(57)【要約】【課題】リードフレーム基板の樹脂成形体と封止樹脂との密着性を低コストで高める。【解決手段】樹脂成形体１１の各凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂを粗化することにより、凹部の側面および底面においてパッド部とリード部とを除いた部分の表面粗さを５〜２５０μｍとして、封止樹脂３０との密着性を高める。樹脂成形体１１の各凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂの粗化は、パッド部１３、リード部１４の表面１３ａ、１４ａにおける樹脂成形体１１のバリ取りを兼ねて行う。【選択図】図２
2012182206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に１以上の凹部を有した樹脂成形体と、
前記凹部の底面に設けられ、少なくとも１つのＬＥＤ発光素子を搭載するためのパッド部と、
前記凹部の底面に設けられ、前記ＬＥＤ発光素子と電気的に接続するためのリード部と、
を備え、
前記凹部の側面、および前記底面において前記パッド部と前記リード部とを除いた部分の表面粗さが５〜２５０μｍであることを特徴とするＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項２】
前記底面に設けられた前記パッド部と前記リード部の表面粗さが、それぞれ５〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項３】
前記底面に設けられた前記パッド部と前記リード部は、前記底面から１〜１０μｍ突出していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項４】
前記樹脂成形体を形成する成形樹脂は、３６０ｎｍ近辺波長における透過率が９０％以上である透明成分と、白色顔料、および、少なくとも１種類以上の無機フィラーを含有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板と、
前記凹部内に収容され、前記パッド部に搭載されたＬＥＤ発光素子と、
前記ＬＥＤ発光素子と前記リード部とを電気的に接続するワイヤーと、
前記凹部内に充填され、透明性を有した封止樹脂と、を備えることを特徴とするＬＥＤ発光素子装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法であって、
基板材料をエッチングすることにより前記パッド部および前記リード部のベースとなるアイランド部を形成する工程と、
第１の面に１以上の凹部を有した樹脂成形体を、前記凹部の底面に前記アイランド部の頂面が露出するように形成する工程と、
前記凹部の側面および底面を粗化することで前記樹脂成形体のバリ取りを行うとともに、前記凹部の側面、および前記底面において前記パッド部と前記リード部とを除いた部分の表面粗さを５〜２５０μｍとする粗化工程と、
前記凹部の底面において、前記アイランド部の頂面にメッキを施すことにより前記パッド部および前記リード部を形成する工程と、を含むことを特徴とするＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂成形体を形成する成形樹脂は、白色顔料と、少なくとも１種類以上の無機フィラーと、透明樹脂成分とを含み、
前記粗化工程において、前記樹脂成形体の表層部の透明成分のみを除去し、前記白色顔料および前記無機フィラーを残存させることを特徴とする請求項6に記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板、ＬＥＤ発光素子装置、およびＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ発光素子装置として、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板（以下、単に「リードフレーム基板」と称する。）にＬＥＤ発光素子を搭載したものがある（例えば特許文献１参照）。このようなリードフレーム基板は、樹脂成形体に凹部が形成され、この凹部の底部に、ＬＥＤ発光素子を搭載するパッド部と、ＬＥＤ発光素子と電気的に接続するためのリード部とが設けられている。
パッド部に搭載したＬＥＤ発光素子は、ワイヤー等によりリード部に電気的に接続されている。そして、凹部内に、透過性を有するとともに蛍光体を含有した樹脂（以下、これを封止樹脂と称する）を充填し、ＬＥＤ発光素子を封止するとともに、ＬＥＤ発光素子から発せられる光を外部に透過させるようになっている。
また、パッド部やリード部は銀等によりめっきされており、ＬＥＤ発光素子から発せられた光は、凹部の内表面や、パッド部やリード部のめっき面で反射し、封止樹脂を透過して外部に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７２１６０号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、凹部の内表面は、樹脂成形体を形成するための金型表面の粗さが転写されるため、平滑面となる。その結果、樹脂成形体と封止樹脂との密着性が低いという問題がある。この場合、樹脂成形体と封止樹脂との界面から、水分や不純物、特に硫黄分が進入し、ＬＥＤ発光素子自体の発光劣化、めっき面の黒化による反射強度の低下を引き起こす。
【０００５】
これに対し、例えば金属板からなるパッド部やリード部の側面部を粗化することで封止樹脂との密着性を高める技術も存在するが（特許文献２参照）、側面部を粗化する工程を追加する必要があるため、手間がかかるうえに、製作コストを高めることになるので望ましくない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板と封止樹脂との密着性を低コストで高めることのできるＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板、ＬＥＤ発光素子装置、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一の態様であるＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板は、第１の面に１以上の凹部を有した樹脂成形体と、凹部の底面に設けられ、少なくとも１つのＬＥＤ発光素子を搭載するためのパッド部と、凹部の底面に設けられ、ＬＥＤ発光素子と電気的に接続するためのリード部と、を備え、凹部の側面、および底面においてパッド部とリード部とを除いた部分の表面粗さが５〜２５０μｍであることを特徴とする。
このように、凹部の側面、および底面においてパッド部とリード部とを除いた部分の表面粗さを５〜２５０μｍとすることで、ＬＥＤ発光素子を搭載した後に凹部内に充填する封止樹脂と樹脂成形体との密着性を高めることができる。そして、これらの部分の粗化は、樹脂成形体のバリ取り工程で同時に行うことができる。
【０００７】
ここで、底面に設けられたパッド部とリード部の表面粗さが、それぞれ５〜２５０μｍであるのが好ましい。
【０００８】
また、底面に設けられたパッド部とリード部は、底面から１〜１０μｍ突出させるのが好ましい。これによっても、ＬＥＤ発光素子を搭載した後に凹部内に充填する封止樹脂とＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板との密着性を高めることができる。
【０００９】
前記樹脂成形体を形成する成形樹脂は、３６０ｎｍ近辺波長における透過率が９０％以上である透明成分と、白色顔料、および、少なくとも１種類以上の無機フィラーを含有してもよい。
【００１０】
また、本発明の第二の態様であるＬＥＤ発光素子装置は、本発明のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板と、凹部内に収容され、パッド部に搭載されたＬＥＤ発光素子と、ＬＥＤ発光素子とリード部とを電気的に接続するワイヤーと、凹部内に充填され、透明性を有した封止樹脂とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第三の態様は、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法であって、基板材料をエッチングすることによりパッド部およびリード部のベースとなるアイランド部を形成する工程と、第１の面に１以上の凹部を有した樹脂成形体を、凹部の底面にアイランド部の頂面が露出するように形成する工程と、凹部の側面および底面を粗化することで樹脂成形体のバリ取りを行うとともに、凹部の側面、および底面においてパッド部とリード部とを除いた部分の表面粗さを５〜２５０μｍとする粗化工程と、凹部の底面において、アイランド部の頂面にメッキを施すことによりパッド部およびリード部を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
ここで、リードフレーム全面に銀めっきを施した後（先めっき）、樹脂成形して樹脂成形体を形成し、さらに、樹脂成形体のバリ取りを行うことでその表面を粗化することも考えられる。しかし、この場合は、バリ取りで表面を荒しすぎると、フィラーが脱落して粗度が大きくなる。同時にめっき表面も荒れてしまい、密着性は良くなるが、発光強度は低下する。
これに対し、上記のごとく凹部の側面および底面を荒らした後に、アイランド部の頂面にメッキを施すことによりパッド部およびリード部を形成することで、パッド部およびリード部における発光強度（反射強度）が低下するのを避けることができる。
【００１３】
前記樹脂成形体を形成する成形樹脂は、白色顔料と、少なくとも１種類以上の無機フィラーと、透明樹脂成分とを含み、前記粗化工程において、前記樹脂成形体の表層部の透明成分のみを除去し、前記白色顔料および前記無機フィラーを残存させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、凹部の側面、および底面においてパッド部とリード部とを除いた部分の表面粗さを５〜２５０μｍとすることで、ＬＥＤ発光素子を搭載した後に凹部内に充填する封止樹脂と樹脂成形体との密着性を高めることができる。これにより、樹脂成形体と封止樹脂との界面から、水分や不純物、特に硫黄分が進入し、ＬＥＤ発光素子自体の発光劣化、反射強度の低下を招くのを回避することができる。
しかも、樹脂成形体の各凹部の側面および底部は、樹脂成形体のバリ取りを行うときに荒らされるので、特に表面を粗化するために新たな工程を追加する必要がなく、低コストで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るリードフレーム基板の全体構成を示す図である。
【図２】同リードフレーム基板における凹部の断面図である。
【図３】（ａ）から（ｅ）は、リードフレーム基板の製造工程を示す図である。
【図４】（ａ）は、粗化工程前の樹脂成形体の表層部、（ｂ）は、粗化工程後の同表層部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明によるＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板、ＬＥＤ発光素子装置、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板の製造方法の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のリードフレーム基板１０の全体構成を示す図である。
図１（ａ）に示すように、リードフレーム基板１０は、後述するパッド部１３およびリード部１４が複数組形成されたリードフレーム５０と、リードフレーム５０に形成され、マトリックス状に配置された複数の凹部１２を有する樹脂成形体１１とを備えている。
リードフレーム基板１０は、図２に示すように、各凹部１２にＬＥＤ発光素子２０が実装されることで、複数のＬＥＤ発光素子装置Ａを製造することができる。
【００１７】
樹脂成形体１１は、白色等の顔料および１種以上の無機フィラーが、バインダ等を含む透明成分に混合された成型樹脂から形成されている。この透明成分は、例えば３６０ｎｍ近辺の波長における光透過率が９０％以上とされている。
【００１８】
図２は、樹脂成形体１１に形成された各凹部１２を示す拡大断面図である。
図１および図２に示すように、凹部１２は、例えば平面視円形で、凹部１２の側面１２ａは、樹脂成形体１１において凹部１２が開口している側の第１の面１１ｂ側から凹部１２の底部１２ｂに向けてその開口面積が漸次縮小するテーパ状をなしている。
また、凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂは、その表面粗さが、後述する処理により５〜２５０μｍとされている。
【００１９】
凹部１２の底部１２ｂには、ＬＥＤ発光素子２０が搭載されるパッド部１３と、ＬＥＤ発光素子２０とワイヤー２１やハンダ等を介して電気的に接続されるリード部１４とが露出されている。これらパッド部１３、リード部１４を有するリードフレーム５０は、例えば銀や、鉄−ニッケル系または銅−ニッケル−鉛等からなるプレート状の金属材料を所定形状にエッチングすることにより、パッド部やリード部となるアイランド部４３を形成し、アイランド部４３の表面に、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキ等のメッキ処理が施された構成とされている。また、各組のパッド部１３とリード部１４とは、間隔を隔てて形成されており、樹脂成形体１１を形成する樹脂材料がその間に介在することで電気的絶縁が図られている。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、リードフレーム５０の第２の面には、パッド部１３、リード部１４の裏面（放熱面）が露出するとともに、パッド部１３、リード部１４と同材料から形成された格子状のタイバー１６が形成されている。そして、タイバー１６と、パッド部１３、リード部１４との間には、パッド部１３、リード部１４と同材料から形成されたタイバー１７が形成され、これによってパッド部１３、リード部１４がタイバー１６に保持されている。
【００２１】
パッド部１３、リード部１４の表面１３ａ、１４ａに形成されためっき層４４は、凹部１２の底部１２ｂから凹部１２が開口している側に、例えば１〜１０μｍ突出するよう形成されている。
これらパッド部１３、リード部１４の表面１３ａ、１４ａは、その表面粗さが、５〜
２５０μｍで形成されている。
【００２２】
そして、凹部１２内には、パッド部１３に搭載され、リード部１４に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子２０を封止する封止樹脂３０が充填されている。この封止樹脂３０は、ＬＥＤ発光素子２０で発する光を透過するよう、蛍光体を含有し、透過性を有した樹脂材料で形成されている。
【００２３】
このようなリードフレーム基板１０においては、各凹部１２内のＬＥＤ発光素子２０にリード部１４を介して通電すると、ＬＥＤ発光素子２０が発光する。その光は、封止樹脂３０を透過して外部に向けて照射される。また、ＬＥＤ発光素子２０から発せられた光の一部は凹部１２の側面１２ａで反射し、封止樹脂３０を透過して外部に向けて照射される。
【００２４】
上記したようなリードフレーム基板１０は、以下のようにして形成される。
まず、図３（ａ）に示すように、レジスト４１ａを塗布した合金薄板からなる基板材料４１の表面にフォトリソグラフィ法により紫外線露光を行い、図３（ｂ）に示すように、所定領域にレジストパターン４２を形成する。
次いで、図３（ｃ）に示すように、エッチング法により、基板材４１においてレジストパターン４２で覆われた以外の部分を除去することで、基板材料４１にアイランド部４３を形成する。ここで、エッチング法としてハーフエッチング法を用いることで、基板材４１の表裏で、異なる形状のレジストパターン４２を用いてアイランド部４３と放熱面との形状を異ならせることができる。
【００２５】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン４２を除去した後にアイランド部４３を有する基板材料４１を図示しない金型に収容し、この金型に成形機から樹脂を充填することでトランスファー成形を行い、樹脂成形体１１を形成する。形成された樹脂成形体１１の凹部１２の底部１２ｂには、アイランド部４３が露出している。
【００２６】
この後、樹脂成形体１１を所定の温度条件でベーク処理して樹脂を硬化させた後、アイランド部４３上に残存した樹脂成形体１１のバリ取りを行う。バリ取りは、基板材料の材質や、樹脂成形体１１の樹脂材料の組成等により適宜設定できる。例えば、液組成；リン酸  ７００ｍｌ、水  ３５０ｍｌ、電圧；１．５〜２Ｖ、電流；６〜８Ａ／ｄｍ２、温度；２０℃、時間；１５〜３０分の条件で電界研磨を行ったのち、イオン銃条件；４ｋＶ、スパッタレート；１８．５３ｎｍ／ｍｉｎ、ターゲット電流；４．１μＡ、圧力；７．４ ｍＰａの条件でアルゴンエッチングを行って取りきれなかった樹脂を除去してもよい。
このバリ取り処理により、樹脂成形体１１の各凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂが所定の表面粗さ（５〜２５０μｍ）に粗化される（粗化工程）。
【００２７】
上記の粗化工程終了後、図３（ｅ）に示すように、アイランド部４３を例えば銀によりメッキし、その表面にめっき層４４を形成する。粗化工程で粗くなったパッド部１３、リード部１４の表面１３ａ、１４ａ上にめっき層４４が形成されることで、パッド部１３、リード部１４の上面は平滑なめっき面となる。パッド部１３、リード部１４の上面は、めっき層４４の膜厚分だけ凹部１２の底部１２ｂから突出する。すなわち、パッド部１３、リード部１４の上面は、凹部１２の底部１２ｂよりも凹部１２が開口している側に、例えば１〜１０μｍ突出する。ここまでの工程で、リードフレーム基板１０が完成する。
【００２８】
しかる後は、図２に示したように、パッド部１３上にＬＥＤ発光素子２０を搭載し、さらにワイヤーボンディング法によりワイヤー２１を用いてＬＥＤ発光素子２０とリード部１４とを電気的に接続する。
【００２９】
この後、凹部１２内に封止樹脂３０を充填し、硬化させることにより、発光素子装置Ａが形成される。封止樹脂３０は、粗化された凹１２の側面１２ａおよび底部１２ｂと良好に密着し、高い密着性が保持される。
【００３０】
本実施形態のリードフレーム基板１０およびその製造方法によれば、樹脂成形体１１の各凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂが粗化工程により粗化されるため、封止樹脂３０との密着性を高めることができる。これにより、樹脂成形体１１と封止樹脂３０との界面から、水分や不純物、特に硫黄分が進入し、ＬＥＤ発光素子２０自体の発光劣化、反射強度の低下を抑制することができる。
また、粗化工程は、上述のような条件で行うことにより、樹脂成形体１１形成後のバリ取りを兼ねて行うことができるため、従来に比して新たな工程を追加する必要がなく、低コストで実施することができる。
【００３１】
また、めっき層４４からなるパッド部１３、リード部１４の上面は、樹脂成形体１１の各凹部１２の底部１２ｂから突出しているので、その段差部によっても封止樹脂３０との密着性を高めることができる。
【００３２】
ここで、樹脂成形体１１の各凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂが粗化されると、リードフレーム基板１０の各凹部１２からの発光強度が低下してしまうことがある。しかし、樹脂成形体１１の樹脂材料が上述のような組成である場合、その光の散乱の実体は、図４（ａ）に示すように、当該樹脂材料中の白色顔料Ｐ１や無機フィラーＰ２の凹凸面における反射、散乱である。したがって、表面粗さが、５〜２５０μｍとなるように本実施形態の粗化工程を行っても、凹部１２の側面１２ａおよび底部１２ｂの表層の透明成分Ｐ３のみが除去されるため、図４（ｂ）に示すように、物理的な凹凸面が形成されるものの、光の散乱の状態はあまり変化しない。その結果、光の散乱状態に大きな影響を与えずに、封止樹脂と樹脂性形態との密着性を高めることができる。
【００３３】
ここで、粗化工程前に、パッド部１３、リード部１４にめっきが施されていると、粗化工程によりめっき面が荒らされてしまい、ＬＥＤ発光素子２０からの光の反射強度が低下してしまう。これに対し、本実施形態においては、粗化工程後に、パッド部１３、リード部１４の表面１３ａ、１４ａにめっき層４４を形成するようにしたので、パッド部１３、リード部１４の上面をより平坦にして高い反射強度を確保することができる。
【００３４】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、凹部１２の形状や数、パッド部１３やリード部１４の配置、材料等、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板
１１  樹脂成形体
１１ｂ  第１の面
１１ｃ  第２の面
１２  凹部
１２ａ  側面
１２ｂ  底部
１３  パッド部
１３ａ、１４ａ  表面
１４  リード部
１６  タイバー
１７  タイバー
２０  ＬＥＤ発光素子
２１  ワイヤー
３０  封止樹脂
４１  基板材料
４１ａ  レジスト
４２  レジストパターン
４３  アイランド部
４４  めっき層
５０  リードフレーム
Ａ  ＬＥＤ発光素子装置
【図１】
2012182206.tif 000003
【図２】
2012182206.tif 000004
【図３】
2012182206.tif 000005
【図４】
2012182206.tif 000006