专利名称：发光二极管封装结构与承载器结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种封装结构与承载器结构，且特别是涉及一种具有旁路保护电路的 封装结构与承载器结构。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低 热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近 年来，发光二极管已朝多色彩及高亮度发展，因此其应用领域已扩展至大型户外广告牌、交 通号志灯及相关领域。在未来，发光二极管甚至可能成为兼具省电及环保功能的主要照明 光源。值得注意的是，发光二极管常会因诸多因素而毁损，进而造成发光二极管短路或 开路。举例来说，当有过大的电流流经发光二极管时，可能会造成发光二极管短路。当有过 大的电压流经发光二极管时，可能会造成发光二极管断路。一般而言，常会利用单一电流源同时驱动多个发光二极管。更具体地说，现有技术 通常会以多个发光二极管串连一个定电流源。定电流源可以提供稳定的定电流流经串连路 径上的各发光二极管，因此可避免各发光二极管因过大的电流而造成毁损。然而，在此作法 中，当串连路径上有任何一个发光二极管因毁损而造成开路，将会造成串连路径上的各发 光二极管也都不亮。
发明内容
本发明提供一种发光二极管封装结构，可降低发光二极管损坏的风险。本发明提供一种承载器结构，适用于芯片，可降低芯片损坏的风险。本发明提出一种发光二极管封装结构，其包括封装壳体、发光二极管芯片、导线架 与旁路保护电路。封装壳体具有芯片容置位置。发光二极管芯片配置于封装壳体上，且位 于芯片容置位置中。导线架连结封装壳体。旁路保护电路内埋于封装壳体内。旁路保护电 路的第一端与第二端分别电连接发光二极管芯片的第一端与第二端。其中旁路保护电路的 导通电压大于发光二极管芯片的导通电压。在本发明的一实施例中，导线架包括第一引脚与第二引脚。发光二极管封装结构 还包括第一焊线与第二焊线。第一焊线电连接发光二极管芯片的第一端与第一引脚。第二 焊线电连接发光二极管芯片的第二端与第二引脚。在本发明的一实施例中，旁路保护电路包括至少一个二极管。发光二极管芯片的 第一端与第二端分别为正极与负极，且分别耦接二极管的正极与负极。在本发明的一实施例中，旁路保护电路包括至少一个齐纳二极管。发光二极管芯 片的第一端与第二端分别为正极与负极，且分别耦接齐纳二极管的负极与正极。在本发明的一实施例中，旁路保护电路包括双极结型晶体管与齐纳二极管。双极结型晶体管的第一端与第二端分别耦接发光二极管芯片的第一端与第二端。齐纳二极管的第一端与第二端分别耦接双极结型晶体管的基极与第二端。齐纳二极管的第一端与第二端 分别为负极与正极。发光二极管芯片的第一端与第二端分别为正极与负极。双极结型晶体 管的第一端与第二端分别为射极与集电极。在本发明的一实施例中，发光二极管封装结构还包括散热块。散热块可配置于发 光二极管芯片的表面上，且穿设于封装壳体。从另一角度来看，本发明提出一种承载器结构，适用于芯片。承载器结构包括封装 壳体、导线架与旁路保护电路。导线架包括第一引脚与第二引脚。封装壳体具有芯片容置 位置，供芯片配置于芯片容置位置中。导线架连结 于封装壳体。第一引脚可通过第一焊线 电连接芯片的第一端。第二引脚可通过第二焊线电连接芯片的第二端。旁路保护电路内埋 于封装壳体内，此旁路保护电路的第一端与第二端分别电连接第一引脚与第二引脚。其中 旁路保护电路的导通电压大于芯片的导通电压。基于上述，本发明将旁路保护电路内埋于封装壳体中，并联于芯片，且旁路保护电 路的导通电压大于芯片的导通电压。因此可降低芯片接受过大的电压而毁损的风险。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详 细说明如下。
图1是依照本发明的第一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面图；图2是依照本发明的第一实施例的一种发光装置的电路图；图3是依照本发明的第二实施例的一种发光二极管封装结构的剖面图；图4是依照本发明的第三实施例的一种发光二极管封装结构的剖面图；图5是依照本发明的第四实施例的一种旁路保护电路的电路图。
具体实施例方式现有串连多个发光二极管的作法，当串连路径上的任一个发光二极管开路时，会 造成其它发光二极管都不亮。有鉴于此，本发明的实施例提供旁路保护电路并联于芯片，其 中旁路保护电路的导通电压高于芯片的导通电压。因此当有过大的电压跨于芯片的两端 时，旁路保护电路则会导通，用于避免芯片承载过大的电压而毁损。此外，当芯片毁损而形 成断路时，旁路保护电路也仍可提供导通路径，可使串连路径上其它元件的仍可正常运作。 下面将参照附图详细阐述本发明的实施例，附图举例说明了本发明的示范实施例，其中相 同标号指示同样或相似的元件。本实施例以发光二极管芯片的封装结构进行说明。图1是依照本发明的第一实施 例的一种发光二极管封装结构的剖面图。参照图1，发光二极管封装结构10包括承载器结 构20、发光二极管芯片30与焊线81、82。承载器结构20包括封装壳体40、导线架50与旁 路保护电路60。导线架50包括引脚51、52。封装壳体40具有芯片容置位置70。封装壳体40例如可由塑化材料组成。发光 二极管芯片30可配置于封装壳体40上，且位于芯片容置位置70中。导线架50可连结封 装壳体40。举例来说，导线架50可穿设封装壳体40。旁路保护电路60可内埋于封装壳体 40内。
焊线81可用来电连接发光二极管芯片30的第一端与引脚51。焊线82可用来电 连接发光二极管芯片30的第二端与引脚52。另外，旁路保护电路60的第一端与第二端可 分别电连接引脚51、52。也就是说，旁路保护电路60的第一端与第二端分别电连接发光二 极管芯片30的第一端与第二端。旁路保护电路60与发光二极管芯片30互相并联。在本实施例中，旁路保护电路60例如是由一个二极管所组成，但本发明并不以此 为限。值得注意的是，上述二极管的正极与负极分别耦接发光二极管芯片30的正极与负 极。此外，旁路保护电路60的导通电压大于发光二极管芯片30的导通电压。承接上述，图2是依照本发明的第一实施例的一种发光装置的电路图。同时参照 图1与图2，发光装置包括了多个发光二极管封装结构10与定电流源110。多个发光二极 管封装结构10与定电流源110串接。定电流源110可以提供稳定的定电流流经串连路径 上的各发光二极管封装结构10，因此可避免各发光二极管封装结构10因过大的电流而造 成毁损。假设发光二极管芯片30的导通电压为3. 5V。假设发光二极管芯片30可承受5V 的跨压，亦即当发光二极管芯片30接收高于5V的跨压时可能会毁损。—般而言，发光二极管芯片30导通的反应时间并不会一致。若多个发光二极管芯 片30的其中一个的反应时间特别慢，当其它各发光二极管芯片30皆导通且仅有上述单一 个发光二极管芯片30未导通时，未导通的发光二极管芯片30两端的阻值可视为无穷大。基 于分压定理，未导通的发光二极管芯片30将会承受相当大的跨压，因此容易造成此发光二 极管芯片30毁损。有鉴于此，在本实施例中可将旁路保护电路60的导通电压设计为4V，以避免过大 的电压毁损发光二极管芯片30。更具体地说，由于旁路保护电路60导通的反应时间相当， 因此当发光二极管芯片30两端的跨压大于4V时，旁路保护电路60则会迅速地导通。当旁 路保护电路60导通时，可降低发光二极管芯片30两端的等效电阻，基于分压定理，此发光 二极管芯片30则不会承受过大的跨压，因此能降低发光二极管芯片30毁损的风险。另外，当发光二极管芯片30毁损而发生断路且旁路保护电路60未导通时，发光二 极管芯片30两端的等效电阻可视为无穷大，进而造成发光二极管芯片30两端的跨压上升。 当发光二极管芯片30两端的跨压大于4V时，旁路保护电路60则会迅速地导通，进而使发 光二极管封装结构10保持在导通状态，因此可避免发光二极管芯片30发生断路而使串连 路径上的其它元件也一并无法运作。值得一提的是，虽然上述实施例中已经对发光二极管封装结构与承载器结构描绘 出了一个可能的型态，但本领域技术人员应当知道，各厂商对于发光二极管封装结构与承 载器结构的设计都不一样，因此本发明的应用当不限制于此种可能的型态。换言之，只要是 将旁路保护电路内埋于封装壳体中，并联于芯片，且旁路保护电路的导通电压大于芯片的 导通电压，就已经是符合了本发明的精神所在。以下再举几个实施例以便本领域技术人员 能够更进一步的了解本发明的精神，并实施本发明。再参照图1，上述实施例中，承载器20所承载的芯片虽以发光二极管芯片30为例 进行说明，但本发明并不以此为限。在其它实施例中，承载器20所承载的芯片也可以是有 机发光二极管芯片或其它芯片。
此外，上述实施例中，图2的多个发光二极管封装结构10虽以6个为例进行说明， 但本发明并不以此为限。在其它实施例中，多个发光二极管封装结构10的数量可依据不同需求而进行改变。另外，上述实施例中，图1所绘示的发光二极管封装结构10的结构图仅是一种选择实施例，本发明并不以此为限。本领域技术人员可依其需求改变导线架50的型态。举例 来说，图3是依照本发明的第二实施例的一种发光二极管封装结构的剖面图。同时参照图 1与图3，发光二极管封装结构11与10相类似，不同之处在于引线51、52的配置位置，如此 亦可达成相类似的功效。本领域技术人员也可依其需求改变发光二极管封装结构的型态。举例来说，图4 是依照本发明的第三实施例的一种发光二极管封装结构的剖面图。同时参照图1与图4，发 光二极管封装结构12与10相类似，不同之处在于发光二极管封装结构12还包括了散热块 90与基板100。散热块90可由金属材料组成。基板100例如可以是印刷电路板。散热块 90可配置于发光二极管芯片30的背面上，且穿设于封装壳体40，并与基板100接触。如此 不但具有与第一实施例相类似的功效，还可降低发光二极管芯片30因过热而毁损。再参照图1，在第一实施例中，旁路保护电路60虽以一个二极管为例进行说明，但 其仅是一种选择实施例。本领域技术人员可依其需求改变旁路保护电路的实施方式。举例 来说，在另一实施例中，旁路保护电路60可由多个二极管串连组成。在又一实施例中，旁路 保护电路60可由一个齐纳二极管组成，发光二极管芯片30的正极与负极分别耦接齐纳二 极管的负极与正极。在又一实施例中，上述一个齐纳二极管也可由多个串连的齐纳二极管 所取代。又例如，图5是依照本发明的第四实施例的一种旁路保护电路的电路图。同时参 照图1与图5，在本实施例中，旁路保护电路60可包括齐纳二极管62与双极结型晶体管63。 双极结型晶体管63的射极(Emitter)与集电极(Collector)分别耦接发光二极管芯片30 的正极与负极。双极结型晶体管63的基极(Base)与集电极分别耦接齐纳二极管62的负 极与正极。值得注意的是，当发光二极管芯片30两端的跨压高于齐纳二极管62的击穿电压 时，会使齐纳二极管62击穿。接着则会有电流经由双极结型晶体管63的射极流向基极，使 双极结型晶体管63导通。如此一来，则可达成与第一实施例相类似的功效。在图5的实施例中，虽以一个齐纳二极管62为例进行说明。在其它实施例中，齐 纳二极管62亦可串接一个或多个齐纳二极管或是另一电阻。如此可降低齐纳二极管62损 坏的风险。综上所述，本发明将旁路保护电路内埋于封装壳体中，并联于芯片，且旁路保护电 路的导通电压大于芯片的导通电压。因此可降低芯片接受过大的电压而毁损的风险。另 夕卜，当芯片发生断路时，旁路保护电路会导通，以避免串连路径上的其它元件也都无法正常 运作。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人 员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当视后 附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
一种发光二极管封装结构，包括封装壳体，具有芯片容置位置；发光二极管芯片，配置于所述封装壳体上，且位于所述芯片容置位置中；导线架，连结所述封装壳体；以及旁路保护电路，内埋于所述封装壳体内，所述旁路保护电路的第一端与第二端分别电连接所述发光二极管芯片的第一端与第二端，其中所述旁路保护电路的导通电压大于所述发光二极管芯片的导通电压。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中所述导线架至少包括第一引脚与第 二引脚，所述发光二极管封装结构至少还包括第一焊线与第二焊线，所述第一焊线电连接 所述发光二极管芯片的第一端与所述第一引脚，所述第二焊线电连接所述发光二极管芯片 的第二端与所述第二引脚。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中所述旁路保护电路包括齐纳二极管。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其中所述发光二极管芯片的第一端与第 二端分别为正极与负极，且所述发光二极管芯片的第一端与第二端分别耦接所述齐纳二极 管的负极与正极。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中所述旁路保护电路包括二极管。
6.如权利要求5所述的发光二极管封装结构，其中所述发光二极管芯片的第一端与第 二端分别为正极与负极，且所述发光二极管芯片的第一端与第二端分别耦接所述二极管的 正极与负极。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中所述旁路保护电路，包括 双极结型晶体管，其第一端与第二端分别耦接所述发光二极管芯片的第一端与第二端；以及齐纳二极管，其第一端与第二端分别耦接所述双极结型晶体管的基极与第二端。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，所述齐纳二极管的第一端与第二端分别 为负极与正极，所述发光二极管芯片的第一端与第二端分别为正极与负极，所述双极结型 晶体管的第一端与第二端分别为射极与集电极。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，还包括散热块，配置于所述发光二极管芯片的表面上，且穿设于所述封装壳体。
10.一种承载器结构，适用于芯片，包括封装壳体，具有芯片容置位置，供所述芯片配置于所述芯片容置位置中； 导线架，连结于所述封装壳体，包括 第一引脚，通过第一焊线电连接所述芯片的第一端；以及 第二引脚，通过第二焊线电连接所述芯片的第二端；以及旁路保护电路，内埋于所述封装壳体内，所述旁路保护电路的第一端与第二端分别电 连接所述第一引脚与所述第二引脚，其中所述旁路保护电路的导通电压大于所述芯片的导 通电压。
11.如权利要求10所述的承载器结构，其中所述旁路保护电路包括齐纳二极管。
12.如权利要求10所述的承载器结构，其中所述旁路保护电路包括二极管。
13.如权利要求10所述的承载器结构，其中所述旁路保护电路，包括双极结型晶体管，其第一端与第二端分别耦接所述第一引脚与所述第二引脚；以及 齐纳二极管，其第一端与第二端分别耦接所述双极结型晶体管的基极与第二端。
14.如权利要求13所述的承载器结构，所述齐纳二极管的第一端与第二端分别为负极 与正极，所述双极结型晶体管的第一端与第二端分别为射极与集电极。
15.如权利要求10所述的承载器结构，还包括散热块，配置于所述芯片的表面上，且穿设于所述封装壳体。
全文摘要
一种发光二极管封装结构与承载器结构。发光二极管封装结构包括封装壳体、发光二极管芯片、导线架与旁路保护电路。封装壳体具有芯片容置位置。发光二极管芯片配置于封装壳体上，且位于芯片容置位置中。导线架连结封装壳体。旁路保护电路内埋于封装壳体内。旁路保护电路的第一端与第二端分别电连接发光二极管芯片的第一端与第二端。其中旁路保护电路的导通电压大于发光二极管芯片的导通电压。如此一来可降低发光二极管芯片损坏的风险。
文档编号H01L33/00GK101814488SQ20091000820
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者郑清奇 申请人:连展科技(深圳)有限公司