JP2014204046A - 光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ・フォトカプラ・フォトインタラプタなどに使用される光半導体装置用リードフレームであって、可視光域（波長４００〜８００ｎｍ）において反射層厚が従来よりも薄い皮膜でも反射率が高く、特に長期信頼性（耐熱性）が高いリードフレームおよびその製造方法、さらにはこのリードフレームを用いた光半導体装置を提供する。
【解決手段】導電性基体上の最表面に銀または銀合金からなる反射層が被覆された光半導体装置用リードフレームであって、導電性基体と前記反射層との間に１層以上の中間層が形成されており、かつ前記中間層は、断面観察において平面方向に測定した結晶粒径が０．５μｍ以上であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置に関する。

光半導体装置用リードフレームは、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子等の光半導体素子である発光素子を光源に利用した各種表示用・照明用光源の構成部材として広く利用されている。その光半導体装置は、例えば基板にリードフレームを配し、そのリードフレーム上に発光素子を搭載した後、熱、湿気、酸化等の外部要因による発光素子やその周辺部位の劣化を防止するため、発光素子とその周囲を樹脂で封止している。

ところで、ＬＥＤ素子を照明用光源として用いる場合、リードフレームの反射材には可視光波長（例えば４００〜８００ｎｍ）の全領域において反射率が高い（例えば硫酸バリウムや酸化アルミニウムなどの基準物質に対する反射率が８０％以上）ことが求められる。

このような要求に応じて、ＬＥＤ素子が実装されるリードフレーム上には、特に可視光域の光反射率（以下、反射率という）の向上を目的として、銀または銀合金からなる層（皮膜）が形成されているものが多い。銀の皮膜は、可視光域における反射率が高いことが知られており、具体的には、銀めっき層を反射面に形成すること（特許文献１）や、銀または銀合金皮膜形成後に２００℃以上で３０秒以上の熱処理を施し、当該皮膜の結晶粒径を０．５μｍ〜３０μｍとすること（特許文献２）等が知られている。

上記公知技術の特許文献１では、銀またはその合金皮膜を単純に形成しただけの場合、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍで７５％以上、特に４５０ｎｍの反射率は８５％程度（後述の従来例１では８５％であった）と高水準である。しかしながら、近年の光半導体装置、特にＬＥＤのリードフレームに求められる反射率は、チップの発光効率がいまだ数１０％程度であることから、これを極力効率的に活用すべく、より一層高い反射率レベル（例えば波長４５０ｎｍ以上で９０％以上）ものが求められてきている。

そこで、特許文献２のように、銀または銀合金の皮膜の結晶粒径を０．５μｍ〜３０μｍとすることで、可視光域の反射率を９０％以上に高められた発明が開示されており、めっき厚の規定や粗度の規定、および結晶粒径を規定範囲に収めるために熱処理を施す等の手法が取られている。しかし、この手法を用いた場合、材料に熱処理が施されるため、銀表面の酸化が進行することで反射率の低下が懸念される。また熱処理によって下地が銀表面にまで拡散して反射率の低下やワイヤボンディング性を劣化させる場合があった。

また、銀めっきを行う前に、拡散防止金属めっきとしてＮｉ下地めっき上にＰｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ等の貴金属や高融点金属を形成する技術が知られている（特許文献３）。

特許文献３においては、Ｎｉ下地めっき上に新たに貴金属や高融点金属を被覆してＮｉ添加剤中の成分拡散を防止することが効果的とされているが、Ｎｉ下地めっきを形成した後にさらに貴金属を被覆するので、より一層コスト高になる可能性が高い。

とりわけ、近年の貴金属相場の高騰により銀の価格変動も大きく上昇している。そのため、ＬＥＤ用リードフレームに使用する銀使用量（被覆厚）を低減したいというニーズが大きい。しかしながら、銀厚を薄くすると基材成分が拡散により容易に表面に到達し、変色して輝度の維持（長期信頼性）が難しいという問題点が生じる。そこで銀厚を薄くしても従来品と同等以上の長期信頼性を得る技術開発が望まれている。

特許文献４には、本発明らの発明である、銀または銀合金からなる反射層を形成した後に、塑性加工を施すことで、反射率が優れた光半導体装置用リードフレームが記載されている。この発明により、耐熱性を付与するため、基体の上に金属層を形成することで、耐熱性及び反射率を兼ね備えた光半導体装置用リードフレームが提供される。しかしこの方法ではニッケルからなる中間層を設けることの記載はあるが、ニッケル層中の結晶形成とその制御については記載がない。また、近年はより高出力ＬＥＤの開発が進んでおり、例えば１５０℃〜２００℃で１２０時間程度の耐熱性が求められるようになり、本文件技術を展開しただけでは長期耐熱性はまだ満足できるものとは言えない場合があることが分かった。

ところで、中間層のニッケルめっきの結晶粒径について、特許文献５が知られており、ニッケルの結晶粒径を０．３μｍ以下とすることで良好な外観を得られる光沢ニッケルめっきが提供できるとされている。しかしながら、本ニッケルめっきを中間層として形成した後に光沢銀めっきを形成して光半導体装置用リードフレームとして検討しても、光沢は得られるが耐熱性に関しての詳細な記載は無く、また試作検討の結果、高温長時間の耐熱試験では反射率の維持には不十分であることが分かった。

特開昭６１−１４８８８３号公報 特許第４３６７４５７号公報 特開２００７−２５８５１４号公報 特開２０１２−２８７５７号公報 特開２０１１−２１４０６６号公報

本発明は、ＬＥＤ・フォトカプラ・フォトインタラプタなどに使用される光半導体装置用リードフレームであって、可視光域（波長４００〜８００ｎｍ）において反射層厚が従来よりも薄い皮膜でも反射率が高く、特に長期信頼性（耐熱性）が高いリードフレームおよびその製造方法、さらにはこのリードフレームを用いた光半導体装置を提供することを課題とする。

上記課題に鑑み誠意検討を進めた結果、導電性基体上の最表面に光の反射層が形成される光半導体装置用リードフレームにおいて、導電性基体と前記反射層との間に、少なくとも中間層が１層以上形成されており、かつその中間層の結晶粒径を０．５μｍ以上に形成することによりリードフレームが、長時間にわたって高温の熱が加わっても基体成分の拡散を十分に防止できること、それに伴い反射層厚を従来以上に薄く形成でき、上記課題を解決できることを見出した。本発明はこの知見に基づき為されるに至った。

すなわち、上記課題は以下の手段により解決される。
（１）導電性基体上の最表面に銀または銀合金からなる反射層が被覆された光半導体装置用リードフレームであって、導電性基体と前記反射層との間に１層以上の中間層が形成されており、かつその中間層は、断面観察において平面方向に測定した平均結晶粒径が０．５μｍ以上であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
（２）前記導電性基体は、銅または銅合金、鉄または鉄合金、あるいはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする、（１）に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（３）前記中間層は、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金のうちいずれかで形成されていることを特徴とする、（１）または（２）に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（４）前記中間層の厚さは、０．００１〜１μｍであることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレーム。
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、導電性基体上に、少なくとも１層以上の中間層を、電気めっき法で電流密度８Ａ／ｄｍ^２以上で形成し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成した後、前記中間層および反射層を減面加工することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（６）前記（５）記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、さらにその後５０〜１５０℃で、０．０８〜３時間焼鈍処理することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（７）（１）〜（４）のいずれかに記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、導電性基体上に、少なくとも１層以上の中間層を、電気めっき法で電流密度８Ａ／ｄｍ^２以上で形成した後、前記中間層を減面加工し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（８）前記（７）記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、さらにその後５０〜１５０℃で、０．０８〜３時間焼鈍処理し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（９）前記減面加工の加工率は、３０〜８０％であることを特徴とする（５）〜（８）のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１０）前記減面加工は、圧延加工もしくはプレス加工により形成することを特徴とする、（５）〜（９）のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。

本発明の光半導体装置用リードフレームは、ＬＥＤ・フォトカプラ・フォトインタラプタなどに使用され、可視光域（波長４００〜８００ｎｍ）において反射層厚が従来よりも薄い皮膜でも反射率が高く、特に長期信頼性（耐熱性）が高いという優れた作用効果を奏する。本発明の製造方法によればこの優れた性能を示す光半導体装置用リードフレームを製造でき、これを用いた光半導体装置を提供することができる。
また、中間層に貴金属を使用することなく、かつ被覆厚を１μｍ以下で形成しても、曲げ加工を行った際に下地めっきに亀裂が進展しづらい。これにより、安価で成形性に富む光半導体装置用リードフレームが得られる。

本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第１の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第２の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第３の実施形態の概略断面図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第４の実施形態の概略断面図である。

本発明によれば、導電性基体上の最表面に銀または銀合金からなる反射層が被覆された光半導体装置用リードフレームにおいて、導電性基体と前記反射層との間に少なくとも１層の中間層が形成されており、かつその中間層は、断面観察において平面方向に測定した結晶粒径が０．５μｍ以上であることにより、基体成分が最も拡散しやすい結晶粒界が少なくなるため、反射層にまで基体成分が拡散するのを抑制することができる。従来、中間層として用いられるＮｉめっき層では、結晶粒径は０．３μｍ以下で形成されるのが一般的であった。本発明では、中間層を電気めっき法にて電流密度８Ａ／ｄｍ^２以上で形成し、さらにその層に塑性加工を行うことで再結晶駆動力を増大させ、常温放置や比較的低温での熱処理により再結晶化させて粒径を大きく出来ることを見出した。その結果、被覆厚が薄くても、また高価な貴金属を使用しなくても、耐熱性に優れた中間層を形成でき、長期に亘って反射率を維持できる光半導体装置用リードフレームを提供できるものである。耐熱性の効果は、中間層の結晶粒径が０．５μｍ以上であれば効果的であるが、さらに０．８μｍ以上がより好ましく、１μｍ以上が最も好ましい。上限についての制限はなく、平面に渡って結晶粒界の見られない、ほぼ単結晶状態が最も理想形態となる。

なお、本発明における結晶粒径の測定は、断面観察により判定する。対象となる光半導体装置用リードフレームにおいて、圧延平行断面をＦＩＢにて切断することで、断面を露出した後、倍率を８０００〜１５０００倍としてその断面をＳＩＭ観察する。次いで、得られた画像において、形成されている中間層部分の厚さ方向の中央部から基体平面方向に５μｍの長さを線引きし、その線を中間層の結晶粒界が何本交差するかを観察し、５μｍをその数で割ることにより結晶粒径と定義する。これを１視野当り任意箇所を３回測定し、合計で３視野、９箇所について行い数平均する。さらに中間層が複数層ある場合は、それぞれの層について測定を行い、その結晶粒径がいずれかの層が満足していればよい。これは、基体成分の拡散については結晶粒界が粗大であることが拡散防止に効果的であることによる。従って結晶粒界が粗大である層が中間層として一層以上形成されていることが必要である。

以下本発明の光半導体装置用リードフレームの構成層と加工処理について説明する。
（金属基体）
本発明で、使用する金属基体成分としては、銅または銅合金、鉄または鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金等が好ましく、中でも導電率の良い銅または銅合金が好ましい。例えば銅合金の一例として、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）掲載合金である「Ｃ１４４１０（Ｃｕ−０．１５Ｓｎ、古河電気工業（株）製、表品名：ＥＦＴＥＣ−３）」、「Ｃ１９４００（Ｃｕ−Ｆｅ系合金材料、Ｃｕ−２．３Ｆｅ−０．１５Ｚｎ−０．０３Ｐ）」、および「Ｃ１８０４５（Ｃｕ−０．３Ｃｒ−０．２５Ｓｎ−０．５Ｚｎ、古河電気工業（株）製、表品名：ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）」等を用いることができる。なお、各元素の前の数字の単位は質量％である。これら基体はそれぞれ導電率や強度が異なるため、適宜要求特性により選定されて使用されるが、光半導体装置用リードフレームの放熱性を向上させるという観点からは、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上の銅合金の条材とすることが好ましい。
また、鉄もしくは鉄合金としては、例えば、４２アロイ（Ｆｅ−４２ｍａｓｓ％Ｎｉ）やステンレスなどが用いられる。
基体の厚さには特に制限はないが、通常、０．０５ｍｍ〜１ｍｍであり、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍである。

（中間層）
本発明における中間層は、基体成分の拡散を防止できる耐熱性を付与するものであれば特に制限はないが、例えばニッケルまたはニッケル合金、コバルトまたはコバルト合金、パラジウムまたはパラジウム合金、ロジウムまたはロジウム合金、ルテニウムまたはルテニウム合金、イリジウムまたはイリジウム合金、銅または銅合金などが好ましく、特に安価で被覆の容易なニッケルまたはニッケル合金、コバルトまたはコバルト合金のうちいずれかからなる中間層が形成されていることが好ましい。これら金属からなる中間層は、密着性向上および基材成分の拡散防止に効果的である。中間層の形成は、電気めっき（湿式めっき）、スパッタリング、蒸着法などによるが、特に生産性の観点から電気めっき法が好ましい。中間層は１層以上で形成されていればよく、例えば銅層形成後にニッケル層を形成したり、さらに別の例ではニッケル層形成後にパラジウム層を形成したりするなど、２層以上で形成されていても良いが、生産性やコストを考慮して３層以内とするのが望ましい。

さらに、電気めっき法にて中間層を形成する際は、陰極電流密度を８Ａ／ｄｍ^２以上、好ましくは１０Ａ／ｄｍ^２以上で形成するのが好ましい。これは、電流密度を高くすることで、めっきに導入される空孔や転位、不純物などの欠陥箇所を合えて多く導入し、再結晶に必要な格子欠陥を多く持たせることを特徴としている。この結果、減面加工による塑性加工で再結晶駆動力が増大し、中間層の結晶粒径をより大きく形成することが出来る。なお、電流密度の上限は特に設けないが、３５Ａ／ｄｍ^２以上になるとヤケめっきと呼ばれる粗なめっきが形成されるため、好ましくない。

さらに本発明において、中間層が厚さ０．００１〜１μｍで形成されていることで、密着性及び耐熱性をより効果的に改善できる。この中間層は、厚みが厚くなると基体の平滑性を損なう可能性があることと、曲げ加工性を考慮して、最大でも１μｍまでで形成することが好ましい。一方の下限値は、耐熱性改善効果を考慮し、０．００１μｍ以上が適当である。従来の中間層めっき厚は、例えば０．２〜２μｍ程度が特に好ましいとされるが、本発明は、中間層の結晶粒径の粗大化効果により被覆厚をより一層薄くできるので、好ましくは０．０１〜０．２μｍであり、この被覆厚でも基体成分の拡散が従来品と同等以上に防止できる。

（反射層）
また、本発明の光半導体装置用リードフレームにおける最表層である反射層を形成する銀または銀合金は、銀、銀−錫合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、銀−ルテニウム合金、銀−金合金、銀−パラジウム合金、銀−ニッケル合金、銀−セレン合金、銀−アンチモン合金、及び銀−白金合金からなる群から選ばれた材料を用いることにより、反射率が良好で生産性の良い光半導体装置用リードフレームが得られる。特に銀、銀−錫合金、銀−インジウム合金、銀−パラジウム合金、銀−セレン合金、または銀−アンチモン合金が反射率向上の観点から、反射層の材料としてより好ましい。この反射層は、スパッタ法や蒸着法、湿式めっき法などで形成できるが、生産性を考慮すれば特に湿式めっき法を利用するのが好ましく、例えば湿式めっき後の塑性加工や、高光沢めっきにより好適に形成されるのがより好ましい。

本発明において、耐熱性に優れた中間層を導入した効果として、従来被覆されていた反射層厚よりも薄い反射層で被覆しても、導電性基体の成分が表層まで拡散してくるのが遅いため、長期信頼性に優れる。その結果、従来の被覆厚でももちろんのこと、反射層厚が０．０５〜２μｍという従来の２／３以下の被覆厚でもよく、低コストで環境負荷の小さい光半導体装置用リードフレームを得ることが出来る。上記範囲で形成すれば耐熱性に関しては十分であるが、より長期信頼性を向上させるには反射層厚は０．２〜１μｍがさらに好ましい。

また、反射層は光の反射率に優れた層であり、前記成分からなる反射層を形成されていればよいが、反射率が波長４５０ｎｍにおいて硫酸バリウム試験片を１００％とした際に９０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは９５％以上である。その結果、光半導体装置に組み込んだ際の光の取り出し効率が良くなり、光半導体装置の輝度が高められる。また、反射率の低下率が耐熱性の高温加速試験（２００℃で１２０時間保持で行う。）後で１０％以内であることが大変好ましい。

（減面加工処理）
さらに本発明によれば、中間層のみ形成後や中間層および反射層形成後に減面加工を行うことで、中間層に再結晶駆動力を導入して再結晶化しやすくすることができる。この場合の減面加工は、圧延加工やプレス加工等の塑性加工で行うことが好ましい。（ここで、圧延加工とプレス加工を併せて圧延加工等と略記する。）この場合、圧延加工等の塑性加工時の加工率（または減面率）が、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上である。加工率が高いほど中間層に塑性加工が施されるため、塑性変形による欠陥エネルギーが蓄えられるので、これを解放することにより再結晶化が促進される。しかし加工率が高すぎると中間層に大きな亀裂が進展し、基体と反射層が接する面積が増えるため、逆に拡散しやすくなる。なお、反射層形成後に圧延加工等の塑性加工を加えると、反射層表面の反射特性が向上するが、その加工率は、８０％を超えると反射特性向上の効果が飽和するだけでなく、加工時の割れやクラックが生じやすくなることや、エネルギー負荷（圧延やプレスに必要な電力など）も増加する。加工率は、好ましくは８０％以下である。

なお本発明で規定する「加工率」（または減面率）とは、「（加工前の板厚−加工完了後の板厚）×１００／（加工前の板厚）」で示される割合（％）のことを示すものである。

また減面加工を施す場合は、例えば圧延加工の場合、圧延工程を何回経ても構わないが、圧延回数が増えると生産性が悪くなるため、圧延回数は少ない方が好ましい。なお圧延機に関しては、例えば冷間圧延機によって行う。圧延加工機は、２段ロール、４段ロール、６段ロール、１２段ロール、２０段ロール等があるが、いずれの圧延加工機でも使用することができる。
圧延加工に用いる圧延ロールは、ロール目の転写によって形成されるリードフレーム側の反射率を向上させることを考慮すると、表面粗度の算術平均（Ｒａ）で０．１μｍ未満であることが好ましい。
ここでは、塑性加工の代表例として、冷間圧延加工について説明したが、プレス加工（例えば、コイニング）の場合には、冷間圧延加工の場合と同様にして、塑性加工を施すことができる。プレス加工法の場合は、プレス圧力を０．１Ｎ／ｍｍ^２以上で圧力調整によって加工率を調整して塑性変形させることで達成できる。

（塑性加工後の熱処理）
次いで、要求される機械特性を制御し、中間層結晶粒径の粗大化を促進するため、圧延加工等の塑性加工の後にバッチ型あるいは走間型などの手法によって熱処理（調質又は低温焼鈍ともいう）を施すことで、調質するとともに、中間層を再結晶化させることができるが、反射率を低下させない程度の熱処理に留める必要がある。
このような圧延加工等の塑性加工の後に施される熱処理の条件は、上記の中間層の結晶粒径を０．５μｍ以上とするように定められる。具体的には、好ましくは５０〜１５０℃、より好ましくは５０〜１００℃で、好ましくは０．０８〜３時間、より好ましくは０．２５〜１時間の熱処理を行う。この熱処理の温度が高すぎたり時間が長すぎたりすると熱履歴が過剰となり、反射率が低下してしまう。上記の熱処理の条件により、目的の中間層の再結晶化を行うことができる。

また、本発明における銀または銀合金からなる反射層は、少なくとも光の反射に寄与する部分（つまり、少なくとも光半導体素子が発する光を反射する領域）の最表面に形成されていればよい。他の部分においては、反射層を設ける必要はなく、また反射層以外の層が形成されていても、反射率の点からは特に問題はない。

さらには、銀または銀合金からなる反射層は部分的に形成されていてもよく、片面めっきや、ストライプめっき、スポットめっきなどの部分めっきで形成し、その後圧延加工等の塑性加工により形成してもよい。反射層が部分的に形成されるリードフレームを製造することは、反射層が不要となる部分の金属使用量を削減できるので、環境負荷が少ないリードフレームを得ることができ、その結果環境負荷が少ない光半導体装置を得ることができる。

本発明の光半導体装置用リードフレームの実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第１の実施形態の概略断面図である。本実施形態のリードフレームは、基体１上に銀または銀合金からなる反射層２が形成され、反射層２の一部の表面上に光半導体素子３が搭載されている。基体１と反射層２との間には、中間層４が形成されている。さらにボンディングワイヤ７によって、破断部９（図中折れ線形状の領域として省略的に示している。）にて絶縁された他方のリードフレームと、光半導体素子３とが、電気的に接続されて回路が形成されている。本発明において、本実施形態のリードフレームは、反射層２は例えば電気めっきで形成された後、圧延加工等の塑性加工により塑性変形を生じており、近紫外域及び可視光領域（波長３４０ｎｍ〜８００ｎｍ）の反射特性に優れた光半導体装置用リードフレームとなる。

図２は、光半導体素子が搭載される側の片面のみに例えば中間層４と電気めっき後に圧延加工等の塑性加工が施された反射層２を配置した第２の実施形態の概略断面図である。

図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第３の実施形態の概略断面図である。図３は、モールド樹脂５および封止樹脂６によって光半導体モジュールが形成されている様子を便宜的に示しており、光半導体素子３が搭載される部分と、その近傍である反射現象を起こす箇所と、モールド樹脂５の内部とにのみ反射層２が形成されている。本実施形態において、中間層４は基体１の全面に形成されているが、基体１と反射層２との間に介在する形態であれば、部分的に形成されていてもよい。また、モールド樹脂５の下部の途中まで反射層２が形成されているが、反射現象に寄与する部分である領域が覆われていれば良く、モールド樹脂５の外側まであるいはモールド樹脂内部のみが覆われている状態でもよい。
本発明においては、このように、光反射に寄与する部分にのみに銀または銀合金からなる反射層２を形成することも可能である。

図４は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第４の実施形態の概略断面図である。図４は、図３同様、モールド樹脂５および封止樹脂６によって光半導体モジュールが形成されている様子を便宜的に示している。図４の実施形態が図３と異なる点は、基体１の光半導体素子３が配置される面にのみ中間層４が設けられていることと、反射層２が基体１の全面に設けられていることである。

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１として、厚さ０．５ｍｍ、幅１８０ｍｍの表１に示す導電性基体に以下に示す前処理を行った後、表に示す表面処理を施した。その後、中間層に再結晶駆動力を導入させる手段として、加工率５０％の圧延加工（日立製作所製６段圧延機使用、ワークロールの算術平均粗さＲａ≒０．０３μｍ）により本発明例および比較例のリードフレームを作製した。なお、圧延回数は２回とし、１回目に厚さ０．４ｍｍ（中間加工率（０．５−０．４）／０．５＝２０％）までの圧延加工を行った後、２回目に同じワークロールを用いて０．２５ｍｍ（仕上加工率（０．４−０．２５）／０．４＝３７．５％、トータル加工率５０％）に仕上加工を行った。

また、従来例のめっき上がり品については、板厚０．２５ｍｍ、幅１８０ｍｍの表１に示す導電性基体に以下に示す前処理を行った後、表１に示す電気めっき処理を施すことで、リードフレームを作製した。なお、従来例１は、特許文献５として記載した特開２０１１−２１４０６６号公報の実施例１（段落００２７）を模擬して形成しためっき上がり品であり、また従来例２は、特許文献２を模擬し、作製しためっき材に熱処理を残留酸素濃度５００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気にて、３００℃で５分熱処理を行ったリードフレームを準備し、結晶粒径を熱処理によって調整したものを準備した。
さらに比較例１は、特許文献４の発明例３について調査を行ったデータを表１に明記した。

なお、各被覆厚は蛍光Ｘ線膜厚測定装置（ＳＦＴ−９４００：ＳＩＩ社製）を使用し、コリメータ径０．５ｍｍを使用して任意の箇所１０点を測定し、その平均値を算出することで被覆厚とした。さらに中間層の結晶粒径を判定するため、ＦＩＢにより圧延方向平行断面試料を３視野作製後、ＳＩＭ像観察を行って、中間層の面方向における長さ５μｍを横切る粒界の数を１視野当り３箇所について数え、それをもとに合計９箇所の粒径を算出し、その平均値を示した。

導電性基体として用いられた材料のうち、「Ｃ１４４１０（ＥＦＴＥＣ−３）」「Ｃ１８０４５（ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ｚｎ系合金材料：Ｃｕ−０．３Ｃｒ−０．２５Ｓｎ−０．５Ｚｎ）」、「Ｃ１９４００（Ｃｕ−Ｆｅ系合金材料：Ｃｕ−２．３Ｆｅ−０．１５Ｚｎ−０．０３Ｐ）」、「Ｃ５２１００（リン青銅：Ｃｕ−８Ｓｎ−Ｐ）」は銅または銅合金の基体を表し、Ｃの後の数値はＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格による種類を示す。なお、「Ｃ１４４１０（ＥＦＴＥＣ−３）」および「Ｃ１８０４５（ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）」は、古河電気工業株式会社製の銅合金である。
なお、各基体に対して電解脱脂・酸洗の工程を経た前処理を行った。また、それぞれ銀めっきを行う前は、銀ストライクめっきを行った。

（前処理条件）
［カソード電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ ６０ｇ／リットル
脱脂条件：２．５Ａ／ｄｍ^２、温度６０℃、脱脂時間６０秒
［酸洗］
酸洗液：１０％硫酸
酸洗条件：３０秒 浸漬、室温
［Ａｇストライクめっき］
めっき液：ＫＡｇ（ＣＮ）_２ ４．４５ｇ／リットル、ＫＣＮ ６０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ^２、温度 ２５℃

（中間層めっき条件）
［Ｎｉめっき］添加剤フリー浴
めっき液：Ｎｉ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ ５００ｇ／リットル、ＮｉＣｌ_２ ３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １０Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃
［Ｃｏめっき］添加剤フリー浴
めっき液：Ｃｏ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ ５００ｇ／リットル、ＣｏＣｌ_２ ３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １０Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃

（銀めっき条件）
［無光沢Ａｇめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ １００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［Ａｇ−Ｓｅめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ７５ｇ／リットル、ＫＣＮ １２０ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ １５ｇ／リットル、添加剤（ＡＧ−２０：メタローテクノロジーズジャパン社）２０ミリリットル／リットル
めっき条件：電流密度 ６Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃

（１Ａ）反射率測定：分光光度計（Ｖ６６０（商品名、日本分光（株）製））において、皮膜形成後の全反射率を３００ｎｍ〜８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、４５０ｎｍおよび６００ｎｍにおける全反射率（％）を表１に示す。それぞれ波長４５０ｎｍでの全反射率を９０％以上、波長６００ｎｍでの全反射率を９５％以上であることを要求特性とした。
（１Ｂ）耐熱性：２００℃の温度で１２０時間、大気中にて熱処理を行った後、上記反射率測定を実施した。その結果、波長４５０ｎｍおよび波長６００ｎｍの全反射率を表１に示し、１２０時間後の全反射率の低下率が１０％以内であることで、耐熱性が特に優れるレベルとして表１に示した。なお、低下率＝（初期の反射率−加熱後の反射率）／初期の反射率×１００（％）で示すものとする。
（１Ｃ）曲げ加工性：各試料について、曲げ加工半径０．２５ｍｍにてＶ曲げ試験を圧延筋に対して直角方向に実施後、その頂上部をマイクロスコープ（ＶＨＸ２００；キーエンス社製）にて観察倍率２００倍で観察を行い、割れが認められなかったものを「優」として「○」を示し、軽微な割れが生じているものを「可」として「△」を示し、比較的大きな割れが生じたものを「不可」として「×」で表１に示した。

実施例２として、厚さ０．５ｍｍ、幅１８０ｍｍのＥＦＴＥＣ−３（古河電気工業社製銅合金）の導電性基体において、中間層についてはＮｉめっきを最終品の厚さが０．１μｍの被覆厚になるよう形成し、銀ストライクめっきを実施後、反射層については最終品の厚さが１μｍになるように被覆した発明例を作製した。また、製造方法として、表２記載の手順にて形成した。

（中間層めっき条件）
［Ｎｉめっき］添加剤フリー浴
めっき液：Ｎｉ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ ５００ｇ／リットル、ＮｉＣｌ_２ ３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ８〜３０Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃

（反射層めっき条件）
［無光沢Ａｇめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ １００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［Ａｇ−Ｓｅめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ７５ｇ／リットル、ＫＣＮ １２０ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ １５ｇ／リットル、添加剤（ＡＧ−２０：メタローテクノロジーズジャパン社）２０ミリリットル／リットル
めっき条件：電流密度 ６Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃

１ 基体
２ 反射層（圧延加工された層）
３ 光半導体素子
４ 中間層
５ モールド樹脂
６ 封止樹脂
７ ボンディングワイヤ
８ 半田付け改善層（Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、それらの合金など）
９ 破断部

Claims (10)

1. 導電性基体上の最表面に銀または銀合金からなる反射層が被覆された光半導体装置用リードフレームであって、
   導電性基体と前記反射層との間に１層以上の中間層が形成されており、
   かつ前記中間層は、断面観察において平面方向に測定した結晶粒径が０．５μｍ以上であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
2. 前記導電性基体は、銅または銅合金、鉄または鉄合金、あるいはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体装置用リードフレーム。
3. 前記中間層は、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金のうちいずれかで形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光半導体装置用リードフレーム。
4. 前記中間層の厚さは、０．００１〜１μｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレーム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、
   導電性基体上に、少なくとも１層以上の中間層を、電気めっき法で電流密度８Ａ／ｄｍ^２以上で形成し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成した後、前記中間層および反射層を減面加工することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
6. 前記請求項５記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、さらにその後５０〜１５０℃で、０．０８〜３時間焼鈍処理することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、
   導電性基体上に、少なくとも１層以上の中間層を、電気めっき法で電流密度８Ａ／ｄｍ^２以上で形成した後、前記中間層を減面加工し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
8. 前記請求項７記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、さらにその後５０〜１５０℃で、０．０８〜３時間焼鈍処理し、さらにその表面に銀または銀合金からなる反射層を形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
9. 前記減面加工の加工率は、３０〜８０％であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
10. 前記減面加工は、圧延加工もしくはプレス加工により形成することを特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。

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