专利名称：发光二极管的防静电封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管的防静电封装结构，特别涉及一 种利用静电保护组件与发光二极管构成并联连接以提升发光二极管的
静电防护能力达到8KV以上的发光二极管的防静电封装结构。
背景技术：
发光二极管(LED)具有体积小、寿命长、耗电量低及单色发光的优 点，所以目前已广泛应用于显示器、仪表指示、红绿灯、大型户外广 告牌、汽车照明、手机、LCD等。近来特别是能源价格飞涨，相关的研 究均显示LED可能是未来极重要的一种照明光源。
如图1所示，传统灯泡型封装发光二极管的结构，包括一对导线 架l、 2，且导线架2的上端经黏接上一发光二极管晶粒3后，接着利 用接合导线(Wire Bounding)将发光二极管晶粒3接续到另 一边的导 线架1，最后再使用封装树脂5封装成灯泡型封装发光二极管。
而目前常用的蓝光、绿光、白光及紫光二极管，是利用在蓝宝石 等绝缘基材上成长一层半导体化的氮化镓发光层，再经过封装而制成。 但，发光二极管的蓝宝石是一种绝缘基材，加上发光层是一种半导体 材料，因此在发光二极管的制作过程及其后续的应用过程中，发光二 极管对于静电相当敏感，稍不留意即会造成发光二极管的永久损坏。
为解决发光二极管的静电问题，中国公告号为CN2395388的专利 文件中提到以齐纳二极管(Zenner d i ode)来解决组件的,争电问题，但
是因为齐纳二极管有方向性且组件较大，故实际应用时，在晶粒黏接 过程中需使用可分辩方向的设备，且要将齐納二极管一起封装在小尺 寸之内，有困难度，故实际使用相对较少。
美国第6593597号专利提出利用发光二极管的磊晶制程直接将二 极管制作在磊芯片上，再经后续的芯片制程完成同时具有发光二极管 及二极管于同一芯片上，如此，虽可解决封装过程的方向性问题，但 因为晶体尺寸小，要将两种不同的产品直接制作在同一芯片上，虽然 理论上可行，但实际制作时，磊晶制程及后续的芯片制程的对位问题， 有极高的困难度。因此，从理论上，这种结构应该可以被制造出来， 但是实际制作相当不容易达到。
而积层型氧化锌突波吸收器具有优异的静电吸收能力，且组件没
有方向性，加上目前商品化的最小尺寸已达0201失见格，是一种相当良 好的静电保护装置，目前已广泛应用于手机、数字相机、PDA、笔记型 计算机等产品的静电防护用途。
另外，高分子静电材料使用高分子材料包覆A1、 Ag、 Ni等导体或 是ZnO、 SiC等半导体材料，组件同样没有方向性且有相当优异的静电 吸收能力，可以承受超过8KV以上的静电电压。
因此，利用具高抗静电能力的静电保护组件与发光二极管构成并 联连接，再一起封装成灯泡型封装发光二极管或表面翁着型封装发光 二极管，应可提升发光二极管的静电防护能力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种能够防静电的发光二极管封装结 构，以避免二极管方向性的影响，提高发光二极管的静电防护能力。
本实用新型公开一种发光二极管的防静电封装结构，是使用积层 型氧化锌突波吸收器或高分子静电保护组件与蓝光、绿光、白光及紫
光二极管构成并联连接，且利用积层型氧化锌突波吸收器或高分子静 电保护组件的优异静电吸收能力，来吸收静电和保护蓝光、绿光、白 光及紫光二极管，使整个发光二极管具有优异的静电防护能力，可达
8KV以上的静电吸收能力。
所述的发光二极管的防静电封装结构，是在芯片型或是一般插入 型(Dip type)发光二极管中置入积层型氧化锌突波吸收器或高分子静 电保护组件，再与以绝缘材料如蓝宝石、氧化锌、氮化镓、铝酸镧为 基材的蓝光、绿光、紫光晶粒直接并联连接一起，利用芯片型突波吸 收器或是高分子型静电保护器等组件的电阻率对静电相当敏感的特 性，将静电直接导到接地回路中。如此，可大幅提高蓝光、绿光、紫 光及白光等发光二极管的静电防护能力，由 一般未安装芯片型突波吸 收器或是高分子型静电保护器前的100~ 200V的静电防护能力，提升 到8KV以上的静电防护能力。
本实用新型的有益效果在于，由于积层型氧化锌突波吸收器或高 分子静电保护组件本身不具方向性，因此组装发光二极管时不用考虑 方向性，故可大幅减低封装设备成本；同时可使发光二极管的静电防 护能力在很大程度上得到提高。
图l是传统灯泡型封装发光二极管的结构示意图。
图2是发光二极管与静电保护组件构成并联结构的示意图。
图3是发光二极管与静电保护组件构成并联结构且一起封装成灯 泡型封装发光二极管的制作流程图。
图4是将发光二极管以覆晶方式迭置在静电保护组件上面且一起 封装成表面縣着型封装发光二极管的示意图。
图5是将发光二极管与静电保护组件以并排安置结构一起封装成 表面黏着型封装发光二极管的示意图。
图6是发光二极管与静电保护组件构成并联结构且一起封装成灯 泡型封装发光二极管的制作流程图。
附图标记:
1、 2......导线架
4......芯片突波吸收器
7……碗部
9......树脂材料
20......芯片突波吸收器
30……发光二极管 34......氮化镓层
36......氮化镓层
40……蓝光发光二极管 5 0a、 5Qb……焊接材料
3......发光二极管晶粒
5......封装树脂
8......炮弹状模型
25......陶瓷烧结体
32......透明基材
35……发光层 38a、 38b……导电电极 46a、 46b……端电才及 116、 118……导电电^L
200.
,分子静电保护组件 210、 220......端电极
具体实施方式
本实用新型是利用积层型氧化锌突波吸收器或高分子静电保护组 件的高静电吸收能力，来提高发光二极管的静电吸收能力，当所述的 静电保护组件与以绝缘材料如蓝宝石、氧化锌、氮化镓、铝酸镧为基
材的蓝光、绿光、紫光晶粒构成并联连接且一起封装成灯泡型(Lamp type)封装发光二极管或表面翁着型(SMD type)封装发光二极管的时 候，可将蓝光、绿光、紫光、白光或粉紫光二极管的静电能力由100V 提升至8KV以上。
如图2所示，芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件20具双向 特性，当发光二极管30与芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件20 构成并联连接的时候， 一旦正常电压VI施加在发光二极管30,因为芯 片型突波吸收器或高分子静电保护组件20是在高电阻状态，故电流主 要流经发光二极管30和点亮发光二极管30。但， 一旦高静电电压施加 在发光二极管30，因为芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件20是 在低电阻状态，电流主要流经芯片型突波吸收器或高分子静电保护组 件2 0,故可保护发光二极管。
此外，当反向电压V2不是很大时，因为发光二极管30及芯片型 突波吸收器或高分子静电保护组件20的电阻率都相当大，故流经二极 管的漏电流相当小。但，当反向电压V2因为静电导入而相当高时，因 为芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件20是在低电阻状态，电流 主要流经芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件20，故可保护发光 二极管。
因此，发光二极管30与芯片型突波吸收器或高分子静电保护组件 20构成并联连接后，可以达到双向保护的功能。
所述的发光二极管的材料，可以是以绝缘材料如蓝宝石、氧化锌、 氮化镓、铝酸镧为基材的蓝光、绿光、紫光晶粒，或是以蓝光或紫光 晶粒为发光源的白光、粉色系发光二极管。
所述的发光二极管的防静电封装型式，可以是一般灯泡型封装或 是表面黏着型封装，而表面黏着型封装又可分为覆晶封装或是平行封 装。其中，所述的覆晶封装是指将发光二极管以覆晶方式迭置在静电 保护组件上面，且一起封装成表面黏着型封装发光二极管。所述的平 行封装是指发光二极管与静电保护组件以并排安置结构一起封装成表 面黏着型封装发光二极管。
实施例1
本实施例所示的发光二极管，是将积层型氧化锌突波吸收器或是 高分子静电保护组件应用在灯泡型发光二极管的封装上。选用芯片型
0402氧化锌突波吸收器和波长470nm的蓝光二极管晶粒一起封装。
如图3所示，在制作本实施例的灯泡型封装发光二极管的过程中， 多对导线架l、 2形成册状的导线连接端6，而且导线架2的上端形成 碗部7,并黏接上蓝光二极管晶粒3。接着，利用接合导线(Wire Bounding )将蓝光二极管晶粒3接续到另一边的导线架1,并将静电保 护芯片4横跨在导线架1或导线架2之间。之后，将导线连接端6插 入溶解有树脂材料9的炮弹状模型8里。
待树脂材料9固化形成封装树脂5后，从模具内取出，再按虚线 位置，将封装好的蓝光二极管进行分割，即制成具有静电防护能力的 蓝光二极管。接着，测试这个发光二极管的防静电能力，结果显示这 个蓝光二极管可以承受8KV以上的静电电压。
实施例2
本实施例所示的覆晶型封装发光二极管，同样是利用静电保护零 件和发光二极管并联来提高这种覆晶型封装发光二^l管的静电防护能
力。选择波长为470nm的蓝光发光二极管晶粒及0201规格的芯片型突 波吸收器，将两者以覆晶封装的方式组装在一起。
如图4所示，本实施例的蓝光二极管40具有透明基材32、 n植入 氮化镓层34、发光层35、 p植入氮化镓层36及一对导电电极38a和 38b。而芯片突波吸收器20具有一陶覺烧结体25及一对端电极46a及 46b，利用迭置的方式，将蓝光二极管40以覆晶方式迭置在所述的芯 片突波吸收器20上面，再利用焊接材料50a及50b,将蓝光二极管40 的导电电极38a及38b和芯片突波吸收器20的端电极46a及46b连接 在一起。再将上述组合物安装在导线架后，再经灌胶、切割过程，制 成表面黏着型(SMD)蓝光二极管。接着，测试这个蓝光二极管的防静电 能力，结果显示这个蓝光二极管可以承受8KV以上的静电电压。
实施例3
本实施例所示的发光二极管，同样是利用防静电组件来提高发光 二极管的防静电能力。选择将波长为525腿的绿光二极管晶粒和0402 规格高分子静电保护组件以并排方式一起封装，将两个晶粒封装在一 起，利用高分子静电保护组件200的高抗静电能力来提升绿光二极管
的静电防护能力。
如图5所示，本实施例的绿光二极管具有透明电极114、 n植入氮 化镓层110、 p植入氮化镓层104、发光层108、基材100及一对导电 电极116和118。而芯片高分子静电保护组件200具有绝缘材料205及
一对端电极210及220。将绿光二极管晶粒和高分子静电保护组件200 一起安装于基材100之上，再将绿光二极管上的导电电极118和高分 子静电防护组件200的端电极220连接在一起，接着再将绿光二极管 上的导电电极116和高分子静电防护组件200的另一端电极210连接 在一起。再经灌胶、切割等过程，制成具有静电防护能力的表面黏着 型(SMD)绿光发光二极管。测试这个绿光二极管的防静电能力，结果显 示这个绿光二极管可以 义受8KV以上的,争电电压。
实施例4
本实施例所示的发光二极管，同样是利用防静电组件来提高发光 二极管的防静电能力。选用尺寸为0.15 * 0. 15mm的突波吸收器和波 长为460訓的蓝光二极管晶粒一起封装。
如图6所示，在制作本实施例灯泡型封装发光二极管的过程中， 多对导线架l、 2形成册状的导线连接端6,且导线架2的上端形成碗 部7,黏接上蓝光二极管晶粒3，而在导线架1的上端部黏贴突波吸收 器4。接着，利用接合导线(Wire Bounding)将蓝光二极管晶粒3接 续到突波吸收器4,同时将蓝光二极管晶粒3的另一极连接到导线架2 上面。之后，将导线连接端6插入溶解有树脂材料9的炮弹状模型8 里。
待树脂材料9固化形成封装树脂5后，从模具内取出，再按虚线 位置，将封装好的发光二极管进行分割，即制成具有静电防护能力的 蓝光发光二极管。测试这个蓝光二极管的防静电能力，结果显示这个 蓝光二极管可以承受8KV以上的静电电压。
根据以上的实施例的测试结果，将静电保护组件和发光二极管构 成并联连接结构，确实可以利用防静电组件的高抗静电能力而提高发
光二极管的抗静电能力至8KV以上。
所述的静电保护组件，可以是芯片型突波吸收器，也可以是高分 子静电保护组件。而所述的发光二极管可以是蓝光、绿光、紫光、白 光或粉紫光二极管，且所述的发光二极管的防静电封装结构，可以是
灯泡型封装，也可以是表面黏着(SMD)型封装。其中，表面黏着(SMD) 型封装有二种型式，包括将发光二极管以覆晶方式迭置于静电保护组 件上面，或将发光二极管与静电保护组件构成并排安置。
权利要求1、一种发光二极管的防静电封装结构，包括一静电保护组件及一发光二极管，其特征在于，所述的静电保护组件与所述的发光二极管构成并联连接，且一起封装成具有静电防护能力达8KV的灯泡型封装发光二极管或表面黏着型封装发光二极管。
2、 如权利要求1所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的发光二极管为 一种以绝缘材料为基材的氮化镓系发光组件。
3、 如权利要求2所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的发光二极管的绝缘基材，为蓝宝石、氮化镓、氧化锌或铝 酸镧的其中一种。
4、 如权利要求1所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的发光二极管为蓝光、绿光、紫光、白光或粉紫光二极管的其中一种。
5、 如权利要求1所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的静电保护组件是芯片型突波吸收器或是高分子静电保护组件。
6、 如权利要求1所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的发光二极管是以覆晶方式迭置在所述的静电保护组件上面， 且一起封装成表面黏着型封装发光二极管。
7、 如权利要求1所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的发光二极管与所述的静电保护组件以并排安置结构一起封 装成表面黏着型封装发光二极管。
8、如权利要求5所述的发光二极管的防静电封装结构，其特征在 于，所述的芯片型突波吸收器直接翁贴在灯泡型封装发光二极管的其 中一支导线架上或黏贴在灯泡型封装发光二极管的两支导线架之间。
专利摘要一种发光二极管的防静电封装结构，是利用具有高抗静电能力的静电保护组件与发光二极管构成并联连接，再一起封装成具有静电防护能力达8kV的灯泡型封装发光二极管或表面黏着型封装发光二极管。
文档编号H01L25/00GK201188419SQ20072017683
公开日2009年1月28日 申请日期2007年9月20日 优先权日2007年9月20日
发明者南骏治, 林居南, 连清宏 申请人:立昌先进科技股份有限公司