(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子からの光を効率良く反射するとともに、ガスによる腐食を抑えることによりＬＥＤ素子からの光の反射特性を維持することが可能なＬＥＤ用基板、ＬＥＤ実装モジュール、およびＬＥＤ用基板の製造方法を提供する。【解決手段】ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０は、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１を備えている。本体部１１の載置面１１ａには、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２が設けられている。反射用金属層１２は、白金と銀との合金または金と銀との合金からなる。反射用金属層１２により、ＬＥＤ素子２１からの光を効率良く反射するとともに、ガスによる腐食を抑えてＬＥＤ素子２１からの光の反射特性を維持することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板において、
ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、
本体部の載置面に設けられ、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層とを備え、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とするリードフレームまたは基板。
【請求項２】
反射用金属層は、白金１０〜４０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
【請求項３】
ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板において、
ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、
本体部の載置面に設けられ、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層とを備え、
反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とするリードフレームまたは基板。
【請求項４】
反射用金属層は、金５〜５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
【請求項５】
ＬＥＤ素子を載置する載置面を含む本体部を有するＬＥＤ用リードフレームまたは基板と、
リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、
リードフレームまたは基板とＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、
ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、
ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層を設け、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
反射用金属層は、白金１０〜４０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
ＬＥＤ素子を載置する載置面を含む本体部を有するＬＥＤ用リードフレームまたは基板と、
リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、
リードフレームまたは基板とＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、
ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、
ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層を設け、
反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
反射用金属層は、金５〜５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
封止樹脂部はシリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項１０】
ＬＥＤ素子を取り囲むとともに凹部を有する外側樹脂部を更に備え、封止樹脂部は、この外側樹脂部の凹部内に充填されていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項１１】
ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板を製造するＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法において、
ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部を準備する工程と、
本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
【請求項１２】
ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板を製造するＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法において、
ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部を準備する工程と、
本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、
反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板、このようなＬＥＤ用リードフレームまたは基板を有する半導体装置、およびＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板を製造するＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光源として用いる照明装置が、各種家電、ＯＡ機器、車両機器の表示灯、一般照明、車載照明、およびディスプレイ等に用いられている。このような照明装置の中には、ＬＥＤ用基板とＬＥＤ素子とを有する半導体装置を含むものがある。
【０００３】
ＬＥＤ素子には、赤、緑、青に代表される可視領域や、紫外領域の発光をするものなどがあるが、基本的に波長分布は小さく、見かけ上は、ひとつの色といえる。実用化されている白色のＬＥＤにおいては、紫外や青色のようなエネルギーの高い光を発するＬＥＤ素子と、その光の一部をより長波長の光に変換する蛍光体を用い、白色を合成するものや、複数の色の素子を用いて白色を合成するものがある。
【０００４】
このような半導体装置として、例えば特許文献１には、Ｃｕ基板の一面側に凹部を形成して、ＬＥＤ素子をこの凹部に搭載し、該凹部側に配設された絶縁層上に接続用のＣｕ配線層を形成し、ＬＥＤの端子部とＣｕ配線層とをワイヤボンディング接続し、樹脂封止したものが記載されている。また特許文献１において、Ｃｕ配線層表面にはＡｇめっきが施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４５０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、とりわけ高輝度ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤ用半導体装置を封止する樹脂が強い光にさらされる。このため近年、樹脂に対して耐候性が要求されるようになってきており、このような樹脂としてシリコーン樹脂を使用する要求が高まっている。しかしながら、シリコーン樹脂を用いた場合、ガスバリア性が劣る傾向があるため、半導体装置内部のＡｇ層にまで空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスが浸透してしまう。Ａｇは容易に硫化水素ガスなどと反応し硫化銀などの生成物を得るため、この結果、外観上はＡｇ層が変色し、Ａｇ層の反射率を可視領域全域において著しく低下させるという問題が生じている。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ＬＥＤ素子からの光を効率良く反射するとともに、ガスによる腐食を抑えてＬＥＤ素子からの光の反射特性を維持することが可能なＬＥＤ用基板、ＬＥＤ実装モジュール、およびＬＥＤ用基板の製造方法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】
【０００８】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板において、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部の載置面に設けられ、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層とを備え、反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とするリードフレームまたは基板である。
【０００９】
本発明は、反射用金属層は、白金１０〜４０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板である。
【００１０】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板において、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部の載置面に設けられ、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板である。
【００１１】
本発明は、反射用金属層は、金５〜５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板である。
【００１２】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置する載置面を含む本体部を有するＬＥＤ用リードフレームまたは基板と、リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、リードフレームまたは基板とＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層を設け、反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とする半導体装置である。
【００１３】
本発明は、反射用金属層は、白金１０〜４０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置する載置面を含む本体部を有するＬＥＤ用リードフレームまたは基板と、リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、リードフレームまたは基板とＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、ＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層を設け、反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とする半導体装置である。
【００１５】
本発明は、反射用金属層は、金５〜５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする半導体装置である。
【００１６】
本発明は、封止樹脂部はシリコーン樹脂からなることを特徴とする半導体装置である。
【００１７】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板を製造するＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法において、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部を準備する工程と、本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、反射用金属層は、白金と銀との合金からなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法である。
【００１８】
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用リードフレームまたは基板を製造するＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法において、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部を準備する工程と、本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、本体部の載置面にＬＥＤ素子からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層を設け、この反射用金属層は白金と銀との合金または金と銀との合金からなる。このことにより、ＬＥＤ素子からの光を効率良く反射することができるとともに、反射用金属層が空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスによって腐食することがなく、可視光領域全般または、紫外〜可視光領域全般、または少なくとも可視光領域の一部のその反射特性を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態によるリードフレームまたは基板を示す断面図。
【図２】リードフレームまたは基板の変形例を示す断面図。
【図３】本発明の一実施の形態による半導体装置を示す断面図。
【図４】本発明の一実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す図。
【図５】本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を示す図。
【図６】半導体装置の変形例（変形例１）を示す断面図。
【図７】半導体装置の変形例（変形例２）を示す断面図。
【図８】半導体装置の変形例（変形例３）を示す断面図。
【図９】半導体装置の変形例（変形例４）を示す断面図。
【図１０】半導体装置の変形例（変形例５）を示す断面図。
【図１１】半導体装置の変形例（変形例６）を示す断面図。
【図１２】実施例１−Ａにおいて、反射率の変化を示すグラフ。
【図１３】比較例１−Ａにおいて、反射率の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１３を参照して説明する。
【００２２】
ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の構成
まず、図１および図２により、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の概略について説明する。なお図１および図２においては、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の層構成を説明するため、便宜上、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の断面を矩形形状として表示している。
【００２３】
図１に示すように、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０（以下、リードフレーム１０、あるいは基板１０ともいう）は、ＬＥＤ素子２１（後述）を載置するために用いられるものであり、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられた反射用金属層１２とを備えている。
【００２４】
このうち本体部１１は金属板からなっている。本体部１１を構成する金属板の材料としては、例えば銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４１％のＦｅ合金）等を挙げることができる。この本体部１１の厚みは、半導体装置の構成にもよるが、リードフレーム１０の場合で０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、基板１０の場合で０．００５ｍｍ〜０．０３ｍｍとすることが好ましい。
【００２５】
反射用金属層１２は、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能するものであり、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０の最表面側に位置している。この反射用金属層１２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おり、可視光の反射率が高く、かつ酸素および硫化水素ガスに対する高い耐腐食性を有している。
【００２６】
反射用金属層１２が白金（Ｐｔ）と銀（Ａｇ）との合金からなる場合、この合金は、白金１０〜４０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが好ましく、とりわけ白金２０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが更に好ましい。
【００２７】
一方、反射用金属層１２が金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）との合金からなる場合、この合金は、金５〜５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが好ましく、とりわけ金２０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが更に好ましい。
【００２８】
反射用金属層１２は、その厚みが極薄く形成されており、具体的には０．００５μｍ〜０．２μｍとされることが好ましい。
【００２９】
また、本体部１１と反射用金属層１２との間には、本体部１１側から順に、銅めっき層１３および銀めっき層１４が積層されている。
【００３０】
このうち銅めっき層１３は、銀めっき層１４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１４と本体部１１との接合性を高める機能を有している。この銅めっき層１３の厚みは、０.００５μｍ〜０．１μｍとすることが好ましい。
【００３１】
また銀めっき層１４は、反射用金属層１２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１３と反射用金属層１２との接合性を高める機能を有している。なお銀めっき層１４の厚みは、反射用金属層１２より厚く、例えば１μｍ〜５μｍとすることが好ましい。銀めっき層１４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、反射用金属層１２の厚みは極めて薄いので、銀めっき層１４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１４が無光沢めっきからなる場合には、反射用金属層１２の表面も無光沢とすることができ、銀めっき層１４が光沢めっきからなる場合には、反射用金属層１２の表面も光沢を帯びさせることができる。
【００３２】
なお、図２（ａ）に示すように、銅めっき層１３を設けない構成も可能である。この場合、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０は、本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられた銀めっき層１４と、銀めっき層１４上に設けられた反射用金属層１２とを有している。
【００３３】
また、図２（ｂ）に示すように、銀めっき層１４を設けない構成も可能である。この場合、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０は、本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられた銅めっき層１３と、銅めっき層１３上に設けられた反射用金属層１２とを有している。
【００３４】
さらにまた、図２（ｃ）に示すように、銅めっき層１３および銀めっき層１４を設けない構成も可能である。この場合、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０は、本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに直接設けられた反射用金属層１２とを有している。
【００３５】
半導体装置の構成
次に、図３により、図１に示すＬＥＤ用リードフレームまたは基板を用いた半導体装置の一実施の形態について説明する。図３は、本発明の一実施の形態による半導体装置（ＳＯＮタイプ）を示す断面図である。
【００３６】
図３に示すように、半導体装置２０は、ＬＥＤ用リードフレーム１０と、リードフレーム１０の本体部１１の載置面１１ａ上に載置されたＬＥＤ素子２１と、リードフレーム１０とＬＥＤ素子２１とを電気的に接続するボンディングワイヤ（導電部）２２とを備えている。
【００３７】
また、ＬＥＤ素子２１を取り囲むように、凹部２３ａを有する外側樹脂部２３が設けられている。この外側樹脂部２３は、リードフレーム１０と一体化されている。さらに、ＬＥＤ素子２１とボンディングワイヤ２２とは、透光性の封止樹脂部２４によって封止されている。封止樹脂部２４は、外側樹脂部２３の凹部２３ａ内に充填されている。
【００３８】
以下、このような半導体装置２０を構成する各構成部材について、順次説明する。
【００３９】
リードフレーム１０は、載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１上に設けられた銅めっき層１３と、銅めっき層１３上に設けられた銀めっき層１４と、銀めっき層１４上に設けられ、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを有している。リードフレーム１０の表面（上面）には、リードフレーム１０と外側樹脂部２３との密着性を高めるための溝１９が形成されている。このリードフレーム１０の層構成については、図１を用いて既に説明した構成と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、リードフレーム１０の層構成としては、図２（ａ）−（ｃ）に示すものを用いても良い。
【００４０】
本実施の形態において、リードフレーム１０の本体部１１は、ＬＥＤ素子２１側の第１の部分２５（ダイパッド）と、第１の部分２５から離間した第２の部分２６（リード部）とを有している。これら第１の部分２５と第２の部分２６との間には、外側樹脂部２３が充填されており、第１の部分２５と第２の部分２６とは互いに電気的に絶縁されている。また第１の部分２５の底面に第１のアウターリード部２７が形成され、第２の部分２６の底面に第２のアウターリード部２８が形成されている。第１のアウターリード部２７および第２のアウターリード部２８は、それぞれ外側樹脂部２３から外方に露出している。
【００４１】
ＬＥＤ素子２１は、発光層として例えばＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、またはＩｎＧａＮ等の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。このようなＬＥＤ素子２１としては、従来一般に用いられているものを使用することができる。
【００４２】
またＬＥＤ素子２１は、はんだまたはダイボンディングペーストにより、外側樹脂部２３の凹部２３ａ内において本体部１１の載置面１１ａ上（厳密には反射用金属層１２上）に固定されている。なお、ダイボンディングペーストを用いる場合、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。
【００４３】
ボンディングワイヤ２２は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、その一端がＬＥＤ素子２１の端子部２１ａに接続されるとともに、その他端がリードフレーム１０の本体部１１の第２の部分２６表面上に接続されている。
【００４４】
外側樹脂部２３は、例えばリードフレーム１０上に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより形成されたものである。外側樹脂部２３の形状は、射出成形またはトランスファ成形に使用する金型の設計により、様々に実現することが可能である。例えば、外側樹脂部２３の全体形状を直方体、円筒形および錐形等の形状とすることが可能である。凹部２３ａの底面は、円形、楕円形または多角形等とすることができる。凹部２３ａの側壁の断面形状は、図３のように直線から構成されていても良いし、あるいは曲線から構成されていてもよい。
【００４５】
外側樹脂部２３に使用される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂については、特に耐熱性、耐候性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。熱可塑性樹脂の種類としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等、熱硬化性樹脂の種類としてはシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、およびポリウレタン等、を使用することができる。さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、凹部２３ａの底面（第１の部分２５と第２の部分２６との間）及び側面において、発光素子からの光の反射率を増大させ、半導体装置２０全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
【００４６】
封止樹脂部２４としては、光の取り出し効率を向上させるために、半導体装置２０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。したがって耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い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。特に、ＬＥＤ素子２１として高輝度ＬＥＤを用いる場合、封止樹脂部２４が強い光にさらされるため、封止樹脂部２４は高い耐候性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
【００４７】
ＬＥＤ用リードフレームの製造方法
次に、図３に示す半導体装置２０に用いられるＬＥＤ用リードフレーム１０の製造方法について、図４（ａ）−（ｇ）により説明する。
【００４８】
まず図４（ａ）に示すように、金属基板からなる本体部１１を準備する。この本体部１１としては、上述のように銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４１％のＦｅ合金）等からなる金属基板を使用することができる。なお本体部１１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。
【００４９】
次に、本体部１１の表裏に感光性レジストを塗布、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層３２、３３を形成する（図４（ｂ））。なお感光性レジストとしては、従来公知のものを使用することができる。
【００５０】
次に、エッチング用レジスト層３２、３３を耐腐蝕膜として本体部１１に腐蝕液でエッチングを施す（図４（ｃ））。腐蝕液は、使用する本体部１１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、本体部１１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、本体部１１の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
【００５１】
次いで、エッチング用レジスト層３２、３３を剥離して除去する。このようにして、第１の部分２５と、第１の部分２５から離間した第２の部分２６とを有する本体部１１が得られる（図４（ｄ））。またこの際、ハーフエッチングにより本体部１１の表面（上面）に溝１９が形成される。
【００５２】
次に、本体部１１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層３０、３１を設ける（図４（ｅ））。このうち表面側のめっき用レジスト層３０は、反射用金属層１２の形成部位に相当する箇所に開口部３０ａが形成され、この開口部３０ａからは本体部１１の載置面１１ａが露出している。他方、裏面側のめっき用レジスト層３１は、本体部１１の裏面全体を覆っている。
【００５３】
次に、めっき用レジスト層３０、３１に覆われた本体部１１の表面側に電解めっきを施す。これにより本体部１１上に金属（銅）を析出させて、本体部１１上に銅めっき層１３を形成する。この場合、銅めっき層１３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。
【００５４】
続いて同様にして、電解めっきにより銅めっき層１３上に金属（銀）を析出させて、銀めっき層１４を形成する。この場合、銀めっき層１４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。
【００５５】
さらに銀めっき層１４上に金属を析出させて、反射用金属層１２を形成する（図４（ｆ））。
【００５６】
上述したように、反射用金属層１２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。ここで反射用金属層１２が白金と銀との合金からなる場合、反射用金属層１２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、反射用金属層１２が金と銀との合金からなる場合、反射用金属層１２は、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。
【００５７】
次いでめっき用レジスト層３０、３１を剥離することにより、図３に示す半導体装置２０に用いられるリードフレーム１０を得ることができる（図４（ｇ））。
【００５８】
なお、図４（ａ）−（ｇ）において、エッチングを施すことにより本体部１１を所定形状とした後（図４（ａ）−（ｄ））、本体部１１上に銅めっき層１３、銀めっき層１４、および反射用金属層１２を形成している（図４（ｅ）−（ｇ））。しかしながらこれに限らず、まず本体部１１上に銅めっき層１３、銀めっき層１４、および反射用金属層１２を形成し、その後、エッチングにより本体部１１を所定の形状に加工してもよい。
【００５９】
あるいは、図４（ａ）−（ｄ）の工程でエッチングにより本体部１１を所定の形状に加工した後、図４（ｅ）−（ｇ）の部分めっきの工程に代えて、本体部１１の表裏全面に銅めっき層１３、銀めっき層１４、および反射用金属層１２の各層を、順に形成してもよい。
【００６０】
半導体装置の製造方法
次に、図３に示す半導体装置２０の製造方法について、図５（ａ）−（ｅ）により説明する。
【００６１】
まず、上述した工程により（図４（ａ）−（ｇ））、載置面１１ａを有する本体部１１と、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを備えたリードフレーム１０を作成する（図５（ａ））。
【００６２】
次に、このリードフレーム１０に対して熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、外側樹脂部２３を形成する（図５（ｂ））。これにより、外側樹脂部２３とリードフレーム１０とが一体に形成される。またこのとき、射出成形またはトランスファ成形に使用する金型を適宜設計することにより、外側樹脂部２３に凹部２３ａを形成するとともに、この凹部２３ａ底面において反射用金属層１２が外方に露出するようにする。
【００６３】
次に、リードフレーム１０の本体部１１の載置面１１ａ上に、ＬＥＤ素子２１を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、ＬＥＤ素子２１を本体部１１の載置面１１ａ上（反射用金属層１２上）に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図５（ｃ））。
【００６４】
次に、ＬＥＤ素子２１の端子部２１ａと、本体部１１の第２の部分２６表面とを、ボンディングワイヤ２２によって互いに電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）（図５（ｄ））。
【００６５】
その後、外側樹脂部２３の凹部２３ａ内に封止樹脂部２４を充填し、封止樹脂部２４によりＬＥＤ素子２１とボンディングワイヤ２２とを封止することにより、図３に示す半導体装置２０を得ることができる（図５（ｅ））。この場合、予めリードフレーム１０上に複数のＬＥＤ素子２１を搭載しておき、各ＬＥＤ素子２１間の外側樹脂部２３をそれぞれダイシングすることにより、各半導体装置２０を作製しても良い。
【００６６】
本実施の形態の作用効果
次に、本実施の形態による作用効果について説明する。本実施の形態による半導体装置２０においては、上述したように、本体部１１の載置面１１ａに反射層として機能する反射用金属層１２が設けられている。この反射用金属層１２は、白金と銀との合金または金と銀との合金からなる。このことにより、以下のような作用効果が得られる。
【００６７】
すなわち半導体装置２０を製造してから一定時間が経過した後、例えば外側樹脂部２３と封止樹脂部２４との間から、半導体装置２０内部に空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスが浸透する場合がある。本実施の形態によれば、本体部１１の載置面１１ａに反射層として機能する反射用金属層１２を設け、この反射用金属層１２が白金と銀との合金または金と銀との合金からなっている。このことにより、半導体装置２０内部に腐食性ガスが浸透した場合であっても、反射層（反射用金属層１２）が変色したり腐食したりすることが少なく、その反射率が低下することがない。他方、比較例として、反射層が銀めっき層のみからなる場合、腐食性ガスが浸透した際、反射層に変色や腐食が生じるおそれがある。
【００６８】
また本実施の形態によれば、反射層は反射用金属層１２からなり、高い反射特性を有しているので、ＬＥＤ素子２１からの光を効率良く反射することができる。
【００６９】
さらに本実施の形態によれば、反射用金属層１２は、上述したように極めて薄い（０．００５μｍ〜０．２μｍ）膜からなっている。したがって、ダイアタッチ時あるいはワイヤボンディングに、その際に加えられるエネルギーにより反射用金属層１２が部分的に破かれる。したがって、銀めっき上に直接ダイアタッチあるいはワイヤボンディングを行う場合とほぼ同等の接合強度を得ることができる。
【００７０】
さらに本実施の形態によれば、反射用金属層１２を極めて薄く形成したことにより、比較的高価な白金または金を用いる場合であってもコストの上昇幅が少ない。さらに、反射用金属層１２が白金と銀との合金または金と銀との合金からなることにより、反射用金属層１２の材料として白金または金のみを使用する場合と比較して、製造コストを抑制することができる。
【００７１】
変形例
以下、本実施の形態による半導体装置の各変形例について、図６乃至図１１を参照して説明する。図６乃至図１１において、図３に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図６乃至図１１に示す各変形例において、図３に示す実施の形態と同様、反射用金属層１２は、白金と銀との合金または金と銀との合金からなっている。
【００７３】
（変形例１）
図６は、半導体装置の変形例１（ＳＯＮタイプ）を示す断面図である。図６に示す実施の形態は、導電部としてはんだボール４１ａ、４１ｂを用いる点が異なるものであり、他の構成は上述した図３に示す実施の形態と略同一である。
【００７４】
図６に示す半導体装置４０（変形例１）において、リードフレーム１０の本体部１１の載置面１１ａ上に、ＬＥＤ素子２１が載置されている。この場合、ＬＥＤ素子２１は、本体部１１の第１の部分２５（ダイパッド）と第２の部分２６（リード部）とに跨って載置されている。またＬＥＤ素子２１は、ボンディングワイヤ２２に代えて、はんだボール（導電部）４１ａ、４１ｂによってリードフレーム１０の反射用金属層１２に接続されている（フリップチップ方式）。なお図６に示すように、はんだボール４１ａ、４１ｂのうち、一方のはんだボール４１ａは第１の部分２５に接続され、他方のはんだボール４１ｂは第２の部分２６に接続されている。
【００７５】
なお、はんだボール４１ａ、４１ｂに代えて、金バンプからなる導電部を用いても良い。
【００７６】
（変形例２）
図７は、半導体装置の変形例２（ＬＧＡタイプ）を示す断面図である。図７に示す実施の形態は、基板１０の構成等が図３に示す実施の形態と異なるものである。
【００７７】
図７に示す半導体装置５０（変形例２）において、基板１０は、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを有している。
【００７８】
このうち本体部１１は、ＬＥＤ素子２１が載置される第１の部分（ダイパッド）５１と、第１の部分５１から離間した第２の部分（端子部）５２とを有している。これら第１の部分５１と第２の部分５２との間には封止樹脂部２４が充填されており、第１の部分５１と第２の部分５２とは互いに電気的に絶縁されている。また第１の部分５１の底面に第１の外部端子５３が形成され、第２の部分５２の底面に第２の外部端子５４が形成されている。第１の外部端子５３および第２の外部端子５４は、それぞれ封止樹脂部２４から外方に露出している。なお図７において、本体部１１は、１つのめっき層または複数のめっき層を積層した構成からなっていても良い。
【００７９】
この場合、ＬＥＤ素子２１は、第１の部分５１において本体部１１の載置面１１ａ上に載置されている。また基板１０の第２の部分５２とＬＥＤ素子２１とは、ボンディングワイヤ（導電部）２２によって電気的に接続されている。すなわちボンディングワイヤ２２の一端がＬＥＤ素子２１の端子部２１ａに接続され、ボンディングワイヤ２２の他端が第２の部分５２の表面上に接続されている。他方、透光性の封止樹脂部２４は、基板１０の上側部分、ＬＥＤ素子２１、およびボンディングワイヤ２２を封止している。
【００８０】
なお図７において外側樹脂部２３は設けられていないが、これに限られるものではなく、図３と同様にＬＥＤ素子２１を取り囲むように外側樹脂部２３を設けても良い。
【００８１】
（変形例３）
図８は、半導体装置の変形例３（ＰＬＣＣタイプ）を示す断面図である。図８に示す実施の形態は、リードフレーム１０の構成が図３に示す実施の形態と異なるものである。
【００８２】
図８に示す半導体装置６０（変形例３）において、リードフレーム１０は、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられ、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを有している。
【００８３】
このうち本体部１１は、ＬＥＤ素子２１が載置される第１の部分（ダイパッド）６１と、第１の部分６１から離間した第２の部分（端子部）６２および第３の部分（端子部）６３とを有している。これら第１の部分６１と第２の部分６２の間、および第１の部分６１と第３の部分６３の間には、それぞれ外側樹脂部２３が充填されている。これにより、第１の部分６１と第２の部分６２とは互いに電気的に絶縁され、かつ第１の部分６１と第３の部分６３とは互いに電気的に絶縁されている。また第２の部分６２および第３の部分６３は、それぞれ断面略Ｊ字状に湾曲されている。さらに第２の部分６２の端部には第１のアウターリード部６４が形成され、第３の部分６３の端部には第２のアウターリード部６５が形成されている。これら第１のアウターリード部６４および第２のアウターリード部６５は、それぞれ外側樹脂部２３から外方に露出している。
【００８４】
この場合、ＬＥＤ素子２１は、第１の部分６１において本体部１１の載置面１１ａ上に載置されている。またＬＥＤ素子２１は、リードフレーム１０の本体部１１の第２の部分６２および第３の部分６３に、それぞれボンディングワイヤ（導電部）２２を介して電気的に接続されている。
【００８５】
（変形例４）
図９は、半導体装置の変形例４（基板タイプ）を示す断面図である。図９に示す実施の形態は、基板１０が非導電性基板７４上に配置されている点等が図３に示す実施の形態と異なるものである。
【００８６】
図９に示す半導体装置７０（変形例４）において、基板１０は、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられ、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを有している。
【００８７】
このうち本体部１１は、第１の部分７１と、この第１の部分７１から離間した第２の部分７２とを有している。これら第１の部分７１と第２の部分７２の間には封止樹脂部２４が充填されており、第１の部分７１と第２の部分７２とは互いに電気的に絶縁されている。この場合、ＬＥＤ素子２１は、第１の部分７１と第２の部分７２とに跨って載置されている。またＬＥＤ素子２１は、ボンディングワイヤ２２に代えて、はんだボール（導電部）７３ａ、７３ｂによってリードフレーム１０の反射用金属層１２に接続されている（フリップチップ方式）。なお図９に示すように、はんだボール７３ａ、７３ｂのうち、はんだボール７３ａは第１の部分７１に接続され、はんだボール７３ｂは第２の部分７２に接続されている。
【００８８】
ところで図９において、基板１０は非導電性基板７４上に配置されている。非導電性基板７４は、有機基板であっても無機基板であってもよい。有機基板としては、例えば、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、又は熱可塑性ポリイミド等からなる有機基板、又はそれらの複合基板を挙げることができる。また、無機基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、セラミックス基板等を挙げることができる。
【００８９】
非導電性基板７４には複数のスルーホール７５が形成されている。また各スルーホール７５内にはそれぞれ導電性物質７６が充填されている。そして本体部１１の第１の部分７１および第２の部分７２は、それぞれ各スルーホール７５内の導電性物質７６を介して、第１の外部端子７７および第２の外部端子７８に電気的に接続されている。なお、導電性物質７６としては、めっきによりスルーホール７５内に形成された銅等の導電性金属、あるいは銅粒子、銀粒子等の導電性粒子を含有した導電性ペースト等が挙げられる。
【００９０】
なお図９において外側樹脂部２３は設けられていないが、これに限られるものではなく、図３に示す実施の形態と同様に、ＬＥＤ素子２１を取り囲むように外側樹脂部２３を設けても良い。
【００９１】
（変形例５）
図１０は、半導体装置の変形例５（モジュールタイプ）を示す断面図である。図１０に示す実施の形態は、１つの非導電性基板７４上に複数の基板１０を配置した点が異なるものであり、他の構成は上述した図９に示す実施の形態（変形例４）と略同一である。
【００９２】
図１０に示す半導体装置８０（変形例５）において、１つの非導電性基板７４上に複数の基板１０が配置されている。各基板１０は、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに設けられ、ＬＥＤ素子２１からの光を反射するための反射層として機能する反射用金属層１２とを有している。
【００９３】
このほか、図１０において、図９に示す実施の形態（変形例４）と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００９４】
（変形例６）
図１１は、半導体装置の変形例６（ＳＯＮタイプ）を示す断面図である。図１１に示す実施の形態は、本体部１１の第１の部分（ダイパッド）９１の周囲に、２つのリード部（第２の部分９２および第３の部分９３）が設けられている点が異なるものであり、他の構成は上述した図３に示す実施の形態と略同一である。
【００９５】
すなわち図１１に示す半導体装置９０（変形例６）において、本体部１１は、ＬＥＤ素子２１を載置する第１の部分（ダイパッド）９１と、第１の部分（ダイパッド）９１の周囲であって、第１の部分９１を挟んで互いに対向する位置に設けられた、一対のリード部（第２の部分９２および第３の部分９３）とを有している。
【００９６】
図１１において、ＬＥＤ素子２１は一対の端子部２１ａを有しており、この一対の端子部２１ａは、それぞれボンディングワイヤ２２を介して、第２の部分９２および第３の部分９３に接続されている。
【００９７】
以上説明した変形例１乃至６による半導体装置４０、５０、６０、７０、８０、９０（図６乃至図１１）においても、図３に示す半導体装置２０と略同一の作用効果を得ることができる。
【実施例】
【００９８】
次に、本実施の形態によるＬＥＤ用リードフレームまたは基板の具体的実施例について説明する。
【００９９】
以下に示す３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）を作製した。
【０１００】
（実施例１−Ａ）
銅板からなる本体部１１上に、銅めっき層１３（厚さ０．０５μｍ）を形成し、この銅めっき層１３上に銀めっき層１４（厚さ３μｍ）を施した。次に、銀めっき層１４上に、金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）との合金からなる反射用金属層１２（厚さ０．１μｍ）をめっき形成することにより、基板１０（実施例１−Ａ）を作製した。この場合、反射用金属層１２は、金５０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有している。
【０１０１】
（実施例１−Ｂ）
反射用金属層１２が金３０重量％を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有していること、以外は、実施例１−Ａと同様にして、基板１０（実施例１−Ｂ）を作製した。
【０１０２】
（比較例１−Ａ）
銅板からなる本体部上に、銅めっき層（厚さ０．０５μｍ）を形成し、この銅めっき層上に銀めっき層を形成することにより、基板（比較例１−Ａ）を作製した。
【０１０３】
＜初期反射率＞
これら３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）の表面の反射率（初期反射率）を測定した。なお、反射率の測定には、島津製作所製、分光光度計、ＭＰＣ−２２００、ＵＶ−２５５０を用いた。
【０１０４】
＜溶液試験後の反射率＞
上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）の耐硫化性を調査するために、各基板に対して溶液試験を行った。具体的には、各基板を０．２５％硫化アンモニウム水溶液（Ｒ．Ｔ）に５分間浸漬した。その後、上記初期反射率の場合と同様の方法で反射率（溶液試験後の反射率）を測定した。
【０１０５】
＜ガス試験後の反射率＞
上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）の耐硫化性を調査するために、各基板に対してガス試験を行った。具体的には、各基板を３ｐｐｍのＨ２Ｓを含む、温度４０℃、湿度８０％Ｒｈのガス中に１時間曝露した。その後、上記初期反射率の場合と同様の方法で反射率（ガス試験後の反射率）を測定した。
【０１０６】
この結果を図１２および図１３に示す。図１２および図１３は、それぞれ実施例１−Ａ（金５０重量％）および比較例１−Ａ（銀）について、初期反射率、溶液試験後の反射率、およびガス試験後の反射率を示すグラフである。
【０１０７】
この結果、実施例１−Ａ（金５０重量％）の基板は、溶液試験後の反射率およびガス試験後の反射率のいずれも、紫外・可視領域全般にわたって、初期反射率からの低下が小さく、反射用金属層１２が硫化水素ガス等の腐食性ガスによって腐食するおそれが小さいことが分かった。
【０１０８】
実施例１−Ｂ（金３０重量％）の基板は、可視領域全般にわたって、銀(比較例１-Ａ)と同等の高い初期反射率を有しており、溶液試験後の反射率およびガス試験後の反射率の両方とも、反射率が初期反射率からやや低下したが、長波長領域での低下はわずかであり、かつ青色領域（例えば波長４６０ｎｍ）における反射率の値は、上記実施例１−Ａ（金５０重量％）の場合と同等を維持していた。
【０１０９】
比較例１−Ａ（銀）の基板は、可視領域全般にわたって、溶液試験後の反射率およびガス試験後の反射率のいずれも初期反射率からの低下が大きく、特に青色領域（例えば波長４６０ｎｍ）における反射率の値も、上記実施例１−Ａ（金５０重量％）や実施例１−Ｂ（金３０重量％）の場合より下回った。したがって、銀めっき層は硫化水素ガス等の腐食性ガスによって腐食するおそれがあるといえる。
【０１１０】
＜ワイヤボンディング（Ｗ／Ｂ）の連続性＞
上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）の表面に連続的にワイヤボンディングを行うことが可能であるか調査した。具体的には、ワイヤーボンディング試験装置（パナソニックファクトリーソリューションズ社製、ＨＷ２７Ｕ−ＨＦ）を用い、基板に対して連続的に２０回ワイヤボンディングを行い、このときボンディングワイヤが切断したか否かを調査した。
【０１１１】
＜ワイヤボンディング（Ｗ／Ｂ）強度＞
上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）の表面にワイヤボンディングを行った場合のワイヤボンディング強度について調査した。具体的には、プル試験機（ＤＡＧＥ社製ボンドテスター４０００）を用い、０．２ｍｍ／ｓｅｃでボンディングワイヤを引っ張ったとき、ボンディングワイヤが切断した荷重を測定した。
【０１１２】
＜はんだ濡れ性＞
上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）のはんだ濡れ性について調査した。具体的には、ソルダーチェッカー（レスカ社製、ＳＡＴ−５２００）を用い、メニスコグラフ法により基板のはんだ濡れ性を測定した。このとき、はんだ温度：２４０℃、浸漬時間：１０ｓｅｃ、浸漬深さ：２ｍｍ、速度：２ｍｍ／ｓｅｃという条件とした。なお、メニスコグラフ法とは、溶融したはんだ中へ試験片（基板）を浸漬し、はんだが試験片に濡れずに反発する力が、濡れた後に試験片を引っ張る力へ変わる時間を測定し、はんだ濡れ性の評価を行うものである。この場合、はんだが試験片に濡れる濡れ力のベクトルが変わるまでの時間「ゼロクロスタイム」を測定した。
【０１１３】
この結果、上記３種類の基板（実施例１−Ａ、実施例１−Ｂ、比較例１−Ａ）のいずれも、ワイヤボンディング（Ｗ／Ｂ）の連続性、ワイヤボンディング（Ｗ／Ｂ）強度、およびはんだ濡れ性の全てが良好となった。以上の結果をまとめて表１に示す。
【０１１４】
【表１】
2011228687.tif 000003
【符号の説明】
【０１１５】
１０        ＬＥＤ用リードフレームまたは基板
１１        本体部
１１ａ      載置面
１２        反射用金属層
１３        銅めっき層
１４        銀めっき層
２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０  半導体装置
２１        ＬＥＤ素子
２２        ボンディングワイヤ（導電部）
２３        外側樹脂部
２４        封止樹脂部
２５        第１の部分
２６        第２の部分
２７        第１のアウターリード部
２８        第２のアウターリード部
【図１】
2011228687.tif 000004
【図２】
2011228687.tif 000005
【図３】
2011228687.tif 000006
【図４】
2011228687.tif 000007
【図５】
2011228687.tif 000008
【図６】
2011228687.tif 000009
【図７】
2011228687.tif 000010
【図８】
2011228687.tif 000011
【図９】
2011228687.tif 000012
【図１０】
2011228687.tif 000013
【図１１】
2011228687.tif 000014
【図１２】
2011228687.tif 000015
【図１３】
2011228687.tif 000016