JP2013236005A - Led用リードフレーム及び当該led用リードフレームを用いた半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光波長が460nm以下であるLED素子12を搭載するために用いられるLED用リードフレーム1Aは、基材2と、基材2におけるLED素子12を搭載するための搭載領域MA上に少なくとも設けられてなる銀めっき層3とを備え、銀めっき層3の厚さ方向所定の断面の全面積の70%以上が、断面積1μm2以上の銀の結晶粒子で占められており、銀めっき層3の分光反射率曲線において、波長350nm付近の反射率がピーク状に低下しない。
【選択図】図1
Description
この光反応は、紫外線硬化性樹脂組成物中に含まれる光重合開始剤のような光反応性分子に照射された紫外領域の光のエネルギーが当該光反応性分子に吸収され、分子内での化学反応により引き起こされる。したがって、紫外領域の発光波長を有するLED素子を用いたLEDパッケージを上記照射光源として用いるためには、当該分子内での化学反応を引き起こすのに必要なエネルギーを有する紫外領域の光が、当該LEDパッケージから取り出されなければならない。
〔第1の実施形態〕
[LED用リードフレーム]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るLED用リードフレームを示す部分切断端面図であり、図2(A)は、本発明の第1の実施形態における基材の表面(LED素子搭載面)側を示す部分平面図であり、図2(B)は、本発明の第1の実施形態における基材の裏面側を示す部分平面図である。
上述したような構成を有する第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aは、以下のようにして製造することができる。
まず、銅基板等の基板に所望のエッチングレジスト膜を形成し、基板両面をエッチングして、複数の搭載領域MA(第1搭載領域MA1,第2搭載領域MA2)、枠部2c、枠部2cと搭載領域MAとを連結する第1連結部2d、各搭載領域MAを相互に連結する第2連結部2e、並びに各搭載領域MAを第1搭載領域MA1及び第2搭載領域MA2に分割する貫通スリット7が設けられてなる基材2を形成する。なお、基板の裏面側における薄肉部2b、第1連結部2d並びに第2連結部2eに相当する部位にエッチングレジスト膜を設けることなく上記のようにエッチングすることで、これらの部位は基板の裏面側からハーフエッチングされ、他の部分の略半分の厚さに構成される。
次に、上述のようにして形成された基材2を銀めっき用のシアン浴に浸漬させて、基材2を給電層として、電気めっき法により基材2の全面に銀めっきし、銀薄膜を形成する。このようにして形成される銀薄膜の厚さは、例えば、1〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのがより好ましい。
続いて、銀薄膜を有する基材2を加熱する。上記めっき条件下で形成された銀薄膜を有する基材2を加熱することにより、第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aを得ることができる。
なお、第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aの製造方法においては、上述の加熱工程後、搭載領域MAを囲むリフレクタ領域RAに樹脂リフレクタ11を形成する樹脂リフレクタ形成工程をさらに有していてもよいし(図5(B)参照)、当該樹脂リフレクタ形成工程を有していなくてもよい。かかる樹脂リフレクタ形成工程を有する場合、後述するLEDパッケージの製造方法(図5参照)において、LED用リードフレーム1Aのリフレクタ領域RAに樹脂リフレクタを形成する工程(図5(B)参照)を省略することができる。
続いて、上述したような構成を有するLED用リードフレーム1Aを用いた半導体装置(LEDパッケージ)について説明する。図4は、第1の実施形態におけるLEDパッケージを示す切断端面図である。
第2の実施形態に係るLED用リードフレーム1Bは、図6に示すように、第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aの銀めっき層3上に、当該銀めっき層3の一部を露出させるようにして設けられてなる被覆層4を備える以外は、第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aと同様の構成を有するものである。そのため、第1の実施形態に係るLED用リードフレーム1Aと同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上述したような構成を有する第2の実施形態に係るLED用リードフレーム1Bは、以下のようにして製造することができる。
まず、銅基板等の基板に所望のエッチングレジスト膜を形成し、基板両面をエッチングして、複数の搭載領域MA(第1搭載領域MA1,第2搭載領域MA2)、枠部2c、枠部2cと搭載領域MAとを連結する第1連結部2d、各搭載領域MAを相互に連結する第2連結部2e、並びに各搭載領域MAを第1搭載領域MA1及び第2搭載領域MA2に分割する貫通スリット7が設けられてなる基材2を形成する。なお、基板の裏面側における薄肉部2b、第1連結部2d並びに第2連結部2eに相当する部位にエッチングレジスト膜を設けることなく上記のようにエッチングすることで、これらの部位は基板の裏面側からハーフエッチングされ、他の部分の略半分の厚さに構成される。
次に、上述のようにして形成された基材2を銀めっき用のシアン浴に浸漬させて、基材2を給電層として、電気めっき法により基材2の全面に銀めっきし、銀薄膜を形成する。このようにして形成される銀薄膜の厚さは、例えば、1〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのがより好ましい。
続いて、銀薄膜を有する基材2を加熱する。基材2を加熱する際の加熱温度は、基材2上の銀薄膜を構成する銀の結晶粒子を再結晶化させることによって当該結晶粒子のサイズを増大させ得る温度、すなわち加熱後の銀薄膜の厚さ方向における所定の断面の全面積のうちの、好ましくは70%以上、より好ましくは85%以上100%未満が断面積1μm2以上の銀の結晶粒子で占められるような加熱温度であり、加熱後の銀薄膜において、当該銀薄膜の厚さの二乗以上の断面積を有する銀の結晶粒子が少なくとも1個存在するような加熱温度であるのが特に好ましい。かかる温度で加熱することにより、銀の結晶粒界の少ない銀めっき層3を形成することができる。具体的には、200〜500℃で加熱するのが好ましく、300〜450℃で加熱するのがより好ましい。
上述の加熱工程により基材2の全面に銀めっき層3が形成された後、所定の膜厚で銀めっき層3上に所定の金属材料(銀よりも腐食性ガス(例えば、酸素、硫化水素等)に対する耐性に優れた金属(例えば、ニッケル、金、パラジウム、インジウム、ロジウム、スズのうちのいずれか、又はそれらを含む合金等))を電気めっき法等によりめっきすることで、被覆層4を形成する。このように所定の膜厚での所定の金属材料の電気めっき法等により被覆層4を形成することで、銀めっき層3の一部が露出するようにして被覆層4を形成することができ、これにより、第2の実施形態に係るLED用リードフレーム1Bを得ることができる。
なお、第2の実施形態に係るLED用リードフレーム1Bの製造方法においては、上述の被覆層形成工程後、搭載領域MAを囲むリフレクタ領域RAに樹脂リフレクタ11を形成する樹脂リフレクタ形成工程をさらに有していてもよいし(図8(B)参照)、当該樹脂リフレクタ形成工程を有していなくてもよい。かかる樹脂リフレクタ形成工程を有する場合、後述するLEDパッケージの製造方法(図8参照)において、LED用リードフレーム1のリフレクタ領域RAに樹脂リフレクタを形成する工程(図8(B)参照)を省略することができる。
続いて、上述したような構成を有する第2の実施形態に係るLED用リードフレーム1Bを用いたLEDパッケージについて説明する。図7は、第2の実施形態におけるLEDパッケージを示す断面図である。
厚み0.2mmの銅板を準備し、厚肉部2a、薄肉部2b、枠部2c、第1及び第2連結部2d,2e、並びに貫通スリット7を有する、図2に示す形状の基材2をエッチングにより形成した。なお、当該基材2を形成するに際しては、縦方向に隣接する搭載領域MAのピッチを3mmとし、横方向に隣接する搭載領域MAのピッチを4mmとし、基材2上に13行×13列のマトリックス状に配列された搭載領域MAを設けるようにした。
実施例1のLED用リードフレーム1Aにおける銀めっき層上に、膜厚10nmのインジウムめっき層を形成し、LED用リードフレーム1Bを作製した。実施例2のLED用リードフレーム1Bにおいては、銀薄膜が形成され、加熱された基材2を、塩化インジウムを含有するめっき浴(インジウム濃度:3g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:15mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することによりインジウムめっき層を形成した。
インジウムめっき層を形成する代わりにパラジウムめっき層を形成した以外は、実施例2と同様にしてLED用リードフレーム1Bを作製した。なお、実施例3のLED用リードフレーム1Bにおいては、銀薄膜が形成され、加熱された基材2を、ジクロロジアミンパラジウムを含有するめっき浴(パラジウム濃度:3g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:15mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することによりパラジウムめっき層を形成した。
インジウムめっき層を形成する代わりにロジウムめっき層を形成した以外は、実施例2と同様にしてLED用リードフレーム1Bを作製した。なお、実施例4のLED用リードフレーム1Bにおいては、銀薄膜が形成され、加熱された基材2を、硫酸ロジウムを含有するめっき浴(ロジウム濃度:3g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:15mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することによりロジウムめっき層を形成した。
セレン系光沢剤として、セレノシアン酸カリウムの代わりに酸化セレンを含有する銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてLED用リードフレーム1Aを作製した。
実施例5のLED用リードフレーム1Aにおける銀めっき層上に、実施例2と同様にしてインジウムめっき層を形成し、LED用リードフレーム1Bを作製した。
セレン系光沢剤としてのセレノシアン酸カリウムの含有量を0.001g/Lに変更し、さらにリン酸カリウム5g/Lを含有する銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてLED用リードフレーム1Aを作製した。
セレン系光沢剤としての酸化セレンの含有量を0.001g/Lに変更した銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例5と同様にしてLED用リードフレーム1Aを作製した。
セレン系光沢剤を含有しない銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてLED用リードフレームを作製した。
セレン系光沢剤としてのセレノシアン酸カリウムに代えて硫酸タリウム0.0001g/Lを含有する銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてLED用リードフレームを作製した。
セレン系光沢剤としてのセレノシアン酸カリウムに代えて硫酸タリウム0.0001g/L及びリン酸カリウム5g/Lを含有する銀めっき浴を用いて銀薄膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてLED用リードフレームを作製した。
上述のようにして作製したLED用リードフレーム(実施例1〜8,比較例1〜3)について、分光光度計(島津製作所社製,UV−2550,MPC−2200)を用いて、波長300〜780nmの範囲における反射率(%)を測定した。そして、各LED用リードフレーム(銀めっき層)の分光反射率曲線の波長330〜380nmの範囲において、短波長側から増大する反射率が低下し始める極大点X1における反射率Y1と、当該極大点X1よりも長波長側において反射率が再び増加し始める極小点X2における反射率Y2との差分(Y1−Y2)を算出し、当該反射率の差分(Y1−Y2)に基づいて各銀めっき層の反射率を評価した(極大点X1及び極小点X2、並びにそれらにおける反射率Y1,Y2については、図3を参照)。結果を表2に示す。
○:反射率(%)の差分(Y1−Y2)が1%未満又は極大点X1及び極小点X2が存在しない
△:反射率(%)の差分(Y1−Y2)が1〜5%
×:反射率(%)の差分(Y1−Y2)が5%超
上記LED用リードフレーム(実施例1〜8,比較例1〜3)を、0.25質量%硫化アンモニウム水溶液(液温:25℃)に5分間浸漬させた後、分光光度計(島津製作所社製,UV−2550,MPC−2200)を用いて、波長350nm及び450nmのそれぞれの光を照射したときにおける反射率(%)を測定した(U−5)。
○:耐食性評価試験前後における反射率(%)の差分(低下量)が15%未満
△:上記反射率(%)の差分(低下量)が15〜20%(U−5(波長350nm))
上記反射率(%)の差分(低下量)が15〜50%(U−5(波長450nm))
上記反射率(%)の差分(低下量)が15〜40%(ガス1H(波長450nm))
×:上記反射率(%)の差分(低下量)が20%超(U−5(波長350nm))
上記反射率(%)の差分(低下量)が50%超(U−5(波長450nm))
上記反射率(%)の差分(低下量)が15%以上(ガス1H(波長350nm))
上記反射率(%)の差分(低下量)が40%超(ガス1H(波長450nm))
2…基材
3…銀めっき層
31…第1銀めっき層
32…第2銀めっき層
4…被覆層
7…貫通スリット
10A〜10E…LEDパッケージ(半導体装置)
11…樹脂リフレクタ
12…LED素子
13…封止部
MA…搭載領域
RA…リフレクタ領域
Claims (9)
- 発光波長が460nm以下であるLED素子を搭載するために用いられるリードフレームであって、
基材と、
前記基材における前記LED素子を搭載するための搭載領域上に少なくとも設けられてなる銀めっき層と
を備え、
前記銀めっき層の厚さ方向所定の断面の全面積の70%以上が、断面積1μm2以上の銀の結晶粒子で占められており、
前記銀めっき層の分光反射率曲線において、波長350nm付近の反射率がピーク状に低下しないことを特徴とするLED用リードフレーム。 - 前記銀めっき層の厚さ方向所定の断面において、当該銀めっき層の厚さの二乗以上の断面積を有する前記銀の結晶粒子が少なくとも1個存在することを特徴とする請求項1に記載のLED用リードフレーム。
- 前記搭載領域の周囲を囲むリフレクタ領域に設けられてなる樹脂リフレクタをさらに備え、
前記樹脂リフレクタは、波長460nm以下の光の透過率が高い樹脂と、前記樹脂中に分散され、波長460nm以下の光の反射率が高い顔料とにより構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のLED用リードフレーム。 - 前記搭載領域は、前記基材上にマトリックス状に複数配列されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のLED用リードフレーム。
- 前記搭載領域上の銀めっき層の一部が露出するように前記銀めっき層を被覆してなる、前記銀よりも耐食性の高い、銀以外の金属を含有する被覆層をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のLED用リードフレーム。
- 前記被覆層の厚さが、5〜50nmであることを特徴とする請求項5に記載のLED用リードフレーム。
- 前記被覆層に含まれる前記金属が、インジウム、パラジウム、ロジウム及びスズ、並びにそれらのうちの少なくとも1種を含む合金からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項5又は6に記載のLED用リードフレーム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のLED用リードフレームと、
前記搭載領域上に搭載されてなる、発光波長が460nm以下であるLED素子と、
前記LED素子を封止する封止部と
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記封止部は、前記LED素子の発光により励起される蛍光体を含み、
前記半導体装置は、波長400〜700nmの光を発することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
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