JP2009135355A - リードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置 - Google Patents

リードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】長期間使用した場合であっても特性の劣化を抑制できるリードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るリードフレームは、基材と、基材上の一部に形成される反射層と、反射層を覆って少なくとも反射層上に設けられ、反射層を外部から遮断することにより反射層の特性を維持する特性維持層とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、リードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置に関する。特に、本発明は、長期の使用後においても特性を維持することのできるリードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置に関する。
従来の半導体装置に用いられるリードフレームとして、外囲器に包囲される領域の一部分の最表層に、反射領域としての銀皮膜を形成すると共に、銀皮膜が形成されている領域を除いた領域の最表層に金又は金合金皮膜を形成するリードフレームが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のリードフレームにおいては、例えば、発光素子を当該リードフレームに搭載した場合、発光素子からリードフレーム側に放射される光を銀皮膜が形成されている領域がリードフレームの外側に効率よく反射させるので、発光効率を向上させることができる。
特許第３９４０１２４号公報
しかし、特許文献１に記載のリードフレームは、銀皮膜が外部に露出しており、素子搭載前に銀が硫化及び／又は酸化して、銀皮膜の反射率が低下する不都合があった。また、特許文献１に記載のリードフレームにおいては、発光素子を搭載した後に外囲器内を樹脂で封止した場合であっても、長期間（例えば１年程度）の使用により、樹脂を透過した硫黄成分及び／又は酸素により、銀皮膜が硫化及び／又は酸化して、銀皮膜の反射率が大幅に低下するという不都合が知られている。
したがって、本発明の目的は、長期間使用した場合であっても特性の劣化を抑制できるリードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、基材と、基材上の一部に形成される反射層と、反射層を覆って少なくとも反射層上に設けられ、反射層を外部から遮断することにより反射層の特性を維持する特性維持層とを備えるリードフレームが提供される。
また、上記リードフレームは、反射層は、所定の波長の光に対して所定の反射率を示す特性を有し、特性維持層は、反射層の反射率の低下を防止すると共に、外部から反射層が反射する光を透過することが好ましい。そして、反射層は、Ａｇを含んで形成され、特性維持層は、無機系材料から形成されてもよい。更に、無機系材料は、フッ素系材料又はシリコーン系材料であってもよい。
また、反射層は、Ａｇを含んで形成され、特性維持層は、有機系材料から形成され手もよい。そして、有機系材料は、トリアゾール系材料又はメルカプタン系材料であってもよい。また、反射層は、Ａｇを含んで形成され、特性維持層は、Ａｕ薄膜から形成されてもよい。
また、特性維持層は、半導体素子を当該リードフレームに搭載する工程で、反射層を構成するＡｇとＡｕ薄膜を構成するＡｕとの相互拡散による合金化により、反射層と一体化する厚さに形成されてもよい。あるいは、特性維持層は、Ａｕ薄膜と、Ａｕ薄膜と反射層との間で形成される合金層とを含んで形成されてもよい。
更に、特性維持層は、半導体素子と接する素子搭載領域と、素子搭載領域の外側に形成される外部領域とを有し、素子搭載領域は、反射層上の一部に対応して形成されてもよい。また、特性維持層は、素子搭載領域と外部領域とが一体として形成されるか、あるいは、特性維持層は、素子搭載領域と外部領域とがそれぞれ独立に形成されてもよい。
また、本発明は、上記目的を達成するため、基材上の一部に反射層を形成する工程と、反射層を覆って少なくとも反射層上に設けられ、反射層を外部から遮断することにより反射層の特性を維持する特性維持層を形成する工程とを備えるリードフレームの製造方法が提供される。
また、本発明は、上記目的を達成するため、反射層が形成された素子搭載領域を有するリードフレームと、素子搭載領域に搭載された受発光素子と、受発光素子を封止する封止部材とを備える受発光装置が提供される。
本発明のリードフレームによれば、長期間使用した場合であっても特性の劣化を抑制することができ、本発明のリードフレームの製造方法によれば、長期間使用した場合であっても特性の劣化を抑制できるリードフレームを製造することができる。更に、本発明のリードフレームを用いた受発光装置を提供することができる。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの断面図を示す。
（リードフレーム１の構成）
本発明の第１の実施の形態に係るリードフレーム１は、リードフレーム用の素材から形成される基材１０と、基材１０の表面上に形成される金属層２０と、金属層２０の表面上の一部に形成される反射層３０と、反射層３０の上及び反射層３０が形成されていない金属層２０の上に形成される特性維持層４０とを備える。また、本実施の形態に係る金属層２０は、基材１０の表面上に形成されるバリア層２２と、バリア層２２と反射層３０及び特性維持層４０との間に形成される密着層２４とを有する。更に、特性維持層４０は、半導体素子が搭載される素子搭載領域４０ａと、素子搭載領域４０ａの外側に形成される外部領域４０ｂと、半導体素子とワイヤーにより電気的に接続される接続領域４０ｃとを有する。なお、破線で示した領域には、リフレクター５０が設けられる。
基材１０は、発光素子等の半導体素子を搭載するリードフレーム用の素材としての薄板から形成される。基材１０は、例えば、金属材料からなる薄板をプレス加工又はエッチング加工することにより形成され、一例として、０．１ｍｍから１．０ｍｍの厚さに加工される。基材１０を構成する金属材料は、所定の熱伝導率及び所定の電気伝導度を有する金属材料から形成され、一例として、銅又は銅合金から形成される。また、基材１０は、鉄等を含んで形成することもできる。なお、発光素子は、一例として、紫外領域から赤外領域に含まれる波長のうち、所定の波長範囲の光を発する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。また、半導体素子は、所定の波長の光に受光感度を有する受光素子であってもよい。
バリア層２２は、基材１０の表面上に、下地層として所定の厚さを有して形成される。バリア層２２は、基材１０の表面の略全てを覆って形成される。バリア層２２は、基材１０を構成する元素が、バリア層２２の基材１０と接している表面の反対側の表面方向に伝播することを抑制又は防止する。バリア層２２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）を含んで形成される。具体的に、バリア層２２は、Ｎｉめっきにより基材１０上に形成されるＮｉめっき層であり、一例として、０．１μｍから２．０μｍの厚さに形成される。
密着層２４は、バリア層２２の表面上に所定の厚さを有して形成される。密着層２４は、バリア層２２の表面の略全てを覆って形成される。密着層２２は、優れた耐食性を有すると共に化学的な安定性を有する金属材料から形成され、一例として、パラジウム（Ｐｄ）を含んで形成される。具体的に、密着層２４は、バリア層２２の上にＰｄめっきを施すことにより形成されるＰｄめっき層である。一例として、密着層２４は、０．０１μｍから０．５μｍの厚さに形成される。
反射層３０は、密着層２４の表面上の一部に形成され、所定の波長範囲の光を所定の反射率で反射する金属層である。反射層３０は、半導体素子が搭載される側であって、少なくとも半導体素子が搭載される領域を含み、半導体素子から発せられる光の照射範囲の少なくとも一部を含む部分に対応する領域に形成される。具体的に、半導体素子が搭載されるリードフレーム１の面を表面、半導体素子が搭載される表面の反対側の面を裏面と規定した場合、反射層３０は、素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃに対応する表面の一部と、リードフレーム１の略中央付近に形成される素子搭載領域４０ａと接続領域４０ｃとを分離する離間部分の端面とに形成される。但し、反射層３０を、端面に形成することは必ずしも必要としない。すなわち、本実施の形態に係る反射層３０は、少なくとも、素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃに対応する表面の一部に形成されればよい。
本実施の形態に係る反射層３０は、半導体素子としての発光素子が発する光の波長に対して良好な反射率を示す材料から形成される。例えば、反射層３０は、紫外及び青色領域の波長の光に対して高い反射率を示す金属材料から形成される。具体的には、反射層３０は、波長４００ｎｍから８００ｎｍの光に対しておおよそ９５％以上の反射率を示すＡｇを含んで形成される。より具体的には、反射層３０は、密着層２４上の一部にめっきにより形成されるＡｇめっき層であり、例えば、０．５μｍから２０μｍの厚さに形成される。なお、反射層３０として形成するＡｇめっき層は、光沢Ａｇめっき層、又は無光沢Ａｇめっき層、若しくは所定の緻密度を有するＡｇ層として形成することができる。
特性維持層４０は、少なくとも反射層３０の上に所定の膜厚で反射層３０を覆って設けられる。特性維持層４０は、反射層３０を覆うことにより、反射層３０が外部と直接に接することを防止する。そして、特性維持層４０は、反射層３０を覆うことにより反射層３０を外部から遮断して、反射層３０が示す特性を維持する。すなわち、特性維持層４０は、大気等の外部又は大気中等に含まれる硫黄成分若しくは酸素と反射層３０とが接触することを防止することにより、反射層３０が、硫化又は酸化により変質することを防止する。
具体的に、本実施の形態に係る特性維持層４０は、反射層３０の反射率の低下を防止する。また、特性維持層４０は、反射層３０が反射する光を透過するか、あるいは、少なくとも反射層３０が反射する波長の光の大部分を吸収せずに伝播する。すなわち、特性維持層４０は、反射層３０が反射する光に対して実質的に透明な材料から形成されるか、又は反射層３０が反射する光に対して実質的に透明となる厚さで形成される。なお、特性維持層４０は、反射層３０が外部と接することを防止するので、反射層３０の機械的強度、熱伝導率、及び電気伝導率等の特性が変化することも防止できる。
第１の実施の形態に係る特性維持層４０は、一例として、金（Ａｕ）又はＡｕ合金から形成される金属層である。具体的に、特性維持層４０は、Ａｕめっき層であり、好ましくはＡｕ薄膜としてのＡｕフラッシュめっき層である。特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層は、反射層３０が反射する光を実質的に透過させるべく、反射層３０が反射する光の波長の１／１０以下程度の厚さで形成する。例えば、反射層３０が紫外領域から青色領域（又は青緑色領域）の光を反射する場合、特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層は、０．０００１μｍから０．０５μｍの厚さで形成される。なお、特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層の厚さは、反射層３０が反射すべき光の波長に応じて決定することができる。
素子搭載領域４０ａは、リードフレーム１の表面側の特性維持層４０の一部の領域であって、半導体素子が搭載される領域である。具体的に、素子搭載領域４０ａは、リードフレーム１の表面の一部分に形成され、反射層３０の上に形成されている特性維持層４０のうち、半導体素子が搭載される領域を含む領域であって、少なくとも半導体素子と特性維持層４０とが接触する領域よりも広い領域である。また、接続領域４０ｃは、リードフレーム１の表面側の特性維持層４０の一部の領域であって、半導体素子に電力を供給するワイヤーの一端が電気的に接続される領域である。更に、外部領域４０ｂは、リードフレーム１の表面側の特性維持層４０の一部の領域であって、素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃの外側に形成される領域である。ここで、第１の実施の形態においては、素子搭載領域４０ａと外部領域４０ｂと接続領域４０ｃとは一体として形成される。
なお、本実施の形態の変形例に係る特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層は、当該Ａｕフラッシュめっき層と反射層３０を構成するＡｇとが固相反応した場合、Ａｕフラッシュめっき層が反射層３０と一体化する厚さに形成することもできる。例えば、半導体素子を当該リードフレーム１に搭載する工程において所定の熱処理（例えば、２３０℃、３０分間程度）を当該リードフレーム１に施した場合に、Ａｕフラッシュめっき層を構成するＡｕは、反射層３０を構成するＡｇ中へ固相拡散する。これにより、Ａｕフラッシュめっき層のＡｕがＡｇと合金化する。この固相拡散を考慮して、Ａｕフラッシュめっき層のＡｕと反射層３０のＡｇとが合金化して、Ａｕフラッシュめっき層と反射層３０とが一体化する厚さに、Ａｕフラッシュめっき層を形成することもできる。すなわち、Ａｕフラッシュめっき層と反射層３０のＡｇとが合金化することにより、Ａｕフラッシュめっき層単体としては確認できない程度となるような厚さを有するＡｕフラッシュめっき層を形成してもよい。
更に、本実施の形態の他の変形例に係る特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層は、Ａｕフラッシュめっき層と反射層３０との界面にＡｕとＡｇとを含む合金層を含んでいてもよい。すなわち、Ａｕフラッシュめっき層の一部と反射層３０の一部とが合金化して形成される合金層を、Ａｕフラッシュめっき層と反射層３０との界面に形成することもできる。
図１において破線で示すリフレクター５０は、半導体素子が搭載される側（リフレクター５０の表面側）に凹部を有すると共に、リフレクター５０の裏面側に底部を有して形成される。リフレクター５０は、所定の耐熱性及び所定の機械的強度を有する絶縁性の樹脂材料、又はセラミック材料、若しくはこれらの複合材料から形成される。リフレクター５０が樹脂材料から形成される場合、リフレクター５０は樹脂成型により形成できる。
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの上面の概要を示し、（ｂ）は、第１の実施の形態に係るリードフレームの側面の概要を示し、更に（ｃ）は、第１の実施の形態に係るリードフレームに半導体素子を搭載した状態の側面の概要を示す。
図２（ａ）及び（ｂ）を参照すると、本実施の形態に係るリードフレーム１は、接続領域４０ｃよりも広い素子搭載領域４０ａを有する。なお、本実施の形態の変形例においては、素子搭載領域４０ａの面積と接続領域４０ｃの面積とが、略同程度の面積となるように素子搭載領域４０ａと接続領域４０ｃとを形成することもできる。素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃは、本実施の形態においては、上面視にて略矩形上に形成される。なお、本実施の形態の変形例においては、素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃは、略多角形状、又は一部に所定の曲率の円弧を有して形成することもできる。
そして、図２（ｃ）に示すように、リードフレーム１を用いて発光装置を製造する場合、素子搭載領域４０ａにＬＥＤ等の半導体素子６０が搭載される。半導体素子６０は、例えば、Ａｇペースト等の導電性接着剤、又はＡｕＳｎ等の合金材料を用いて、リードフレーム１の素子搭載領域４０ａに固定される。そして、半導体素子６０の上面電極と接続領域４０ｃとが、Ａｕワイヤー等の金属材料からなるワイヤー６５によって電気的に接続される。第１の実施の形態において、特性維持層４０はＡｕフラッシュめっき層により形成されるので、反射層３０上に直接半導体素子６０をボンディングする場合に比べて、半導体素子６０のボンディング特性は向上する。
更に、リフレクター５０の凹部には、半導体素子６０及びワイヤー６５を封止する樹脂封止材が充填される。この樹脂封止材は、所定の熱処理が施されることにより硬化する。なお、樹脂封止材としては、一例として、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の封止樹脂５５が用いられる。更に、封止樹脂５５に、半導体素子６０が発する光を異なる波長の光に変換する所定の蛍光体を添加して分散させることもできる。蛍光体は、酸化物系蛍光体、又は窒化物系蛍光体を用いることができる。例えば、青色領域の波長の光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）を、封止樹脂５５に添加できる。なお、封止樹脂５５の代わりに、低融点ガラス材料を用いてもよい。
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る特性維持層と反射層とが接触した状態の界面の拡大図を示しており、（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係る特性維持層と反射層とが合金化した状態の拡大図を示す。
まず、図３（ａ）に示すように、反射層３０上に特性維持層４０としてのＡｕフラッシュめっき層が形成された状態においては、反射層３０上に特性維持層４０が独立して形成されている。すなわち、反射層３０はＡｇとしての性質を呈すると共に、特性維持層４０はＡｕとしての性質を呈する。なお、図３（ａ）においては、特性維持層４０の厚さをｔとして示す。
反射層３０はＡｇから形成されており、特性維持層４０は、Ａｕから形成される。ここで、Ａｕ中へのＡｇの固相拡散速度は、Ａｇめっき上へのＡｕワイヤーのワイヤボンディングが数秒で完了すること等で知られているように、非常に速い。したがって、所定の温度下において所定時間の熱処理を特性維持層４０と反射層３０とが接触した状態のリードフレーム１に施すと、ＡｕとＡｇとの相互拡散によるＡｕとＡｇとの合金化によって特性維持層４０は反射層３０と接合する（固相拡散接合）。
第１の実施の形態の変形例に係る特性維持層４０は、ＡｕとＡｇとの相互拡散により少なくとも反射層３０と接している特性維持層４０が、反射層３０と一体化して一体化層７０となる厚さに形成される。これにより、図３（ｂ）に示すような、反射層３０と特性維持層４０とが合金化して一体化した一体化層７０が形成される。係る一体化層７０は、反射層３０と比べて外部の物質、例えば、空気中の硫黄成分、水分、及び／又は酸素等に対する耐性が強い。また、一体化層７０の特性（例えば、反射率）は、反射層３０が示す特性と略同等である。更に、一体化層７０に対する半導体素子のボンディング特性も、反射層３０に対するボンディング特性に比べて向上する。
第１の実施の形態の変形例においては、Ａｕフラッシュめっき層の厚さは以下のように設定される。まず、リードフレーム１に半導体素子６０を搭載する際に半導体素子６０の裏面と素子搭載領域４０ａとをＡｕＳｎ等のハンダ材料を用いて接続する場合における熱処理時の熱処理条件（熱処理温度及び時間）を設定する。そして、設定した熱処理条件による熱処理後に、Ａｕフラッシュめっき層が消失する厚さｔを実験により求める。これにより、ＡｕとＡｇとの相互拡散による合金化によってＡｕフラッシュめっき層が消失する厚さｔが設定される。
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係るリードフレーム１によれば、反射層３０の上を特性維持層４０が覆うことにより、反射層３０が外部と接することを防止することができる。これにより、反射層３０が外部の物質（例えば、外気に含まれる硫黄成分及び酸素）と接することを防止できるので、反射層３０が硫化及び／又は酸化することを防止できる。これにより、本実施の形態に係るリードフレーム１は、長期間の使用をした場合であっても、反射層３０の特性が劣化することを防止できる。
また、第１の実施の形態に係るリードフレーム１によれば、Ａｕを含む材料から形成される特性維持層４０が反射層３０の上を覆うことにより、半導体素子６０のボンディング特性を向上させることができる。更に、第１の実施の形態に係るリードフレーム１によれば、半導体素子６０において発生した熱が特性維持層４０を伝搬して外部に放熱されるので、耐熱特性が向上する。
また、第１の実施の形態の変形例に係るリードフレームによれば、反射層３０をＡｇから構成し、反射層３０と接している特性維持層４０をＡｕフラッシュめっき層（Ａｕ薄膜）から構成することにより、反射層３０と少なくとも反射層３０と接している特性維持層４０とを合金化により一体化することができる。これにより、反射層３０が外部の物質と接した場合であっても、反射層３０の特性が劣化することを防止できる。
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るリードフレームの断面図を示す。
第２の実施の形態に係るリードフレーム１ａは、特性維持層４２の構成が異なる点を除き第１の実施の形態に係るリードフレーム１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。
（素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃの構成）
第２の実施の形態に係るリードフレーム１ａは、少なくとも反射層３０の上に反射層３０を覆って設けられる特性維持層４２を備え、特性維持層４２の素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃと外部領域４２ｂとがそれぞれ異なる材料で形成される。具体的に、第２の実施の形態に係る素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃはそれぞれ、紫外領域から近赤外領域までの波長の光に対して実質的に透明な無機系材料又は有機系材料から形成される。第２の実施の形態においては、素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃと外部領域４２ｂとはそれぞれ独立に形成されるが、第２の実施の形態の変形例においては、素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃと外部領域４２ｂとを一体に形成することもできる。この場合、素子搭載領域４２ａと接続領域４２ｃと外部領域４２ｂとは全て同一材料から形成される。
より具体的には、素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃはそれぞれ、無機系材料としてのフッ素系材料又はシリコーン系材料から形成される。フッ素系材料としては、フッ素系界面活性剤、又はフッ素樹脂等の有機フッ素化合物（パーフルオロ基を有する化合物）が挙げられる。フッ素系界面活性剤としては、例えば、住友スリーエム株式会社製の＜ノベック＞ＥＧＣ−１７２０を用いることができる（＜ノベック＞は登録商標）。有機フッ素化合物としては、例えば、有機フッ素化合物としてのＲ１−ＯＣＨ２−Ｒｆ−ＣＨ２Ｏ−Ｒ２（Ｒ１及びＲ２：官能基（アクリル基、エポキシ基、又はエポキシアクリル基）、Ｒｆ：パーフルオロ基）を用いることができる。
また、シリコーン系材料としては、シリコーン樹脂を用いることがでる。具体的には、分子末端がアルコキシシリル基（≡Ｓｉ−ＯＲ、Ｒ：有機置換基）で封鎖されたアルコキシオリゴマーが加水分解により縮合して硬化するシリコーン樹脂を用いることができる。ここで、有機置換基は、メチル基、フェニル基、エポキシ基、及びメルカプト基から選択される少なくとも１つを含む。なお、紫外領域の波長の光を吸収しないシリコーン樹脂を用いることを目的とする場合、置換基をメチル基とすることが好ましい。
また、シリコーン系材料として、有効成分中のシリコーン樹脂性分量が５０％以上であり、実質的に有機溶剤を含有せず、分子末端がシラノール基であるアクリルシリコーンエマルジョンを用いることもできる。更に、シリコーン系材料として、所定の屈折率を有して光学樹脂として用いられるシリコーン樹脂系材料を用いることもできる。例えば、屈折率が１．３から１．４のシリコーン樹脂を用いることができる。なお、光学樹脂として用いられるシリコーン樹脂は、ゾルゲル法を用いて形成することができる。
一方、有機系材料としては、反射層３０を構成するＡｇとキレート反応等により有機被膜を形成する材料が用いられる。具体的には、有機系材料として、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）ｎＳＨとして表されるメルカプタン系材料としての脂肪族メルカプタン（アルキルメルカプタン、ｎ＝１２〜２０）、又は５−メチル・１Ｈ−ベンゾトリアゾール及び／又は５，６−ジメチル・１Ｈ−ベンゾトリアゾールから選択されるトリアゾール系材料としてのベンゾトリアゾール誘導体を用いることができる。
（素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃの製造方法）
例えば、フッ素系材料を有機溶媒に溶かし、フッ素系材料を含む有機溶媒を素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃのそれぞれに塗布した後、有機溶媒を除去することにより、本実施の形態に係る特性維持層４２の素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを形成することができる。具体的に、本実施の形態に係る素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃは以下のように形成することができる。ここでは一例として、フッ素系材料を用いて素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを形成する場合を述べる。
まず、基材１０の表面にバリア層２２及び密着層２４を形成する。そして、密着層２４条の一部に反射層３０を形成する。続いて、反射層３０上を除いた領域に、例えば、Ａｕフラッシュめっき層による特性維持層４２（外部領域４２ｂ）が形成されたリードフレームを準備する（リードフレーム準備工程）。そして、このリードフレームを、アセトン及び／又はイソプロピルアルコール等の有機溶剤を用いた超音波洗浄により洗浄する（洗浄工程）。洗浄後、このリードフレームを、１００℃程度で３分から５分程度、加熱乾燥する（第１乾燥工程）。
次に、このリードフレームの素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを形成する領域に、フッ素系材料としてのＥＧＣ−１７２０（住友スリーエム株式会社製）を塗布する（塗布工程）。そして、ＥＧＣ−１７２０（住友スリーエム株式会社製）が所定の領域に塗布されたリードフレームを、６０℃から１２０℃の温度で、３０分間、加熱乾燥させる（第２乾燥工程）。この結果、膜厚が５ｎｍから１０ｎｍ程度の特性維持層４２（素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃ）が形成される。これにより、フッ素系材料から形成された素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを有する特性維持層４２を備えるリードフレーム１ａが形成される。
このようにして形成したリードフレーム１ａと反射層を露出させたリードフレームとを、室温で３１５時間、大気中に放置した。その結果、特性維持層４２を備えるリードフレーム１ａの素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃの下に位置する反射層３０の反射率は、大気中に放置する前後で変化しなかった。一方、反射層を露出させたリードフレームにおいては、反射層の反射率が大幅に低下した。
なお、ＥＧＣ−１７２０を所定の領域に塗布する工程の代わりに、洗浄後のリードフレームの素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを形成する領域以外にマスクを形成して、マスクを形成したリードフレームをＥＧＣ−１７２０に浸漬して、３ｍｍから４ｍｍ／ｓｅｃの速度で引き上げる（ディップコーティング）工程を用いてもよい（コーティング工程）。そして、ＥＧＣ−１７２０（住友スリーエム株式会社製）がディップコーティングされたリードフレームを、６０℃から１２０℃の温度で、３０分間、加熱乾燥させ、マスクを除去してもよい（マスク除去工程）。これにより、リードフレーム１ａが形成される。
なお、特性維持層４２の素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃを有機系材料で形成する場合、例えば、脂肪族メルカプタンを特性維持層４２として用いる場合は以下のような製法を採用できる。すなわち、まず、脂肪族メルカプタンを流動パラフィン又はポリエチレングリコールに添加する。次に、脂肪族メルカプタンを添加した流動パラフィン又はポリエチレングリコールを、エタノール又はトリクロロエタン等の有機溶剤に溶解させて原料溶液を調整する。そして、この原料溶液を所定の領域に塗布することにより、特性維持層４２を形成することができる。
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係るリードフレーム１ａは、少なくとも素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃを無機系材料又は有機系材料により覆うことができる。これにより、反射層３０が外部と接することを防止することができるので、反射層３０の反射率の低下を防止することができると共に、反射層３０の硫化及び／又は酸化（変色）を防止できる。
また、第２の実施の形態に係るリードフレーム１ａは、リフレクター５０と接する領域を含む素子搭載領域４０ａ及び接続領域４０ｃを無機系材料又は有機系材料により覆うことができ、樹脂成型により形成されるリフレクター５０との密着性を向上させることができる。これにより、リードフレーム１ａの信頼性を向上させることができる。
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るリードフレームの断面図を示す。
第３の実施の形態に係るリードフレーム１ｂは、特性維持層４４の構成が異なる点を除き第１の実施の形態に係るリードフレーム１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。
（特性維持層４４の構成）
第３の実施の形態に係るリードフレーム１ｂは、少なくとも反射層３０の上に反射層３０を覆って設けられる特性維持層４４を備え、特性維持層４４の素子搭載領域４２ａ及び接続領域４２ｃの厚さと外部領域４２ｂの厚さとがそれぞれ異なる厚さで形成される。具体的には、素子搭載領域４４ａ及び接続領域４４ｃに対応する特性維持層４４の厚さを、外部領域４４ｂに対応する特性維持層４４の厚さよりも薄く形成する。そして、第３の実施の形態に係る素子搭載領域４４ａ及び接続領域４４ｃはそれぞれ、紫外領域から近赤外領域までの波長の光に対して実質的に透明である厚さで形成される。
例えば、反射層３０の表面にマスクを形成して、密着層２４上にＡｕめっきを施すことにより、密着層２４上に所定厚のＡｕめっき層を形成する。続いて、反射層３０の表面に形成したマスクを除去する。次に、Ａｕフラッシュめっき層を反射層３０上に形成することにより、本実施の形態に係るリードフレーム１ｂを形成できる。なお、反射層３０の上に形成するＡｕフラッシュめっき層の代わりに、第２の実施の形態において説明した無機系材料又は有機系材料を用いて、特性維持層４４の素子搭載領域４４ａ及び接続領域４４ｃを形成することもできる。
素子搭載領域４４ａ及び接続領域４４ｃと外部領域４４ｂとを別々の厚さで形成することにより、素子搭載領域４４ａ及び接続領域４４ｃに、所定の波長の光を透過すると共に反射層３０が外部と接触することを防止する機能を付与することができ、外部領域４４ｂに、所定の機械的強度を付与することができる。これにより、リードフレーム１ｂは、その構成の自由度を高めることができる。
［第４の実施の形態］
図６は、本発明の第４の実施の形態に係るリードフレームの断面図を示す。
第４の実施の形態に係るリードフレーム１ｃは、特性維持層４６の構成が異なる点を除き第１の実施の形態に係るリードフレーム１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。
第４の実施の形態に係るリードフレーム１ｃは、少なくとも反射層３０の上に反射層３０を覆って設けられる特性維持層４６を備え、特性維持層４６の素子搭載領域４６ａを形成する材料と接続領域４６ｃを形成する材料とがそれぞれ異なる材料で形成される。少なくとも素子搭載領域４６ａとして形成される特性維持層４６は、紫外領域から近赤外領域までの波長の光に対して実質的に透明である厚さで形成される。なお、本実施の形態の変形例に係るリードフレーム１ｃにおいては、素子搭載領域４６ａを形成する材料と接続領域４６ｃを形成する材料とを同一にする一方で、素子搭載領域４６ａの厚さが、接続領域４６ｃの厚さよりも薄く形成される。
第４の実施の形態に係る素子搭載領域４６ａは、例えば、Ａｕフラッシュめっきにより形成されるＡｕ薄膜である。また、素子搭載領域４６ａは、第２の実施の形態において説明した無機系材料又は有機系材料を用いて形成することもできる。一方、接続領域４６ｃは、Ａｕめっきにより、素子搭載領域４６ａの特性維持層４６よりも厚いＡｕ層として形成される。例えば、素子搭載領域４６ａに対応する反射層３０を除く反射層３０及び密着層２４の表面に所定厚のＡｕ層をＡｕめっきにより形成する一方で、素子搭載領域４６ａに対応する反射層３０の表面には、ＡｕフラッシュめっきによりＡｕ薄膜を形成することにより本実施の形態に係るリードフレーム１ｃが製造される。
［変形例］
図７は、本発明の変形例に係るリードフレームの上面図を示す。
変形例に係るリードフレーム１ｄは、上面視における形状が第１から第４の実施の形態に係るリードフレームのそれぞれと異なる点を除き、第１から第４の実施の形態に係るリードフレームのいずれかと略同一の構成を備える。よって、よって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。
変形例に係るリードフレーム１ｃは、特性維持層４８が、素子搭載領域４８ａと複数の接続領域４８ｃ及び複数の外部領域４８ｂとを有する。例えば、変形例に係るリードフレーム１ｃは、素子搭載領域４８ａに複数の半導体素子を搭載すると共に、複数の半導体素子のそれぞれと、複数の接続領域４８ｃのそれぞれとが、ワイヤーで電気的に接続される。具体的に、素子搭載領域４８ａには、赤色領域の波長の光を発する赤色ＬＥＤと、緑色領域の波長の光を発する緑色ＬＥＤと、青色領域の波長の光を発する青色ＬＥＤとが搭載される。そして、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとがそれぞれ、複数の接続領域４８ｃのうちのいずれかとそれぞれ電気的に接続される。これにより、変形例に係るリードフレーム１ｄは、白色ＬＥＤのリードフレームとして用いることができる。
以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
第１の実施の形態に係るリードフレームの断面図である。 （ａ）は、第１の実施の形態に係るリードフレームの上面の概要図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態に係るリードフレームの側面の概要図であり、（ｃ）は、第１の実施の形態に係るリードフレームに半導体素子を搭載した状態の側面の概要図である。 （ａ）は、第１の実施の形態の変形例に係る特性維持層と反射層とが接触した状態の界面の拡大図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係る特性維持層と反射層とが合金化した状態の拡大図である。 第２の実施の形態に係るリードフレームの断面図である。 第３の実施の形態に係るリードフレームの断面図である。 第４の実施の形態に係るリードフレームの断面図である。 変形例に係るリードフレームの上面図である。
符号の説明
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ リードフレーム
１０ 基材
２０ 金属層
２２ バリア層
２４ 密着層
３０ 反射層
４０、４２、４４、４６、４８ 特性維持層
４０ａ、４２ａ、４４ａ、４６ａ、４８ａ 素子搭載領域
４０ｂ、４２ｂ、４４ｂ、４６ｂ、４８ｂ 外部領域
４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ、４６ｃ、４８ｄ 接続領域
５０ リフレクター
５５ 封止樹脂
６０ 半導体素子
６５ ワイヤー
７０ 一体化層

Claims (14)

  1. 基材と、
    前記基材上の一部に形成される反射層と、
    前記反射層を覆って少なくとも前記反射層上に設けられ、前記反射層を外部から遮断することにより前記反射層の特性を維持する特性維持層と
    を備えるリードフレーム。
  2. 前記反射層は、所定の波長の光に対して所定の反射率を示す前記特性を有し、
    前記特性維持層は、前記反射層の前記反射率の低下を防止すると共に、前記外部から前記反射層が反射する前記光を透過する
    請求項１に記載のリードフレーム。
  3. 前記反射層は、Ａｇを含んで形成され、
    前記特性維持層は、無機系材料から形成される
    請求項１又は２に記載のリードフレーム。
  4. 前記無機系材料は、フッ素系材料又はシリコーン系材料である
    請求項３に記載のリードフレーム。
  5. 前記反射層は、Ａｇを含んで形成され、
    前記特性維持層は、有機系材料から形成される
    請求項１又は２に記載のリードフレーム。
  6. 前記有機系材料は、トリアゾール系材料又はメルカプタン系材料である
    請求項５に記載のリードフレーム。
  7. 前記反射層は、Ａｇを含んで形成され、
    前記特性維持層は、Ａｕ薄膜から形成される
    請求項１又は２に記載のリードフレーム。
  8. 前記特性維持層は、半導体素子を当該リードフレームに搭載する工程で、前記反射層を構成するＡｇと前記Ａｕ薄膜を構成するＡｕとの相互拡散による合金化により、前記反射層と一体化する厚さに形成される
    請求項７に記載のリードフレーム。
  9. 前記特性維持層は、前記Ａｕ薄膜と、前記Ａｕ薄膜と前記反射層との間で形成される合金層とを含んで形成される
    請求項７に記載のリードフレーム。
  10. 前記特性維持層は、半導体素子と接する素子搭載領域と、前記素子搭載領域の外側に形成される外部領域とを有し、
    前記素子搭載領域は、前記反射層上の一部に対応して形成される
    請求項１から９のいずれか１項に記載のリードフレーム。
  11. 前記特性維持層は、前記素子搭載領域と前記外部領域とが一体として形成される
    請求項１０に記載のリードフレーム。
  12. 前記特性維持層は、前記素子搭載領域と前記外部領域とがそれぞれ独立に形成される
    請求項１０に記載のリードフレーム。
  13. 基材上の一部に反射層を形成する工程と、
    前記反射層を覆って少なくとも前記反射層上に設けられ、前記反射層を外部から遮断することにより前記反射層の特性を維持する特性維持層を形成する工程と
    を備えるリードフレームの製造方法。
  14. 反射層が形成された素子搭載領域を有するリードフレームと、
    前記素子搭載領域に搭載された受発光素子と、
    前記受発光素子を封止する封止部材と
    を備える受発光装置。
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