KR101115125B1 - 전기 서지 보호기능을 제공하는 탑재 구조물 - Google Patents

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센서 일렉트로닉 테크놀로지, 인크
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Abstract

탑재 구조물을 이용하여 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하는 솔루션이 제공된다. 특히, 탑재 구조물은 전도성 물질을 포함하며, 보호될 전자 장치에 전기적으로 연결된다. 전도성 물질 및/또는 탑재 구조물은 노말 동작 중에, 전자 장치의 악영향을 미치는 동작으로부터 탑재 구조물을 보호하는 하나 이상의 속성을 가질 수 있다. 그러나 이는 탑재 구조물이 전기 서지 상태에서 전기 경로를 제공하도록 한다.

Description

전기 서지 보호기능을 제공하는 탑재 구조물{Mounting Structure Providing Electrical Surge Protection}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하는 탑재 구조물에 관한 것이다.
전자 장치를 통한 전기 서지(electric surge) 및/또는 정전기적 방전이 전자 장치의 고장을 일으킬 수 있다. 결과적으로, 전자 회로는 전기 서지 및 정전기 방전으로 인한 전자 장치 손상을 방지하는 보호 회로를 포함한다. 전형적으로, 제너 다이오드, p-i-n 다이오드 또는 쇼트키 다이오드와 같은 다이오드가 전자 회로에 포함되어, 더 민감한 전자 장치를 보호한다. 그러나, 이러한 해결책(또는 솔루션)은 추가적인 회로 소자를 필요로 하고 따라서 전자 회로의 비용 및 복잡성을 증가시킨다.
전자 회로에서, 전자 장치는 종종 서브마운트(submount) 상에 장착된다. 전형적으로, 서브마운트는 효과적인 열 제거를 위해 좋은 열 전도성을 가지며, 전자 장치의 과열 및 이에 따른 고장을 방지한다. 서브마운트는 결합 와이어(bonded wires)를 사용하여 전자 장치의 콘택트에 전기적으로 연결된 콘택트 패드를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 서브마운트는 일반적으로 비전도성(즉 절연) 물질을 포함하여 둘 이상의 전자 장치 콘택트의 단락을 방지할 수 있다. 현재, 전자 장치를 전기 서지, 전자기적 방전 등으로부터 보호하는데 서브마운트가 사용되지 않는다.
위와 같은 면에서, 본 발명이 속하는 분야에서 이러한 하나 이상의 결점을 해결할 필요성이 존재한다.
본 발명은 탑재 구조물(mounting structure)을 이용하여 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하는 솔루션을 제공한다. 특히, 탑재 구조물은 전도성 물질을 포함하며, 보호되는 전자 장치에 전기적으로 연결된다. 전도성 물질 및/또는 탑재 구조물은, 보통(normal) 동작 중에 전자 장치의 동작에 나쁜 영향을 주는 것으로부터 탑재 구조물을 보호하는 하나 이상의 속성(properties)을 포함할 수 있다. 그러나 탑재 구조물이 전기 서지 상태에서 선택적인 전기 경로를 제공하도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 추가 회로 소자를 사용하지 않고, 전자 장치가 전기 서지로부터 보호될 수 있다.
본 발명의 제 1 측면은, 전기 회로를 제공하는 것이다. 이 전기 회로는 전자 장치, 그리고 탑재 구조물을 포함하고, 탑재 구조물은 전도성 물질을 포함하며, 전자 장치에 연결된 전기 연결을 가진다. 여기서 탑재 구조물은 전자 장치를 전기 서지로부터 보호한다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면 전자 장치에 대한 탑재 구조물을 제공한다. 이는 전도성 물질을 포함하는 서브마운트를 포함하고, 전자 장치에 서브마운트를 전기적으로 연결하는 수단을 포함한다. 여기서, 서브마운트는 전기 서지로부터 전지적으로 연결된 전자 장치를 보호하도록 구성된다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 전기 회로를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 전도성 물질을 포함하는 탑재 구조물을 획득하는 단계와, 그리고 탑재 구조물에 전기 장치를 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 이 경우에, 탑재 구조물은 전기 서지로부터 전자 장치를 보호한다.
본 발명의 예시적인 측면들은 위와 같은 문제점 중 하나 이상 및/또는 논의되지 않은 다른 문제점들을 해결하기 위한 것이다.
본 발명이 온전히 이해되고 실질적인 효과를 내기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예(이에 제한되는 것은 아님)를 첨부된 도면을 참조하여, 이하에서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑재 구조 및 전자 장치의 다른 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 전기 회로의 등가 회로도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 능동형 전자 장치, 탑재 구조물, 및 복합 전자 장치와 탑재 장치의 전류-전압 특성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 전기 회로의 등가 회로도를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라, 능동형 전자 장치 및 탑재 구조물에 연결된 능동형 전자 장치의 전류-전압 특성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 전자 장치 및 탑재 구조물의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면 및 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
위에 언급한 바와 같이, 본 발명은 탑재 구조물을 사용하여 전지 서지로부터 전자 장치를 보호하는 솔루션을 제공한다. 특히, 탑재 구조물은 전도성 물질을 포함하고, 보호되는 전기 장치에 전기적으로 연결된다. 전도성 물질 및/또는 탑재 구조물은, 노말 동작 중에, 전자 장치의 동작에 부정적 영향을 미치는 것으로부터 탑재 구조물을 보호하는 하나 이상의 속성을 포함할 수 있으나, 탑재 구조가 전기 서지 상태에서 선택적인 전기 경로를 제공하도록 하는 것도 가능하다. 이러한 방식으로, 전자 장치는 추가적인 회로 소자를 이용하지 않고도, 전기 서지로부터 전자 장치를 보호할 수 있다. 이 명세에 사용된 바와 같이, 특별한 언급이 없으면, "세트(set)"란 용어는 하나 이상을 의미하며, "어떤 솔루션(any solution)"이란 문구는 현재에 알려진 또는 후에 개발될 솔루션을 의미한다.
다시 도 1을 참조하면, 도 1을 본 발명의 실시예에 따라 전기 회로(10)를 나타내는 도면이다. 전기 회로(10)는 탑재 구조물(12)과 전자 장치(14)를 포함한다. 탑재 구조물(12)은 한 세트의 콘택트 패드(16A-B)를 포함하고, 이는 결합 와이어(18A-B)를 사용하여 전자 장치(14)를 위한 전기 콘택트에 각각 연결될 수 있다. 콘택트 패드(16A-B) 및 결합 와이어(18A-B)가 탑재 구조물(12)을 병렬로 전자 장 치(14)에 전기적으로 연결한다. 하나의 전자 장치(14)가 도시되고 이에 대해 설명하였으나, 여러 개의 전자 장치(14)가 병렬, 직렬 및/또는 개개의 전기 회로 내의 탑재 구조물(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 추가로, 전자 장치(14)가 두 개의 전기 콘택트를 가지는 것으로 도시되며, 탑재 구조물(12)이 두 개의 패드(16A-B)를 가지는 것으로 도시되나, 콘택트 및/또는 콘택트 패드(16A-B)의 수가 변경될 수 있음은 본 발명의 분야의 기술업자가 쉽게 이해할 수 있다. 그럼에도, 패드(16A-B)는 어떤 솔루션을 사용하더라도, 전자 장치(14)와 (따라서 탑재 장치(12)와), 하나 이상의 추가적인 전자 장치(42)를 연결하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 어떤 솔루션을 사용하더라도, 전자 장치(14)(따라서 탑재 장치(12))가 전원(40)에 연결될 수 있다.
전자 장치(14)는 어느 유형의 전자 장치든지 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(14)는 두 개의 상태를 가지는 전력 반도체 장치와 같은 전자 장치를 포함한다. 두 개의 상태는, 장치 전류가 하이( high)인 온 상태 및 장치 전류가 로(low)인 오프 상태이다. 이러한 경우에, 전자 장치(14)는 역방향 전압 바이어스에 비해 순방향 바이어스 전압의 경우 더 작은 비선형 저항을 가질 수 있다. 이러한 정도로, 전자 장치(14)는 반도체 다이오드, p-n 정션 다이오드, 쇼트키 다이오드, 발광 다이오드(LED), 레이저, 스위치 트랜지스터, 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(14)는 원자외선(deep UV) LED를 포함할 수 있다. 원자외선(deep UV) LED는 약 기가옴(GOhm)의 역방향 저항(reverse resistance) 및 5 메가옴(MOhm) 정도로 작은 최소 필요 저항을 가진다.
이 경우에, 탑재 구조물(12)은 전기 전력 서지, 정전기적 방전 등과 같은 전기 서지로부터 전자 장치(14)를 보호한다. 어느 정도까지는, 탑재 구조물(12)이 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 물질은 전자 장치(14)에 대해 병렬 누설 경로를 제공하는 약한 전도성 물질(slightly conductive material) 을 포함한다. 예를 들어, 전도성 물질이 반-절연 실리콘 카바이드(SiC)를 포함하며, 이는 예를 들면, 위에 언급된 원자외선 LED와 함께 사용될 수 있다. 이 경우에, SiC는 다양한 SiC 복합체(가령, 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC, 고순도 SiC 등)을 포함한다. 탑재 구조물(12)이 다른 유형의 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탑재 구조물(12)은 III 족(알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 인듐 (In) 등) 질화물 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이 경우에, III족 질화물이 AlxGayInzN ( 0 <= X, Y, Z <= 1 이고, X+Y+Z = 1), 예를 들면, (높은 Al 함량을 가진) , AlGaN, AlN, AlGaInN 등을 포함할 수 있다. 나아가, 전도성 물질은 다른 유형의 전도성 물질, 예를 들면 산화아연(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 또한, 전도성 물질은 예를 들면, 실리콘, 카본, 아이언, 보론, 마그네슘, 망간 등으로 도핑될 수 있으며, 전기전도도가 보정될 수 있다(가령, 도너(donor) 및 액셉터(acceptor) 도펀트 원자 모두를 포함할 수 있다). 그리고 전도성 물질이 SiC와 같은 고온 전도성 물질을 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 탑재 구조물(12) 및 전자 장치(14)의 다른 구성을 나타내는 도면이다. 이 실시예에서, 콘택트 패드(16A-B)는 전자 장치(14)의 일부를 포함하고, 전자 장치(14)의 능동형 영역(15)에 전기적으로 연결된다. 이러한 구성은 단지 예시를 위한 것이며, 다양한 변경 구성이 구현될 수 있음은 본 발명의 분야의 기술자에게 명확하다.
도 3은 본 발명에 따라 전기 회로(10, 도1)에 대한 등가 회로도를 나타내는 도면으로, 여기서 다이오드가 예시적인 전자 장치(14)로 사용된다. 이 경우에, 순방향 동작 전류(예, 전자 장치(14)가 온 상태임)에서, 전자 장치(14)의 동작 옴 저항보다 큰 옴 저항(22)을 제공하는 고유 물질 속성을 가지도록 탑재 구조물(12)의 전도성 물질이 선택된다. 그러나, 역방향 전류(예, 전자 장치(14)가 오프 상태)에서, 전도성 물질은 전자 장치(14)의 최소 역방향 옴 저항보다 작거나 같은 옴 저항(22)을 제공한다. 마찬가지로, 탑재 구조물(12)은 저항에 관해 설명한 바와 같이, 전자 장치(14)의 임피던스(impedance)에 대해 유사한 관계를 가지는 임피던스를 포함한다.
이러한 방식으로, 탑재 구조물(12)은 누설 병렬 저항(22)과 같이 동작하고, 노말 동작 하에서, 전자 장치(14)에 대해 부정적인 영향을 끼치지 않는다. 그러나, 역방향 바이어스가 인가되어 과도전류 스파이크(transient spike)를 일으키게 될 경우, 탑재 구조물(12)은 전자 장치(14)의 고장 가능성을 줄이는 병렬 누설 경로를 제공한다. 특히, 탑재 구조물(12)은, 동일하거나/ 더 작은 옴 저항(임피던스)으로 인해, 과도전류 스파이크의 일부 또는 전부를 전자 장치(14)로부터 다른 곳으로 돌린다. 이에 따라 전자 장치(14)를 통하는 과도전류를 감소시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 능동형 전자 장치(14, 도 1)와, 능동형 전자 장치(14)에 병렬로 연결된 탑재 구조물(12, 도 1)과, 이에 따라 결합된 전자 장치(14) 및 탑재 구조물(12)의 전류-전압 특성을 나타내는 도면이다. 이는 전자 장치(14) 및 탑재 구조물(12) 사이의 옴 저항 및/또는 임피던스 관계를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 탑재 구조물(12)은 유사-선형 전류-전압 특성을 가지는 누설 병렬 저항(22, 도 3)으로 표현될 수 있다.
탑재 구조물(12, 도1)은 전자 장치(14) 내에 구성된 능동형 소자층들의 절연파괴 전압보다 작은 절연파괴 전압을 가질 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 탑재 구조물(12)이 절연파괴 전압을 가지는 경우에, 전기 회로(10, 도1)의 등가 회로도(30)를 나타내는 도면이다. 나아가, 도 6은 본 발명에 따라, 능동형 전자 장치(14, 도1) 및, 전자 장치(14)와 병렬로 연결된 탑재 구조물(12, 도1)과 결합된 전자 장치(14)의 전류-전압 특성을 나타내는 도면이다. 이는 전자 장치(14)와 탑재 구조물(12) 사이의 전압 절연파괴(voltage breakdown)를 나타낸다. 전압 절연파괴 관계는 전자 장치(14)로부터 전기 서지에 기인한 과도전류(transient current)의 재분배를 돕는다. 추가로, 콘택트 패드(16A-B)가 탑재 구조물(12)에 접촉상태이기 때문에, 탑재 구조물(12)이 전자 장치(14)와 병렬로 전자 장치(14)의 전원(40)으로 스위칭할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 탑재 구조물(12)은 전자 장치(14)를 보호하기 위한 다양한 속성/특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 최대 역방향 전압(즉, 전자 장치의 절연파괴 전압)에서, 전자 장치(14)가 탑재 장치(12)의 분로 커패시턴스(24, 도 3)보다 작은 커패시턴스를 가질 수 있다. 추가로, 콘택트 패드(18A-B)는 탑재 구조물(12)에 설계 및/또는 배치되어 전자 장치(14)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 콘택트 패드(18A-B)는 자신의 임피던스가 역방향 바이어스가 인가된 전자 장치(14)(예, LED)의 용량성 임피던스와 같거나 작도록 설계 및/또는 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라, 전자 장치(14) 및 탑재 구조물(12)의 다른 구성을 나타내는 도면이다. 이 경우에, 탑재 구조물(12)은 절연체(19C)를 사이에 둔 패드(19A-B)를 포함한다. 콘택트 패드(16A-B)는 금속 패드(19A-B) 사이에서, 탑재 구조물(12)을 가로지르는, 등가 커패시터 플레이트 (CMS)를 포함한다. CMS의 커패시턴스는 εS/d로 표현될 수 있으며, 여기서 ε는 절연체(19C, dielectric) 물질의 절연 상수이고, d는 절연체(19C)의 두께이며, S는 탑재 구조물(12)의 콘택트의 겹침 면적이다.
결과적으로, S는 CMS가 전자 장치(14)의 커패시턴스(CED)를 초과하도록 선택될 수 있다. 나아가, 탑재 구조물(12)은 전자 장치(14)로부터 열 에너지를 분산시킬 수 있다. 탑재 구조물(12)은 전자 장치(14)로부터 효율적으로 열을 제거하기 위해 우수한 열 전도성을 제공하는 전도성 물질(예, 고 순도 SiC 물질) 포함하며, 이로써 과열에 의한 전자 장치(14)의 고장을 방지할 수 있다.
또 다르게는, 탑재 구조물(12)이 전자 장치(14)에 인접한 반사 표면을 포함할 수 있다. 특히, 전자 장치(14)는 LED, 레이저 등의 발광 장치를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 탑재 구조물(12)은 반사 표면을 포함하며, 이는 전자 장치(14)에 의해 방출된 빛의 수집 능력을 향상시킨다. 탑재 장치(12)의 반사 표면은 어느 솔루션을 이용하여도 구현될 수 있다. 예를 들면, 탑재 장치(12)의 표면이 연마될 수 있으며, 전도성 물질이 알루미늄, 티타늄 디옥사이드(Ti02) 등과 같은 반사 물질로 코팅될 수 있다.
탑재 구조물(12)은 이 명세서에서 논의된 하나 이상의 속성/특성의 조합을 포함할 수 있다. 그럼에도, 탑재 구조물(12)은 본 발명을 구현하기 위한 적합한 탑재 구조물을 모두 포함할 수 있다. 예를 들면, 탑재 구조물(12)은 서브마운트, 전자 장치(14)에 대한 패키지 등을 포함할 수 있다. 나아가, 탑재 구조물(12)은 전자 장치(14)와 하나로 통합되는 보호 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전기 회로(10)가 모놀리식 집적 회로(IC)를 포함할 수 있다. 그럼에도, 전기 회로(10)는 플립-칩 패키지 장치와 같은, 회로 내 설치를 위한 유닛으로 패키지화 되거나 큰 회로의 일부로 구현될 수 있다.
본 발명은 전기 회로(10)를 제조하는 방법을 제공한다. 특히, 전도성 물질을 포함하는 탑재 구조물(12)은 어느 솔루션을 이용해서도 구현될 수 있다. 예를 들어, 여기에 설명된 속성/특성의 조합 중 어느 하나를 가지를 탑재 구조물(12)은, 서브마운트, 패키지 등을 제조하는데 사용되는 솔루션을 이용하여 얻거나 제조할 수 있다. 이러한 경우에, 전자 장치(14)는 솔루션(예, 패드(16A-B) 및 결합 와이어(18A-B))를 이용하여 탑재 구조물(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 나아가, 어느 솔루션을 이용하여서든, 탑재 구조물(12) 및 전자 장치(14)가 전기 회로(10)의 전원(40), 추가적인 전자 장치(42) 등의 다른 소자에 연결될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다. 또한, 이 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 항에 의해서 정의된다.

Claims (23)

  1. 전자 장치와 탑재 구조물을 포함하는 전기 회로에 있어서,
    상기 탑재 구조물은 상기 전자 장치에 대한 동작 전압 범위와, 전기 서지로 인한 전자 장치 간에 존재하는 전압을 포함하는 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖고,
    상기 탑재 구조물은, 상기 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖는 벌크 전도성 반도체 물질과, 상기 전자 장치에 대한 전기적 연결부를 포함하며,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은 상기 전기적 연결부와는 구분된 개별적인 벌크 물질이고,
    상기 탑재 구조물이 상기 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하고, 상기 전기적 연결부는 상기 전자 장치, 또는 전자 장치용 패드 중 적어도 하나에 상기 탑재 구조물을 직접 연결하는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 회로는 전원을 더 포함하며,
    상기 탑재 구조물은 상기 전자 장치와 병렬로 상기 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치에 순방향 동작 전류가 흐를 때, 상기 탑재 구조물의 옴 저항이 상기 전자 장치의 옴 저항보다 크고,
    상기 전자 장치에 역방향 전류가 흐를 때, 상기 탑재 구조물의 옴 저항이 상기 전자 장치의 최소 역방향 옴 저항보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치에 최대 역방향 전압이 인가될 때, 상기 전자 장치의 커패시턴스가 상기 탑재 구조물의 커패시턴스보다 작은 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질이 고온 전도 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물의 절연파괴 전압이 상기 전자 장치 내 능동형 소자층들의 절연 파괴 전압보다 작은 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물이 상기 전자 장치로부터 열 에너지를 소모시키는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 반도체 다이오드, 발광 다이오드, 레이저, 쇼트키 다이오드 및 스위칭 트랜지스터로 구성된 그룹 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은, 세미-절연 실리콘 카바이드, III-족 나이트라이드, 산화 아연(Zinc Oxide)로 구성된 그룹 중 어느 하나를 포함하는 특징으로 하는 전기 회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질이 도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은 전기전도도가 보정된 물질인 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물이 반사형 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
  13. 전자 장치용 탑재 구조물에 있어서,
    상기 탑재 구조물은 상기 전자 장치의 동작 전압 범위와, 전기 서지로 인해 전자 장치 간에 존재하는 전압을 포함하는 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖는 서브마운트와, 상기 서브마운트를 전자 장치에 전기적으로 연결하기 위한 전기적 연결 수단을 포함하되,
    상기 서브마운트는 상기 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖는 벌크 전도성 반도체 물질을 포함하며,
    전자 장치에 순방향 동작 전류가 흐를 때, 상기 벌크 전도성 반도체 물질의 저항, 임피던스, 또는 커패시턴스는 상기 전자 장치의 저항, 임피던스, 또는 커패시턴스보다 크고,
    전자 장치에 역방향 전류가 흐를 때, 상기 벌크 전도성 반도체 물질의 저항, 임피던스, 또는 커패시턴스는 상기 전자 장치의 저항, 임피던스, 또는 커패시턴스보다 작으며,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은 상기 전기적 연결 수단과는 구분된 개별적인 벌크 물질이고,
    상기 서브마운트가 상기 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하고, 상기 전기적 연결 수단은 상기 전자 장치, 또는 전자 장치용 패드 중 적어도 하나에 상기 탑재 구조물을 직접 연결하는 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 서브마운트를 전원에 전기적으로 연결하는 수단을 더 포함하되,
    상기 서브마운트는 상기 전자 장치와 병렬로 상기 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은, 세미-절연 실리콘 카바이드, III-족 나이트라이드 및 산화 아연으로 구성된 그룹 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질이 도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 벌크 전도성 반도체 물질은 전기전도도가 보정된 물질인 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 서브마운트는 상기 전자 장치로부터 열 에너지를 소모시키는 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 서브마운트의 표면이 반사형인 것을 특징으로 하는 탑재 구조물.
  20. 전기 회로를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    전자 장치의 동작 전압 범위와, 전기 서지로 인한 전자 장치 간에 존재하는 전압을 포함하는 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖는 탑재 구조물을 획득하는 단계로서, 이때, 상기 탑재 구조물은 상기 전압 범위에 대해 일정 저항을 갖는 벌크 전도성 반도체 물질을 포함하는, 단계와,
    패드를 이용하여 상기 전자 장치를 상기 탑재 구조물에 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하되,
    상기 탑재 구조물이 전기 서지로부터 전자 장치를 보호하고, 전기적 연결부가 상기 전자 장치, 또는 전자 장치용 패드 중 적어도 하나에 상기 탑재 구조물을 직접 연결하는 것을 특징으로 하는 전기 회로 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물 및 상기 전자 장치를 전원에 연결하는 단계를 더 포함하되,
    상기 탑재 구조물은 상기 전자 장치와 병렬로 상기 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 회로 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물은 상기 전자 장치로부터 열 에너지를 소모시키는 것을 특징으로 하는 전기 회로 제조 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재 구조물은 반사형 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 회로 제조 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100926262B1 (ko) * 2009-06-09 2009-11-12 (주)동일캔바스엔지니어링 전기탈수기의 누설전류 차단장치
US9806226B2 (en) 2010-06-18 2017-10-31 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
US8907322B2 (en) 2010-06-18 2014-12-09 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
US8927959B2 (en) 2010-06-18 2015-01-06 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
KR102085897B1 (ko) * 2013-06-10 2020-03-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
US10126347B2 (en) * 2016-12-29 2018-11-13 Infineon Technologies Ag Passive bridge circuit with oxide windows as leakage sink

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0569902A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイルム用パツク装置
JPH0898401A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Nissin Electric Co Ltd サージ保護回路
JPH11155232A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Soc Kk サージ保護装置
JP2000049293A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd サージ保護回路装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL202404A (ko) * 1955-02-18
US5345134A (en) * 1988-06-29 1994-09-06 Raytheon Company Saw device and method of manufacture
US5476714A (en) * 1988-11-18 1995-12-19 G & H Technology, Inc. Electrical overstress pulse protection
US5260848A (en) * 1990-07-27 1993-11-09 Electromer Corporation Foldback switching material and devices
GB9021222D0 (en) * 1990-09-28 1990-11-14 Raychem Ltd Circuit protection device
US5278535A (en) * 1992-08-11 1994-01-11 G&H Technology, Inc. Electrical overstress pulse protection
FR2717308B1 (fr) * 1994-03-14 1996-07-26 Sgs Thomson Microelectronics Dispositif de protection contre des surtensions dans des circuits intégrés.
WO1996002924A1 (en) * 1994-07-14 1996-02-01 Surgx Corporation Single and multi-layer variable voltage protection devices and methods of making same
KR100219080B1 (ko) * 1996-08-09 1999-09-01 김영환 반도체 장치의 패키지용 리드프레임 및 반도체 장치
US7301748B2 (en) * 1997-04-08 2007-11-27 Anthony Anthony A Universal energy conditioning interposer with circuit architecture
US6549114B2 (en) * 1998-08-20 2003-04-15 Littelfuse, Inc. Protection of electrical devices with voltage variable materials
JP2000208822A (ja) * 1999-01-11 2000-07-28 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体発光装置
AU6531600A (en) * 1999-08-27 2001-03-26 Lex Kosowsky Current carrying structure using voltage switchable dielectric material
US6486499B1 (en) 1999-12-22 2002-11-26 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light-emitting device with increased light generating capability
JP3686569B2 (ja) 2000-03-02 2005-08-24 シャープ株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた表示装置
CN100350606C (zh) * 2002-04-08 2007-11-21 力特保险丝有限公司 使用压变材料的装置
JP3509809B2 (ja) 2002-04-30 2004-03-22 住友電気工業株式会社 サブマウントおよび半導体装置
JP2004127988A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toyoda Gosei Co Ltd 白色発光装置
TW577184B (en) * 2002-12-26 2004-02-21 Epistar Corp Light emitting layer having voltage/resistance interdependent layer
US6981319B2 (en) * 2003-02-13 2006-01-03 Shrier Karen P Method of manufacturing devices to protect election components
TW587346B (en) 2003-03-28 2004-05-11 United Epitaxy Co Ltd Optoelectronic device made by semiconductor compound
US6876008B2 (en) * 2003-07-31 2005-04-05 Lumileds Lighting U.S., Llc Mount for semiconductor light emitting device
TWI223900B (en) * 2003-07-31 2004-11-11 United Epitaxy Co Ltd ESD protection configuration and method for light emitting diodes
US7296913B2 (en) * 2004-07-16 2007-11-20 Technology Assessment Group Light emitting diode replacement lamp
TWI239626B (en) 2004-01-13 2005-09-11 Concord Semiconductor Corp Structure of electrostatic discharge suppressor and method of stacking package with semiconductor devices
US7279724B2 (en) * 2004-02-25 2007-10-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Ceramic substrate for a light emitting diode where the substrate incorporates ESD protection
US20050247944A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Haque Ashim S Semiconductor light emitting device with flexible substrate
TWI239666B (en) * 2004-09-16 2005-09-11 Chen-Lun Hsingchen LED package with diode protection circuit
JP4384019B2 (ja) * 2004-12-08 2009-12-16 住友電気工業株式会社 ヘッドランプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0569902A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイルム用パツク装置
JPH0898401A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Nissin Electric Co Ltd サージ保護回路
JPH11155232A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Soc Kk サージ保護装置
JP2000049293A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd サージ保護回路装置

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