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JP3723328B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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JP3723328B2 JP20468397A JP20468397A JP3723328B2 JP 3723328 B2 JP3723328 B2 JP 3723328B2 JP 20468397 A JP20468397 A JP 20468397A JP 20468397 A JP20468397 A JP 20468397A JP 3723328 B2 JP3723328 B2 JP 3723328B2
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voltage
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chip
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秀和 戸田
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Rohm Co Ltd
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Description

【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半導体発光素子に関する。さらに詳しくは、交流電圧駆動または静電気などにより発光素子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発光素子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半導体発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体発光素子は、p形層とn形層とが直接接合してpn接合を形成するか、その間に活性層を挟持してダブルヘテロ接合を形成して構成され、p形層とn形層との間に順方向の電圧が印加されることにより、pn接合部または活性層で発光する。このような発光素子は、たとえば図4に示されるように、半導体の積層体からなる発光素子チップ(以下、LEDチップという)3が第1のリード1の先端にボンディングされ、一方の電極が第1のリード1と電気的に接続され、他方の電極が第2のリード2と金線4などにより電気的に接続されてその周囲がLEDチップ3の光に対して透明な樹脂パッケージ6により覆われることにより形成されている。
【0003】
このような発光素子は、ダイオード構造になっているため、逆方向の電圧が印加されても電流が流れない整流作用を利用して、直流電圧を両電極間に印加しないで交流電圧を印加することにより、交流で順方向電圧になる場合にのみ電流が流れて発光する光を利用する使用方法も採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
通常の半導体発光素子は、一般にGaAs系やGaP系やチッ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、チッ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エネルギーが大きいため、GaAs系などを用いた発光素子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半導体発光素子が破損したり、その特性が劣化するという問題がある。
【0005】
また、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、チッ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。
【0006】
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、半導体発光素子が組み込まれる回路内で、半導体発光素子と並列で半導体発光素子と逆方向にツェナーダイオード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したり、外部回路でLED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。
【0007】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、製造工程や搬送工程、または回路基板への実装時などのハンドリング時に静電気が印加されても、また交流駆動などに伴う逆方向電圧が印加される場合にも、損傷や破壊を生じにくくすると共に、従来の発光素子の性能や製造コストに影響を殆ど及ぼすことがない半導体発光素子を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体発光素子は、一端部に湾曲状の凹部が形成された第1のリードと、該第1のリードと並置して設けられる第2のリードと、前記第1のリードの凹部内にダイボンディングされる発光素子チップと、該発光素子チップの2つの電極をそれぞれ前記第1および第2のリードと電気的に接続する接続手段と、前記並置される第1および第2のリード間に2つの電極がそれぞれ直接電気的に接続されるようにボンディングされる保護素子とからなり、該保護素子は前記発光素子チップに印加され得る少なくとも逆方向電圧に対して前記発光素子チップを保護する素子で構成されている。
【0009】
ここに保護素子とは、発光素子チップに印加され得る逆方向電圧を短絡したり、発光素子チップの動作電圧より高い所定の電圧以上の順方向電圧をショートさせ得る素子を意味し、ツェナーダイオードやトランジスタのダイオード接続、MOSFETのゲートとソースまたはドレインとを短絡した素子またはこれらの複合素子、ICなどを含む。また接続手段とは、金線や導電性接着剤などにより接続し得る手段を意味する。さらに、電極が直接電気的に接続とは、金線などのワイヤを介さないで、接触または導電性接着剤により接続されることを意味する。
【0010】
この構造にすることにより、保護素子は発光素子を構成するリード間に挟み込んでボンディングされるため、ワイヤボンディングの必要もなく、また、保護素子をマウントするスペースも必要としない。そのため、発光部側は従来と同じ構造で形成されて発光特性には全然影響がなく、コストアップにもならないで、容易に保護素子を内蔵したランプ型の半導体発光素子が得られる。
【0011】
前記第1および第2のリードのいずれか一方の相互に対向する側壁に突出部が設けられ、該突出部と前記第1および第2のリードの他方との間に前記保護素子がボンディングされることにより、保護素子をより簡単に、しかも確実にマウントすることができる。
【0012】
前記発光素子チップがチッ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チッ化ガリウム系化合物半導体が用いられる半導体発光素子において、逆方向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。とくに保護素子としてツェナーダイオードが用いられることにより、発光素子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のツェナー特性により、発光素子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。ここにチッ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 族元素と置換したものおよび/またはV族元素のNの一部がP、Asなどの他のV族元素と置換した化合物からなる半導体をいう。
【0013】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体発光素子について説明をする。
【0014】
本発明の半導体発光素子は、その一実施形態の断面説明図が図1に示されるように、第1および第2のリード1、2が並置されており、その第1のリード1の先端部に湾曲状の凹部11が形成されている。その凹部11内にLEDチップ3がボンディングされて、LEDチップ3の一方の電極、たとえばn側電極は第1のリード1と電気的に接続され、他方の電極、たとえばp側電極が第2のリード2と金線4などの接続手段によりそれぞれ電気的に接続されている。そして、図1に示される例では、第1のリード1の第2のリード2と対向する側壁に舌片12が設けられ、その舌片12と第2のリード2との間に直接保護素子であるツェナーダイオード5の電極が接続され、第1および第2のリード1、2間にLEDチップ3と逆方向になるように電気的に接続されている。そして、その周囲が樹脂パッケージ6により覆われている。
【0015】
第1および第2のリード1、2は、鉄材または銅材からなる厚さが0.4〜0.5mm程度の板状体をパンチングにより打ち抜き、第1のリード1の上部から円錐型のポンチなどによりスタンピングすることにより、その先端部に椀型の凹部11が形成されている。この板状体から打ち抜く際に、図1に示されるように先端が細くなって斜めに突出する舌片12が形成されると共に、舌片12と第2のリード2との間隔が後述するツェナーダイオード5の厚さ(両面に設けられる正電極と負電極との間隔)より舌片12の先端部側でやや小さく、舌片12の根元部でやや大きくなるような形状の金型を使用して成形加工をする。すなわち、図1に示される例では、この舌片12と対向する第2のリード2の部分が舌片12に近付くような形状に打ち抜かれている。この舌片12や第2のリード2の形状は、金型形状を変えるだけで簡単に任意の形状に形成することができる。その結果、舌片12はその先端部を第1のリード1との間隙側に曲げるスプリング性を有するため、ツェナーダイオード5を第2のリード2との間隙部に舌片12の根元側から挿入することにより、簡単に挿入することができて、確実に固定することができる。なお、製造段階では第1および第2のリード1、2の下端部はリードフレームの枠部で連結されている。
【0016】
LEDチップ3は、たとえば青色系(紫外線から黄色)の発光色を有するチップの一例の断面図が図2に示されるように形成される。すなわち、たとえばサファイア(Al2 3 単結晶)などからなる基板31の表面に、GaNからなる低温バッファ層32が0.01〜0.2μm程度、クラッド層となるn形層33が1〜5μm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34が0.05〜0.3μm程度、p形の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35aおよびGaN層35bからなるp形層(クラッド層)35が0.2〜1μm程度、それぞれ順次積層されて、その表面に電流拡散層37を介してp側電極38が形成されている。また、積層された半導体層33〜35の一部が除去されて露出したn形層33にn側電極39が設けられることにより形成されている。
【0017】
ツェナーダイオードチップ5は、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き、LED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のリード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い。
【0018】
このLEDチップ3が図1に示されるように、第1のリード1の凹部11に銀ペーストなどの接着剤によりボンディングされ、前述のように、LEDチップ3のn側電極39とp側電極38(図2参照)が第1のリード1および第2のリード2とそれぞれ金線4により連結されて電気的に接続されている。また、ツェナーダイオードチップ5は、その正電極が第1のリード1の舌片12と接触し、負電極が第2のリード2と接触するようにツェナーダイオードチップ5または舌片12および第2のリード2の対向部に銀ペーストなどの導電性接着剤を塗布しておいて舌片12の根元側から挿入する。その結果、舌片12の先端側は第1のリード1側に押されて挿入され、そのスプリング性によりツェナーダイオードチップ5を挟み付け、導電性接着剤を固化させることにより、ツェナーダイオードチップ5を第1および第2のリード1、2に電気的に接続してしっかりと固着される。なお、LEDチップ3も上下両面にそれぞれn側電極およびp側電極が設けられる構造のものであれば、一方の電極はLEDチップが導電性接着剤によりダイボンディングされることにより、ワイヤボンディングの必要なく電気的に接続される。そして、ツェナーダイオードチップ5を含めたこれらの周囲が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などによりモールドされることにより、樹脂パッケージ6で被覆された本発明の半導体発光素子が得られる。樹脂パッケージ6は、図1に示されるように、発光面側が凸レンズになるようにドーム形状に形成されることにより、ランプタイプの発光素子が得られる。
【0019】
本発明の半導体発光素子によれば、ツェナーダイオードチップが内蔵されて、図3にその等価回路図が示されているように、LEDチップ3と並列にツェナーダイオードチップ5がその極性がLEDチップ3と逆になるように接続されている。そのため、LEDチップ3を駆動する電源が交流電源であっても、LEDチップ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5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3に電流が流れて発光する。また、交流電源がLEDチップ3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5を介して電流が流れる。そのため、交流電圧がLEDチップ3に対して逆方向の電圧の位相となるときでも、LEDチップ3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3の逆方向であればツェナーダイオードチップ5を介して放電し、LEDチップ3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5を介して放電するためLEDチップ3を保護し、ツェナー電圧より低ければLEDチップ3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3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3であってもLEDチップ3に高い電圧が印加されず、LEDチップ3を破損したり、劣化させたりすることがない。
【0020】
一方、本発明の半導体発光素子では、ツェナーダイオードチップ5が第1および第2のリード1、2との間に直接ボンディングされているため、LEDチップ3の周辺にツェナーダイオード5をマウントするスペースを必要とせず、発光部側に何等の変更をもたらすことなくツェナーダイオードチップ5を内蔵することができる。しかも、ツェナーダイオードチップ5は2本のリードの間に挟持されて電気的に接続されているため、ワイヤボンディングをする必要がなく、製造工程の増加を殆どもたらすことがないと共に、ワイヤボンディングの信頼性の問題が生じることもない。その結果、コスト上昇や発光特性の低下をもたらすことなく保護素子を内蔵した半導体発光素子が得られる。
【0021】
前述の例では、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、MOSFET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。
【0022】
また、前述の例では、発光素子としてチッ化ガリウム系化合物半導体を用いた青色系の半導体発光素子であったが、チッ化ガリウム系化合物半導体はとくに逆方向の電圧や高電圧により破壊されやすいため効果が大きい。しかし、これに限定されるものではなく、GaAs系、AlGaAs系、AlGaInP系、InP系などの赤色系や緑色系の発光素子についても、保護素子が設けられることにより同様に逆方向電圧や静電気に対して強い半導体発光素子が得られる。
【0023】
さらに、前述の例では、第1のリード1に舌片12を設けて、第2のリード2の形状を舌片と対向する部分を近付ける形状にしたが、第2のリード2側に舌片を設けて、第1と第2のリードとで逆にしてもよく、また、第2のリード2の形状を近付ける形状にしなくても、リードの間隔が保護素子の間隔と一致するように形成されておればよい。さらに、舌片でなくても断面が円弧状などの他の形状の突出部が設けられていてもよく、または突出部が全然形成されないで直接両リード間が保護素子の間隔と一致するように形成されていてもよい。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、発光素子を構成する2本のリード間に直接保護素子がマウントされているため、ワイヤボンディングの必要がなく製造工数増や、素子サイズの増加を伴うことなく、また発光素子側に何等の変更をもたらすことなく保護素子を内蔵した半導体発光素子が得られる。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と共に、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体発光素子の一実施形態の断面説明図である。
【図2】図1のLEDチップの一例の断面説明図である。
【図3】図1の半導体発光素子の接続関係の等価回路図である。
【図4】従来の半導体発光素子の一例の斜視説明図である。
【符号の説明】
1 第1のリード
2 第2のリード
3 LEDチップ
4 金線
5 ツェナーダイオードチップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor light emitting element provided with a protective element. More specifically, a protective element is provided to prevent the light emitting element from being damaged by static electricity even when a reverse voltage or a forward voltage higher than a predetermined voltage is applied to the light emitting element due to AC voltage driving or static electricity. The present invention relates to a semiconductor light emitting device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor light emitting device is configured by forming a pn junction by directly joining a p-type layer and an n-type layer, or by forming a double heterojunction by sandwiching an active layer between the p-type layer and the n-type layer. When a forward voltage is applied to the shape layer, light is emitted from the pn junction or the active layer. For example, as shown in FIG. 4, a light emitting element chip (hereinafter referred to as an LED chip) 3 made of a semiconductor laminate is bonded to the tip of a first lead 1 and one electrode is One lead 1 is electrically connected, and the other electrode is electrically connected to the second lead 2 by a gold wire 4 or the like, and its periphery is covered with a resin package 6 that is transparent to the light of the LED chip 3. Is formed.
[0003]
Since such a light emitting element has a diode structure, an AC voltage is applied without applying a DC voltage between both electrodes by using a rectifying action in which no current flows even when a reverse voltage is applied. Accordingly, a method of using light that emits light when a current flows only when a forward voltage is generated by alternating current is also employed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, compound semiconductors such as GaAs, GaP, and gallium nitride are generally used for semiconductor light emitting devices, but when these compound semiconductors are used, they are weak against a voltage applied in the reverse direction. The semiconductor layer may be destroyed. In particular, gallium nitride-based compound semiconductors have a breakdown voltage in the reverse direction as low as about 50 V, and are particularly susceptible to breakdown with respect to an applied voltage in the reverse direction. Since the operating voltage is higher than that of the device, there is a problem in that the semiconductor light emitting device is damaged or its characteristics are deteriorated by application of an AC voltage.
[0005]
Further, even when driving is not performed by applying an AC voltage, when a large voltage such as a surge voltage is applied from the outside, there is a problem that a gallium nitride compound semiconductor is easily broken even at a forward voltage of about 150V.
[0006]
In order to prevent breakdown due to application of reverse voltage or static electricity, a Zener diode may be incorporated in the circuit in which the semiconductor light emitting element is incorporated in parallel with the semiconductor light emitting element in the opposite direction to the semiconductor light emitting element. . However, there is a need for space and man-hours to break down by static electricity during handling such as manufacturing process before being built into the circuit, transport process accompanying shipment, or when being built into the circuit board, or to incorporate diodes other than LEDs in the external circuit There is a problem that.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems. Even if static electricity is applied during the manufacturing process, the transporting process, or the handling such as mounting on a circuit board, the reverse voltage due to the AC driving or the like is also provided. It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device that is less likely to be damaged or destroyed even when a voltage is applied, and that hardly affects the performance and manufacturing cost of a conventional light emitting device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor light emitting device according to the present invention includes a first lead having a curved concave portion formed at one end thereof, a second lead provided in parallel with the first lead, and a concave portion of the first lead. A light-emitting element chip die-bonded to the light-emitting element, connection means for electrically connecting two electrodes of the light-emitting element chip to the first and second leads, respectively, and between the juxtaposed first and second leads And a protective element bonded so that the two electrodes are directly electrically connected to each other, and the protective element protects the light emitting element chip against at least a reverse voltage that can be applied to the light emitting element chip. It is composed of elements.
[0009]
Here, the protective element means an element that can short-circuit a reverse voltage that can be applied to the light-emitting element chip, or can short-circuit a forward voltage that is higher than a predetermined voltage that is higher than the operating voltage of the light-emitting element chip. It includes a diode connection of a transistor, a device in which a gate and a source or drain of a MOSFET are short-circuited, or a composite device thereof, an IC, or the like. The connecting means means means that can be connected by a gold wire or a conductive adhesive. Further, the direct electrical connection of the electrodes means that the electrodes are connected by contact or a conductive adhesive without using a wire such as a gold wire.
[0010]
With this structure, since the protective element is sandwiched and bonded between the leads constituting the light emitting element, there is no need for wire bonding and no space for mounting the protective element is required. Therefore, the light emitting portion side is formed with the same structure as the conventional one, and the light emission characteristics are not affected at all, and the cost is not increased, and a lamp-type semiconductor light emitting element incorporating a protection element can be easily obtained.
[0011]
A protruding portion is provided on a side wall of one of the first and second leads facing each other, and the protection element is bonded between the protruding portion and the other of the first and second leads. As a result, the protective element can be mounted more easily and reliably.
[0012]
If the light-emitting element chip is made of a gallium nitride compound semiconductor and the protection element is a Zener diode, a semiconductor that uses a gallium nitride compound semiconductor that is particularly weak against reverse voltage and weak against high voltage application in the forward direction. In a light emitting element, it is preferable because it is protected against application of reverse voltage or surge voltage. In particular, by using a Zener diode as a protective element, even if a high voltage such as a surge is applied to the light emitting element chip in the forward direction, the Zener diode is protected without damaging the light emitting element chip, There is no abnormality in normal operation. Here, the gallium nitride compound semiconductor is a compound in which a group III element Ga and a group V element N or a part of the group III element Ga is substituted with another group III element such as Al or In, and A semiconductor composed of a compound in which a part of N of the group V element is substituted with another group V element such as P or As.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the semiconductor light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
The semiconductor light-emitting device of the present invention has first and second leads 1 and 2 juxtaposed, as shown in FIG. A curved concave portion 11 is formed on the surface. The LED chip 3 is bonded in the recess 11, one electrode of the LED chip 3, for example, the n-side electrode is electrically connected to the first lead 1, and the other electrode, for example, the p-side electrode is the second electrode. The lead 2 and the gold wire 4 are electrically connected by connecting means. In the example shown in FIG. 1, a tongue piece 12 is provided on the side wall of the first lead 1 facing the second lead 2, and the protective element is directly provided between the tongue piece 12 and the second lead 2. The electrodes of the Zener diode 5 are connected, and are electrically connected between the first and second leads 1 and 2 so as to be opposite to the LED chip 3. And the periphery is covered with the resin package 6.
[0015]
The first and second leads 1 and 2 are punched by punching a plate made of iron or copper and having a thickness of about 0.4 to 0.5 mm, and a conical punch is formed from the top of the first lead 1. By stamping with a method such as the above, a bowl-shaped recess 11 is formed at the tip. When punching out from this plate-like body, as shown in FIG. 1, a tip 12 is formed with a thin tip and protruding obliquely, and a gap between the tongue 12 and the second lead 2 is described later. Use a mold with a shape that is slightly smaller at the tip of the tongue 12 and slightly larger at the root of the tongue 12 than the thickness of the diode 5 (the distance between the positive and negative electrodes provided on both sides). To form. That is, in the example shown in FIG. 1, the portion of the second lead 2 facing the tongue piece 12 is punched into a shape that approaches the tongue piece 12. The tongue pieces 12 and the second leads 2 can be easily formed into arbitrary shapes simply by changing the mold shape. As a result, since the tongue piece 12 has a spring property that bends the tip portion toward the gap with the first lead 1, the Zener diode 5 is inserted into the gap with the second lead 2 from the root side of the tongue piece 12. By doing so, it can be easily inserted and fixed securely. In the manufacturing stage, the lower ends of the first and second leads 1 and 2 are connected by a frame portion of the lead frame.
[0016]
The LED chip 3 is formed, for example, as shown in FIG. 2 in a cross-sectional view of a chip having a blue-based (ultraviolet to yellow) emission color. That is, for example, on the surface of the substrate 31 made of sapphire (Al 2 O 3 single crystal) or the like, the low-temperature buffer layer 32 made of GaN is about 0.01 to 0.2 μm, and the n-type layer 33 that becomes the cladding layer is 1 to 5 μm. The active layer 34 made of an InGaN-based compound semiconductor (meaning that the ratio of In and Ga can be changed variously, the same applies hereinafter) compound semiconductor is about 0.05 to 0.3 μm, p-type AlGaN-based (ratio of Al to Ga) P-type layer (cladding layer) 35 composed of a compound semiconductor layer 35a and a GaN layer 35b is sequentially stacked in a thickness of about 0.2 to 1 μm, and a current diffusion layer is formed on the surface thereof. A p-side electrode 38 is formed via 37. Further, the n-side electrode 39 is provided on the n-type layer 33 exposed by removing a part of the stacked semiconductor layers 33 to 35.
[0017]
The Zener diode chip 5 is made of a normal silicon semiconductor or the like, and utilizes a phenomenon in which electrons flow through the pn junction by a tunnel effect when a large reverse voltage is applied to a pn junction of a semiconductor having a high impurity concentration. The voltage at which the reverse current starts to flow (zener voltage) is set by the impurity concentration. Therefore, the Zener voltage is set to a predetermined voltage higher than the operating voltage of the LED chip 3, and the first and second leads 1, so that the LED chip 3 and the Zener diode chip 5 are in parallel and in opposite directions. By connecting to 2, the operation of the LED chip 3 is not hindered.
[0018]
As shown in FIG. 1, the LED chip 3 is bonded to the concave portion 11 of the first lead 1 with an adhesive such as silver paste. As described above, the n-side electrode 39 and the p-side electrode 38 of the LED chip 3 are bonded. 2 (see FIG. 2) are connected to the first lead 1 and the second lead 2 by the gold wire 4 and are electrically connected. Further, the Zener diode chip 5 has its positive electrode in contact with the tongue 12 of the first lead 1 and its negative electrode in contact with the second lead 2. A conductive adhesive such as silver paste is applied to the opposite portion of the lead 2 and inserted from the base side of the tongue piece 12. As a result, the tip end side of the tongue piece 12 is pushed and inserted into the first lead 1 side, the Zener diode chip 5 is sandwiched by its spring property, and the conductive adhesive is solidified, whereby the Zener diode chip 5 is The first and second leads 1 and 2 are electrically connected and firmly fixed. If the LED chip 3 has a structure in which an n-side electrode and a p-side electrode are provided on both upper and lower surfaces, one electrode needs to be wire-bonded by die-bonding the LED chip with a conductive adhesive. There is no electrical connection. Then, the semiconductor light emitting device of the present invention covered with the resin package 6 is formed by molding the periphery including the Zener diode chip 5 with a transparent or milky white epoxy resin that transmits light emitted from the LED chip 3. Is obtained. As shown in FIG. 1, the resin package 6 is formed in a dome shape so that the light emitting surface side is a convex lens, whereby a lamp-type light emitting element is obtained.
[0019]
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, a Zener diode chip is incorporated, and as shown in an equivalent circuit diagram in FIG. 3, the Zener diode chip 5 has a polarity in parallel with the LED chip 3. And are connected so as to be reversed. Therefore, even if the power source for driving the LED chip 3 is an AC power source, the Zener diode chip 5 has a reverse voltage lower than the Zener voltage when the LED chip 3 has a phase that becomes a forward voltage. No current flows, and current flows through the LED chip 3 to emit light. Further, when the AC power supply has a phase in which the reverse voltage is applied to the LED chip 3, a current flows through the Zener diode chip 5. Therefore, even when the AC voltage is in the reverse voltage phase with respect to the LED chip 3, the reverse voltage is hardly applied to the LED chip 3. In addition, when static electricity is applied, if the static electricity is in the reverse direction of the LED chip 3, it is discharged through the Zener diode chip 5, and in the forward direction to the LED chip 3, if the voltage is higher than the Zener voltage, the Zener is discharged. The LED chip 3 is protected to discharge through the diode chip 5, and if it is lower than the Zener voltage, it is discharged through the LED chip 3. However, since the voltage is low, the LED chip 3 is not damaged. As a result, even if the LED chip 3 is weak against reverse voltage or electrostatic surge, a high voltage is not applied to the LED chip 3, and the LED chip 3 is not damaged or deteriorated.
[0020]
On the other hand, in the semiconductor light emitting device of the present invention, since the Zener diode chip 5 is directly bonded between the first and second leads 1 and 2, a space for mounting the Zener diode 5 around the LED chip 3 is provided. The Zener diode chip 5 can be built in without requiring any change on the light emitting unit side. Moreover, since the Zener diode chip 5 is sandwiched and electrically connected between the two leads, there is no need for wire bonding, so that the manufacturing process is hardly increased and the reliability of the wire bonding is improved. Sexual problems do not occur. As a result, a semiconductor light-emitting element incorporating a protective element can be obtained without increasing costs or reducing light emission characteristics.
[0021]
In the above example, a Zener diode chip is used as the protective element, but a packaged product may be used instead of the chip. Moreover, even if it is not a Zener diode but a normal diode, it can protect with respect to the voltage of the reverse direction with respect to a LED chip. Furthermore, even if it is not a diode, a diode such as a diode-connected transistor, a MOSFET gate connected to a source or drain, or a composite element or IC that combines these to protect in both directions like a Zener diode Any element can be used as long as it can protect the LED chip.
[0022]
In the above-described example, a blue semiconductor light emitting device using a gallium nitride compound semiconductor as a light emitting device is used. However, a gallium nitride compound semiconductor is particularly easily broken by a reverse voltage or a high voltage. Great effect. However, the present invention is not limited to this, and red and green light emitting elements such as GaAs, AlGaAs, AlGaInP, and InP are also protected against reverse voltage and static electricity by providing protective elements. In contrast, a strong semiconductor light emitting device can be obtained.
[0023]
Further, in the above-described example, the tongue piece 12 is provided on the first lead 1 and the shape of the second lead 2 is made to approach the portion facing the tongue piece. However, the tongue piece is formed on the second lead 2 side. The first lead and the second lead may be reversed, and the second lead 2 is formed so that the distance between the leads coincides with the distance between the protective elements, even if the shape of the second lead 2 is not made close. It only has to be done. Further, even if it is not a tongue piece, a protruding portion having another shape such as an arc shape in cross section may be provided, or the protruding portion is not formed at all and the distance between the two leads directly matches the interval of the protective element. It may be formed.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the protective element is directly mounted between the two leads constituting the light emitting element, there is no need for wire bonding, the manufacturing man-hours are increased, and the element size is not increased. A semiconductor light-emitting element incorporating a protection element can be obtained without causing any change on the side. As a result, there is no damage even when reverse voltage is applied or high voltage is applied due to static electricity, and reliability is greatly improved. There is no need to pay special attention to removal, and work efficiency is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of an embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention.
2 is a cross-sectional explanatory diagram of an example of the LED chip of FIG. 1;
3 is an equivalent circuit diagram of a connection relationship of the semiconductor light emitting device of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective explanatory view of an example of a conventional semiconductor light emitting element.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lead 2 2nd lead 3 LED chip 4 Gold wire 5 Zener diode chip

Claims (2)

一端部に湾曲状の凹部が形成された第1のリードと、該第1のリードと並置して設けられる第2のリードと、前記第1のリードの凹部内にダイボンディングされる発光素子チップと、該発光素子チップの2つの電極をそれぞれ前記第1および第2のリードと電気的に接続する接続手段と、前記並置される第1および第2のリード間に2つの電極がそれぞれ直接電気的に接続されるようにボンディングされる保護素子とからなり、該保護素子は前記発光素子チップに印加され得る少なくとも逆方向電圧に対して前記発光素子チップを保護する素子である半導体発光素子。A first lead having a curved recess formed at one end thereof, a second lead provided in parallel with the first lead, and a light emitting element chip die-bonded in the recess of the first lead Connecting means for electrically connecting the two electrodes of the light-emitting element chip with the first and second leads, respectively, and two electrodes are directly connected between the juxtaposed first and second leads, respectively. A semiconductor light emitting device comprising a protective element bonded so as to be connected to the light emitting element, the protective element protecting the light emitting element chip against at least a reverse voltage that can be applied to the light emitting element chip. 前記第1および第2のリードのいずれか一方の相互に対向する側壁に突出部が設けられ、該突出部と前記第1および第2のリードの他方との間に前記保護素子がボンディングされてなる請求項1記載の半導体発光素子。A protrusion is provided on a side wall of one of the first and second leads facing each other, and the protection element is bonded between the protrusion and the other of the first and second leads. The semiconductor light emitting device according to claim 1.
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