JP2009076948A - 光半導体装置用リードフレームおよびこれを用いた光半導体装置、並びにこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂にシリコーン樹脂を用いる場合であっても、リードフレーム上に設けたメッキ層の変色・変性を防止し、発光素子の発光の反射率の低下を防止することにより、長期にわたり良好な発光輝度を発揮させることが可能な光半導体装置用リードフレームとこれを用いた光半導体装置、並びにそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】塩化白金酸が混入したシリコーン樹脂からなる封止樹脂１４の内部において、リードフレーム１０の純Ａｇメッキ層２１がシリコーン樹脂と直接接触するのを回避するべく、前記純Ａｇメッキ層２１の表面にＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２が形成された構成とする。これにより、シリコーン樹脂の硬化触媒由来のＡｇＣｌの発生を抑制し、Ａｇメッキ層の黒褐色化を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は光半導体装置用リードフレームに関し、特に短波長領域（４００〜５００ｎｍ程度）での紫色〜青色発光時における光半導体装置の外観劣化を防止する技術に関する。

従来より、ＬＥＤ素子等を光源に利用した光半導体装置は、各種の表示用・照明用光源として広く使用されている。
当該光半導体装置は、例えば基板にリードフレームを配し、当該リードフレーム上に発光素子をマウントした後、熱、湿気、酸化などによる光源の劣化やその周辺部位の劣化を防止するため、前記光源とその周囲を封止樹脂で封止してなる。

封止樹脂の材料としては、透明性に優れ、且つ光源の高輝度を保持できる特性が求められる。エポキシ樹脂はその例示であるが、近年の照明用途等では、光の三原色を組み合わせて白色発光且つ高出力で使用するニーズが高まっており、短波長領域での発光と光透過性の劣化耐性が要求されている。そこで現在では、エポキシ樹脂よりも耐熱性・光透過性の保持特性に優れるシリコーン樹脂が用いられている（非特許文献１）。

一方、優れた光源特性を得るためには、光源の発光効率を高めるとともに、光源から発せられる光を有効利用することも重要である。このため光半導体装置では、光源の周囲に配されたリードフレームに対し、反射率の優れるメッキ層を施す技術がある。メッキ材料としては、反射率が高い金属であるＡｇが広く用いられる。
このように現在では、光半導体装置に対して種々の工夫を施すことにより、白色発光・高出力用途においても優れた性能を呈するように工夫が講じられている。
特開平９−２６６２８０号公報 松下電工技報Ｖｏｌ．５３ Ｎｏ．１

しかしながら、光半導体装置については以下の課題がある。
すなわち、本願発明者らが光半導体装置を実際に駆動して信頼性試験を行なった場合、シリコーン樹脂で封止されたリードフレーム上のＡｇメッキ層表面の一部が、黒褐色に変色する問題が見られた。この原因は、金属硫化物や、塩化白金酸を代表とする金属塩化物等の樹脂硬化触媒が含まれるシリコーン樹脂を用いた場合に、当該触媒成分がＡｇと反応し、ＡｇＣｌ（塩化銀）やＡｇ_２Ｓ（硫化銀）を生ずることで起きることが明らかになった。

発光素子が搭載されるパット部付近のＡｇメッキ層表面が黒褐色等に変色してしまうと、反射率の高いＡｇの特性が損なわれ、著しく反射率が低下する。これにより光半導体装置として十分な発光輝度が得られないおそれが生じうる。
以上のように、光半導体用リードフレームとこれを用いた光半導体装置においては、未だ解決すべき余地が存在する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、封止樹脂にシリコーン樹脂を用いる場合であっても、リードフレーム上に設けたメッキ層の変色・変性を防止し、発光素子の発光の反射率の低下を防止することにより、長期にわたり良好な発光輝度を発揮させることが可能な光半導体装置用リードフレームとこれを用いた光半導体装置、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、金属芯体と、当該金属芯体の表面に形成されたメッキ層を備える光半導体装置用リードフレームであって、前記メッキ層として、金属塩化物または金属硫化物の少なくとも何れかに対して化学耐性を有する耐性メッキ層が前記金属芯体表面に直接形成された構成とした。
また本発明は、金属芯体と、当該金属芯体の表面に形成されたメッキ層を備える光半導体装置用リードフレームであって、前記メッキ層は、少なくともＮｉを含む中間メッキ層と、金属塩化物または金属硫化物の少なくとも何れかに対して化学耐性を有する耐性メッキ層とが順次積層された構成とした。

ここで前記中間メッキ層は、Ｎｉメッキ層およびＰｄメッキ層を積層してなるＮｉ−Ｐｄ系メッキ層と、当該Ｎｉ−Ｐｄ系メッキ層上にＡｕメッキ層とが形成されてなるものとすることもできる。
また、前記耐性メッキ層と前記中間メッキ層との間にＡｇメッキ層を形成することもできる。

前記Ａｇメッキ層の光沢度は１．６以上とすることもできる。
前記耐性メッキ層はＡｇ−Ａｕ合金メッキ層とすることもできる。
ここで前記Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層は、Ａｕが主成分として含まれ、且つ、Ａｇが２５．０ｗ％以上５０．０ｗ％未満で含まれてなる構成とすることもできる。
また前記Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層は、層厚みが０．０５μｍ以上０．６μｍ以下とすることもできる。

さらに本発明は、リードフレームのパット部に発光素子が配設され、当該発光素子およびパット部を封止するように封止樹脂が配設されてなる光半導体装置であって、前記リードフレームは、上記した本発明の光半導体装置用リードフレームであり、且つ、少なくとも前記メッキ積層体が、前記給電リード領域に対応するように設けられているものとした。

ここで、前記リードフレームのうち、前記封止樹脂に封止された給電リード領域の反射率が、前記発光素子による４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光波長に対して５０％以上であり、且つ、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の発光波長に対して８５％以上である構成とすることもできる。
また前記封止樹脂は、金属塩化物または金属硫化物を含む光透過性樹脂（例えばシリコーン樹脂）を選ぶこともできる。さらに前記金属塩化物としては、塩化白金酸が挙げられる。

以上の構成を有する本発明のリードフレームおよび光半導体装置によれば、リードフレーム表面にメッキ積層体として形成された純Ａｇメッキ層は、常にＡｇ−Ａｕ合金メッキ層等の耐性メッキ層に被覆された状態となる。従って、本発明の光半導体装置では、前記メッキ積層体が形成されたリードフレーム領域にシリコーン樹脂等の封止樹脂を付着させれば、純Ａｇメッキ層のＡｇ成分が単独でシリコーン樹脂等の封止樹脂に接触することが回避される。従って、このような工夫を行うことで、純Ａｇメッキ層中のＡｇ成分が、直接シリコーン樹脂中の硬化触媒（塩化白金酸）と接触するのが回避される。

加えて、耐性メッキ層にＡｇ−Ａｕ合金メッキ層を用いた場合には、Ａｇよりも化学安定性に富むＡｕ成分が含まれている。よって、合金中のＡｇ成分は、Ａｕ成分による化学安定作用を受け、Ａｇ単独で存在する場合に比べて、封止樹脂に含まれる金属塩化物・金属硫化物等の樹脂硬化触媒に対する反応性が抑制される。
このような結果、本発明のリードフレームおよび光半導体装置では、リードフレーム表面の変色の原因となるＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓの発生を従来に比べて飛躍的に抑制・低減することができる。従って、封止樹脂にシリコーン樹脂を用いた場合であっても、長期にわたり封止樹脂中のリードフレームに施したメッキ層の良好な反射作用を維持でき、優れた発光輝度の発揮が期待できるものである。

以下に、本発明の実施の形態及び実施例を説明するが、当然ながら本発明はこれらの形式に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施の形態１）
＜光半導体装置の構成＞
図１は、本発明の形態１における光半導体装置１の模式的な断面図である。図２は半導体装置のＡ領域に対応する領域付近を拡大したリードフレーム１０の模式的な断面図である。図２中の破線Ｂは、給電リード領域１６ａと外部接続リード領域１１との境界を示す。

図１に示す光半導体装置１は、基板９に対し、リードフレーム１０、外囲樹脂１２、電気接続用Ａｕワイヤー１３、封止樹脂１４、発光素子１５等を配設することで構成される。
リードフレーム１０は図２に示すように、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等の導電性に優れる板状の金属芯体２０の表面に、１．５μｍ以上の厚みで純Ａｇメッキ層２１が施された基本構造を持つ。さらにリードフレーム１０の給電リード領域１６ａには、発光素子１５と良好なハンダ接続を行う目的および封止樹脂との不要な化学反応を防止する目的で、純Ａｇメッキ層２１の上に０．２μｍの厚みでＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２が積層され、メッキ積層体２が形成されている。

Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２はＡｕを主成分とし、Ａｇが２５．０ｗ％以上５０．０ｗ％未満の範囲で含まれてなる。ここでメッキ積層体２の合計厚みは１．７μｍとしている。
図中、封止樹脂１４に封止されるリードフレーム１０の領域が給電リード領域１６である。当該領域は、パット部１６ａ、ボンディング部１６ｂとで構成される。リードフレーム１０において、パット部１６ａおよびボンディング部１６ｂ以外は外部接続リード領域１１となるように配設される。外部接続リード領域１１には、外部から発光素子１５に対して電力供給されるように外部配線が別途接続される。

パット部１６ａには、例えばＬＥＤ素子等としての発光素子１５が紙面上部を発光方向として配設される。ボンディング部１６ｂには、発光素子１５と電気接続するためにＡｕワイヤー１３の端部がボンディングされる。
発光素子１５の周囲には、光反射性に優れた擂り鉢状の断面形状を持つ外囲樹脂１２が配設される。当該外囲樹脂１２は、例えば光反射性に優れた酸化チタンを含有するポリマー樹脂を射出成型することで形成される。

封止樹脂１４は、耐熱・透明性に優れる樹脂材料から構成される。ここでは、発光素子１５の発光特性に合わせ、比較的短波長領域での発光に適したシリコーン樹脂材料を用いている。従って封止樹脂１４は前記シリコーン樹脂材料が主成分であるが、硬化触媒として用いられる塩化白金酸が不純物レベルで含まれている。
＜リードフレーム１０を用いた効果について＞
以上の構成を有する本実施の形態１の光半導体装置１では、塩化白金酸が混入したシリコーン樹脂からなる封止樹脂１４の内部において、リードフレーム１０の純Ａｇメッキ層２１がシリコーン樹脂と直接接触するのを回避するべく、メッキ積層体２として前記純Ａｇメッキ層２１の給電リード領域１６における表面に、化学耐性を有する耐性メッキ層としてＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２が形成された構成となっている。

かかる構成によれば、給電リード領域において、純Ａｇメッキ層２１が直接シリコーン樹脂と接触する従来構成に比べ、当該給電リード領域におけるメッキ層の耐食性、耐塩化性、耐硫化性、対酸化性が著しく向上するといった効果が得られる。これにより当該装置１では、リードフレーム１０の変色の原因となるＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓ等の発生を効果的に防止し、反射効率の低下を防止することができるようになっている。

以下この効果が得られる原理を詳述する。
従来の光半導体装置用リードフレームを、シリコーン樹脂で封止した場合、封止領域のリードフレーム領域が変色しうる。これはリードフレーム表面に存在する純Ａｇメッキ層のＡｇ成分とシリコーン樹脂中に不純物として含まれる金属塩化物や金属硫化物からなる樹脂硬化触媒、例えば塩化白金酸化合物と不要な化学反応を起こし、ＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓを発生したことが原因である。ここで、Ｈ_２［ＰｔＣｌ_６］・ｘＨ_２Ｏ（ヘキサクロロ白金酸水和物）がＡｇと反応すると、次の過程を経てＡｇＣｌが生成される。

（化１） Ｈ_２［ＰｔＣｌ_６］・ｘＨ_２Ｏ → ２Ｈ^＋ ＋ Ｐｔ^２＋ ＋ ６Ｃｌ⁻
（化２） Ｐｔ^２＋ ＋ ２Ａｇ → Ｐｔ ＋ ２Ａｇ^＋
（化３） ２Ａｇ^＋ ＋ ２ Ｃｌ⁻ → ２ＡｇＣｌ

なお、シリコーン樹脂硬化用の触媒は基本構成を塩化白金酸として、Ｋ_２［ＰｔＣｌ_４］（テトロクロロ白金酸カリウム）、ＰｔＣｌ_２（塩化白金）等の様々な形を取っている。

一方、金属硫化物に含まれる硫黄イオンとの反応は、主として以下の過程を経る。
（化４） ２Ａｇ^＋ ＋ Ｓ^２− → Ａｇ_２Ｓ

ここで、シリコーン樹脂と接触するリードフレーム最表面のメッキ層が純Ａｇメッキ層である場合には、標準電極電位０．７９９Ｖ（Ａｇ^＋＋ｅ＝Ａｇ）に対し、白金の標準電極電位が１．２Ｖ（Ｐｔ^２＋＋２ｅ＝Ｐｔ）であって、両電位の間に比較的大きなギャップがある関係となる。このようなギャップの存在によって、両原子間に電荷移動が生じ、Ｐｔが析出するとともに、Ａｇのイオン化が促進される（化２）。そして、イオン化により反応活性力が強くなった２Ａｇ^＋が、例えば塩化白金酸から解離したＣｌ⁻と結合し、ＡｇＣｌを生じる（化３）。

このような過程により、ＡｇＣｌ結晶がリードフレーム表面のＡｇメッキ層表面で析出する。ＡｇＣｌは可視光を吸収する黒褐色を呈するので、発光素子１５の反射効率を著しく低下させる原因となる。
これに対し本実施の形態１の光半導体装置１では、封止樹脂１４の内部でリードフレーム１０に施された純Ａｇメッキ層２１の表面がＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２により被覆されているので、純Ａｇメッキ層が硬化触媒と接触することはなく、上記のようなＡｇＣｌ等の直接生成反応は生じない。さらに、Ａｇ−Ａｕ合金成分に由来する純Ａｕの標準電極電位は１．８３Ｖ（Ａｕ^＋＋ｅ＝Ａｕ）という非常に貴な金属である。このため、Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２としての標準電極電位が純Ａｇよりも純Ａｕ側にシフトし、白金との電位ギャップが純Ａｇメッキ層に比べて小さくなる。これにより、純Ａｇメッキ層２１だけを用いた従来のリードフレーム構成に比べ、前記電荷移動式（化２）を引き起こす起電力が小さくなり、２Ａｇ^＋の生成が抑えられる結果、ＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓ の発生が効果的に抑制されることとなる。

なお、Ａｕ等の貴金属にはその他の効果として、Ｃｌ⁻の表面吸着を抑制する効果もあると考えられている。従ってＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を利用すれば、当該Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２表面へのＣｌ⁻の表面吸着を低減し、ＡｇＣｌ反応の抑制についての相乗効果を期待することもできる。
＜リードフレーム１０および光半導体装置１の製造方法例＞
（リードフレーム１０のメッキ処理方法について）
Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等からなる金属薄板材をプレス加工、又はエッチング加工し、外部接続リード１１及び給電リード１６を含む金属芯体２０を形成する。その後、当該金属芯体２０の全面に純Ａｇメッキ層２１処理を施す。

なお、当該Ａｇメッキ処理方法としては、公知のリール・トゥ・リール方式、もしくはラックを用いた浸漬メッキ方式が最も好適である。
次に、給電リード領域１６に対応する純Ａｇメッキ層２１の一部領域に対し、選択的にＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を選択的にメッキ処理し、メッキ積層体２を形成する。当該メッキ処理は、例えばマスキング法を利用して行うことができる。すなわち、図８（ａ）に示すように、本体１００の表面に所定のパターン窓１０１が施されたメカニカルマスクＭをシリコンラバーで作製し、図８（ｂ）に示す公知のスパージャ方式、もしくはこれを応用したドラムスパージャ方式を用い、パターン窓１０１を介してメッキ処理を行うことが好適である。

以上でリードフレーム１０が完成される。
（光半導体装置１の製造方法）
次に、前記リードフレーム１０を基板９所定位置に装着する。このとき、給電リード領域１６が基板９表面に臨むように調整する。その後は前記給電リード領域１６を囲繞するように外囲樹脂１２を成型するため、金型を用いて射出成型する。

その後はパット部１６ａ上に発光素子１５をマウントし、発光素子１５とボンディング部１６ｂとの間をＡｕワイヤー１３でボンディングする。次に、外囲樹脂１２の内部にシリコーン樹脂を充填し、所定の硬化触媒で硬化させて、発光素子１５および給電リード領域１６を封止（パッケージ）する。
以上で光半導体装置１が完成される。

以下、本発明の別の実施の形態に係る光半導体装置について、実施の形態１との差異を中心に説明する。
（実施の形態２）
＜構成＞
図３は、本発明の形態２における光半導体装置のリードフレーム１０ａの模式的な部分断面図である。当該部分は図１におけるＡ領域に対応する領域付近を拡大した領域に相当する。

当該リードフレーム１０ａの特徴は、その片面全面に純Ａｇメッキ層２１およびＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を形成し、これをメッキ積層体２ａとした点にある。各メッキ層２１、２２の厚みは実施の形態１と同様である。
このような構成によれば、実施の形態１と同様の効果が奏されるほか、リードフレーム１０ａの片面全体がＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２で覆われているため、たとえ給電リード領域１６が封止樹脂１４との配置位置に対して誤差を生じる場合であっても、純Ａｇメッキ層２１が封止樹脂１４と接触する危険性を完全に排除することができる。よって、ＡｇＣｌの発生の抑制に非常に効果的な構成となっている。

＜製法＞
（リードフレーム１０ａのメッキ処理方法）
全体的なメッキ処理方法は実施の形態１に準じるが、実施の形態２では外部接続リード領域１１及び給電リード領域１６を含む光半導体リードフレーム全面に、純Ａｇメッキ層２１及びＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を施す必要がある。その為、実施の形態１のようにメカニカルマスクは使用せず、リール・トゥ・リール方式によるメッキ方式、もしくはラックを用いた浸漬メッキの方式等が好適と解される。

（実施の形態３）
＜構成＞
図４は、本発明の形態３における光半導体装置のリードフレーム１０ｂの模式的な部分断面図である。当該部分は図１におけるＡ領域に対応する領域付近を拡大した領域に相当する。

当該リードフレーム１０ｂの特徴は、金属芯体２０の片面全体に直接、厚み１．５μｍ以上でＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を配設し、純Ａｇメッキ層２１を利用していない構成にある。メッキ処理方法は実施の形態２と同様に行うことができる。
このような構成によれば、実施の形態１と同様の効果が奏されるほか、例え給電リード領域１６においてＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２が部分的に剥離・損傷等を起こしていたとしても、純Ａｇ成分が封止樹脂１４と接触するのが効果的に防止され、優れた発光効率を維持することができる。

（実施の形態４）
＜構成＞
図５は、本発明の形態４における光半導体装置のリードフレーム１０ｃの模式的な部分断面図である。当該部分は図１におけるＡ領域付近を拡大した領域に相当する。
当該装置のリードフレーム１０ｃの給電リード領域１６におけるメッキ積層体２ｂは、いわゆるＰｂフリーハンダを用いたハンダ接続を良好に行うため、金属芯体２０表面に下地メッキ層としてＮｉ−Ｐｄ系メッキ層（Ｎｉメッキ層２３、Ｐｄメッキ層２４を同順に積層してなる）を形成し、その上にＡｕフラッシュメッキ層２５、Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を積層して構成された点にある。

Ｎｉメッキ層２３、Ｐｄメッキ層２４、Ａｕフラッシュメッキ層２５の各厚みは、一例として、それぞれ０．３〜３．０μｍ、０．０１〜０．２μｍ、０．００３〜０．０２μｍの範囲とすることができる。
また、Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２は１．５μｍ以上である。なお、各厚みは当然ながらこれらの数値に限定されるものではない。

このような構成によれば、実施の形態１と同様の効果が奏されるほか、いわゆる環境問題に対応したＰｂフリーハンダを利用しても、光半導体装置に対して良好な電気接続を行えるメリットが発揮される。
＜製法＞
（リードフレームのメッキ処理方法）
Ｎｉメッキ層２３、Ｐｄメッキ層２４、Ａｕフラッシュメッキ層２５については、例えばリール・トゥ・リール方式によるメッキ方式、もしくはラックを用いた浸漬メッキ方式を用いて形成できる。また、Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２については実施の形態１と同様に、図８（ａ）に示すような表面がシリコンラバー等で形成されたメカニカルマスクＭを用い、図８（ｂ）に示すようなスパージャ方式、もしくはこれを応用したドラムスパージャ方式を実施することが好適である。

（実施の形態５）
＜構成＞
図６は、本発明の形態５における光半導体装置のリードフレーム１０ｄの模式的な部分断面図である。当該部分は図１におけるＡ領域に対応する領域付近を拡大した領域に相当する。

本実施の形態５のメッキ積層体２ｃは、基本的には実施の形態４と共通するが、Ａｕフラッシュメッキ層２５の上に純Ａｇメッキ層２１、Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層２２を同順に積層して配置した点に特徴を有する。純Ａｇメッキ層２１は厚み１．３μｍとし、これ以外は実施の形態４と同様の厚みにすることができる。製造方法としては実施の形態４に準じて実施できる。

（実施の形態６）
＜構成＞
図７は、本発明の形態６における光半導体装置のリードフレーム１０ｅの模式的な部分断面図である。当該部分は図１におけるＡ領域に対応する領域付近を拡大した領域に相当する。

本実施の形態５では、リードフレーム１０ｅには、光沢度１．６以上の光沢を持つ純Ａｇメッキ層２１が１．６〜４．０μｍの厚みで形成され、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕ（プラチナ系触媒金属）のうち少なくともいずれかの元素よりなる中間メッキ層２６が０．００５μｍ以上０．０５μｍ以下の厚みで形成され、最表面にＡｕ−Ａｇ合金メッキ層２３が０．１μｍ以上０．６μｍ以下で形成されている。メッキ積層体２ｄは前記３層メッキ構造により構成された部分となる。

このような構成を持つ本実施の形態６の光半導体装置においても、実施の形態１と同様に、シリコーン樹脂硬化触媒由来のＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓの発生の低減効果が奏される。特に当該装置では、リードフレーム１０ｅに高性能のプラチナ系金属触媒からなる中間メッキ層２６を配設しており、比較的イオン化傾向の高いＡｇ成分をさらに安定に保つ効果が得られる。従って、他の実施の形態に比べて、より効果的にＡｇＣｌやＡｇ_２Ｓの発生を防止し、長期にわたり優れた発光効率を発揮することが期待できるものである。

また、下地となる純Ａｇメッキ層２１は、その表面の光沢度がＪＩＳ規格における１．６以上の数値に設定されている。これにより純Ａｇメッキ層２１による反射率の向上効果が期待される。尚、純Ａｇメッキ層２１には中間メッキ層２６およびＡｇ−Ａｕ合金メッキ層２２が積層されているが、これらの各層は非常に薄いため、可視光は純Ａｇメッキ層２１まで透過することができる。従って、純Ａｇメッキ層２１が下地層であっても、反射効果が有効に発揮されるようになっている。

具体的には、光沢度１．６以上の純Ａｇメッキ層２１を用いた場合、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光反射率が向上され、特に４５０ｎｍ付近で８０％以上の反射率が得られる。また、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下での波長領域であれば、８５％以上の高い反射率が得られることが分かっている。
なお、純Ａｇメッキ層２１については、本実施の形態６に限らず、他の実施の形態１〜５についても、光沢度がＪＩＳ規格における１．６以上の値になるように調整してもよい。また、中間メッキ層２６についても同様に、他の実施の形態に適用するようにしてもよい。

また、メッキ積層体２ｄは、リードフレーム１０ｅの片面全面に形成するようにしてもよい。
＜製造方法＞
光沢度１．６以上の光沢純Ａｇメッキ層２１を形成する場合は、例えば青化銀メッキ液を用いてメッキ処理することができる。そのほか、同様の光沢を得る方法として、セレンを含有し、且つ硫黄系有機化合物を含んだ青化銀メッキ用の光沢剤を、メッキ液１Ｌあたり２０ｃｃ〜５０ｃｃ添加して使用するのが好ましい。

（性能比較実験１）
次に、本発明の効果を実際に確認すべく、リードフレームの実施例と比較例を作製し、性能比較実験を行った。
銅合金材料をプレス加工して形成した金属芯体の表面に、光沢度１．７の純Ａｇメッキ層を厚み２．０μｍで形成した。次に、Ｐｄメッキ層を厚み０．０１５μｍで形成し、さらにＡｕを主成分としたＡｇ３５．０ｗ％のＡｕ−Ａｇ合金メッキ層を全面に厚み０．２μｍで形成した。これを実施例の光半導体用のリードフレームとした。

一方、比較例として、前記金属芯体の表面に、光沢度０．３の半光沢純Ａｇメッキ層を同一厚みで施した光半導体用リードフレームを形成した。
＜第一の評価試験＞
硫化アンモニウム溶液を用いた耐変色性試験を行なった。
試験方法としては、純Ａｇメッキ層を形成したリードフレーム（比較例）、及び本発明メッキを形成したリードフレームを、ホットプレート上で３００℃、１分間加熱を行なった。この加熱は光半導体装置の組立工程にかかる熱履歴を想定したものである。

ＪＩＳ規格Ｈ８６２１耐変色性試験方法に基づく硫化アンモニウム溶液（０．２ｍｌ／Ｌ硫化アンモニウム水溶液）を作成し、前記加熱を加えた比較例および実施例の各リードフレームを、溶液の中に攪拌させながら浸漬し、５分間経過後、十分に水洗して乾燥させた。
図９は耐変色性試験前後の反射率評価結果である。図９（ａ）、図９（ｂ）はそれぞれ比較例、実施例である。

比較例および実施例の各リードフレームの浸漬前後の反射率測定結果によると、比較例では図９（ａ）のように、特に波長４５０ｎｍ付近において、反射率が８５％付近から１０％付近まで著しく低下している。これに対し実施例では図９（ｂ）のように、波長４５０ｎｍ付近において、反射率が８０％付近から６５％程度低下している。従って、実施例は比較例よりも著しく耐変色性に効果を持っていることが確認できる。

＜第二の評価試験＞
二酸化硫黄ガスを用いた耐食性試験を行なった。
試験方法は第一の評価試験と同様に設定し、ＪＩＳ規格Ｈ８５０２に規定される二酸化硫黄ガス試験で暴露試験をした。詳細な条件としては、二酸化硫黄ガス濃度２５ｐｐｍ、温度４０℃、相対湿度８０％、暴露時間１６８時間（１週間）の条件である。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれ比較例、実施例の各リードフレームの反射率測定結果である。
各リードフレームの暴露試験前後の反射率測定結果を比較すると、図１０（ａ）に示される比較例は、波長４５０ｎｍ付近で反射率が８５％付近から３０％付近まで低下している。これに対し、実施例では図１０（ｂ）に示すように、波長４５０ｎｍ付近で反射率が８０％付近から７５％付近にまでしか低下していない。これにより、第一の評価試験と同様に、実施例が比較例に対して著しく良好な耐食性を有していることが分かった。

（性能比較実験２）
次に、リードフレームをシリコーン樹脂で封止した場合における、リードフレームの変色の有無について検証した。
ここでは比較例、実施例の光半導体装置を作製した。具体的には、Ｃｕ合金材料をプレス加工して形成したリードフレームの表面に、厚み２μｍでＡｇメッキ処理をして純Ａｇメッキ層を形成した後、Ａｕを主成分とし、Ａｇ３５．０ｗ％のＡｇ−Ａｕ合金メッキ層を全面に厚み０．３μｍ施した。次に、作製したリードフレームに外囲樹脂を成型した。その後、さらに発光素子をリードフレームのパッド部にＡｇペーストを用いてマウントさせ、発光素子と給電リードの接続部をＡｕワイヤーでボンディングした。そして、外囲樹脂で囲まれた内部空間に、塩化白金酸を硬化触媒とするシリコーン樹脂を封止して、実施例の光半導体装置を作製した。

一方、比較例の光半導体装置として、リードフレームに純Ａｇメッキ層のみを厚み２．０μｍで施した比較例を作製した。
このようにして作製した光半導体装置を用いて、温度負荷８５℃、電流１５ｍＡの条件で、１，５００時間継続して作製した光半導体装置を発光させる信頼性試験を行った。その結果を表１に示す。

表１のように、実施例の装置におけるリードフレームでは、その表面に黒褐色の変色は認められず、装置の発光輝度が低下することも無かった。一方、比較例の装置ではリードフレームに変色が確認され、発光輝度の低下が見られた。このように、実施例で良好な性能が確認されたのは、リードフレーム表面に配設されたＡｇ−Ａｕ合金メッキ層中のＡｕ成分が、シリコーン樹脂の硬化触媒に対してＡｇに安定性を付与し、結果的に変色の原因となるＡｇＣｌの発生が抑制されたためであると考えられる。

以上の各実験より、本発明の優位性が確認された。

本発明は、例えば照明用途の光半導体装置において、白色発光或いは青色・紫色発光における発光輝度を向上させる技術として利用することが可能である。

実施の形態１の光半導体装置の模式的な断面図である。 実施の形態１のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 実施の形態２のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 実施の形態３のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 実施の形態４のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 実施の形態５のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 実施の形態６のリードフレームの部分的な拡大断面図である。 Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層の形成方法を説明するための図である。 実施例および比較例について行った耐変色性試験の結果を表す図である。 実施例および比較例について行った耐変色性試験の結果を表す図である。

１ 光半導体装置
２、２ａ〜２ｅ メッキ積層体
９ 基板
１０、１０ａ〜１０ｅ リードフレーム
１２ 外囲樹脂
１３ 電気接続用Ａｕワイヤー
１４ 封止樹脂
１５ 発光素子
１６ 給電リード領域
１６ａ パッド部
１６ｂ ボンディング部
２１ 純Ａｇメッキ層
２２ Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層
２３ Ｎｉメッキ層
２４ Ｐｄメッキ層
２５ Ａｕフラッシュメッキ層
２６ 中間メッキ層

Claims (13)

1. 金属芯体と、当該金属芯体の表面に形成されたメッキ層を備える光半導体装置用リードフレームであって、
   前記メッキ層として、金属塩化物または金属硫化物の少なくとも何れかに対して化学耐性を有する耐性メッキ層が前記金属芯体表面に直接形成されている
   光半導体装置用リードフレーム。
2. 金属芯体と、当該金属芯体の表面に形成されたメッキ層を備える光半導体装置用リードフレームであって、
   前記メッキ層として、少なくともＮｉを含む中間メッキ層と、金属塩化物または金属硫化物の少なくとも何れかに対して化学耐性を有する耐性メッキ層とが順次積層されている
   光半導体装置用リードフレーム。
3. 前記中間メッキ層は、Ｎｉメッキ層およびＰｄメッキ層を積層してなるＮｉ−Ｐｄ系メッキ層と、当該Ｎｉ−Ｐｄ系メッキ層上にＡｕメッキ層とが形成されている
   請求項２記載の光半導体装置用リードフレーム。
4. 前記耐性メッキ層と前記中間メッキ層との間にＡｇメッキ層が形成されている
   請求項２または３に記載の光半導体装置用リードフレーム。
5. 前記Ａｇメッキ層の光沢度が１．６以上である
   請求項４記載の光半導体装置用リードフレーム。
6. 前記耐性メッキ層はＡｇ−Ａｕ合金メッキ層である
   請求項１から５のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレーム。
7. 前記Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層には、Ａｕが主成分として含まれ、且つ、Ａｇが２５．０ ｗ％以上５０．０ｗ％未満で含まれてなる
   請求項６に記載の光半導体装置用リードフレーム。
8. 前記Ａｇ−Ａｕ合金メッキ層は、層厚みが０．０５μｍ以上０．６μｍ以下である
   請求項６または７に記載の光半導体装置用リードフレーム。
9. リードフレームのパット部に発光素子が配設され、当該発光素子およびパット部を封止するように封止樹脂が配設されてなる光半導体装置であって、
   前記リードフレームは、請求項１から８のいずれかに記載する光半導体装置用リードフレームであり、且つ、少なくとも前記メッキ積層体が、前記給電リード領域に対応するように設けられている
   光半導体装置。
10. 前記リードフレームのうち、前記封止樹脂に封止された給電リード領域の反射率が、前記発光素子による４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光波長に対して５０％以上であり、且つ、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の発光波長に対して８５％以上である
    請求項９に記載の光半導体装置。
11. 前記封止樹脂は、金属塩化物または金属硫化物を含む光透過性樹脂である
    請求項９または１０に記載の光半導体装置。
12. 前記光透過性樹脂はシリコーン樹脂である
    請求項１１に記載の光半導体装置。
13. 前記金属塩化物は塩化白金酸である
    請求項９から１２のいずれかに記載の光半導体装置。

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