CN111052419B

CN111052419B - 发光装置

Info

Publication number: CN111052419B
Application number: CN201780094174.0A
Authority: CN
Inventors: 平野光; 长泽阳祐; 一本松正道; 青崎耕; 末原百纪; 坂根好彦
Original assignee: Nikkiso Co Ltd; Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: TWI779054B; JP6968893B2; CN111052419A; TW201921737A; WO2019043840A1; US11165002B2; JPWO2019043840A1; US20200168775A1

Abstract

发光装置(1)具备基台(30)、倒装安装于基台(30)上的氮化物半导体发光元件(10)、和密封氮化物半导体发光元件(10)的非晶质氟树脂。发光装置(1)具备防止因发光装置(1)的出厂后的热处理所致的非晶质氟树脂的形状变化的形状变化防止层(60)，形状变化防止层(60)由固化有热固化性树脂或紫外线固化树脂的层构成，该经固化的层直接被覆非晶质氟树脂的表面。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及具备倒装安装于基台上的氮化物半导体发光元件的发光装置，尤其涉及具备射出发光中心波长为365nm以下的光(紫外线)的氮化物半导体发光元件的发光装置。

背景技术

一直以来，作为发光二极管或半导体激光器等的氮化物半导体发光元件，已知有形成了包含外延生长于蓝宝石等的基板的主面上的多个氮化物半导体层的发光元件结构的氮化物半导体发光元件。氮化物半导体层由通式Al_1-x-yGa_xIn_yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示。

作为安装有氮化物半导体发光元件的发光装置，己知有倒装安装氮化物半导体发光元件，将在氮化物半导体层产生的光由基板的背面(主面的相反侧的面)侧取出的发光装置。另外，在这样的发光装置之中，有在经倒装安装的氮化物半导体发光元件的基板的背面侧设置有透镜的发光装置(例如，参照下述专利文献1的图1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/178288号

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中记载有将氮化物半导体发光元件用非晶质氟树脂密封，并且将该非晶质氟树脂的表面成形为球面，由此可构成透镜的主旨。然而，不限于透镜而对于具备包含非晶质氟树脂的部件的发光装置而言，若应用伴随高温的热处理的工序，则因热而非晶质氟树脂软化，形状会变化。因此，购入具备非晶质氟树脂的发光装置的用户(以下，仅称为“使用者”)会有受限于对该发光装置无法应用伴随高温的热处理的工序而不得不选择某些替代方法的问题。

作为此问题的具体例，可举出为了将上述的发光装置安装于所期望的被安装装置(例如紫外线杀菌装置)的回流焊工序。例如，使用者使用通常的焊料(例如，熔点约为220℃的SnAgCu系焊料)，打算通过回流焊工序而安装于所期望的被安装装置的情况下，为了确保焊料的充分的浸润性而可靠地接合，有必要将发光装置及被安装装置加热至260℃左右。但是，260℃是非晶质氟树脂软化而形状会变化的温度，所以对具备非晶质氟树脂的发光装置无法应用这样的回流焊工序。这样一来，使用者会受到不得不选择即使是非晶质氟树脂不产生形状变化的温度也能够可靠地接合的特殊安装方法或特殊焊料等的限制。

本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的是提供出厂后可进行非晶质氟树脂会产生形状变化的温度的热处理的发光装置。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种发光装置，其特征在于，具备基台、倒装安装于上述基台上的氮化物半导体发光元件、和密封上述氮化物半导体发光元件的非晶质氟树脂，所述发光装置具备防止因上述发光装置的出厂后的热处理所致的上述非晶质氟树脂的形状变化的形状变化防止层，上述形状变化防止层包括热固化性树脂或紫外线固化树脂经固化的层，上述经固化的层直接被覆上述非晶质氟树脂的表面。

若根据此发光装置，则利用由不易因热而软化的树脂即热固化性树脂或紫外线固化树脂经固化的层所构成的形状变化防止层，直接被覆非晶质氟树脂的表面，由此可防止因出厂后的热处理所致的非晶质氟树脂的形状变化。

需要说明的是，在本发明中，AlGaN系半导体是将以通式Al_xGa_1-xN(x是AlN摩尔分率，0≤x≤1)表示的三元(或二元)化合物作为基础，该带隙能量为GaN(x＝0)的带隙能量(约3.4eV)以上的3族氮化物半导体，在只要满足该带隙能量的条件下，也可包括含有微量的In、P、As等的情况。

另外，在上述特征的发光装置中，上述形状变化防止层可至少被覆上述非晶质氟树脂的露出面之中的、使由上述氮化物半导体发光元件射出的光聚焦或扩散的光学透镜形状的表面。

若根据此发光装置，则防止因形状而影响光学特性的光学透镜形状即非晶质氟树脂的形状变化，可防止发光装置的发光性能大幅受损。

另外，在上述特征的发光装置中，上述形状变化防止层可包含有机硅树脂或环氧树脂。

另外，在上述特征的发光装置中，上述形状变化防止层可对氦、氩、氧、氮和水蒸气具有气体穿透性。

若根据此发光装置，则可防止因大气中或发光装置的气密封装体内所含有的气体被封入形状变化防止层与非晶质氟树脂之间所造成的形状变化防止层的脱落或非晶质氟树脂的变形。

另外，在上述特征的发光装置中，构成上述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的结构单元可具有含氟脂肪族环结构。另外，构成上述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团可为全氟烷基。另外，在上述特征的发光装置中，上述氮化物半导体发光元件可为发光中心波长在200nm以上且约365nm以下的范围内的紫外线发光元件。

另外，在上述特征的发光装置中，构成上述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的重均分子量可为700000以下。

若根据此发光装置，则在将出厂后的热处理温度的最大值设定为260℃的情况下，可通过形状变化防止层来防止因出厂后的热处理而有可能产生的非晶质氟树脂的形状变化。

另外，对于上述特征的发光装置，作为出厂形态，可被封入于内部被减压的气密封装体内、填充有氦气或氩气的气密封装体内、或填充有氦气或氩气且内部被减压的气密封装体内。

若根据此发光装置，则可防止在出厂后的使用者所进行的热处理时，非晶质氟树脂所吸附的氧、氮、水蒸气膨胀而非晶质氟树脂发泡的情况。

发明效果

若根据上述特征的发光装置，则因为具备形状变化防止层，所以可防止因出厂后的热处理所致的非晶质氟树脂的形状变化。因而，上述特征的发光装置在出厂后可进行非晶质氟树脂会产生形状变化的温度的热处理。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置所具备的氮化物半导体发光元件的元件结构的一例的截面图。

图2是示意性地表示图1所示的氮化物半导体发光元件的俯视形状的俯视图。

图3是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置的一例的截面图。

图4是示意性地表示在图3所示的发光装置所使用的副基座(submount)的俯视形状和截面形状的俯视图和截面图。

图5是示意性地表示安装有本发明的实施方式的发光装置的被安装装置的一例的截面图。

图6是表示回流焊工序的温度分布的一例的图。

图7是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置的出厂形态的一例的截面图。

图8是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置的出厂形态的其他例的截面图。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式的发光装置，参照附图进行说明。需要说明的是，在以下的说明中参照的附图为了容易理解说明，在一部分中强调主要部分而示意性地表示，所以各部的尺寸未必与实际的元件及使用的部件为相同尺寸比例。另外，以下，以本发明的实施方式的发光装置所具备的氮化物半导体发光元件为发光二极管的情况为例进行说明。

<氮化物半导体发光元件>

首先，对于本发明的实施方式的发光装置所具备的氮化物半导体发光元件的一例，参照附图进行说明。图1是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置所具备的氮化物半导体发光元件的元件结构的一例的截面图，图2是示意性地表示图1所示的氮化物半导体发光元件的俯视形状的俯视图。

如图1所示，本发明的实施方式的发光装置所具备的氮化物半导体发光元件10是在蓝宝石基板11的主面上，具备包含多个AlGaN系半导体层的半导体层叠部12、n电极13和p电极14。需要说明的是，氮化物半导体发光元件10是按照后述的图3所示的方式被倒装安装，来自半导体层叠部12的发光预先设定为由蓝宝石基板11的背面侧取出至外部。

对于半导体层叠部12而言，作为一例，由蓝宝石基板11侧依序层叠AlN层20、AlGaN层21、包含n型AlGaN的n型包覆层22、活性层23、p型AlGaN的电子阻挡层24、p型AlGaN的p型包覆层25、p型GaN的p型接触层26构成。由n型包覆层22开始至p型接触层26形成发光二极管结构。蓝宝石基板11、AlN层20和AlGaN层21为了在其上形成发光二极管结构而作为模板发挥功能。比n型包覆层22更上部的活性层23、电子阻挡层24、p型包覆层25和p型接触层26的一部分通过反应性离子蚀刻等而除去，直到露出n型包覆层22的一部分表面。为了方便，将从比该除去后的n型包覆层22的露出面更上部的活性层23至p型接触层26的半导体层称为“台面部分”。对于活性层23而言，作为一例，成为由n型AlGaN的势垒层和AlGaN或GaN的阱层构成的单层的量子阱结构。活性层23可以为在下侧层与上侧层以AlN摩尔分率大的n型及p型AlGaN层挟持的双异质结结构，另外，也可以为将上述单层的量子阱结构多层化的多量子阱结构。

各AlGaN层通过有机金属化合物气相沉积(MOVPE)法、或是分子束外延法(MBE)法等的公知的外延生长法而形成，作为n型层的施主杂质例如使用Si，作为p型层的受主杂质例如使用Mg。

在n型包覆层22露出了的表面，例如形成Ti/Al/Ti/Au的n电极13。另外，在p型接触层26的表面，例如形成Ni/Au的p电极14。需要说明的是，构成n电极13和p电极14的金属层的层数、材质并非限定于上述例示的层数、材质。

另外，如图2所示，氮化物半导体发光元件10的俯视的芯片形状为正方形，在芯片的外周部分，以环绕位于中央的俯视梳形形状的上述台面部分的方式，露出n型包覆层22的表面。此外，设定一种构成例，该构成例是n电极13以包围上述台面部分的方式，环状地形成于n型包覆层22的露出表面上，p电极14形成于上述台面部分的顶部。在图2中，施加阴影线的部分分别为n电极13和p电极14。另外，作为参照用而示出台面部分与n型包覆层22的露出表面的交界线BL。

在本例的氮化物半导体发光元件10中，如图2所示，设定为如下的构成例：在芯片的四角，n电极13的露出面积变大，在倒装安装中，在该四角处，在n电极13与副基座上对应的电极垫之间，通过接合材料而物理性连接且电连接。需要说明的是，氮化物半导体发光元件10的俯视的芯片形状、台面部分的俯视形状、n电极13和p电极14的个数及形成位置不限定于图2所例示的形状、个数、形成位置。另外，在本例的氮化物半导体发光元件中，作为芯片尺寸，设定1边为0.8mm～1.5mm左右，但芯片尺寸不限定于该范围内。

对于氮化物半导体发光元件10而言，形成于蓝宝石基板11的表面侧的半导体层叠部12、n电极13和p电极14并非限定于上述例示的构成及结构，可采用各种公知的构成及结构。另外，氮化物半导体发光元件10还可具备半导体层叠部12、n电极13和p电极14以外的构成要素，例如保护膜等。因而，省略各AlGaN层20～26、各电极13、14的膜厚等的详细说明。

如后述，本发明的实施方式的发光装置的特征在于以下构成，即，在氮化物半导体发光元件10被倒装安装于副基座等的基台，并且用非晶质氟树脂密封的构成中，防止发光装置的出厂后的非晶质氟树脂的形状变化的构成。因而，关于形成于蓝宝石基板11的表面上的半导体层叠部12、n电极13和p电极14并非本发明的本旨，另外，作为具体的元件结构可考虑各种变形例，可通过公知的制造方法制造，所以对于氮化物半导体发光元件10的制造方法，省略详细说明。

<发光装置>

接着，关于本发明的实施方式的发光装置，参照图3和图4进行说明。图3是示意性地表示关于本发明的实施方式的发光装置的一例的截面图。图4是示意性地表示在图3所示的发光装置所使用的副基座的俯视形状和截面形状的俯视图和截面图。

如图3所示，氮化物半导体发光元件10以蓝宝石基板11的主面侧被载置于副基座30的方式安装(倒装安装)。需要说明的是，在参照图3的以下的说明中，将副基座30的载置面为基准，将氮化物半导体发光元件10侧的方向设为上方向。

在图4中，(A)是表示副基座30的俯视形状的俯视图、(B)是表示在通过该俯视图(A)的副基座30的中心的垂直于副基座30的表面的截面的截面形状的截面图。副基座30的一边的长度若有搭载氮化物半导体发光元件10而在该周围可形成密封树脂的余量，则不被限定于特定的值。作为一例，俯视为正方形的副基座30的一边的长度例如优选为搭载相同俯视为正方形的氮化物半导体发光元件10的芯片尺寸(一边的长度)的1.5～2倍左右以上。需要说明的是，副基座30的俯视形状不限定于正方形。

副基座30具备由绝缘性陶瓷等绝缘材料构成的平板状的基材31，在基材31的表面侧，分别形成阳极侧的第1金属电极布线32和阴极侧的第2金属电极布线33而成，在基材31的背面侧形成引线端子34、35。基材31的表面侧的第1和第2金属电极布线32、33是通过设置于上述基材31的贯通电极(无图示)，与基材31的背面侧的引线端子34、35分别连接。在将副基座30载置于其他布线基板等之上的情况下，在该布线基板上的金属布线与引线端子34、35之间形成电连接。另外，引线端子34、35覆盖基材31的背面的大致整面，实现散热器的功能。

第1和第2金属电极布线32、33如图4所示，形成于基材31的中央部分的搭载氮化物半导体发光元件10的位置及其周围，相互隔开配置而电分离。第1金属电极布线32由第1电极垫320和与其连接的第1布线部321构成。另外，第2金属电极布线33由4个第2电极垫330和与它们连接的第2布线部331构成。第1电极垫320具有比氮化物半导体发光元件10的p电极14的梳形的俯视形状的外框(假定为在梳形的凹部也有台面部分的情况的形状的外周)略大的俯视形状，位于基材31的中央部分的中心。对于第2电极垫330的俯视形状、个数及配置而言，在按照氮化物半导体发光元件10的p电极14与第1电极垫320面对的方式配置有氮化物半导体发光元件10的情况下，n电极13的芯片的四角的露出面积变大的部分按照与第2电极垫330分别面对的方式设定。在图4的(A)中，在第1电极垫320和第2电极垫330分别附上阴影线。需要说明的是，第1和第2金属电极布线32、33的俯视形状不限定于图4的(A)所示的形状，若为p电极14可与第1电极垫320面对，且n电极13的四角可与第2电极垫330面对的俯视形状，则可为各种变形。

副基座30的基材31由例如氮化铝(AlN)等不因曝露于紫外线而劣化的绝缘材料形成。需要说明的是，基材31在散热性方面优选AlN，但也可以是碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)或氮化硼(BN)，另外，也可以是氧化铝(Al₂O₃)等陶瓷。另外，基材31不限于上述绝缘材料的原材，也可以是将二氧化硅玻璃作为粘结剂使上述绝缘材料的粒子紧密地结合的烧结体，此外，也可以是类金刚石碳(DLC)薄膜、工业用金刚石薄膜等。

需要说明的是，副基座30在基材31的背面侧不设置引线端子34、35的构成的情况下，基材31并非仅由绝缘材料构成，也可制成包含金属膜(例如Cu、Al等)和上述的绝缘材料的绝缘层的层叠结构。

对于第1和第2金属电极布线32、33而言，作为一例，由铜的厚膜镀敷膜、被覆该厚膜镀敷膜的表面(上面及侧壁面)的一层或多层的表面金属膜构成。该表面金属膜的最外层由相比于构成厚膜镀敷膜的铜而言离子化倾向小的金属(例如金(Au)或铂族金属(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt或它们之中的2种以上的合金)或是金和铂族金属的合金)构成。

如图3所示，氮化物半导体发光元件10中，将n电极13和p电极14设为朝下，p电极14与第1电极垫320、n电极13的四角与4个第2电极垫330分别对向而通过AuSn焊料或金凸块等接合材料B1而电连接且物理性连接，载置于基材31的中央部分上而固定。需要说明的是，在以AuSn焊料等焊料材料构成接合材料B1的情况下，也可以按照p电极14和n电极13的各顶面(图3中的下面)成为同一平面的方式，对齐高度而形成，以回流焊等的公知的软钎焊方法，将p电极14与第1金属电极布线32、n电极13与第2金属电极布线33物理性连接且电连接。此外，在此情况下，作为按照p电极14和n电极13的各顶面成为同一平面的方式对齐高度的方法，例如可考虑与p电极14电连接，通过绝缘保护膜，以覆盖上述台面部分的顶面(图3中的下面)及侧面的方式形成p侧的镀敷电极，将与该p侧的镀敷电极隔开而与n电极13电连接的n侧的镀敷电极，通过电镀法等形成与p侧的镀敷电极相同高度的方法。关于该镀敷电极的详细内容参考国际公开第2016/157518号的说明书等的记载。

另外，如图3所示，被安装在副基座30上的氮化物半导体发光元件10通过密封树脂40而被密封。具体而言，氮化物半导体发光元件10的上面和侧面、以及副基座30的上面(第1及第2金属电极布线32、33的上面及侧面、露出于第1与第2金属电极布线32、33之间的基材31的表面)利用密封树脂40而被覆，在副基座30和氮化物半导体发光元件10之间的间隙部填充密封树脂40。此外，密封树脂40的上面利用与密封树脂40相同的氟树脂制的透镜41覆盖。需要说明的是，透镜41是使从氮化物半导体发光元件10射出的光至少聚焦或扩散的光学透镜形状，该形状是按照发光装置1的目的而适当设计。

密封树脂40及透镜41是以耐热性、紫外线耐性以及紫外线穿透性优异的非晶质氟树脂构成。作为非晶质氟树脂，可举出将结晶性聚合物的氟树脂共聚化而使其以聚合物合金的形式被非晶质化的产物、或全氟二氧杂环戊烯(杜邦公司制的商品名Teflon AF(登录商标))、全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子公司制的商品名CYTOP(登录商标))。

非晶质氟树脂大致上区分为具有对于金属呈现结合性的反应性的末端官能团的结合性的非晶质氟树脂和不具有该反应性的末端官能团的非结合性的非晶质氟树脂。对于该反应性的末端官能团而言，作为一例，为羧基(COOH)或酯基(COOR)。其中，R是表示烷基。

形成在电极周围的密封树脂40若由以下的非结合性的非晶质氟树脂构成，该非结合性的非晶质氟树脂不具有会成为构成电极的金属的迁移的主要原因的反应性的末端官能团，则可防止因该迁移所致的短路，因此优选。例如，若使用以下的非结合性的非晶质氟树脂构成密封树脂40则优选，该非结合性的非晶质氟树脂的构成聚合物或共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构，末端官能团为对于金属等呈现难结合性的CF₃等全氟烷基。另外，透镜41可以由结合性和非结合性中的任一种非晶质氟树脂构成，但在本发明的实施方式的发光装置1中，透镜41设为以与密封树脂40同样由非结合性的非晶质氟树脂构成的透镜。

作为具有含氟脂肪族环结构的结构单元，优选基于环状含氟单体的单元(以下，称为“单元A”)、或通过二烯系含氟单体的环化聚合而形成的单元(以下，称为“单元B”)。需要说明的是，非晶质氟树脂的组成及结构并非本申请发明的本旨，因此省略该单元A及单元B相关的详细说明，关于该单元A及单元B，详细地说明于与本案相同申请人的国际公开第2014/178288号的段落[0031]-[0058]，因此请参照。

需要说明的是，作为上述单体的环化聚合方法、均聚方法及共聚方法，例如可应用公开于日本特开平4-189880号公报等的公知方法。而且，通过在上述单体的聚合(环化聚合、均聚、共聚)时的上述单体的浓度的调整、引发剂的浓度的调整、添加转移剂的添加等的方法，可得到所期望的重均分子量的非晶质氟树脂。另外，以下将构成非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的重均分子量仅作为非晶质氟树脂的重均分子量进行说明。

另外，在聚合处理后的非晶质氟树脂的末端官能团中，有可能形成上述的反应性的末端官能团或其他不稳定的官能团。因此，得到末端官能团为CF₃的非结合性的非晶质氟树脂的情况下，例如使用日本特开平11-152310号公报等所公开的公知方法，使氟气与该聚合处理后的非晶质氟树脂接触，由此将这些反应性的末端官能团或不稳定的末端官能团取代为非反应性的末端官能团的CF₃。

作为非结合性的非晶质氟树脂的市售品的一例，可举出CYTOP(旭硝子公司制)等。需要说明的是，末端官能团为CF₃的CYTOP是下述化学式1所示的上述单元B的聚合物。

[化学式1]

<发光装置的制造方法>

接着，说明本发明的实施方式的发光装置的制造方法。

首先，将经切割的氮化物半导体发光元件10的裸芯片，通过公知的倒装安装而固定于副基座30的第1及第2金属电极布线32、33上。具体而言，p电极14和第1金属电极布线32通过AuSn焊料或金凸块等接合材料B1物理性连接且电连接，n电极13和第2金属电极布线33通过接合材料B1物理性连接且电连接(工序1)。

接下来，准备将非结合性的非晶质氟树脂溶解于含氟溶剂、优选非质子性含氟溶剂的涂布液(工序2)。

接下来，使用剥离性良好的特氟龙针等，将工序2中准备的涂布液注入于副基座30及氮化物半导体发光元件10上之后，一边缓缓地加热涂布液一边使溶剂蒸发，在氮化物半导体发光元件10的上面和侧面、副基座30的上面(第1及第2金属电极布线32、33的上面及侧面、露出于第1与第2金属电极布线32、33之间的基材31的表面)、以及在副基座30与氮化物半导体发光元件10之间的间隙部，形成作为非结合性的非晶质氟树脂的密封树脂40(工序3)。需要说明的是，在工序3的溶剂的蒸发时，以气泡不残留于密封树脂40内的方式，从溶剂的沸点以下的低温域(例如室温附近)至溶剂的沸点以上的高温域(例如200℃附近)缓缓地加热，使溶剂蒸发。

接下来，非结合性的非晶质氟树脂的分解开始的温度(约350℃)以下的温度范围，例如在150℃～300℃，更优选在200℃～300℃的温度范围，加热密封树脂40而使其软化，将氮化物半导体发光元件10的上面的密封树脂40朝向氮化物半导体发光元件10侧按压(工序4)。

接着，在密封树脂40的上部，将与密封树脂40相同的非结合性的非晶质氟树脂制的透镜41通过例如射出成形、传递模塑成形、压缩成形等的公知的成形方法，以覆盖氮化物半导体发光元件10的方式形成(工序5)。该各成形用的成形模具可使用金属模、有机硅树脂模或是它们的组合。

需要说明的是，工序4的加热及按压处理也可以在工序5的透镜41的形成时同时进行。或者也可以仅在工序4中进行加热处理，将按压处理在工序5的透镜41的形成时进行。另外，以AuSn焊料等焊料材料构成接合材料B1的情况下，以在工序3～5中的温度为不超过接合材料B1的熔点(在AuSn焊料的情况下约为280℃)的方式设定，则可防止接合材料B1熔化而损害氮化物半导体发光元件10与副基座30的连接，因此优选。

<用户利用发光装置的方式>

接着，对于使用者利用本发明的实施方式的发光装置1的方式，参照附图进行说明。图5是示意性地表示安装有本发明的实施方式的发光装置的被安装装置的一例的截面图。

如图5所示，使用者对所期望的被安装装置(例如紫外线杀菌装置)50安装发光装置1。例如，通过SnAgCu系焊料等接合材料B2，被安装装置50的垫51与发光装置1的引线端子34物理性连接且电连接，并且被安装装置50的垫52与发光装置1的引线端子35物理性连接且电连接，由此发光装置1安装于被安装装置50。

被安装装置50的发光装置1的安装例如通过回流焊工序进行。回流焊工序是以下工序，例如按照引线端子34位于SnAgCu系焊料等接合材料B2形成于表面的垫51上，并且引线端子35位于接合材料B2形成于表面的垫52上的方式，在对被安装装置50载置了发光装置1的状态下，加热发光装置1及被安装装置50。更具体而言，在具有规定的温度分布的回焊炉内，使用带式输送机等移动装置，使载置有发光装置1的被安装装置50行进，由此来加热发光装置1及被安装装置50。

在此，关于回流焊工序的温度分布，举出一例进行说明。图6是表示回流焊工序中的温度分布的一例的图。需要说明的是，图6所示的温度是接合材料B2附近(例如，被安装装置50的安装面附近)的温度。另外，如图6所示的温度分布例如出于防止发光装置1因热而损伤的目的，由发光装置1的制造商设定的。

图6所例示的温度分布分为P1～P5的期间。期间P1～P3是升温期间，期间P4是维持最高温度的温度T2的期间，期间P5为降温期间。其中，期间P2的升温梯度比期间P1和P3各自的升温梯度平缓，期间P2的结束时点的温度T1为接合材料B2的熔点以下。另外，温度T2为接合材料B2的熔点以上。

例如，接合材料B2为通常的焊料的熔点为220℃的SnAgCu系焊料的情况下，温度T1被设定为200℃左右，温度T2被设定为260℃左右。

其中，260℃的温度是非晶质氟树脂软化而会产生形状变化的温度。另外，不限于回流焊工序，使用者也有可能希望在非晶质氟树脂会产生形状变化的温度下进行热处理。并且，对发光装置1进行这样温度下的热处理时，因构成密封树脂40及透镜41的非晶质氟树脂的形状产生变化，因此可能会损害发光装置1的性能。特别是，光学特性会受到形状影响的透镜41的形状若发生变化，则可能会大幅地损害发光装置1的发光性能。

因此，本发明的实施方式的发光装置1按照以下说明的方式，按照能够进行在非晶质氟树脂会产生形状变化的温度下的热处理的形态出厂。由此，使用者能够进行在非晶质氟树脂会产生形状变化的温度的热处理。

<发光装置的出厂形态>

关于可在非晶质氟树脂会产生形状变化的温度下进行热处理的发光装置1的出厂形态，参照附图进行说明。图7是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置的出厂形态的一例的截面图。

如图7所示，出厂时的发光装置1具备防止因出厂后的热处理所致的非晶质氟树脂的形状变化的形状变化防止层60。形状变化防止层60按照直接被覆非晶质氟树脂的表面的方式形成。例如，形状变化防止层60按照在非晶质氟树脂的露出面之内，至少直接被覆光学透镜形状的表面的方式形成。具体而言，例如按照被覆各透镜41的表面的整面和相当于透镜41的周边部分的密封树脂40的表面的方式，形成形状变化防止层60。

形状变化防止层60至少由在产生非晶质氟树脂的形状变化的下限温度中稳定的材料(例如，难以产生形状变化及分解的材料)构成。例如，形状变化防止层60由在260℃稳定的材料构成。具体而言，形状变化防止层60优选由使不易因热而软化的树脂即热固化性树脂或紫外线固化树脂(也包括在高于常温的温度下紫外线固化的紫外线固化树脂)固化的层构成。例如，优选由使有机硅树脂或环氧树脂固化的层构成形状变化防止层60。

形状变化防止层60例如通过射出成形、传递模塑成形、压缩成形等公知的成形方法，通过对非晶质氟树脂的表面成形上述的树脂材料来形成。该各成形用的成形模具可使用金属模具或与构成形状变化防止层60的树脂材料的亲和性低(易脱模)的树脂模具等。其中，成形形状变化防止层60时的温度优选低于非晶质氟树脂会产生形状变化的下限温度的温度。

形状变化防止层60是随着将发光装置1安装于被安装装置50的回流焊工序等热处理的工序结束后，根据使用者，例如通过使用镊子或针等而剥离等物理性方法、或溶于溶剂等化学性方法、或是利用它们二者的方法而除去。另外，设定以物理性方法除去形状变化防止层60的情况下，优选可从非晶质氟树脂剥离的程度，以对非晶质氟树脂的亲和性低的材料形成形状变化防止层60。

按照以上方式，发光装置1用形状变化防止层60直接被覆非晶质氟树脂的表面，由此可防止因出厂后的热处理所致的非晶质氟树脂的形状变化，其中，形状变化防止层60由不易因热而软化的树脂即热固化性树脂或紫外线固化树脂经固化的层构成。因而，发光装置1在出厂后可进行非晶质氟树脂会产生形状变化的温度的热处理。

特别是，如图7所示，至少以被覆透镜41(光学透镜形状的部分)的表面的方式设置形状变化防止层60，由此防止因形状而影响光学特性的透镜41的形状变化，可防止发光装置1的发光性能大幅受损。

需要说明的是，形状变化防止层60是也可以按照上述方式，通过对非晶质氟树脂的表面成形树脂材料而形成，也可按照嵌合于透镜41的外形的方式使另外制作的帽状的形状变化防止层被覆于透镜41；也可将使用于透镜41的成形时的模具(例如有机硅树脂模具)，在透镜41的成形后也不除去而保留，由此作为形状变化防止层60进行利用。

另外，在图7中例示以分别被覆透镜41的表面的整面、相当于透镜41的周边部分的密封树脂40的露出部分的表面的方式，形成形状变化防止层60的情况，也可以被覆非晶质氟树脂的露出面的整面(透镜41及密封树脂40的各自的露出面的整面。还包括在副基座30的端部附近的密封树脂40的侧面。)的方式形成形状变化防止层。在此情况下，不仅可防止透镜41的形状变化，也可防止密封树脂40的形状变化。

另外，在设定使用者以物理性方法除去形状变化防止层60的情况下，还可将用于容易地除去形状变化防止层60的把手部设置于形状变化防止层60。在此，对于具备具有把手部的形状变化防止层的发光装置的一例，参照附图进行说明。图8是示意性地表示本发明的实施方式的发光装置的出厂形态的其他例的截面图。

如图8所示，形状变化防止层60A中，为了容易把持形状变化防止层60A而设置有突出的把手部61。特别是，把手部61设置有用于贯通插入镊子的前端或针等细长的夹具而把持的贯通孔611。需要说明的是，图8所例示的把手部61的形状是只不过为一例，只要是用于容易地把持形状变化防止层60A的形状，可以是任何的形状。例如，把手部61可以是不具备贯通孔611的形状。另外，图8中，虽然对于把手部61设置于形状变化防止层60A的周边部分的情况进行了例示，但例如也可设置于透镜41的顶部附近。

<变形等>

[1]在发光装置1长时间曝露于大气等，构成密封树脂40或透镜41的非晶质氟树脂充分地吸附氧、氮、水蒸气的情况下，在出厂后的使用者所进行的热处理时，会有非晶质氟树脂所吸附的氧、氮、水蒸气膨胀而非晶质氟树脂发泡的情况。

为了防止这样的发泡，优选将发光装置1以非晶质氟树脂难以吸附氧、氮、水蒸气的封装体进行出厂。例如优选将发光装置1封入以内部与大气压相比被减压的气密封装体、填充有氦气或氩气的气密封装体、或填充有氦气或氩气且内与大气压相比被减压的气密封装体内而出厂。另外，气密封装体例如由将铝蒸镀于树脂材料(例如聚乙烯或聚丙烯)的薄片构成。

若在上述这样的气密封装体内封入发光装置1而出厂，则在使用者打破气密封装体而取出发光装置1进行热处理时，相比于将发光装置1充分曝露于大气中的情况而言，可使非晶质氟树脂吸附的氧、氮、水蒸气减少。例如相比于将发光装置1曝露于大气中的情况中非晶质氟树脂会吸附的最大量而言，能够使用户热处理发光装置1时的非晶质氟树脂所吸附的氧、氮、水蒸气的量减少，优选为该最大量的二分之一以下，进而优选为三分之一以下。另外，例如相比于非晶质氟树脂所吸附的氦气或氩气的量而言，能够使用户热处理发光装置1时的非晶质氟树脂所吸附的氧、氮、水蒸气的量减少。

需要说明的是，作为发光装置1的出厂形态，也可仅采用用于防止非晶质氟树脂的发泡的气密封装体，不设置上述的形状变化防止层60。

另外，在经设置形状变化防止层60的基础上，也可采用上述的气密封装体。在此情况下，若形状变化防止层60对氦、氩、氧、氮和水蒸气具有气体穿透性，则可避免因在形状变化防止层60与非晶质氟树脂之间封入气体所致的形状变化防止层60的脱落或非晶质氟树脂的变形等问题，因此优选。

另外，对于上述的非晶质氟树脂的发泡而言，通过在产生发泡的高温下进行热处理之前进行除气处理也可抑制。作为除气处理，例如可举出在120℃下、2小时的真空除气处理、或将图6所示的回流焊工序的期间P2的升温梯度设为10℃/小时等极缓和的处理。但是，为了防止非晶质氟树脂的变形或发泡，这些处理有需要长时间的问题。

但是，若为具备形状变化防止层60的发光装置1，则即使曝露于某种程度的高温，也可防止非晶质氟树脂的变形。因此，在发光装置1的情况下，例如将真空除气处理的温度设为高于120℃，相应于此，可将处理时间变得短于2小时等，提高除气处理的条件设定的自由度。此外，在此情况下，若形状变化防止层60对氧、氮和水蒸气具有气体穿透性，则在真空除气处理时，可避免因在形状变化防止层60与非晶质氟树脂之间封入气体所致的形状变化防止层60的脱落或非晶质氟树脂的变形等问题，因此优选。

[2]非晶质氟树脂是无论结合性、非结合性，重均分子量越大，则熔融粘度越大，若熔融粘度变得大于约100000Pa·s，则失去流动性而成为不产生形状变化。在此，在将出厂后的热处理温度的最大值设定为260℃的情况下，由于树脂的熔融粘度比与分子量比的3.4次方成比例(粘度的3.4次方幂律)、重均分子量为250000的非晶质氟树脂的260℃下的熔融粘度约为3000Pa·s，因此若重均分子量大于700000，则可以说在260℃下不会产生非晶质氟树脂的形状变化(熔融粘度变得大于100000Pa·s)。

因而，上述的形状变化防止层60是在重均分子量为700000以下的情况下，能够发挥其效果。此外，在260℃下熔融粘度高至非晶质氟树脂不产生形状变化的程度的情况下，为了确保成形时的非晶质氟树脂的流动性而不得不提升成形温度，但在由AuSn焊料等焊料材料构成接合材料B1的情况下，因为成形温度超过接合材料B1的熔点(AuSn焊料的情况下约为280℃)，故可能会损害氮化物半导体发光元件10与副基座30的连接。由于这些理由，非晶质氟树脂的重均分子量优选为700000以下。

另外，在使用重均分子量小至150000左右的非晶质氟树脂的情况下，因使用者所进行的热处理而非晶质氟树脂的形状变化的危险变得极高，但通过设置形状变化防止层60可避免此危险。即，在设置形状变化防止层60的情况下，可使用重均分子量为150000以上的非晶质氟树脂。此外，在密封树脂40或透镜41的成形不存在问题的限度内，也可使用小于150000的重均分子量的非晶质氟树脂。

需要说明的是，构成密封树脂40及透镜41各自的非晶质氟树脂的重均分子量可相同也可不同。另外，非晶质氟树脂的分子量的推定极困难，但重均分子量例如可以利用基于熔融粘度或特性粘度的换算而推定。

[3]在上述实施方式中，将使用者在热处理后除去形状变化防止层60作为前提，但可以无需除去形状变化防止层60。例如，由对发光装置1的工作几乎不带来不良影响的材料及形状构成的形状变化防止层60等情况下，也可无需除去形状变化防止层60。

[4]在上述实施方式中，对于将1个氮化物半导体发光元件10载置于副基座30上的发光装置1进行了说明，但发光装置1也可在副基座或印刷基板等基台上，载置多个氮化物半导体发光元件10而构成。在此情况下，可将多个氮化物半导体发光元件10用密封树脂40一起密封，另外也可一个一个分别密封。在此情况下，例如在基台的表面，先形成包围密封的单元的1或多个氮化物半导体发光元件10的周围的树脂坝，在用该树脂坝包围的区域，例如以上述实施方式中说明的要领，形成密封树脂40。另外，与密封树脂40同样地，透镜41也可对于多个氮化物半导体发光元件10一起形成，也可一个一个分别形成。此外，形状变化防止层60也可对于多个氮化物半导体发光元件10及非晶质氟树脂一起形成，也可一个一个分别形成。需要说明的是，载置氮化物半导体发光元件10的基台不限定于副基座及印刷基板。

另外，在将1个氮化物半导体发光元件10载置于副基座30上的情况下，也可以按照以下方法制造：在1片基材31的表面侧形成多个副基座30的第1及第2金属电极布线32、33，在1片基材31的背面侧形成多个副基座30的引线端子34、35，在将多个副基座30配置为矩阵状的副基座板上，将多个氮化物半导体发光元件10分别倒装安装于各副基座30上，对于多个氮化物半导体发光元件10分别形成密封树脂40或密封树脂40和透镜41后，将该副基座板分割为各个副基座30，从而制造将1个氮化物半导体发光元件10载置于副基座30上而成的发光装置1。进而，在此情况下，也可在对于多个氮化物半导体发光元件10及非晶质氟树脂分别形成形状变化防止层60后，将副基座板分割为各个副基座30。

产业上的可利用性

本发明的发光装置可利用于具备被倒装安装于基台上的氮化物半导体发光元件的发光装置，特别是，可利用于具备射出发光中心波长为365nm以下的光(紫外线)的氮化物半导体发光元件的发光装置。

附图标记说明

1：发光装置

10：氮化物半导体发光元件

11：蓝宝石基板

12：半导体层叠部

13：n电极

14：p电极

20：AlN层

21：AlGaN层

22：n型包覆层(n型AlGaN)

23：活性层

24：电子阻挡层(p型AlGaN)

25：p型包覆层(p型AlGaN)

26：p型接触层(p型GaN)

30：副基座(基台)

31：基材

32：第1金属电极布线

320：第1电极垫

321：第1布线部

33：第2金属电极布线

330：第2电极垫

331：第2布线部

34、35：引线端子

40：密封树脂

41：透镜

50：被安装装置

51、52：垫

60、60A：形状变化防止层

61：把手部

B1：接合材料

B2：接合材料

T1～T5：期间

Claims

1.一种发光装置，其特征在于，具备基台、倒装安装于所述基台上的氮化物半导体发光元件、和密封所述氮化物半导体发光元件的非晶质氟树脂，

所述发光装置具备防止因所述发光装置的出厂后的热处理所致的所述非晶质氟树脂的形状变化的形状变化防止层，

所述形状变化防止层包括热固化性树脂或紫外线固化树脂经固化的层，所述经固化的层直接被覆所述非晶质氟树脂的表面，

作为出厂形态，被封入于内部被减压的气密封装体内、填充有氦气或氩气的气密封装体内、或填充有氦气或氩气且内部被减压的气密封装体内。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述形状变化防止层至少被覆所述非晶质氟树脂的露出面之中的、使由所述氮化物半导体发光元件射出的光聚焦或扩散的光学透镜形状的表面。

3.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述形状变化防止层包含有机硅树脂或环氧树脂。

4.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述形状变化防止层对氦、氩、氧、氮和水蒸气具有气体穿透性。

5.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，构成所述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构。

6.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，构成所述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团为全氟烷基。

7.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述氮化物半导体发光元件为发光中心波长在200nm以上且365nm以下的范围内的紫外线发光元件。

8.如权利要求1或2所述的发光装置，其中，构成所述非晶质氟树脂的聚合物或共聚物的重均分子量为700000以下。