CN100568503C - 具有静电放电损坏防护功能的高亮度发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED。具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED包括：引线框，包括一对正负极引线；封装件，由合成树脂制成，在其中容纳有引线框的一部分；LED芯片，安装在封装件内部的引线框的上表面上；静电放电损坏防护件，安装在封装件内部的引线框的下表面上，并通过导线与LED芯片并联连接；以及模塑材料，填入封装件中，以保护LED芯片。

Description

具有静电放电损坏防护功能的高亮度发光二极管
相关申请的交叉参考
本发明要求于2005年5月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2005-0046283号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED，更具体地，涉及一种具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED，该功能不仅保护发光二极管使其免受静电放电损坏，而且还增强发光二极管的亮度。
背景技术
通常，发光二极管(LED)通过使用半导体的P-N结结构来产生注入的少数载流子(电子或空穴)，并重新结合少数载流子以发光。换句话说，如果向半导体的特定元素施加正向电压，电子和空穴在移动通过正极和负极中间的结合区时重新结合。因为在这种状态下的能量小于电子与空穴分开状态下的能量，由于此时产生的能量的不同而发光。
这种LED可以通过使用低电压而高效地发光。因此，LED可以应用于家电、远程控制、电子显示板、标试器、自动化设备等。
特别地，随着通信设备的尺寸的减小和紧凑，作为设备各种部件的电阻器、电容器、噪声滤波器等的尺寸也被减小。因此，LED也可以以外装设备(以下，称作SMD)的形式形成，以直接安装在印刷电路板(PCB)上。
这种SMD型LED封装件可以根据其使用而由顶视图(topview)法或侧视图(side view)法制造。通常认为LED在静电或反向电压下很脆弱。
为了弥补LED的缺点，设置了稳压二极管，在其中电流可以反向流动。优选地，在这种稳压二极管中，作为稳压二极管的齐纳二极管与LED芯片并联连接，以有效地克服静电。
现在，将参照图1和图2详细地描述根据相关技术的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED。
图1是示出了根据相关技术的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图，以及图2是示出了图1所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图。
如图1和图2所示，根据相关技术的稳压二极管具有如下的平行结构：LED芯片30和由齐纳二极管构成的静电放电损坏防护件40成一直线安装在由一对正极51和负极52构成的引线框的同一表面上，并且LED芯片30和静电放电损坏防护件40通过由金(Au)制成的导线60彼此连接。
参考标号10代表由透明或不透明合成树脂制成的封装件，以及参考标号20代表用于保护LED芯片的模塑材料(moldingmaterial)。
作为静电放电损坏防护件40的齐纳二极管也被称作稳压二极管。此外，齐纳二极管作为一种半导体P-N结二极管而制造，使得其运行特性显示在P-N结的击穿区内，并且用于恒压。齐纳二极管通过齐纳恢复(Zener recovery)来获得恒压，以10mA电流在硅的P-N结中运行，并可以根据其类型获得3到12V的稳定电压。
在根据相关技术的发光二极管中，这种齐纳二极管通过导线与LED芯片并联。因此，尽管由于静电而施加反向电流，齐纳二极管可以防止损坏。
然而，在根据相关技术的发光二极管中，齐纳二极管和LED芯片并联安装在引线框上。因此，引线框应足够大以保证用于引线接合(wire-bond)的足够区域，从而发光二极管的封装件的尺寸变大，从而难以使发光二极管的封装件小型化。
此外，如果齐纳二极管和LED芯片并联安装在引线框上，则从LED芯片发出的光被齐纳二极管吸收或散射，从而降低了发光二极管的亮度。此外，发光二极管的特性和可靠性恶化，并且发光效率也随之降低。
发明内容
本发明的一个优点在于其提供了一种具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED，其中，LED芯片和齐纳二极管通过引线框上的导线彼此并联连接，齐纳二极管安装在具有在其上形成的LED芯片的引线框的背面上，使得发光二极管可以免受静电放电损坏，并增强了发光二极管的亮度。
本发明的总体思想的其它方面和优点部分将在以下的描述中阐明，部分将从描述或总体发明思想的实施中变得显而易见。
根据本方面的一个方面，具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED包括：引线框，包括一对正负极引线；封装件，由合成树脂制成，在其中容纳有引线框的一部分；LED芯片，安装在封装件内部的引线框的上表面上；静电放电损坏防护件，安装在封装件内部的引线框的下表面上，并通过导线与LED芯片并联连接；以及模塑材料，填入封装件中以保护LED芯片。
根据本发明的另一方面，LED芯片安装在引线框的正极引线的上表面上，以及静电放电损坏防护件安装在引线框的负极引线的下表面上。
根据本发明的再一方面，LED芯片安装在引线框的负极引线的上表面上，以及静电放电损坏防护件安装在引线框的正极引线的下表面上。
根据本发明的又一方面，LED芯片安装在引线框的正极引线的上表面上，以及静电放电损坏防护件安装在引线框的正极引线的下表面上。
根据本发明的又一方面，LED芯片安装在引线框的负极引线的上表面上，以及静电放电损坏防护件安装在引线框的负极引线的下表面上。
根据本发明的又一方面，静电放电损坏防护件包括稳压二极管或变阻器，并且稳压二极管包括从齐纳二极管、雪崩二极管、开关二极管、和肖特基二极管所组成的组中选取的二极管。
附图说明
本发明的总体思想的这些和/或其它方面及优点将通过以下结合附图对实施例的描述而变得显而易见，并更易于理解。在附图中：
图1是示出了根据相关技术的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图；
图2是示出了图1所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图；
图3是示出了根据本发明第一实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图；
图4是示出了图3所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图；
图5是示出了图4所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的反向电流保护电路的示意图；
图6是示出了根据本发明第二实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图；
图7是示出了图6所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图；
图8是示出了根据本发明第三实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图；
图9是示出了图8所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图；
图10是示出了根据本发明第四实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图；以及
图11是示出了图10所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图。
具体实施方式
现在，将详细地参照本发明总体思想的实施例，其实例在附图中示出，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。以下，通过参照附图描述实施例以解释本发明的总体思想。
以下，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例，使得本领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。
在附图中，厚度被放大，以清楚地示出不同的层和区域。在整个说明书中，相同的附图标号属于相同或类似的部件。
现在，将参照附图描述根据本发明实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED。
第一实施例
参照图3到图5，详细描述根据本发明第一实施例的具有静电放电防护功能的高亮度LED。
图3是示出了根据本发明第一实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图。图4是示出了图3所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图。图5是示出了图3所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的反向电流保护电路的示意图。
如图3到图5所示，根据本发明第一实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED通过引线框50(即，正极引线51和负极引线52)安装在印刷电路板(未示出)或类似物上，该引线框从由合成树脂制成的封装件10突出。
具有静电放电防护功能的高亮度LED包括典型的LED芯片30，其设置在封装件10内部，以在供电时发光；以及静电放电损坏防护件40，与LED芯片30并联连接，以防止静电的损坏。
根据本发明的第一实施例的LED芯片30通过芯片焊接法(diebonding method)由导电性环氧树脂安装在引线框的正极51的上表面上。通过与LED芯片30中相同的方法，静电放电防护件40安装在引线框的负极引线52的下表面上。
LED芯片30通过导线60电连接到正极引线51和负极引线52，以及静电放电损坏防护件40通过导线60引线接合到正极引线51。
如图5所示，LED芯片30和静电放电损坏防护件40彼此并联连接。
静电放电损坏防护件40由稳压二极管或变阻器形成。优选地，稳压二极管由从齐纳二极管、雪崩二极管、开关二极管和肖特基二极管所组成的组中选取的二极管形成。在本实施例中，齐纳二极管被用作稳压二极管。
没有被描述的参考标号20代表用于保护LED芯片的模塑材料。
在上述具有静电放电防护功能的高亮度LED中，LED芯片30安装在正极引线51的上表面上，静电放电损坏防护件40安装在负极引线52的下表面上，并且LED芯片30与静电放电损坏防护件40并联连接。因此，尽管由于静电而施加反向电流，电流被静电放电损坏防护件40旁路，从而防止由静电放电损坏所导致的损坏。
特别地，具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的静电放电损坏防护件安装在发光LED芯片的背面。换句话说，参照引线框，LED芯片安装在上表面上，并且静电损坏防护件安装在下表面上。因此，位于它们之间的引线框作为交界(barrier)，防止由LED芯片发出的光被吸收或散射在静电放电损坏防护件中，从而增强了LED的亮度。
第二实施例
参照图6和图7，将描述本发明的第二实施例。在此，将省略与第一实施例相同的第二实施例的部件。仅描述不同的部件。
图6是示出了根据本发明第二实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图。图7是示出了图6所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图。
根据本发明第二实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED具有与根据本发明第一实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED几乎相同的结构。然而，如图6和图7中所示，LED芯片30安装在负极引线52的上表面上，并且静电放电损坏防护件40安装在正极引线51的下表面上，这与第一实施例不同。
与第一实施例相同，LED芯片30和静电放电损坏防护件40彼此并联连接，并同时相对于引线框50一上一下地设置。因此，可以获得与第一实施例相同的效果。
第三实施例
参照图8和图9，将描述本发明的第三实施例。由于第三实施例的大部分部件与第一实施例的部件相同，所以仅描述不同的结构。
图8是示出了根据本发明第三实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的正视图。图9是示出了图8所示的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的平面截面图。
如图8和图9所示，即使在根据第三实施例的高亮度LED中，LED芯片30和静电放电损坏防护件40彼此也并联连接，并同时相对于引线框50一上一下地设置。因此，第三实施例可以获得与第一和第二实施例相同的运行和效果。
然而，在根据第三实施例的高亮度LED中，LED芯片30安装在正极引线51的上表面上，并且静电放电损坏防护件40也安装在正极引线51的下表面上，这与第一和第二实施例不同。
第四实施例
图10和图11示出了根据本发明的第四实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED。如图10和11所示，第四实施例具有与第一到第三实施例相同的结构，其中LED芯片30和静电放电损坏防护件40彼此并联连接，并同时呈现相对于引线框50一上一下地设置。然而，LED芯片30和静电放电损坏防护件40分别安装在负极引线52的上表面和下表面上，这与第一到第三实施例不同。
即使在第四实施例中，也可以获得与第一和第三实施例相同的运行和效果。
特别地，在如上所述的根据第三和第四实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED中，LED芯片和静电放电损坏防护件安装在相同引线框的上表面和下表面上。因此，与根据第一和第二实施例的具有静电放电损坏防护功能的高亮度LED的尺寸相比，引线框的尺寸可以最小化，这使得LED封装件小型化成为可能。
尽管参照本发明的典型实施例对本发明进行了描述，本领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可在形式和细节上进行各种修改和改进。
在上述的本发明中，LED芯片和静电放电损坏防护件彼此并联连接，并同时相对于引线框一上一下地安装。因此，尽管由于静电而施加反向电流，该电流被静电放电损坏防护件旁路，从而防止由静电放电所引起的损失。
此外，关于引线框，LED芯片安装在上表面上，并且静电放电损坏防护件安装在下表面上。因此，位于它们之间的引线框用作防止从LED芯片发射的光被静电放电损坏防护件吸收或散射，从而增强了LED的相同亮度。
此外，LED芯片和静电放电损坏防护件安装在相同引线框的上表面和下表面上。因此，可以使引线框的尺寸最小化，从而使LED封装件小型化。
尽管示出并描述了总体发明思想的一些实施例，但是应该理解，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的总体发明思想的原理和精神、以及所附权利要求及其等同替换范围的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种具有静电放电损坏防护功能的LED，包括：
引线框，包括一对正极和负极引线；
封装件，由合成树脂制成，在其中容纳有所述引线框的一部分；
LED芯片，安装在所述封装件内部的所述引线框的上表面上；
静电放电损坏防护件，安装在所述封装件内部的所述引线框的下表面上，并通过导线与所述LED芯片并联连接；以及
模塑材料，被填入所述封装件中，以保护所述LED芯片。
2.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片安装在所述引线框的所述正极引线的上表面上，以及所述静电放电损坏防护件安装在所述引线框的所述负极引线的下表面上。
3.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片安装在所述引线框的所述负极引线的上表面上，以及所述静电放电损坏防护件安装在所述引线框的所述正极引线的下表面上。
4.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片安装在所述引线框的所述正极引线的上表面上，以及所述静电放电损坏防护件安装在所述引线框的所述正极引线的下表面上。
5.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片安装在所述引线框的所述负极引线的上表面上，以及所述静电放电损坏防护件安装在所述引线框的所述负极引线的下表面上。
6.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片和所述静电放电损坏防护件同时相对于所述引线框一上一下地设置。
7.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述LED芯片通过芯片焊接法由导电性环氧树脂安装在所述引线框的正极引线的上表面上。
8.根据权利要求1所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述静电放电损坏防护件通过所述导线引线接合到所述引线框的正极引线。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述静电放电损坏防护件包括稳压二极管或变阻器。
10.根据权利要求9所述的具有静电放电损坏防护功能的LED，
其中，所述稳压二极管包括从齐纳二极管、雪崩二极管、开关二极管和肖特基二极管所组成的组中选取的二极管。
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