JP2019186333A - Ultraviolet light-emitting element, ultraviolet light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線発光素子および紫外線発光装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet light emitting element and an ultraviolet light emitting device.
チップ状の紫外線発光素子の光取り出し効率を高くすることを目的として、半導体チップの主な光取り出し面である基板の裏面(発光層などが形成されている面の反対面)に、半球レンズを接合することが提案されている(例えば、特許文献1および2を参照)。
特許文献1には、例えば、シリコーンオイルおよび/またはシリコーン樹脂からなる封止剤の薄層を使用して、半球レンズを半導体チップ(LEDダイ)に直接取り付ける方法が記載されている。特許文献1に記載された紫外線発光素子では、半球レンズの平面が半導体チップの基板の裏面より大きく、この裏面のみが封止剤の薄層で覆われている。
For the purpose of increasing the light extraction efficiency of the chip-shaped ultraviolet light emitting device, a hemispherical lens is provided on the back surface of the substrate (the surface opposite to the surface on which the light emitting layer is formed), which is the main light extraction surface of the semiconductor chip. Joining has been proposed (see, for example,
特許文献2には、側壁部により凹部が形成されたサブマウントの凹部に半導体チップを実装した後に、サブマウントの凹部内に非晶質フッ素樹脂を入れて半導体チップの全面を覆い、側壁部の上に半球レンズの平面の周縁部を固定することが記載されている。つまり、特許文献2の紫外線発光素子では、半球レンズの外側に半導体チップが配置されている。
また、特許文献2には、紫外線発光素子の封止樹脂として、紫外線発光素子のパッド電極を構成する金属に対する結合性を呈しない、非反応性の末端官能基を有する非晶性フッ素樹脂を用いることが記載されている。
In
Further,
特許文献1および2に記載された紫外線発光素子には、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大化という点で、さらなる改善の余地がある。
本発明の課題は、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果を大きくすることである。
The ultraviolet light-emitting elements described in
An object of the present invention is to increase the effect of increasing the light extraction efficiency obtained by bonding a lens to a semiconductor chip.
上記課題を達成するために、本発明の第一態様の紫外線発光素子は、紫外線を発光する半導体チップと、紫外線透過性のレンズと、レンズおよび半導体チップを接合する紫外線透過性の樹脂層と、を有する。レンズの入射面に凹部が形成され、半導体チップは、主な光取り出し面である主面をレンズの凹部の底面に向けて、この凹部内に配置されている。樹脂層は、レンズの凹部と半導体チップの主面および側面との間に存在する。
ここで、主な光取り出し面とは、光が取り出せる面のうち、取り出せる光の量が最も多い面のことである。
To achieve the above object, an ultraviolet light emitting element according to the first aspect of the present invention includes a semiconductor chip that emits ultraviolet light, an ultraviolet transmissive lens, an ultraviolet transmissive resin layer that joins the lens and the semiconductor chip, Have A concave portion is formed on the incident surface of the lens, and the semiconductor chip is disposed in the concave portion with the main surface, which is the main light extraction surface, facing the bottom surface of the concave portion of the lens. The resin layer exists between the concave portion of the lens and the main surface and side surface of the semiconductor chip.
Here, the main light extraction surface is a surface where the amount of light that can be extracted is the largest among the surfaces from which light can be extracted.
本発明の一態様の紫外線発光素子によれば、紫外線透過性の樹脂層が、レンズと半導体チップの主面との間だけでなく、レンズと半導体チップの側面との間にも存在するため、半導体チップの側面から出た紫外線の多くを、レンズに入れることができる。よって、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果が大きくなることが期待できる。 According to the ultraviolet light emitting element of one embodiment of the present invention, the ultraviolet light transmissive resin layer exists not only between the lens and the main surface of the semiconductor chip, but also between the lens and the side surface of the semiconductor chip. Much of the ultraviolet light emitted from the side surface of the semiconductor chip can be put into the lens. Therefore, it can be expected that the effect of increasing the light extraction efficiency obtained by bonding the lens to the semiconductor chip is increased.
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to embodiment shown below. In the embodiment described below, a technically preferable limitation is made for carrying out the present invention, but this limitation is not an essential requirement of the present invention.
[第一実施形態]
〔構成〕
図1に示す紫外線発光装置10は、紫外線発光素子1およびパッケージ基板(基体)2と、紫外線発光素子1とパッケージ基板2とを電気的に接続する第一接続体3および第二接続体4を有する。
図1および図2に示すように、紫外線発光素子1は、紫外線を発光する半導体チップ110と、石英製またはサファイア製の凹部付き半球レンズ120と、非晶質フッ素樹脂層またはシリコーン樹脂層である樹脂層130を有する。
[First embodiment]
〔Constitution〕
An ultraviolet
As shown in FIGS. 1 and 2, the ultraviolet
凹部付き半球レンズ120は、半球レンズの平面(入射面)121の中央部に凹部122が形成されたものである。凹部付き半球レンズ120には、平面121の凹部122より外側の部分が平面周縁部121aとして存在する。
凹部122の底面122aは、半導体チップ110の主な光取り出し面である主面110aより少し大きく、凹部122の側面122bの平面121に垂直な方向の寸法(凹部122の深さ)は、半導体チップ110の厚さより大きい。半導体チップ110は、主面110aを凹部122の底面122aに向けて、凹部付き半球レンズ120の凹部122内に配置されている。
樹脂層130は、凹部122の底面122aと半導体チップ110の主面110aとの間に存在する底面部131と、凹部122の側面122bと半導体チップ110の側面110bとの間に存在する側面部132を有する。
The concave
The
The
図3に示すように、半導体チップ110は、基板111、半導体層112、第一電極113、および第二電極114を有する。半導体チップ110は、例えば、波長が280nm以下であるUVCを発光可能である。
基板111は、例えばAlN基板やサファイア基板である。半導体層112は、n型窒化物半導体層(第一導電型の窒化物半導体層)、窒化物半導体発光層、およびp型窒化物半導体層(第二導電型の窒化物半導体層)を有する積層体である。n型窒化物半導体層は例えばn−AlGaN層である。窒化物半導体発光層は、例えば、AlGaNからなる量子井戸層とAlNからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造(MQW)を有する層である。p型窒化物半導体層は例えばp−GaN層である。第一電極113はn型窒化物半導体層上に、第二電極114はp型窒化物半導体層上に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
The
半導体チップ110の主面110aは基板111の裏面(半導体層112が形成されている面である表面111aの反対面)である。なお、基板111を有さない半導体チップの場合は、半導体層112の第一電極113および第二電極114が形成されている面とは反対側の面が主面(主な光取り出し面)となる。
図1および図4に示すように、パッケージ基板2は、セラミックス(例えば、窒化アルミニウムまたはアルミナ)製の本体21と、第三電極体22と、第四電極体23を備えている。図4に示すように、平面視で、第三電極体22と第四電極体23は、パッケージ基板2の中心を挟んだ両側に隙間を開けて配置されている。
The
As shown in FIGS. 1 and 4, the
第三電極体22は、本体21の紫外線発光素子1との対向面211に形成された第一部分221と、対向面211の反対面212に形成された第二部分222と、両者を連結する結合部223を有する。第一部分221および第二部分222は同じ長方形の平面形状を有し、平面視で重なっている。
第一部分221は、半導体チップ110と接続される部分であるチップ接続部(第三電極)221aと、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aと向かい合う部分であるレンズ対向部221bと、レンズ対向部221bより外側の外縁部221cを有する。第二部分222は電流供給体との接続部である。結合部223は、本体21に設けた貫通穴内に存在する。
The
The
第四電極体23は、本体21の紫外線発光素子1との対向面211に形成された第一部分231と、対向面211の反対面212に形成された第二部分232と、両者を連結する結合部233を有する。第一部分231および第二部分232は同じ長方形の平面形状を有し、平面視で重なっている。
第一部分231は、半導体チップ110と接続される部分であるチップ接続部(第四電極)231aと、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aと向かい合う部分であるレンズ対向部231bと、レンズ対向部231bより外側の外縁部231cを有する。第二部分232は電流供給体との接続部である。結合部233は、本体21に設けた貫通穴内に存在する。
The
The
また、本体21の対向面211のうち、第三電極体22のレンズ対向部221bと第四電極体23のレンズ対向部231bとで挟まれた部分も、レンズ対向部211aとなる。
つまり、パッケージ基板2は、紫外線発光素子1の主面110aとは反対面110c側に配置され、平面視で第一電極113と重なる部分に第三電極(チップ接続部221a)が形成され、平面視で第二電極114と重なる部分に第四電極(チップ接続部231a)が形成されている。
半導体チップ110の第一電極113および第二電極114と、パッケージ基板2の第三電極体22および第四電極体23は、金属で形成されている。この金属としては、Ag、Au、Al、Ti、Ni、Cu、Pt、W、Co、およびRhのうちの一つまたは複数を含むことが好ましい。また、第三電極体22の第一部分221および第四電極体23の第一部分231の好ましい形態としては、例えば、Cu/Ni/Auからなる積層構造、W/NiP/Auからなる積層構造であり、Auが表面側である形態が挙げられる。
In addition, a portion of the facing
That is, the
The
第三電極体22および第四電極体23が金属で形成されているため、第三電極体22のレンズ対向部221bの表面と、第四電極体23のレンズ対向部231bの表面は金属面である。つまり、パッケージ基板2は、平面視で凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aと同じ位置のレンズ側に金属面を有する。
第一接続体3および第二接続体4は、例えば金ボールであり、図2に一点鎖線で示すように、第一電極113および第二電極114上に、複数ずつ形成されている。
Since the
The
凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aと、パッケージ基板2の第三電極体22および第四電極体231のレンズ対向部221b,231bとが、互いに面接触している。つまり、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aとパッケージ基板2とが、接触により接合されている。この接合は、接合層を設けない方法で行っているため、凹部付き半球レンズ120はパッケージ基板2に対して固着されていないが、平面周縁部121aとレンズ対向部221b,231bとが面接触していることで、凹部122内への塵などの侵入を防ぐことができる。
The planar
なお、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aとパッケージ基板2との接合は、このような面接触によるものであってもよいし、以下に示す第二実施形態以降のように接合層によるものであってもよい。また、少なくともいずれかの面に凹凸が形成されていたり、平面同士であっても両者の間に隙間を有し、この隙間が部分的に接着剤で塞がれていたりすること等により、面全体が接触せず、部分的な接触によるものであってもよい。
It should be noted that the bonding between the planar
〔製造方法〕
図1に示す紫外線発光装置10は、例えば、以下の方法で製造することができる。
先ず、半導体チップ110をパッケージ基板2に対してフリップチップ実装して、図5に示す状態にする。
具体的には、先ず、パッケージ基板2の第三電極体22の電極対向部(第三電極)221aおよび第四電極体23の電極対向部(第四電極)231aに、第一接続体3および第二接続体4としてそれぞれ複数の金ボールを配置する。次に、各金ボールに第一電極113および第二電極114が接触するように、半導体チップ110をパッケージ基板2上に置き、半導体チップ110側から圧力を加えながら超音波接合を行う。これにより、第一接続体3および第二接続体4で半導体チップ110がパッケージ基板2に電気的に接続される。
〔Production method〕
The ultraviolet
First, the
Specifically, first, the
次に、図5に示す状態の半導体チップ110に、凹部付き半球レンズ120を接合する。
具体的には、先ず、半導体チップ110の主面110aおよび側面110bに、非晶質フッ素樹脂またはシリコーン樹脂を含む接合剤を塗布する。
次に、凹部122を半導体チップ110に向けて、凹部付き半球レンズ120を半導体チップ110に被せることで、半導体チップ110を凹部付き半球レンズ120の凹部122内に配置する。これにより、凹部122の底面122aと半導体チップ110の主面110aとの間、および凹部122の側面122bと半導体チップ110の側面110bとの間に、接合剤層が存在した状態にする。また、これに伴い、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aが、パッケージ基板2の第三電極体22および第四電極体231のレンズ対向部221b,231bに接触する。
Next, the concave
Specifically, first, a bonding agent containing an amorphous fluororesin or a silicone resin is applied to the
Next, the
次に、この接合剤層を硬化させる又はこの接合剤層から溶媒を蒸発させることで樹脂層130を形成する。これにより、半導体チップ110と凹部付き半球レンズ120が樹脂層130で接合される。樹脂層130の厚さは0.1μm以上1.0mm以下とする。
なお、凹部付き半球レンズ120は、例えば、凹部122とする部分に雄型が配置された金型に原料の粉を入れて、ゾルゲル法で製造することができる。
Next, the
The concave
また、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤としては、旭硝子製の「サイトップ(登録商標)」を使用することができる。「サイトップ(登録商標)」は、厚さ50μmで、波長265nmにおける透過率が98%であり、210nm以上300nm未満の全範囲における透過率は90%以上である。具体例としては、パーフルオロアルキル基を有する非晶質フッ素樹脂を含む「サイトップ(登録商標)CTX−809SP2」が挙げられる。
非晶質フッ素樹脂を含む接合剤としては、半導体発光素子のパッド電極(通常、第一電極層13および第二電極層14の上に、それぞれ所定厚さで形成されている電極)を構成する金属に対する結合性を呈しない、非反応性の末端官能基を有する非晶質フッ素樹脂を含むものを用いることがより好ましい。
As a bonding agent containing an amorphous fluororesin, “Cytop (registered trademark)” manufactured by Asahi Glass can be used. “CYTOP (registered trademark)” has a thickness of 50 μm, a transmittance of 98% at a wavelength of 265 nm, and a transmittance of 90% or more in the entire range from 210 nm to less than 300 nm. Specific examples include “Cytop (registered trademark) CTX-809SP2” containing an amorphous fluororesin having a perfluoroalkyl group.
As a bonding agent containing an amorphous fluororesin, a pad electrode (usually an electrode formed with a predetermined thickness on each of the first electrode layer 13 and the second electrode layer 14) is formed. It is more preferable to use a material containing an amorphous fluororesin having a non-reactive terminal functional group that does not exhibit a binding property to a metal.
〔作用、効果〕
第一実施形態の紫外線発光装置10では、パッケージ基板2から供給された電流により紫外線発光素子1の半導体チップ110から紫外線が発光する。この光は、主面110aから樹脂層130の底面部131を通って凹部付き半球レンズ120に入るとともに、側面110bから樹脂層130の側面部132を通って凹部付き半球レンズ120に入る。凹部付き半球レンズ120に入った光は球面から外部に出射する。
つまり、第一実施形態の紫外線発光素子1は、凹部122を有さない半球レンズの平面に半導体チップを接合した紫外線発光素子よりも、半導体チップの側面から出て半球レンズに入る光の量が多くなる。
(Action, effect)
In the ultraviolet
That is, the ultraviolet
また、凹部付き半球レンズ120を用いることで、出射面が球状になるため、出射された光のレンズと空気との界面での反射が抑制される。
また、パッケージ基板2のレンズ対向部221b,231bの表面が金属面であるため、この金属面での光反射も生じる。
以上のことから、第一実施形態の紫外線発光装置10は、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果が高いものとなる。
Moreover, since the exit surface becomes spherical by using the concave
In addition, since the surfaces of the
From the above, the ultraviolet
[第二実施形態]
〔構成〕
図6に示す第二実施形態の紫外線発光装置10Aは、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aとパッケージ基板2とを接合する紫外線透過性樹脂層(接合層)5を有する。これ以外の点は第一実施形態の紫外線発光装置10と同じである。
紫外線透過性樹脂層5は、樹脂層130と同じ紫外線透過性樹脂で形成されている。紫外線透過性樹脂層5は、平面周縁部121aの全面に形成され、パッケージ基板2の第三電極体22および第四電極体23の金属製のレンズ対向部221b,231b、並びに本体21のセラミックス製のレンズ対向部211aと接触している。つまり、紫外線透過性樹脂層5は、平面周縁部121aとパッケージ基板2の金属面およびセラミックス面とを接合している。
[Second Embodiment]
〔Constitution〕
The ultraviolet
The ultraviolet
〔製造方法〕
紫外線発光装置10Aは、第一実施形態の紫外線発光装置10と同様に、半導体チップ110をパッケージ基板2に対してフリップチップ実装した後、以下のようにして製造することができる。
先ず、非晶質フッ素樹脂またはシリコーン樹脂を含む接合剤を、半導体チップ110の主面110aおよび側面110bと、パッケージ基板2の第三電極体および第四電極体のレンズ対向部221b,231bに塗布する。
〔Production method〕
The ultraviolet
First, a bonding agent containing an amorphous fluororesin or a silicone resin is applied to the
次に、凹部122を半導体チップ110に向けて、凹部付き半球レンズ120を半導体チップ110に被せることで、半導体チップ110を凹部付き半球レンズ120の凹部122内に配置する。これにより、凹部122の底面122aと半導体チップ110の主面110aとの間、凹部122の側面122bと半導体チップ110の側面110bとの間、および凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aとパッケージ基板2のレンズ対向部211a,221b,231bとの間に、接合剤層が存在した状態となる。
次に、これらの接合剤層を硬化させることで樹脂層130および紫外線透過性樹脂層5を形成する。これにより、半導体チップ110と凹部付き半球レンズ120が紫外線透過性の樹脂層130で接合されるとともに、紫外線透過性樹脂層5で凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2とが接合される。樹脂層130および紫外線透過性樹脂層5の厚さは0.1μm以上1.0mm以下とする。
Next, the
Next, the
〔作用、効果〕
第二実施形態の紫外線発光装置10Aでは、第一実施形態の紫外線発光装置10と同じ作用、効果が得られるとともに、紫外線透過性の樹脂層130と同じ紫外線透過性樹脂層5を有することで、以下の作用、効果も得られる。
つまり、凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2とが紫外線透過性樹脂層5で接合されているため、凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2との密閉性が向上する。また、樹脂層130と紫外線透過性樹脂層5が、同じ紫外線透過性樹脂で形成されていることにより同じ熱挙動を呈するため、半導体チップ110と凹部付き半球レンズ120との剥離および凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2との剥離が生じにくい。
(Action, effect)
In the ultraviolet
That is, since the concave
なお、樹脂層130と紫外線透過性樹脂層5は異なる紫外線透過性樹脂で形成されていてもよい。その場合、シリコーン樹脂層は、非晶質フッ素樹脂層より紫外線透過率は低いが、接合強度は高いため、樹脂層130を非晶質フッ素樹脂層とし、紫外線透過性樹脂層5をシリコーン樹脂層とすることが好ましい。これにより、半導体チップ110と凹部付き半球レンズ120との間の紫外線透過率が高く、凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2との接合強度が高くなる。
また、平面周縁部121aと紫外線透過性樹脂層5との間または紫外線透過性樹脂層5とパッケージ基板2との間に、紫外線反射層(例えば、アルミニウムなどの紫外線反射率が高い金属層)を設けることが好ましい。これにより、紫外線反射層での光反射による光取り出し効率の向上効果が得られる。
The
Further, an ultraviolet reflective layer (for example, a metal layer having a high ultraviolet reflectance such as aluminum) is provided between the planar
また、パッケージ基板2は、平面視で凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aと同じ位置のレンズ側に金属面を有さない場合(例えば、第三電極体22および第四電極体23がレンズ対向部221b,231bを有さず、この部分で本体21の対向面211が露出している場合)もある。その場合には、上記紫外線反射層を設けることが特に好ましい。
さらに、この紫外線反射層が平面周縁部121aと紫外線透過性樹脂層5との間に配置されていると、紫外線透過性樹脂層5とパッケージ基板2との間に配置された場合よりも、紫外線透過性樹脂層5に当たる紫外線の量が少なくなるため、紫外線透過性樹脂層5による接着性を長く維持することができる。
When the
Further, when the ultraviolet reflecting layer is disposed between the planar
[第三実施形態]
〔構成〕
図7に示す第三実施形態の紫外線発光装置10Bは、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aとパッケージ基板2とを接合する接着剤層6を有する。また、接着剤層6と平面周縁部121aとの間に配置された紫外線反射層7を有する。これ以外の点は第一実施形態の紫外線発光装置10と同じである。
接着剤層6は、樹脂層130用の接合剤よりも接着性が高い接着剤(例えば、熱硬化性接着剤)の硬化層であり、紫外線透過率の低い樹脂層である。紫外線反射層7は、アルミニウムなどの紫外線反射率が高い金属層であり、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aの全面に形成されている。
接着剤層6は、パッケージ基板2の第三電極体22および第四電極体23の金属製のレンズ対向部221b,231b、並びに本体21のセラミックス製のレンズ対向部211aと接触している。つまり、接着剤層6は、紫外線反射層7を介して、平面周縁部121aとパッケージ基板2の金属面およびセラミックス面とを接合している。
[Third embodiment]
〔Constitution〕
The ultraviolet
The
The
〔製造方法〕
紫外線発光装置10Bは、第一実施形態の紫外線発光装置10と同様に、半導体チップ110をパッケージ基板2に対してフリップチップ実装した後、以下のようにして製造することができる。
先ず、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤を、半導体チップ110の主面110aおよび側面110bに塗布する。
次に、平面周縁部121aの全面に紫外線反射層7が蒸着された凹部付き半球レンズ120を、凹部122を半導体チップ110に向けて半導体チップ110に被せることで、半導体チップ110を凹部付き半球レンズ120の凹部122内に配置する。これにより、凹部122の底面122aと半導体チップ110の主面110aとの間、凹部122の側面122bと半導体チップ110の側面110bとの間に、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤層が存在した状態となる。次に、この接合剤層を硬化させることで樹脂層130を形成する。
〔Production method〕
Similar to the ultraviolet
First, a bonding agent containing an amorphous fluororesin is applied to the
Next, the
次に、熱硬化性接着剤を、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aに形成された紫外線反射層7と、パッケージ基板2のレンズ対向部211a,221b,231bと、の隙間に注入する。次に、この接着剤を硬化させることで接着剤層6を形成する。
これにより、半導体チップ110と凹部付き半球レンズ120が紫外線透過性の樹脂層130で接合されるとともに、接着剤層6で凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2とが接合される。樹脂層130の厚さは0.1μm以上1.0mm以下とする。
Next, a thermosetting adhesive is injected into the gap between the
As a result, the
〔作用、効果〕
第三実施形態の紫外線発光装置10Bでは、第一実施形態の紫外線発光装置10と同じ作用、効果が得られるとともに、以下の作用、効果も得られる。
凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2とが、樹脂層130用の接合剤よりも接着性が高い接着剤層6で接合されているため、凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2との密閉性が向上する。
なお、第一実施形態の紫外線発光装置10では、パッケージ基板2のレンズ対向部221b,231bの金属面での光反射が生じるのに対して、紫外線発光装置10Bでは、接着剤層6と凹部付き半球レンズ120との間に設けた紫外線反射層7での光反射が生じる。つまり、紫外線発光装置10Bでは、紫外線反射層7での光反射による光取り出し効率の向上効果が得られる。
(Action, effect)
In the ultraviolet
Since the
In the ultraviolet
[第四実施形態]
図8に示す第四実施形態の紫外線発光装置10Cは、接着剤層6の代わりに金錫合金(AuSn)層(接合層)8を有する。また、パッケージ基板2とは異なる構造のパッケージ基板2Aを有する。これ以外の点は第三実施形態の紫外線発光装置10Bと同じである。
図8および図9に示すように、パッケージ基板2Aの第三電極体22Aでは、第一部分221のレンズ対向部221bが、凹部付き半球レンズ120の平面周縁部121aの全体と向かい合う部分となっている。また、第一部分221の周縁部221cがパッケージ基板2Aの全ての周縁部に配置されている。
[Fourth embodiment]
An ultraviolet
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
第四電極体23Aでは、パッケージ基板2での第一部分231に代えて、本体21の対向面211にチップ接続部231aが形成され、チップ接続部231aと第二部分232が、本体21に設けた貫通穴内の結合部233で結合されている。
紫外線発光装置10Cは、以下の点を除き、第三実施形態の紫外線発光装置10Bと同じ方法で製造できる。
平面周縁部121aの全面に紫外線反射層7が蒸着され、この紫外線反射層7の上に金錫合金層8が形成された凹部付き半球レンズ120を、凹部122を半導体チップ110に向けて半導体チップ110に被せる。また、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤層を硬化させることで樹脂層130を形成した後、金錫合金層8を加熱して溶かした後に冷却する。つまり、金錫合金層8を用いたリフロー法で、凹部付き半球レンズ120とパッケージ基板2の第三電極体22Aのレンズ対向部221bとを接合する。
In the
The ultraviolet light emitting device 10C can be manufactured by the same method as the ultraviolet
The
第四実施形態の紫外線発光装置10Cでは、第三実施形態の紫外線発光装置10Bと同じ作用、効果が得られるとともに、接着剤層6の代わりに金錫合金層8を有することで、以下の作用、効果も得られる。
金錫合金層8は接着性が高く、気密性に優れるため、紫外線発光装置10Cは高湿環境での耐久性が高くなる。
なお、第四電極体23Aのチップ接続部231aにレンズ対向部231bおよび周縁部231cを結合し、第三電極体22Aの第一部分221に代えてチップ接続部221aを形成してもよい。
In the ultraviolet light emitting device 10C of the fourth embodiment, the same operations and effects as those of the ultraviolet
Since the gold-
In addition, the
また、図9の状態から、さらに、第三電極体22Aの第一部分221を、チップ接続部221aと、レンズ対向部221bおよび周縁部221cとに分離してもよい。つまり、本体21の対向面211に、チップ接続部(第三電極)221aと、チップ接続部(第四電極)231aと、レンズ対向部221bおよび周縁部221cと、を独立に形成してもよい。
Further, from the state of FIG. 9, the
1 紫外線発光素子
10 紫外線発光装置
110 半導体チップ
110a 半導体チップの主面
110b 半導体チップの側面
110c 半導体チップの主面とは反対面
111 基板
112 半導体層
113 第一電極
114 第二電極
120 凹部付き半球レンズ(入射面に凹部が形成されたレンズ)
121 平面(入射面)
121a 平面周縁部(入射面の凹部の周縁部)
122 平面の凹部(レンズの入射面に形成された凹部)
122a 凹部の底面
122b 凹部の側面
130 紫外線透過性の樹脂層
131 樹脂層の底面部
132 樹脂層の側面部
2 パッケージ基板
21 本体
22 第三電極体
221a 第三電極体のチップ接続部(第三電極)
23 第四電極体
231a 第四電極体のチップ接続部(第四電極)
3 第一接続体
4 第二接続体
5 紫外線透過性樹脂層(接合層)
6 接着剤層
7 紫外線反射層
8 金錫合金層(接合層)
DESCRIPTION OF
121 plane (incident surface)
121a Plane periphery (periphery of the concave portion of the incident surface)
122 Planar recess (recess formed on the entrance surface of the lens)
122a Bottom surface of
23
3
6
Claims (11)
紫外線透過性のレンズと、
前記レンズおよび前記半導体チップを接合する紫外線透過性の樹脂層と、
を有し、
前記レンズの入射面に凹部が形成され、
前記半導体チップは、主な光取り出し面である主面を前記凹部の底面に向けて前記凹部内に配置され、
前記樹脂層は、前記凹部と前記半導体チップの前記主面および側面との間に存在する紫外線発光素子。 A semiconductor chip that emits ultraviolet rays;
A UV transmissive lens,
An ultraviolet transmissive resin layer for bonding the lens and the semiconductor chip;
Have
A concave portion is formed on the incident surface of the lens,
The semiconductor chip is disposed in the recess with a main surface that is a main light extraction surface facing the bottom surface of the recess,
The resin layer is an ultraviolet light emitting element that exists between the recess and the main surface and side surface of the semiconductor chip.
前記紫外線発光素子の前記反対面側に配置され、平面視で前記第一電極と重なる部分に第三電極が形成され、平面視で前記第二電極と重なる部分に第四電極が形成されている基体と、
前記第一電極と前記第三電極とを電気的に接続する第一接続体と、
前記第二電極と前記第四電極とを電気的に接続する第二接続体と、
を備え、
前記入射面の前記凹部の周縁部と前記基体とが接合されている紫外線発光装置。 The ultraviolet light emitting element according to any one of claims 1 to 6, wherein a first electrode and a second electrode are formed on a surface opposite to the main surface of the semiconductor chip,
A third electrode is formed on the opposite surface side of the ultraviolet light emitting element, and a third electrode is formed on a portion overlapping the first electrode in a plan view, and a fourth electrode is formed on a portion overlapping the second electrode in a plan view. A substrate;
A first connection body for electrically connecting the first electrode and the third electrode;
A second connector for electrically connecting the second electrode and the fourth electrode;
With
An ultraviolet light emitting device in which a peripheral portion of the concave portion of the incident surface is bonded to the base.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018073767A JP2019186333A (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Ultraviolet light-emitting element, ultraviolet light-emitting device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112670388A (en) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 江西省晶能半导体有限公司 | UVCLED lamp bead and preparation method thereof |
US11884848B2 (en) | 2021-04-26 | 2024-01-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Glassy adhesive |
-
2018
- 2018-04-06 JP JP2018073767A patent/JP2019186333A/en active Pending
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