紫外线发光装置

摘要

提供防止伴随紫外线发光动作的起因于封装树脂的电特性劣化的高品质、高可靠度的紫外线发光装置。其是具有包含氮化物半导体的紫外线发光元件2和被覆紫外线发光元件2的紫外线透过性的封装树脂3而成的紫外线发光装置，其中，封装树脂3内至少与紫外线发光元件2的焊盘电极16、17接触的特定部分3a为第一类型的非晶氟树脂，构成第一类型的非晶氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对构成焊盘电极16、17的金属不呈结合性的非反应性末端官能团。

权利要求

1.一种紫外线发光装置，其特征在于，其是具有包含氮化物半导体的紫外线发光元件和被覆所述紫外线发光元件的紫外线透过性的封装树脂的紫外线发光装置，所述封装树脂中的至少与所述紫外线发光元件的焊盘电极接触的特定部分是第一类型的非晶氟树脂，构成所述第一类型的非晶氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对构成所述焊盘电极的金属不呈结合性的非反应性末端官能团。

2.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其特征在于，构成所述聚合物或所述共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构。

3.根据权利要求1或2所述的紫外线发光装置，其特征在于，其具有在基材的表面的一部分形成有金属电极布线的基座，所述紫外线发光元件安置在所述基座上，

所述紫外线发光元件的所述焊盘电极与所述金属电极布线电连接。

4.根据权利要求3所述的紫外线发光装置，其特征在于，

所述焊盘电极和所述金属电极布线彼此对置，经由凸块材料进行电连接且物理连接，在所述紫外线发光元件的形成有所述焊盘电极的一侧与所述基座的上表面之间的空隙填充有所述第一类型的非晶氟树脂。

5.根据权利要求3所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中的与所述金属电极布线接触的部分为所述第一类型的非晶氟树脂。

6.根据权利要求4所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中的与所述金属电极布线接触的部分为所述第一类型的非晶氟树脂。

7.根据权利要求1或2所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述紫外线发光元件的发光中心波长比290nm短。

8.根据权利要求4所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述紫外线发光元件的发光中心波长比290nm短。

9.根据权利要求1或2所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述末端官能团为全氟烷基。

10.根据权利要求4所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述末端官能团为全氟烷基。

11.根据权利要求9所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述末端官能团为CF3。

12.根据权利要求10所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述末端官能团为CF3。

13.根据权利要求1或2所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中除所述特定部分以外的部分为所述第一类型的非晶氟树脂、或具有与所述第一类型的非晶氟树脂不同的末端官能团的第二类型的非晶氟树脂。

14.根据权利要求4所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中除所述特定部分以外的部分为所述第一类型的非晶氟树脂、或具有与所述第一类型的非晶氟树脂不同的末端官能团的第二类型的非晶氟树脂。

15.根据权利要求5所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中除所述特定部分以外的部分为所述第一类型的非晶氟树脂、或具有与所述第一类型的非晶氟树脂不同的末端官能团的第二类型的非晶氟树脂。

16.根据权利要求6所述的紫外线发光装置，其特征在于，所述封装树脂中除所述特定部分以外的部分为所述第一类型的非晶氟树脂、或具有与所述第一类型的非晶氟树脂不同的末端官能团的第二类型的非晶氟树脂。

说明书

紫外线发光装置

技术领域

[0001] 本发明涉及紫外线发光装置，尤其涉及使用非晶氟树脂作为封装紫外线发光元件的封装树脂的紫外线发光装置。

背景技术

[0002] 以往以来，对于LED(发光二极管)、半导体激光等氮化物半导体发光元件而言，存在大量的通过外延扩散生长在蓝宝石等基板上形成有包含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Al1-x-yGaxInyN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示。

[0003] 发光元件结构具有双异质结结构、即在n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层之间夹着由单一量子阱结构(SQW：Single-Quantum-Well)或多重量子阱结构(MQW：Multi-Quantum-Well)的氮化物半导体层构成的活性层。活性层为AlGaN系半导体层时，通过调整AlN摩尔分数(也称作Al组成比)，能够在将GaN和AlN所能取得的带隙能量(约3.4eV和约6.2eV)分别作为下限和上限的范围内调整带隙能量，可得到发光波长为约200nm～约365nm的紫外线发光元件。具体来说，从p型氮化物半导体层向n型氮化物半导体层流通正向电流，由此在活性层中产生与上述带隙能量对应的发光。

[0004] 通常，如下述专利文献1的图4、6和7等或者下述专利文献2的图2、4和6等所公开的那样，氮化物半导体紫外线发光元件被氟系树脂或者硅树脂等紫外线透过性的树脂所封装以供实用。该封装树脂保护内部的紫外线发光元件免受外部气氛的影响，防止因水分渗入、氧化等导致的发光元件的劣化。此外，该封装树脂有时也被设置作为折射率差减缓材料，所述折射率差减缓材料用于减缓因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差或紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差而导致的光的反射损失，以实现提高光的提取效率。另外，也可以将该封装树脂的表面成形为球面等聚光性曲面，以提高照射效率。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2007-311707号公报

[0008] 专利文献2：美国专利申请公开第2006/0138443号说明书

[0009] 专利文献3：日本特开2006-348088号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的问题

[0011] 如上所述，提出了使用氟系树脂和硅树脂等作为紫外线发光元件的封装树脂，但已知硅树脂在被大量紫外线曝光时劣化加快。尤其，正在推进紫外线发光元件的高输出功率化，出射光的能量密度趋于上升，另外，由于与其相伴的耗电增加，发热也增加，该发热和高能量密度的紫外线造成的封装树脂的劣化成为问题。

[0012] 另外，已知氟系树脂的耐热性优异、紫外线耐性也高，但聚四氟乙烯等通常的氟树脂是不透明的。该氟系树脂由于聚合物链是直线且刚性的，容易结晶化，因此结晶部分和非晶部分共存，光在其界面上发生散射而导致不透明。

[0013] 因此，例如上述专利文献3中提出，通过使用非晶的氟树脂作为紫外线发光元件的封装树脂来提高对紫外线的透明性。作为非晶的氟树脂，可以举出：将结晶性聚合物的氟树脂共聚化而以聚合物合金的形式非晶化后的氟树脂、全氟二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦公司制的商品名特氟龙AF(注册商标))、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(注册商标))。后者的环化聚合物的氟树脂由于主链上具有环状结构而易于非晶化，透明性高。

[0014] 例如，如上述专利文献3所示，非晶氟树脂大致分为具有能够与金属结合的官能团的结合性氟树脂和具有难与金属结合的官能团的非结合性氟树脂这两种。因此，上述专利文献3中提出，在搭载LED芯片的基座表面和覆盖LED芯片的部分使用结合性氟树脂来提高基座等与氟树脂之间的结合性。同样地，也有提供非晶氟树脂的制造商推荐使用结合性氟树脂。

[0015] 然而，通过本申请发明人等的深入研究，确认到，将结合性非晶氟树脂用于将氮化物半导体的紫外线发光元件的焊盘电极被覆的部位时，若在分别与紫外线发光元件的p电极和n电极连接的金属电极布线之间施加正向电压进行紫外线发光动作，则在紫外线发光元件的电特性方面产生劣化。具体确认到，在紫外线发光元件的p电极和n电极之间形成阻抗性的漏电流路径。此处，被认为，若非晶氟树脂为具有能与金属结合的反应性末端官能团的结合性非晶氟树脂，则在被照射高能量紫外线后的该结合性非晶氟树脂中，由于光化学反应，反应性末端官能团发生离解而自由基化，与构成焊盘电极的金属原子发生配位键合，该金属原子从焊盘电极分离。此外，被认为，发光动作中在焊盘电极间施加电场，结果该金属原子发生迁移，形成阻抗性的漏电流路径，紫外线发光元件的p电极和n电极之间发生短路。

[0016] 本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供可防止伴随紫外线发光动作的起因于封装树脂的电特性劣化的高品质、高可靠度的紫外线发光装置。

[0017] 用于解决问题的手段

[0018] 本申请发明人通过深入研究发现，通过使用由具有非反应性末端官能团的聚合物或共聚物构成的非晶氟树脂，能够防止伴随紫外线发光动作的起因于封装树脂的电特性劣化，从而完成了以下所示的本发明。

[0019] 为了实现上述目的，本发明中提供一种紫外线发光装置，其第1特征在于，其是具有包含氮化物半导体的紫外线发光元件和被覆上述紫外线发光元件的紫外线透过性的封装树脂而成的紫外线发光装置，上述封装树脂中的至少与上述紫外线发光元件的焊盘电极接触的特定部分是第一类型的非晶氟树脂，构成上述第一类型的非晶氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对构成上述焊盘电极的金属不呈结合性的非反应性末端官能团。

[0020] 此外优选为，在上述第1特征的紫外线发光装置中，构成上述聚合物或上述共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构。

[0021] 此外，上述第1特征的紫外线发光装置的第2特征在于，其具有在基材表面的一部分形成有金属电极布线的基座，上述紫外线发光元件安置于上述基座上，上述紫外线发光元件的上述焊盘电极与上述金属电极布线电连接。

[0022] 此外优选为，在上述第2特征的紫外线发光装置中，上述焊盘电极与上述金属电极布线彼此对置，经由凸块材料而电连接且物理连接，在上述紫外线发光元件的形成有上述焊盘电极的一侧与上述基座的上表面之间的空隙填充有上述第一类型的非晶氟树脂。

[0023] 此外优选为，在上述第2特征的紫外线发光装置中，上述封装树脂中与上述金属电极布线接触的部分是上述第一类型的非晶氟树脂。

[0024] 此外优选为，在上述第1和第2特征的紫外线发光装置中，上述紫外线发光元件的发光中心波长比290nm短。

[0025] 此外，在上述第1和第2特征的氮化物半导体装置中，上述末端官能团优选为全氟烷基，特别优选上述末端官能团为CF3。

[0026] 此外优选为，在上述第1和第2特征的氮化物半导体装置中，上述封装树脂中的除上述特定部分以外的部分是上述第一类型的非晶氟树脂或具有与上述第一类型的非晶氟树脂不同的末端官能团的第二类型的非晶氟树脂。

[0027] 发明效果

[0028] 根据上述特征的氮化物半导体装置，由于用于封装树脂的第一类型的非晶氟树脂的末端官能团为非反应性，因而即使照射高能量的紫外线，也难以通过光化学反应在末端官能团和构成焊盘电极的金属原子之间产生配位键合，因此防止焊盘电极间的短路。其结果，可以实现可防止伴随紫外线发光动作的起因于封装树脂的电特性劣化的高品质、高可靠度的紫外线发光装置。

附图说明

[0029] 图1是示意性地表示本发明涉及的紫外线发光装置的一个构成例的概要的截面图。

[0030] 图2是表示图1所示的副底座的俯视形状和截面形状的俯视图和截面图。

[0031] 图3是示意性地表示图1所示的紫外线发光元件的主要部分的截面结构和芯片整体的俯视形状的截面图和俯视图。

[0032] 图4是示意性地表示本发明涉及的紫外线发光装置的制作方法的简要的工序的工序截面图。

[0033] 图5是将对本发明涉及的紫外线发光装置对发光输出不良的抑制效果进行验证的第1验证实验中使用的实验样品的内容汇总后的一览表。

[0034] 图6是表示第1验证实验中使用的样品#1～#6的发光输出随时间的变化的图。

[0035] 图7是第1验证实验中使用的样品#2的经过时间各异的IV特性图。

[0036] 图8是第1验证实验中使用的样品#3的经过时间各异的IV特性图。

[0037] 图9是第1验证实验中使用的样品#4的经过时间各异的IV特性图。

[0038] 图10是第1验证实验中使用的样品#5的经过时间各异的IV特性图。

[0039] 图11是第1验证实验中使用的样品#6的经过时间各异的IV特性图。

[0040] 图12是实施二值化处理后的光学显微镜照片，其表示对本发明涉及的紫外线发光装置对发光输出不良的抑制效果进行验证的第2验证实验中使用的产生了发光输出不良的实验样品#8的p电极周边部的观测结果。

具体实施方式

[0041] 对于本发明涉及的紫外线发光装置(以下为了方便起见称作“本发明装置”)的实施方式，基于附图进行说明。需要说明的是，在以下说明中使用的附图中，为了容易理解说明，以强调主要部位的方式示意性地表示了发明内容，因此各部的尺寸比并未一定是与实际装置相同的尺寸比。以下，对假定本发明装置中所使用的紫外线发光元件为包含氮化物半导体的紫外线发光二极管的情况进行说明。

[0042] 图1是示意性地表示在副底座1安置紫外线发光元件2而成的本发明装置的一个构成例的概要的截面图。图2是表示副底座1(相当于基座)的俯视形状的俯视图(A)和表示截面形状的截面图(B)。副底座1是在由绝缘材料构成的基材10的表面的一部分分别形成阳极侧的第1金属电极布线11和阴极侧的第2金属电极布线12而成，其构成为基材10的侧壁部13的厚度D1大于位于侧壁部13内侧的中央部分的厚度D2，侧壁部13所围成的空间内能够容纳封装紫外线发光元件2的封装树脂3。此外，在侧壁部13的上表面固定有可透过由紫外线发光元件2射出的紫外线的由半球状石英玻璃构成的聚光透镜4。封装树脂3被透镜4所覆盖，由此被固定在侧壁部13所围成的空间内。另外，第1和第2金属电极布线11、12经由在上述中央部分的基材10设置的贯通电极(未图示)与在基材10的背面侧设置的引线端子14、15连接。将副底座1安置于其它印刷基板等上的情况下，在该印刷基板上的金属布线与引线端子14、15之间形成电连接。需要说明的是，透镜4的紫外线透过特性只要与所使用的紫外线发光元件2的发光波长符合即可。另外，除石英玻璃制以外，透镜4例如也可以为将封装树脂3的表面成形成例如球面等聚光性曲面的构成。此外，除聚光性透镜以外，透镜4根据使用目的也可以是使光扩散的透镜，另外，不一定需要设置。

[0043] 如图2所示，第1和第2金属电极布线11、12以露出的方式形成在被侧壁部13所包围的基材10中央部分的表面，彼此间隔配置，是电隔离的。第2金属电极布线12在中央部分的中心附近具有向第1金属电极布线11侧突出的凸部12a，该凸部12a与第1金属电极布线11之间的距离变窄。紫外线发光元件2夹入横跨该布线间距离变窄的间隙，使形成有焊盘电极16、17的上表面朝下，焊盘电极16、17与第1和第2金属电极布线11、12彼此对置，经由金属的凸块材料5进行电连接且物理连接的方式，被安置并固定于第1和第2金属电极布线11、12上。本实施方式中，紫外线发光元件2被所谓的倒装芯片安装于副底座1。另外，封装树脂3也被填充在凸块材料5周围的夹在副底座1和紫外线发光元件2之间的间隙18中。

[0044] 本实施方式中，副底座1的基材10由氧化铝(Al2O3)等陶瓷形成，构成第1和第2金属电极布线11、12的金属是金(Au)。

[0045] 如图3所示，紫外线发光元件2使用在蓝宝石(0001)基板20上生长AlN层21和AlGaN层22后的基板作为模板，具有在该模板上依次层叠由n型AlGaN构成的n型覆盖层23、单层或多层的量子阱结构的活性层24、Al摩尔分数大于活性层24的p型AlGaN的电子阻挡层25、p型Al GaN的p型覆盖层26、p型GaN的p型接触层27的层叠结构。由位于n型覆盖层23上部的活性层24、电子阻挡层25、p型覆盖层26、p型接触层27构成的层叠结构的一部分被通过反应性离子蚀刻等除去直至暴露n型覆盖层23的一部分表面，在n型覆盖层23上的第1区域(A1)形成了从活性层24至p型接触层27为止的层叠结构。n型覆盖层23在第1区域(A1)以外的第2区域(A2)中暴露表面。

[0046] 在p型接触层27的表面形成例如ITO/Ni/Au的p电极28，在第2区域(A2)内的n型覆盖层23的暴露面形成例如Ti/Al/Ti/Au的n电极29。本实施方式中，p电极28的最上层的Au成为阳极侧的焊盘电极16，n电极29的最上层的Au成为阴极侧的焊盘电极17。需要说明的是，p电极28与n电极29之间的暴露面被SiO2等保护绝缘膜30覆盖。

[0047] 另外，本实施方式中，连接焊盘电极16、17与第1和第2金属电极布线11、12之间的凸块材料5是与焊盘电极16、17以及第1和第2金属电极布线11、12相同的金(Au)。

[0048] 本实施方式中，使用非晶氟树脂作为封装树脂3。特别地，将第1和第2金属电极布线11、12、焊盘电极16、17以及凸块材料5等暴露金属的部位(以下称作“金属暴露部位”)被覆的一部分的封装树脂3(相当于特定部分)使用下述的第一类型的非晶氟树脂。第一类型的非晶氟树脂是由具有对上述金属不呈结合性的非反应性末端官能团的聚合物或共聚物构成的非晶氟树脂。更具体而言，该第一类型的非晶氟树脂中，构成聚合物或共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构，上述末端官能团为CF3等全氟烷基。即，第一类型的非晶氟树脂不具有对上述金属呈结合性的反应性末端官能团。

[0049] 另外，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(以下称作“单元A”)或通过二烯系含氟单体的环化聚合而形成的单元(以下称作“单元B”)。

[0050] 单元A的单体是在构成含氟脂肪族环的碳原子间具有聚合性双键的单体或者在构成含氟脂肪族环的碳原子与含氟脂肪族环外的碳原子之间具有聚合性双键的单体。作为单元A的单体，优选下述化1所示的化合物(1)或下述化2所示的化合物(2)。

[0051] [化1]

[0052]

[0053] [化2]

[0054]

[0055] 化1中的X11、X12、X13、X14和化2中的Y11、Y12各自独立地为氟原子、全氟烷基或全氟烷氧基。作为X11、X12、X13、X14、Y11和Y12处的全氟烷基，优选碳原子数为1～7、更优选碳原子数为1～4。

[0056] 该全氟烷基优选为直链状或支链状、更优选为直链状。具体可以举出三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等、特别优选三氟甲基。作为X11、X12、X13、X14、Y11和Y12处的全氟烷氧基，可以举出对上述全氟烷基键合氧原子(-O-)后的基团。

[0057] 作为X11，优选为氟原子。作为X12，优选为氟原子、三氟甲基或碳原子数为1～4的全氟烷氧基，更优选为氟原子或三氟甲氧基。作为X13和X14，各自独立地优选为氟原子或碳原子数为1～4的全氟烷基、更优选为氟原子或三氟甲基。

[0058] 作为Y11和Y12，各自独立地优选为氟原子、碳原子数为1～4的全氟烷基或碳原子数为1～4的全氟烷氧基、更优选为氟原子或三氟甲基。

[0059] 化合物(1)中，X13和X14可以相互键合并与X13和X14所键合的碳原子共同形成含氟脂肪族环。作为该含氟脂肪族环，优选为4～6元环。该含氟脂肪族环优选为饱和脂肪族环。该含氟脂肪族环在其环骨架中也可以具有醚性氧原子(-O-)。此时，含氟脂肪族环中的醚性氧原子的数量优选为1或2。作为化合物(1)的优选具体例，可以举出下述化3～化7所示的化合物(1-1)～(1-5)。

[0060] [化3]

[0061]

[0062] [化4]

[0063]

[0064] [化5]

[0065]

[0066] [化6]

[0067]

[0068] [化7]

[0069]

[0070] 化合物(2)中，Y11和Y12可以相互键合并与Y11和Y12所键合的碳原子共同形成含氟脂肪族环。作为该含氟脂肪族环，优选为4～6元环。该含氟脂肪族环优选为饱和脂肪族环。该含氟脂肪族环在其环骨架中可以具有醚性氧原子(-O-)。此时，含氟脂肪族环中的醚性氧原子的数量优选为1或2。作为化合物(2)的优选具体例，可以举出下述化8～化9所示的化合物(2-1)～(2-2)。

[0071] [化8]

[0072]

[0073] [化9]

[0074]

[0075] 第一类型的非晶氟树脂既可以是上述单元A的单体的均聚物，也可以是上述单元A的单体与此外的其它单体的共聚物。然而，该共聚物中，单元A的单体的比例相对于构成该共聚物的全部重复单元的合计优选为20摩尔％以上、更优选为40摩尔％以上，也可以是100摩尔％。作为该其它单体，只要能与单元A的单体共聚即可，没有特别限定。具体可以举出后述的二烯系含氟单体、四氟乙烯、三氟氯乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)等。

[0076] 通过环化聚合形成上述单元B的二烯系含氟单体是具有2个聚合性双键和氟原子的单体。作为该聚合性双键，没有特别限定，优选为乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基。作为二烯系含氟单体，优选为下述的化合物(3)。

[0077] CF2＝CF-Q-CF＝CF2···(3)

[0078] 式中，Q是可以具有醚性氧原子且氟原子的一部分可以被氟原子以外的卤素原子替换的碳原子数为1～3的全氟亚烷基。作为该氟以外的卤素原子，可以举出氯原子、溴原子等。Q为具有醚性氧原子的全氟亚烷基时，该全氟亚烷基中的醚性氧原子既可以存在于该基的一个末端，也可以存在于该基的两个末端，还可以存在于该基的碳原子之间。从环化聚合性方面出发，优选存在于该基的一个末端。作为通过化合物(3)的环化聚合而形成的单元B，可以举出下述化10～化13所示的单元(3-1)～单元(3-4)的重复单元。

[0079] [化10]

[0080]

[0081] [化11]

[0082]

[0083] [化12]

[0084]

[0085] [化13]

[0086]

[0087] 另外，作为化合物(3)的具体例，可以举出下述化合物等。

[0088] CF2＝CFOCF2CF＝CF2、

[0089] CF2＝CFOCF(CF3)CF＝CF2、

[0090] CF2＝CFOCF2CF2CF＝CF2、

[0091] CF2＝CFOCF2CF(CF3)CF＝CF2、

[0092] CF2＝CFOCF(CF3)CF2CF＝CF2、

[0093] CF2＝CFOCFClCF2CF＝CF2、

[0094] CF2＝CFOCCl2CF2CF＝CF2、

[0095] CF2＝CFOCF2OCF＝CF2、

[0096] CF2＝CFOC(CF3)2OCF＝CF2、

[0097] CF2＝CFOCF2CF(OCF3)CF＝CF2、

[0098] CF2＝CFCF2CF＝CF2、

[0099] CF2＝CFCF2CF2CF＝CF2、

[0100] CF2＝CFCF2OCF2CF＝CF2。

[0101] 第一类型的非晶氟树脂既可以是仅由上述单元B构成的聚合物，也可以是具有上述单元B和此外的其它单体的共聚物。但是，该共聚物中，单元B的比例相对于构成该共聚物的全部重复单元的合计优选为50摩尔％以上、更优选为80摩尔％以上、最优选为100摩尔％。作为该其它单体，只要能与上述二烯系含氟单体共聚即可，没有特别限定。具体可以举出上述化合物(1)、化合物(2)等环状含氟单体；四氟乙烯、三氟氯乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)等。

[0102] 第一类型的非晶氟树脂的平均分子量优选为3000～1000000、更优选为10000～300000、进一步优选为100000～250000。需要说明的是，作为上述单体的环化聚合方法、均聚方法和共聚方法，可以应用例如日本特开平4-189880号公报等中公开的公知的方法。

[0103] 需要说明的是，聚合处理后的非晶氟树脂的末端官能团上有可能形成后述的反应性末端官能团、其它不稳定的官能团，因此通过使用例如日本特开平11-152310号公报等中公开的公知的方法，使氟气与该聚合处理后的非晶氟树脂接触，由此将这些反应性末端官能团和不稳定的末端官能团替换成作为非反应性末端官能团的CF3，从而可以得到在本发明装置中使用的第一类型的非晶氟树脂。

[0104] 作为第一类型的非晶氟树脂的市售品的一个示例，可以举出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14所示的上述单元B的聚合物。

[0105] [化14]

[0106]

[0107] 接着，参照图4简单说明本发明装置的制作方法的概要。首先，如图4的(A)所示，使用凸块材料5，通过众所周知的倒装芯片安装将切割后的紫外线发光元件2的裸片固定在副底座1的第1和第2金属电极布线11、12上(工序1)。具体来说，焊盘电极16与第1金属电极布线11之间经由凸块材料5进行物理连接且电连接，焊盘电极17与第2金属电极布线12之间经由凸块材料5进行物理连接且电连接。由此，分别地，紫外线发光元件2的p电极28与第1金属电极布线11电连接，紫外线发光元件2的n电极29与第2金属电极布线12电连接。

[0108] 接着，如图4的(B)所示，使用剥离性良好的特氟龙针头等，将在含氟溶剂、优选为非质子性含氟溶剂中溶解第一类型的非晶氟树脂后的涂布液6注入副底座1的侧壁部13所围成的空间内后，如图4的(C)所示，一边逐渐对涂布液6进行加热一边使溶剂挥发，分别在副底座1的侧壁部13的内壁面、第1和第2金属电极布线11、12的上表面、第1和第2金属电极布线11、12之间的基材10的暴露面、紫外线发光元件2的上表面和侧面、紫外线发光元件2的下表面侧与副底座1的上表面之间的间隙18内分别形成第一类型的非晶氟树脂的树脂膜3a(工序2)。需要说明的是，工序2中的溶剂的挥发时，为了使树脂膜3a内不残留气泡，重要的是从溶剂沸点以下的低温区域(例如室温附近)缓缓加热至溶剂沸点以上的高温区域(例如200℃附近)，使溶剂挥发。

[0109] 接着，如图4的(D)所示，在副底座1的侧壁部13所围成的空间内的由工序2形成的树脂膜3a的内侧和上方的空间内，加入固体状的第一类型的非晶氟树脂，在例如250℃～300℃的高温使之熔融，之后缓缓冷却而成形出树脂膜3b(工序3)。

[0110] 最后，将透镜4固定于侧壁部13的上表面(工序4)，制作图1所示的本发明装置。图4中例示的制作方法中，封装树脂3由树脂膜3a和树脂膜3b构成。例如如上述专利文献1所公开的那样，透镜4借助接合剂而固定于侧壁部13的上表面，或者借助设置于透镜4和侧壁部13上的嵌合结构而固定于侧壁部13的上表面。需要说明的是，透镜4的固定方法不限于上文所举例的方法。

[0111] 工序2中所使用的含氟溶剂的分子量过大时，不仅使涂布液6的粘度上升，而且第一类型的非晶氟树脂的溶解性也下降，因此优选为1000以下。另外，为了提高第一类型的非晶氟树脂的溶解性，溶剂的氟含量优选为60～80重量％。

[0112] 作为非质子性含氟溶剂，可以举出聚氟芳香族化合物、聚氟三烷基胺、聚氟链烷烃、聚氟环状醚、氢氟醚(HFE)等。这些非质子性含氟溶剂可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上。

[0113] 作为聚氟芳香族化合物，可以举出全氟苯、五氟苯、1,3-双(三氟甲基)苯、1,4-双(三氟甲基)苯等。作为聚氟三烷基胺，可以举出全氟三丁胺、全氟三丙胺等。作为聚氟环状醚，可以举出全氟(2-丁基四氢呋喃)。

[0114] 作为聚氟链烷烃，可以举出全氟己烷、全氟辛烷、全氟癸烷、全氟十二烷、全氟(2,7-二甲基辛烷)、1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、1,1,1-三氯-2,2,2-三氟乙烷、1,3-二氯-1,
1,2,2,3-五氟丙烷、1,1,1,3-四氯-2,2,3,3-四氟丙烷、1,1,3,4-四氯-1,2,2,3,4,4-六氟丁烷、全氟(1,2-二甲基己烷)、全氟(1,3-二甲基己烷)、全氟环己烷、全氟(1,3,5-三甲基环己烷)、2H,3H-全氟戊烷、1H-全氟己烷、1H-全氟辛烷、1H-全氟癸烷、1H,1H,1H,2H,2H-全氟己烷、1H,1H,1H,2H,2H-全氟辛烷、1H,1H,1H,2H,2H-全氟癸烷、3H,4H-全氟-2-甲基戊烷、
2H,3H-全氟-2-甲基戊烷、1H-1,1-二氯全氟丙烷、1H-1,3-二氯全氟丙烷等。

[0115] 作为氢氟醚(HFE)，优选为由通式R1-O-R2(R1是可以具有醚键的碳原子数为5～12的直链状或支链状的多氟代烷基，R2是碳原子数为1～5的直链状或支链状的烷基)表示的HFE。R1的碳原子数为4以下时，难以溶解含氟聚合物，R1的碳原子数为13以上时，难以在工业上获得，因此R1的碳原子数从5～12的范围中选定。R1的碳原子数优选为6～10、更优选为6～7和9～10。多氟代烷基是指烷基的氢原子的2个以上被替换成氟原子的基团，包括烷基的所有氢原子被替换成氟原子的全氟烷基、和烷基的氢原子的2个以上被替换成氟原子且烷基的氢原子的1个以上被替换成氟原子以外的卤素原子的基团。作为氟原子以外的卤素原子，优选为氯原子。

[0116] 作为多氟代烷基，优选为对应的烷基的氢原子的数量中60％以上被替换成氟原子的基团，更优选为80％以上。多氟代烷基进一步优选为全氟烷基。R1具有醚键的情况下，醚键的数量过多时损害溶解性，因此R1中的醚键优选为1～3个、更优选为1～2个。R2的碳原子数为6以上时显著损害含有含氟环结构的聚合物的溶解性。R2的优选例为甲基或乙基。

[0117] 作为HFE，可以举出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。作为HFE，特别优选(CF3)2CF(OCH3)CFCF2CF3。另外，作为上述以外的含氟溶剂，可以举出含氟低分子量聚醚等。

[0118] 需要说明的是，上述说明中，举例表示了工序2中的涂布液6的注入和溶剂的挥发各为1次的情况，但也可以设成多次反复进行涂布液6的注入和溶剂的挥发，以形成树脂膜3a。

[0119] 图4所例示的制作方法中，通过工序3的熔融成形形成了树脂膜3b，但也可以使用与工序2同样的涂布液6，反复进行使溶剂挥发的方法，以形成树脂膜3b。

[0120] 另外，用于树脂膜3b的非晶氟树脂既可以是用于树脂膜3a的第一类型的非晶氟树脂，抑或可以是由具有对构成第1和第2金属电极布线11、12、焊盘电极16、17和凸块材料5的金属呈结合性的反应性末端官能团的聚合物或共聚物构成的第二类型的非晶氟树脂。需要说明的是，作为构成第二类型的非晶氟树脂中的聚合物或共聚物的结构单元，可以使用与第一类型的非晶氟树脂的结构单元相同的结构单元。另外，作为第二类型的非晶氟树脂的反应性末端官能团，可以举出COOH基、NH2基、COOR基、Si(OR)n基、COF基、SiCl3基、N＝C＝O基、OH基、CF＝CF2基、OR基、CF2H基等。需要说明的是，R表示烷基。

[0121] 本发明装置的特征在于如下方面：使用由具有不对该金属呈结合性的非反应性末端官能团的聚合物或共聚物构成的第一类型的非晶氟树脂作为被覆上述金属暴露部位的一部分的封装树脂3(图4所示的例子中为树脂膜3a)。

[0122] 接着，对于对被覆上述金属暴露部位的树脂膜3a使用第一类型的非晶氟树脂的效果进行验证的实验结果进行说明。

[0123] 作为实验样品，准备以下8种样品#1～#8。各样品#1～#8中使用的副底座1使用图2所示的副底座，其中，侧壁部13的外形尺寸L(包括四个角的切口部)为5mm见方，侧壁部13的内侧的圆形空间的直径φ为4mm，侧壁部13的厚度D1为1mm且中央部分的基材的厚度D2为0.2mm。另外，紫外线发光元件2的管芯尺寸为0.8mm见方。另外，各样品#1～#9分别焊接在
15mm见方的印刷基板上，由印刷基板上的电极端子在安置于副底座1的紫外线发光元件2的p电极和n电极之间施加发光动作所需的正向电压。需要说明的是，对于凸块而言，分别地，在p电极28侧的焊盘电极16处形成9个凸块，在n电极29侧的焊盘电极17处形成4个凸块。

[0124] 样品#1是树脂封装前的发光中心波长为260nm的样品，样品#2为使用第一类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为260nm的样品，样品#3和#4是使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为260nm的样品，样品#5是使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为270nm的样品，样品#6是使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为290nm的样品，样品#7是使用第一类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为269nm的样品，样品#8是使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的发光中心波长为268nm的样品。需要说明的是，各样品的发光波长分布的半峰宽约为12nm。样品#2～#8中仅形成树脂膜3a，未形成树脂膜3b。另外，样品#1～#8上也未安装透镜4。

[0125] 各实验样品中使用的第一和第二类型的非晶氟树脂均为旭硝子公司制的CYTOP，第一类型的非晶氟树脂的非反应性末端官能团为CF3，第二类型的非晶氟树脂的反应性末端官能团为COOH。对于样品#3和样品#4而言，在上述图4的制作方法的工序2中使用的溶剂的沸点不同，样品#3中使用的溶剂的沸点约为100℃，而样品#4中使用的溶剂的沸点约为180℃，样品#3、#4之间，工序2的用于使溶剂挥发的加热温度和加热时间不同。需要说明的是，样品#2和#7的制作中使用的溶剂的沸点约为180℃，样品#5、#6和#8的制作中使用的溶剂的沸点约为100℃。图5中示出将各实验样品的内容汇总后的一览表。样品#2和#7是本发明装置的样品，此外的样品#1、#3～#6和#8是比较用的样品。另外，样品#2～#8的被覆金属暴露部位的树脂膜3a的膜厚在较薄的部位约为30μm。需要说明的是，夹在副底座1和紫外线发光元件2之间的间隙18的高度比该膜厚更薄，间隙18内填充有对应于各样品#2～#8的第一类型或第二类型的非晶氟树脂。

[0126] 作为第1验证实验，进行：发光输出测定，对于实验样品#1～#6，边维持发光动作状态，边利用与紫外线发光元件2对置配置的光电二极管连续地测定其发光输出，对发光输出随时间的变化进行检测；IV特性测定，对树脂封装前、树脂封装后且发光开始前以及发光开始起经过与样品对应的时间后的三个时刻的IV特性进行测定。

[0127] 图6中示出样品#1～#6的各发光输出随时间的变化。分别地，图6的纵轴表示光电二极管的检测电压、横轴表示经过时间。需要说明的是，施加于各样品的正向电流设为20mA。由图6所示的测定结果可知，使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的样品#3～#5在发光开始后10小时以内产生发光输出急剧下降的不良情况。与此相对，对于未进行树脂封装的样品#1、使用第一类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的样品#2以及使用第二类型的非晶氟树脂进行了树脂封装但发光中心波长是比其它样品更长的波长的样品#6而言，即使发光开始后经过300小时以上，也没有观测到发光输出的急剧降低。

[0128] 由图6所示的测定结果可知，对于使用第二类型的非晶氟树脂进行树脂封装后的样品而言，发光中心波长为270nm以下时，与溶剂的沸点温度无关，因为某些原因而产生发光输出不良。

[0129] 接着，图7～图11中示出样品#2～#6的在上述三个时刻的各IV特性。需要说明的是，对于IV特性的电压而言，正极性表示正向偏压，负极性表示反向偏压，电流表示各偏压时的电流值的绝对值。

[0130] 图7是样品#2在树脂封装前、树脂封装后且发光开始前、以及发光开始后经过660小时时的各IV特性。图8的(A)是样品#3在树脂封装前、树脂封装后且发光开始前、以及发光开始后经过105小时时的各IV特性，图8的(B)是将施加电压0V附近放大的、样品#3在发光开始后经过105小时时的IV特性。图9的(A)是样品#4在树脂封装前、树脂封装后且发光开始前、以及发光开始后经过32小时时的各IV特性，图9的(B)是将施加电压0V附近放大的、样品#4在发光开始后经过32小时时的IV特性。图10的(A)是样品#5在树脂封装前、树脂封装后且发光开始前、以及发光开始后经过306小时时的各IV特性，图10的(B)是将施加电压0V附近放大的、样品#5在发光开始后经过306小时时的IV特性。图11是样品#6在树脂封装前、树脂封装后且发光开始前、以及发光开始后经过306小时时的各IV特性。需要说明的是，图7～图11中，树脂封装前的各IV曲线标注为“Mold前0h”，树脂封装后且发光开始前的各IV曲线标注为“Mold后0h”，树脂封装后且发光开始后不同样品经过各异的导电时间时的各IV曲线标注为“Mold后MMh”(MM是不同样品的各导电时间)。

[0131] 对于图6所示的产生发光输出不良的样品#3～#5而言，如图8～图10所示，持续进行发光动作用的导电后IV特性产生大幅变化，可知阳极阴极间(p电极与n电极间)发生了短路。若综合考虑如下方面：如图8的(B)～图10的(B)各自共通的那样，短路后的IV特性线性极高；发光输出不良、该短路仅在使用具有与金属的结合性高的反应性末端官能团的第二类型的非晶氟树脂的样品中产生，在使用具有不呈与金属的结合性的非反应性末端官能团的第一类型的非晶氟树脂的样品中不产生；等等，则可知，该发光输出不良是由于阳极阴极间(p电极和n电极间)的短路而产生的，另外，该短路的产生是起因于第二类型的非晶氟树脂的反应性末端官能团。

[0132] 另外，使用第二类型的非晶氟树脂的发光中心波长为290nm的样品#6中，经过时间300小时左右时未产生与样品#3～#5同样的发光输出不良，考虑该方面，可认为，在比样品#
3～#5更长波长的紫外线照射下，光化学反应的程度弱，反应性末端官能团与金属原子之间难以产生配位键合。

[0133] 接着，作为第2验证实验，对于样品#7和#8，与样品#1～#6同样地进行发光动作，进行与第1验证实验同样的发光输出测定和IV特性测定，此外，目视观测样品#7和#8的p电极28和n电极29之间有无异常。

[0134] 与样品#2同样，使用第一类型的非晶氟树脂的样品#7在持续发光动作283小时后也不产生发光输出不良，IV特性也正常。使用第二类型的非晶氟树脂制作的样品#8与其它比较用样品#3～#6同样地发生发光输出不良，从发光动作开始经过24小时后起，IV特性产生变化，经过92小时后确认阳极阴极间的短路症状。

[0135] 此外，目视观测中，如图12的光学显微镜照片所示，发生发光输出不良的样品#8中，看到被认为是p电极28的周边部发生金属迁移的痕迹(箭头A)，也确认到被认为是短路部位的迹象(箭头B)。与此相对，未产生发光输出不良的样品#7中，未发现在p电极28的周边部发生金属迁移的痕跡。

[0136] 图12所示的观测结果与图6所示的发光输出测定结果和图7～图11所示的IV特性测定结果相符，可知，由于第二类型的非晶氟树脂的反应性末端官能团，p电极28和n电极29之间发生短路，不仅不能在p电极28和n电极29之间施加发光动作所需的正向电压，而且发生了发光输出不良。

[0137] 被认为，p电极28和n电极29之间(焊盘电极16、17间)由于间隔小于第1和第2金属电极布线11、12间的间隔距离，因此电场大于第1和第2金属电极布线11、12间的电场，容易发生该短路。然而，被认为，若第1和第2金属电极布线11、12间的间隔距离与紫外线发光元件2的焊盘电极16、17间相同程度地短，则可发生同样的短路现象。因此，与第1和第2金属电极布线11、12接触的部位也优选使用具有不呈与金属的结合性的非反应性末端官能团的第一类型的非晶氟树脂进行被覆。作为结论，优选的是，焊盘电极16、17(包括凸块材料5)间、以及第1和第2金属电极布线11、12间之内，至少间隔距离短的一方必须包括在上述金属暴露部位中，使用第一类型的非晶氟树脂进行被覆。

[0138] 由此，通过上述各验证实验确认到，本发明装置中，由于至少被覆上述金属暴露部位的封装树脂3的一部分(树脂膜3a)是具有非反应性末端官能团的第一类型的非晶氟树脂，因而起因于上述反应性末端官能团的发光输出不良的发生得到有效的抑制。

[0139] 另外还确认到，使用第一类型的非晶氟树脂带来的对上述发光输出不良的抑制效果在紫外线发光元件2的发光中心波长为比290nm更短波长的情况下显著。然而，可认为，即便紫外线发光元件2的发光中心波长为290nm以上，在发光波长的波长范围广的情况等下，与发光中心波长为比290nm更短波长的情况同样地发挥对上述发光输出不良的抑制效果。

[0140] [其它实施方式]

[0141] 上述实施方式中，对本发明装置的优选实施方式的一个示例进行了详细说明。本发明装置的构成不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。以下，对本发明装置的其它方案进行说明。

[0142] [1]上述实施方式中，作为紫外线发光元件2，设想了如图3所例示的结构的紫外线发光二极管，但紫外线发光元件2只要是氮化物半导体发光元件，就不限于图3所示的结构，在发光二极管以外，也包括半导体激光。

[0143] [2]上述实施方式中，例示出在如图1所例示的形状的副底座1上安装一个紫外线发光元件2的裸片以构成本发明装置的情况。然而，使用副底座1的情况下，其形状、结构和材料不限于在上述实施方式中例示的情况。例如，可以使副底座1的侧壁部13的内壁为倾斜面、设置反射紫外线的金属面。此外，也可以设成并不逐个在一个副底座1上安置一个紫外线发光元件2，而将多个紫外线发光元件2的裸片直接安置于其它基板，利用封装树脂3单独地封装各紫外线发光元件2。

[0144] 此外，上述实施方式中，例示出紫外线发光元件2的焊盘电极16、17分别与在副底座1的表面形成的第1和第2金属电极布线11、12连接的情况，但也可以是如下结构：与焊盘电极16、17连接的第1和第2金属电极布线11、12并不是与形成在副底座1或印刷基板上的薄膜状金属布线，而是像引线框那样的与焊盘电极16、17接触的金属部件，该金属部件不与副底座1、印刷基板等绝缘部件接触，与紫外线发光元件2一起被封装树脂所封装。

[0145] 另外，上述实施方式中，例示出将紫外线发光元件2所谓地倒装芯片安装在副底座1上的情况，但在从芯片上表面提取紫外线发光元件2的发光的情况等下，也可以将紫外线发光元件2的裸片的背面安置于副底座1、印刷基板或引线框上，通过引线键合进行焊盘电极16、17与第1和第2金属电极布线11、12等之间的连接。

[0146] [3]上述实施方式中，示例出被覆金属暴露部位的树脂膜3a的100％由第一类型的非晶氟树脂构成的情况，但即使含有微量的具有反应性末端官能团的第二类型的非晶氟树脂，在该微量的第二类型的非晶氟树脂被覆距间隔距离短的焊盘电极16、17以及第1和第2金属电极布线11、12间的对置距离短的部位较远的部分的情况下、或者被覆等电势的金属暴露部位的情况下，即便反应性末端官能团从该微量的第二类型的非晶氟树脂离解，在与金属原子之间产生配位键合，由于在附近没有强电场，因此有充分的可能不会有助于焊盘电极16、17间或者第1和第2金属电极布线11、12间的短路。因此，以不有助于该短路的程度的量和位置含有第二类型的非晶氟树脂的情况被容许作为本发明的其它实施方式。

[0147] [4]上述实施方式中，被覆金属暴露部位的树脂膜3a使用具有对金属不呈结合性的非反应性末端官能团的第一类型的非晶氟树脂，因此树脂膜3a与第1和第2金属电极布线11、12之间的密合性小于使用第二类型的非晶氟树脂的情况。但是，在图1所示的倒装芯片安装的情况下，在凸块材料5周围的夹在副底座1与紫外线发光元件2之间的间隙18中也填充有第一类型的非晶氟树脂，因此填充在该间隙18中的第一类型的非晶氟树脂成为固定件，树脂膜3a整体成为难以从副底座1的表面剥离的状态，从而优选。

[0148] 然而，并非倒装芯片安装的情况下、或者即便是倒装芯片安装的情况下，相对于填充在间隙18中的第一类型的非晶氟树脂的量，树脂膜3a整体与副底座1的接触面积较大时，填充在间隙18中的树脂也有可能不能作为固定件发挥足够功能，因此优选另行设置作为其它固定件的结构、即将第一类型的非晶氟树脂固定于副底座1等基座的结构。

[0149] 例如，图1所示的副底座1的例子中，在侧壁部13的内壁的下端部附近朝侧壁部13的外侧(横向)设置凹部，通过在该凹部内也填充第一类型的非晶氟树脂，由此形成作为上述其它固定件的结构。需要说明的是，对于作为其它固定件的结构而言，也可以在副底座1的其它部位设置同样的固定件或由在中间具有狭窄部的凹部构成的固定件，可以考虑各种各样的结构。

[0150] 产业上的可利用性

[0151] 本发明涉及的紫外线发光装置能够用于使用非晶氟树脂作为将紫外线发光元件封装的封装树脂的紫外线发光装置。

[0152] 符号说明

[0153] 1：副底座(基座)

[0154] 2：紫外线发光元件

[0155] 3：封装树脂

[0156] 3a,3b：树脂膜

[0157] 4：聚光透镜

[0158] 5：凸块材料

[0159] 6：涂布液

[0160] 10：基材

[0161] 11：第1金属电极布线

[0162] 12：第2金属电极布线

[0163] 12a：第2金属电极布线的凸部

[0164] 13：侧壁部

[0165] 14、15：引线端子

[0166] 16、17：焊盘电极

[0167] 18：间隙

[0168] 20：蓝宝石基板

[0169] 21：AlN层

[0170] 22：AlGaN层

[0171] 23：n型覆盖层(n型AlGaN)

[0172] 24：活性层

[0173] 25：电子阻挡层(p型AlGaN)

[0174] 26：p型覆盖层(p型AlGaN)

[0175] 27：p接触层(p型GaN)

[0176] 28：p电极

[0177] 29：n电极

[0178] 30：保护绝缘膜

[0179] A1：第1区域

[0180] A2：第2区域