JP2001036140A

JP2001036140A - 静電対策表面実装型ｌｅｄ

Info

Publication number: JP2001036140A
Application number: JP20249999A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yasutake; 正廣安武; Maki Kuriyama; 真樹栗山
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】実装するための絶縁性基板面積が大きく超小型
で且つ静電対策を施した表面実装型ＬＥＤ提供する。【解決手段】絶縁性基板表面に第一の端子電極１と第二
の端子電極２を配置して、絶縁性基板１０の表面に窒化
ガリウム系化合物半導体３を実装し、窒化ガリウム系化
合物半導体３に設けられたｐ型電極８およびｎ型電極９
と第一の端子電極１および第二端子電極２に夫々電気的
に接続され、絶縁性基板１０の下部に第一の端子電極１
および第二の端子電極２と導通する第一および第二の下
部端子電極１ａ、２ａが設けられ、窒化ガリウム系化合
物半導体３の保護素子５を第一及び第二の下部端子電極
１ａ、２ａに電気的に接続して絶縁性基板の表面の略中
心位置に窒化ガリウム系化合物半導体３を配置し、電気
的接続が導電性ワイヤ４や、少なくとも導電性のバンプ
または、導電性ペ−スト、異方性導電膜によって行われ
る静電対策表面実装型ＬＥＤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は保護素子が設けられ
ている表面実装型ＬＥＤに関する。さらに詳しくは、交
流電圧駆動または静電気などによりＬＥＤチップに逆方
向電圧や所定の電圧以上の順方向電圧が印加される場合
にもＬＥＤチップがその静電気などにより破壊しにくい
ように保護素子が設けられている表面実装型ＬＥＤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機やＰＨＳなどの携帯機器の小
形化に伴い、それらに用いられるＬＥＤチップなども軽
薄短小化が要求され、小形で薄型の表面実装型ＬＥＤが
用いられている。

【０００３】この種の小形で薄型の表面実装型ＬＥＤ
は、通常ＬＥＤチップとして、一般にＧａＡｓ系やＧａ
Ｐ系や窒化ガリウム系などの化合物半導体が用いられて
いるが、これらの化合物半導体を用いた場合には、逆方
向に印加される電圧に対して弱く、半導体層が破壊する
ことがある。とくに、窒化ガリウム系化合物半導体にお
いては、その逆方向の耐圧が３０〜５０Ｖ程度と低く逆
方向の印加電圧に対してとくに破壊しやすいこと、また
バンドギャップが大きいため、ＧａＡｓ系などを用いた
ＬＥＤチップより動作電圧も高くなること、などのため
交流電圧の印加でＬＥＤチップが破損したり、その特性
が劣化するという問題がある。

【０００４】更に、交流電圧を印加する駆動でなくて
も、外部からサージ電圧などの大きな電圧が印加される
場合、窒化ガリウム系化合物半導体では順方向電圧でも
１５０Ｖ程度で破壊されやすいという問題がある。

【０００５】これらの逆方向電圧や静電気の印加に対す
る破壊を防止するため、ＬＥＤチップが組み込まれる回
路内で、ＬＥＤチップと並列でＬＥＤチップと逆方向に
ツェナーダイオードチップを組み込むことが行われる場
合もある。しかし、回路内に組み込まれる前の製造工程
や出荷に伴う搬送工程、または回路基板に組み込む際な
どのハンドリング時に静電気で破壊されたり、外部回路
でＬＥＤチップの他にダイオードなどを組み込むスペー
スや工数を必要とするという問題がある。

【０００６】一方、表面実装型ＬＥＤは、縦×横が１.
６ｍｍ×２.５ｍｍ〜０.８ｍｍ×１.６ｍｍ程度と非常
に小形で、ダイオードなどを外付きで付属させるのは難
しく、内蔵するにも横に並べて配置すると基板の横幅を
大きくしなければならず、また一方の端子電極に縦に並
べて配置するとＬＥＤチップを基板の中央部に配置しに
くいか、ダイオードのワイヤボンディングをＬＥＤチッ
プを跨いで行わなければならず、発光の邪魔になったり
ワイヤの接触が生じやすいという問題がある。

【０００７】これらの問題を解決するために、小形で薄
型でありながら、逆方向電圧や静電気などのサージ電圧
の印加に対して強く、取扱が容易な表面実装型ＬＥＤが
近年開発されている。

【０００８】これは、図６に示すような表面実装型ＬＥ
Ｄであり、平面および断面図が図６（ａ）、（ｂ）に示
されるように、絶縁性基板６０の表面の両端部に第１お
よび第２の端子電極６１、６２が設けられ、第１の端子
電極６１の一端部は絶縁性基板６０の中央部付近まで延
びている。そして、第１の端子電極６１の先端部側にＬ
ＥＤチップ６３がボンディングされている。ＬＥＤチッ
プ６３のn型電極６９は第１の端子電極６１と、p型電極
６８は第２の端子電極６２と一体に形成されたパッド６
２ａと、それぞれ金線６４により接続されている。さら
に、第２の端子電極６２の先端部に保護素子であるツェ
ナーダイオードチップ６５がボンディングされ、第１お
よび第２の端子電極６１、６２間にＬＥＤチップ６３と
逆方向になるように電気的に接続されている。そして、
その周囲が内部のＬＥＤチップ６３やツェナーダイオー
ドチップ６５を含め、ＬＥＤチップ６３により発光する
光を透過する透明または乳白色のエポキシ樹脂などの樹
脂パッケージ６６により覆われている。図６（ｂ）で
は、樹脂パッケージ６６の外周にさらに反射ケース６７
が設けられている。

【０００９】この構造にすることにより、比較的チップ
面積の大きいＬＥＤチップが第１の端子電極上にマウン
トされ、保護素子が第２の端子電極にマウントされてい
るため、ＬＥＤチップを表面実装型ＬＥＤのほぼ中心部
に配置しながら保護素子を内蔵することができる。

【００１０】前記ＬＥＤチップが窒化ガリウム系化合物
半導体からなり、前記保護素子がツェナーダイオードチ
ップであれば、とくに逆電圧に弱く、また順方向でも高
電圧の印加に弱い窒化ガリウム系化合物半導体が用いら
れる青色系の表面実装型ＬＥＤにおいて、逆電圧やサー
ジ電圧などの印加に対して保護されるため好ましい。保
護素子としてツェナーダイオードチップが用いられるこ
とにより、ＬＥＤチップに順方向にサージなどの高電圧
が印加されてもツェナーダイオードチップのツェナー特
性により、ＬＥＤチップにダメージを与えることなく保
護されると共に、通常の動作には何等の異常を来さな
い。ここで言う窒化ガリウム系化合物半導体とは、III
族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物またはIII 族元
素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族元素と置
換した化合物からなる半導体をいう。

【００１１】更に、絶縁性基板６０は、たとえばガラス
クロスに耐熱性のＢＴ樹脂を含浸させたＢＴレジンなど
の絶縁性の基板からなっておりＬＥＤチップ６３は、た
とえば青色系（紫外領域から黄色領域の発光波長）の発
光色を有する窒化ガリウム系チップである。

【００１２】図７は図６の変形例を示す図で、図６
（ａ）と同様に樹脂パッケージの部分を除去した平面説
明図である。この例は、第２の端子電極６２の一部を第
１の端子電極６１の側部まで延ばし、その延出部６２ｂ
にツェナーダイオードチップ６５が設けられたものであ
る。この構造にすることにより、第１の端子電極６１と
ツェナーダイオードチップ６５の正電極とを接続する金
線６４を短くすることができ、接触事故などを防止しや
すい。すなわち、このような構造にしても、ＬＥＤチッ
プ６３が一方の第１の端子電極６１に設けられ、ツェナ
ーダイオードチップ６５が他方の第２の端子電極６２に
設けられているため、ＬＥＤチップ６３を絶縁性基板６
０のほぼ中央部に配置しながら保護素子６５を内蔵する
ことができる。

【００１３】このようにＬＥＤチップ６３とツェナーダ
イオードチップ６５とがそれぞれ別々の端子電極にボン
ディングされているため、ＬＥＤチップ６３がほぼ中央
に配置されると共に、保護素子が内蔵された小形の表面
実装型ＬＥＤを実現できる。この保護素子が内蔵された
表面実装型ＬＥＤは、図８にその等価回路図が示されて
いるように、ＬＥＤチップ６３と並列にツェナーダイオ
ードチップ６５がその極性がＬＥＤチップ６３と逆にな
るように接続されている。そのため、ＬＥＤチップ６３
を駆動する電源が交流電源であっても、ＬＥＤチップ６
３に順方向の電圧になる位相のときは、ツェナーダイオ
ードチップ６５には逆方向電圧でツェナー電圧より低い
電圧であるため電流は流れず、ＬＥＤチップ６３に電流
が流れて発光する。

【００１４】また、交流電源がＬＥＤチップ６３に逆方
向の電圧になる位相のときは、ツェナーダイオードチッ
プチップ６５を介して電流が流れる。そのため、交流電
圧がＬＥＤチップ６３に対して逆方向の電圧の位相とな
るときでも、ＬＥＤチップ６３には逆方向の電圧は殆ど
印加されない。また、静電気が印加される場合、その静
電気がＬＥＤチップ６３の逆方向であればツェナーダイ
オードチップ６５を介して放電し、ＬＥＤチップ６３に
順方向である場合はその電圧がツェナー電圧より高けれ
ばツェナーダイオードチップ６５を介して放電するため
ＬＥＤチップ６３を保護し、ツェナー電圧より低ければ
ＬＥＤチップ６３を介して放電するが、その電圧は低い
電圧であるためＬＥＤチップ６３を損傷することはな
い。その結果、逆方向の電圧や静電気のサージに対して
弱いＬＥＤチップ６３であってもＬＥＤチップ６３に高
い電圧が印加されず、ＬＥＤチップ６３を破損したり、
劣化させたりすることがない。

【００１５】一方、表面実装型ＬＥＤでは、ＬＥＤチッ
プ６３が第１の端子電極６１にボンディングされて、ツ
ェナーダイオードチップチップ６５は第２の端子電極６
２の空いている部分を利用してボンディングされている
ため、両方のチップを近付け過ぎて光を遮断したり（ツ
ェナーダイオードチップの方が背が高いためすぐ隣に配
置されるとその方向の光が遮断される）、ダイボンディ
ング材の流れなどによる接触事故（両方のチップ間にダ
イボンディング材がセリ上がってショートする虞れがあ
る）や、ワイヤボンディング不良の発生（端子電極上に
ダイボンディング材が流れるとワイヤボンディングをし
辛くなったり、ワイヤボンディングをすることができな
くなる）などを防止することができる。その結果、小形
で薄型の、しかも静電気や逆方向の電圧の印加に対して
非常に強い保護素子が内蔵された表面実装型のＬＥＤチ
ップが得られる。

【００１６】また、前述の実施例では、透明樹脂の部分
に保護素子が設けられていたが、反射ケースの下に保護
素子の少なくとも一部を設けるようにすれば、ＬＥＤチ
ップからの光が遮られることなく上方に反射させること
ができる。更に、保護素子の高さがＬＥＤチップの高さ
より低くなるように、保護素子の下に凹部を形成して凹
部内に保護素子をボンディングしたり、ＬＥＤチップの
下にスペーサを介してＬＥＤチップの上面が高くなるよ
うにボンディングすることにより、保護素子による光の
遮光の影響を少なくすることができる。

【００１７】また、前述の実施例では、ＬＥＤチップ６
３の周囲を被覆する樹脂パッケージ６６の外周に反射ケ
ース６７を備えるタイプであったが、反射ケースを備え
ないで、ＬＥＤチップ６３で発光する光に対して透明な
樹脂だけで被覆する構造の表面実装型ＬＥＤであっても
同様である。

【００１８】このように、ＬＥＤチップと保護素子が別
々の端子電極上にマウントされているため、ＬＥＤチッ
プがほぼ中央に配置されて輝度を充分に保持しながら保
護素子を内蔵した小形の表面実装型ＬＥＤが得られる。
その結果、逆方向電圧の印加や静電気による高電圧の印
加に対しても損傷することがなく、信頼性が大幅に向上
する薄型のＬＥＤチップが得られる。また、素子内に内
蔵されているため、半製品や製品の状態での取扱もアー
スバンドの使用や静電気除去の特別な注意を払う必要が
なくなり、作業効率が大幅に向上する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年更に携帯
電話やＰＨＳ等の携帯電気製品の小型化によりさらに小
型な表面実装型ＬＥＤが必要とされており、前述したよ
うな従来のＬＥＤチップを被覆する樹脂パッケージの外
周に反射ケースを備えたり、ＬＥＤチップの発光する光
に対して透明な樹脂だけで被覆する構造の表面実装型Ｌ
ＥＤにおいて、反射ケースの下に保護素子の少なくとも
一部を設けたり、保護素子の下に凹部を形成し、ボンデ
ィングしたり、ＬＥＤチップの下にスペーサーを介して
ＬＥＤチップの上面が保護素子より高くなるようにボン
ディングしたとしても絶縁性基板上面側にＬＥＤチップ
と保護素子とを実装していることにかわりなく、実装す
るための絶縁性基板面積が大きくなってしまいニ−ズに
あった超小型で且つ静電対策を施した表面実装型ＬＥＤ
を得ることが出来なかった。

【００２０】本出願は、簡単な構成で上記の問題点を解
決し、超小型で静電対策を施した表面実装型ＬＥＤを提
供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本出願は、窒化ガリウム
系化合物半導体を実装する静電対策表面実装型ＬＥＤに
おいて、絶縁性基板表面に第一の端子電極と第二の端子
電極を配置して、該絶縁性基板の表面に前記窒化ガリウ
ム系化合物半導体を実装し、該窒化ガリウム系化合物半
導体に設けられたｐ型電極およびｎ型電極と該第一の端
子電極および第二端子電極に夫々電気的に接続され、該
絶縁性基板の下部に該第一の端子電極および第二の端子
電極と導通する第一および第二の下部端子電極が設けら
れ、該窒化ガリウム系化合物半導体の保護素子を該第一
及び第二の下部端子電極に電気的に接続して前記絶縁性
基板の表面の略中心位置に前記窒化ガリウム系化合物半
導体を配置し、前記電気的接続が導電性ワイヤや、少な
くとも導電性のバンプまたは、導電性ペ−スト、異方性
導電膜によって行われることを特徴とする静電対策表面
実装型ＬＥＤである。

【００２２】前記保護素子は、少なくともツェナーダイ
オ−ド、トランジスタのダイオード接続、ＭＯＳＦＥＴ
およびそれらの複合素子、ＩＣの内の一つを使用して前
記窒化ガリウム系化合物半導体と並列で逆方向に接続さ
れており、前記絶縁性基板は、下部に該保護素子を実装
できる空間を設けている静電対策表面実装型ＬＥＤであ
る。このように、静電対策表面実装型ＬＥＤの下部に保
護素子を設ける構造にすることで超小型な静電対策表面
実装型ＬＥＤを提供することを目的としている。

【００２３】

【発明の実施形態】本出願の静電対策表面実装型ＬＥＤ
の第一の実施形態を図１に示す。（ａ)は、静電対策表
面実装型ＬＥＤの正面図であり、(ｂ)は側面図であり、
(ｃ)および(ｃ’)は、裏面図を示す。絶縁性基板１０
と、該絶縁性基板１０の表面の両端部に設けられる第１
および第２の端子電極１、２と、前記第１および第２の
端子電極１、２の一方にマウントされ、n型電極９およ
びp型電極８がそれぞれ前記第１および第２の端子電極
１，２と電気的に接続されるＬＥＤチップ３と、前記第
１および第２の端子電極１、２と導通する第一及び第二
の下部端子電極１a、２aが接続されるツェナーダイオー
ドチップ５とからなり、該ツェナーダイオードチップ５
は前記ＬＥＤチップ３に印加され得る少なくとも逆方向
電圧に対して前記ＬＥＤチップ３を保護するように前記
第１および第２の端子電極１、２と導通する第一および
第二の下部端子電極１a、２a間に電気的に接続されてい
る。

【００２４】絶縁性基板１は、周知の耐熱性のプリント
基板などを使用しており、たとえばガラスクロスに耐熱
性のＢＴ樹脂を含浸させたＢＴレジンなどの絶縁性の基
板からなっているが、ＬＥＤチップ３を実装する面に対
して反対側の面にツェナーダイオードチップ５を実装す
る空間７を設ける為に、絶縁体又は金属製のスペーサー
１０ａ等接合して裏面に凹部を設ける。前記凹部には、
第１および第２の端子電極１、２が、引き回された第一
及び第二の下部端子電極１a、２aが形成され該凹部内に
ツェナーダイオードチップ５が実装できるようになって
いる。

【００２５】ＬＥＤチップ３を図１（ａ）、（ｂ）に示
されるように、第１の端子電極１の先端部にボンディン
グし、n型電極９およびp型電極８がそれぞれ第１の端子
電極１および第２の電極２と電気的に接続されるよう
に、金線４によりワイヤボンディングをする。また、ツ
ェナーダイオードチップ５を前記凹部内まで引き延ばさ
れた第２の下部端子電極２aにボンディングし、その正
電極を該凹部内まで引き延ばされた第１の下部端子電極
１aと金線４により電気的に接続する。このとき、負電
極はダイボンディングの際の導電性接着剤により第２の
下部端子電極２aと電気的に接続されている。そして、
絶縁性基板１０の表面は、ＬＥＤチップ３により発光す
る光を透過する透明または乳白色のエポキシ樹脂６など
によりＬＥＤチップ３を畝状にモールドし、裏面は、凹
部内のツェナーダイオードチップ５の金線４が外れない
ように樹脂モールド６を施す。このとき、表面実装型Ｌ
ＥＤの裏面の空間７（裏面凹部）から樹脂があふれない
ように形成される。この様にして、樹脂モールド６で被
覆された表面実装型ＬＥＤを得る。

【００２６】(ｃ)および(ｃ’)の、裏面図は、夫々どち
らも空間７が凹部であるが、詳細には溝状になってお
り、(ｃ)および(ｃ’)のように適宜第一および第二の下
部電極１a、２aの形状が、選択可能である。また（ｃ）
および(ｃ’)は、スペーサー１０aの形を変えることで
空間７の凹部を円筒状に適宜変更可能である。もちろん
円筒状でなく四角柱状などの角柱状としてもよい。

【００２７】また、ここで窒化ガリウム系のＬＥＤチッ
プについて簡単に説明する。ＬＥＤチップ３は、周知の
青色系（紫外領域から黄色領域の発光波長）の発光色を
有するチップの一例の断面図が図５に示されるように形
成される。すなわち、サファイア（Ａｌ₂ Ｏ₃ 単結晶）
などからなる基板５１の表面に、ＧａＮからなる低温バ
ッファ層５２が０.０１〜０.３μｍ程度、クラッド層と
なるｎ型層５３が１〜６μｍ程度、ＩｎＧａＮ系（Ｉｎ
とＧａの比率が種々変わり得ることを意味する、以下同
じ）化合物半導体からなる活性層５４が０.０２〜０.５
μｍ程度、ｐ型のＡｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率が種
々変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半導体
層５５ａおよびＧａＮ層５５ｂからなるｐ型層（クラッ
ド層）５５が０.２〜２μｍ程度、それぞれ順次積層さ
れて、その表面に電流拡散層５７を介してp型電極５８
が形成されている。また、積層された半導体層５３〜５
５の一部が除去されて露出したｎ形層５３にn型電極５
９が設けられることにより形成されている。

【００２８】ツェナーダイオードチップ５は、周知のよ
うに通常のシリコン半導体などからなり、不純物濃度の
高い半導体のｐｎ接合に大きい逆方向電圧を印加すると
電子がトンネル効果によってｐｎ接合を通って流れる現
象を利用したものである。この逆方向の電流が流れ始め
る電圧（ツェナー電圧）はその不純物濃度により設定さ
れる。したがって、このツェナー電圧をＬＥＤチップ３
の動作電圧より高い所定の電圧に設定しておけば、ＬＥ
Ｄチップ３とツェナーダイオードチップ５とが並列で逆
方向になるように第１および第２の端子電極１、２に接
続することにより、ＬＥＤチップ３の動作に支障を来す
ことはなくなる。

【００２９】この様に、絶縁性基板の下部に空間を設け
その空間にツェナーダイオードチップ等の保護素子を配
置することで、簡単に超小型な静電対策表面実装ＬＥＤ
を提供できる。また、スペーサにより空間を設けるので
絶縁性基板を加工する必要もない。更に金属製のスペ−
サーを使用することにより放熱作用が期待できる。

【００３０】次に本出願の第二の実施形態を図２に示
す。図１同様で（ａ)は、静電対策表面実装型ＬＥＤの
正面図であり、(ｂ)は側面図であり、(ｃ)および(ｃ’)
は、裏面図を示す。第一の実施形態と同様に絶縁性基板
１０と、該絶縁性基板１０の表面の両端部に設けられる
第１および第２の端子電極１、２と、第１および第２の
端子電極１、２の一方にマウントされ、n型電極９およ
びp型電極８がそれぞれ前記第１および第２の端子電極
１，２と電気的に接続されるＬＥＤチップ３と、第１お
よび第２の下部端子電極１ａ、２ａに接続されるツェナ
ーダイオードチップ５とからなり、該ツェナーダイオー
ドチップ５は前記ＬＥＤチップ３に印加され得る少なく
とも逆方向電圧に対して前記ＬＥＤチップ３を保護する
ように第１および第２の下部端子電極１ａ、２ａの間に
電気的に接続されている。

【００３１】絶縁性基板１０は、周知の耐熱性のプリン
ト基板などを使用しており、表面にＬＥＤチップ３を実
装し、裏面にツェナーダイオードチップ５を実装する空
間７を設ける為に、絶縁性基板１０に一体成形等により
加工し凹部を設ける。前記凹部には、第１および第２の
下部端子電極１ａ、２ａが、第一および第二の端子電極
１、２より引き回され該凹部内にツェナーダイオードチ
ップ５が実装できるようになっている。

【００３２】ＬＥＤチップ３とツェナーダイオードチッ
プの実装方法や樹脂のモ−ルドは、第一の実施形態と同
様なので省略する。（ｃ）および(ｃ’)の、裏面図は、
夫々どちらも空間７が凹部であるが、詳細には溝状にな
っており、(ｃ)および(ｃ’)のように適宜第一および第
二の下部端子電極１a、２aの形状が選択可能である。ま
た、絶縁性基板１０は、裏面に空間７が形成されるよう
に一体成形によって形成されているか、平板状の絶縁性
基板の裏面を加工することで空間７が形成されるされて
いる。空間７は、凹部となっており前述したように詳細
には、溝状となっており、一体成形か切り欠き加工によ
って形成される。また、図示しないが、凹部が溝状でな
くても、円柱状でも四角柱状などの角柱状でも設計者
が、樹脂注入しやすい形状によって決定されるものであ
る。窒化ガリウム系のＬＥＤチップ３及びツェナーダイ
オードチップ５については、第一の実施形態で簡単に説
明したので省略する。

【００３３】この様に、絶縁性基板の下部に空間を設け
その空間にツェナーダイオードチップ等の保護素子を配
置することで、簡単に超小型な静電対策表面実装ＬＥＤ
を提供できる。更に一体成形により下部に空間を設けた
絶縁性基板を使用するので工程も簡略化する。また、一
体成形でなく切欠き加工でもよい。

【００３４】次に本出願の静電対策表面実装型ＬＥＤの
第三の実施形態を図３に示す。（ａ)は、静電対策表面
実装型ＬＥＤの正面図であり、(ｂ)はＡ−Ａ断面図であ
り、(ｃ)および(ｃ’)は、裏面図を示す。絶縁性基板１
０と、該絶縁性基板１０の表面の両端部に設けられる第
１および第２の端子電極１、２と、前記第１および第２
の端子電極１、２の一方にマウントされ、n型電極９お
よびp型電極８がそれぞれ前記第１および第２の端子電
極１，２と電気的に接続されるＬＥＤチップ３と、前記
第一および第二端子電極１、２と導通する第１および第
２の下部端子電極１a、２a接続されるツェナーダイオー
ドチップ５とからなり、該ツェナーダイオードチップ５
は前記ＬＥＤチップ３に印加され得る少なくとも逆方向
電圧に対して前記ＬＥＤチップ３を保護するように前記
第１および第２の下部端子電極１a、２aの間に電気的に
接続されている。

【００３５】絶縁性基板１０は、周知の耐熱性のプリン
ト基板などを使用しており、表面にＬＥＤチップ３を実
装し裏面にツェナーダイオードチップ５を実装する空間
７を設ける為に、絶縁体及び金属製のスペーサー１０ａ
等接合して裏面に凹部を設ける。前記凹部には、第１お
よび第２の下部端子電極１ａ、２ａが、第一および第二
の端子電極１、２より引き回され該凹部内にツェナーダ
イオードチップ５が実装できるようになっている。

【００３６】ＬＥＤチップ３は、図３（ａ）、（ｂ）に
示されるように、第１と第２の電極１、２の先端部に金
バンプ４ａや特に図示しないが、導電性ペーストや異方
性導線膜でフェースダウンボンディングし、n型電極９
およびp型電極８がそれぞれ第１の端子電極１および第
２の電極２と電気的に接続さている。また、ツェナーダ
イオードチップ５を前記凹部内まで引き延ばされた第２
の下部端子電極２ａにボンディングし、その正電極を該
凹部内まで引き延ばされた第１の下部端子電極１ａと金
線４により電気的に接続する。このとき、負電極はダイ
ボンディングの際の導電性接着剤により第２の下部端子
電極２ａと電気的に接続されている。そして、絶縁性基
板１０の表面は、ＬＥＤチップ３により発光する光を透
過する透明または乳白色のエポキシ樹脂６などによりＬ
ＥＤチップ３を畝状にモールドし、裏面は、凹部内のツ
ェナーダイオードチップ５の金線４が外れないように樹
脂モールド６する。このとき、表面実装型ＬＥＤの裏面
の空間７（裏面凹部）から樹脂があふれないように形成
される。この様にして、樹脂モールド６で被覆された表
面実装型ＬＥＤを得る。

【００３７】(ｃ)および(ｃ’)の、裏面図は、夫々どち
らも空間７が凹部であるが、詳細には溝状になってお
り、(ｃ)および(ｃ’)のように第一および第二の下部端
子電極１a、２aの形状が、適宜選択可能である。また、
（ｃ）及び(ｃ’)は、スペーサーの形を変えることで空
間７の凹部を円柱状に適宜変更可能である。もちろん円
柱状でなく四角柱状などの角柱状としてもよい。窒化ガ
リウム系のＬＥＤチップ３とツェナーダイオードチップ
５については、第一の実施形態で説明済みであるので省
略する。

【００３８】この様に、絶縁性基板の下部に空間を設け
その空間にツェナーダイオードチップ等の保護素子を配
置することで、簡単に超小型な静電対策表面実装ＬＥＤ
チップを提供できる。また、スペーサにより空間を設け
るので絶縁性基板を加工する必要もない。更に、フィー
スダウンボンディングによりワイヤボンディングによる
高さの無駄を省きより薄い超小型静電対策ＬＥＤを得る
ことができる。

【００３９】次に本出願の静電対策表面実装型ＬＥＤ第
四の実施形態を図４に示す。図３同様で（ａ)は、静電
対策表面実装型ＬＥＤの正面図であり、(ｂ)はＡ−Ａ断
面図であり、(ｃ)および(ｃ’)は、裏面図を示す。第一
の実施形態と同様に絶縁性基板１と、該絶縁性基板１の
表面の両端部に設けられる第１および第２の端子電極
１、２と、前記第１および第２の端子電極１、２の一方
にマウントされ、n型電極９およびp型電極８がそれぞれ
前記第１および第２の端子電極１，２と電気的に接続さ
れるＬＥＤチップ３と、前記第１および第２の下部端子
電極１ａ、２ａに接続されるツェナーダイオードチップ
５とからなり、該ツェナーダイオードチップ５は前記Ｌ
ＥＤチップ３に印加され得る少なくとも逆方向電圧に対
して前記ＬＥＤチップ３を保護するように前記第１およ
び第２の下部端子電極１ａ、２ａの間に電気的に接続さ
れている。

【００４０】絶縁性基板１０は、周知の耐熱性のプリン
ト基板などを使用しており、表面にＬＥＤチップ３を実
装し、裏面にツェナーダイオードチップ５を実装する空
間７を設ける為に、絶縁性基板１０に一体成形等により
加工し凹部を設ける。前記凹部には、第１および第２の
端子電極１、２が、引き回され該凹部内にツェナーダイ
オードチップ５が実装できるようになっている。

【００４１】ＬＥＤチップ３とツェナーダイオードチッ
プの実装方法や樹脂のモ−ルドは、第三の実施形態と同
様なので省略する。（ｃ）および(ｃ’)の、裏面図は、
夫々どちらも空間７が凹部であるが、詳細には溝状にな
っており、(ｃ)および(ｃ’)のように第一および第二の
下部端子電極１a、２aの形状が、適宜選択可能である。
また、絶縁性基板１０は、裏面に空間７が形成されるよ
うに一体成形によって形成されているか、平板状の絶縁
性基板の裏面を加工することで空間７が形成されるされ
ている。前記したように空間７は、凹部であり溝状とな
っており、一体成形か切り欠き加工によって形成され
る。また、図示しないが、凹部が溝状でなくても、円柱
状でも四角柱状などの角柱状でも設計者が、樹脂注入し
やすい形状によって決定されるものである。窒化ガリウ
ム系のＬＥＤチップ３及びツェナーダイオードチップ５
については、第一の実施形態で簡単に説明したので省略
する。

【００４２】前述の実施形態では、保護素子としてツェ
ナーダイオードチップを用いたが、チップでなくてパッ
ケージングされた製品状のものを使用してもよい。ま
た、ツェナーダイオードチップでなくても通常のダイオ
ードでも、ＬＥＤチップに対する逆方向の電圧に対して
保護することができる。さらに、ダイオードでなくて
も、トランジスタをダイオード接続したものや、ＭＯＳ
ＦＥＴのゲートとソースまたはドレインとを接続したも
の、またはこれらを組み合わせてツェナーダイオードチ
ップと同様に両方向に保護する複合素子またはＩＣな
ど、ダイオードと同様にＬＥＤチップを保護することが
できる素子であればよい。また、前述の例では、空間７
を樹脂モールドしたがしなくても実現できる。

【００４３】この様に、絶縁性基板の下部に空間を設け
その空間にツェナーダイオードチップ等の保護素子を配
置することで、簡単に超小型な静電対策表面実装ＬＥＤ
を提供できる。また、一体成形により下部に空間を設け
た絶縁性基板を使用するので工程も簡略化する。更に、
フェースダウンボンディングによって、ＬＥＤチップを
実装することでより薄い超小型な静電対策表面実装型Ｌ
ＥＤを得ることができる。

【００４４】従来の静電対策表面実装型ＬＥＤでは、Ｌ
ＥＤチップをほぼ中央に配置して輝度を充分に保持しな
がら保護素子を絶縁体表面に内蔵していたため、絶縁性
基板の面積が大きくなってしまい超小形の静電対策表面
実装型ＬＥＤが得られなかったが、このように本発明で
は、今までに無い更に超小型で薄い静電対策表面実装型
ＬＥＤを得ることが可能になった。

【００４５】

【発明の効果】従来では、小型な静電対策ＬＥＤは、絶
縁性基板の表面側にＬＥＤチップと保護素子を実装しＬ
ＥＤチップを略中央に配置して輝度を充分に保持してい
たが、本発明では、絶縁基性基板の下部に空間を設けそ
の空間にツェナーダイオードチップ等の保護素子を配置
することで、簡単にＬＥＤチップを略中央に配置して輝
度を充分に保持しつつ今までに無い超小型な静電対策表
面実装ＬＥＤを得ることができる。また、フェースダウ
ンボンディングによって、ＬＥＤチップを実装すること
でより薄い超小型な静電対策表面実装型ＬＥＤを得るこ
とも可能である。更に、スペ−サーを用いて空間を形成
することで絶縁性基板を加工する必要がなく工程が簡略
化すると共に、金属製スペーサーを使用することによる
放熱作用が期待される。一方、一体成形により下部に空
間を設けた絶縁性基板を使用することでも工程が簡略化
する。また、切り欠き加工によっても簡単に実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】・・・本発明の第一の実施形態の図を示す。（ａ）正面図を示す。（ｂ）側面図を示す。（ｃ）裏面図を示す。（ｃ’）変形例の裏面図を示す。

【図２】・・・本発明の第二の実施形態の図を示す。（ａ）正面図を示す。（ｂ）側面図を示す。（ｃ）裏面図を示す。（ｃ’）変形例の裏面図を示す。

【図３】・・・本発明の第三の実施形態の図を示す。（ａ）正面図を示す。（ｂ）側面図を示す。（ｃ）裏面図を示す。（ｃ’）変形例の裏面図を示す。

【図４】・・・本発明の第四の実施形態の図を示す。（ａ）正面図を示す。（ｂ）側面図を示す。（ｃ）裏面図を示す。（ｃ’）変形例の裏面図を示す。

【図５】・・・窒化ガリウム系ＬＥＤの簡単な構造図を示
す。

【図６】・・・従来の静電対策表面実装型ＬＥＤの図を示
す。（ａ）正面図を示す。（ｂ）側面図を示す。

【図７】・・・従来の静電対策表面実装型ＬＥＤの図を示
す。

【図８】・・・静電対策表面実装型ＬＥＤの等価回路図を
示す。

【符号の説明】

１、６１・・第一の端子電極２、６２・・第二の端子電極６２ａ・・延出部３、６３・・ＬＥＤチップ４、６４・・金線４ａ・・金バンプ５、６５・・ツェナーダイオードーチップ（保護素子）６・・樹脂モールド（透明または、乳白色のエポキシ樹
脂）６６・・樹脂パッケージ７・・空間（絶縁性基板の下部空間）８、５８、６８・・p型電極９、５９、６９・・n型電極６７・・反射ケース１０、６０・・絶縁性基板１０ａ・・スペーサー５１・・基板（サファイア）５２・・ＧaNa低温バッファー層５３・・n型ＩｎＧａＮａクラッド層５４・・p型ＩｎＧａＮａ活性層５５・・p型クラッド層５５ａ・・p型ＡｌＧａＮａ層５５ｂ・・p型ＧａＮａ層５７・・電流拡散層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化合物半導体を実装する静電対策表面実装
型ＬＥＤにおいて、絶縁性基板表面に第一の端子電極と
第二の端子電極を配置して、該絶縁性基板の表面に前記
化合物半導体を実装し、該化合物半導体に設けられたｐ
型電極およびｎ型電極と該第一の端子電極および第二端
子電極に夫々電気的に接続され、該絶縁性基板の下部に
該第一の端子電極および第二の端子電極と導通する第一
および第二の下部端子電極が設けられ、該化合物半導体
の保護素子を該第一及び第二の下部端子電極に電気的に
接続して設けたことを特徴とする静電対策表面実装型Ｌ
ＥＤ。
【請求項２】前記化合物半導体が窒化ガリウム系化合物
半導体であることを特徴とする請求項１記載の静電対策
表面実装型ＬＥＤ。
【請求項３】前記絶縁性基板の表面の略中心位置に前記
化合物半導体を配置することを特徴とする請求項１〜２
記載の静電対策表面実装型ＬＥＤ。
【請求項４】前記電気的接続が導電性ワイヤによって行
われることを特徴とする請求項１〜３記載の静電対策表
面実装型ＬＥＤ。
【請求項５】前記電気的接続が少なくとも導電性のバン
プまたは、導電性ペ−スト、異方性導電膜によって行わ
れることを特徴とする請求項１〜３記載の静電対策表面
実装型ＬＥＤ。
【請求項６】前記保護素子は、少なくともツェナーダイ
オ−ド、トランジスタのダイオード接続、ＭＯＳＦＥＴ
およびそれらの複合素子、ＩＣの内の一つを使用して前
記窒化ガリウム系化合物半導体と並列で逆方向に接続さ
れていることを特徴とする請求項１〜５記載の静電対策
表面実装型ＬＥＤ。
【請求項７】前記絶縁性基板は、下部に保護素子を実装
できる空間を設けていることを特徴とする請求項１〜６
記載の静電対策表面実装型ＬＥＤ。