(57)【要約】【課題】ＬＥＤと接合された場合に、ＬＥＤと接合する界面において生じる応力が低く、ＬＥＤの剥離が抑制されるＬＥＤ用リードフレーム、及びそれを用いたＬＥＤパッケージを提供する。【解決手段】金属体から形成され、リード部を備えるＬＥＤ用リードフレームであって、リード部の一部分がリード部の他の部分よりも薄く形成されることにより相対的に突出する凸面を有し、凸面がＬＥＤの実装面であるＬＥＤ用リードフレームである。【選択図】図１
2014232781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属体から形成され、リード部を備えるＬＥＤ用リードフレームであって、
前記リード部の一部分が前記リード部の他の部分よりも薄く形成されることにより相対的に突出する凸面を有し、前記凸面がＬＥＤの実装面である
ことを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項２】
少なくとも片面もしくは両面に、その一部もしくは全面に形成される反射層を備え、前記反射層が銀、銀−錫合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、銀−ルテニウム合金、銀−金合金、銀−パラジウム合金、銀−ニッケル合金、銀−セレン合金、銀−アンチモン合金、銀−白金合金のいずれかから形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項３】
前記金属体が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかからなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項４】
少なくとも前記実装面上にメッキ層を備えており、前記メッキ層が銀、銀合金、錫、錫合金、金、金合金のいずれかから形成される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ用リードフレームと、前記ＬＥＤ用リードフレームの前記実装面に実装されるＬＥＤと、を備える
ことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記ＬＥＤは、ヒ化ガリウム、ガリウム・リン化合物、インジウム・ガリウム・リン化合物、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化合物、窒化ガリウム、窒化インジウム・ガリウム化合物のうち、少なくともひとつを含む発光層を有する
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ用リードフレームおよびそれを用いたＬＥＤパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等は、白熱電球や蛍光灯といった既存光源に比べ、高信頼性、長寿命、高発光効率、低発熱量、高速応答、耐衝撃性、小型・軽量、耐環境性といった点で有利であることから、照明や液晶ディスプレイのバックライトの光源として用いられている。
【０００３】
ＬＥＤが照明などの光源に用いられる場合、ＬＥＤは発光素子パッケージ（以下、ＬＥＤパッケージともいう）として光源に組み込まれる。ＬＥＤパッケージは、例えばＬＥＤ用リードフレーム上にＬＥＤが実装されたものであり、その外部端子により外部配線（例えば、照明などの電気機器）と接続される。
【０００４】
ＬＥＤパッケージに用いられるＬＥＤ用リードフレーム（以下、単にリードフレームともいう）には、実装されるＬＥＤとの通電が可能であること、ＬＥＤなどの駆動により発生する駆動熱や環境条件により生じる熱がＬＥＤパッケージ内に蓄積しないように放熱性に優れていることが要求される。これらの要求を満たすため、リードフレームは、一般に、放熱に適した材料から形成されており、例えば銅、アルミニウム、またはこれらを含む合金から構成される。
【０００５】
このような材料からなる金属体（例えば銅箔など）に打ち抜き加工やエッチング加工が施されて所定パターンが形成されることによって、リードフレームは製造される。リードフレームは、所定パターンを有しており、例えばリード部と支持フレーム部と吊りリードとを備える。リード部は、ＬＥＤの電極と接合される実装面を有しており、ＬＥＤと電気的に接続される。リード部は、吊りリードにより支持フレーム部に支持されて固定される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
リードフレームにＬＥＤが実装されることでＬＥＤパッケージは製造される。具体的には、リードフレームにおけるリード部の実装面にＬＥＤの電極を接合して実装する。その後、透明樹脂などによりＬＥＤと共にリードフレームを一括して樹脂封止する。最後に、吊りリードを切断することで、ＬＥＤパッケージを製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１９５３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＬＥＤをリードフレームへ実装する際には、リード部の実装面とＬＥＤの電極とを半田により接合する。具体的には、リード部の実装面に半田を塗布して、その実装面にＬＥＤの電極を密着させる。続いて、加熱により半田を溶融させた後、冷却により半田を固めることで、リード部の実装面に電極を接合する。この接合に用いられる半田としては、ＬＥＤパッケージの放熱性をより向上させる観点から、例えば金−錫共晶合金、金−シリコン共晶合金、錫系鉛フリー半田などが用いられる。
【０００９】
しかしながら、ＬＥＤは半田によりリード部の実装面に接合されるものの、ＬＥＤがリード部から剥離しやすいといった問題があった。ＬＥＤの剥離は、リードフレームとＬＥＤとの線膨張率の差に起因しており、具体的には以下のようにして生じる。
【００１０】
半田によりリード部へＬＥＤを実装する場合、半田を溶融させるため加熱処理を行う。例えば、半田として金−錫共晶合金などを用いる場合、２００℃以上の加熱処理を行う。加熱処理により半田は加熱されて溶融するが、それと同時にＬＥＤやリード部も加熱される。加熱によりリード部やＬＥＤは膨張するため、リード部とＬＥＤとは膨張した状態で接合されることになる。
【００１１】
しかも、リード部とＬＥＤとの間では膨張量が同等ではないため、リード部とＬＥＤとは、膨張量が大きく異なった状態で接合されることになる。それぞれの膨張量は、構成する材料の線膨張率によって決定される。具体的には、リード部は、銅などの金属体から構成されており、ＬＥＤと比較して線膨張率が大きく、膨張量も大きい。例えば、銅の線膨張率は、純度や加工方法によっても異なるが、１６ｐｐｍ／Ｋ程度であり、アルミニウムの線膨張率は、２３ｐｐｍ／Ｋ程度である。これに対して、ＬＥＤは、ヒ化ガリウム基板あるいはサファイア基板などを備えており、金属体からなるリードフレームと比較して線膨張率が小さく、膨張量も小さい。例えば、ヒ化ガリウム基板の線膨張率は、５．５〜６．０ｐｐｍ／Ｋ程度であり、サファイア基板の線膨張率は、７．７ｐｐｍ／Ｋ程度である。すなわち、リード部は、ＬＥＤと比較して線膨張率が２倍以上大きく、加熱による膨張量が大きいため、リード部とＬＥＤとは膨張量が大きく異なった状態で接合される。
【００１２】
このような状態で接合されたリード部およびＬＥＤは、ＬＥＤの実装後、半田を硬化させるため室温まで冷却される。このとき、冷却により、リード部およびＬＥＤはそれぞれ収縮して元の大きさに戻ろうとする。しかしながら、リード部およびＬＥＤは互いに半田を介して拘束されているため元の大きさに戻りきることができず、膨張量の差に起因して内部に歪みが形成され、歪みに由来する応力が発生する。
【００１３】
このように、ＬＥＤパッケージにおいては、リード部とＬＥＤとは加熱により膨張した状態で接合されるが、冷却によりリード部がＬＥＤよりも大きく収縮しようとするため、リード部とＬＥＤの電極との間（リード部とＬＥＤとの接合界面）で、水平方向にせん断応力が生じる。この水平方向のせん断応力により、ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤが搭載される面側に凸状に反ることになる。その結果、ＬＥＤはリード部から剥離することになる。
【００１４】
そこで、本発明は、ＬＥＤと接合された場合に、ＬＥＤと接合する界面において生じる応力が低く、ＬＥＤの剥離が抑制されるＬＥＤ用リードフレーム、及びそれを用いたＬＥＤパッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、
金属体から形成され、リード部を備えるＬＥＤ用リードフレームであって、前記リード部の一部分が前記リード部の他の部分よりも薄く形成されることにより相対的に突出する凸面を有し、前記凸面がＬＥＤの実装面であるＬＥＤ用リードフレームが提供される。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、
少なくとも片面もしくは両面に、その一部もしくは全面に形成される反射層を備え、前記反射層が銀、銀−錫合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、銀−ルテニウム合金、銀−金合金、銀−パラジウム合金、銀−ニッケル合金、銀−セレン合金、銀−アンチモン合金、銀−白金合金のいずれかから形成される、第１の態様のＬＥＤ用リードフレームが提供される。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、
前記金属体が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかからなる、第１の態様又は第２の態様のＬＥＤ用リードフレームが提供される。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、
少なくとも前記実装面上にメッキ層を備えており、前記メッキ層が銀、銀合金、錫、錫合金、金、金合金のいずれかから形成される、第１〜第３の態様のいずれかのＬＥＤ用リードフレームが提供される。
【００１９】
本発明の第５の態様によれば、
第１〜第４の態様のいずれかのＬＥＤ用リードフレームと、前記ＬＥＤ用リードフレームの前記実装面に実装されるＬＥＤと、を備えるＬＥＤパッケージが提供される。
【００２０】
本発明の第６の態様によれば、
前記ＬＥＤは、ヒ化ガリウム、ガリウム・リン化合物、インジウム・ガリウム・リン化合物、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化合物、窒化ガリウム、窒化インジウム・ガリウム化合物のうち、少なくともひとつを含む発光層を有する、第１〜第５の態様のいずれかのＬＥＤパッケージが提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＬＥＤと接合された場合に、ＬＥＤと接合する界面において生じる応力が低く、ＬＥＤの剥離が抑制されるＬＥＤ用リードフレーム及びＬＥＤパッケージが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームの概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ用リードフレームにおけるリード部の近傍の拡大図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ´断面図、（ｃ）は下面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法の工程図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＬＥＤパッケージの断面図である。
【図５】熱応力解析における測定箇所を示す図である。
【図６】比較例１のＬＥＤ用リードフレームの概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ´断面図である。
【図７】比較例１のＬＥＤ用リードフレームにおけるリード部の近傍の拡大図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ´断面図、（ｃ）は下面図である。
【図８】比較例１のＬＥＤパッケージの製造方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〈本発明者が得た知見〉
本発明の一実施形態の説明に先立ち、本発明者が得た知見について説明をする。
【００２４】
上述したように、リード部とＬＥＤとの間では線膨張率の差が大きく、温度変化による伸縮量が大きく異なる。ＬＥＤパッケージでは、これらの伸縮量の差に起因して歪みが生じて、リード部とＬＥＤの電極との接合界面で応力が生じることによって、リード部からＬＥＤが剥離することとなっていた。
【００２５】
一般に、応力はヤング率と歪量との積により決定される。ヤング率は物質固有の値であり、歪量は同一の環境（例えば温度差）では所定の値となるため、応力を変化させることは困難である。一方、応力は単位面積当たりの力の大きさであることから、部材（例えばリード部など）全体で発生する力は応力と断面積との積に相当すると考えられる。したがって、断面積を低減できれば、応力が一定であっても、部材全体で発生する力を低減できる。実際には、応力は３次元的に発生することを考慮すると、体積を低減すれば、それだけ部材全体で発生する力を低減できる。
【００２６】
リード部とＬＥＤの電極との接合界面の場合、発生する水平方向のせん断応力は、リード部の歪みに由来する力を接合界面の面積で除したものとなる。このせん断応力を低減させるには、接合界面の面積の拡大、またはリード部の歪みに由来する力の低減が考えられる。接合界面の面積の拡大として、例えば（１）電極の面積の拡大（つまり接合界面の面積の拡大）が挙げられる。また、リード部の歪みに由来する力の低減として、（２）ＬＥＤの体積の低減や（３）リード部の体積の低減が挙げられる。ただし、（１）の方法では、もともと電極はＬＥＤの底面いっぱいに形成されていることが多く、電極の面積を拡大する余地がないため、その適用が困難である。また（２）の方法では、ＬＥＤの体積を低減させるとＬＥＤの特性も低減してしまうため、その適用が困難である。以上の点から、（３）の方法を適用するしかなく、接合界面で発生する応力を低減するには、（３）リード部の体積を低減する必要がある。
【００２７】
リード部の体積を低減する方法として、例えばリード部の厚さを一様に低減することが考えられる。ただし、リード部の厚さを一様に薄くすると、機械的強度が低下し、取り扱い性が悪化する場合がある。リード部の体積を低減する別の方法として、例えばリード部の面積を低減することが考えられる。ただし、リード部には、ＬＥＤの放熱性を得る観点から所定の面積が要求されており、その面積を低減するには限度がある。このことから、本発明者は、リード部の機械的強度および面積を維持しつつ、リード部の体積を低減するには、厚さを一様に薄くするのではなく、部分的に薄くするのがよいと考えた。すなわち、リード部を、厚さ方向において所定の断面形状とすればよいと考えた。そこで、本発明者は、このような断面形状について検討を行った。
【００２８】
その結果、リード部において、一部分を他の部分よりも薄く形成することで、相対的に突出する凸部を形成し、その凸部の凸面を実装面とすることがよいとの知見を得た。これによれば、リード部を所定の形状とすることでリード部の体積を低減できるため、リード部とそれに実装されるＬＥＤとの接合界面で生じる応力を低減し、ＬＥＤの剥離を抑制できることを見出した。
【００２９】
一方、リード部の体積を低減する別の方法として、上記のようにリード部を凸部構造とするのではなく、凹部構造とする方法も考えられる。具体的には、ＬＥＤを実装する領域を薄くして、その周辺の領域を相対的に厚くすることによって、リード部の断面形状を凹部として、その凹面を実装面とする。しかしながら、本発明者の検討によれば、リード部の体積を低減できるものの、リードフレームとＬＥＤとの接合界面における応力を十分に抑制できず、ＬＥＤの剥離を十分に抑制できないことが確認された。この理由は以下のように推測される。一般に、線膨張率の異なる部材を積層させた構造（バイメタル）では、積層された部材の膜厚が小さいほど反りが大きくなることが知られている。このことから、リード部の形状を凹部構造とした場合、接合界面におけるリード部の厚さが薄く、反りが大きくなる。つまり、リード部の接合界面において、垂直方向への変位が大きくなり、接合界面における垂直方向への主応力が増大する。このため、リード部の体積の低減から想定されるほどの効果を得られず、ＬＥＤの剥離を十分に抑制できない。
【００３０】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものである。
【００３１】
〈本発明の一実施形態〉
以下、本発明の一実施形態について説明をする。
【００３２】
（１）ＬＥＤ用リードフレーム
まず、本実施形態のＬＥＤ用リードフレームについて図１及び図２を用いて説明をする。なお、以下の説明では、ＬＥＤ用リードフレームを単にリードフレームともいう。また、リードフレームにおいてＬＥＤが実装される側の面を表面とし、表面とは反対の面を裏面とする。また、各図において、同一の部材については同一の番号を付す。図１は、本発明の一実施形態に係るリードフレームの概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るリードフレームにおけるリード部の近傍の拡大図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ´断面図、（ｃ）は下面図である。
【００３３】
リードフレーム１は、ＬＥＤパッケージ６０を製造するために用いられる。リードフレーム１は、金属体に例えば打ち抜き加工やエッチング加工を行うことで形成されており、図１に示すように、複数のリード部１０が行列状に（縦６個、横６個）配列されている。複数のリード部１０のそれぞれは、ＬＥＤパッケージ６０が形成される領域に対応しており、リードフレーム１からは３６個のＬＥＤパッケージ６０が製造される。ＬＥＤパッケージ６０は、リード部１０にＬＥＤ５０が実装され、樹脂封止された後、切断により個片化されることで製造される。
【００３４】
具体的には、リードフレーム１は、図２に示すように、リード部１０と、支持フレーム部２０と、吊りリード２１と、を備えている。
【００３５】
リード部１０は、吊りリード２１により支持フレーム部２０に支持されている。リード部１０は、図２（ａ）に示すように、実装されるＬＥＤ５０の２つの電極に対応して接合されるように、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂを備える。第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂは、隙間３０を介して離間されて形成されているが、ともに支持フレーム部２０に連結されている。第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂは、図２（ｃ）に示すように、裏面側に、外部配線と接続される外部接続面１４（１４ａ，１４ｂ）を有している。また、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂの裏面側は、放熱領域ともなり、ＬＥＤパッケージ６０の放熱性を向上させる。なお、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂは、ＬＥＤパッケージ６０に製造されて切断により個片化された際に互いに電気的に絶縁されるようになる。
【００３６】
第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂは、ＬＥＤ５０の異なる電極にそれぞれ接続される。例えば、第１のリード部１０ａはＬＥＤ５０のアノード電極に接続され、第２のリード部１０ｂはＬＥＤ５０のカソード電極に接続されることで、ＬＥＤ５０が実装される。ＬＥＤ５０のリード部１０（１０ａ，１０ｂ）への実装においては、後述するように、例えば、片面に２つの電極を有するＬＥＤ５０が用いられる。このＬＥＤ５０は、フリップチップ接続により、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂをまたぐように配置されて接合される。なお、リード部１０とＬＥＤ５０の電極との接続はこれに限定されず、第１のリード部１０ａにＬＥＤ５０のカソード電極が接続され、第２のリード部１０ｂにＬＥＤ５０のアノード電極が接続されてもよい。
【００３７】
第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂは、それぞれ実装面１１（１１ａ，１１ｂ）を有しており、実装面１１でＬＥＤ５０の電極と接合される。本実施形態においては、上述したように、リード部１０とＬＥＤ５０との接合界面で生じる応力を低減するため、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂの体積は低減されており、所定の断面形状を有する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、第１のリード部１０ａでは、実装面１１ａ以外の領域が薄く形成されることにより相対的に突出した部分が凸部１２ａとなる。この凸部１２ａの凸面が実装面１１ａとなる。同様に、第２のリード部１０ｂでも、凸部１２ｂが形成されて、凸部１２ｂの凸面が実装面１１ｂとなる。
【００３８】
リード部１０（１０ａ，１０ｂ）においては、実装面１１を除く領域が薄く形成されることで、図２（ｂ）に示す点線領域の分、金属体の体積が低減されている。上述したように、金属体はＬＥＤ５０と比較して線膨張率が大きく、温度変化による収縮量が大きいが、リード部１０においては、この金属体の体積が低減することにより、収縮に伴って発生する力が低減されている。これにより、リード部１０の実装面１１とＬＥＤ５０の電極との接合界面で生じる応力が低減されて、ＬＥＤ５０のリード部１０からの剥離が抑制されることになる。
【００３９】
金属体の体積を低減する（リード部１０の体積を低減する）観点からは、図２（ｂ）とは逆に実装面１１の領域を薄く形成する方法、もしくはリード部１０を全体的に薄く形成する方法も考えられるが、これらの方法ではＬＥＤ５０の剥離を抑制することは困難となっている。この点につき、以下、具体的に説明をする。リード部１０が略平板であることからリード部１０（金属体）は主に水平方向に収縮するが、実際には、リード部１０は垂直方向（厚さ方向）にも収縮する。つまり、接合界面には、水平方向だけでなく垂直方向にも応力が作用することになる。このため、リード部１０における実装面１１（接合界面）の領域を薄く形成すると、リード部１０は垂直方向の応力により反りやすくなり、この反りに起因してＬＥＤ５０が剥離しやすくなる。
しかしながら、本実施形態のリード部１０は所定の凸部１２ａとなっており、実装面１１の領域はそれ以外の領域よりも厚く形成されている。このため、リード部１０においては、金属体の体積の低減により水平方向の収縮量が低減されると共に、垂直方向の応力による反りが抑制されている。
【００４０】
リード部１０（１０ａ，１０ｂ）において、凸部１２（１２ａ，１２ｂ）の領域における厚さｔ１は、リードフレーム１の材料となる金属体の厚さに対応する。金属体の厚さは、特に限定されないが、放熱性の観点から薄いことが好ましいが、薄すぎると機械的強度が低く、リードフレーム１の取り扱い性が低下するおそれがある。このため、金属体の厚さとしては、例えば２５μｍ以上１０００μｍ以下が好ましい。
【００４１】
また、実装面１１以外の領域における厚さｔ２は、厚さｔ１よりも小さく、金属体の厚さよりも小さい。本実施形態においては、リード部１０の体積を低減する観点から、厚さｔ２は小さいことが好ましい。ただし、厚さｔ２が小さすぎると、リードフレーム１の取り扱い性が低下するおそれがある。このため、厚さｔ２は、少なくとも１０μｍ以上あることが好ましい。
【００４２】
また、リード部１０（１０ａ，１０ｂ）において、実装面１１以外の領域は、図２（ｂ）に示すように平坦面を有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、実装面１１以外の領域は、厚さｔ２が外側に向かって減少するようなテーパー面であってもよく、または厚さｔ２が外側に向かって段階的に減少するような段差面であってもよい。
【００４３】
また、リード部１０（１０ａ，１０ｂ）において、実装面１１の面積は、ＬＥＤ５０の電極との接合を確保できれば特に限定されない。実装面１１の面積が小さいほど、リード部１０の体積を低減し、接合界面で生じる応力を低減できるため、実装面１１の面積は低いことが好ましく、実装されるＬＥＤ５０の電極の面積と同等であることが好ましい。
【００４４】
また、リード部１０（１０ａ，１０ｂ）において、実装面１１の形状は、図２（ａ）に示す円形に限定されず、例えば四角形とすることもできる。
【００４５】
また、リードフレーム１においては、少なくとも片面もしくは両面に、その一部もしくは全面に形成される反射層４１を備えることが好ましい。この反射層４１しては、例えば銀、銀−錫合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、銀−ルテニウム合金、銀−金合金、銀−パラジウム合金、銀−ニッケル合金、銀−セレン合金、銀−アンチモン合金、銀−白金合金のいずれかから形成されることが好ましい。特に、赤色や赤外線を発するＬＥＤが実装される場合、この波長域でより反射率が大きい金あるいは金合金等を用いることが好ましい。反射層の形成方法としては、特に限定されないが、例えばメッキ、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などが用いられる。
【００４６】
また、リードフレーム１においては、少なくとも半田付けがされる領域（例えば実装面１１など）にメッキ層４２が形成されることが好ましい。すなわち、少なくとも実装面１１上にメッキ層４２を備えており、メッキ層４２が銀、銀合金、錫、錫合金、金、金合金のいずれかから形成されることが好ましい。
【００４７】
また、リードフレーム１においては、金属体に打ち抜き加工やエッチング加工を施すことにより形成されるが、この金属体としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかからなることが好ましい。
【００４８】
（２）ＬＥＤパッケージ
次に、上述のリードフレーム１を用いたＬＥＤパッケージ６０について説明をする。
【００４９】
本実施形態のＬＥＤパッケージ６０は、図４に示すように、リードフレーム１と、ＬＥＤ５０と、を備えており、リードフレーム１にＬＥＤ５０が実装されている。
【００５０】
ＬＥＤ５０は、片面にアノード電極（図示略）およびカソード電極（図示略）を備えており、アノード電極およびカソード電極は、第１のリード部１０ａおよび第２のリード部１０ｂのそれぞれに電気的に接続されている。ＬＥＤ５０において、基材は特に限定されず、例えばサファイア、炭化ケイ素、ヒ素化ガリウム、シリコンなどからなる基材を含む。また、ＬＥＤとしては、例えば、白色、青色、赤色などの素子、さらには紫外や赤外といった不可視光の素子を用いることができる。
【００５１】
ＬＥＤ５０の電極（アノード電極およびカソード電極）と、リードフレーム１のリード部１０（１０ａ，１０ｂ）とは、半田４４を用いて加熱処理することにより接続される。半田４４としては、特に限定されず、例えば、金−錫共晶合金、金−シリコン共晶合金、錫系の鉛フリー半田などを用いることができるが、放熱性の点から金−錫共晶合金が好ましい。
【００５２】
本実施形態のＬＥＤパッケージ６０において、リード部１０は所定の断面形状を有しており、温度変化による伸縮量が大きい金属体の体積が低減されている。このため、リード部１０は温度変化による伸縮量が低減されており、ＬＥＤの温度変化による伸縮量との差が低減されている。これにより、リード部１０の実装面１１とＬＥＤ５０の電極との接合界面において生じる応力が低減される。また、リード部１０は、ＬＥＤ５０と接合される実装面１１の面積が低減されている。これにより、実装面１１の寸法の変動量が抑制されており、ＬＥＤ５０の電極との接合界面で生じる応力が低減される。この結果、ＬＥＤパッケージ６０においては、ＬＥＤ５０のリード部１０からの剥離が抑制される。
【００５３】
本実施形態のＬＥＤパッケージ６０は、照明機器、液晶バックライト、各種インジケータ、表示パネル等へと応用することができる。
【００５４】
（３）ＬＥＤパッケージの製造
次に、上述のＬＥＤパッケージ６０を製造する方法について図３（ａ）〜図３（ｅ）を用いて説明をする。以下、リードフレーム１を製造した後、そのリードフレーム１を用いてＬＥＤパッケージ６０を製造する場合について説明をする。
【００５５】
まず、リードフレーム１の材料となる金属体（例えば、厚さ７５μｍの銅箔）を準備する。
【００５６】
（打ち抜き加工）
続いて、材料となる金属体に金型を用いて打ち抜き加工を施し、リード部１０、支持フレーム部２０及び吊りリード２１を形成する。本実施形態では、例えば図１（ａ）に示すように、リード部１０を縦横に６列ずつ配列されて形成する。
【００５７】
（エッチング処理）
続いて、リード部１０の表面側において、実装面１１を除く領域が実装面１１となる領域よりも薄く形成されるようにエッチングを行う。このとき、リード部１０の実装面１１が、例えば図２（ａ）に示すような円形状となるようにエッチングを行う。すなわち、リード部１０の表面側の一部をエッチングすることで、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すような所定の断面形状を有するリード部１０を形成する。リード部１０は、所定の断面形状に形成されることにより、金属体の体積が低減されるように形成されている。また、リード部１０においては、一部が他の部分よりも薄く形成されることで相対的に突出する凸部１２が形成されており、その凸面が実装面１１となっている。このエッチングにより、図３（ａ）に示すようなリードフレーム１を得る。
【００５８】
（メッキ処理）
続いて、図３（ｂ）に示すように、リードフレーム１の表面側に第１のメッキ処理を施すことで、実装面１１を除いた部分に反射層４１を形成する。さらに、第２のメッキ処理を施すことで、リード部１０の実装面１１およびリード部１０の裏面側の外部接続面１４上にメッキ層４２を形成する。
【００５９】
（樹脂封止層の形成）
続いて、反射層４１及びメッキ層４２を形成した後、図３（ｃ）に示すように樹脂封止を行った。具体的には、ＬＥＤ５０が実装される実装面１１、および外部配線と接続される外部接続面１４を除いた部分に、トランスファーモールドを用いて、樹脂材料からなる樹脂封止層４３を形成した。このリードフレーム１は、その表面側において、リード部１０の実装面１１が露出するように構成されており、ＬＥＤ５０を実装面１１に接合できる。また、その裏面側において、外部接続面１４が露出するように構成されており、外部配線との接合ができる。
【００６０】
（ＬＥＤの実装）
続いて、得られたリードフレーム１にＬＥＤ５０を実装する。具体的には、図３（ｄ）に示すように、リードフレーム１におけるリード部１０の実装面１１に半田４４を塗布して、ＬＥＤ５０を搭載する。その後、加熱処理を行うことにより、ＬＥＤ５０の電極をリード部１０の実装面１１へと接合する。
【００６１】
（パッケージ加工）
最後に、図３（ｅ）に示すように、図中の点線に沿って切断することにより、個片化されたＬＥＤパッケージ６０を得る。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明の実施例を説明する。これらの実施例は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームおよびＬＥＤパッケージの一例であって、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【００６３】
（実施例１）
実施例１では、図１（ａ）〜（ｂ）、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような構造のリードフレーム１を製造した。
【００６４】
まず、長尺状の金属体として銅板（３５ｍｍ角、厚さ７５μｍ）に、金型を用いて打ち抜き加工を行い、６行×６列の合計３６のリード部１０を形成した。リード部１０の大きさは、２．９ｍｍ角とした。
【００６５】
続いて、リード部１０の実装面１１を凸面形状となるように加工した。具体的には、リード部１０の実装面１１が半径１．６ｍｍの円形状となるように、リード部１０の一部分（実装面以外の領域）をエッチングして厚さを薄くした。これにより、実施例１のリードフレームを得た。
【００６６】
続いて、加工されたリードフレーム１に第１のメッキ処理を施し、リード部１０の表面側にある実装面１１を除いた部分に反射層４１として銀メッキ層を形成した。さらに、第２のメッキ処理を施し、リード部１０の実装面１１、およびリード部１０の実装面１１とは反対側の面（外部接続面１４）にメッキ層４２としてニッケル金メッキ層を形成した。
【００６７】
続いて、トランスファーモールドを用いて、リード部１０における隙間３０を樹脂で充填し、樹脂材料からなる樹脂封止層４３を形成した。
【００６８】
製造された実施例１のリードフレーム１を用いて、ＬＥＤパッケージ６０を製造した。
まず、リードフレーム１の実装面１１に形成されたニッケル金メッキ層上に、半田４４として金−錫共晶合金入りの半田ペーストを塗布した。続いて、３６箇所のリード部１０のそれぞれにＬＥＤ５０を載置した。窒素雰囲気中で２８０℃、１５分の加熱処理を行った。加熱処理後、大気中で室温まで冷却した。そして、冷却後、切断により個片化することによって、３６個のＬＥＤパッケージ６０を得た。実施例１では、図４に示すような構造のＬＥＤパッケージ６０を製造した。なお、本実施例では、ＬＥＤ５０として、サファイア基板上に窒化ガリウムおよび窒化インジウム・ガリウム化合物からなる化合物半導体薄膜をエピタキシャル成長させた、発光ピーク波長が４６０ｎｍのＬＥＤ（１ｍｍ角、厚さ９５μｍ）を用いた。
【００６９】
（比較例１）
比較例１では、図６（ａ）〜（ｂ）、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような構造のＬＥＤパッケージ用リードフレームを製造した。実施例１では、リード部１０の断面形状を、表面側に凸部１２を有する上凸形状としたが、比較例１では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、リード部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）の断面形状を、裏面側に凸部を有する下凸形状とした。すなわち、比較例１では、実装面１１１（１１１ａ，１１１ｂ）の大きさを横２．９ｍｍ×縦２．９ｍｍとして、実装面１１１の面積を低減しなかった。また、リード部１１０の裏面側、つまり外部接続面１１４（１１４ａ，１１４ｂ）を外部配線に合わせて面積を低減した。これらの条件を変更した以外は、実施例１と同様の条件でリードフレーム１００を製造した。
【００７０】
具体的には、まず、金属体として銅板（３５ｍｍ角、厚さ７５μｍ）に打ち抜き加工を行い、６行×６列の合計３６のリード部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）を形成した。なお、リード部１１０の大きさを２．９ｍｍ角とした。続いて、図８（ａ）に示すように、リード部１１０の裏面側をエッチングすることにより、外部接続面１１４の面積を低減させた。続いて、図８（ｂ）に示すように、第１のメッキ処理を施し、リード部１１０の表面側にある実装面１１１を除いた部分に反射層１４１として銀メッキ層を形成した。さらに、第２のメッキ処理を施し、リード部１１０の実装面１１１、およびリード部１１０の実装面１１１とは反対側の面（外部接続面１１４）にメッキ層１４２としてニッケル金メッキ層を形成した。続いて、図８（ｃ）に示すように、トランスファーモールドを用いて反射層１４３を形成した。これにより、比較例１のリードフレーム１００を得た。
【００７１】
次に、実施例１と同様に、比較例１のリードフレーム１００を用いてＬＥＤパッケージ１６０を製造した。まず、リードフレーム１００の実装面１１１上に半田４４として半田ペーストを塗布した。続いて、３６箇所のリード部１１１のそれぞれにＬＥＤ１５０を載置した。その後、加熱処理を行って、冷却することによって、ＬＥＤ１５０をリードフレーム１００へ接合した。冷却後、切断により個片化することによって、３６個のＬＥＤパッケージ１６０を得た。
【００７２】
（３）評価方法
得られたＬＥＤパッケージについて、以下の方法により評価した。
【００７３】
（剥離試験）
得られた３６個のＬＥＤパッケージについて、ＬＥＤパッケージ用リードフレームとＬＥＤとの間の接合部分を光学顕微鏡により観察した。そして、ＬＥＤが剥離した個数を求めた。
【００７４】
（熱応力解析）
本実施例では、得られたＬＥＤパッケージについて、主応力、接合界面における水平方向のせん断応力、および接合界面における垂直方向のせん断応力を測定した。これらの応力は、一般に、接合界面の中央よりも端部に集中しやすく、剥離は端部を起点として発生しやすい。ただし、局所的な応力の測定は困難であるため、本実施例では、有限要素法による熱応力解析を適用し、複数の箇所における応力を求めた。測定箇所は、図５に示すように、ＬＥＤにおける６箇所（Ａ〜Ｆ）を選択した。
【００７５】
（４）評価結果
剥離試験の結果、実施例１は、ＬＥＤが剥離した個数が０個であった。これに対して、比較例１は、３６個中１１個でＬＥＤの剥離が確認された。
【００７６】
熱応力解析の結果を以下の表１〜３に示す。表１は主応力を、表２は界面における水平方向のせん断応力を、表３は界面における垂直方向のせん断応力をそれぞれ示す。なお、表１〜３において、単位は［ＭＰａ］である。
【００７７】
【表１】
2014232781.tif 000003
【００７８】
【表２】
2014232781.tif 000004
【００７９】
【表３】
2014232781.tif 000005
【００８０】
表１〜３に示すように、主応力および水平方向のせん断応力は、比較例１よりも実施例１の方が著しく低減されていることが確認された。垂直方向のせん断応力は、比較例１よりも実施例１の方が大きいことが確認された。ただし、その差は、水平方向のせん断応力の差と比較すると小さいため、せん断応力全体では、比較例１よりも実施例１の方が小さいことが確認された。この結果から、実施例１では、リード部を所定の断面形状とすることにより、ＬＥＤとの接合界面で生じる応力を低減させて、ＬＥＤの剥離を抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００８１】
１  ＬＥＤ用リードフレーム
１０（１０ａ，１０ｂ）  リード部（第１のリード部、第２のリード部）
１１  （１１ａ，１１ｂ）実装面
６０  ＬＥＤパッケージ
【図１】
2014232781.tif 000006
【図２】
2014232781.tif 000007
【図３】
2014232781.tif 000008
【図４】
2014232781.tif 000009
【図５】
2014232781.tif 000010
【図６】
2014232781.tif 000011
【図７】
2014232781.tif 000012
【図８】
2014232781.tif 000013