JP5737605B2 - LED lead frame or substrate and manufacturing method thereof, and semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、LED素子を載置するLED用リードフレームまたは基板およびその製造方法、ならびにこのようなLED用リードフレームまたは基板を有する半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an LED lead frame or substrate on which an LED element is mounted and a manufacturing method thereof, and a semiconductor device having such an LED lead frame or substrate and a manufacturing method thereof.
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、LED用基板とLED素子とを有する半導体装置を含むものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, lighting devices that use LED (light emitting diode) elements as light sources have been used for various home appliances, OA equipment, display lights for vehicle equipment, general lighting, in-vehicle lighting, displays, and the like. Some of such lighting devices include a semiconductor device having an LED substrate and LED elements.
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。
As such a semiconductor device, for example, in
ところで、とりわけ高輝度LEDを用いる場合、LED用半導体装置を封止する樹脂が強い光にさらされる。このため近年、樹脂に対して耐候性が要求されるようになってきており、このような樹脂としてシリコーン樹脂を使用する要求が高まっている。しかしながら、シリコーン樹脂を用いた場合、ガスバリア性が劣る傾向があるため、リードフレーム表面のAg層にまで空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスが浸透してしまう。この結果、リードフレーム表面のAg層が変色し、Ag層の反射率を著しく低下させるという問題が生じている。 By the way, especially when using high-intensity LED, resin which seals the semiconductor device for LED is exposed to strong light. For this reason, in recent years, weather resistance has been required for resins, and the demand for using silicone resins as such resins has increased. However, when a silicone resin is used, gas barrier properties tend to be inferior, so corrosive gases such as oxygen and hydrogen sulfide gas in the air penetrate into the Ag layer on the lead frame surface. As a result, there is a problem that the Ag layer on the lead frame surface is discolored and the reflectance of the Ag layer is remarkably lowered.
これに対して、本発明者らは、リードフレーム表面の金属層として、Ag層に代えて合金層を用いた半導体装置を開発している。この半導体装置においては、合金層を用いることによりLED素子からの光を効率良く反射するとともに、ガスによる腐食を抑えてLED素子からの光の反射特性を維持することが可能となる。 In contrast, the present inventors have developed a semiconductor device using an alloy layer instead of the Ag layer as the metal layer on the surface of the lead frame. In this semiconductor device, it is possible to efficiently reflect the light from the LED element by using the alloy layer, and to maintain the reflection characteristics of the light from the LED element by suppressing the corrosion caused by the gas.
しかしながら、このような半導体装置に熱を加えた場合、基板(本体部)に含まれる銅が合金層表面へ拡散し、半田濡れ性やボンディング性を劣化させるおそれがある。また、合金が銀合金であるため、合金層から内部へ向けて酸素が透過することにより、本体部の銅が酸化して剥離が生じるおそれがある。このため、リードフレーム表面の合金層と本体部の銅基材との間のAg層を比較的厚く(例えば1〜5μm程度)して酸素の透過を減らすことにより、このような銅の酸化を遅らせている。 However, when heat is applied to such a semiconductor device, copper contained in the substrate (main body portion) may diffuse to the surface of the alloy layer, which may deteriorate solder wettability and bonding properties. Further, since the alloy is a silver alloy, oxygen permeates from the alloy layer toward the inside, so that copper in the main body may be oxidized and peeled off. Therefore, the copper layer is oxidized by reducing the oxygen permeation by making the Ag layer between the alloy layer on the lead frame surface and the copper base material of the main body relatively thick (for example, about 1 to 5 μm). Delayed.
しかしながら、合金層と銅基材との間のAg層を例えば1〜5μm程度まで厚くした場合、製造時にAg層の厚みのばらつきが大きくなるため、ダイボンディング、ワイヤボンディングなどの組立工程における、製造マージンが少なくなってしまう。このため、半導体装置を製造する装置の速度を速めることができないという問題が生じている。 However, when the Ag layer between the alloy layer and the copper base is thickened to, for example, about 1 to 5 μm, the variation in the thickness of the Ag layer becomes large at the time of manufacture, so manufacturing in assembly processes such as die bonding and wire bonding The margin will be reduced. For this reason, the problem that the speed of the apparatus which manufactures a semiconductor device cannot be increased has arisen.
加えて、下面実装型リードフレームタイプのパッケージにおいて、リフレクター(外側樹脂部)を樹脂成型する場合には、めっき厚のばらつきの大きさが原因となり、金型を金属面に押し当てることによりキズが発生したり、金型と金属面とのギャップへ樹脂もれが生じ、これによりバリが発生したりすることが大きな問題となっている。 In addition, when molding a reflector (outer resin part) in a bottom-mount type lead frame type package, due to the large variation in plating thickness, scratches are caused by pressing the mold against the metal surface. It is a big problem that it occurs or a resin leaks into the gap between the mold and the metal surface, thereby causing burrs.
また、チップ搭載面からパッケージ上面(発光面)までの距離は、チップ厚などにより一定の厚さが必要であるが、反射金属が厚い場合には、パッケージの高さが高くなる問題があった。 In addition, the distance from the chip mounting surface to the upper surface of the package (light emitting surface) needs to be constant depending on the chip thickness and the like, but when the reflective metal is thick, there is a problem that the height of the package becomes high. .
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、耐熱性を高めるとともに、反射用金属層と本体部との間の層を薄くすることが可能なLED用リードフレームまたは基板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。 The present invention has been made in view of the above points, and has an LED lead frame or substrate capable of improving heat resistance and making the layer between the reflective metal layer and the main body thin, and its substrate It is an object to provide a manufacturing method, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.
本発明は、LED素子を載置するLED用リードフレームまたは基板において、LED素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部の載置面に設けられ、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反射用金属層とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とするリードフレームまたは基板である。 The present invention provides an LED lead frame or substrate on which an LED element is mounted, a main body having a mounting surface on which the LED element is mounted, and a mounting surface of the main body, and reflects light from the LED element. A reflective metal layer that functions as a reflective layer, the reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver, the main body is made of copper or a copper alloy, the reflective metal layer and the main body are An intermediate intervening layer is provided between the two, and the intermediate intervening layer is a lead frame or substrate having a nickel layer and a gold layer arranged in order from the main body side.
本発明は、反射用金属層は、金5〜50重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするリードフレームまたは基板である。 The present invention is the lead frame or the substrate, wherein the reflective metal layer contains 5 to 50% by weight of gold, and the balance is composed of silver and inevitable impurities.
本発明は、LED素子を載置するLED用リードフレームまたは基板において、LED素子を載置する載置面を有する本体部と、本体部の載置面に設けられ、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反射用金属層とを備え、反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とするリードフレームまたは基板である。 The present invention provides an LED lead frame or substrate on which an LED element is mounted, a main body having a mounting surface on which the LED element is mounted, and a mounting surface of the main body, and reflects light from the LED element. A reflective metal layer that functions as a reflective layer, the reflective metal layer is made of an alloy of platinum and silver, the main body is made of copper or a copper alloy, the reflective metal layer and the main body are An intermediate intervening layer is provided between the two, and the intermediate intervening layer is a lead frame or substrate having a nickel layer and a gold layer arranged in order from the main body side.
本発明は、反射用金属層は、白金10〜40重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするリードフレームまたは基板である。 The present invention is the lead frame or the substrate, wherein the reflective metal layer contains 10 to 40% by weight of platinum and the balance is composed of silver and inevitable impurities.
本発明は、中間介在層は、ニッケル層の本体部側に設けられた銅層を更に有することを特徴とするリードフレームまたは基板である。 The present invention is the lead frame or the substrate, wherein the intermediate intervening layer further includes a copper layer provided on the main body side of the nickel layer.
本発明は、LED素子を載置する載置面を含む本体部を有するLED用リードフレームまたは基板と、リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたLED素子と、リードフレームまたは基板とLED素子とを電気的に接続する導電部と、LED素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、LED用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、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反射用金属層を設け、反射用金属層は、金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention relates to an LED lead frame or substrate having a main body portion including a mounting surface on which an LED element is mounted, an LED element mounted on the mounting surface of the lead frame or the main body portion of the substrate, and a lead frame. Alternatively, a conductive portion that electrically connects the substrate and the LED element, and a sealing resin portion that seals the LED element and the conductive portion, the LED lead frame or the mounting surface of the main body portion of the substrate, the LED A reflective metal layer that functions as a reflective layer for reflecting light from the element is provided, the reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver, the main body is made of copper or a copper alloy, and the reflective metal An intermediate intervening layer is provided between the layer and the main body, and the intermediate intervening layer includes a nickel layer and a gold layer arranged in this order from the main body.
本発明は、反射用金属層は、金5〜50重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention is the semiconductor device characterized in that the reflective metal layer contains 5 to 50% by weight of gold and the balance is composed of silver and inevitable impurities.
本発明は、LED素子を載置する載置面を含む本体部を有するLED用リードフレームまたは基板と、リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたLED素子と、リードフレームまたは基板とLED素子とを電気的に接続する導電部と、LED素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、LED用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、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反射用金属層を設け、反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention relates to an LED lead frame or substrate having a main body portion including a mounting surface on which an LED element is mounted, an LED element mounted on the mounting surface of the lead frame or the main body portion of the substrate, and a lead frame. Alternatively, a conductive portion that electrically connects the substrate and the LED element, and a sealing resin portion that seals the LED element and the conductive portion, the LED lead frame or the mounting surface of the main body portion of the substrate, the LED A reflective metal layer that functions as a reflective layer for reflecting the light from the element is provided, the reflective metal layer is made of an alloy of platinum and silver, the main body is made of copper or a copper alloy, and the reflective metal An intermediate intervening layer is provided between the layer and the main body, and the intermediate intervening layer includes a nickel layer and a gold layer arranged in this order from the main body.
本発明は、反射用金属層は、白金10〜40重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention is the semiconductor device characterized in that the reflective metal layer contains 10 to 40% by weight of platinum and the balance is composed of silver and inevitable impurities.
本発明は、中間介在層は、ニッケル層の本体部側に設けられた銅層を更に有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention is the semiconductor device, wherein the intermediate intervening layer further includes a copper layer provided on the main body side of the nickel layer.
本発明は、封止樹脂部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。 The present invention is the semiconductor device characterized in that the sealing resin portion is made of a silicone resin.
本発明は、LED素子を取り囲むとともに凹部を有する外側樹脂部を更に備え、封止樹脂部は、この外側樹脂部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。 The present invention further includes an outer resin portion that surrounds the LED element and has a recess, and the sealing resin portion is filled in the recess of the outer resin portion.
本発明は、LED素子を載置するLED用リードフレームまたは基板を製造するLED用リードフレームまたは基板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、中間介在層を形成する工程と、中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とするLED用リードフレームまたは基板の製造方法である。 The present invention relates to a method for manufacturing an LED lead frame or substrate for manufacturing an LED lead frame or substrate for mounting an LED element, and a step of preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element; A step of forming an intermediate intervening layer on the part and a step of forming a reflecting metal layer functioning as a reflecting layer on the intermediate intervening layer, the reflecting metal layer comprising an alloy of gold and silver. The body part is made of copper or a copper alloy, and the intermediate intervening layer has a nickel layer and a gold layer arranged in this order from the body part side.
本発明は、LED素子を載置するLED用リードフレームまたは基板を製造するLED用リードフレームまたは基板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、中間介在層を形成する工程と、中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とするLED用リードフレームまたは基板の製造方法である。 The present invention relates to a method for manufacturing an LED lead frame or substrate for manufacturing an LED lead frame or substrate for mounting an LED element, and a step of preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element; A step of forming an intermediate intervening layer on the part and a step of forming a reflecting metal layer functioning as a reflecting layer on the intermediate intervening layer, the reflecting metal layer comprising an alloy of platinum and silver. The intermediate intervening layer has a nickel layer and a gold layer arranged in this order from the main body side, and is a method for manufacturing an LED lead frame or substrate.
本発明は、半導体装置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、中間介在層を形成する工程と、中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程と、本体部の載置面上にLED素子を載置し、LED素子と本体部とを導電部によって接続する工程と、LED素子と導電部とを透光性の封止樹脂部で封止する工程とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。 The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, a step of preparing a main body having a mounting surface on which an LED element is mounted, a step of forming an intermediate intervening layer on the main body, and an intermediate intervening layer. A step of forming a reflective metal layer that functions as a reflective layer, a step of placing the LED element on the mounting surface of the main body, and connecting the LED element and the main body by a conductive portion; and the LED element and the conductive portion And a step of sealing with a translucent sealing resin part, the reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver, the main body part is made of copper or a copper alloy, and the intermediate intervening layer is A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a nickel layer and a gold layer arranged in order from the main body side.
本発明は、半導体装置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、中間介在層を形成する工程と、中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程と、本体部の載置面上にLED素子を載置し、LED素子と本体部とを導電部によって接続する工程と、LED素子と導電部とを透光性の封止樹脂部で封止する工程とを備え、反射用金属層は、金と銀との合金からなり、本体部は、銅または銅合金からなり、中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。 The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, a step of preparing a main body having a mounting surface on which an LED element is mounted, a step of forming an intermediate intervening layer on the main body, and an intermediate intervening layer. A step of forming a reflective metal layer that functions as a reflective layer, a step of placing the LED element on the mounting surface of the main body, and connecting the LED element and the main body by a conductive portion; and the LED element and the conductive portion And a step of sealing with a translucent sealing resin part, the reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver, the main body part is made of copper or a copper alloy, and the intermediate intervening layer is A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a nickel layer and a gold layer arranged in order from the main body side.
本発明によれば、反射用金属層と本体部との間に中間介在層を設け、中間介在層は本体部側から順に配置されたニッケル層と金層とを有しているので、本体部に含まれる銅が反射用金属層表面へ拡散することを防止できるとともに、反射用金属層の表面から本体部へ向けて酸素が透過することを防止することができる。このことにより、半導体装置の耐熱性を高めるとともに、反射用金属層と本体部との間の中間介在層の厚みを薄くすることができる。 According to the present invention, the intermediate intervening layer is provided between the reflective metal layer and the main body portion, and the intermediate intervening layer has the nickel layer and the gold layer arranged in order from the main body portion side. Can be prevented from diffusing to the surface of the reflective metal layer, and oxygen can be prevented from permeating from the surface of the reflective metal layer toward the main body. As a result, the heat resistance of the semiconductor device can be increased and the thickness of the intermediate intervening layer between the reflective metal layer and the main body can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図13を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
LED用リードフレームまたは基板の構成
まず、図1および図2により、LED用リードフレームまたは基板の概略について説明する。なお図1および図2においては、LED用リードフレームまたは基板の層構成を説明するため、便宜上、LED用リードフレームまたは基板の断面を矩形形状として表示している。
Configuration of LED Lead Frame or Substrate First, an outline of an LED lead frame or substrate will be described with reference to FIGS. In FIG. 1 and FIG. 2, for the sake of convenience, the LED lead frame or the substrate is shown in a rectangular shape in order to explain the layer structure of the LED lead frame or the substrate.
図1に示すように、LED用リードフレームまたは基板10(以下、リードフレーム10、あるいは基板10ともいう)は、LED素子21(後述)を載置するために用いられるものであり、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の載置面11aに設けられた反射用金属層12とを備えている。
As shown in FIG. 1, an LED lead frame or substrate 10 (hereinafter also referred to as a
このうち本体部11は金属板からなっており、その材料は銅または銅合金からなっている。この本体部11の厚みは、半導体装置の構成にもよるが、リードフレーム10の場合で0.05mm〜0.5mm、基板10の場合で0.005mm〜0.03mmとすることが好ましい。
Among these, the main-
反射用金属層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、LED用リードフレームまたは基板10の最表面側に位置している。この反射用金属層12は白金(Pt)と銀(Ag)との合金、または金(Au)と銀(Ag)との合金からなっており、可視光の反射率が高く、かつ酸素および硫化水素ガスに対する高い耐腐食性を有している。
The
反射用金属層12が白金(Pt)と銀(Ag)との合金からなる場合、この合金は、白金10〜40重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが好ましく、とりわけ白金20重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが更に好ましい。
When the
一方、反射用金属層12が金(Au)と銀(Ag)との合金からなる場合、この合金は、金5〜50重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが好ましく、とりわけ金20重量%を含み、残部が銀および不可避不純物からなる組成を有することが更に好ましい。
On the other hand, when the
反射用金属層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。
The thickness of the
また、本体部11と反射用金属層12との間には、中間介在層15が設けられている。中間介在層15は、本体部11側から順に配置された銅層16(Cu)と、ニッケル層17(Ni)と、金層18(Au)とを有している。
An
このうち銅層16は、ニッケル層17のための下地層として用いられるものであり、ニッケル層17と本体部11との接合性を高める機能を有している。この銅層16は、例えば電解めっきにより形成することができる。この銅層16の厚みは、0.005μm〜0.8μmとすることが好ましい。
Among these, the
またニッケル層17は、銅層16上に例えば電解めっき法を用いて形成されたものであり、例えば0.5μm〜1μmの厚みを有している。
The
また金層18は、ニッケル層17上に例えば電解めっき法を用いて形成されたものであり、極めて薄い層からなっており、例えば0.002μm〜0.1μmの厚みを有している。
The
また、図2に示すように、銅層16を設けない構成も可能である。この場合、中間介在層15は、本体部11上に設けられたニッケル層17と、ニッケル層17上に設けられた金層18とを有している。
Moreover, as shown in FIG. 2, the structure which does not provide the
半導体装置の構成
次に、図3および図4により、図1に示すLED用リードフレームまたは基板を用いた半導体装置の一実施の形態について説明する。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)を示す断面図であり、図4は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図である。
Configuration of Semiconductor Device Next, an embodiment of a semiconductor device using the LED lead frame or substrate shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device (SON type) according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view showing the semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
図3および図4に示すように、半導体装置20は、LED用リードフレーム10と、リードフレーム10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10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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、LED素子21を取り囲むように、凹部23aを有する外側樹脂部23が設けられている。この外側樹脂部23は、リードフレーム10と一体化されている。さらに、LED素子21とボンディングワイヤ22とは、透光性の封止樹脂部24によって封止されている。封止樹脂部24は、外側樹脂部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。
Moreover, the outer
リードフレーム10は、載置面11aを有する本体部11と、本体部11上に設けられた中間介在層15と、中間介在層15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反射用金属層12とを有している。中間介在層15は、本体部11側から順に、銅層16と、ニッケル層17と、金層18とを有している。また、リードフレーム10の表面(上面)には、リードフレーム10と外側樹脂部23との密着性を高めるための溝19が形成されている。
The
このリードフレーム10の層構成については、図1を用いて既に説明した構成と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、リードフレーム10の層構成としては、図2に示すものを用いても良い。
Since the layer configuration of the
本実施の形態において、リードフレーム10の本体部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)とを有している。これら第1の部分25と第2の部分26との間には、外側樹脂部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、それぞれ外側樹脂部23から外方に露出している。
In the present embodiment, the
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。
The
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、外側樹脂部23の凹部23a内において本体部11の載置面11a上(厳密には反射用金属層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。
The
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、その他端がリードフレーム10の本体部11の第2の部分26表面上に接続されている。
The
外側樹脂部23は、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を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。外側樹脂部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、外側樹脂部23の全体形状を直方体、円筒形および錐形等の形状とすることが可能である。凹部23aの底面は、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3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。
The
外側樹脂部23に使用される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂については、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等、熱硬化性樹脂の種類としてはシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、およびポリウレタン等、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、LED素子21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。
Regarding the thermoplastic resin or thermosetting resin used for the
封止樹脂部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、封止樹脂部24が強い光にさらされるため、封止樹脂部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。
For the sealing
LED用リードフレームの製造方法
次に、図3および図4に示す半導体装置20に用いられるLED用リードフレーム10の製造方法について、図5(a)−(g)により説明する。
Manufacturing Method of LED Lead Frame Next, a manufacturing method of the
まず図5(a)に示すように、金属基板からなる本体部11を準備する。この本体部11としては、上述のように銅または銅合金からなる金属基板を使用することができる。なお本体部11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。
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、本体部11の表裏に感光性レジストを塗布、乾燥し、これを所望のフォトマスクを介して露光した後、現像してエッチング用レジスト層32、33を形成する(図5(b))。なお感光性レジストとしては、従来公知のものを使用することができる。
Next, a photosensitive resist is applied to the front and back surfaces of the
次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として本体部11に腐蝕液でエッチングを施す(図5(c))。腐蝕液は、使用する本体部11の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、本体部11として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、本体部11の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
Next, the etching resist
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(ダイパッド)25と、第1の部分25から離間した第2の部分(リード部)26とを有する本体部11が得られる(図5(d))。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19が形成される。
Next, the etching resist
次に、本体部11の表面および裏面に各々所望のパターンを有するめっき用レジスト層30、31を設ける(図5(e))。このうち表面側のめっき用レジスト層30は、反射用金属層12の形成部位に相当する箇所に開口部30aが形成され、この開口部30aからは本体部11の載置面11aが露出している。他方、裏面側のめっき用レジスト層31は、本体部11の裏面全体を覆っている。
Next, plating resist
次に、本体部11の表面側に、中間介在層15と反射用金属層12とを形成する(図5(f))。
Next, the
この際、まずめっき用レジスト層30、31に覆われた本体部11の表面側に電解めっきを施す。これにより本体部11上に金属(銅)を析出させて、本体部11上に銅層16を形成する。銅層16を形成する電解めっき用めっき液としては、シアン化銅およびシアン化カリウムを主成分とした銅めっき液を用いることができる。
In this case, first, electrolytic plating is performed on the surface side of the
続いて、同様にして、電解めっきにより銅層16上に金属(ニッケル)を析出させて、ニッケル層17を形成する。ニッケル層17を形成する電解めっき用めっき液としては、高ニッケル濃度のスルファミン酸ニッケルめっき液を用いることができる。
Subsequently, in the same manner, metal (nickel) is deposited on the
次いで、電解めっきによりニッケル層17上に金属(金)を析出させて、金層18を形成する。金層18を形成する電解めっき用めっき液としては、シアン化金およびシアン化カリウムを主成分とした金めっき液を用いることができる。
Next, metal (gold) is deposited on the
これら銅層16、ニッケル層17および金層18により、中間介在層15が構成される。
These
さらに中間介在層15の金層18上に金属(白金族)を析出させて、反射用金属層12を形成する(図5(f))。
Further, a metal (platinum group) is deposited on the
上述したように、反射用金属層12は、白金(Pt)と銀(Ag)との合金または金(Au)と銀(Ag)との合金からなっている。ここで反射用金属層12が白金と銀との合金からなる場合、反射用金属層12は、合金のスパッタ、イオンプレーティングまたは蒸着などにより形成することができる。
As described above, the
一方、反射用金属層12が金と銀との合金からなる場合、反射用金属層12は、合金のスパッタ、イオンプレーティング、蒸着に加えて、電解めっきにより形成することができる。この場合、電解めっき用めっき液としては、シアン化銀、シアン化金およびシアン化カリウムを主成分とした銀めっき液を用いることができる。
On the other hand, when the
次いでめっき用レジスト層30、31を剥離することにより、図3および図4に示す半導体装置20に用いられるリードフレーム10を得ることができる(図5(g))。
Next, the
なお、図5(a)−(g)において、エッチングを施すことにより本体部11を所定形状とした後(図5(a)−(d))、本体部11上に銅層16、中間介在層15、および反射用金属層12を形成している(図5(e)−(g))。しかしながら、これに限らず、まず本体部11上に銅層16、中間介在層15、および反射用金属層12を形成し、その後、エッチングにより本体部11を所定の形状に加工してもよい。
In FIGS. 5A to 5G, the
あるいは、図5(a)−(d)の工程でエッチングにより本体部11を所定の形状に加工した後、図5(e)−(g)の部分めっきの工程に代えて、本体部の全面に銅層16、中間介在層15、および反射用金属層12の各層を順にめっきにより形成してもよい。
Alternatively, after the
半導体装置の製造方法
次に、図3および図4に示す半導体装置20の製造方法について、図6(a)−(g)により説明する。
Manufacturing Method of Semiconductor Device Next, a manufacturing method of the
まず、上述した工程により(図5(a)−(g))、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反射用金属層12と、反射用金属層12と本体部11との間に設けられた中間介在層15とを備えたリードフレーム10を作製する(図6(a))。
First, by the above-described steps (FIGS. 5A to 5G), the
次に、このリードフレーム10に対して熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、外側樹脂部23を形成する(図6(b))。これにより、外側樹脂部23とリードフレーム10とが一体に形成される。またこのとき、射出成形またはトランスファ成形に使用する金型を適宜設計することにより、外側樹脂部23に凹部23aを形成するとともに、この凹部23a底面において反射用金属層12が外方に露出するようにする。
Next, the
次に、リードフレーム10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(反射用金属層12上)に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図6(c))。
Next, the
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6(d))。
Next, the
その後、外側樹脂部23の凹部23a内に封止樹脂部24を充填し、封止樹脂部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6(e))。
Thereafter, the sealing
次に、各LED素子21間の外側樹脂部23をダイシングすることにより、リードフレーム10を各LED素子21毎に分離する(図6(f))。この際、まずリードフレーム10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間の外側樹脂部23を垂直方向に切断する。
Next, the
このようにして、図3および図4に示す半導体装置20を得ることができる(図6(g))。
In this way, the
本実施の形態の作用効果
次に、本実施の形態による作用効果について説明する。本実施の形態による半導体装置20においては、上述したように、反射用金属層12と本体部11との間に中間介在層15を設け、この中間介在層15は、本体部11側から順に配置された銅層16とニッケル層17と金層18とを有している。このことにより、以下のような作用効果が得られる。
Operational effects of the present embodiment Next, operational effects of the present embodiment will be described. In the
半導体装置20を製造する際、例えばダイボンディング時(図6(c))、あるいはワイヤボンディング時(図6(d))に、リードフレーム10に対して熱が加えられる場合がある。具体的には、ダイボンディング時には、例えばはんだ接合の場合に300℃〜400℃程度の熱が加えられる場合があり、例えばペースト接続の場合に150℃〜200℃程度の熱が加えられる場合があり、ワイヤボンディング時には、例えば150℃〜250℃程度の熱が加えられる場合がある。
When manufacturing the
この場合、図7に示すように、本体部11または銅層16からの銅(Cu)が、上層のニッケルと合金を形成する。本実施の形態においては、本体部11または銅層16からの銅(Cu)はニッケルとの合金となり、濃度勾配を伴い安定化する。結果として、ニッケル層17によってその拡散が止められ、金層18より上方に向かうことがない。
In this case, as shown in FIG. 7, the copper (Cu) from the
ここで、本体部が銅合金であり、かつ銅層16を設けない場合、ニッケルの合金形成時に銅合金の銅以外の成分による拡散が阻害され、カーケンダルボイドを生じる場合があるが、銅層16を設けることで、このボイドを防止できる。
Here, when the main body portion is a copper alloy and the
したがって、本体部11または銅層16からの銅(Cu)が、反射用金属層12の表面へ拡散することが防止されるので、銅(Cu)の拡散によって反射用金属層12の表面のはんだ濡れ性やボンディング性が低下することを防止することができる。
Accordingly, since the copper (Cu) from the
また、ニッケル層17からのニッケル(Ni)は、上方のAuに向けて拡散(パイルアップ)する。ここで、パイルアップとはAu結晶の転位の間を、Auの熱的な振動による結晶間の動き(再結晶)により、わずかなNi原子が移動し、Auの表面に極局部にNiが出現することをいう。この拡散は金層18と反射金属層12との界面で止められ、反射用金属層12に向かうことがないので、ニッケル(Ni)の拡散によって反射用金属層12の表面のはんだ濡れ性やボンディング性が低下することを防止することができる。
Further, nickel (Ni) from the
さらにまた、銀および銀合金は空気中の酸素を透過し、下地の金属を酸化させ、接着性を低下させるが、金は酸素を透過しないため、空気中からの酸素(O2)は金層18で止められ、本体部11およびニッケル層17に向かうことがないので、反射用金属層12の表面から本体部11へ向けて酸素(O2)が浸透することを防止することができる。これにより、空気中からの酸素(O2)によってニッケル層17が酸化し、ニッケル層17と反射用金属層12との間の接着強度が低下して、反射用金属層12がニッケル層17から剥離することを防止することができる。
Furthermore, silver and silver alloys transmit oxygen in the air, oxidize the underlying metal and reduce adhesion, but gold does not transmit oxygen, so oxygen (O 2 ) from the air is the gold layer. Since it stops at 18 and does not go to the
このように、本実施の形態によれば、本体部11または銅層16に含まれる銅(Cu)が反射用金属層12の表面へ拡散することを防止できるとともに、反射用金属層12の表面から本体部11へ向けて酸素(O2)が透過することを防止できる。このことにより、半導体装置20の耐熱性が高められるとともに、反射用金属層12と本体部11との間の中間介在層15の厚みを薄くすることができる。
Thus, according to the present embodiment, copper (Cu) contained in the
ところで、本実施の形態による半導体装置20においては、上述したように、本体部11の載置面11aに反射層として機能する反射用金属層12が設けられている。この反射用金属層12は、白金と銀との合金または金と銀との合金からなる。このことにより、以下のような作用効果が得られる。
Incidentally, in the
すなわち半導体装置20を製造してから一定時間が経過した後、例えば外側樹脂部23と封止樹脂部24との間から、半導体装置20内部に空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスが浸透する場合がある。本実施の形態によれば、本体部11の載置面11aに反射層として機能する反射用金属層12を設け、この反射用金属層12が白金と銀との合金または金と銀との合金からなっている。このことにより、半導体装置20内部に腐食性ガスが浸透した場合であっても、反射層(反射用金属層12)が変色したり腐食したりすることが少なく、その反射率が低下することがない。
That is, after a certain time has elapsed since the
また本実施の形態によれば、反射層は反射用金属層12からなり、高い反射特性を有しているので、LED素子21からの光を効率良く反射することができる。
In addition, according to the present embodiment, the reflective layer is made of the
さらに本実施の形態によれば、反射用金属層12を極めて薄く形成したことにより、比較的高価な白金または金を用いる場合であってもコストの上昇幅が少ない。さらに、反射用金属層12が白金と銀との合金または金と銀との合金からなることにより、反射用金属層12の材料として白金または金のみを使用する場合と比較して、製造コストを抑制することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the
さらに本実施の形態によれば、中間介在層15の厚みを薄く(例えば約1μm〜2μm)することができるので、相対的に厚い銀層(Ag層)を用いる場合と比較して、製造コストを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, since the thickness of the
さらに、本実施の形態によれば、図5(g)に示すように部分的な金属処理を行なうことにより、全面に金属処理を行なう場合と比較して、製造コストを低減することが出来る。 Furthermore, according to the present embodiment, by performing a partial metal treatment as shown in FIG. 5G, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the metal treatment is performed on the entire surface.
さらに、本実施の形態によれば、反射用金属層12、中間介在層15が薄いため、必然的に厚みのばらつきを減少できるため、外側樹脂部23の成型を行うときに、金型を金属面に押し当てることにより発生するキズを低減することができ、金型と金属面とのギャップへ樹脂もれが生じることによるバリを低減することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the
さらに、本実施の形態によれば、反射用金属層12、中間介在層15が薄いため、半導体装置20を薄くすることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the
変形例
以下、本実施の形態による半導体装置の各変形例について、図8乃至図13を参照して説明する。図8乃至図13において、図3および図4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。
Modified Examples Hereinafter, modified examples of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 13, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(変形例1)
図8は、半導体装置の変形例1(SONタイプ)を示す断面図である。図8に示す実施の形態は、導電部としてはんだボールまたは金バンプ41a、41bを用いる点が異なるものであり、他の構成は上述した図3および図4に示す実施の形態と略同一である。
(Modification 1)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing Modification 1 (SON type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 8 is different in that solder balls or
図8に示す半導体装置40(変形例1)において、リードフレーム10の本体部11の載置面11a(反射用金属層12)上に、LED素子21が載置されている。この場合、LED素子21は、本体部11の第1の部分25(ダイパッド)と第2の部分26(リード部)とに跨って載置されている。
In the semiconductor device 40 (Modification 1) shown in FIG. 8, the
またLED素子21は、ボンディングワイヤ22に代えて、はんだボールまたは金バンプ(導電部)41a、41bによってリードフレーム10の反射用金属層12に接続されている(フリップチップ方式)。なお、図8に示すように、はんだボールまたは金バンプ41a、41bのうち、一方のはんだボールまたは金バンプ41aは第1の部分25に接続され、他方のはんだボールまたは金バンプ41bは第2の部分26に接続されている。
The
(変形例2)
図9は、半導体装置の変形例2(LGAタイプ)を示す断面図である。図9に示す実施の形態は、基板10の構成等が図3および図4に示す実施の形態と異なるものである。
(Modification 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing Modification 2 (LGA type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 9 is different from the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 in the configuration of the
図9に示す半導体装置50(変形例2)において、基板10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の載置面11a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反射用金属層12とを有している。
In the semiconductor device 50 (Modification 2) shown in FIG. 9, the
反射用金属層12と本体部11との間には、中間介在層15が設けられ、この中間介在層15は、本体部11側から順に配置された、銅層16とニッケル層17と金層18とを有している。
An
本体部11は、LED素子21が載置される第1の部分(ダイパッド)51と、第1の部分51から離間した第2の部分(端子部)52とを有している。これら第1の部分51と第2の部分52との間には封止樹脂部24が充填されており、第1の部分51と第2の部分52とは互いに電気的に絶縁されている。
The
また第1の部分51の底面に第1の外部端子53が設けられ、第2の部分52の底面に第2の外部端子54が設けられている。第1の外部端子53および第2の外部端子54は、それぞれ封止樹脂部24から外方に露出している。なお図9において、本体部11は、1つのめっき層または複数のめっき層を積層した構成からなっていても良い。
A first
この場合、LED素子21は、第1の部分51において本体部11の載置面11a上に載置されている。また基板10の第2の部分52とLED素子21とは、ボンディングワイヤ(導電部)22によって電気的に接続されている。すなわちボンディングワイヤ22の一端がLED素子21の端子部21aに接続され、ボンディングワイヤ22の他端が第2の部分52の表面上に接続されている。
In this case, the
他方、透光性の封止樹脂部24は、基板10の上側部分、LED素子21、およびボンディングワイヤ22を封止している。
On the other hand, the translucent
なお図9において外側樹脂部23は設けられていないが、これに限られるものではなく、図3および図4と同様にLED素子21を取り囲むように外側樹脂部23を設けても良い。
Although the
(変形例3)
図10は、半導体装置の変形例3(PLCCタイプ)を示す断面図である。図10に示す実施の形態は、リードフレーム10の構成が図3および図4に示す実施の形態と異なるものである。
(Modification 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing Modification 3 (PLCC type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 10 is different from the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 in the configuration of the
図10に示す半導体装置60(変形例3)において、リードフレーム10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の載置面11a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反射用金属層12とを有している。
In the
反射用金属層12と本体部11との間には、中間介在層15が設けられ、この中間介在層15は、本体部11側から順に配置された、銅層16とニッケル層17と金層18とを有している。
An
本体部11は、LED素子21が載置される第1の部分(ダイパッド)61と、第1の部分61から離間した第2の部分(端子部)62および第3の部分(端子部)63とを有している。これら第1の部分61と第2の部分62の間、および第1の部分61と第3の部分63の間には、それぞれ外側樹脂部23が充填されている。これにより、第1の部分61と第2の部分62とは互いに電気的に絶縁され、かつ第1の部分61と第3の部分63とは互いに電気的に絶縁されている。
The
また第2の部分62および第3の部分63は、それぞれ断面略J字状に湾曲されている。さらに第2の部分62の端部には第1のアウターリード部64が形成され、第3の部分63の端部には第2のアウターリード部65が形成されている。これら第1のアウターリード部64および第2のアウターリード部65は、それぞれ外側樹脂部23から外方に露出している。
The
この場合、LED素子21は、第1の部分61において本体部11の載置面11a上に載置されている。またLED素子21は、リードフレーム10の本体部11の第2の部分62および第3の部分63に、それぞれボンディングワイヤ(導電部)22を介して電気的に接続されている。
In this case, the
(変形例4)
図11は、半導体装置の変形例4(基板タイプ)を示す断面図である。図11に示す実施の形態は、基板10が非導電性基板74上に配置されている点等が図3および図4に示す実施の形態と異なるものである。
(Modification 4)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing Modification 4 (substrate type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 11 is different from the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 in that the
図11に示す半導体装置70(変形例4)において、基板10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の載置面11a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反射用金属層12とを有している。
In the semiconductor device 70 (Modification 4) shown in FIG. 11, the
反射用金属層12と本体部11との間には、中間介在層15が設けられ、この中間介在層15は、本体部11側から順に配置された、銅層16とニッケル層17と金層18とを有している。
An
本体部11は、第1の部分71と、この第1の部分71から離間した第2の部分72とを有している。これら第1の部分71と第2の部分72との間には封止樹脂部24が充填されており、第1の部分71と第2の部分72とは互いに電気的に絶縁されている。
The
この場合、LED素子21は、第1の部分71と第2の部分72とに跨って載置されている。またLED素子21は、ボンディングワイヤ22に代えて、はんだボール(導電部)73a、73bによってリードフレーム10の反射用金属層12に接続されている(フリップチップ方式)。
In this case, the
なお図11に示すように、はんだボール73a、73bのうち、はんだボール73aは第1の部分71に接続され、はんだボール73bは第2の部分72に接続されている。
As shown in FIG. 11, among the
ところで図11において、基板10は非導電性基板74上に配置されている。非導電性基板74は、有機基板であっても無機基板であってもよい。有機基板としては、例えば、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、又は熱可塑性ポリイミド等からなる有機基板、又はそれらの複合基板を挙げることができる。また、無機基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、セラミックス基板等を挙げることができる。
In FIG. 11, the
非導電性基板74には複数のスルーホール75が形成されている。また各スルーホール75内にはそれぞれ導電性物質76が充填されている。そして本体部11の第1の部分71および第2の部分72は、それぞれ各スルーホール75内の導電性物質76を介して、第1の外部端子77および第2の外部端子78に電気的に接続されている。なお、導電性物質76としては、めっきによりスルーホール75内に形成された銅等の導電性金属、あるいは銅粒子、銀粒子等の導電性粒子を含有した導電性ペースト等が挙げられる。
A plurality of through
なお図11において外側樹脂部23は設けられていないが、これに限られるものではなく、図3および図4に示す実施の形態と同様に、LED素子21を取り囲むように外側樹脂部23を設けても良い。
In FIG. 11, the
(変形例5)
図12は、半導体装置の変形例5(モジュールタイプ)を示す断面図である。図12に示す実施の形態は、1つの非導電性基板74上に複数の基板10を配置した点が異なるものであり、他の構成は上述した図11に示す実施の形態(変形例4)と略同一である。
(Modification 5)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing Modification 5 (module type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 12 is different in that a plurality of
図12に示す半導体装置80(変形例5)において、1つの非導電性基板74上に複数の基板10が配置されている。各基板10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の載置面11a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反射用金属層12とを有している。
In the semiconductor device 80 (Modification 5) shown in FIG. 12, a plurality of
このほか、図12において、図11に示す実施の形態(変形例4)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。 In addition, in FIG. 12, the same parts as those in the embodiment (Modification 4) shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(変形例6)
図13は、半導体装置の変形例6(SONタイプ)を示す断面図である。図13に示す実施の形態は、本体部11の第1の部分(ダイパッド)91の周囲に、2つのリード部(第2の部分92および第3の部分93)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および図4に示す実施の形態と略同一である。
(Modification 6)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing Modification 6 (SON type) of the semiconductor device. The embodiment shown in FIG. 13 is different in that two lead portions (
すなわち図13に示す半導体装置90(変形例6)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)91と、第1の部分(ダイパッド)91の周囲であって、第1の部分91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92および第3の部分93)とを有している。
That is, in the semiconductor device 90 (Modification 6) shown in FIG. 13, the
図13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92および第3の部分93に接続されている。
In FIG. 13, the
以上説明した変形例1乃至6による半導体装置40、50、60、70、80、90(図8乃至図13)においても、図3および図4に示す半導体装置20と略同一の作用効果を得ることができる。
Also in the
次に、本実施の形態によるLED用リードフレームまたは基板の具体的実施例について説明する。 Next, specific examples of the LED lead frame or substrate according to the present embodiment will be described.
(実施例1)
図1に示す構成からなる基板10(実施例1)を作製した。この基板10は、本体部11(銅基材)上に、銅層16(Cu)、ニッケル層17(Ni)、金層18(Au)、および反射用金属層12(金(Au)と銀(Ag)との合金)を順次積層したものである。以下、このような層構成を「本体部(銅基材)/銅層(Cu)/ニッケル層(Ni)/金層(Au)/反射用金属層(合金)」と表記する。
Example 1
A substrate 10 (Example 1) having the configuration shown in FIG. 1 was produced. The
(実施例2)
図2に示す構成からなる基板10(実施例2)を作製した。この基板10(実施例2)は、本体部(銅基材)/ニッケル層(Ni)/金層(Au)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Example 2)
A substrate 10 (Example 2) having the configuration shown in FIG. 2 was produced. The substrate 10 (Example 2) has a layer structure of main body (copper base material) / nickel layer (Ni) / gold layer (Au) / reflection metal layer (alloy).
(比較例1)
中間介在層15を設けず、本体部11上に反射用金属層12を直接積層した基板(比較例1)を作製した。この基板(比較例1)は、本体部(銅基材)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 1)
A substrate (Comparative Example 1) was prepared in which the
(比較例2)
本体部11と反射用金属層12との間に銅層16のみが介在された基板(比較例2)を作製した。この基板(比較例2)は、本体部(銅基材)/銅層(Cu)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 2)
A substrate (Comparative Example 2) in which only the
(比較例3)
本体部11と反射用金属層12との間に銀層(Ag)のみが介在された基板(比較例3)を作製した。この基板(比較例3)は、本体部(銅基材)/銀層(Ag)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 3)
A substrate (Comparative Example 3) in which only the silver layer (Ag) was interposed between the
(比較例4)
本体部11と反射用金属層12との間に銅層16および銀層(Ag)が介在された基板(比較例4)を作製した。この基板(比較例4)は、本体部(銅基材)/銅層(Cu)/銀層(Ag)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 4)
A substrate (Comparative Example 4) in which the
(比較例5)
本体部11と反射用金属層12との間にニッケル層17のみが介在された基板(比較例5)を作製した。この基板(比較例5)は、本体部(銅基材)/ニッケル層(Ni)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 5)
A substrate (Comparative Example 5) in which only the
(比較例6)
本体部11と反射用金属層12との間に銅層16およびニッケル層17が介在された基板(比較例6)を作製した。この基板(比較例6)は、本体部(銅基材)/銅層(Cu)/ニッケル層(Ni)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 6)
A substrate (Comparative Example 6) in which the
(比較例7)
本体部11と反射用金属層12との間にニッケル層17および銅層が介在された基板(比較例7)を作製した。この基板(比較例7)は、本体部(銅基材)/ニッケル層(Ni)/銅層(Cu)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 7)
A substrate (Comparative Example 7) in which a
(比較例8)
本体部11と反射用金属層12との間に銅層16、ニッケル層17および銅層が介在された基板(比較例8)を作製した。この基板(比較例8)は、本体部(銅基材)/銅層(Cu)/ニッケル層(Ni)/銅層(Cu)/反射用金属層(合金)という層構成からなっている。
(Comparative Example 8)
A substrate (Comparative Example 8) in which the
次に、これら各基板(実施例1、2および比較例1〜8)について、各層を構成する金属間の接着強度を調査した。また、各基板を加熱した時に本体部11に含まれる銅が反射用金属層12の表面に拡散するか否かを検証した。この結果を表1に示す。
Next, for each of these substrates (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8), the adhesive strength between the metals constituting each layer was investigated. Further, it was verified whether or not copper contained in the
表1に示すように、実施例1、2に係る基板10は、各層を構成する金属間の接着強度が良好であり、かつ加熱時に反射用金属層12の表面に銅が拡散することもなかった。
As shown in Table 1, the
比較例3、4に係る基板は、各層を構成する金属間の接着強度が良好であり、銀層(Ag)の厚みを1μm超とした場合には、加熱時に反射用金属層12の表面に銅が拡散することがなかった。ただし、銀層(Ag)の厚みを1μm以下とした場合には、加熱時に反射用金属層12の表面に銅が拡散する現象が見られた。
The substrates according to Comparative Examples 3 and 4 have good adhesion strength between the metals constituting each layer. When the thickness of the silver layer (Ag) is more than 1 μm, the surface of the
他の比較例(比較例1、2、5〜8)に係る基板は、各層を構成する金属間の接着強度が部分的に低いか(比較例3、5、6、7)、あるいは加熱時に反射用金属層12の表面に銅の拡散が生じた(比較例3、4、7、8)。 In the substrates according to other comparative examples (Comparative Examples 1, 2, 5 to 8), the adhesion strength between the metals constituting each layer is partially low (Comparative Examples 3, 5, 6, 7), or when heated Copper diffused on the surface of the reflective metal layer 12 (Comparative Examples 3, 4, 7, and 8).
なお、これら各基板(実施例1、2および比較例1〜8)において、反射用金属層としては、金(Au)と銀(Ag)との合金を用いているが、白金(Pt)と銀(Ag)との合金を用いた場合であっても同様の結果が得られる。 In each of these substrates (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8), an alloy of gold (Au) and silver (Ag) is used as the reflective metal layer, but platinum (Pt) and Similar results are obtained even when an alloy with silver (Ag) is used.
10 LED用リードフレームまたは基板
11 本体部
15 中間介在層
16 銅層
17 ニッケル層
18 金層
20、40、50、60、70、80、90 半導体装置
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 外側樹脂部
24 封止樹脂部
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
DESCRIPTION OF
23
Claims (16)
LED素子を載置する載置面を有する本体部と、
本体部の載置面に設けられ、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反射用金属層とを備え、
反射用金属層は、金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とするリードフレームまたは基板。 In an LED lead frame or substrate on which an LED element is placed,
A main body having a mounting surface for mounting the LED element;
A reflective metal layer provided on the mounting surface of the main body and functioning as a reflective layer for reflecting the light from the LED element;
The reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
An intermediate intervening layer is provided between the reflective metal layer and the main body,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A lead frame or a substrate, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
LED素子を載置する載置面を有する本体部と、
本体部の載置面に設けられ、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反射用金属層とを備え、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とするリードフレームまたは基板。 In an LED lead frame or substrate on which an LED element is placed,
A main body having a mounting surface for mounting the LED element;
A reflective metal layer provided on the mounting surface of the main body and functioning as a reflective layer for reflecting the light from the LED element;
The reflective metal layer is made of an alloy of platinum and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
An intermediate intervening layer is provided between the reflective metal layer and the main body,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A lead frame or a substrate, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたLED素子と、
リードフレームまたは基板とLED素子とを電気的に接続する導電部と、
LED素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、
LED用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、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反射用金属層を設け、
反射用金属層は、金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とする半導体装置。 An LED lead frame or substrate having a main body including a mounting surface on which the LED element is mounted;
LED elements mounted on the mounting surface of the main body of the lead frame or the substrate,
A conductive portion that electrically connects the lead frame or substrate and the LED element;
A sealing resin portion that seals the LED element and the conductive portion;
A reflective metal layer that functions as a reflective layer for reflecting light from the LED element is provided on the mounting surface of the LED lead frame or the main body of the substrate,
The reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
An intermediate intervening layer is provided between the reflective metal layer and the main body,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A semiconductor device, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
リードフレームまたは基板の本体部の載置面上に載置されたLED素子と、
リードフレームまたは基板とLED素子とを電気的に接続する導電部と、
LED素子と導電部とを封止する封止樹脂部とを備え、
LED用リードフレームまたは基板の本体部の載置面に、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反射用金属層を設け、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
反射用金属層と本体部との間に、中間介在層を設け、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とする半導体装置。 An LED lead frame or substrate having a main body including a mounting surface on which the LED element is mounted;
LED elements mounted on the mounting surface of the main body of the lead frame or the substrate,
A conductive portion that electrically connects the lead frame or substrate and the LED element;
A sealing resin portion that seals the LED element and the conductive portion;
A reflective metal layer that functions as a reflective layer for reflecting light from the LED element is provided on the mounting surface of the LED lead frame or the main body of the substrate,
The reflective metal layer is made of an alloy of platinum and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
An intermediate intervening layer is provided between the reflective metal layer and the main body,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A semiconductor device, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
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、中間介在層を形成する工程と、
中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、
反射用金属層は、金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とするLED用リードフレームまたは基板の製造方法。 In the LED lead frame or substrate manufacturing method for manufacturing the LED lead frame or substrate on which the LED element is placed,
Preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element;
Forming an intermediate intervening layer on the main body;
Forming a reflective metal layer functioning as a reflective layer on the intermediate intervening layer,
The reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A method for producing an LED lead frame or substrate, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
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、中間介在層を形成する工程と、
中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程とを備え、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とするLED用リードフレームまたは基板の製造方法。 In the LED lead frame or substrate manufacturing method for manufacturing the LED lead frame or substrate on which the LED element is placed,
Preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element;
Forming an intermediate intervening layer on the main body;
Forming a reflective metal layer functioning as a reflective layer on the intermediate intervening layer,
The reflective metal layer is made of an alloy of platinum and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A method for producing an LED lead frame or substrate, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
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、中間介在層を形成する工程と、
中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程と、
本体部の載置面上にLED素子を載置し、LED素子と本体部とを導電部によって接続する工程と、
LED素子と導電部とを透光性の封止樹脂部で封止する工程とを備え、
反射用金属層は、金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device,
Preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element;
Forming an intermediate intervening layer on the main body;
Forming a reflective metal layer functioning as a reflective layer on the intermediate intervening layer;
Placing the LED element on the mounting surface of the main body, and connecting the LED element and the main body with the conductive portion;
A step of sealing the LED element and the conductive portion with a translucent sealing resin portion,
The reflective metal layer is made of an alloy of gold and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
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、中間介在層を形成する工程と、
中間介在層上に、反射層として機能する反射用金属層を形成する工程と、
本体部の載置面上にLED素子を載置し、LED素子と本体部とを導電部によって接続する工程と、
LED素子と導電部とを透光性の封止樹脂部で封止する工程とを備え、
反射用金属層は、白金と銀との合金からなり、
本体部は、銅または銅合金からなり、
中間介在層は、本体部側から順に配置されたニッケル層と、ニッケル層上に直接設けられた金層とを有し、
反射用金属層の厚みが0.005μm〜0.2μmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device,
Preparing a main body having a mounting surface for mounting the LED element;
Forming an intermediate intervening layer on the main body;
Forming a reflective metal layer functioning as a reflective layer on the intermediate intervening layer;
Placing the LED element on the mounting surface of the main body, and connecting the LED element and the main body with the conductive portion;
A step of sealing the LED element and the conductive portion with a translucent sealing resin portion,
Reflective metal layer is made of an alloy of white gold and silver,
The body is made of copper or copper alloy,
Intermediate intervening layer, possess a nickel layer disposed from the main body portion side in order, and a gold layer provided directly on the nickel layer,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the reflective metal layer has a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm .
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