(57)【要約】【課題】本発明は、量産性に優れ、反射率が高く、且つ、封止樹脂との密着性も同時に向上させることが可能な光半導体装置用リードフレームを、安価に供給することを可能とする。さらに、当該リードフレームを用いることにより、発光効率が高く、且つ、高い信頼性を有する光半導体装置を供給することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ素子を搭載する光半導体装置用リードフレームにおいて、前記ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部、前記本体部の載置面側に銀又は銀合金を含み反射層として設けられた銀反射層の粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下であることを特徴とする光半導体装置用リードフレームを用いることにより解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を搭載する光半導体装置用リードフレームにおいて、前記ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、前記本体部の載置面側に銀又は銀合金を含み反射層として設けられた銀反射層を備え、前記銀反射層の粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、前記銀反射層の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下であることを特徴とする反射板としての機能を兼ね備える光半導体装置用リードフレーム。
【請求項２】
前記銀反射層の表面の４５０ｎｍにおける反射率が、９１．０以上１００．０未満であり、且つ、５５５ｎｍにおける反射率が、９７．４以上１００．０未満であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置用リードフレーム。
【請求項３】
前記銀反射層上に銀よりも標準酸化還元電位が低い金属よりなる保護用金属を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の光半導体装置用リードフレーム。
【請求項４】
前記保護用金属がインジウム、ビスマス、錫のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の光半導体装置用リードフレーム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、該リードフレームの載置面側に載置されたＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を封止し、前記ＬＥＤ素子が発する光を透過する封止樹脂部と、を備えたことを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を載置する光半導体装置用リードフレーム、及びこのような光半導体装置用リードフレームを用いた光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ＬＥＤ素子を基板又はリードフレームに実装した光半導体装置が、表示装置のバックライト、各種電気機器や電子機器の表示灯、車載照明、一般照明等に用いられている。このような光半導体装置は、一般に、銅基材等の放熱性リードフレーム上にＬＥＤ素子を実装してボンディングした後、透光性樹脂で当該ＬＥＤ素子を埋設するようにして封止した構造を有する。
【０００３】
このような構造を有する光半導体装置として、特許文献１には例えば、銅配線層が形成された銅基材に銅配線層側からプレス加工を施すことで所定の凹部（リフレクタ部）を形成し、当該凹部内（素子載置部）にＬＥＤ素子を実装した後にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性樹脂で封止してなるものが知られている。かかる光半導体装置は、ＬＥＤ素子から発せられた光を効率的に取り出すために、銅配線層上に設けられた、反射層としての役割を果たす銀めっき層を備えている。
【０００４】
特許文献１の発明には、セラミック基板を用いた場合と比べて熱膨張率の差が小さくでき、封止樹脂との剥離が生じにくく、信頼性の向上が図れると記載がなされている。しかし、銅基材と封止に用いる透光性である樹脂エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等との熱膨張の差は、相変わらず大きなものであり、また、銀めっき層と封止に用いる透光性樹脂との密着性は、優れていると言い難い。従って、長期間の点灯、高出力での点灯や、点滅の繰り返しに耐えるだけの十分な密着性が得られず、銀反射層と封止樹脂の剥離による断線などのため信頼性が得られていない。
【０００５】
また、このような構造の光半導体装置において銀は反射率に優れ反射層としての役割を担うとともに、電極を形成する材料としてもすぐれた導電性を有する。一方、銀は、イオンマイグレーションしやすい金属であり、特に直流の駆動であるＬＥＤ素子を発光素子として載置する光半導体装置においては、電極の近接部で絶縁性が劣化するという問題点がある。イオンマイグレーションは、高温下で進行が促進され、また、水分子の存在で進行が促進されることが知られている。
【０００６】
すなわち、封止樹脂と銀反射層の剥離は、剥離に伴うLED素子とリードフレームの断線を誘発するとともに、剥離に伴い、大気や、水分の侵入を招く。
水分の侵入は、ＬＥＤ素子の発光時の温度上昇も相まって、経時的に銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の劣化が進行する。
【０００７】
さらに、大気の侵入は、経時的には反射層としての銀めっき層にまで空気中の硫化水素等の腐食性ガスが浸透するおそれがある。このような腐食性ガスが銀めっき層に接触すると、銀めっき層の変色が生じ、反射率が著しく低下してしまうという問題がある。
【０００８】
特許文献２に開示された光半導体装置においては、基体上の最表面に銀又は銀合金からなる反射層がめっき法で形成された光半導体装置用リードフレームにおいて、反射層としてめっき層形成後に圧延加工などの機械的加工を施すことによって、めっき組織を潰して機械的に変形された金属組織とする発明が記載されている。ミクロ的な表面粗さとマクロ的な表面粗さを制御することで樹脂密着性と反射率を向上させている。
【０００９】
しかしながら、反射層の表面粗さは、接触針式表面粗さ計による測定での表面粗さＲａが０．０１０μｍ以上であり、かつ原子間力顕微鏡による測定での表面粗さＳａが５０ｎｍ以下と極めて高い平滑性を要求される。また、工程管理に原子間力顕微鏡でのチェックが必要となり量産性、歩留まりの点で問題があり、コストの点で割高になることが避けられない。また、銀反射層の表面粗さを小さくすることによって、反射率を向上するアプローチは、従来と大きく変わるものではない。
【００１０】
基本的に、銀反射層は、平滑性を向上するほど（表面粗さが小さいほど）可視光の反射率は向上する一方で、封止樹脂との密着性は低下し、これに、伴って、前述したように信頼性の低下を招く。また、密着性を向上するためには、表面粗さを大きく（平滑性を低下）させる必要があり、一般的に可視光の反射率は低下する。このように、銀又は銀の合金からなる反射層を有する光半導体装置用リードフレームは、相反する要求が同時に求められるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２４５０３２号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／１５８８１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような現状に鑑みて、本発明は、量産性に優れ、反射率が高く、且つ、封止樹脂との密着性も同時に向上させることが可能なLED素子を搭載する光半導体装置用リードフレーム（以下、LED用リードフレームとも言う）を、安価に供給することを可能とする。さらに、当該リードフレームを用いることにより、発光効率が高く、且つ、高い信頼性を有する光半導体装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本願発明の請求項１は、ＬＥＤ素子を搭載する光半導体装置用リードフレームにおいて、前記ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、前記本体部の載置面側に銀又は銀合金を含み反射層として設けられた銀反射層を備え、前記銀反射層の粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、前記銀反射層の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下であることを特徴とする反射板としての機能を兼ね備える光半導体装置用リードフレームの構成である。
【００１４】
本発明において銀反射層の粗さ曲線の最大断面高さＲｔ、及び、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：’０１に準拠したものであり、菱化システム社製  非接触表面・層断面形状計測装置（ｖｅｒｔｓｃａｎ２．０）にて測定した値である。
【００１５】
加えて、本願発明の請求項２の光半導体装置用リードフレームは、前記銀反射層の表面の４５０ｎｍにおける反射率が、９１．０以上１００．０未満であり、且つ、５５５ｎｍにおける反射率が、９７．４以上１００．０未満であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置用リードフレームの構成である。
【００１６】
また、反射率は、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準拠した反射率であり、反射率測定機（大塚電子社製分光光度計  ＭＣＰＤ−９８００）で測定したものである。
【００１７】
加えて、本願発明の請求項３の光半導体装置用リードフレームは、前記銀反射層上に銀よりも標準酸化還元電位が低い金属よりなる保護用金属を備えることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置用リードフレームの構成である。
【００１８】
加えて、本願発明の請求項４の光半導体装置用リードフレームは、前記保護用金属が、インジウム、ビスマス、錫のいずれかであることを特徴とする構成である。
【００１９】
加えて、本願発明の請求項５は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、該リードフレームの載置面側に載置されたＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を封止し、前記ＬＥＤ素子が発する光を透過する封止樹脂部とを備えたことを特徴とする光半導体装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い可視光反射率と封止樹脂との密着強度を向上するという一見相反する効果を同時に向上することができる。
【００２１】
さらに、請求項２の要件を備えることにより銀反射層１３の表面はきわめて高い反射率を実現し、可視光領域において極端に反射率が低い波長が存在しないため、光半導体装置とした際に、波長の分布に偏りのない明るい光半導体装置とすることができる。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の構成要件を備えることにより、保護用金属１４が前記銀反射層に強固に密着するとともに、保護用金属１４の表面に酸化物が形成される。保護用金属１４の表面に酸化物は、封止樹脂との密着性が高いことから、封止樹脂とＬＥＤ用リードフレームとの密着強度をさらに向上させることができる。
【００２３】
さらに、請求項４に記載の構成要件を備えることにより、めっき法にて前記銀反射層の反射率を大幅に低下させることのない保護用金属１４をめっき法にて簡単に形成することができる。
【００２４】
さらに、請求項５に記載したように、上記ＬＥＤ用リードフレームと、当該リードフレームの載置面側に載置されたＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を封止し、前記ＬＥＤ素子が発する光を透過する封止樹脂部と、を備えた光半導体装置とすることで、発光効率が高く、且つ、信頼性も高い光半導体装置とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームを示す図３のＣ−Ｃ断面の部分断面図である。本図面において保護用金属は、形成されていない実施形態を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームを示す図３のＣ−Ｃ断面の部分断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームの表面（ＬＥＤ素子載置面）側を示す部分平面図である。
【図４】本発明における保護用金属で部分的に覆った後の銀反射層の部分拡大図であり、図４（Ａ）は当該銀反射層の表面（ＬＥＤ素子載置面）側を示す部分平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の銀反射層Ｅ−Ｅ断面を示す部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームの製造工程を示す図２のC‐C断面に相当する断面から見た工程図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【図６】本発明の一実施形態(その１)における光半導体装置を示す断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【図７】本発明の他の実施形態（その２）における光半導体装置を示す断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【図８】本発明の他の実施形態（その３）における光半導体装置を示す断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【図９】本発明の他の実施形態（その４）における光半導体装置を示す断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されているに過ぎない。
【図１０】本発明の他の実施形態（その５）における光半導体装置を示す断面図である。本図面において保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面等を用いて以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２７】
［ＬＥＤ用リードフレーム］
まず、本発明のＬＥＤ用リードフレーム１０について説明する。
まず、図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０を示す図３のＣ−Ｃ断面の部分断面図であり、図３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０の表面（ＬＥＤ素子載置面１０ａ）側を示す部分平面図である。なお図１においては、ＬＥＤ用リードフレーム１０の層構成を説明するため、便宜上、ＬＥＤ用リードフレーム１０の断面を矩形形状として表示している。
【００２８】
図１及び図３に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０は、ＬＥＤ素子１１（後述）を載置するための載置領域ＭＡ（図３点線にて囲まれる各領域）を有する平板状の基材１２と、基材１２の少なくとも載置領域ＭＡ上に設けられてなる銀反射層１３からなる。
【００２９】
また、図２のように銀反射層１３上に銀よりも標準酸化還元電位が低い金属よりなる保護用金属１４を設けることもできる。この際に保護用金属１４は、図面上、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層１３を覆う層とはなっておらず、銀反射層１３上に、銀反射層１３を一部露出しつつ、部分的に形成されていてもよい。
【００３０】
［基材］
基材１２としては、従来公知のリードフレーム用基材を用いることができ、例えば、銅、銅合金、４２合金（ニッケル４１％の鉄合金）等の金属基材（導電性基材）、もしくは、セラミックス、ガラス等の電気絶縁性基材表面に導電性材料層を設けてなる複合基材等を用いることができる。これらのうち、基材１２の放熱性の観点から、金属基材（導電性基材）を用いるのが好ましい。
【００３１】
図７、図８、図９に例示したように、基材１２上には、各載置領域ＭＡを囲むようにしてリフレクタ形成領域ＲＡが設けられており、当該リフレクタ形成領域ＲＡには、一の載置領域ＭＡの外側を囲む、所定の深さを有する溝部２０が形成されていてもよい。基材１２のリフレクタ形成領域ＲＡに溝部２０が形成されていることで、例えば基材１２が金属基材であって、その金属基材のリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製のリフレクタ１６を形成したときに、金属基材と樹脂製のリフレクタ１６との密着性を向上させることができる。なお、溝部２０の深さ、形状等は、樹脂製のリフレクタ１６との密着性等を考慮して、適宜設定され得る。
【００３２】
基材１２には、縦方向（又は横方向）に並列する複数の載置領域ＭＡを縦断（又は横断）するようにして絶縁スリット１９が形成されている。載置領域ＭＡを縦断（又は横断）する絶縁スリット１９が形成されていることで、ＬＥＤ用リードフレーム１０がダイシングされて個片化されて得られる光半導体装置３０において、載置領域ＭＡが大面積の第１リード部２１及び小面積の第２リード部２２に分割され、第１リード部２１及び第２リード部２２を電気的に独立したものとすることができる。なお、絶縁スリット１９の短手方向の幅は、特に限定されるものではないが、例えば、２００〜６００μｍの範囲で適宜設定することができる。
【００３３】
［銀反射層］
銀反射層１３は、基材１２の載置領域ＭＡに実装されたＬＥＤ素子１１からの発光を反射する役割を果たす層であり、銀、又は銀合金（銀と、スズ、パラジウム、銅、金、インジウム、ロジウム、亜鉛等の他の金属とを含有する合金）が基材１２の少なくとも載置領域ＭＡ上に電気めっき等によりめっきされた後、所定の温度で所定の時間加熱されてなるものである。なお、銀合金中の他の金属の含有量は、銀合金の溶融温度、反射率等を考慮して設定することができ、例えば、５０質量％以下に設定することができる。高い反射率、高い導電性を実現できる観点からは、銀の純度が高い方が望ましい。
【００３４】
本発明において、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔ、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑ、４５０ｎｍにおける反射率、及び、５５５ｎｍにおける反射率は、めっきされた後になされる所定の温度で所定の時間行われる加熱によってコントロールした。
【００３５】
リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いた加熱において、２５０℃以上４５０℃以下の範囲で加熱を行った。この温度範囲においては、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値、及び、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑの値は、加熱する際の温度が高いほど、また、時間が長いほど大きくなる傾向を示した。これに伴い、封止樹脂１７との密着強度は、加熱する際の温度が高いほど、また、加熱する時間が長いほど向上する傾向が出た。
【００３６】
一方、４５０ｎｍにおける反射率、及び、５５５ｎｍにおける反射率は、めっき法により銀反射層１３を形成し加熱する前と比較して、加熱時間の経過に従って、次第に反射率の向上がみられるが、やがて、反射率は低下する。加熱温度により、反射率が向上する時間、及び、反射率が低下し始める時間は、異なるが、いずれも加熱温度が高いほど早い。このように表面粗さは粗くなるが反射率は向上するという挙動は、従来の、表面粗さが大きくなるほど反射率が低下すると思われていた考えとは異なる結果である。
【００３７】
本現象から、銀反射層１３の反射率を向上させるとともに、銀反射層１３と封止樹脂１７の密着強度をともに向上したＬＥＤ用リードフレーム１０の作製が可能であることを見出した。また、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値、及び、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑの値を特定の範囲とすることで銀反射層１３の反射率が向上し、且つ、銀反射層１３と封止樹脂１７との密着性がともに向上させることができる条件を特定できることを見出した。この結果、従来のＬＥＤ用リードフレーム１０より銀反射層１３と封止樹脂１７の密着強度に優れる上、可視光の反射率に優れ、４５０ｎｍにおける反射率が９１．０％以上であり、且つ、５５５ｎｍにおける反射率が９７．４％以上であるという極めて優れた反射率を実現したＬＥＤ用リードフレーム１０を完成した。
【００３８】
本現象は、同一の製法、構成のサンプルに対して、同一の加熱方法、加熱温度、加熱時間に対して、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔ、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑ、４５０ｎｍにおける反射率、及び、５５５ｎｍにおける反射率は、優れた再現性がある。また、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値、及び、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑの値を特定することにより、加熱処理により加熱処理前と比較して、銀反射層１３と封止樹脂１７の密着性が向上し、且つ、４５０ｎｍにおける反射率、及び、５５５ｎｍにおける反射率が向上する範囲を温度と加熱時間に代わって特定できるものである。
【００３９】
従って、めっき法で銀反射層１３を形成したＬＥＤ用リードフレーム１０を、銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値、及び、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑの値をもとに条件出しした、加熱温度と加熱時間で加熱処理することにより容易に生産できるものである。
【００４０】
さらに、本条件による加熱処理により、銀反射層１３の反射率の向上、銀反射層１３と封止樹脂１７の密着強度の向上のほかにも、光半導体装置３０と使用した際に銀反射層１３の経時的な変色についても効果が認められることがわかっている。
【００４１】
本発明においては、ＬＥＤ用リードフレーム１０の状態において、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：’０１に準拠して、菱化システム社製  非接触表面・層断面形状計測装置（ｖｅｒｔｓｃａｎ２．０）にて、測定した銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下であることを要件の一つとしている。
【００４２】
この両方の範囲を同時に満たすことで、銀反射層１３に対する封止樹脂１７の密着力も向上し、且つ、銀反射層１３の反射率を向上または維持することが可能となり、従来、両立が困難であった、密着力と反射率の両立が実現できる。
【００４３】
さらに、本発明においては、ＬＥＤ用リードフレーム１０の状態において、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準拠して、反射率測定機（大塚電子社製分光光度計  ＭＣＰＤ−９８００）にて測定した、４５０ｎｍにおける反射率が、９１．０以上１００．０未満であり、且つ、５５５ｎｍにおける反射率が、９７．４以上１００．０未満とすることができる。
【００４４】
４５０ｎｍにおける反射率が、９１．０以上であることにより、銀反射層１３の反射率の向上がみられ、さらに青い光の反射率が向上するため、光半導体装置３０として発光させた際に発光色が赤っぽく見えることが回避できる点で好ましい。また、５５５ｎｍにおける反射率が、９７．４以上であることで、銀反射層１３の反射率の向上がみられ、特に、視覚感度が高い緑色の光の反射率が向上するため、光半導体装置３０として発光させた際に見た目の輝度が明るく見える点で好ましい。
【００４５】
本発明における原理の詳細は不明であるが、加熱による銀金属結晶の再析出とそれに伴う粒界の変化が関連しているものと思われる。
【００４６】
このような構成を有する銀反射層１３の厚さは、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは１〜５μｍ、特に好ましくは２〜４μｍに設定され得る。
【００４７】
［保護用金属］
本発明においては、銀反射層１３上に銀よりも標準酸化還元電位が低い金属よりなる保護用金属１４を形成することにより、銀反射層１３と封止樹脂１７との密着強度を向上することができる。
【００４８】
これは、封止樹脂１７に使用される樹脂材料は、いずれも金属表面に対する接着強度より金属酸化物に対する接着強度の方が大きい。銀は空気中で酸化しないのに対して、銀より標準酸化還元電位が低い金属により保護用金属１４が形成され、保護用金属１４の表面に酸化被膜が形成されることにより、保護用金属１４の酸化被膜と封止樹脂１７との間で強い密着強度での接着が行われるためと思われる。
【００４９】
保護用金属１４は、銀より標準酸化還元電極電位が低い金属、例えば、錫、鉛、インジウム、ビスマス、カドミウム、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが多くの金属を用いることができる。さらに、めっき法により、後述するような、反射率の低下を最小限に抑える形状で形成することが容易な金属として錫、インジウム、ビスマスが好適である。これらの金属は、めっき法にて容易に銀反射層１３上に形成が可能であり、後述するめっき法のメリットも享受できるものである。
【００５０】
銀は金属の中でも最も反射率が高いことから、保護用金属１４は、銀の反射率の高さを阻害しない範囲で設けることが重要である。実際に銀反射面にメッキ法で保護用金属１４を形成した際には、１０ｎｍ程度の形成条件とすることにより銀反射層１３の反射率を低下させることなく保護用金属１４を形成でき、また、封止樹脂１７との密着強度を向上することもできた。
【００５１】
保護用金属１４としてインジウムをめっき法にて１０ｎｍ形成する条件で銀反射層１３に形成したサンプルを形成し、電子顕微鏡で観測すると図４に示したような概略形状が観測された。すなわち、銀反射層１３の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２を覆うように保護用金属１４であるインジウムが析出しており、それ以外の部位では銀の結晶粒子５１は覆われていない。高い反射率に寄与しない銀反射層１３の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２にインジウムが析出しているため銀反射層１３の反射率が大きく低下しないものと考えられる。
【００５２】
保護用金属１４としてインジウムをめっき法にて５０ｎｍ形成する条件で銀反射層１３に形成したサンプルにおいては、銀反射層１３の反射率は、１０％以上の低下がみられ、電子顕微鏡にて観測すると銀反射層１３の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２以外の部分もインジウム析出して覆われている面積が増えていた。
【００５３】
従って、銀反射層１３上への保護用金属１４の形成は、銀反射層１３の一部が露出するように前記銀反射層１３を部分的に被覆する性状が好ましい。この時、保護用金属１４は、図４に示すように、微細な隙間から銀反射層１３を露出させるように銀反射層１３上に設けられている。
【００５４】
なお、本実施形態における保護用金属１４は、微細な隙間から銀反射層１３を露出させるように銀反射層１３上に設けられているのが望ましいが、図２の断面図上において当該微細な隙間を表すことが極めて困難であるため、銀反射層１３の全面が保護用金属１４で被覆されているかのように表している（図３〜図１０においても同様である）。
【００５５】
図４に示したような、銀反射層１３上への保護用金属１４の形成は、電解めっき法によって達成される。電解めっき法による保護用金属１４の析出は、反応性が高い部位、つまり、銀反射層１３の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２から形成される。特に高い電流密度と低イオン濃度の電解層を使用する「ストライク（ｓｔｒｉｋｅ）」又は「フラッシュ（ｆｌａｓｈ）」と呼ばれる特殊なめっき法は、露出した銀合金又は銀の粒界部５２に微小な保護用金属１４を析出し、銀合金又は銀の結晶粒子５１の露出部を最大限に生かす被覆を実現できる。これにより銀反射層１３の反射率の低下を招くことなく、封止樹脂１７とのさらなる密着性の向上が実現できる。
【００５６】
保護用金属１４の厚さは、５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるのが好ましく、１０〜３０ｎｍであるのがより好ましい。保護用金属１４の厚さが上記範囲内であれば、銀反射層１３の反射率を大きく低下させることなく、且つ、銀反射層１３と封止樹脂１７との密着性の向上が期待できる。なお、本実施形態において保護用金属１４の厚さとは、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０の銀反射層１３の露出面を含む平面と保護用金属１４の最上面を含む平面との基材１２に対する垂直方向における距離を意味するものとする。また、かかる保護用金属１４の厚さは、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置や蛍光Ｘ線測定装置等を用いて測定することができる。
【００５７】
本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０は、基材１２と銀反射層１３との間に、基材１２と銀反射層１３との密着性を向上させる下地めっき層（図示せず）を備えていてもよい。このような下地めっき層としては、例えば、無電解めっき、電気めっきにより形成した銅めっき層、ニッケルめっき層等が挙げられる。かかる下地めっき層の厚さは、例えば、１０〜１０００ｎｍに適宜設定され得る。下地めっき層は、基材１２と銀反射層１３の接合性を高める機能を有する。
【００５８】
また、基材１２と銀反射層１３との間には、基材１２側から順に、銅めっき層及び銀めっき層が積層されていてもよい。
【００５９】
このうち銅めっき層は、銀めっき層のための下地層として用いられるものであり、銀めっき層と基材１２との接合性を高める機能を有している。この銅めっき層の厚みは、０.００５μｍ〜０．１μｍとすることが好ましい。
【００６０】
また銀めっき層は、銀反射層１３のための下地層として用いられるものであり、銅めっき層と銀反射層１３との接合性を高める機能を有している。なお銀めっき層の厚みは、銀反射層１３より厚く、例えば１μｍ〜５μｍとすることが好ましい。銀めっき層は、無光沢銀めっき又は光沢銀めっきのいずれからなっていても良い。上述したように、銀反射層１３の厚みは極めて薄いので、銀めっき層のプロファイルを表出させることができる。例えば、銀めっき層が無光沢めっきからなる場合には、銀反射層１３の表面も無光沢とすることができ、銀めっき層が光沢めっきからなる場合には、銀反射層１３の表面も光沢を帯びさせることができる。
【００６１】
これらの銅めっき層及び銀めっき層を設けない構成も可能である。この場合、ＬＥＤ用リードフレーム１０は、基材１２と、基材１２の載置面に直接設けられた銀反射層１３とを有している。
【００６２】
下地めっき層としてのニッケルめっき層の直上に銀反射層１３を形成しようとすると、当該銀反射層１３が剥離しやすくなるおそれがある。その一方で、銀反射層１３との密着性を考慮して、ニッケルめっき層上に銅ストライクめっき層を形成したり、さらに銅ストライクめっき層上に銀ストライクめっき層を形成したりすると、かかるＬＥＤ用リードフレーム１０から得られる光半導体装置３０において、経時的に当該銅ストライクめっき層から銀反射層１３の表面に向かっての銅のパイルアップ現象が生じてしまい、反射率が低下してしまうおそれがある。また、ニッケルめっき層は、基材１２からの銅のパイルアップを抑止する効果があるものの、当該ニッケルめっき層の厚さが薄い（１０〜２００ｎｍ程度）と、パイルアップの抑止効果が不十分であり、基材１２から銅が銀反射層１３表面に向かって移動してしまう。しかしながら、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０によれば、保護用金属１４が銀反射層１３における露出した銀合金又は銀の粒界部５２を被覆するようにして設けられていることで、当該ＬＥＤ用リードフレーム１０から得られた光半導体装置３０において、ニッケルめっき層上に銅ストライクめっき層が形成されている場合や、ニッケルめっき層の厚さが薄い場合であっても、銀反射層１３の下方（基材１２、銅ストライクめっき層）から移動してきた銅が銀反射層１３の表面にまで移動するのを防止することができるとともに、銀反射層１３上の酸素が銀反射層１３内に入り込むのを防止することができる。その結果として銅と酸素とが結合するのを抑制することができ、光半導体装置３０における反射率の低下を抑制することができる。
【００６３】
なお、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０においては、各載置領域ＭＡを囲むリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製のリフレクタ１６が形成されていてもよいし（図６、図７、図８、図９等参照）、当該樹脂製のリフレクタ１６が形成されていなくてもよい（図１０参照）。
【００６４】
［ＬＥＤ用リードフレームの製造方法］
上述したような構成を有するＬＥＤ用リードフレーム１０は、以下のようにして製造することができる。図５は、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０の製造工程を示す工程図である。
【００６５】
（基材のパターニング）
まず、図５（ａ）に示すように平板状の金属基材からなる基材１２を準備する。この基材１２は、上述のように例えば、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）等からなる金属基材を使用することができる。基材１２の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。なお基材１２は、その両面に対して脱脂等を行い洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
【００６６】
次に、基材１２の表裏にエッチング用レジスト４１を塗布、乾燥し、これを所望のフォトマスクを介して露光した後、現像してエッチング用レジスト４１を形成する（図５（ｂ））。なおエッチング用レジスト４１としては、従来公知のものを使用することができる。
【００６７】
次に、エッチング用レジスト４１を耐腐蝕膜として基材１２に腐蝕液でエッチングを施す（図４（ｃ））。腐蝕液は、使用する基材１２の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、基材１２として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、基材１２の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
【００６８】
次いで、エッチング用レジスト４１を剥離して除去する。このようにして、第１の部分と、第１の部分から離間した第２の部分とを有する基材１２が得られる（図４（ｄ））。またこの際、ハーフエッチングにより基材１２の表面に溝部２０を形成してもよい。
【００６９】
次いで、エッチング用レジスト４１を剥離して除去する。このようにして、第１の部分と、第１の部分から離間した第２の部分とを有する基材１２が得られる（図４（ｄ））。またこの際、ハーフエッチングによりＬＥＤ用リードフレーム１０の表面（上面）に溝部２０が形成してもよい。
【００７０】
（銀反射層の形成）
次に、基材１２の表面及び裏面に各々所望のパターンを有するめっき用レジスト４２を設ける（図４（ｅ））。このうち表面側のめっき用レジスト４２は、銀反射層１３の形成部位に相当する箇所に開口部が形成され、この開口部からは基材１２のＬＥＤ素子載置面１０ａが露出している。他方、裏面側のめっき用レジスト４２は、基材１２の裏面全体を覆っている。めっき用レジスト４２が有する開口部の大きさ、形状等は、形成される銀反射層１３の部位、形状等に応じて適宜設定され得る。
【００７１】
基材１２上に金属を析出させて、銀反射層１３を形成する（図４（ｆ））。
【００７２】
上述したように、銀反射層１３は、白金（Ｐｔ）と銀（Ａｇ）との合金又は金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）との合金からなっている。ここで銀反射層１３が白金と銀との合金からなる場合、銀反射層１３は、合金のスパッタ、イオンプレーティング又は蒸着などにより形成することができる。一方、銀反射層１３が金と銀との合金からなる場合、銀反射層１３は、基材１２を給電層として、電解めっきにより形成することができる。この場合、電解めっき用めっき液としては、シアン化銀、シアン化金及びシアン化カリウムを主成分とした銀めっき液を用いることができる。このようにして形成される銀反射層１３の厚さは、例えば、１〜１０ μ ｍであるのが好ましく、１〜５ μ ｍであるのがより好ましい。
【００７３】
また、上述のような銀を含むめっき膜を形成する場合は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電解めっきを施すことにより、基材１２の表面に、めっき膜を形成することができる。銀めっき層を形成する電解めっき用めっき液としては、シアン化銀及びシアン化カリウムを主成分とした銀めっき液を用いることができる。なお、前記めっき膜を形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程、を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき膜を形成してもよい。この場合、銅めっき層を形成する電解めっき用めっき液としては、シアン化銅及びシアン化カリウムを主成分とした銅めっき液を用いることができる。
【００７４】
なお、銀反射層１３下に下地めっき層を設ける場合、銀めっき工程を行う前に、基材１２の表面に下地めっき層（銅めっき層や所定の厚さ（１０〜２００ｎｍ程度）のニッケルめっき層、所望によりそれらの上に銅ストライクめっき層（厚さ５０〜２００ｎｍ程度）及び銀ストライクめっき層（厚さ５０〜２００ｎｍ程度）等）を形成する下地めっき層形成工程を加えることもできる。
【００７５】
（加熱工程）
続いて、銀合金又は銀からなる銀反射層１３を有する基材１２を加熱する。基材１２の加熱温度、及び加熱時間は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：’０１に準拠して、菱化システム社製  非接触表面・層断面形状計測装置（ｖｅｒｔｓｃａｎ２．０）にて、測定した銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下であるよう設定することにより、銀反射層１３と封止樹脂１７との密着性が向上するとともに、銀反射層１３の反射率の向上が認められ、４５０ｎｍにおける反射率が、９１．０以上１００．０未満であり、且つ、５５５ｎｍにおける反射率が、９７．４以上１００．０未満であるという極めて高い反射率を有するＬＥＤ用リードフレーム１０が実現できる。
【００７６】
具体的には、基材１２の加熱温度は２００〜５００℃で加熱するのが好ましく、３００〜４５０℃で加熱するのがより好ましい。低温で長時間加熱すると基材１２の銅がパイルアップして銀面に析出し、着色を招いて反射率の向上が認められなくなることがあるので注意が必要である。また、基材１２の加熱時間は、１〜１０分間であるのが好ましく、２〜５分間であるのがより好ましい。基材１２の加熱時間が１分未満であると、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の結晶粒子のサイズを効果的に増大させることができないおそれがあり、銀反射層１３と封止樹脂１７との十分な接着強度の向上が見込めない。また、銀反射層１３の反射率の向上も認められない。また、加熱時間が１０分を超えても、それ以上の銀反射層１３と封止樹脂１７との接着強度の向上、又は、銀反射層１３の反射率の向上は認められず、かえって銀反射層１３の反射率を低下させてしまう。
【００７７】
上記基材１２の加熱は、窒素等の不活性ガス雰囲気下にて行うのが好ましい。不活性ガス雰囲気下にて基材１２を加熱することで、加熱中における銀合金又は銀の腐食（酸化）をより抑制することができる。
【００７８】
なお、めっき用レジスト４２が基材１２の加熱により除去され得るようなものである場合、後述の保護用金属１４形成工程前に、銀反射層１３を露出させるようにしてめっき用レジスト４２を再度設けてもよいし、めっき用レジスト４２を設けなくてもよい。めっき用レジスト４２を設けない場合には、基材１２の裏面側やリフレクタ形成領域ＲＡにも保護用金属１４を構成する金属材料からなるめっき層が形成されることになる。また、めっき用レジスト４２が基材１２の加熱により除去され得ないものである場合には、加熱後の基材１２においてめっき用レジスト４２が残存した状態であるため、そのまま後述の保護用金属１４形成工程に移行すればよい。
【００７９】
（保護用金属形成工程）
上述の加熱工程により基材１２の表面に銀反射層１３が形成された後、所定の形態で銀反射層１３上に所定の保護用金属材料（銀よりも標準酸化還元電極電位が低い金属（例えば、インジウム、ビスマス、錫のうちのいずれか、又はそれらを含む合金等））を電気めっき法等によりめっきすることで、保護用金属１４を形成する（図５（ｇ））。このように所定の膜厚での所定の金属材料の電気めっき法等により保護用金属１４を形成することで、銀反射層１３の一部が露出するようにして保護用金属１４を形成することができる。その後、めっき用レジスト４２を取り除くことで、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０を製造することができる（図５（ｈ））。
【００８０】
このとき、保護用金属１４は、好ましくは膜厚（銀反射層１３の露出面を含む平面と保護用金属１４の最上面を含む平面との基材１２に対する垂直方向における距離）が、５〜５０ｎｍ、特に好ましくは膜厚１０〜３０ｎｍの保護用金属１４を形成するようにして、所定の金属材料をめっきする。保護用金属１４の膜厚が５ｎｍ未満であると、銀反射層１３と封止樹脂１７とに密着性の向上の効果が得られないおそれがあり、５０ｎｍを超えると、銀反射層１３と封止樹脂１７とに密着性の向上効果は得られるものの銀反射層１３の反射率が大きく損なわれてしまい、かかるＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて得られる光半導体装置３０の製造初期における反射率が低下してしまうおそれがある。
【００８１】
上記範囲内の膜厚を有する保護用金属１４を形成することで、露出した銀合金又は銀の粒界部５２の部分に選択的に保護用金属１４が形成されることになる。特に、電気めっき法により保護用金属１４を形成することで、露出した銀合金又は銀の粒界部５２の部分が、それ以外の部分に比べて電流密度が高くなり、当該露出した銀合金又は銀の粒界部５２に選択的に保護用金属１４が形成されやすくなる。また、当該ＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の反射率に応じた良好な反射率を有する光半導体装置３０を得ることができる。
【００８２】
なお、銀合金を用いて銀反射層１３を形成した場合、上述した保護用金属１４を構成する金属材料は、当該銀反射層１３を構成する銀合金と同一金属種を含む合金であってもよい。例えば、銀反射層１３が銀インジウム合金により形成される場合に、当該銀インジウム合金よりもインジウムの組成比が大きい銀インジウム合金を用いて保護用金属１４が形成されていてもよい。
【００８３】
（樹脂製リフレクタ形成工程）
なお、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０の製造方法においては、上述の保護用金属１４形成工程後、載置領域ＭＡを囲むリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製のリフレクタ１６を形成する樹脂製リフレクタ形成工程をさらに有していてもよいし（図６、図７、図８、図９参照）、当該樹脂製リフレクタ形成工程を有していなくてもよい（図１０参照）。かかる樹脂製リフレクタ形成工程を有する場合、後述する光半導体装置３０の製造方法において、ＬＥＤ用リードフレーム１０のリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製リフレクタを形成する工程を省略することができる。
【００８４】
［光半導体装置］
続いて、上述したような構成を有するＬＥＤ用リードフレーム１０を用いた光半導体装置３０について説明する。図６は、本実施形態における光半導体装置３０を示す断面図である。
【００８５】
上述のＬＥＤ素子１１としては、例えば、従来一般に用いられているＬＥＤ素子１１を用いることができる。ここで、ＬＥＤ素子１１は、発光層として、例えば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ等の化合物半導体単結晶、又は、ＩｎＧａＮ等の各種ＧａＮ系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができるものである。
【００８６】
図６に示すように、本実施形態における光半導体装置３０は、上述した本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０の基材１２と、ＬＥＤ用リードフレーム１０の基材１２のリフレクタ形成領域ＲＡに、載置領域ＭＡを取り囲むように、かつ載置領域ＭＡを露出させるようにして設けられてなるリフレクタ１６と、ＬＥＤ用リードフレーム１０の基材１２の載置領域ＭＡに実装されてなるＬＥＤ素子１１と、ＬＥＤ素子１１を封止するために、リフレクタ１６により囲まれた空間内に封止樹脂１７が充填されてなる封止樹脂１７とを備える。
【００８７】
リフレクタ１６を構成する樹脂材料としては、電気絶縁性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリフタルアミド、エポキシ、シリコーン、液晶高分子等の１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、基材１２の絶縁スリット１９には、樹脂製のリフレクタ１６と同一の樹脂材料が充填されている。
【００８８】
本実施形態において、基材１２の載置領域ＭＡは、絶縁スリット１９を介して第１リード部２１と第２リード部２２とに分割され、かつ絶縁スリット１９には樹脂製のリフレクタ１６を構成する樹脂材料と同一の樹脂材料が充填されている。これにより、第１リード部２１と第２リード部２２とは、それぞれ電気的に独立したものとなっている。
【００８９】
ボンディングワイヤ１５は、例えば、金、銅、アルミ等の導電性の良い材料からなり、ＬＥＤ素子１１は、その一の端子（図示せず）が基材１２における大面積の第１リード部２１に接続され、他の端子が小面積の第２リード部２２にボンディングワイヤ１５により接続されることで、載置領域ＭＡに実装されている。
【００９０】
基材１２上の銀反射層１３は、絶縁スリット１９により二分されてなる第１リード部２１及び第２リード部２２のそれぞれの表面に形成されてなる第１の銀反射層１３と第２の銀反射層１３とからなり、第１の銀反射層１３と第２の銀反射層１３との各縁部が絶縁スリット１９を介して対向している。
【００９１】
封止樹脂１７を構成する封止樹脂１７としては、一般に光半導体装置３０におけるＬＥＤ素子１１の封止に用いられる透光性樹脂を用いることができる。本発明に係る透光性樹脂としては、光の取り出し効率を向上させるために、ＬＥＤ素子１１の発光波長において光透過率が高く、また屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を選択することが可能である。また、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性樹脂や、それらの透光性樹脂に、蛍光物質、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の拡散材料の１種又は２種以上が含有されてなるもの等が挙げられる。かかる透光性樹脂として、シリコーン樹脂を用いるのが好ましい。光半導体装置３０の封止樹脂１７を構成する封止樹脂１７は、光半導体装置３０のリフローはんだ付けの際の加熱により熱に暴露されたり、ＬＥＤ素子１１として高輝度ＬＥＤを用いる場合に当該高輝度ＬＥＤから発せられる強い光に暴露されたりする。この点において、シリコーン樹脂は、他の透光性樹脂（エポキシ樹脂等）に比して熱や光による変色等の透光性の劣化等を生じ難い樹脂材料であるため好ましい。その一方で、シリコーン樹脂は、他の透光性樹脂（エポキシ樹脂等）に比してガスバリア性が低いものであるものの、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０においては、銀のイオンマイグレーション及び腐食性ガス等による銀反射層１３の腐食が効果的に抑制されている。したがって、本実施形態における光半導体装置３０において、封止樹脂１７を構成する樹脂としてガスバリア性の低いシリコーン樹脂を用いたとしても、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の反射率に応じた良好な反射率を得ることができる。
【００９２】
本実施形態における光半導体装置３０は、波長４００〜７００ｎｍの光を発することのできる装置であるのが好ましい。かかる範囲の波長を有する光は、本発明において、光半導体装置３０の銀反射層１３により高い９０%以上の高い反射率が期待できる。また、銀反射層１３と封止樹脂１７との密着強度の向上とあいまって、本実施形態における光半導体装置３０においては、波長４００〜７００ｎｍの光の反射率を製造初期から経時的に高いレベルで維持することができる。
【００９３】
本実施形態における光半導体装置３０は、下記のようにして製造することができる。
【００９４】
まず、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０を準備し、ＬＥＤ用リードフレーム１０のリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製のリフレクタ１６を形成する。
【００９５】
次いで、当該ＬＥＤ用リードフレーム１０の第１リード部２１にＬＥＤ素子１１の一の端子を接続し、第２リード部２２にＬＥＤ素子１１の他の端子をボンディングワイヤ１５により接続する。
【００９６】
そして、ＬＥＤ素子１１を載置した載置領域ＭＡ上の樹脂製のリフレクタ１６により囲まれる空間内に封止樹脂１７を充填し、ＬＥＤ素子１１及びボンディングワイヤ１５を封止する封止樹脂１７を形成する。その後、ダイシングラインに沿ってダイシングすることにより個片化された光半導体装置３０を得ることができる。
【００９７】
本実施形態における光半導体装置３０においては、封止樹脂１７を構成する樹脂として、熱や光の暴露等により変色等が生じ難いシリコーン樹脂を用いるのが好適である。
【００９８】
上述した構成を有する光半導体装置３０によれば、当該光半導体装置３０の製造に用いられるＬＥＤ用リードフレーム１０において、銀反射層１３は、可視光の反射率に優れるため、高い発光効率が得られる。また、封止樹脂１７との密着性も強固となるため、製造プロセスにおいても、使用時においても、銀反射層１３と封止樹脂１７との剥離が生じにくい。従って、銀反射層１３と封止樹脂１７との剥離に伴う、ＬＥＤ素子１１とＬＥＤ用リードフレーム１０との断線による光半導体装置３０の信頼性の低下や、銀反射層１３への水分や大気の接触による反射率の低下に伴う光半導体装置３０の発光効率の低下が防止できる。これにより、長期にわたって信頼性が高く、また、発光効率の優れた光半導体装置３０を得ることができる。
【００９９】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１００】
上記実施形態において、ＬＥＤ用リードフレーム１０のダイシングラインは、個片化される一つの光半導体装置３０に一つのＬＥＤ素子１１（載置領域ＭＡ）が含まれるように設定されているが、これに限定されるものではなく、１つの光半導体装置３０に複数個（例えば、４個）のＬＥＤ素子１１（載置領域ＭＡ）が含まれるように設定されていてもよい。
【０１０１】
上記実施形態において、ＬＥＤ用リードフレーム１０における載置領域ＭＡは、基材１２の縦方向（又は横方向）に並列する載置領域ＭＡを縦断（又は横断）する絶縁スリット１９により、大面積の第１リード部２１及び小面積の第２リード部２２に分割されているが、これに限定されるものではなく、例えば、基材１２の縦方向（又は横方向）に並列する載置領域ＭＡの略中央を縦断（又は横断）する絶縁スリット１９により、略同一面積の第１リード部２１及び第２リード部２２に分割されていてもよい。この場合において、ボンディングワイヤ１５に代えて、半田や、導電性及び伝熱性を有する接着剤等によって、第１リード部２１と第２リード部２２に接続される形態（ＦｌｉｐＣｈｉｐＰａｃｋａｇｅ）もある。当該ＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて得られる光半導体装置３０は、図８に示すように、第１リード部２１及び第２リード部２２を跨ぐようにして、ＬＥＤ素子１１の一方の端子部が第１リード部２１に接続され、他方の端子部が第２リード部２２に接続された構成とすることができる。
【０１０２】
また、図９に示すように、載置領域ＭＡは、基材１２の縦方向（又は横方向）に並列する載置領域ＭＡを縦断（又は横断）する、２つの平行する絶縁スリット１９により、第１リード部２１、第２リード部２２、第３リード部２３に分割されていてもよい。この場合において、当該ＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて得られる光半導体装置３０は、載置領域ＭＡの中央（２つの絶縁スリット１９、１９の間）に位置する第３リード部２３にＬＥＤ素子１１が実装され、ＬＥＤ素子１１の一方の端子部が第１リード部２１に接続され、他方の端子部が第２リード部２２に接続された構成とすることができる。
【０１０３】
さらに、上記実施形態においては、ＬＥＤ用リードフレーム１０のダイシングラインに沿って複数の貫通孔が形成されていてもよい。このような構成を有するＬＥＤ用リードフレーム１０であれば、当該ＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて光半導体装置３０を製造する過程において、ＬＥＤ用リードフレーム１０をダイシングして個片化する際におけるダイシングすべき金属量をさらに低減することができ、ダイシングブレードにかかる負荷をさらに低減することができる。また、上金型及び下金型を用いて基材１２をクランプし、金型のキャビティ内に樹脂を流し込んで硬化させることでリフレクタ形成領域ＲＡに樹脂製のリフレクタ１６を形成するときに、当該貫通孔を介してリフレクタ形成領域ＲＡに位置するキャビティのすべてに樹脂を行き渡らせることができる。
【０１０４】
さらにまた、上記実施形態においては、基材１２の各載置領域ＭＡに相当する所定形状の開口部を有するめっき用レジスト４２を設け、当該開口部にて露出する基材１２上に銀反射層１３を形成しているが、当該めっき用レジスト４２を設けずに基材１２の全面に銀反射層１３を形成してもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態において、光半導体装置３０は、載置領域ＭＡを取り囲み、かつ載置領域ＭＡを露出させる樹脂製のリフレクタ１６を有するが、図１０に示すように、上記ＬＥＤ用リードフレーム１０の基材１２と、一の端子（図示せず）がＬＥＤ用リードフレーム１０の基材１２における大面積の第１リード部２１に接続され、他の端子が小面積の第２リード部２２にボンディングワイヤ１５により接続されることで、載置領域ＭＡに実装されてなるＬＥＤ素子１１と、基材１２及びＬＥＤ素子１１を被覆する樹脂により構成される封止樹脂１７を備え、樹脂製のリフレクタ１６を有しないものであってもよい。
【０１０６】
また、図示しないが、１個の第１リード部２１の上面に２個のＬＥＤ素子１１が載置され、ボンディングワイヤ１５により接続される形態も挙げられる。
【０１０７】
なお、ＬＥＤ素子１１は、一般に、半田や、伝熱性を有する接着剤により固定実装される。ここで、半田の代わりにダイボンディングペーストを用いる場合には、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが可能である。また、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）、ＮＣＦ（非導電性フィルム）、又はＮＣＰ（非導電性ペースト）等を用いてＬＥＤ素子１１の第１リード部２１、及び第２リード部２２に直接接続する方法もある。
【実施例】
【０１０８】
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に
何ら限定されるものではない。
【０１０９】
〔実施例１〕
基材１２として厚み０．２ｍｍ、横６０ｍｍ×縦５０ｍｍの大きさの銅板を準備した。所定の形状にエッチング用レジスト４１を形成後、塩化第二鉄水溶液を使用し、基材１２の両面からスプレーエッチングにより、図２に示す形状の絶縁スリット１９を形成した。絶縁スリット１９形成後、エッチング用レジスト４１は剥離し除去した。なお、縦方向に隣接する載置領域ＭＡのピッチを３ｍｍとし、横方向に隣接する載置領域ＭＡのピッチを４ｍｍとし、基材１２上に１３行×１３列のマトリックス状に配列された載置領域ＭＡを設けるように、絶縁スリット１９を形成した。
【０１１０】
このようにして得られた基材１２のＬＥＤ素子１１の載置面側に所定形状の開口部を有するめっき用レジスト４２を形成するとともに、他方の面（裏面）側の一面に絶縁性のめっき用レジスト４２を形成した。そして、基材１２の載置面側の開口部を介して露出する基材１２上に、下地層として銅のストライクめっき（厚さ０．０５μｍ）を施した後、電気めっき法により銀めっきを施し銀反射層１３（厚み：３μｍ）を形成した。
【０１１１】
次に、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱した。
【０１１２】
［比較例１］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間のリフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）での加熱を行わず比較例１のサンプルを作製した。
【０１１３】
［実施例２］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４００℃で５分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例２のサンプルを作製した。
【０１１４】
［実施例３］
実施例２にて形成した銀反射層１３上に、インジウムのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層１３の一部を露出するようにインジウムによる膜厚１０ｎｍの保護用金属１４を形成し、その後めっき用レジスト４２を除去して、ＬＥＤ用リードフレーム１０（実施例３）を作製した。かかるインジウムめっきによる保護用金属１４は、具体的には、銀めっき層が形成され、加熱された基材１２を、メタンスルホン酸インジウムを含有するめっき浴（インジウム濃度：３．０ｇ／Ｌ）に１分間浸漬させて電気めっき処理（電流密度：１５ｍＡ／ｄｍ2）を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
【０１１５】
［比較例２］
実施例２にて形成した銀反射層１３上に、インジウムのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層１３の一部を露出するようにインジウムによる膜厚５０ｎｍの保護用金属１４を形成し、その後めっき用レジスト４２を除去して、ＬＥＤ用リードフレーム１０（比較例２）を作製した。かかるインジウムめっきによる保護用金属１４は、具体的には、銀めっき層が形成され、加熱された基材１２を、メタンスルホン酸インジウムを含有するめっき浴（インジウム濃度：３．０ｇ／Ｌ）に２分間浸漬させて電気めっき処理（電流密度：１５ｍＡ／ｄｍ2）を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
【０１１６】
［実施例４］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４５０℃で２分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例４のサンプルを作製した。
【０１１７】
［実施例５］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４５０℃で５分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例５のサンプルを作製した。
【０１１８】
［実施例６］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて３５０℃で２分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例６のサンプルを作製した。
【０１１９】
［実施例７］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて３５０℃で５分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例７のサンプルを作製した。
【０１２０】
［実施例８］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて３５０℃で１０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより実施例８のサンプルを作製した。
【０１２１】
［比較例３］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４００℃で１０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例３のサンプルを作製した。
【０１２２】
［比較例４］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４００℃で１０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例４のサンプルを作製した。
【０１２３】
［比較例５］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４００℃で３０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例５のサンプルを作製した。
【０１２４】
［比較例６］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４５０℃で１０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例６のサンプルを作製した。
【０１２５】
［比較例７］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４５０℃で２０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例７のサンプルを作製した。
【０１２６】
［比較例８］
実施例1において、銀反射層１３を形成した基材１２を４００℃で２分間に変えて４５０℃で３０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ、パナソニック社製）を用いて加熱することにより比較例８のサンプルを作製した。
【０１２７】
実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１、比較例２、比較例３、比較例４、比較例５、比較例６、比較例７、比較例８のＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて、図６に記載したタイプの光半導体装置３０を作成した。すなわちトランスファーモールド法によりエポキシ樹脂のリフレクタ１６及び絶縁樹脂１８を形成し、第１リード部２１にＩｎＧａＮ等の各種ＧａＮ系化合物半導体単結晶からなるＬＥＤ素子１１を載置し、さらに、ＬＥＤ素子１１と第２リード部２２とを金のワイヤを用いてボールボンディングにて接続した後、シリコーン樹脂により封止樹脂１７を形成することにより、各例に記載のＬＥＤ用リードフレーム１０を用いた光半導体装置３０を作製した。
【０１２８】
実施例１〜実施例８にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０を用いた光半導体装置３０は、いずれも、比較例１〜比較例８にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０を用いた光半導体装置３０と比較して、製造工程にて、接触不良が少なく、初期の発光効率に優れ、長期の使用に対しても輝度の減衰、発光波長の変化、及び点灯不能となる割合の少ない優れた性能を示すものであった。
【０１２９】
［リードフレームの表面粗さ評価試験］
実施例１〜実施例８にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１〜比較例８のＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：’０１に準拠して、菱化システム社製  非接触表面・層断面形状計測装置（ｖｅｒｔｓｃａｎ２．０）にて、測定した銀反射層１３の粗さ曲線の最大断面高さＲｔ、銀反射層１３の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑ、銀反射層１３の粗さ曲線の算術平均高さＲａを測定した。結果を製造条件とともに表１に記載した。
【０１３０】
［リードフレームの反射率評価試験］
実施例１〜実施例８にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１〜比較例８のＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準拠した反射率であり、反射率測定機(大塚電子社製分光光度計  ＭＣＰＤ−９８００)で測定した、測定結果より４５０ｎｍ、及び５５５ｎｍにおける反射率を製造条件とともに結果を表１に記載した。
【０１３１】
【表１】
2014049594.tif 000003
【０１３２】
表１より熱処理がなされていない比較例１に対して、実施例１〜実施例８は、いずれも粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑ値ともに大きくなっており、接着力の向上が予測される。また、反射率についても熱処理がなされていない比較例１に対して、実施例１〜実施例８は、いずれも向上していることが確認できる。
【０１３３】
また、いずれも粗さ曲線の最大断面高さＲｔの値が０．７０を超えるか、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑ値が０．０８を超えている比較例３〜比較例８については、加熱前の比較例１に対して反射率の低下が確認され不適切な熱処理であることが確認できる。
【０１３４】
また、保護用金属１４を形成していない実施例２に対して、保護用金属１４としてインジウムを１０ｎｍの条件で形成した実施例３は、反射率に大きな低下は見られない。一方、保護用金属１４としてインジウムを５０ｎｍの条件で形成した比較例２は、反射率に大きな低下がみられ、加熱処理を行う前の比較例１と比較しても反射率が低下していることが確認できる。
【０１３５】
［ＬＥＤ用リードフレームと封止樹脂との密着強度の評価］
ＬＥＤ用リードフレーム１０と封止樹脂１７との密着強度を客観的に比較するため密着力の測定を行った。測定は、スタッド引張り剥離強度測定  Ｐｕｌｌ  Ｄｏｗｎ  Ｂｒｅａｋｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ  Ｐｌａｔｆｏｒｍを採用した。封止樹脂１７として信越化学工業社製のシリコーンフェニルゴム(付加硬化型：製品ＡＳＰ−１１１１)を用いた。
【０１３６】
具体的には、スタッド引張り剥離試験にはＱｕａｄ社製のスタッドピンを使用し以下の手順で測定を行った。
測定手順
１．ＬＥＤ用リードフレーム１０上に封止樹脂１７を形成し、１１０℃にて２時間加熱した後、１５０℃にて４時間加熱し測定用サンプルとした、測定サンプルにエポキシ接着剤付きスタッドピンを取付用治具を使用して垂直に固定、バッキングプレートで補強した。
２．１５０℃のオーブンで１時間加熱
３．常温になるまで徐冷
４．サンプルを測定装置（Ｑｕａｄ社製ロミュラス）に挿入
５．制御ソフトにより測定パラメータであるスタッドピンの底面径を設定
６．測定開始（スタッドピンを下方向に引張り荷重を加えていく）
７．破断箇所を特定し破断箇所がＬＥＤ用リードフレーム１０と封止樹脂１７の間で起こっていれば破断時荷重を密着力とした。
【０１３７】
比較例１、比較例３、比較例６、及び、実施例２、実施例３、実施例８の測定結果を表２に記載した。
【０１３８】
【表２】
2014049594.tif 000004
【０１３９】
表２の結果より、実施例２、実施例３、実施例８、比較例３、比較例６はいずれも加熱処理をしていない比較例１に対して密着強度が向上していることがわかる。しかしながら、粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下の範囲を超えている比較例３、比較例６については、表１から、反射率の低下という点で不適切であることがわかる。
また、実施例２、実施例３の結果より、保護用金属の形成により粗さ曲線の最大断面高さＲｔが、０．２４以上０．７０以下であり、且つ、粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑが、０．０３以上０．０８以下の範囲であっても反射率を大きく低下させることなく密着強度の向上が可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、ＬＥＤ素子を利用する種々の光半導体装置の製造において、ＬＥＤ用リードフレームの反射率及び封止樹脂との密着性を向上することにより、光半導体装置の初期及び経時的発光効率を向上するとともに、信頼性を向上する有用な発明である。
【符号の説明】
【０１４１】
１０：ＬＥＤ用リードフレーム
１０ａ：リードフレームＬＥＤ素子置載面
１１：ＬＥＤ素子
１２：基材
１３：銀反射層
１４：保護用金属（銀よりも標準酸化還元電位が低い金属）
１５：ボンディングワイヤ
１６：リフレクタ
１７：封止樹脂
１８：絶縁樹脂
１９：絶縁スリット
２０：溝部
２１：第１リード部
２２：第２リード部
２３：第３リード部
３０：光半導体装置
４１：エッチング用レジスト
４２：めっき用レジスト
５１：銀合金又は銀の結晶粒子
５２：露出した銀合金又は銀の粒界部
５３：銀合金又は銀の粒界
６１ａ：パッケージ連結部
６１ｂ：パッケージ連結部
６１ｃ：パッケージ連結部
ＲＡ：リフレクタ形成領域
ＭＡ：載置領域
ＰＡ：パッケージ領域
【図１】
2014049594.tif 000005
【図２】
2014049594.tif 000006
【図３】
2014049594.tif 000007
【図４】
2014049594.tif 000008
【図５】
2014049594.tif 000009
【図６】
2014049594.tif 000010
【図７】
2014049594.tif 000011
【図８】
2014049594.tif 000012
【図９】
2014049594.tif 000013
【図１０】
2014049594.tif 000014