JP2012033724A - 樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＬＥＤ素子からの光の反射性能を高め、半導体装置における発光効率を高めることが可能な、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂付リードフレーム１０は、リードフレーム１５と、リードフレーム１５上に設けられた外側樹脂２３とを備えている。リードフレーム１５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Ａｇめっき層１２とを含んでいる。Ａｇめっき層１２は、外側樹脂２３に対応する外側樹脂対応部１６と、封止樹脂２４に対応する封止樹脂対応部１７とからなっている。Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高められている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ素子を載置するために用いられる樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびにこのような樹脂付リードフレームを備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
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、リードフレームとＬＥＤ素子とを有する半導体装置を含むものがある。
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。
特開２００６−２４５０３２号公報
ところで、近年、半導体装置の薄型化を図るため、例えばＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package）タイプの半導体装置にＬＥＤ素子を搭載することが行われている。このような半導体装置の中には、ＬＥＤ素子を封止する透明な樹脂（封止樹脂）と、ＬＥＤ素子からの反射光を制御するための樹脂（外側樹脂）とを有するものが存在する。
また近年、このような半導体装置における発光効率を高め、ＬＥＤ用半導体装置の輝度を更に向上させることが求められている。このため、半導体装置に搭載されるＬＥＤ素子からの光の反射性能を高めるべく、ＬＥＤ素子からの光を反射する反射層を改良することが試みられている。
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素子を含む半導体装置において、ＬＥＤ素子からの光の反射性能を高め、半導体装置における発光効率を高めることが可能な、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、前記光の反射性能を高める加工に伴って、外側樹脂とＡｇめっき層との密着強度が低下するのを防ぐことが可能な、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、ＬＥＤ素子用の樹脂付リードフレームにおいて、ＬＥＤ素子を載置するとともにＬＥＤ素子を封止する封止樹脂が設けられるリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂とを備え、リードフレームは、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部上に設けられ、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Ａｇめっき層とを含み、Ａｇめっき層は、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とからなり、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明は、本体部は、銅、銅合金、または４２合金からなることを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明は、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部は、リードフレームのＡｇめっき層に対して、外側樹脂をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものであることを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明は、半導体装置において、ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部上に設けられ、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Ａｇめっき層とを含むリードフレームと、リードフレームの本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、リードフレームとＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂と、ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂とを備え、リードフレームのＡｇめっき層は、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とからなり、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする半導体装置である。
本発明は、本体部は、銅、銅合金、または４２合金からなることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、封止樹脂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。
本発明は、外側樹脂はＬＥＤ素子を取り囲む凹部を有し、封止樹脂は、外側樹脂の凹部内に充填されていることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、ＬＥＤ素子を載置するとともにＬＥＤ素子を封止する封止樹脂が設けられるリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂とを有する樹脂付リードフレームを製造する、樹脂付リードフレーム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、本体部上に、反射層として機能するＡｇめっき層を形成することによりリードフレームを作製する工程と、リードフレームのＡｇめっき層上に、外側樹脂を形成する工程と、リードフレームのＡｇめっき層に対して表面の電解剥離を行うことにより、Ａｇめっき層に、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とを形成する工程とを備え、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部は、リードフレームのＡｇめっき層に対して、外側樹脂をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものであることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、外側樹脂を形成する工程の後、リードフレームのＡｇめっき層上に生じた樹脂バリを除去する工程が設けられていることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、半導体装置の製造方法において、樹脂付リードフレームの製造方法により樹脂付リードフレームを作製する工程と、樹脂付リードフレームの本体部の載置面上にＬＥＤ素子を搭載する工程と、ＬＥＤ素子とリードフレームとを導電部により接続する工程と、ＬＥＤ素子および導電部を封止樹脂により樹脂封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明によれば、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高められており、ＬＥＤ素子からの光は光沢度の高い封止樹脂対応部で反射させるようになっている。このことにより、半導体装置におけるＬＥＤ素子からの光の反射性能を高めることができるとともに、半導体装置の発光効率を高めることができる。一方、外側樹脂は、Ａｇめっき層の光沢度を高める処理工程以前にＡｇめっき層上に形成されるため、前記光沢度を高める処理の影響により外側樹脂とＡｇめっき層との密着強度が低下することを防ぐことができる。
本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図。 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３のII−II線断面図）。 本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図。 本発明の一実施の形態による半導体装置の概略拡大断面図（図２のIV部拡大図）。 本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの製造方法を示す断面図。 本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの製造方法を示す断面図。 本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの製造方法のうち、Ａｇめっき層を形成する工程を示す図。 本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの製造方法のうち、電解剥離工程を示す図。 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断面図。 本発明の一実施の形態による半導体装置が配線基板上に配置されている状態を示す断面図。 本発明の一実施の形態の変形例を示す断面図。 ハルセル装置を用いて電解剥離試験を行った後の銅板を示す図。 密着強度試験片の樹脂密着強度を測定する方法を示す図。
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
樹脂付リードフレームの構成
まず、図１により、本実施の形態によるＬＥＤ素子用の樹脂付リードフレームの概略について説明する。図１は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図である。
図１に示す樹脂付リードフレーム１０は、ＬＥＤ素子２１（図２）を載置するために用いられるものである。このような樹脂付リードフレーム１０は、ＬＥＤ素子２１を載置するとともにＬＥＤ素子２１を封止する封止樹脂２４（図２）が設けられるリードフレーム１５と、リードフレーム１５上に設けられ、ＬＥＤ素子２１を取り囲む外側樹脂２３とを備えている。
このうちリードフレーム１５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Ａｇめっき層１２とを有している。
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、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとすることが好ましい。
図１において、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）からなっている。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２３から外方に露出している。
Ａｇめっき層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、リードフレーム１５の最表面側に位置している。このＡｇめっき層１２は、銀（Ａｇ）の電解めっき層からなっている。Ａｇめっき層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。
また、Ａｇめっき層１２は、外側樹脂２３に対応する外側樹脂対応部１６と、封止樹脂２４に対応する封止樹脂対応部１７とからなっており、このうち封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高くなっている。すなわち図１に示す樹脂付リードフレーム１０において、本体部１１の周囲の略全体にＡｇめっき層１２が施されている。そして、Ａｇめっき層１２のうち、上面側に露出する部分が、高光沢の封止樹脂対応部１７に対応し、外側樹脂２３に覆われている部分および下面側に露出する部分（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）が、低光沢の外側樹脂対応部１６に対応する。
なお、封止樹脂対応部１７は、リードフレーム１５の本体部１１上にＡｇめっき層１２を設け、その後、このＡｇめっき層１２に対して、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものである（後述）。
さらに、リードフレーム１５の表面（上面）には、リードフレーム１５と外側樹脂２３との密着性を高めるための溝１８が形成されている。この溝１８は、リードフレーム１５と外側樹脂２３との間において、外側樹脂２３の周縁内側に沿って設けられている。
一方、外側樹脂２３は、リードフレーム１５と一体化されており、ＬＥＤ素子２１を取り囲む凹部２３ａを有している。なお、外側樹脂２３の詳細については後述する。
半導体装置の構成
次に、図２および図３により、図１に示す樹脂付リードフレームを備えた半導体装置の一実施の形態について説明する。図２および図３は、本発明の一実施の形態による半導体装置（ＳＯＮタイプ）を示す図である。
図２および図３に示すように、半導体装置２０は、リードフレーム１５と、リードフレーム１５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１５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。
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２３が設けられている。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２４によって封止されている。封止樹脂２４は、外側樹脂２３の凹部２３ａ内に充填されている。
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。
リードフレーム１５は、上述したように、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Ａｇめっき層１２とを含んでいる。このうちＡｇめっき層１２は、外側樹脂２３に対応する外側樹脂対応部１６と、封止樹脂２４に対応する封止樹脂対応部１７とからなっている。そしてＡｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高くなっている。具体的には、外側樹脂対応部１６の光沢度が０．６〜０．９であり、封止樹脂対応部１７の光沢度が０．９〜１．３であることが好ましい。
上述したように、封止樹脂対応部１７は、リードフレーム１５の本体部１１上に設けられたＡｇめっき層１２に対して、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものである。また、本体部１１上に設けられたＡｇめっき層１２のうち電解剥離されなかった部分が、外側樹脂対応部１６に相当する。したがって、図４に示すように、本体部１１上面において、外側樹脂対応部１６と封止樹脂対応部１７との境界は、外側樹脂２３と封止樹脂２４との境界に一致する。
なお、リードフレーム１５、およびリードフレーム１５と外側樹脂２３とを備えた樹脂付リードフレーム１０の構成については、図１を用いて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、図２および図３において、図１に示す形態と同一部分には同一の符号を付してある。
一方、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。
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２３の凹部２３ａ内において本体部１１の載置面１１ａ上（厳密にはＡｇめっき層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。
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、その他端が樹脂付リードフレーム１０の本体部１１の第２の部分２６表面上（Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７上）に接続されている。
外側樹脂２３は、例えば樹脂付リードフレーム１０上に熱可塑性樹脂を例えば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２３の全体形状を、図３に示すように直方体としても良く、あるいは円筒形または錐形等の形状とすることも可能である。また凹部２３ａの底面は、矩形、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２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。
外側樹脂２３に使用される熱可塑性樹脂については、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、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミドおよびポリブチレンテレフタレート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。
封止樹脂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２４が強い光にさらされるため、封止樹脂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。
ＬＥＤ用リードフレームの製造方法
次に、図１に示す樹脂付リードフレーム１０の製造方法について、図５乃至図８を用いて説明する。
まず図５（ａ）に示すように、平板状の金属基板３１を準備する。この金属基板３１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。なお金属基板３１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。
次に、金属基板３１の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト３２ａ、３３ａを塗布し、これを乾燥する（図５（ｂ））。なお感光性レジスト３２ａ、３３ａとしては、従来公知のものを使用することができる。
続いて、この金属基板３１に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３２ｂ、３３ｂを有するエッチング用レジスト層３２、３３を形成する（図５（ｃ））。
次に、エッチング用レジスト層３２、３３を耐腐蝕膜として金属基板３１に腐蝕液でエッチングを施す（図５（ｄ））。腐蝕液は、使用する金属基板３１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板３１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板３１の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
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とを有するとともに、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する本体部１１が得られる（図５（ｅ））。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１８が形成される。
次に、本体部１１の表面および裏面に電解めっきを施すことにより、本体部１１上に金属（銀）を析出させて、反射層として機能するＡｇめっき層１２を形成する（図５（ｆ））。
この間、具体的には、図７に示すように、例えば電解脱脂工程（Ｓ１０）、酸洗工程（Ｓ１１）、化学研磨工程（Ｓ１２）、銅ストライク工程（Ｓ１３）、水洗工程（Ｓ１４）、中性脱脂工程（Ｓ１５）、シアン洗工程（Ｓ１６）、および銀めっき工程（Ｓ１７）を順次経ることにより、本体部１１上にＡｇめっき層１２を形成する。この場合、銀めっき工程（Ｓ１７）で用いられる電解めっき用のめっき液としては、例えばシアン化銀を主成分とした銀めっき液を挙げることができる。実際の工程では、各工程間で必要に応じ適宜水洗工程を加える。
このようにして、本体部１１と、本体部１１上に形成されたＡｇめっき層１２とを有するリードフレーム１５が得られる（図５（ｆ））。なお、このときＡｇめっき層１２は、まだ高光沢化されておらず、全体として低光沢のままである。
次に、リードフレーム１５のＡｇめっき層１２上に外側樹脂２３を形成し（図６（ａ）−（ｅ））、その後、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層１２に対して表面に電解剥離を行うことにより、Ａｇめっき層１２のうち封止樹脂２４に対応する部分（封止樹脂対応部１７）の光沢度を高める（図６（ｆ）および図８）。以下、これらの各工程について更に説明する。
まず上述した工程により（図５（ａ）−（ｅ））、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Ａｇめっき層１２とを有するリードフレーム１５を準備する（図６（ａ））。
続いて、このリードフレーム１５を、射出成形機またはトランスファ成形機（図示せず）の金型３５内に装着する（図６（ｂ））。金型３５内には、外側樹脂２３の形状に対応する空間３５ａが形成されている。なお、このときリードフレーム１５のＡｇめっき層１２の表面に傷が生じることを防止するため、金型３５をＡｇめっき層１２に強く押し当てないようにすることが好ましい。このため、金型３５とＡｇめっき層１２との間にわずかな隙間３５ｂが生じるようにしても良い。
次に、射出成形機またはトランスファ成形機の樹脂供給部（図示せず）により金型３５内に熱可塑性樹脂を流し込み、その後硬化させることにより、リードフレーム１５のＡｇめっき層１２上に外側樹脂２３を形成する（図６（ｃ））。
次いで、外側樹脂２３が形成されたリードフレーム１５を金型３５内から取り出す。このようにして、外側樹脂２３とリードフレーム１５とが一体に形成される（図６（ｄ））。
この場合、上述したように、金型３５とＡｇめっき層１２との間に形成されたわずかな隙間３５ｂにより、リードフレーム１５のＡｇめっき層１２上に樹脂バリ２３ｂが生じていることが考えられる。このため、外側樹脂２３を形成した後、Ａｇめっき層１２上に生じた樹脂バリ２３ｂを除去することが好ましい（図６（ｅ））。樹脂バリ２３ｂを除去する方法としては、例えば、ジェットスクラブによる物理的洗浄方法や、超高圧水洗による樹脂剥離方法を挙げることができる。このうち、とりわけ後者の方法を用いた場合、Ａｇめっき層１２の表面が粗化されてしまうことも考えられるが、以下のように、Ａｇめっき層１２に対して表面に電解剥離を行って光沢度を高める工程が設けられているので、問題が生じることはない。なお、Ａｇめっき層１２上に樹脂バリ２３ｂが生じない場合、このような樹脂バリ２３ｂを除去する工程を設けなくても良い。
次に、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層１２に対して表面に電解剥離を行う。これにより、Ａｇめっき層１２の上面のうち、外側樹脂２３に覆われていない部分（すなわち封止樹脂対応部１７）の光沢度を高める。
この間、電解剥離工程は、図８に示すようにして行うことができる。すなわち、リードフレーム１５を薬液（剥離液）３９の浴中に浸漬し、陽極であるＡｇめっき層１２および薬液３９中に設けられた陰極４０により電解を行う。なお、薬液３９としては、界面活性剤を含有するアルカリ性水溶液を用いることができる。
このとき、図８の矢印に示すように電気が流れ、この電気の流れによりイオンが拡散する。この場合、Ａｇめっき層１２表面のうち相対的に尖った部分ほど薬液３９の浴中に溶け込みやすいため、結果的にＡｇめっき層１２表面が平滑化され、光沢度が高められる。このため、外側樹脂２３に覆われていない部分（封止樹脂対応部１７）の光沢度を選択的に高めることができる。他方、Ａｇめっき層１２の上面のうち、外側樹脂２３に覆われている部分（外側樹脂対応部１６）は、薬液３９による影響を受けないため、比較的低光沢のままである。このようにして、Ａｇめっき層１２に、外側樹脂２３に対応する相対的に低光沢の外側樹脂対応部１６と、封止樹脂２４に対応する相対的に高光沢の封止樹脂対応部１７とが形成される（図６（ｆ））。
以上説明した各工程により、リードフレーム１５と、リードフレーム１５上に設けられた外側樹脂２３とを備えた樹脂付リードフレーム１０（図１）が得られる。
半導体装置の製造方法
次に、図２および図３に示す半導体装置２０の製造方法について、図９（ａ）−（ｆ）を用いて説明する。
まず、上述した工程により（図５（ａ）−（ｆ）および図６（ａ）−（ｆ））、リードフレーム１５と、外側樹脂２３とを備えた樹脂付リードフレーム１０を作製する（図９（ａ））。
次に、リードフレーム１５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（Ａｇめっき層１２上）に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図９（ｂ））。
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９（ｃ））。
その後、外側樹脂２３の凹部２３ａ内に封止樹脂２４を充填し、封止樹脂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（図９（ｄ））。
次に、各ＬＥＤ素子２１間の外側樹脂２３をダイシングすることにより、リードフレーム１５を各ＬＥＤ素子２１毎に分離する（図９（ｅ））。この際、まずリードフレーム１５をダイシングテープ３７上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード３８によって、各ＬＥＤ素子２１間の外側樹脂２３を垂直方向に切断する。
このようにして、図２および図３に示す半導体装置２０を得ることができる（図９（ｆ））。
本実施の形態の作用効果
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態による半導体装置が配線基板上に配置されている状態を示す断面図である。
図１０に示すように、本実施の形態による半導体装置２０を配線基板４１上に配置する。このような配線基板４１は、基板本体４２と、基板本体４２上に形成された配線端子部４３、４４とを有している。このうち一方の配線端子部４３は、一方の接続はんだ部４５を介して、第１のアウターリード部２７に接続されている。また他方の配線端子部４４は、他方の接続はんだ部４６を介して、第２のアウターリード部２８に接続されている。
このようにして、半導体装置２０を配線基板４１上に配置するとともに、一対の配線端子部４３、４４間に電流を流した場合、本体部１１の載置面１１ａ上のＬＥＤ素子２１に電流が加わり、ＬＥＤ素子２１が点灯する。
この際、ＬＥＤ素子２１からの光は、封止樹脂２４を通過して封止樹脂２４の表面から放出され、または外側樹脂２３の凹部２３ａの側壁で反射することにより封止樹脂２４の表面から放出される。あるいは、ＬＥＤ素子２１からの光は、Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７の表面で反射することにより封止樹脂２４の表面から放出される。
本実施の形態において、Ａｇめっき層１２のうち、反射層となる封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高められている。これにより、とりわけＡｇめっき層１２におけるＬＥＤ素子２１からの光を効率的に反射させることができる。
他方、Ａｇめっき層１２のうち外側樹脂２３に対応する外側樹脂対応部１６は、表面に電解剥離が行われていないため、粗度が相対的に高いままである。したがって、封止樹脂対応部１７の光沢度を高めても、Ａｇめっき層１２と外側樹脂２３との密着性が低下するおそれはない。
以上説明したように本実施の形態によれば、Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高いので、半導体装置２０におけるＬＥＤ素子２１の光の反射性能を高めることができ、半導体装置２０の発光効率を高めることができる。
また本実施の形態によれば、Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７は、リードフレーム１５の本体部１１上に設けられたＡｇめっき層１２に対して、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られるので、電解剥離工程において、封止樹脂対応部１７のみを選択的に高光沢化するための特別な工程を必要としない。
また本実施の形態によれば、外側樹脂２３はＬＥＤ素子２１を取り囲む凹部２３ａを有し、封止樹脂２４は、外側樹脂２３の凹部２３ａ内に充填されているので、外側樹脂２３と封止樹脂２４との密着性を高めることができる。
さらに本実施の形態によれば、外側樹脂２３を形成する工程の後、リードフレーム１５のＡｇめっき層１２上に生じた樹脂バリ２３ｂを除去する工程が設けられているので、Ａｇめっき層１２上に樹脂バリ２３ｂが生じた場合でも、これを確実に除去することができる。このため外側樹脂２３を形成するための金型３５をＡｇめっき層１２に強く押し当てる必要が無く、Ａｇめっき層１２に傷が生じることを防止することができる。
さらに本実施の形態によれば、リードフレーム１５の本体部１１上にＡｇめっき層１２を形成した後、外側樹脂２３を形成し、その後、外側樹脂２３をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより封止樹脂対応部１７の光沢度を高める処理を行っている。このことにより、Ａｇめっき層１２の外側樹脂対応部１６と外側樹脂２３との密着強度が高い状態を維持したまま、Ａｇめっき層１２の封止樹脂対応部１７の光沢度を高めることができる。
本願発明の上記の実施の形態を、半導体装置の断面図である図４を用いて説明する。図４に示したように本体部１１上面において、外部樹脂対応部１６と封止樹脂対応部１７との境界は、外側樹脂２３と封止樹脂２４の境界に一致する。つまり、Ａｇめっき層１２のうち表面が電解剥離された領域（封止樹脂対応部１７）と、表面が電解剥離されていない領域（外側樹脂対応部１６）の境界位置が一致していることが特徴となっている。めっき表面を電解剥離すると電解研磨の場合と同様に、Ａｇめっき層表面の凹凸の突起部等が優先的に溶解するため表面の凹凸が小さくなって平滑化され、結果として光沢度が増す（図８に図示）。本発明の半導体装置を、半導体装置の断面に沿ってＡｇめっき層表面の粗度を評価した場合、Ａｇめっき層表面の算術平均粗さＲａは、封止樹脂対応部１７と外側樹脂対応部１６との境界で変化し、封止樹脂対応部１７の算術平均粗さは外側樹脂対応部１６の算術平均粗さより小さい。
なお、本実施の形態による樹脂付リードフレーム１０および半導体装置２０においては、外側樹脂２３および封止樹脂２４をＡｇめっき層１２から機械的に剥離し、露出させた外側樹脂対応部１６およびＬＥＤ素子搭載部１７の光沢度を測定することも可能である。
変形例
以下、本実施の形態による半導体装置の変形例について、図１１を参照して説明する。図１１は、半導体装置の変形例（ＳＯＮタイプ）を示す断面図である。図１１において、図２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。
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）５１の両側に、２つのリード部（第２の部分５２および第３の部分５３）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。
すなわち図１１に示す半導体装置５０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）５１と、第１の部分（ダイパッド）５１の周囲であって、第１の部分５１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５２および第３の部分５３）とを有している。
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５２および第３の部分５３に接続されている。
この場合も、図２に示す実施の形態と同様に、Ａｇめっき層１２は、外側樹脂２３に対応する外側樹脂対応部１６と、封止樹脂２４に対応する封止樹脂対応部１７とからなっており、封止樹脂対応部１７の光沢度は、外側樹脂対応部１６の光沢度より高くなっている。
図１１に示す半導体装置５０においても、上述した半導体装置２０（図２）と略同様の作用効果を得ることができる。
次に、図１２を用いて本実施の形態による樹脂付リードフレームの製造方法のうち電解剥離工程について、具体的実施例により説明する。
ハルセル装置を用いた電解剥離法によるＡｇめっき高光沢化
まず、図１２に示すような略矩形状の１枚の銅板６０を準備し、この銅板６０の表裏全面にＡｇめっき層を形成した。続いて、Ａｇめっき層を形成した銅板６０をハルセル装置（山本鍍金試験社製、品番Ｂ−５３）に装着し、電解剥離試験を実施した。ハルセル試験は、平面電極と試験用金属板を５０度程度の角度を持たせて薬液槽にセットし、平面電極と試験用金属板との間に電圧を加えることにより試験用金属板上に電流密度分布を形成して、各電流密度におけるめっきもしくは電解剥離の結果を１枚の試験用金属板で一括して評価する試験方法である。本発明の評価では、試験用金属板として、電解めっきにてＡｇめっき層を形成した銅板６０を用い、電流密度を変化させた場合の電解剥離の効果を確認した。
この場合、ハルセル装置の薬液槽に充填する薬液（剥離液）としては、界面活性剤（ケミテック社製、品番ＡｇＥ４７１）（８０ｇ／Ｌ）およびアルカリ溶液（ＫＯＨ）（３０ｇ／Ｌ）を混合した混合液を用いた。また、薬液（剥離液）の液温は３０℃とし、薬液（剥離液）への銅板６０の浸漬時間は２７秒とした。液攪拌は、エアバブリング攪拌を行った。
なお、図中、符号６１は、銅板６０のうち薬液（剥離液）に浸漬しない非浸漬領域を示し、符号６２は、銅板６０のうち薬液（剥離液）に浸漬する浸漬領域を示している。また、図中、斜線で示す領域は、銅板６０のうち高光沢となった領域を概略的に示している。
電解剥離が終了した後、銅板６０をハルセル装置の槽から引き上げ、図中の各箇所における光沢度について測定した（表１）。図１２中、Ｐ１〜Ｐ８は、浸漬領域６２中の各測定点を示し、これら各測定点は、同一の液攪拌強度（深さ）であって、電流密度が互いに異なっている。また図１２中、Ｐ０は、比較例として、非浸漬領域６１（すなわち電解剥離を行わない場所）における測定点を示している。なお、光沢度として、試料面に対し投光側４５度、受光側９０度（垂直）の光学条件で測定した反射濃度値を用いた。試料であるＡｇめっき層表面が平滑で光沢度が高い場合は、反射濃度値は大きく、Ａｇめっき層表面が粗で光沢度が低い場合は、反射濃度値は小さい。実際の測定には、微小面分光色差計(日本電色工業株式会社性VSR300)を用いた。また、めっき厚の測定には蛍光Ｘ線を用いた。
Figure 2012033724
この結果、電解剥離を行った測定点（Ｐ１〜Ｐ８）は、いずれも電解剥離を行わない測定点（Ｐ０）より光沢度が高くなった。すなわち、電解剥離を行うことによってＡｇめっき層の光沢度が高められることが分かった。また、電流密度を低めとした方が、銅板６０の面内における光沢度のばらつきを抑えつつ、Ａｇめっき層を高光沢化することができた。具体的には、電流密度が０．１〜３Ａ／ｄｍ２の電流密度の範囲で安定してＡｇめっき層の光沢度を高めることができ、特に０．５〜２Ａ／ｄｍ２の範囲で高光沢化の効果が顕著であった。さらに、液攪拌が強いほどＡｇめっき層が高光沢状態となり、液攪拌が弱いとＡｇめっき層が極めて低光沢状態となることが分かった。なお、電解剥離前のＡｇめっき層の厚さは２．０μｍで、表面の電解剥離終了後の残存Ａｇめっき層の厚さはＰ４からＰ７の位置で１．０〜１．２μｍであった。
一方、上記のテスト結果に対し、実際のＬＥＤ用の部材としては、外側樹脂２３に対応する部分（外側樹脂対応部１６）は光沢度が０．６〜０．９であり、ＬＥＤ素子搭載部（封止樹脂対応部１７）の光沢度は０．９〜１．３であることが好ましい。
次に、上記表１で示すテストで得られた高光沢化の電解剥離の条件でＡｇめっき層を高光沢化した試験片（密着強度試験片）を用意し、この密着強度試験片と樹脂との密着強度を評価した。この結果を表２に示す。
Figure 2012033724
サンプル基板：古河電気工業株式会社製EFTEC-64T（25×35×0.2ｍｍ）
Ａｇめっき層：電解めっきにてＡｇめっき層形成後、電解剥離により光沢度を付与
光沢度 ：微小面分光色差計(日本電色工業株式会社性VSR300) にて測定
密着強度 ：図１３の測定方法にて測定
樹脂成型物 ：底面直径３ｍｍ、高さ３ｍｍの円錐台
使用樹脂：日東電工NT-800シリーズ
成型条件：トランスファーモールド１５０℃、１８０秒
キュア１５０℃、２時間
上記密着強度試験片としては、リードフレーム用銅合金板に電解めっきにてＡｇめっき層を形成した後、電解剥離処理をしなかったサンプルと、それぞれ１．０、１．５、２．０（Ａ／ｄｍ２）の電流密度で表面に電解剥離処理を施したサンプルとの合計４つのサンプルを用意した。各密着強度試験片の光沢度を測定すると、それぞれ順に０．６、１．３、１．０、０．９であった（表２参照）。
密着強度試験片による樹脂密着強度の測定
次に、前記４つの密着強度試験片の樹脂密着強度を測定した（図１３参照）。この場合、それぞれの密着強度試験片のＡｇめっき層の表面に樹脂成型物を形成し、その後、Ａｇめっき層表面に平行な方向（つまり水平方向）に密着強度試験片と樹脂成型物とを引き剥がす力を加え、密着強度試験片と樹脂成型物との接合部が破断した時の強度を測定して密着強度を得た。前記樹脂成型物は、底面直径３ｍｍかつ高さ３ｍｍの円錐台形状からなっており、使用される樹脂（例えば日東電工ＮＴ-８００シリーズ）を温度１５０℃、１８０秒間トランスファーモールド成型し、さらに１５０℃で２時間キュアすることにより形成した。
表２に示すように、光沢度が０．６、１．３、１．０、０．９である密着強度試験片について得られた樹脂密着強度は、それぞれ０．５、０．２、０．２５、０．４（ｋＮ／ｃｍ２）であり、光沢度と樹脂密着強度とが反比例する結果となった。つまりＡｇめっき層の光沢度が低いほと樹脂密着強度が高いことが分かった。
本発明のＬＥＤ用樹脂付リードフレームの製造方法は、リードフレーム本体表面にＡｇめっき層を形成した後、ただちに外側樹脂を形成し、その後Ａｇめっき層表面に電解剥離による光沢度を高める処理を行っている。この結果、Ａｇめっき層の外側樹脂対応部と外側樹脂との密着強度は高い状態を維持したまま、Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度を高めることができる。
なお、本願ではＬＥＤ素子を搭載する本体部表面に、ＬＥＤ素子からの光を反射する反射層としてＡｇめっき層を用いたが、Ａｇめっき層に代えてＡｇ−Ａｕ、Ａｇ−ＳｎなどのＡｇ合金層を用いても同様の効果を奏することができる。
１０ 樹脂付リードフレーム
１１ 本体部
１１ａ 載置面
１２ Ａｇめっき層
１５ リードフレーム
１６ 外側樹脂対応部
１７ 封止樹脂対応部
２０ 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
２３ａ 凹部
２３ｂ 樹脂バリ
２４ 封止樹脂
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

Claims (11)

  1. ＬＥＤ素子用の樹脂付リードフレームにおいて、
    ＬＥＤ素子を載置するとともにＬＥＤ素子を封止する封止樹脂が設けられるリードフレームと、
    リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂とを備え、
    リードフレームは、
    ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、
    本体部上に設けられ、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Ａｇめっき層とを含み、
    Ａｇめっき層は、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とからなり、
    Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする樹脂付リードフレーム。
  2. 本体部は、銅、銅合金、または４２合金からなることを特徴とする請求項１記載の樹脂付リードフレーム。
  3. Ａｇめっき層の封止樹脂対応部は、リードフレームのＡｇめっき層に対して、外側樹脂をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものであることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂付リードフレーム。
  4. 半導体装置において、
    ＬＥＤ素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部上に設けられ、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Ａｇめっき層とを含むリードフレームと、
    リードフレームの本体部の載置面上に載置されたＬＥＤ素子と、
    リードフレームとＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、
    リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂と、
    ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂とを備え、
    リードフレームのＡｇめっき層は、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とからなり、
    Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする半導体装置。
  5. 本体部は、銅、銅合金、または４２合金からなることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
  6. 封止樹脂はシリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項４または５記載の半導体装置。
  7. 外側樹脂はＬＥＤ素子を取り囲む凹部を有し、封止樹脂は、外側樹脂の凹部内に充填されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項記載の半導体装置。
  8. ＬＥＤ素子を載置するとともにＬＥＤ素子を封止する封止樹脂が設けられるリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲む外側樹脂とを有する樹脂付リードフレームを製造する、樹脂付リードフレーム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、
    本体部上に、反射層として機能するＡｇめっき層を形成することによりリードフレームを作製する工程と、
    リードフレームのＡｇめっき層上に、外側樹脂を形成する工程と、
    リードフレームのＡｇめっき層に対して表面の電解剥離を行うことにより、Ａｇめっき層に、外側樹脂に対応する外側樹脂対応部と、封止樹脂に対応する封止樹脂対応部とを形成する工程とを備え、
    Ａｇめっき層の封止樹脂対応部の光沢度は、外側樹脂対応部の光沢度より高いことを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法。
  9. Ａｇめっき層の封止樹脂対応部は、リードフレームのＡｇめっき層に対して、外側樹脂をマスクとしてＡｇめっき層表面を電解剥離することにより得られたものであることを特徴とする請求項８記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
  10. 外側樹脂を形成する工程の後、リードフレームのＡｇめっき層上に生じた樹脂バリを除去する工程が設けられていることを特徴とする請求項８または９記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
  11. 半導体装置の製造方法において、
    請求項８乃至１０のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームの製造方法により樹脂付リードフレームを作製する工程と、
    樹脂付リードフレームの本体部の載置面上にＬＥＤ素子を搭載する工程と、
    ＬＥＤ素子とリードフレームとを導電部により接続する工程と、
    ＬＥＤ素子および導電部を封止樹脂により樹脂封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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