KR101539206B1 - 자외선 발광 장치 - Google Patents

자외선 발광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101539206B1
KR101539206B1 KR1020157011123A KR20157011123A KR101539206B1 KR 101539206 B1 KR101539206 B1 KR 101539206B1 KR 1020157011123 A KR1020157011123 A KR 1020157011123A KR 20157011123 A KR20157011123 A KR 20157011123A KR 101539206 B1 KR101539206 B1 KR 101539206B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultraviolet light
type
light emitting
amorphous fluororesin
emitting element
Prior art date
Application number
KR1020157011123A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150052364A (ko
Inventor
기호 야마다
쇼코 나가이
유타 후루사와
아키라 히라노
마사미치 잇폼마츠
고 아오사키
나오키 모리시마
Original Assignee
소코 가가쿠 가부시키가이샤
아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소코 가가쿠 가부시키가이샤, 아사히 가라스 가부시키가이샤 filed Critical 소코 가가쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20150052364A publication Critical patent/KR20150052364A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101539206B1 publication Critical patent/KR101539206B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F16/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F16/12—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
    • C08F16/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F16/24—Monomers containing halogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/81909—Post-treatment of the bump connector or bonding area
    • H01L2224/8192—Applying permanent coating, e.g. protective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

자외선 발광 동작에 수반하는 봉지 수지에서 기인하는 전기적 특성의 열화를 방지하여, 고품질, 고신뢰도의 자외선 발광 장치를 제공한다. 질화물 반도체로 이루어지는 자외선 발광 소자 (2) 와 자외선 발광 소자 (2) 를 피복하는 자외선 투과성의 봉지 수지 (3) 를 구비하여 이루어지는 자외선 발광 장치로서, 봉지 수지 (3) 내의 적어도 자외선 발광 소자 (2) 의 패드 전극 (16, 17) 과 접촉하는 특정 부분 (3a) 이, 제 1 타입의 비정질 불소 수지이며, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 구성하는 중합체 또는 공중합체의 말단 관능기가, 패드 전극 (16, 17) 을 구성하는 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기이다.

Description

자외선 발광 장치{ULTRAVIOLET LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은, 자외선 발광 장치에 관한 것으로, 특히, 자외선 발광 소자를 봉지하는 봉지 수지로서 비정질 불소 수지를 사용하는 자외선 발광 장치에 관한 것이다.
종래부터, LED (발광 다이오드) 나 반도체 레이저 등의 질화물 반도체 발광 소자는, 사파이어 등의 기판 상에 에피택셜 성장에 의해 복수의 질화물 반도체층으로 이루어지는 발광 소자 구조를 형성한 것이 다수 존재한다. 질화물 반도체층은, 일반식 Al1-x-yGaxInyN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x＋y≤1) 으로 나타내어진다.
발광 소자 구조는, n 형 질화물 반도체층과 p 형 질화물 반도체층 사이에, 단일 양자 우물 구조 (SQW：Single-Quantum-Well) 혹은 다중 양자 우물 구조 (MQW：Multi-Quantum-Well) 의 질화물 반도체층으로 이루어지는 활성층이 사이에 위치한 더블 헤테로 구조를 가지고 있다. 활성층이 AlGaN 계 반도체층인 경우, AlN 몰분율 (Al 조성비라고도 한다) 을 조정함으로써, 밴드 갭 에너지를, GaN 과 AlN 이 취할 수 있는 밴드 갭 에너지 (약 3.4 eV 와 약 6.2 eV) 를 각각 하한 및 상한으로 하는 범위 내에서 조정할 수 있고, 발광 파장이 약 200 ㎚ 에서 약 365 ㎚ 까지인 자외선 발광 소자가 얻어진다. 구체적으로는, p 형 질화물 반도체층으로부터 n 형 질화물 반도체층을 향하여 순방향 전류를 흘림으로써, 활성층에 있어서 상기 밴드 갭 에너지에 따른 발광이 발생한다.
질화물 반도체 자외선 발광 소자는, 일반적으로, 하기 특허문헌 1 의 도 4, 6 및 7 등, 혹은, 하기 특허문헌 2 의 도 2, 4 및 6 등에 개시되어 있는 바와 같이, 불소계 수지 혹은 실리콘 수지 등의 자외선 투과성의 수지에 의해 봉지되어 실용에 제공된다. 당해 봉지 수지는, 내부의 자외선 발광 소자를 외부 분위기로부터 보호하여, 수분의 침입이나 산화 등에 의한 발광 소자의 열화를 방지하고 있다. 또한, 당해 봉지 수지는, 집광 렌즈와 자외선 발광 소자 사이의 굴절률차, 혹은, 자외선의 조사 대상 공간과 자외선 발광 소자 사이의 굴절률차에서 기인하는 광의 반사 손실을 완화하여, 광의 취출 효율의 향상을 도모하기 위한 굴절률차 완화 재료로서 형성되는 경우도 있다. 또, 당해 봉지 수지의 표면을 구면 등의 집광성 곡면으로 성형하여, 조사 효율을 높일 수도 있다.
일본 공개특허공보 2007-311707호 미국 특허출원 공개 제2006/0138443호 명세서 일본 공개특허공보 2006-348088호
상기 서술한 바와 같이, 자외선 발광 소자의 봉지 수지로서, 불소계 수지 및 실리콘 수지 등의 사용이 제안되어 있는데, 실리콘 수지는, 자외선을 다량으로 피폭하면 열화가 진행되는 것을 알고 있다. 특히, 자외선 발광 소자의 고출력화가 진행되고 있어, 출사광의 에너지 밀도가 상승하는 경향이 있고, 또, 그에 수반하는 소비 전력의 증가에 의해 발열도 증가하여, 당해 발열이나 고에너지 밀도의 자외선에 의한 봉지 수지의 열화가 문제가 된다.
또, 불소계 수지는, 내열성이 우수하고, 자외선 내성도 높은 것이 알려져 있는데, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 일반적인 불소 수지는 불투명하다. 당해 불소계 수지는, 폴리머 사슬이 직선적이고 강직하며, 용이하게 결정화되기 때문에, 결정질 부분과 비정질 부분이 혼재하고, 그 계면에서 광이 산란하여 불투명해진다.
그래서, 예를 들어, 상기 특허문헌 3 에서는, 자외선 발광 소자의 봉지 수지로서, 비정질의 불소 수지를 사용함으로써, 자외선에 대한 투명성을 높이는 것이 제안되어 있다. 비정질의 불소 수지로는, 결정성 폴리머의 불소 수지를 공중합화하여 폴리머 앨로이로서 비정질화시킨 것이나, 퍼플루오로디옥솔의 공중합체 (듀퐁사 제조의 상품명 테플론 AF (등록 상표)) 나 퍼플루오로부테닐비닐에테르의 고리화 중합체 (아사히 유리사 제조의 상품명 사이톱 (등록 상표)) 를 들 수 있다. 후자의 고리화 중합체의 불소 수지는, 주사슬에 고리형 구조를 가지기 때문에 비정질이 되기 쉽고, 투명성이 높다.
예를 들어, 상기 특허문헌 3 에 나타내는 바와 같이, 비정질 불소 수지는, 크게 나누어, 금속에 대해 결합 가능한 관능기를 갖는 결합성 불소 수지와 금속에 대해 난결합성의 관능기를 갖는 비결합성 불소 수지의 2 종류가 있다. 그래서, 상기 특허문헌 3 에서는, LED 칩을 탑재하는 기대 표면 및 LED 칩을 덮는 부분에, 결합성 불소 수지를 사용하여, 기대 등과 불소 수지간의 결합성을 높이는 것이 제안되어 있다. 마찬가지로, 비정질 불소 수지를 제공하는 메이커도, 결합성 불소 수지의 사용을 추천하고 있는 곳이 있다.
그러나, 본원 발명자들의 예의 연구에 의해, 결합성의 비정질 불소 수지를, 질화물 반도체의 자외선 발광 소자의 패드 전극을 피복하는 지점에 사용한 경우에, 자외선 발광 소자의 p 전극 및 n 전극에 각각 접속하는 금속 전극 배선간에 순방향 전압을 인가하여 자외선 발광 동작을 실시하면, 자외선 발광 소자의 전기적 특성에 열화가 발생하는 것이 확인되었다. 구체적으로는, 자외선 발광 소자의 p 전극 및 n 전극간에 저항성의 리크 전류 경로가 형성되는 것이 확인되었다. 여기서, 비정질 불소 수지가, 금속과 결합 가능한 반응성의 말단 관능기를 갖는 결합성의 비정질 불소 수지이면, 고에너지의 자외선이 조사된 당해 결합성의 비정질 불소 수지에 있어서, 광화학 반응에 의해 반응성의 말단 관능기가 분리되어 라디칼화되고, 패드 전극을 구성하는 금속 원자와 배위 결합을 일으켜, 당해 금속 원자가 패드 전극으로부터 분리되는 것으로 생각된다. 또한, 발광 동작 중에는 패드 전극간에 전계가 인가되는 결과, 당해 금속 원자가 마이그레이션을 일으켜, 저항성의 리크 전류 경로가 형성되고, 자외선 발광 소자의 p 전극 및 n 전극간이 단락하는 것으로 생각된다.
본 발명은, 상기 서술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 자외선 발광 동작에 수반하는 봉지 수지에서 기인하는 전기적 특성의 열화를 방지하여, 고품질, 고신뢰도의 자외선 발광 장치를 제공하는 것에 있다.
본원 발명자는, 예의 연구에 의해, 비반응성의 말단 관능기를 구비한 중합체 또는 공중합체로 구성되는 비정질 불소 수지를 사용함으로써, 자외선 발광 동작에 수반하는 봉지 수지에서 기인하는 전기적 특성의 열화를 방지할 수 있는 것을 알아내어, 이하에 나타내는 본 발명에 이르렀다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 질화물 반도체로 이루어지는 자외선 발광 소자와 상기 자외선 발광 소자를 피복하는 자외선 투과성의 봉지 수지를 구비하여 이루어지는 자외선 발광 장치로서, 상기 봉지 수지 내의 적어도 상기 자외선 발광 소자의 패드 전극과 접촉하는 특정 부분이, 제 1 타입의 비정질 불소 수지이며, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 구성하는 중합체 또는 공중합체의 말단 관능기가, 상기 패드 전극을 구성하는 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기인 것을 제 1 특징으로 하는 자외선 발광 장치가 제공된다.
더욱 바람직하게는, 상기 제 1 특징의 자외선 발광 장치에 있어서, 상기 중합체 또는 상기 공중합체를 구성하는 구조 단위가, 함불소 지방족 고리 구조를 갖는다.
또한, 상기 제 1 특징의 자외선 발광 장치는, 금속 전극 배선이 기재의 표면의 일부에 형성된 기대를 구비하고, 상기 자외선 발광 소자가 상기 기대 상에 재치 (載置) 되고, 상기 자외선 발광 소자의 상기 패드 전극이 상기 금속 전극 배선과 전기적으로 접속되어 있는 것을 제 2 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제 2 특징의 자외선 발광 장치에 있어서, 상기 패드 전극과 상기 금속 전극 배선이 서로 대향하고, 범프 재료를 개재하여 전기적 또한 물리적으로 접속하고 있고, 상기 자외선 발광 소자의 상기 패드 전극이 형성되어 있는 측과 상기 기대의 상면 사이의 공극에, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지가 충전되어 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제 2 특징의 자외선 발광 장치에 있어서, 상기 봉지 수지 내의 상기 금속 전극 배선과 접촉하는 부분이, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지이다.
더욱 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 특징의 자외선 발광 장치에 있어서, 상기 자외선 발광 소자의 발광 중심 파장이 290 ㎚ 보다 짧다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 특징의 질화물 반도체 장치에 있어서, 상기 말단 관능기가 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 특히, 상기 말단 관능기가 CF3 인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 특징의 질화물 반도체 장치에 있어서, 상기 봉지 수지 내의 상기 특정 부분 이외의 부분이, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지, 또는 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지와는 상이한 말단 관능기를 구비한 제 2 타입의 비정질 불소 수지이다.
상기 특징의 질화물 반도체 장치에 의하면, 봉지 수지에 사용되는 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 말단 관능기가 비반응성이기 때문에, 고에너지의 자외선이 조사되어도 광화학 반응에 의해 말단 관능기와 패드 전극을 구성하는 금속 원자 사이에서 배위 결합을 잘 일으키지 않기 때문에, 패드 전극간의 단락이 방지된다. 그 결과, 자외선 발광 동작에 수반하는 봉지 수지에서 기인하는 전기적 특성의 열화가 방지되어, 고품질, 고신뢰도의 자외선 발광 장치가 실현될 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 자외선 발광 장치의 일 구성예의 개략을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 서브 마운트의 평면에서 본 형상과 단면 형상을 나타내는 평면도와 단면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 자외선 발광 소자의 주요부의 단면 구조 및 칩 전체의 평면에서 본 형상을 모식적으로 나타내는 단면도와 평면도이다.
도 4 는, 본 발명에 관련된 자외선 발광 장치의 제조 방법의 개략의 공정을 모식적으로 나타내는 공정 단면도이다.
도 5 는, 본 발명에 관련된 자외선 발광 장치의 발광 출력 불량의 억제 효과를 검증하는 제 1 검증 실험에서 사용하는 실험 샘플의 내용을 정리한 일람표이다.
도 6 은, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃1 ∼ ＃6 의 발광 출력의 시간 경과적 변화를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃2 의 경과 시간별의 IV 특성도이다.
도 8 은, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃3 의 경과 시간별의 IV 특성도이다.
도 9 는, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃4 의 경과 시간별의 IV 특성도이다.
도 10 은, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃5 의 경과 시간별의 IV 특성도이다.
도 11 은, 제 1 검증 실험에서 사용한 샘플 ＃6 의 경과 시간별의 IV 특성도이다.
도 12 는, 본 발명에 관련된 자외선 발광 장치의 발광 출력 불량의 억제 효과를 검증하는 제 2 검증 실험에서 사용한 발광 출력 불량을 일으킨 실험 샘플 ＃8 의 p 전극 주변부의 관측 결과를 나타내는 2 치화 처리를 실시한 광학 현미경 사진이다.
본 발명에 관련된 자외선 발광 장치 (이하, 적절히 「본 발명 장치」라고 칭한다) 의 실시형태에 대해, 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 설명의 이해의 용이를 위해서, 주요부를 강조하여 발명 내용을 모식적으로 나타내고 있기 때문에, 각 부의 치수비는 반드시 실제의 장치와 동일한 치수비로는 되어 있지 않다. 이하, 본 발명 장치에 사용되는 자외선 발광 소자가 질화물 반도체로 이루어지는 자외선 발광 다이오드인 경우를 상정하여 설명한다.
도 1 은, 서브 마운트 (1) 에 자외선 발광 소자 (2) 를 재치하여 이루어지는 본 발명 장치의 일 구성예의 개략을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2 는, 서브 마운트 (1) (기대에 상당) 의 평면에서 본 형상을 나타내는 평면도 (A) 와 단면 형상을 나타내는 단면도 (B) 이다. 서브 마운트 (1) 는, 절연 재료로 이루어지는 기재 (10) 의 표면의 일부에, 애노드측의 제 1 금속 전극 배선 (11) 과 캐소드측의 제 2 금속 전극 배선 (12) 이 각각 형성되어 이루어지고, 기재 (10) 의 측벽부 (13) 의 두께 (D1) 가, 측벽부 (13) 보다 내측의 중앙 부분의 두께 (D2) 보다 크고, 측벽부 (13) 에 둘러싸인 공간 내에, 자외선 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지 수지 (3) 를 수용 가능하게 구성되어 있다. 또한, 측벽부 (13) 의 상면에, 자외선 발광 소자 (2) 로부터 출사되는 자외선을 투과하는 반구상의 석영 유리로 이루어지는 집광 렌즈 (4) 가 고정되어 있다. 봉지 수지 (3) 는, 렌즈 (4) 에 의해 덮임으로써, 측벽부 (13) 에 둘러싸인 공간 내에 고정된다. 또, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 은, 상기 중앙 부분의 기재 (10) 에 형성된 관통 전극 (도시 생략) 을 개재하여, 기재 (10) 의 이면측에 형성된 리드 단자 (14, 15) 와 접속하고 있다. 서브 마운트 (1) 를 별도의 프린트 기판 등의 위에 재치하는 경우에, 당해 프린트 기판 상의 금속 배선과 리드 단자 (14, 15) 사이에서 전기적인 접속이 형성된다. 또한, 렌즈 (4) 의 자외선 투과 특성은 사용하는 자외선 발광 소자 (2) 의 발광 파장에 적합하면 된다. 또, 렌즈 (4) 는, 석영 유리제 이외에, 예를 들어, 봉지 수지 (3) 의 표면을 예를 들어 구면 등의 집광성 곡면으로 성형하여 구성해도 된다. 또한, 렌즈 (4) 는, 집광성 렌즈 이외에, 사용 목적에 따라 광을 확산시키는 렌즈여도 되고, 또, 반드시 설치할 필요는 없다.
제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 측벽부 (13) 에 둘러싸인 기재 (10) 의 중앙 부분의 표면에 노출되도록 형성되고, 서로 이간하여 배치되어 전기적으로 분리되어 있다. 제 2 금속 전극 배선 (12) 은, 중앙 부분의 중심 부근에 제 1 금속 전극 배선 (11) 측으로 돌출된 볼록부 (12a) 를 가지고, 당해 볼록부 (12a) 와 제 1 금속 전극 배선 (11) 간의 거리가 좁아져 있다. 자외선 발광 소자 (2) 는, 당해 배선간 거리의 좁아져 있는 간극을 사이에 두고, 패드 전극 (16, 17) 이 형성된 상면을 하방향으로 하여, 패드 전극 (16, 17) 과 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 이 서로 대향하고, 금속의 범프 재료 (5) 를 개재하여 전기적 또한 물리적으로 접속하도록, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 상에 재치되어 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 자외선 발광 소자 (2) 는, 서브 마운트 (1) 에 소위 플립 칩 실장되어 있다. 또, 봉지 수지 (3) 는, 범프 재료 (5) 의 주위의 서브 마운트 (1) 와 자외선 발광 소자 (2) 에 끼워진 간극 (18) 에도 충전되어 있다.
본 실시형태에서는, 서브 마운트 (1) 의 기재 (10) 는 알루미나 (Al2O3) 등의 세라믹스로 형성되고, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 을 구성하는 금속은 금 (Au) 이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 자외선 발광 소자 (2) 는, 사파이어 (0001) 기판 (20) 상에 AlN 층 (21) 과 AlGaN 층 (22) 을 성장시킨 기판을 템플레이트로서 사용하고, 당해 템플레이트 상에, n 형 AlGaN 으로 이루어지는 n 형 클래드층 (23), 단층 또는 다층의 양자 우물 구조의 활성층 (24), Al 몰분율이 활성층 (24) 보다 큰 p 형 AlGaN 의 전자 블록층 (25), p 형 AlGaN 의 p 형 클래드층 (26), p 형 GaN 의 p 형 컨택트층 (27) 을 차례로 적층한 적층 구조를 가지고 있다. n 형 클래드층 (23) 보다 상부의 활성층 (24), 전자 블록층 (25), p 형 클래드층 (26), p 형 컨택트층 (27) 으로 이루어지는 적층 구조의 일부가, n 형 클래드층 (23) 의 일부 표면이 노출될 때까지 반응성 이온 에칭 등에 의해 제거되고, n 형 클래드층 (23) 상의 제 1 영역 (A1) 에 활성층 (24) 으로부터 p 형 컨택트층 (27) 까지의 적층 구조가 형성되어 있다. n 형 클래드층 (23) 은, 제 1 영역 (A1) 이외의 제 2 영역 (A2) 에 있어서 표면이 노출되어 있다.
p 형 컨택트층 (27) 의 표면에, 예를 들어, ITO/Ni/Au 의 p 전극 (28) 이, 제 2 영역 (A2) 내의 n 형 클래드층 (23) 의 노출면에, 예를 들어, Ti/Al/Ti/Au 의 n 전극 (29) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, p 전극 (28) 의 최상층의 Au 가, 애노드측의 패드 전극 (16) 으로 되어 있고, n 전극 (29) 의 최상층의 Au가, 캐소드측의 패드 전극 (17) 으로 되어 있다. 또한, p 전극 (28) 과 n 전극 (29) 사이의 노출면은, SiO2 등의 보호 절연막 (30) 으로 덮여 있다.
또, 본 실시형태에서는, 패드 전극 (16, 17) 과 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간을 접속하는 범프 재료 (5) 는, 패드 전극 (16, 17) 및 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 과 동일한 금 (Au) 이다.
본 실시형태에서는, 봉지 수지 (3) 로서, 비정질 불소 수지를 사용한다. 특히, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12), 패드 전극 (16, 17), 및 범프 재료 (5) 등의 금속이 노출된 지점 (이하, 「금속 노출 지점」) 을 피복하는 봉지 수지 (3) 의 일부 (특정 부분에 상당) 에는, 하기 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용한다. 제 1 타입의 비정질 불소 수지는, 상기 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기를 구비한 중합체 또는 공중합체로 구성되는 비정질 불소 수지이다. 당해 제 1 타입의 비정질 불소 수지는, 보다 구체적으로는, 중합체 또는 공중합체를 구성하는 구조 단위가 함불소 지방족 고리 구조를 가지고, 상기 말단 관능기가 CF3 등의 퍼플루오로알킬기이다. 요컨대, 제 1 타입의 비정질 불소 수지는, 상기 금속에 대해 결합성을 나타내는 반응성의 말단 관능기를 가지고 있지 않다.
또, 함불소 지방족 고리 구조를 갖는 구조 단위로는, 고리형 함불소 단량체에 기초하는 단위 (이하, 「단위 A」), 또는 디엔계 함불소 단량체의 고리화 중합에 의해 형성되는 단위 (이하, 「단위 B」) 가 바람직하다.
단위 A 의 단량체는, 함불소 지방족 고리를 구성하는 탄소 원자간에 중합성 이중 결합을 갖는 단량체, 또는 함불소 지방족 고리를 구성하는 탄소 원자와 함불소 지방족 고리 외의 탄소 원자 사이에 중합성 이중 결합을 갖는 단량체이다. 단위 A 의 단량체로는, 하기의 화학식 1 에 나타내는 화합물 (1) 또는 하기의 화학식 2 에 나타내는 화합물 (2) 가 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112015041365953-pct00001
[화학식 2]
Figure 112015041365953-pct00002
화학식 1 중의 X11, X12, X13, X14, 및 화학식 2 중의 Y11, Y12 는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 퍼플루오로알킬기, 또는 퍼플루오로알콕시기이다. X11, X12, X13, X14, Y11 및 Y12 에 있어서의 퍼플루오로알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 7 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 보다 바람직하다.
당해 퍼플루오로알킬기는, 직사슬형 또는 분기 사슬형이 바람직하고, 직사슬형이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 헵타플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 특히 트리플루오로메틸기가 바람직하다. X11, X12, X13, X14, Y11 및 Y12 에 있어서의 퍼플루오로알콕시기로는, 상기 퍼플루오로알킬기에 산소 원자 (-O-) 가 결합한 것을 들 수 있다.
X11 로는, 불소 원자가 바람직하다. X12 로는, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알콕시기가 바람직하고, 불소 원자 또는 트리플루오로메톡시기가 보다 바람직하다. X13 및 X14 로는, 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알킬기가 바람직하고, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기가 보다 바람직하다.
Y11 및 Y12 로는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 퍼플루오로알콕시기가 바람직하고, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기가 보다 바람직하다.
화합물 (1) 에 있어서는, X13 및 X14 가 서로 결합하고, X13 및 X14 가 결합한 탄소 원자와 함께, 함불소 지방족 고리를 형성하고 있어도 된다. 그 함불소 지방족 고리로는, 4 ∼ 6 원자 고리가 바람직하다. 그 함불소 지방족 고리는, 포화 지방족 고리인 것이 바람직하다. 그 함불소 지방족 고리는, 그 고리 골격 중에, 에테르성 산소 원자 (-O-) 를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 함불소 지방족 고리 중의 에테르성 산소 원자의 수는, 1 또는 2 가 바람직하다. 화합물 (1) 의 바람직한 구체예로는, 하기의 화학식 3 ∼ 화학식 7 에 나타내는 화합물 (1-1) ∼ (1-5) 를 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112015041365953-pct00003
[화학식 4]
Figure 112015041365953-pct00004
[화학식 5]
Figure 112015041365953-pct00005
[화학식 6]
Figure 112015041365953-pct00006
[화학식 7]
Figure 112015041365953-pct00007
화합물 (2) 에 있어서는, Y11 및 Y12 가 서로 결합하고, Y11 및 Y12 가 결합한 탄소 원자와 함께, 함불소 지방족 고리를 형성하고 있어도 된다. 그 함불소 지방족 고리로는, 4 ∼ 6 원자 고리가 바람직하다. 그 함불소 지방족 고리는, 포화 지방족 고리인 것이 바람직하다. 그 함불소 지방족 고리는, 그 고리 골격 중에, 에테르성 산소 원자 (-O-) 를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 함불소 지방족 고리 중의 에테르성 산소 원자의 수는, 1 또는 2 가 바람직하다. 화합물 (2) 의 바람직한 구체예로는, 하기의 화학식 8 ∼ 화학식 9 에 나타내는 화합물 (2-1) ∼ (2-2) 를 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112015041365953-pct00008
[화학식 9]
Figure 112015041365953-pct00009
제 1 타입의 비정질 불소 수지는, 상기 단위 A 의 단량체의 단독 중합체여도 되고, 상기 단위 A 의 단량체와 그 이외의 다른 단량체의 공중합체여도 된다. 단, 당해 공중합체 중, 단위 A 의 단량체의 비율은, 당해 공중합체를 구성하는 전체 반복 단위의 합계에 대해, 20 몰％ 이상이 바람직하고, 40 몰％ 이상이 보다 바람직하며, 100 몰％ 여도 된다. 당해 다른 단량체로는, 단위 A 의 단량체와 공중합 가능한 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 후술하는 디엔계 함불소 단량체, 테트라플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르), 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 등을 들 수 있다.
고리화 중합에 의해 상기 단위 B 를 형성하는 디엔계 함불소 단량체란, 2 개의 중합성 이중 결합 및 불소 원자를 갖는 단량체이다. 당해 중합성 이중 결합으로는, 특별히 한정되지 않지만, 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기가 바람직하다. 디엔계 함불소 단량체로는, 하기의 화합물 (3) 이 바람직하다.
CF2=CF-Q-CF=CF2 … (3)
식 중, Q 는, 에테르성 산소 원자를 가지고 있어도 되고, 불소 원자의 일부가 불소 원자 이외의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 3 의 퍼플루오로알킬렌기이다. 당해 불소 이외의 할로겐 원자로는, 염소 원자, 브롬 원자 등을 들 수 있다. Q 가 에테르성 산소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬렌기인 경우, 그 퍼플루오로알킬렌기에 있어서의 에테르성 산소 원자는, 그 기의 일방의 말단에 존재하고 있어도 되고, 그 기의 양 말단에 존재하고 있어도 되며, 그 기의 탄소 원자간에 존재하고 있어도 된다. 고리화 중합성의 점에서, 그 기의 일방의 말단에 존재하고 있는 것이 바람직하다. 화합물 (3) 의 고리화 중합에 의해 형성되는 단위 B 로는, 하기의 화학식 10 ∼ 화학식 13 에 나타내는 단위 (3-1) ∼ 단위 (3-4) 의 반복 단위를 들 수 있다.
[화학식 10]
Figure 112015041365953-pct00010
[화학식 11]
Figure 112015041365953-pct00011
[화학식 12]
Figure 112015041365953-pct00012
[화학식 13]
Figure 112015041365953-pct00013
또, 화합물 (3) 의 구체예로는, 하기 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112015041365953-pct00014
제 1 타입의 비정질 불소 수지는, 상기 단위 B 만으로 이루어지는 중합체여도 되고, 상기 단위 B 와 그 이외의 다른 단량체를 갖는 공중합체여도 된다. 단, 당해 공중합체 중, 단위 B 의 비율은, 당해 공중합체를 구성하는 전체 반복 단위의 합계에 대해, 50 몰％ 이상이 바람직하고, 80 몰％ 이상이 보다 바람직하며, 100 몰％ 가 가장 바람직하다. 당해 다른 단량체로는, 상기 디엔계 함불소 단량체와 공중합 가능한 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 상기 서술한 화합물 (1), 화합물 (2) 등의 고리형 함불소 단량체, 테트라플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르), 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 등을 들 수 있다.
제 1 타입의 비정질 불소 수지의 평균 분자량은, 3000 ∼ 100 만이 바람직하고, 1 만 ∼ 30 만이 보다 바람직하고, 10 만 ∼ 25 만이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 단량체의 고리화 중합 방법, 단독 중합 방법 및 공중합 방법으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-189880호 등에 개시된 공지된 방법을 적용할 수 있다.
또한, 중합 처리 후의 비정질 불소 수지의 말단 관능기에는, 후술하는 반응성의 말단 관능기나 그 밖에 불안정한 관능기가 형성되어 있을 가능성이 있기 때문에, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-152310호 등에 개시된 공지된 방법을 이용하여, 불소 가스를 당해 중합 처리 후의 비정질 불소 수지와 접촉시킴으로써, 이들 반응성의 말단 관능기나 불안정한 말단 관능기를 비반응성의 말단 관능기인 CF3 으로 치환함으로써, 본 발명 장치에서 사용하는 제 1 타입의 비정질 불소 수지가 얻어진다.
제 1 타입의 비정질 불소 수지의 시판품의 일례로서 사이톱 (아사히 유리사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 말단 관능기가 CF3 인 사이톱은, 하기의 화학식 14 에 나타내는 상기 단위 B 의 중합체이다.
[화학식 14]
Figure 112015041365953-pct00015
다음으로, 본 발명 장치의 제조 방법의 개략을, 도 4 를 참조하면서, 간단하게 설명한다. 먼저, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 다이싱된 자외선 발광 소자 (2) 의 베어 칩을 서브 마운트 (1) 의 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 상에, 범프 재료 (5) 를 사용하여, 주지된 플립 칩 실장에 의해 고정시킨다 (공정 1). 구체적으로는, 패드 전극 (16) 과 제 1 금속 전극 배선 (11) 이 물리적 또한 전기적으로 범프 재료 (5) 를 개재하여 접속하고, 패드 전극 (17) 과 제 2 금속 전극 배선 (12) 이 물리적 또한 전기적으로 범프 재료 (5) 를 개재하여 접속한다. 이로써, 자외선 발광 소자 (2) 의 p 전극 (28) 과 제 1 금속 전극 배선 (11) 이, 자외선 발광 소자 (2) 의 n 전극 (29) 과 제 2 금속 전극 배선 (12) 이, 각각 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를, 함불소 용매, 바람직하게는, 비프로톤성 함불소 용매에 용해시킨 도공액 (6) 을, 서브 마운트 (1) 의 측벽부 (13) 에 둘러싸인 공간 내에, 박리성이 양호한 테플론 니들 등을 사용하여 주입한 후, 도 4(C) 에 나타내는 바와 같이, 도공액 (6) 을 서서히 가열하면서 용매를 휘발시켜, 서브 마운트 (1) 의 측벽부 (13) 의 내벽면, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 의 상면, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 사이의 기재 (10) 의 노출면, 자외선 발광 소자 (2) 의 상면 및 측면, 자외선 발광 소자 (2) 의 하면측의 서브 마운트 (1) 의 상면과의 사이의 간극 (18) 내에, 각각, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 수지막 (3a) 이 형성된다 (공정 2). 또한, 공정 2 에 있어서의 용매의 휘발에 있어서는, 수지막 (3a) 내에 기포가 잔류하지 않도록, 용매의 비점 이하의 저온역 (예를 들어, 실온 부근) 으로부터 용매의 비점 이상의 고온역 (예를 들어, 200 ℃ 부근) 까지 서서히 가열하여, 용매를 휘발 시키는 것이 중요하다.
다음으로, 도 4(D) 에 나타내는 바와 같이, 서브 마운트 (1) 의 측벽부 (13) 에 둘러싸인 공간 내의 공정 2 에 의해 형성된 수지막 (3a) 의 내측 및 상방의 공간 내에, 고체상의 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 넣고, 예를 들어, 250 ℃ ∼ 300 ℃ 의 고온에서 용융시키고, 그 후 서서히 냉각시켜 수지막 (3b) 을 성형한다 (공정 3).
마지막으로, 렌즈 (4) 를 측벽부 (13) 의 상면에 고정시켜 (공정 4), 도 1 에 나타내는 본 발명 장치가 제조된다. 도 4 에 예시하는 제조 방법에서는, 봉지 수지 (3) 는, 수지막 (3a) 과 수지막 (3b) 으로 구성된다. 렌즈 (4) 는, 예를 들어, 상기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같이, 접착제에 의해 측벽부 (13) 의 상면에 고정되거나, 혹은, 렌즈 (4) 와 측벽부 (13) 에 형성된 끼워 맞춤 구조에 의해 측벽부 (13) 의 상면에 고정된다. 또한, 렌즈 (4) 의 고정 방법은, 상기의 예시한 방법에 한정되는 것은 아니다.
공정 2 에서 사용되는 함불소 용매의 분자량은, 지나치게 크면 도공액 (6) 의 점도를 상승시킬 뿐만 아니라, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 용해성도 저하시키기 때문에, 1000 이하가 바람직하다. 또, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 용해성을 높이기 위해서 용매의 불소 함유량은 60 ∼ 80 중량％ 가 바람직하다.
비프로톤성 함불소 용매로는, 폴리플루오로 방향족 화합물, 폴리플루오로트리알킬아민, 폴리플루오로알칸, 폴리플루오로 고리형 에테르, 하이드로플루오로에테르 (HFE) 등을 들 수 있다. 이들 비프로톤성 함불소 용매는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
폴리플루오로 방향족 화합물로는, 퍼플루오로벤젠, 펜타플루오로벤젠, 1,3-비스(트리플루오로메틸)벤젠, 1,4-비스(트리플루오로메틸)벤젠 등을 들 수 있다. 폴리플루오로트리알킬아민으로는, 퍼플루오로트리부틸아민, 퍼플루오로트리프로필아민 등을 들 수 있다. 폴리플루오로 고리형 에테르로는, 퍼플루오로(2-부틸테트라하이드로푸란) 을 들 수 있다.
폴리플루오로알칸으로는, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로옥탄, 퍼플루오로데칸, 퍼플루오로도데칸, 퍼플루오로(2,7-디메틸옥탄), 1,1,2-트리클로로-1,2,2-트리플루오로에탄, 1,1,1-트리클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 1,3-디클로로-1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3-테트라클로로-2,2,3,3-테트라플루오로프로판, 1,1,3,4-테트라클로로-1,2,2,3,4,4-헥사플루오로부탄, 퍼플루오로(1,2-디메틸헥산), 퍼플루오로(1,3-디메틸헥산), 퍼플루오로시클로헥산, 퍼플루오로(1,3,5-트리메틸시클로헥산), 2H,3H-퍼플루오로펜탄, 1H-퍼플루오로헥산, 1H-퍼플루오로옥탄, 1H-퍼플루오로데칸, 1H,1H,1H,2H,2H-퍼플루오로헥산, 1H,1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄, 1H,1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데칸, 3H,4H-퍼플루오로-2-메틸펜탄, 2H,3H-퍼플루오로-2-메틸펜탄, 1H-1,1-디클로로퍼플루오로프로판, 1H-1,3-디클로로퍼플루오로프로판 등을 들 수 있다.
하이드로플루오로에테르 (HFE) 로는, 일반식 R1-O-R2 (R1 은 에테르 결합을 가져도 되는 탄소수 5 ∼ 12 의 직사슬형 또는 분기상의 폴리플루오로알킬기이고, R2 는 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기상의 알킬기이다) 로 나타내어지는 HFE 가 바람직하다. R1 의 탄소수가 4 이하이면 함불소 중합체를 잘 용해시키지 않고, R1 의 탄소수가 13 이상인 경우에는 공업적으로 입수 곤란하기 때문에, R1 의 탄소수는 5 ∼ 12 의 범위에서 선정된다. R1 의 탄소수는, 6 ∼ 10 이 바람직하고, 6 ∼ 7 및 9 ∼ 10 이 보다 바람직하다. 폴리플루오로알킬기란, 알킬기의 수소 원자의 2 개 이상이 불소 원자로 치환된 기이며, 알킬기의 수소 원자의 모두가 불소 원자로 치환된 퍼플루오로알킬기, 및 알킬기의 수소 원자의 2 개 이상이 불소 원자로 치환되고, 또한 알킬기의 수소 원자의 1 개 이상이 불소 원자 이외의 할로겐 원자로 치환된 기를 포함한다. 불소 원자 이외의 할로겐 원자로는 염소 원자가 바람직하다.
폴리플루오로알킬기로는, 대응하는 알킬기의 수소 원자의 수로서 60 ％ 이상이 불소 원자로 치환된 기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상이다. 더욱 바람직한 폴리플루오로알킬기는 퍼플루오로알킬기이다. R1 이 에테르 결합을 갖는 경우, 에테르 결합의 수가 지나치게 많으면 용해성을 저해시키기 때문에, R1 중의 에테르 결합은 1 ∼ 3 개가 바람직하고, 1 ∼ 2 개가 보다 바람직하다. R2 의 탄소수가 6 이상이면 함불소 고리 구조 함유 중합체의 용해성을 현저하게 저해시킨다. R2 의 바람직한 예는 메틸기 또는 에틸기이다.
HFE 로는, F(CF2)5OCH3, F(CF2)6OCH3, F(CF2)7OCH3, F(CF2)8OCH3, F(CF2)9OCH3, F(CF2)10OCH3, H(CF2)6OCH3, (CF3)2CF(OCH3)CFCF2CF3, F(CF2)3OCF(CF3)CF2OCH3, F(CF2)3OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCH3, F(CF2)8OCH2CH2CH3, (CF3)2CFCF2CF2OCH3, F(CF2)2O(CF2)4OCH2CH3 을 들 수 있다. HFE 로는, 특히 (CF3)2CF(OCH3)CFCF2CF3 이 바람직하다. 또, 상기 이외의 함불소 용매로는, 불소 함유 저분자량 폴리에테르 등을 들 수 있다.
또한, 상기 설명에서는, 공정 2 에 있어서의 도공액 (6) 의 주입과 용매의 휘발은 각각 1 회씩인 경우를 예시했지만, 도공액 (6) 의 주입과 용매의 휘발을 복수 회 반복하여, 수지막 (3a) 을 형성하도록 해도 된다.
도 4 에 예시하는 제조 방법에서는, 수지막 (3b) 을 공정 3 의 용융 성형에 의해 형성했지만, 공정 2 와 동일한 도공액 (6) 을 사용하여 용매를 휘발시키는 방법을 반복하여 실시하여, 수지막 (3b) 을 형성하도록 해도 된다.
또, 수지막 (3b) 에 사용하는 비정질 불소 수지는, 수지막 (3a) 에 사용하는 제 1 타입의 비정질 불소 수지여도 되고, 혹은, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12), 패드 전극 (16, 17), 및 범프 재료 (5) 를 구성하는 금속에 대해 결합성을 나타내는 반응성의 말단 관능기를 구비한 중합체 또는 공중합체로 구성되는 제 2 타입의 비정질 불소 수지여도 된다. 또한, 제 2 타입의 비정질 불소 수지에 있어서의 중합체 또는 공중합체를 구성하는 구조 단위로는, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 구조 단위와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 제 2 타입의 비정질 불소 수지의 반응성의 말단 관능기로는, COOH 기, NH2 기, COOR 기, Si(OR)n 기, COF 기, SiCl3 기, N=C=O 기, OH 기, CF=CF2 기, OR 기, CF2H 기 등을 들 수 있다. 또한, R 은 알킬기를 나타낸다.
본 발명 장치는, 상기 금속 노출 지점을 피복하는 봉지 수지 (3) 의 일부 (도 4 에 나타내는 예에서는, 수지막 (3a)) 로서, 당해 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기를 구비한 중합체 또는 공중합체로 구성되는 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하는 점에 특징이 있다.
다음으로, 상기 금속 노출 지점을 피복하는 수지막 (3a) 에, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하는 것의 효과를 검증한 실험 결과에 대해 설명한다.
실험 샘플로서, 이하의 8 종류의 샘플 ＃1 ∼ ＃8 을 준비하였다. 각 샘플 ＃1 ∼ ＃8 에 사용한 서브 마운트 (1) 는, 도 2 에 나타내는 측벽부 (13) 의 외형 치수 (L) (4 구석의 절결부를 포함한다) 가 가로세로 5 ㎜ 이고, 측벽부 (13) 의 내측의 원형 공간의 직경 (φ) 이 4 ㎜ 이고, 측벽부 (13) 의 두께 (D1) 가 1 ㎜ 이며, 중앙 부분의 기재의 두께 (D2) 가 0.2 ㎜ 인 것을 사용하였다. 또, 자외선 발광 소자 (2) 의 다이 사이즈는, 가로세로 0.8 ㎜ 이다. 또, 각 샘플 ＃1 ∼ ＃8 은, 각각, 가로세로 15 ㎜ 의 프린트 기판 상에 납땜하고, 프린트 기판 상의 전극 단자로부터, 서브 마운트 (1) 에 재치된 자외선 발광 소자 (2) 의 p 전극 및 n 전극간에 발광 동작에 필요한 순방향 전압을 인가하도록 하였다. 또한, 범프는, p 전극 (28) 측의 패드 전극 (16) 에 9 개, n 전극 (29) 측의 패드 전극 (17) 에 4 개, 각각 형성하였다.
샘플 ＃1 은, 수지 봉지 전의 발광 중심 파장 260 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃2 는 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 260 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃3 및 ＃4 는 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 260 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃5 는 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 270 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃6 은 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 290 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃7 은 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 269 ㎚ 의 샘플, 샘플 ＃8 은 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 발광 중심 파장 268 ㎚ 의 샘플이다. 또한, 각 샘플의 발광 파장 분포의 반치폭은 약 12 ㎚ 이다. 샘플 ＃2 ∼ ＃8 은, 수지막 (3a) 만을 형성하고, 수지막 (3b) 은 형성하고 있지 않다. 또, 샘플 ＃1 ∼ ＃8 에는 렌즈 (4) 도 장착하고 있지 않다.
각 실험 샘플에서 사용한 제 1 및 제 2 타입의 비정질 불소 수지는, 모두, 아사히 유리사 제조의 사이톱이고, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 비반응성의 말단 관능기는 CF3 이고, 제 2 타입의 비정질 불소 수지의 반응성의 말단 관능기는 COOH 이다. 샘플 ＃3 과 샘플 ＃4 는, 상기 도 4 의 제조 방법의 공정 2 에서 사용하는 용매의 비점이 상이하고, 샘플 ＃3 에서 사용한 용매의 비점이 약 100 ℃ 이고, 샘플 ＃4 에서 사용한 용매의 비점이 약 180 ℃ 이며, 샘플 ＃3, ＃4 사이에서, 공정 2 의 용매를 휘발시키기 위한 가열 온도 및 가열 시간이 상이하다. 또한, 샘플 ＃2 및 ＃7 의 제조에 사용한 용매의 비점은 약 180 ℃ 이고, 샘플 ＃5, ＃6 및 ＃8 의 제조에 사용한 용매의 비점은 약 100 ℃ 이다. 도 5 에, 각 실험 샘플의 내용을 정리한 일람표를 나타낸다. 샘플 ＃2 및 ＃7 이 본 발명 장치의 샘플이고, 그 이외의 샘플 ＃1, ＃3 ∼ ＃6 및 ＃8 은 비교용의 샘플이다. 또, 샘플 ＃2 ∼ ＃8 의 금속 노출 지점을 피복하는 수지막 (3a) 의 막 두께는, 얇은 지점에서 약 30 ㎛ 이다. 또한, 서브 마운트 (1) 와 자외선 발광 소자 (2) 에 끼워진 간극 (18) 의 높이는, 당해 막 두께보다 얇고, 간극 (18) 내에는, 각 샘플 ＃2 ∼ ＃8 에 따른 제 1 타입 또는 제 2 타입의 비정질 불소 수지가 충전되어 있다.
제 1 검증 실험으로서, 실험 샘플 ＃1 ∼ ＃6 에 대해, 발광 동작 상태를 유지하면서, 그 발광 출력을 자외선 발광 소자 (2) 와 대향하여 배치한 포토 다이오드에서 연속적으로 측정함으로써, 발광 출력의 시간 경과적 변화를 검출하는 발광 출력 측정과, 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시부터 샘플 에 따른 시간 경과 후의 3 개의 시점에서의 IV 특성을 측정하는 IV 특성 측정을 실시하였다.
도 6 에, 샘플 ＃1 ∼ ＃6 의 각 발광 출력의 시간 경과적 변화를 나타낸다. 도 6 의 세로축은 포토 다이오드의 검출 전압을, 가로축은 경과 시간을 각각 나타낸다. 또한, 각 샘플에 인가되는 순방향 전류는 20 mA 로 하였다. 도 6 에 나타내는 측정 결과로부터, 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 샘플 ＃3 ∼ ＃5 는, 발광 개시 후 10 시간 이내에, 발광 출력이 급격하게 저하되는 불량이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 수지 봉지하고 있지 않은 샘플 ＃1, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 샘플 ＃2, 및 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지하고 있지만, 발광 중심 파장이 다른 샘플보다 장파장인 샘플 ＃6 에서는, 발광 개시 후 300 시간 이상 경과해도 발광 출력의 급격한 저하는 관측되지 않았다.
도 6 에 나타내는 측정 결과로부터, 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 수지 봉지한 샘플에서는, 발광 중심 파장이 270 ㎚ 이하인 경우에, 용매의 비점 온도에 관계없이, 어떠한 원인으로 발광 출력 불량이 발생하는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 7 ∼ 도 11 에, 샘플 ＃2 ∼ ＃6 의 상기 3 개의 시점에서의 각 IV 특성을 나타낸다. 또한, IV 특성의 전압은, 정극성이 순방향 바이어스, 부극성이 역방향 바이어스를 나타내고 있고, 전류는 각 바이어스시의 전류값의 절대값을 나타내고 있다.
도 7 은, 샘플 ＃2 의 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시 후 660 시간 경과 시점에서의 각 IV 특성이다. 도 8(A) 는, 샘플 ＃3 의 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시 후 105 시간 경과 시점에서의 각 IV 특성이고, 도 8(B) 는, 인가 전압 0 V 부근을 확대한 샘플 ＃3 의 발광 개시 후 105 시간 경과 시점에서의 IV 특성이다. 도 9(A) 는, 샘플 ＃4 의 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시 후 32 시간 경과 시점에서의 각 IV 특성이고, 도 9(B) 는, 인가 전압 0 V 부근을 확대한 샘플 ＃4 의 발광 개시 후 32 시간 경과 시점에서의 IV 특성이다. 도 10(A) 는, 샘플 ＃5 의 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시 후 306 시간 경과 시점에서의 각 IV 특성이고, 도 10(B) 는, 인가 전압 0 V 부근을 확대한 샘플 ＃5 의 발광 개시 후 306 시간 경과 시점에서의 IV 특성이다. 도 11 은, 샘플 ＃6 의 수지 봉지 전, 수지 봉지 후의 발광 개시 전, 및 발광 개시 후 306 시간 경과 시점에서의 각 IV 특성이다. 또한, 도 7 ∼ 도 11 에서는, 수지 봉지 전의 각 IV 곡선은 「Mold 전 0h」로 표기하고, 수지 봉지 후의 발광 개시 전의 각 IV 곡선은 「Mold 후 0h」로 표기하며, 수지 봉지 후 또한 발광 개시 후에 샘플별의 통전 시간 경과 시점에서의 각 IV 곡선은 「Mold 후 MMh」 (MM 은 샘플별의 각 통전 시간) 로 표기한다.
도 6 에 나타내는 발광 출력 불량이 발생한 샘플 ＃3 ∼ ＃5 에서는, 도 8 ∼ 도 10 에 나타내는 바와 같이, 발광 동작용의 통전을 계속한 후에 IV 특성에 큰 변화가 발생하고 있고, 애노드·캐소드간 (p 전극과 n 전극간) 에서 단락이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 단락 후의 IV 특성이, 도 8(B) ∼ 도 10(B) 에 각각 공통되도록, 매우 직선성이 높은 점, 발광 출력 불량이, 당해 단락이 금속과의 결합성이 높은 반응성의 말단 관능기를 구비한 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용한 샘플에서만 발생하고 있고, 금속과의 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기를 구비한 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용한 샘플에서는 발생하지 않은 점 등을 종합적으로 판단하면, 당해 발광 출력 불량이, 애노드·캐소드간 (p 전극과 n 전극간) 의 단락에 의해 발생하고 있고, 또, 당해 단락이, 제 2 타입의 비정질 불소 수지의 반응성의 말단 관능기에서 기인하여, 발생하고 있는 것이 명백하다.
또, 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용한 발광 중심 파장이 290 ㎚ 의 샘플 ＃6 에서는, 경과 시간 300 시간 정도에서는, 샘플 ＃3 ∼ ＃5 와 동일한 발광 출력 불량이 발생하지 않은 점을 고려하면, 샘플 ＃3 ∼ ＃5 보다 장파장의 자외선 조사에서는, 광화학 반응의 정도가 약하여, 반응성의 말단 관능기와 금속 원자의 배위 결합이 잘 일어나지 않는 것으로 생각된다.
다음으로, 제 2 검증 실험으로서, 샘플 ＃7 및 ＃8 에 대해, 샘플 ＃1 ∼ ＃6 과 동일하게 발광 동작을 실시하고, 제 1 검증 실험과 동일한 발광 출력 측정과 IV 특성 측정을 실시하고, 또한 샘플 ＃7 및 ＃8 의 p 전극 (28) 과 n 전극 (29) 간에 이상이 없는지를 육안으로 관측하였다.
제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용한 샘플 ＃7 은, 샘플 ＃2 와 마찬가지로, 발광 동작을 283 시간 계속한 후에도 발광 출력 불량을 일으키지 않고, IV 특성도 정상적이었다. 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 제조된 샘플 ＃8 은, 다른 비교용의 샘플 ＃3 ∼ ＃6 과 마찬가지로 발광 출력 불량을 일으키고, 발광 동작 개시 24 시간 경과 후부터 IV 특성에 변화가 발생하고, 92 시간 경과 후에는, 애노드·캐소드 사이에 단락 증상이 확인되었다.
또한, 육안 관측에서는, 도 12 의 광학 현미경 사진에 나타내는 바와 같이, 발광 출력 불량을 일으킨 샘플 ＃8 에서는, p 전극 (28) 의 주변부에 금속이 마이그레이션을 일으키고 있는 것으로 생각되는 흔적 (화살표 A) 이 보이고, 단락 지점이라고 생각되는 형적 (화살표 B) 도 확인되었다. 이에 대하여, 발광 출력 불량을 일으키지 않은 샘플 ＃7 에서는, p 전극 (28) 의 주변부에 금속이 마이그레이션을 일으키고 있는 흔적은 발견되지 않았다.
도 12 에 나타내는 관측 결과는, 도 6 에 나타내는 발광 출력 측정 결과, 및 도 7 ∼ 도 11 에 나타내는 IV 특성 측정 결과와 부합하는 것으로, 제 2 타입의 비정질 불소 수지의 반응성의 말단 관능기에 의해 p 전극 (28) 과 n 전극 (29) 간에 단락이 발생하여, 발광 동작에 필요한 순방향 전압이 p 전극 (28) 과 n 전극 (29) 간에 인가되지 않아, 발광 출력 불량을 일으키고 있는 것을 알 수 있다.
p 전극 (28) 과 n 전극 (29) 간 (패드 전극 (16, 17) 간) 은, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간의 이간 거리보다 짧기 때문에, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간으로부터 전계가 커지고 있어, 당해 단락이 발생하기 쉬운 것으로 생각된다. 그러나, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간의 이간 거리가, 자외선 발광 소자 (2) 의 패드 전극 (16, 17) 간과 동일한 정도로 짧으면, 동일한 단락 현상은 일어날 수 있는 것으로 생각된다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 과 접촉하는 지점도, 금속과의 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기를 구비한 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 피복하는 것이 바람직하다. 결론적으로, 패드 전극 (16, 17) (범프 재료 (5) 를 포함한다) 간과, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간 내, 적어도 이간 거리가 짧은 쪽을, 반드시 상기 금속 노출 지점으로서 포함하고, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하여 피복하는 것이 바람직하다.
이상으로부터, 본 발명 장치에서는, 적어도 상기 금속 노출 지점을 피복하는 봉지 수지 (3) 의 일부 (수지막 (3a)) 가, 비반응성의 말단 관능기를 구비한 제 1 타입의 비정질 불소 수지이므로, 상기 서술한 반응성의 말단 관능기에서 기인하는 발광 출력 불량의 발생이 효과적으로 억제되는 것이, 상기 각 검증 실험에 의해 확인되었다.
또, 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 사용에 의한 상기 발광 출력 불량의 억제 효과는, 자외선 발광 소자 (2) 의 발광 중심 파장이 290 ㎚ 보다 단파장인 경우에 현저한 것도 확인되었다. 그러나, 자외선 발광 소자 (2) 의 발광 중심 파장이 290 ㎚ 이상이어도, 발광 파장의 파장 범위가 넓은 경우 등에는, 발광 중심 파장이 290 ㎚ 보다 단파장인 경우와 마찬가지로, 상기 발광 출력 불량의 억제 효과가 발휘되는 것으로 생각된다.
〈다른 실시형태〉
상기 실시형태에서는, 본 발명 장치의 바람직한 실시형태의 일례를 상세하게 설명하였다. 본 발명 장치의 구성은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지의 변형 실시가 가능하다. 이하에, 본 발명 장치의 별도의 양태에 대해 설명한다.
〈1〉상기 실시형태에서는, 자외선 발광 소자 (2) 로서, 도 3 에 예시하는 구조의 자외선 발광 다이오드를 상정했는데, 자외선 발광 소자 (2) 는, 질화물 반도체 발광 소자이면, 도 3 에 나타내는 구조의 것에 한정되는 것이 아니고, 발광 다이오드 외에, 반도체 레이저도 포함된다.
〈2〉상기 실시형태에서는, 도 1 에 예시하는 형상의 서브 마운트 (1) 에 1개의 자외선 발광 소자 (2) 의 베어 칩을 재치하여, 본 발명 장치를 구성하는 경우를 예시하였다. 그러나, 서브 마운트 (1) 를 사용하는 경우에 있어서, 그 형상, 구조 및 재료는, 상기 실시형태에서 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 서브 마운트 (1) 의 측벽부 (13) 의 내벽을 경사면으로 하고, 자외선을 반사하는 금속면을 형성해도 된다. 또한, 1 개의 서브 마운트 (1) 에 자외선 발광 소자 (2) 를 1 개씩으로 재치하지 않고, 복수의 자외선 발광 소자 (2) 의 베어 칩을 다른 기판에 직접 재치하고, 개개의 자외선 발광 소자 (2) 를 봉지 수지 (3) 에 의해 개별적으로 봉지하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 자외선 발광 소자 (2) 의 패드 전극 (16, 17) 은, 서브 마운트 (1) 의 표면에 형성된 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 에 각각 접속하는 경우를 예시했지만, 패드 전극 (16, 17) 과 접속하는 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 은, 서브 마운트 (1) 나 프린트 기판 상에 형성된 박막 상의 금속 배선이 아니고, 리드 프레임과 같은 패드 전극 (16, 17) 과 접하는 금속 부재로서, 당해 금속 부재가, 서브 마운트 (1) 나 프린트 기판 등의 절연 부재와 접촉하지 않고, 자외선 발광 소자 (2) 와 함께 봉지 수지에 의해 봉지되는 구조여도 상관없다.
또, 상기 실시형태에서는, 자외선 발광 소자 (2) 를 서브 마운트 (1) 상에, 소위 플립 칩 실장하는 경우를 예시했지만, 자외선 발광 소자 (2) 의 발광을 칩 상면으로부터 취출하는 경우 등에 있어서, 자외선 발광 소자 (2) 의 베어 칩의 이면을, 서브 마운트 (1), 프린트 기판, 혹은, 리드 프레임 상에 재치하고, 패드 전극 (16, 17) 과 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 등의 접속을, 와이어 본딩에 의해 실시해도 상관없다.
〈3〉상기 실시형태에서는, 금속 노출 지점을 피복하는 수지막 (3a) 을, 제 1 타입의 비정질 불소 수지로 100 ％ 구성되는 경우를 예시했지만, 반응성의 말단 관능기를 구비한 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 미량 함유하고 있어도, 당해 미량의 제 2 타입의 비정질 불소 수지가, 이간 거리가 짧은 패드 전극 (16, 17) 이나, 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간의 대향 거리가 짧은 지점으로부터 떨어진 부분을 피복하는 경우, 혹은, 동 전위의 금속 노출 지점을 피복하는 경우에는, 당해 미량의 제 2 타입의 비정질 불소 수지로부터 반응성의 말단 관능기가 분리되어, 금속 원자와의 사이에서 배위 결합을 일으켜도, 근방에 강한 전계가 없기 때문에, 패드 전극 (16, 17) 간 혹은 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 간의 단락에 기여하지 않을 가능성이 충분히 있을 수 있다. 따라서, 당해 단락에 기여하지 않을 정도의 양 및 위치에, 제 2 타입의 비정질 불소 수지가 포함되는 경우에는, 본 발명의 다른 실시형태로서 허용된다.
〈4〉상기 실시형태에서는, 금속 노출 지점을 피복하는 수지막 (3a) 에 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기를 구비한 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 사용하고 있기 때문에, 수지막 (3a) 과 제 1 및 제 2 금속 전극 배선 (11, 12) 사이의 밀착성은, 제 2 타입의 비정질 불소 수지를 사용한 경우와 비교하면 작다. 단, 도 1 에 나타내는 플립 칩 실장의 경우에서는, 제 1 타입의 비정질 불소 수지가, 범프 재료 (5) 의 주위의 서브 마운트 (1) 와 자외선 발광 소자 (2) 에 끼워진 간극 (18) 에도 충전되어 있기 때문에, 당해 간극 (18) 에 충전된 제 1 타입의 비정질 불소 수지가 앵커가 되어, 수지막 (3a) 전체가, 서브 마운트 (1) 의 표면으로부터 잘 박리되지 않는 상태로 되어 있어 바람직하다.
그러나, 플립 칩 실장이 아닌 경우, 혹은, 플립 칩 실장인 경우에도, 수지막 (3a) 전체의 서브 마운트 (1) 와의 접촉 면적이, 간극 (18) 에 충전된 제 1 타입의 비정질 불소 수지의 양에 비해 큰 경우에는, 간극 (18) 에 충전된 수지가 충분한 앵커로서 기능하지 않을 가능성도 있기 때문에, 다른 앵커가 되는 구조, 요컨대, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 서브 마운트 (1) 등의 기대에 고정시키는 구조를 별도 형성하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 1 에 나타내는 서브 마운트 (1) 의 예에서는, 측벽부 (13) 의 내벽의 하단부 부근에, 측벽부 (13) 의 외측 (횡방향) 을 향하여 오목부를 형성하고, 당해 오목부 내에도, 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 충전시킴으로써, 상기 서술한 다른 앵커가 되는 구조가 형성된다. 또한, 다른 앵커가 되는 구조로서, 서브 마운트 (1) 의 다른 지점에 동일한 앵커 혹은 도중에 협착부를 갖는 오목부 로 이루어지는 앵커를 설치해도 되고, 다양한 구조를 생각할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명에 관련된 자외선 발광 장치는, 자외선 발광 소자를 봉지하는 봉지 수지로서 비정질 불소 수지를 사용하는 자외선 발광 장치에 이용 가능하다.
1：서브 마운트 (기대)
2：자외선 발광 소자
3：봉지 수지
3a, 3b：수지막
4：집광 렌즈
5：범프 재료
6：도공액
10：기재
11：제 1 금속 전극 배선
12：제 2 금속 전극 배선
12a：제 2 금속 전극 배선의 볼록부
13：측벽부
14, 15：리드 단자
16, 17：패드 전극
18：간극
20：사파이어 기판
21：AlN 층
22：AlGaN 층
23：n 형 클래드층 (n 형 AlGaN)
24：활성층
25：전자 블록층 (p 형 AlGaN)
26：p 형 클래드층 (p 형 AlGaN)
27：p 형 컨택트층 (p 형 GaN)
28：p 전극
29：n 전극
30：보호 절연막
A1：제 1 영역
A2：제 2 영역

Claims (9)

  1. 질화물 반도체로 이루어지는 자외선 발광 소자와 상기 자외선 발광 소자를 피복하는 자외선 투과성의 봉지 수지를 구비하여 이루어지는 자외선 발광 장치로서,
    상기 봉지 수지 내의 적어도 상기 자외선 발광 소자의 패드 전극과 접촉하는 특정 부분이, 제 1 타입의 비정질 불소 수지이며,
    상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지를 구성하는 중합체 또는 공중합체의 말단 관능기가, 상기 패드 전극을 구성하는 금속에 대해 결합성을 나타내지 않는 비반응성의 말단 관능기인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 또는 상기 공중합체를 구성하는 구조 단위가, 함불소 지방족 고리 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    금속 전극 배선이 기재의 표면의 일부에 형성된 기대를 구비하고,
    상기 자외선 발광 소자가 상기 기대 상에 재치되고,
    상기 자외선 발광 소자의 상기 패드 전극이 상기 금속 전극 배선과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패드 전극과 상기 금속 전극 배선이 서로 대향하고, 범프 재료를 개재하여 전기적 또한 물리적으로 접속하고 있고,
    상기 자외선 발광 소자의 상기 패드 전극이 형성되어 있는 측과 상기 기대의 상면 사이의 공극에, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 봉지 수지 내의 상기 금속 전극 배선과 접촉하는 부분이, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자외선 발광 소자의 발광 중심 파장이 290 ㎚ 보다 짧은 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 말단 관능기가 퍼플루오로알킬기인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 말단 관능기가 CF3 인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 수지 내의 상기 특정 부분 이외의 부분이, 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지, 또는 상기 제 1 타입의 비정질 불소 수지와는 상이한 말단 관능기를 구비한 제 2 타입의 비정질 불소 수지인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 장치.
KR1020157011123A 2013-04-30 2014-04-17 자외선 발광 장치 KR101539206B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-095243 2013-04-30
JP2013095243 2013-04-30
PCT/JP2014/060888 WO2014178288A1 (ja) 2013-04-30 2014-04-17 紫外線発光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150052364A KR20150052364A (ko) 2015-05-13
KR101539206B1 true KR101539206B1 (ko) 2015-07-23

Family

ID=51843422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157011123A KR101539206B1 (ko) 2013-04-30 2014-04-17 자외선 발광 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9450157B2 (ko)
EP (1) EP2993710B1 (ko)
JP (2) JP5702898B1 (ko)
KR (1) KR101539206B1 (ko)
CN (1) CN104813492B (ko)
RU (1) RU2589449C1 (ko)
TW (1) TWI536615B (ko)
WO (1) WO2014178288A1 (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9412911B2 (en) 2013-07-09 2016-08-09 The Silanna Group Pty Ltd Optical tuning of light emitting semiconductor junctions
WO2015037608A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 創光科学株式会社 紫外線発光装置
KR102427203B1 (ko) 2014-05-27 2022-07-29 실라나 유브이 테크놀로지스 피티이 리미티드 n-형 및 p-형 초격자를 포함하는 전자 디바이스
JP6636459B2 (ja) 2014-05-27 2020-01-29 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 半導体構造と超格子とを用いた高度電子デバイス
CN106663718B (zh) 2014-05-27 2019-10-01 斯兰纳Uv科技有限公司 光电装置
US11322643B2 (en) 2014-05-27 2022-05-03 Silanna UV Technologies Pte Ltd Optoelectronic device
JP2016111085A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 株式会社トクヤマ 紫外発光素子パッケージ
CN104466668A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 北京工业大学 一种表面型半导体激光器件防短路结构
CN104701438B (zh) * 2015-03-18 2017-11-03 青岛杰生电气有限公司 深紫外光源及其封装方法
US9812611B2 (en) 2015-04-03 2017-11-07 Soko Kagaku Co., Ltd. Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element and nitride semiconductor ultraviolet light-emitting device
JP2016219505A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置
TWI667813B (zh) * 2015-08-03 2019-08-01 日商創光科學股份有限公司 氮化物半導體晶圓及其製造方法、及氮化物半導體紫外線發光元件及裝置
TWI677111B (zh) * 2015-08-03 2019-11-11 日商創光科學股份有限公司 配線基板體及基台之製造方法
JP6622032B2 (ja) * 2015-08-27 2019-12-18 日機装株式会社 発光装置
WO2017072859A1 (ja) * 2015-10-27 2017-05-04 創光科学株式会社 窒化物半導体紫外線発光装置及びその製造方法
WO2017145026A1 (en) 2016-02-23 2017-08-31 Silanna UV Technologies Pte Ltd Resonant optical cavity light emitting device
US10418517B2 (en) 2016-02-23 2019-09-17 Silanna UV Technologies Pte Ltd Resonant optical cavity light emitting device
US10439358B2 (en) * 2016-04-28 2019-10-08 Nichia Corporation Manufacturing method of light-emitting device
KR102330935B1 (ko) 2016-06-01 2021-12-01 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤 자외선ｓｍｄ형 ｌｅｄ소자의 기밀봉지용 석영유리 부재 및 자외선ｌｅｄ용 석영유리 부재의 제조방법
JPWO2017208535A1 (ja) * 2016-06-03 2019-03-28 創光科学株式会社 窒化物半導体紫外線発光装置及びその製造方法
JPWO2018003228A1 (ja) * 2016-07-01 2019-03-07 創光科学株式会社 紫外線発光装置及びその製造方法
JP6633992B2 (ja) * 2016-09-09 2020-01-22 株式会社豊田中央研究所 シクロアルキルパーフルオロジオキソールモノマ、低密度アイオノマ、及び固体高分子型燃料電池
US10121932B1 (en) * 2016-11-30 2018-11-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Tunable graphene light-emitting device
CN106981562B (zh) * 2017-03-30 2019-04-02 深圳市华星光电技术有限公司 量子点led封装结构
EP3606301A1 (en) * 2017-04-10 2020-02-05 Hitachi Chemical Company, Ltd. Circuit board production method, circuit sheet and circuit board
EP3396725B1 (en) 2017-04-25 2021-01-13 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing same
EP3474338B1 (en) 2017-08-24 2020-12-23 Soko Kagaku Co., Ltd. Method for manufacturing nitride semiconductor ultraviolet light emitting element, and nitride semiconductor ultraviolet light emitting element
WO2019043840A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 創光科学株式会社 発光装置
JP6942589B2 (ja) * 2017-09-27 2021-09-29 旭化成株式会社 半導体発光装置および紫外線発光モジュール
WO2019087348A1 (ja) * 2017-11-02 2019-05-09 創光科学株式会社 紫外線発光装置、紫外線発光装置の製造方法及び紫外線発光モジュールの製造方法
WO2019131677A1 (ja) * 2017-12-26 2019-07-04 Ａｇｃ株式会社 含フッ素ジエン化合物、含フッ素重合体及びそれらの製造方法
CN111712930B (zh) 2018-02-14 2023-09-12 日机装株式会社 氮化物半导体紫外线发光元件
JP6899412B2 (ja) * 2018-07-27 2021-07-07 住友化学株式会社 Ｌｅｄデバイスの製造方法
CN115663090A (zh) * 2018-09-04 2023-01-31 厦门市三安光电科技有限公司 一种紫外发光二极管封装结构及其制作方法
US10622514B1 (en) 2018-10-15 2020-04-14 Silanna UV Technologies Pte Ltd Resonant optical cavity light emitting device
WO2020102948A1 (zh) * 2018-11-19 2020-05-28 泉州三安半导体科技有限公司 一种紫外光源封装元件
CN111477732B (zh) 2019-01-24 2021-10-08 隆达电子股份有限公司 发光装置
JP2020189964A (ja) * 2019-05-16 2020-11-26 住友化学株式会社 樹脂組成物、および紫外線発光装置
WO2020230716A1 (ja) 2019-05-16 2020-11-19 住友化学株式会社 電子部品の製造方法および電子部品
WO2020230715A1 (ja) 2019-05-16 2020-11-19 住友化学株式会社 電子部品及びその製造方法
CN112086547A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 光宝光电(常州)有限公司 发光二极管封装结构
JPWO2020262548A1 (ko) * 2019-06-26 2020-12-30
JP7225054B2 (ja) * 2019-07-31 2023-02-20 日東電工株式会社 発光素子封止用樹脂組成物、光源装置及び光源装置の製造方法
CN113506846B (zh) * 2019-12-31 2023-11-10 泉州三安半导体科技有限公司 一种紫外led封装结构
JP7391896B2 (ja) * 2020-01-08 2023-12-05 ダイキン工業株式会社 積層体
KR20220123678A (ko) 2020-01-08 2022-09-08 다이킨 고교 가부시키가이샤 절연막 또는 유전막
CN114946020A (zh) * 2020-01-08 2022-08-26 大金工业株式会社 密封树脂
JP2021132138A (ja) * 2020-02-20 2021-09-09 日機装株式会社 半導体発光装置
JP7406633B2 (ja) 2020-06-24 2023-12-27 日機装株式会社 窒化物半導体紫外線発光素子及びその製造方法
WO2022038769A1 (ja) 2020-08-21 2022-02-24 創光科学株式会社 窒化物半導体紫外線発光素子
EP4293007A1 (en) * 2021-02-10 2023-12-20 Daikin Industries, Ltd. Compound, composition, electrochemical device, lithium ion secondary battery and module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003008073A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Matsushita Electric Works Ltd 発光素子
JP2008308510A (ja) * 2007-06-12 2008-12-25 Sony Corp 発光組成物及びこれを用いた光学装置並びにこれを用いた表示装置
WO2010074038A1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-01 旭硝子株式会社 発光素子モジュールおよびその製造方法
JP2011035236A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 U-Vix Corp 白色ｌｅｄ光源ユニット

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3005040B2 (ja) 1990-11-22 2000-01-31 旭硝子株式会社 コーティング用樹脂組成物
JP3924973B2 (ja) * 1994-12-02 2007-06-06 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法および窒化物半導体発光素子
JP3818344B2 (ja) 1997-11-20 2006-09-06 旭硝子株式会社 含フッ素脂肪族環構造含有重合体の製造方法
US6921929B2 (en) 2003-06-27 2005-07-26 Lockheed Martin Corporation Light-emitting diode (LED) with amorphous fluoropolymer encapsulant and lens
US7569863B2 (en) * 2004-02-19 2009-08-04 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device
US20050211991A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Kyocera Corporation Light-emitting apparatus and illuminating apparatus
US20060138443A1 (en) 2004-12-23 2006-06-29 Iii-N Technology, Inc. Encapsulation and packaging of ultraviolet and deep-ultraviolet light emitting diodes
JP5020480B2 (ja) 2005-06-14 2012-09-05 電気化学工業株式会社 蛍光体組成物とその用途
JP2007311707A (ja) 2006-05-22 2007-11-29 Ushio Inc 紫外線発光素子パッケージ
JP4985920B2 (ja) * 2006-06-16 2012-07-25 Ｊｓｒ株式会社 熱硬化性樹脂組成物および光半導体用接着剤
JP4780203B2 (ja) * 2009-02-10 2011-09-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置
JP5374697B2 (ja) * 2009-07-09 2013-12-25 ユーヴィックス株式会社 紫外線殺菌浄水装置とそれに使用する紫外線ｌｅｄユニット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003008073A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Matsushita Electric Works Ltd 発光素子
JP2008308510A (ja) * 2007-06-12 2008-12-25 Sony Corp 発光組成物及びこれを用いた光学装置並びにこれを用いた表示装置
WO2010074038A1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-01 旭硝子株式会社 発光素子モジュールおよびその製造方法
JP2011035236A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 U-Vix Corp 白色ｌｅｄ光源ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
US9450157B2 (en) 2016-09-20
JP2015133505A (ja) 2015-07-23
TWI536615B (zh) 2016-06-01
EP2993710A4 (en) 2017-02-15
CN104813492B (zh) 2016-05-04
WO2014178288A1 (ja) 2014-11-06
JP5702898B1 (ja) 2015-04-15
EP2993710B1 (en) 2018-06-06
CN104813492A (zh) 2015-07-29
KR20150052364A (ko) 2015-05-13
JPWO2014178288A1 (ja) 2017-02-23
EP2993710A1 (en) 2016-03-09
US20150243856A1 (en) 2015-08-27
RU2589449C1 (ru) 2016-07-10
TW201507215A (zh) 2015-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101539206B1 (ko) 자외선 발광 장치
JP6483613B2 (ja) 紫外線発光装置
EP3279951B1 (en) Nitride-semiconductor ultraviolet-light emitting element
JP6440846B2 (ja) 窒化物半導体ウェハ及びその製造方法、並びに、窒化物半導体紫外線発光素子及び装置
JP2016127255A (ja) 発光装置
TWI652838B (zh) Nitride semiconductor ultraviolet light emitting device and method of manufacturing same
US20190148589A1 (en) Ultraviolet light emitting device and method for manufacturing same
TW201635599A (zh) 發光裝置
JP6546660B2 (ja) 窒化物半導体発光素子用の基台及びその製造方法
JPWO2017208535A1 (ja) 窒化物半導体紫外線発光装置及びその製造方法
KR20180066379A (ko) 반도체 발광 소자
JP6968893B2 (ja) 発光装置
JP2016163015A (ja) 紫外線発光素子及びその製造方法
WO2019087348A1 (ja) 紫外線発光装置、紫外線発光装置の製造方法及び紫外線発光モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 5