(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を搭載するＬＥＤ用リードフレームにおいて、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有するリードフレーム、前記リードフレームの載置面側に銀または銀合金を含み反射層として設けられた銀反射層と、前記銀反射層上に設けられ、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備え、前記銀反射層は、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子が、銀反射層の所定の断面の全面積のうちの３０％以下であって、前記保護用金属で部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させたものであること特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
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１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記銀反射層上の一部を露出するように、前記保護用金属で部分的に覆われた部位がメッキ層であることを特徴とする請求項１、または、請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
ＬＥＤ素子を搭載するＬＥＤ用リードフレームの製造において、前記リードフレームのＬＥＤ素子を載置する載置面を有するリードフレームを準備し、前記リードフレームの載置面側に銀または銀合金を含む反射層として銀反射層を設け、前記銀反射層は、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子が、銀反射層の所定の断面の全面積のうちの３０％以下とし、次に、前記銀反射層の一部が露出するように、且つ、部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させるように、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属をめっき法にて形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項５】
前記銀反射層上を、前記保護用金属で部分的に覆う処理の前に、前記銀反射層が熱処理により粒界を減少させたものであることを特徴とする請求項４に記載のリードフレームの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のリードフレームと、前記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ＬＥＤ用リードフレーム、およびこのようなＬＥＤ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素子を基板また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、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（特許文献１参照）。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】
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。
【０００５】
さらに、このような光半導体装置の封止に用いられる封止剤としての透光性樹脂としては、シリコーン樹脂などが使用され、樹脂の種類により程度の差はあるもののガスバリア性が十分でないため、十分に水分子を遮断できず、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。
【０００６】
さらに、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。
【０００７】
このような問題を解決すべく、従来、基材上の銀合金又は銀からなる層の外層に銀合金又は銀以外の金属の金属酸化物層が設けられてなる光半導体装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に開示された光半導体装置においては、銀合金又は銀からなる層の全面を覆うようにして金属酸化物層が設けられているため、空気中の酸素や硫化水素等の腐食性ガスによる銀の変色等を抑制することができる。しかしながら、光半導体装置における反射率が金属酸化物層の反射率に依存することになる。また、金属酸化物は、銀合金又は銀よりも可視光の反射率の低い。従って、光半導体装置の製造初期における反射率、すなわち腐食性ガス等により銀合金又は銀からなる層が変色する前の初期における反射率が低下し、ＬＥＤ素子から発せられた光を効率的に取り出すことが困難となり、光半導体装置の輝度が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
一方、製造初期における反射率を低下させないようにすべく、上記特許文献２に開示された光半導体装置において銀合金又は銀からなる層の一部を露出させるように金属酸化物層を設けることが考えられる。このような態様であれば光半導体装置の製造初期における反射率を向上させることができるものの、銀合金又は銀からなる層が一部であっても露出していると腐食性ガス等に対する耐性が低下し、露出する一部の銀合金又は銀からなる層が変色してしまうという問題がある。すなわち、製造初期における反射率の向上及び銀合金又は銀からなる層の腐食性ガス等に対する耐性の向上という要求を、いずれも満足し得るような光半導体装置は、未だ提案されていない。
【００１０】
また、上記光半導体装置を長期的に使用していると、熱などによりリードフレームに含まれる銅が反射層の表面に向かって移動し蓄積する、いわゆるパイルアップ現象が発生することがある。このパイルアップ現象により銅が反射層の表面に向かって移動し蓄積すると、蓄積した銅により反射層が着色する。さらに当該銅と酸素との結合により酸化銅が生成され、光半導体装置における反射率が著しく低下してしまうという問題がある。また、製造工程で銅のパイルアップ現象が生じると表面に形成された酸化銅によりワイヤーボンディングの際、接着強度が落ち、接続不良が生じやすくなるという問題がある。
【００１１】
このような銅のパイルアップ現象による反射率の低下を防止することを目的として、従来、基材と銀めっき層との間にニッケルめっき層等の中間めっき層が設けられてなる光半導体装置が提案されている（特許文献３参照）。しかし、ニッケルめっき層による銅の移動による反射層表面でのパイルアップ（蓄積）に対する抑制効果は十分ではなく、経時的にはニッケルめっき層を通って基材中の銅がパイルアップ（蓄積）してしまい、それにより反射率が低下してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２４５０３２号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／００４７１１号
【特許文献３】特開２０１１−２０４７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のような現状に鑑みて、本発明は、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るＬＥＤ素子を載置するリードフレーム、ならびに、当該リードフレームを用いた光半導体装置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】
【００１４】
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ＬＥＤ用リードフレームにおいて、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有するリードフレーム、前記リードフレームの載置面側に銀または銀合金を含み反射層として設けられた銀反射層と、前記銀反射層上に設けられ、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備え、前記銀反射層は、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子が、銀反射層の所定の断面の全面積のうちの３０％以下であって、前記保護用金属で部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させたものであること特徴とするリードフレームの構成である。
【００１５】
ここで、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させるとは、前記保護用金属が前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部上に存在する状態を含む概念である。前記保護用金属が前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部のみに存在する状態が望ましいが、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部のみに存在する状態のみを示す意味で用いた用語ではない。前記保護用金属で覆われた部分の一定割合が、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部である状態を示す概念として用いた用語である。
【００１６】
加えて、本願発明の請求項２のＬＥＤ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。
【００１７】
加えて、本願発明の請求項３のＬＥＤ用リードフレームは、前記銀反射層上の一部を露出するように、前記保護用金属で部分的に覆われた部位がメッキ層であることを特徴とするものである。
【００１８】
加えて、本願発明の請求項４のＬＥＤ用リードフレームの製造方法は、ＬＥＤ素子を搭載するＬＥＤ用リードフレームの製造において、前記リードフレームのＬＥＤ素子を載置する載置面を有するリードフレームを準備し、前記リードフレームの載置面側に銀または銀合金を含む反射層として銀反射層を設け、前記銀反射層は、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子が、銀反射層の所定の断面の全面積のうちの３０％以下とし、次に、前記銀反射層の一部が露出するように、且つ、部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させるように、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属をめっき法にて形成することを特徴とする製造方法である。
【００１９】
加えて、本願発明の請求項５のＬＥＤ用リードフレームの製造方法は、前記銀反射層上を、前記保護用金属で部分的に覆う処理の前に、前記銀反射層が熱処理により粒界を減少させたものであることを特徴とする製造方法である。
【００２０】
加えて、本願発明の請求項６は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のリードフレームと、前記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】
【００２１】
本発明によれば、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームにおいて、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる金属が、銀よりも標準電極電位が低いことにより、銀が銀イオン化する代わりに、銀よりも標準電極電位が低い金属がイオン化することにより、所謂、犠牲金属として作用し、銀がイオン化することを防ぐ。さらに、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる金属が、銀よりもヤング率の低い金属を用いることにより応力緩和作用を生じ、前記銀反射層表面の微細なクラック発生を防止する。従って、前記銀反射層表面に微細なクラックが発生することにより、反射率が低下するとともに、銀の反応表面の増加することを防止する。
【００２２】
従って、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀反射層の銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るＬＥＤ素子を載置するリードフレームを用いた光半導体装置を提供することが可能となる。
【００２３】
さらに、銀反射層の表面において、反射率が低く、銀合金又は銀の結晶欠陥、析出した不純物、拡散またはパイルアップした金属が集中している粒界部の露出部分が、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属で覆われることにより減少する。従って、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るといった効果がより顕著となる。
【００２４】
さらに、請求項２に記載の構成要件を備えることにより、前記銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属が、上記、イオンマイグレーションの抑制、腐食ガスに対する耐性向上、銅のパイルアップの抑止等の効果がより顕著に得られ、粒界部を選択的に減少させるために適した加工特性を有する金属である、インジウム、ビスマス、錫に特定するものである。
【００２５】
さらに、請求項３または請求項４に記載の構成要件を備えることにより、めっき法により反応性が高い銀反射層の表面に露出した粒界部から前記銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属が析出する。従って、銀反射面に露出する銀合金又は銀の粒界部をより一層選択的に覆う事が可能となる。また、反応性が高い部位から保護用金属を形成することになるため、めっき法により保護用金属を形成した後の銀反射層は、化学的に非常に安定したものとなる。一方で、反応性が高い部位から選択的に保護用金属が形成されることから、保護用金属の形成部位は、最小限に抑えることが可能となり、反射に寄与する銀反射層の表面に露出する銀合金又は銀の結晶部の面積を大きくする事が可能となり、初期反射率の高い銀反射面を形成することができる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載の構成要件を備えることにより、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属で部分的に覆う処理の前に、前記銀反射層を熱処理することにより、銀合金又は銀の結晶粒子が大きく成長し、銀反射層の表面に露出する粒界が減少する。
銀反射層表面において、反射率に優れ反応性の低い非粒界部(銀合金又は銀の結晶部)の面積が相対的に増加し、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属で覆う必要がある粒界部の面積が減少するため、同一の銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下に対す効果を維持したうえで、より反射率が高い銀反射面を形成できる。また、比較的高価な金属が多い、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属の使用量を減少させることが、可能となり、コストの低減にも効果がある。
【００２７】
さらに、請求項６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、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀反射層の銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るＬＥＤ素子を載置するリードフレームを用いた光半導体装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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２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るに過ぎない。
【図２】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。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３】本発明おける保護用金属で部分的に覆う前の銀反射層の部分拡大図であり、図３（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３（Ｂ）は図３（Ａ）の銀反射層D−D断面を示す部分断面図である。
【図４】本発明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フロー図である。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るに過ぎない。
【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るに過ぎない。
【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るに過ぎない。
【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るに過ぎない。
【図１１】本発明における、銀のイオンマイグレーションの評価用サンプルの形態及び製造工程を示す工程フロー図(前半)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。  図中の（ａ−１）は、本願における基材に相当し（ａ−２）は（ａ−１）のＦ−Ｆ断面における断面図である。  図中の（ｂ−１）は、本願における基材に銀反射層を形成したものに相当し（ｂ−２）は（ｂ−１）のＧ−Ｇ断面における断面図である。  図中の（ｃ−１）は、本願における基材に銀反射層を形成した後保護用金属を形成したリードフレームに相当し（ｃ−２）は（ｃ−１）のＨ−Ｈ断面における断面図である。
【図１２】本発明における、銀のイオンマイグレーションの評価用サンプルの形態及び製造工程を示す工程フロー図(後半)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。  図中の（ｄ−１）は、本願におけるリードフレームに絶縁樹脂を形成したもの相当し（ｄ−２）は（ｄ−１）のＩ−Ｉ断面における断面図である。  図中の（ｅ−１）は、本願におけるリードフレームに絶縁樹脂を形成した後封止樹脂部を形成したものに相当し（ｅ−２）は（ｅ−１）のＪ−Ｊ断面における断面図である。  図中の（ｆ−１）は、本願におけるリードフレームに絶縁樹脂を形成した後封止樹脂部を形成したものをトリミングしたものに相当し（ｆ−２）は（ｆ−１）のＫ−Ｋ断面における断面図である。
【図１３】銀のイオンマイグレーションの比較用サンプルの形態及び製造工程を示す工程フロー図である。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。  図中の（ａ−１）は、本願における基材に相当し（ａ−２）は（ａ−１）のＬ−Ｌ断面における断面図である。  図中の（ｂ−１）は、本願における基材に銀反射層を形成した後保護用金属を形成したリードフレームに相当し（ｂ−２）は（ｂ−１）のＭ−Ｍ断面における断面図である。  図中の（ｃ−１）は、本願におけるリードフレームに絶縁樹脂を形成した後封止樹脂部を形成したものをトリミングしたものに相当し（ｃ−２）は（ｃ−１）のＮ−Ｎ断面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
［ＬＥＤ用リードフレーム］
まず、本発明のＬＥＤ用リードフレームについて説明する。
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２のＣ−Ｃ断面の部分断面図であり、図２は、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。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。また、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。
【００３１】
図１及び図２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２点線にて囲まれる各領域）を有する平板状の基材１２と、当該基材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と、前記銀反射層１３上に設けられ、前記銀反射層１３の一部が露出するように前記銀反射層１３を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属１４を備える。
【００３２】
［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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
［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。
【００３６】
めっき等により形成された銀反射層１３は、加熱処理によって銀合金又は銀の結晶化を促進することで、表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２が相対的に減少し、イオンマイグレーションの抑止効果を向上し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層１３の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下に対す予防効果を向上できる。また、保護用金属１４で覆うべき表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２が減少することで反射率の向上を実現できる。
【００３７】
このようにして基材１２上に形成されてなる銀反射層１３は、その厚さ方向における所定の断面の全面積のうちの７０％以上、好ましくは８５％以上１００％未満が、断面積１μｍ2以上の銀合金又は銀の結晶粒子５１で占められることが望ましい。銀反射層１３の厚さ方向における所定の断面の全面積における、断面積１μｍ2以上の銀合金又は銀の結晶粒子５１の占める割合が上記範囲であれば、銀反射層１３における銀合金又は銀の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２が効果的に低減されていることになり、結果として、より少ない保護用金属１４により当該表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２が十分に被覆されるため、光半導体装置の製造初期における反射率をより向上させることができるとともに、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層１３の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制することができる。
【００３８】
なお、本発明において「銀反射層１３の厚さ方向所定の断面」とは、基材１２の載置領域ＭＡ上の銀反射層１３の厚さ方向における切断面のうち、ＳＥＭを用いて観察可能な領域であって、例えば、銀反射層１３の厚さ方向及び面方向における長さが１０μｍ×２０μｍの切断面である。また、本発明において「銀合金又は銀の結晶粒子５１の断面積」とは、銀反射層１３の厚さ方向における所定の断面に現れる銀合金又は銀の結晶粒子５１切断面の面積を意味し、当該断面積は、例えばＳＥＭを用いて当該切断面を観察し、ＥＢＳＰ検出器を用いて結晶方位を判別し、結晶粒子像を撮影し、粒径分布を算出する方法により測定することができる。
【００３９】
本発明における銀反射層１３の（特に熱処理により銀合金又は銀の結晶化を促進した場合の）ＳＥＭによる結晶粒像は、模式的には、図３に示したようなものとなる。表面から見た場合は、図３（Ａ）に示すように、銀合金又は銀の結晶粒子５１が観察され、銀合金又は銀の結晶粒子５１と銀合金又は銀の結晶粒子５１の間には、表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２（結晶粒界ともいう）が観察できる。また、図３の（Ａ）のＤ−Ｄ断面である「銀反射層の厚さ方向所定の断面」は、ＳＥＭにより模式的に図３（Ｂ）のように観測され、銀反射層１３の厚さ方向における所定の断面に現れる銀合金又は銀の結晶粒子５１切断面の面積を算出することができる。
【００４０】
また、銀反射層１３の所定の断面の全面積における断面積１μｍ2以上の銀合金又は銀の結晶粒子５１の占める面積割合は、一の載置領域ＭＡ上の銀反射層１３の任意の複数箇所（例えば３箇所）を切断し、当該切断面における当該面積割合の算術平均値として算出され得る。
【００４１】
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。
【００４２】
［保護用金属］
本願発明においては、銀反射層１３上に、銀反射層１３の一部が露出するように保護用金属１４にて被覆している。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上に設けられてなるが、図１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２、図５〜図１３においても同様である）。
【００４３】
前記保護用金属１４の材質としては、犠牲金属として、銀がイオン化する代わりにイオン化することによって、銀のイオン化さらには、銀のイオンマイグレーションを防止する観点から、銀よりも標準電極電位が低い金属が優れた効果を示す。一方で、銀よりヤング率の高い金属では、ストレスによるクラックが生じ、銀表面にクラックを生じることによって銀の表面積が増大し、銀イオンの発生が容易となるため銀のイオンマイグレーションが促進され好ましくない。従って、保護用金属１４の材料としては、銀よりも標準電極電位が低い金属であり、且つ、銀よりヤング率の低い金属であることが求められる。
【００４４】
銀よりも標準電極電位が低い金属であり、且つ、銀よりヤング率の低い金属としては、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、該当する。しかし、反応性が高すぎる金属は、形成と同時に酸化してしまう、もしくは、銀反射層１３上に形成が困難である等の問題点もある。安定性、安全性、取扱易さ、形成の容易さの観点から、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。
【００４５】
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。
【００４６】
銀反射層１３の前面を膜上に被覆して保護用金属１４を設ければ、銀反射層１３の露出はなく、銀のイオンマイグレーションは好適に抑制することができる。また、空気中の硫化水素による銀反射層の経時的な反射率の低下を抑えることができる。しかし、そのようなＬＥＤ用リードフレームから得られる光半導体装置の製造初期における反射率は、銀よりも反射率で劣る保護用金属１４の反射率に依存する。従って、反射率が高い銀反射層が露出したＬＥＤ用リードフレームから得られる光半導体装置と比較すると著しく反射率が小さなものとなり、初期の発光輝度の低下を招いてしまう。
【００４７】
しかしながら、銀反射層１３を保護用金属１４で覆うことなく使用すると、経時的に、銀のイオンマイグレーションを起こし絶縁性に劣化を生じ光半導体装置の安定性、信頼性が著しく低下するものである。また、大気中の硫化水素による銀反射層１３の反射率の低下も無視しがたくなる。
【００４８】
本発明は、これらの問題点を解決すべく、反射率に優れた、銀反射層１３の一部を露出させたまま、銀反射層１３の一部のみを保護用金属１４で部分的に被覆することにより、銀反射層１３の反射率の高さを生かし、且つ、銀のイオンマイグレーション及び空気中の硫化水素による銀反射層１３の経時的な反射率の低下を抑制することを見出したものである。
【００４９】
ここで、銀のイオンマイグレーションの前提になる銀のイオン化は、主に、銀合金又は銀の結晶粒界において生じると考えられる。そのため、当該露出した銀合金又は銀の粒界部５２を選択的に被覆するようにして保護用金属１４を設けることにより、銀反射層１３における銀のイオンマイグレーションを効果的に抑制することができるものと考えられる。しかしながら、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子５１が、銀反射層１３の所定の断面の全面積のうちの３０％を超えて占めている場合、所望とする反射率を得るために銀反射層１３の一部を露出させるようにして保護用金属１４を形成しても、当該露出した銀合金又は銀の粒界部５２を保護用金属１４により十分に被覆することができず、銀のイオンマイグレーションの抑制が困難となってしまうし、銀のイオンマイグレーションを抑制し得る程度に当該結晶粒界を保護用金属１４により十分に被覆すると、所望とする反射率を得ることが困難となってしまう。一方、断面積１μｍ2未満の銀合金又は銀の結晶粒子５１が、銀反射層１３の所定の断面の全面積のうちの３０％以下であることで、銀反射層１３上に所望とする反射率が得られる程度の保護用金属１４が設けられているだけであっても、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀のイオンマイグレーションを抑制することができ、結果として所望とする反射率をも得ることができる。
【００５０】
また、腐食性ガスによる銀合金又は銀の腐食についても、主に、銀合金又は銀の結晶粒界を起点として生じると考えられる。そのため、当該露出した銀合金又は銀の粒界部５２を選択的に被覆するようにして保護用金属１４を設けることにより、腐食性ガスによる銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制することができるものと考えられる。
【００５１】
また、本実施形態における基材１２として銅を含む基材１２（銅基板、銅合金基板等）を用いた場合、本実施形態に係るＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて製造される光半導体装置において、経時的に基材１２に含まれる銅が銀反射層１３上面に向かって移動し蓄積する、いわゆるパイルアップ現象が生じることがある。このときに、基材１２に含まれる銅が銀反射層１３における銀合金又は銀の粒界５３を通じて移動し、酸素と結合して生成された酸化銅が銀反射層１３の表面に露出すると、光半導体装置における反射率が低下してしまう。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が露出した銀合金又は銀の粒界部５２の少なくとも一部を被覆するようにして設けられていることで、基材１２側から移動する銅が銀反射層１３の表面まで到達するのを抑制することができ、また、銀反射層１３の表面側から銀合金又は銀の粒界５３に沿って酸素が入り込み難いため、銅と酸素との結合により酸化銅が生成されるのを抑制することができ、結果として光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
【００５２】
さらに望ましくは、銀反射層１３に保護用金属１４を形成後の状態をＳＥＭにて観測した際の模式図である図４に記載したように、表面においては（図４（Ａ））、保護金属で覆われた部位によって銀反射層の表面に露出した銀の粒界部５２を減少させるように形成されることによって、銀反射層１３の表面に露出した、反射率に優れ、銀反射層の表面において、反応性が比較的低い銀合金又は銀の結晶粒子５１を露出させたまま、銀反射層１３の表面に露出した、反射率に劣り、反応性が高い露出した銀合金又は銀の粒界部５２を保護用金属１４で覆うことにより、銀のイオンマイグレーション及び空気中の硫化水素による銀反射層１３の経時的な反射率の低下を抑制する効果と銀反射層の初期反射率の高さの両方にきわめてすぐれた効果を示すことを見出さした。
【００５３】
図４に示したような、きわめてすぐれた、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）」または「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。
【００５４】
保護用金属１４の厚さは、５〜５０ｎｍ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、銀のイオンマイグレーション、腐食性ガス（硫化水素など）による銀反射層１３の腐食、銅のパイルアップによる着色を効果的に抑制することができる。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。
【００５５】
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。
【００５６】
また、基材１２と銀反射層１３との間には、基材１２側から順に、銅めっき層および銀めっき層が積層されていてもよい。
【００５７】
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。
【００５８】
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、無光沢銀めっきまた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。
【００５９】
これらの銅めっき層およ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。
【００６０】
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における銀合金又は銀の結晶粒界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、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
【００６１】
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１、図１０参照）。
【００６２】
［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フロー図である。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
（銀反射層の形成）
次に、基材１２の表面およ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。
【００６９】
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））。
【００７０】
上述したように、銀反射層１３は、白金（Ｐｔ）と銀（Ａｇ）との合金または金（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また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、シアン化金およ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。
【００７１】
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のとしては、シアン化銀およ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、シアン化銅およ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。
【００７２】
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。
【００７３】
（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の加熱温度は、当該銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の結晶粒子を再結晶化させることによって当該結晶粒子のサイズを増大させ得る温度、すなわち加熱後の銀反射層１３の厚さ方向における所定の断面の全面積のうちの、好ましくは７０％以上、より好ましくは８５％以上１００％未満が断面積１μｍ2以上の銀合金又は銀の結晶粒子で占められるような加熱温度であり、加熱後の銀反射層１３において、当該銀反射層１３の厚さの二乗以上の断面積を有する銀合金又は銀の結晶粒子が少なくとも１個存在するような加熱温度であるのが特に好ましい。かかる温度で加熱することにより、銀合金又は銀の結晶粒界５３の少ない銀反射層１３を形成することができる。具体的には、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。
【００７４】
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、１０分を超えても、それ以上銀合金又は銀の結晶粒子のサイズを増大させ、結晶粒界５３を少なくすることが困難である。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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（銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属（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））。
【００７８】
このとき、保護用金属は、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を構成する銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制し得る程度の保護用金属１４を形成するのが困難となるおそれがあり、５０ｎｍを超えると、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制し得る程度の保護用金属１４を形成することができるものの、銀反射層１３における銀合金又は銀の結晶粒界以外の部分にも保護用金属１４が形成されてしまい、かかるＬＥＤ用リードフレームを用いて得られる光半導体装置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。
【００７９】
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、銀合金又は銀の結晶粒界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、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。そして、前述したように、加熱された銀反射層１３においては、銀反射層１３を構成する銀合金又は銀の粒界部５２が少なくなっているため、銀反射層１３の一部が露出するようにして保護用金属１４が形成されたとしても、銀合金又は銀の粒界部５２はほとんど露出しないことになる。その結果、銀反射層１３での銀のイオンマイグレーションを効果的に抑制することができるとともに、腐食性ガス等による銀反射層１３の腐食を効果的に抑制することができ、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を得ることができる。
【００８０】
さらに、上記加熱工程により銀反射層１３における銀合金又は銀の結晶粒子５１のサイズを増大させて表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２を少なくし、上記保護用金属１４形成工程により当該銀反射層１３における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が形成されることで、得られるＬＥＤ用リードフレーム１０を用いて製造される光半導体装置において、銀反射層１３の下方（基材１２、下地めっき層としての銅ストライクめっき層）側から表面に向かって移動してきた銅が、当該銀反射層１３の表面にまで移動してくるのを防止することができるとともに、銀反射層１３上の酸素が銀合金又は銀の結晶粒界５３を通じて銀反射層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、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
［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。
【００８４】
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、または、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。
【００８５】
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が充填されてなる封止樹脂部１７とを備える。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
封止樹脂部１７を構成する封止樹脂としては、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の封止樹脂部１７を構成する封止樹脂は、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、封止樹脂部１７を構成する封止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。
【００９１】
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、光半導体装置３０の銀反射層１３の腐食により反射率の低下を招きやすい。しかし、本実施形態における光半導体装置３０においては、銀反射層１３の一部が露出するようにして保護用金属１４が設けられ、当該銀反射層１３が銀めっき層を加熱し、銀合金又は銀の結晶を成長させてなるものであることで銀反射層１３を構成する露出した銀合金又は銀の粒界部５２が少なくなっているため、銀反射層１３の腐食が抑制され、かつ光半導体装置３０の製造初期における反射率も高いものとなっている。そのため、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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部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。
【００９６】
上述した光半導体装置３０を構成するＬＥＤ用リードフレーム１０は、銀のイオンマイグレーションを抑止し、腐食性ガス等による銀反射層１３の腐食を効果的に防止し得るものであるため、封止樹脂部１７を構成する封止樹脂として特にガスバリア性の低いシリコーン樹脂等を使用したとしても銀反射層１３を構成する銀合金又は銀のイオンマイグレーション及び腐食を効果的に防止することができる。したがって、本実施形態における光半導体装置３０においては、封止樹脂部１７を構成する封止樹脂として、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。
【００９７】
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の一部が露出するようにして、当該銀反射層１３の露出した結晶粒界上に保護用金属１４が形成されているため、空気中の水分による銀のイオンマイグレーションや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、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。また、経時的に銀反射層１３の下方（基材１２、下地めっき層としての銅ストライクめっき層）から銅が移動してきたとしても、当該銅が銀反射層１３の表面にまで移動してく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、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
【００９８】
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。
【００９９】
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１つの光半導体装置３０に一の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。
【０１００】
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に代えて、半田や、導電性およ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。
【０１０１】
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、１９により、第１〜第３リード部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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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を被覆する封止樹脂により構成される封止樹脂部１７とを備え、樹脂製のリフレクタ１６を有しないものであってもよい。
【０１０５】
また、図示しないが、１個の第１リード部の上面に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。
【０１０６】
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）、または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、および第２リード部２２に直接接続する方法もある。
【実施例】
【０１０７】
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。
【０１０８】
〔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。
【０１０９】
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。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。
【０１１０】
続いて、上記のようにして形成した銀反射層１３上に、錫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錫による膜厚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１）を作製した。かかる錫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、メタンスルホン酸錫を含有するめっき浴（錫濃度：２．０ｇ／Ｌ）に１分間浸漬させて電気めっき処理（電流密度：１０ｍＡ／ｄｍ2）を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
【０１１１】
［実施例２］
実施例１において錫のフラッシュめっき液に変えてメタンスルホン酸ビスマスを含有するフラッシュめっき液を用いて銀反射層１３上に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ビスマスによる膜厚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２）を作製した。かかるビスマス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、メタンスルホン酸ビスマスを含有するめっき浴（錫濃度：５．０ｇ／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。
【０１１２】
［実施例３］
実施例１において錫のフラッシュめっき液に変えてインジウムのフラッシュめっき液を用いて銀反射層１３上に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。
【０１１３】
［比較例１］
実施例１において錫のフラッシュめっき液によりめっきを施さず、従って、銀反射層１３の表面に保護用金属１４を形成することなく、めっき用レジスト４２を除去して、ＬＥＤ用リードフレーム（比較例１）を作製した。
【０１１４】
このようにして形成された実施例１、実施例２、実施例３のＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１のＬＥＤ用リードフレーム中の載置領域ＭＡの中から、一の載置領域ＭＡを任意に選択し、当該載置領域ＭＡ上の銀めっき層を、任意に選択した３箇所において切断した。そして、当該３箇所の切断面を、ＳＥＭ（日本電子社製，製品名：ＪＳＭ−７００１Ｆ）を用いて観察し、ＥＢＳＰ検出器（ＴＳＬ社製，条件：傾斜７０度，加速電圧１５ｋＶ，印加電流１０ｎＡ，範囲２０μｍ×３μｍ）を用いて結晶方位を判別し、結晶粒像を撮影し、粒径分布を算出する方法により、当該銀めっき層の断面における銀の結晶粒子の断面積を測定した。
【０１１５】
その結果、実施例１、実施例２、実施例３にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１のＬＥＤ用リードフレームは、いずれも銀めっき層の厚さ方向の切断面の全面積に占める、断面積１μｍ2以上の銀の結晶粒子の面積割合（３箇所の切断面における面積割合の算術平均値）は、９６％であった。また、当該切断面に現れる銀の結晶粒子の最大断面積（３箇所の切断面のそれぞれにおける銀の結晶粒子の最大断面積の算術平均値）は、３５μｍ2であった。
【０１１６】
また、実施例１、実施例２、実施例３にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０中の載置領域ＭＡの中から、それぞれ一の載置領域ＭＡを任意に選択し、当該載置領域ＭＡ上の銀反射層１３の表面を、ＳＥＭ（日本電子社製，製品名：ＪＳＭ−７００１Ｆ）を用いて観察したところ、実施例１、実施例２、実施例３にて作製したＬＥＤ用リードフレームいずれにおいても、図４の（Ａ）の模式図のように、銀反射層１３の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部５２に選択的に保護用金属１４が析出し、表面に露出した銀の結晶粒子部も大部分が保護用金属１４に覆われることなく露出していることが確認できた。
【０１１７】
実施例１、実施例２、実施例３にて作製したＬＥＤ用リードフレーム１０、及び、比較例１のＬＥＤ用リードフレームを用いて、図６に記載したタイプの光半導体装置を作成した。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リード部にＩｎＧａＮ等の各種ＧａＮ系化合物半導体単結晶からなるＬＥＤ素子を載置し、さらに、ＬＥＤ素子と第２リード部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部１７を形成することにより、本実施例に記載の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。
【０１１８】
本実施例１、実施例２、実施例３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は、いずれも、比較例１にて作製したＬＥＤ用リードフレームを用いた光半導体装置と比較して、製造工程にて、ワイヤーボンディングの不良が少なく、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、発光波長の変化の少ない優れた性能を示すものであった。
【０１１９】
［反射率の評価試験］
反射率の変化、及び、銅のパイルアップについて、銀反射層１３以外の部位（ＬＥＤ素子１１実装上の差、リフレクタ１６の形状誤差）の影響を避けて評価するため、反射率の評価用サンプルを作成して評価した。
【０１２０】
（サンプル１−１…実施例１相当）
反射率評価用のサンプルである、反射率測定用試験片は、基材１２に相当する厚み０．１ｍｍ、横６０ｍｍ×縦５０ｍｍの大きさの銅板を準備し、エッチングをすることなく、脱脂工程後に、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。本反射率測定用試験片に対して、実施例１に相当するサンプル１として、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。続いて、上記のようにして形成した銀反射層１３上に、錫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錫による膜厚１０ｎｍの保護用金属１４を形成し、実施例１に相当するサンプル１−１とした。
【０１２１】
（サンプル２−１…実施例２相当）
サンプル１−１において錫のフラッシュめっき液の代わりにビスマスのフラッシュめっき液を使用し銀反射層１３上に、ビスマス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ビスマスによる膜厚１０ｎｍの保護用金属１４を形成し、実施例２に相当するサンプル２−１とした。
【０１２２】
（サンプル３−１…実施例３相当）
サンプル１−１において錫のフラッシュめっき液の代わりにインジウムのフラッシュめっき液を使用し銀反射層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、実施例３に相当するサンプル３−１とした。
【０１２３】
（サンプル４−１…比較例１相当）
サンプル１−１において銀反射層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。後保護用金属を形成しなかった比較用サンプルを作成しサンプル４−１とした。
【０１２４】
（反射率の評価）
初期の反射率の評価としては、初期反射率を、また、経時に硫化による反射率の評価としては硫化試験後反射率を測定し、結果を、表１の反射率に関する試験結果にまとめた。
【０１２５】
【表１】
0005970922.tif 000002
【０１２６】
初期反射率は、サンプル４−１から４−４を作製後ただちに、反射型分光光度計（島津製作所製  ＵＶ２５５０）を用いて、可視光領域の反射率を測定したものである。
また、硫化試験後反射率は、サンプル４−１から４−４を作製後ただちに、硫化アンモニウム溶液０．２％に５分浸漬。処理後のサンプルを反射型分光光度計（島津製作所製  ＵＶ２５５０）で測定したものである。
【０１２７】
また、銅のパイルアップ（蓄積）による着色の指針としてパイルアップ試験後評価を行った。パイルアップ試験後評価は、サンプル４−１から４−４を作製後ただちに、４００℃で３０分間、リフロー炉（製品名：ＲＮ−ＣＳ，パナソニック社製）を用いて加熱した後、目視で未加熱のサンプルと比較して、着色が認められたものを×、着色が認められなかったものを○として評価した。
【０１２８】
表１に示すように、実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−１、サンプル２−１、サンプル３−１においては、初期反射率が優れているとともに、硫化験後の反射率の低下が顕著に抑制されていることが確認された。一方、サンプル１−４においては、初期反射率はサンプル１−１、サンプル２−１、サンプル３−１と略同等であると評価することができるものの、硫化験後の反射率が著しく低下していることが確認された。サンプル１−５においては、硫化験後の反射率の低下はほとんど確認されなかったが、銀めっき層の全面にインジウムめっき層が形成されていることで、初期反射率が低下してしまうことが確認された。このように、実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−１、サンプル２−１、サンプル３−１のように、銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備えることで、製造初期における反射率を向上させるとともに、硫化水素等の腐食性ガスに対する耐性をも向上させることができると考えられる。
【０１２９】
また、表１に示すように、実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−１、サンプル２−１、サンプル３−１においては、銅のパイルアップが抑制されることが確認された。サンプル１−４においては、試験用リードフレーム銀反射層１１３上に試験用リードフレーム保護用金属１１４が形成されていないことで、基材１２からの銅のパイルアップにより試験用リードフレーム銀反射層１１３の着色がみられたものと推察される。実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−１、サンプル２−１、サンプル３−１においては、試験用リードフレーム銀反射層１１３上の試験用リードフレーム保護用金属１１４により基材１２からの銅のパイルアップが抑制され、反射率の低下を抑制することができたものと推察される。
【０１３０】
［イオンマイグレーションの評価試験］
銀のイオンマイグレーションについて、銀反射層１３以外の部位（ＬＥＤ素子１１実装上の差、リフレクタ１６の形状誤差）の影響を避けて評価するため、イオンマイグレーションの評価用サンプルを作成して評価した。
【０１３１】
（サンプル１−２…実施例１相当）
銅板（厚さ：０．１ｍｍ）を用いてエッチング法により図１１の（ａ−１）に示す形状の櫛形電極を持つイオンマイグレーション試験用リードフレーム１０１を作成した。この際、絶縁スリット１１９及び電極部の寸法はＷ１、Ｗ２，Ｗ３ともに５０μｍに形成した。この櫛型電極（ａ−１）上に実施例１と同様に銅ストライクめっきをした後、電解めっきにより銀反射層１３に相当する光沢性の銀めっき層を試験用リードフレーム銀反射層１１３として形成し、ホットプレートを用いて熱処理４００℃にて２分を行った（図１１（ｂ−１）。次に実施例１同様に試験用リードフレーム銀反射層１１３上にスズフラッシュめっき液により、部分的にスズによる試験用リードフレーム保護用金属１１４を形成する（図１１（ｃ−３））。試験用リードフレーム保護用金属１１４を設けた面が露出するように、トランスファーモールド法によりエポキシ樹脂の試験用リードフレーム絶縁樹脂層１１８（実施例１の絶縁樹脂１８に相当）を形成した（図１２（ｄ−１）。次に櫛形電極部にシリコーン樹脂により試験用リードフレーム封止樹脂部１１７（封止樹脂部１７に相当）を形成し（図１２（ｅ−１）、図１２の（ｆ−１）ように切断し、イオンマイグレーション試験片（櫛形電極：Ｌ／Ｓ＝５０ｕｍ／５０ｕｍ）を作製した。
【０１３２】
（サンプル２−２…実施例２相当）
サンプル１−２において錫のフラッシュめっき液の代わりにビスマスのフラッシュめっき液を使用し試験用リードフレーム銀反射層１１３上に、ビスマスのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより試験用リードフレーム銀反射層１１３の一部を露出するようにビスマスによる膜厚１０ｎｍの試験用リードフレーム保護用金属１１４を形成し、実施例２に相当するサンプル２−２とした。
【０１３３】
（サンプル３−２…実施例３相当）
サンプル１−２において錫のフラッシュめっき液の代わりにインジウムのフラッシュめっき液を使用し試験用リードフレーム銀反射層１１３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試験用リードフレーム銀反射層１１３の一部を露出するようにビスマスによる膜厚１０ｎｍの試験用リードフレーム保護用金属１１４を形成し、実施例２に相当するサンプル３−２とした。
【０１３４】
（サンプル４−２…比較例１相当）
サンプル１−２において試験用リードフレーム銀反射層１１３を形成後ホットプレートを用いて熱処理４００℃にて２分を行った（図１３（ｂ−１）、後保護用金属を形成しなかった比較用サンプルを作成し（図１３（ｃ−１））サンプル４−２とした。
【０１３５】
（イオンマイグレーション試験）
サンプル４−１から４−４を作製後ただちに、絶縁抵抗を測定装置（楠本化成製  ＳＩＲ  １３）にて測定し初期の絶縁抵抗値とした。また、温度８５℃、湿度８５％Ｒ．Ｈ．の槽にサンプルを設置し、ＤＣ１２Ｖを５００時間、１０００時間印加した後絶縁抵抗値を測定し評価した。評価の結果を表２のイオンマイグレーションに関する試験結果を記載する。表２において、「○」は絶縁抵抗が、１．０×１０8Ω以上、「△」は絶縁抵抗が、１．０×１０4Ω〜１．０×１０6Ω、「×」は絶縁抵抗が、１．０×１０4Ω以下であることを示している。
【０１３６】
【表２】
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【０１３７】
表２に示すように、実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−２、サンプル２−２、サンプル３−２においては、銀のイオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下が抑制されている。一方、サンプル４−２においては、初期の絶縁抵抗値はサンプル１−２、サンプル２−２、サンプル３−２と略同等であると評価することができるものの、イオンマイグレーション試験後の絶縁抵抗の値が著しく上昇していることが確認された。このように、実施例１、実施例２、実施例３に相当するサンプル１−２、サンプル２−２、サンプル３−２のように、銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備えることで、銀のイオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下が抑制できると考えられる。
【０１３８】
これらの評価結果より、実施例１、実施例２、実施例３におけるＬＥＤ用リードフレーム１０を使用して光半導体装置を作製した際には、イオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下に起因する信頼性の低下が抑えられることがわかる。また、同時に、空気中の硫化水素により銀反射面の着色に起因する光半導体装置の発光効率の低下を抑制すること、銅のパイルアップに起因する製造時のワイヤーボンディング不良の削減、及び、銅のパイルアップに起因する長期使用時の発光効率の低下の抑制に対しても優れた効果があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
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、初期の反射率を高く維持したうえで、銀反射層のイオンマイグレーション、硫化や銅のパイルアップによる着色を抑え長期にわたって抑制することにより、光半導体装置の発光効率の低下を抑制する有用な発明である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０：ＬＥＤ用リードフレーム
１０ａ：リードフレームＬＥＤ置載面
１１：ＬＥＤ素子
１２：基材
１３：銀反射層
１４：保護用金属（銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりも弾性率の低い金属）
１５：ボンディングワイヤ
１６：リフレクタ
１７：封止樹脂部
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
１０１：インマイグレーション試験用リードフレーム
１１３：試験用リードフレーム銀反射層
１１４：試験用リードフレーム保護用金属
１１７：試験用リードフレーム封止樹脂部
１１８：試験用リードフレーム絶縁樹脂
１１９：試験用リードフレーム絶縁スリット
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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