(57)【要約】【課題】銀または銀を含有する合金のめっきを施したリードフレームで、銀めっき被膜の特性を制御し結晶配向を調整し、特に白色ＬＥＤで使用される４６０ｎｍ付近の青色の波長での正反射率を高めた光学素子用リードフレームを提供すること。【解決手段】光学素子を搭載するリードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上に厚さ１．５μｍ以上の光沢性の銀または銀を含有するめっき層を有し、前記銀または銀を含有するめっき被膜の光沢度が１．６以上、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上であることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を搭載するリードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上に厚さ１．５μｍ以上の光沢性の銀または銀を含有するめっき層を有し、前記銀または銀を含有するめっき被膜の光沢度が１．６以上、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上であることを特徴とする光学素子用リードフレーム。
【請求項２】
前記リードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載される前記パッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うための前記リード部上の光沢性の前記銀または銀を含有するめっき層の下地がニッケルめっき層を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子用リードフレーム。
【請求項３】
前記ニッケルめっき層の上層に、パラジウムめっき層または金めっき層、あるいはパラジウムめっき層さらにその上に金めっき層、そして表面層が前記銀または銀を含有するめっき層であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子用リードフレーム。
【請求項４】
前記ニッケルめっき層の厚さは０．５〜４．０μｍであることを特徴とする請求項２または３に記載の光学素子用リードフレーム。
【請求項５】
前記パラジウムめっき層の厚さは０．００５〜０．１μｍ、前記金めっき層の厚さは０．００１〜０．０２μｍであることを特徴とする請求項３または４に記載の光学素子用リードフレーム。
【請求項６】
銅合金を用いたリードフレームの製造方法であって、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上にニッケルめっき層を形成し、次に前記ニッケルめっき層の最上層として光沢度が１．６以上でありかつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上である銀または銀を含有するめっき層を厚さ１．５μｍ以上形成することを特徴とする光学素子用リードフレームの製造方法。
【請求項７】
前記ニッケルめっき層を形成した後、次にパラジウムめっき層または金めっき層を形成し、あるいはパラジウムめっき層を形成しさらにその上に金めっき層を形成し、次に前記銀または銀を含有するめっき層を形成することを特徴とする請求項６に記載の光学素子用リードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光沢性の銀めっきを施した光学素子用リードフレームおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）に代表される光学素子搭載用部品の一つとしてリードフレームがある。従来より銅合金上の全面または部分的に、銀または銀を含有する合金めっき、あるいは金または金を含有する合金めっきを施したリードフレームが多く使用されているが、銀または銀を含有する合金めっきと金または金を含有する合金めっきにはそれぞれ一長一短あることが広く知られている。
【０００３】
すなわち、銀または銀を含有する合金めっきは光沢度や反射率などの光学特性に優れているが、硫化による変色の発生や熱履歴による光沢度および反射率の低下など耐環境性に難点がある。
一方、金または金を含有する合金めっきは耐環境性には優れているが、光学特性は銀よりも劣る。
【０００４】
このように、銀または銀を含有する合金めっきと金または金を含有する合金めっきにはそれぞれ一長一短あるが、近年、高出力のＬＥＤへの要求が高まる中、特に光沢度や反射率などの光学特性に優れる銀または銀を含有する合金めっきを施したリードフレームに注目が集まっている。
【０００５】
例えば特許文献１として示す特開２０１２−２０９３６７号公報には、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部と、ＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部と、リフレクター部とを備え、銀めっき層を有するめっき部が形成されたパッド部及びリード部において、波長４６０ｎｍの光の反射率が９２％以上、かつ光沢度が１．４０以上のＬＥＤ素子用リードフレーム基板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２０９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
銀または銀を含有する合金のもっとも大きな特長は広い波長範囲で高い反射率を示すことであり、特に白色ＬＥＤで使用される４６０ｎｍ付近の青色の波長では一般的に使用される金属の中で最も高い反射率を示すことが知られている。もちろんこれは銀単体としての特長であり、リードフレーム等に銀めっき被膜として形成された際に必ずしもこの特性が最大限に発現するとは限らない。
【０００８】
本発明者はリードフレーム等に形成される銀めっき被膜の反射について研究した結果、リードフレーム等に形成された銀めっき被膜の反射によりＬＥＤ素子の光を外部に効率的に放出させるためには、正反射率と拡散反射率の合計値として表される反射率のうち、特に正反射率を高めることが重要であることがわかった。
そしてさらに研究した結果、リードフレームなどに形成された銀めっき被膜で９０％以上の正反射率を発現させるためには、Ｘ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比に着目することが必要であることがわかった。
【０００９】
しかし、特許文献１は単に光の反射率について言及しているだけであり、正反射率については全く着目されておらず、しかもＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比と正反射率の関係についての着想も一切示されていない。
【００１０】
本発明は、この様な課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、銀または銀を含有する合金のめっきを施したリードフレームで、銀めっき被膜の特性を制御し結晶配向を調整し、特に白色ＬＥＤで使用される４６０ｎｍ付近の青色の波長での正反射率を高めた光学素子用リードフレームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の光学素子用リードフレームは、光学素子を搭載するリードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上に厚さ１．５μｍ以上の光沢性の銀または銀を含有するめっき層を有し、前記銀または銀を含有するめっき被膜の光沢度が１．６以上、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上であることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいては、前記リードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載される前記パッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うための前記リード部上の光沢性の前記銀または銀を含有するめっき層の下地がニッケルめっき層を含むことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいては、前記ニッケルめっき層の上層に、パラジウムめっき層または金めっき層、あるいはパラジウムめっき層さらにその上に金めっき層、そして表面層が前記銀または銀を含有するめっき層であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいては、前記ニッケルめっき層の厚さは０．５〜４．０μｍであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいては、前記パラジウムめっき層の厚さは０．００５〜０．１μｍ、前記金めっき層の厚さは０．００１〜０．０２μｍであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の光学素子用リードフレームの製造方法は、銅合金を用いたリードフレームの製造方法であって、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上にニッケルめっき層を形成し、次に前記ニッケルめっき層の上層として光沢度が１．６以上であり、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上である銀または銀を含有するめっき層を厚さ１．５μｍ以上形成することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の光学素子用リードフレームの製造方法においては、前記ニッケルめっき層を形成した後、次にパラジウムめっき層または金めっき層を形成し、あるいはパラジウムめっき層を形成しさらにその上に金めっき層を形成し、次に前記銀または銀を含有するめっき層を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、波長４６０ｎｍでの正反射率が９０％以上である銀または銀を含有するめっき層が形成されたリードフレームを簡単かつ確実に製造できるため、高い反射率を備えたリードフレームの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ｘ線回折パターンを示し、［１］は試料１、［２］は試料４、［３］は試料５である。
【図２】銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比と反射率の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、実施形態の説明に先立ち、本発明を完成するに至った経緯について説明する。
本発明者は鋭意研究した結果、リードフレーム等に形成された銀めっき被膜の反射によりＬＥＤ素子の光を外部に効率的に放出させるためには、正反射率を高めることが特に重要であることがわかった。そして、銀めっき被膜の正反射率を高めるために銀めっき被膜の結晶構造を研究した結果、銀めっき被膜のＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が銀めっき被膜の正反射率に関係していることを見出した。
【００２１】
また、本発明者はさらに研究した結果、４６０ｎｍにおける反射率において特に正反射率を高めるための銀の結晶配向は、Ｘ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上であることを見出した。
【００２２】
さらに、銀めっき被膜表面の散乱光の量に対応する項目である光沢度にも着目した結果、銀の面指数（１１１）の回折強度に対する（２００）の回折強度の比が１．０以上で、かつ光沢度が１．６以上の状態とすることで正反射率を９０％以上とすることができることを見出して本発明を完成させた。
【００２３】
次に、本発明の実施形態について説明する。
本発明の光学素子用リードフレームは、光学素子を搭載するリードフレームにおいて、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上に厚さ１．５μｍ以上の光沢性の銀または銀を含有するめっき層を有し、銀または銀を含有するめっき被膜の光沢度が１．６以上、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上である。
なお、回析強度の比が１．０以上とは下記の式を満足することをいう。
銀の面指数（２００）の回析強度／銀の面指数（１１１）の回析強度≧１．０
【００２４】
銀の結晶配向のうち、（２００）面は（１１１）面に比べて原子の充填率が低く、言い換えれば単位面積当たりの原子数が少ないため、原子レベルでの凹凸が相対的に小さく、したがってより鏡面に近い状態で光を反射することができると考えられる。反射には正反射と拡散反射の２種類あるが、（２００）面による反射は鏡面反射が強くなるため、正反射率が高くなると考えられる。
【００２５】
正反射率と拡散反射率を合計した値を一般的に反射率と呼称するが、拡散反射光は対象物によって散乱された光であるため、光の行路が正反射光に比べて長くなってしまい、最終的な光束は長い行路によって減衰されてしまう。このため、リードフレーム等に形成された銀めっき被膜の反射によりＬＥＤ素子の光を外部に効率的に放出させるためには、正反射率を重視する必要があり、（２００）面の割合が大きい銀めっき被膜がこの点においては非常に有利であると考えられる。
【００２６】
これは青色光の代表的な波長である４６０ｎｍの光についても同様であり、銀の結晶配向を調整して（２００）面の占める割合を（１１１）面に比べて大きくした銀めっき被膜を形成することで、正反射率の高いＬＥＤ用のリードフレームとなる。
【００２７】
さらに、銀めっき被膜表面の散乱光の量に対応する項目である光沢度も重要な因子であると考えて研究した結果、銀の面指数（１１１）の回折強度に対する銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上で、かつ光沢度が１．６以上の状態とすることで正反射率を９０％以上とすることができることがわかった。一方、光沢度を１．７以上としても銀の面指数（１１１）の回折強度に対する銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０よりも小さいと正反射率は９０％以上とはならないことがわかった。
【００２８】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいて、好ましくは少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上の光沢性の銀または銀を含有するめっき層の下地がニッケルめっき層を含んでいる。
【００２９】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいて、好ましくはニッケルめっき層の上層に、パラジウムめっき層または金めっき層、あるいはパラジウムめっき層さらにその上に金めっき層、そして表面層が銀または銀を含有するめっき層である。
【００３０】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいて、好ましくはニッケルめっき層の厚さは０．５〜４．０μｍである。
【００３１】
また、本発明の光学素子用リードフレームにおいて、好ましくはパラジウムめっき層の厚さは０．００５〜０．１μｍ、金めっき層の厚さは０．００１〜０．０２μｍである。
【００３２】
一般的に銅材は（１１１）面に配向することが知られているが、例えば下地にニッケルめっきを１．０μｍ以上施した場合ニッケルめっき被膜の結晶配向は（２００）面が優位となり、その後に形成される銀めっき被膜の結晶配向も（２００）面の割合を高いものとしやすい。
【００３３】
また、ニッケルめっき層と銀または銀を含有する合金のめっき層の間にパラジウムめっき層や金めっき層を介在させるとニッケルめっきと銀めっきの接合性が向上する。
【００３４】
また、本発明の光学素子用リードフレームの製造方法は、銅合金を用いたリードフレームの製造方法であって、少なくとも光学素子が搭載されるパッド部及びＬＥＤ素子と電気的接続を行うためのリード部上にニッケルめっき層を形成し、次にニッケルめっき層の上層として光沢度が１．６以上であり、かつＸ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上である銀または銀を含有するめっき層を厚さ１．５μｍ以上形成する。
【００３５】
光学素子との接合に使用される金属線と接合性を確保し、下地からの銅の拡散を抑制するためには、銀または銀を含有する合金めっき層の厚さは１．５μｍ以上必要である。
【００３６】
Ｘ線回折法によって検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上である銀または銀を含有するめっき層とするためには、銀または銀を含有するめっき層を形成するに際し、めっき液の濃度と温度、電流密度を適宜調整することによりこのような結晶配向性を有する銀めっき被膜にすることができる。
【００３７】
また、めっき液の濃度と温度、電流密度を適宜調整することにより、光沢度が１．６以上とすることができる。このような光沢度を得るためにもめっき液の濃度と温度、電流密度を適宜調整し、また光沢剤を添加してもよい。
【００３８】
また、本発明の光学素子用リードフレームの製造方法においては、好ましくはニッケルめっき層を形成した後、次にパラジウムめっき層または金めっき層を形成し、あるいはパラジウムめっき層を形成しさらにその上に金めっき層を形成し、次に銀または銀を含有するめっき層を形成する。
【実施例】
【００３９】
［実施例１］
リードフレーム用合金として、厚さ０．２ｍｍ、幅１８０ｍｍの帯状銅材（三菱伸銅製：ＴＡＭＡＣ−１９４Ｒ）を用いて、アルカリおよび酸によって前処理を施したのち、次のように電気メッキ処理を施した。
【００４０】
まず、スルファミン酸ニッケルとホウ酸を主成分とするめっき浴を用いて、電流密度として６．０Ａ／ｄｍ２で２．５分間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの平滑なニッケルめっき層を形成した。次に、パラジウムめっき浴を用いて、電流密度として  １．２Ａ／ｄｍ２で６秒間めっきを行い、厚さが約０．０２μｍのパラジウムめっき層を形成した。次に、金めっき浴を用いて、電流密度として  ０．２Ａ／ｄｍ２で６秒間めっきを行い、厚さが約０．００６μｍの金めっき層を形成した。さらに、青化銀と青化カリウムを主成分とする銀めっき浴を用いて、電流密度として６．０Ａ／ｄｍ２で３０秒間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの光沢性のある銀めっき層を形成し、リードフレームの製造を完了した。
【００４１】
完成したリードフレームの銀めっき被膜の光沢度を測定したところ、１．７であり、正反射率を測定したところ９２．５％であった。また、Ｘ線回析法を用いて結晶配向性を評価したところ、検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比は１．２０であった。
【００４２】
［実施例２］
実施例１と同様の方法で金めっき層までを形成した。さらに青化銀と青化カリウムを主成分とする銀めっき浴を用いて、電流密度として７．０Ａ／ｄｍ２で２６秒間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの光沢性のある銀めっき層を形成し、リードフレームの製造を完了した。
【００４３】
完成したリードフレームの銀めっき被膜の光沢度を測定したところ、１．６であり、正反射率を測定したところ９０．１％であった。また、Ｘ線回析法を用いて結晶配向性を評価したところ、検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比は１．０２であった。
【００４４】
［比較例１］
実施例１と同様の方法で金めっき層までを形成した。さらに青化銀と青化カリウムを主成分とする銀めっき浴を用いて、電流密度として８．０Ａ／ｄｍ２で２３秒間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの光沢性のある銀めっき層を形成し、リードフレームの製造を完了した。
【００４５】
完成したリードフレームの銀めっき被膜の光沢度を測定したところ、１．４であり、正反射率を測定したところ８３．０％であった。また、Ｘ線回析法を用いて結晶配向性を評価したところ、検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比は０．６０であった。
【００４６】
［比較例２］
リードフレーム用合金として、厚さ０．２ｍｍ、幅１８０ｍｍの帯状銅材（三菱伸銅製：ＴＡＭＡＣ−１９４Ｒ）を用いて、アルカリおよび酸によって前処理を施したのち、次のように電気メッキ処理を施した。
【００４７】
まず、青化銅と青化カリウムを主成分とする銅めっき浴を用いて、電流密度として３．５Ａ／ｄｍ２で１５秒間めっきを行い、厚さが約０．８μｍの銅めっき被膜を形成した。次に、青化銀と青化カリウムを主成分とする銀めっき浴を用いて、電流密度として６．０Ａ／ｄｍ２で３０秒間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの光沢性のある銀めっき層を形成し、リードフレームの製造を完了した。
【００４８】
完成したリードフレームの銀めっき被膜の光沢度を測定したところ、１．７であり、正反射率を測定したところ８４．６％であった。また、Ｘ線回析法を用いて結晶配向性を評価したところ、検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比は０．７０であった。
【００４９】
［比較例３］
実施例１と同様の方法で金めっき層までを形成した。さらに青化銀と青化カリウムを主成分とする銀めっき浴を用いて、電流密度として９．０Ａ／ｄｍ２で２０秒間めっきを行い、厚さが約２．５μｍの光沢性のある銀めっき層を形成し、リードフレームの製造を完了した。
【００５０】
完成したリードフレームの銀めっき被膜の光沢度を測定したところ、１．２であり、正反射率を測定したところ７８．０％であった。また、Ｘ線回析法を用いて結晶配向性を評価したところ、検出される銀の面指数（１１１）の回折強度と銀の面指数（２００）の回折強度の比は０．２９であった。
【００５１】
測定結果を表１と図１，図２に示す。表１において、試料１は比較例３、試料２は比較例１、試料３は実施例２、試料４は実施例１、試料５は比較例２である。また、図１において［１］は試料１（比較例３）を、［２］は試料４（実施例１）を、［３］は試料５（比較例２）を示したものである。
【００５２】
図２より明らかなように、正反射率は回折強度の比にほぼ比例しており、回析強度の比が１．０以上となると正反射率が９０％以上となることがわかる。
【００５３】
また、図１に示すように、試料４（実施例１）の結果を示す［２］は、（２００）が（１００）の１．２倍の値となっているが、試料５（比較例２）の結果を示す［３］は、（２００）が（１００）の０．７倍の値である。
【００５４】
表１の試料２（比較例１）と試料５（比較例２）から明らかなように、光沢度が１．４以上で反射率が９２％以上であっても、銀の面指数（１１１）の回折強度に対する銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０以上でないと正反射率は９０％以上にならないことがわかる。
【００５５】
また、表１の試料４（実施例１）と試料５（比較例２）を比較すると明らかなように、光沢度が同じであっても回折強度の比が異なる場合は正反射率が異なり、銀の面指数（１１１）の回折強度に対する銀の面指数（２００）の回折強度の比が１．０よりも小さいと正反射率は９０％以上とはならない。これより、回折強度の比が正反射率に大きく関係していることがわかる。
【００５６】
なお、Ｘ線回折装置には、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製のＤ８ＤＩＳＣＯＶＥＲμ―ＨＲを、光沢度計には日本電色工業社製のＶＳＲ−４００を、反射率計には日立ハイテクノロジーズ社製のＵ−４１００型分光光度計をそれぞれ用いた。
【００５７】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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