる銀ペースト、もしくは導電ブロックのサイズが小さく位置合わせが難しく、大きすぎるとｐ電極とｎ電極の短絡を招くという欠点を改善する効果を具える。
【００４７】
さらに、この発明による静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造は、けい素質ダイオードの厚さが従来に比してさらに薄くすることができ、さらに導電・放熱基板の作用によって発光ダイオードの熱を効率よく放出することができる。このため、さらに高いパワーの発光ダイオードに応用することができ、単位面積の極めて高い発光効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光ダイオードにツェナーダイオードを並列した静電気防止回路の説明図である。
【図２】 従来の第１の実施例による静電気防止回路を有する発光ダイオードの構造を表わす断面図である。
【図３】 図２に開示する発光ダイオードをソケットに実装した構造を表わす断面図である。
【図４】 従来の第２の施例による静電気防止回路を有する発光オードの構造を表わす断面図である。
【図５】 従来の第３の例による静電気防止回路を有する発光オードの構造を表わす断面図である。
【図６】 この発明による静電気防止回路を有する発光ダイオードの構造を表わす断面図である。
【図７】 この発明における導電・放熱基板の平面図である。
【図８】 図５に開示する発光ダイオードの構造と均等の効果を有する電気回路図である。
【図９】 この発明による発光ダイオードをソケットに実装した構造を表わす一側面図である。
【図１０】 この発明による発光ダイオードをソケットに実装した構造を表わす他の側面図である。
【図１１】 この発明の他の実施形態による静電気防止回路を有する発光ダイオードの構造を表わす断面図である。
【図１２】 図１１に開示する発光ダイオードをソケットに設けた状態を表わす断面図である。
【符号の説明】
５、６５、２０５ｒ 発光ダイオードのｐ電極
６、６３、２０６ｎ 発光ダイオードのｎ電極
１、５３、１０３、２０１ 発光ダイオード
１１、１２、２１１ａ、２１１ｂ 微突起
１３ａ、５２ａ、１０７ｂ、２１３ｐ 陽極支持フレーム
１４、５８、２１４ 銀ペースト
１５ ソケット
２、５５、１０５、２０２ ツェナーダイオード
７、５５ｂ、２０２ｐ ツェナーダイオードのｐ電極
８、５５ａ、２０２ｎ ツェナーダイオードのｎ電極
６１ ソケット底部
６２ ソケット上部
１７、６６、６７、６８、１０４
１０８、１０９、２１７ リード
１８、７３、１１６ ランプカバー
２３１ 第１領域
２３２ 第２領域

Claims (7)

  1. 上面に第１領域と第２領域を有し、かつ外部の第１電源の電極に電気的に接続する導電・放熱基板と、
    該導電・放熱基板の第２領域に設けられ、該導電・放熱基板に電気的に接続する導電・放熱パッドと、
    上下にそれぞれ第１電極と第２電極とを有し、かつ該導電・放熱基板の第１領域に設けられて該第１電極が該導電・放熱基板に電気的に接続する静電気防止ダイオードと、
    該静電気防止ダイオードと該導電・放熱パッド上に位置し、同一側に第１電極と第２電極とを具え、かつ該第１電極と第２電極とが該静電気防止ダイオードの第２電極と該導電・放熱パッドとにそれぞれ電気的に接続するとともに、該静電気防止ダイオードの第２電極上にボンディングパッドとなる露出領域が形成されるように設けられる発光ダイオードと、
    一端が該静電気防止ダイオードの第２電極上に形成されるボンディングパッドに電気的に接続し、他端が外部の第２電源の電極に電気的に接続するリードとを含んでなることを特徴とする静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  2. 前記静電気防止ダイオードを具える発光ダイオードが、収納部と該外部の第１電源の電極に電気的に接続する外部支持フレームとを有するソケットの該収納部に設けられ、
    該静電気防止ダイオードが、該第２電極上に形成されるボンディングパッドに結線されるリードを介して、外部の該第２電源の電極に電気的に接続する他の支持フレームに電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  3. 前記第１電極がｐ型電極で、かつ該第２電極がｎ型電極の場合、外部の該第１電源が直流電流の陰極端であり、該第２電源が直流電流の陽極端であって、
    該第１電極がｎ型電極で、かつ該第２電極がｐ型電極の場合、外部の該第１電源が直流電流の陽極端であり、該第２電源が直流電流の陰極端であることを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  4. 前記導電・放熱基板上に設けられる該導電・放熱パッドが導電性物質をドーピングしてなるシリコンチップであって、該静電気防止ダイオードと隙間を介して分離して設けられることを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  5. 前記導電・放熱基板上に設けられる該導電・放熱パッドと該静電気防止ダイオードとの間に絶縁性樹脂を充填して分離し、かつ該導電・放熱パッドと該静電気防止ダイオードとが金属粘着層か、もしくは銀ペーストを介して該導電・放熱基板上に設けられることを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  6. 前記導電・放熱基板が、アルミか、銅か、もしくは炭化けい素から選択されることを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
  7. 前記静電気防止ダイオードの厚さが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電気防止ダイオードを具える発光ダイオード実装構造。
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