JP5922326B2 - 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 - Google Patents

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、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。

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。

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、このような半導体装置のＬＥＤ素子として、とりわけ高輝度ＬＥＤを用いる場合、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、半導体装置内部の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、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。

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良好に維持することが可能な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。

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めっき層とを備え、反射用めっき層は、錫と銀との合金からなることを特徴とするリードフレームまたは基板である。

本発明は、反射用めっき層は、錫１０〜５０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。

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めっき層が設けられ、反射用めっき層は、錫と銀との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、反射用めっき層は、錫１０〜５０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。

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。

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。

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、本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用めっき層を形成する工程とを備え、反射用めっき層は、錫と銀との合金からな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。

本発明は、反射用めっき層は、錫１０〜５０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ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法である。

本発明は、半導体装置の製造方法において、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法によりリードフレームまたは基板を作製する工程と、リードフレームまたは基板の本体部の載置面上にＬＥＤ素子を載置する工程と、ＬＥＤ素子とリードフレームまたは基板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、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めっき層を設け、この反射用めっき層は錫と銀との合金からなっている。このことにより、反射用めっき層においてＬＥＤ素子からの光を効率良く反射することができるとともに、反射用めっき層が空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスによって腐食することがなく、その反射特性を良好に維持することができる。

本発明の一実施の形態によるリードフレームまたは基板を示す断面図。 本発明の一実施の形態によるリードフレームまたは基板の変形例を示す断面図。 Ａｇ−Ｓｎ合金の相図。 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５のIV−IV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リードフレームの製造方法を示す図。 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図。 半導体装置の変形例（変形例１）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例２）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例３）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例４）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例５）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例６）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例７）を示す断面図。 半導体装置の変形例（変形例８）を示す断面図。 耐蝕試験を行った際の各基板の変化を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１５を参照して説明する。

ＬＥＤ用リードフレームまたは基板の構成
まず、図１乃至図３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。

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めっき層１２とを備えている。

このうち本体部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。

反射用めっき層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、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。この反射用めっき層１２は錫（Ｓｎ）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。

反射用めっき層１２は、錫１０〜５０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、とりわけ錫１０〜２５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。

図３は、Ａｇ−Ｓｎ合金の相図を示している（出典：長崎誠三、平林眞 編著、「二元合金状態図集」、アグネ技術センター 刊）。一般に、半導体装置を製造する際のボンディング工程やダイアタッチ工程において、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０が、例えば４００℃程度まで加熱される場合がある。このため、反射用めっき層１２を構成する錫の割合が２５重量％を上回ると、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０が加熱された際、反射用めっき層１２が再結晶化してしまうので、その性能が変わりやすくなってしまう。また、錫の割合が１０重量％を下回ると、錫の割合が少なくなるため、反射用めっき層１２が空気中の酸素や硫化水素ガス等の腐食性ガスによって腐食され易くなるおそれがある。

さらに、反射用めっき層１２を構成する錫の割合が７０重量％を上回ると、反射用めっき層１２の融点が下がるため（図３参照）、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０が、例えば４００℃程度まで加熱された際、反射用めっき層１２が溶融してしまうおそれがある。また、反射用めっき層１２を構成する錫の割合が５０重量％を上回る場合、反射用めっき層１２の反射特性やボンディング性が低下するおそれがある。

なお、半導体装置を製造する方法によっては、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０が、必ずしも高温まで（例えば４００℃程度まで）加熱されない場合もある。この場合、反射用めっき層１２が、熱の作用で再結晶化したり、または溶融したりするおそれはない。したがって、反射用めっき層１２を構成する錫の割合は、上述した範囲に限定されるものではない。

また、反射用めっき層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。

一方、本体部１１と反射用めっき層１２との間には、下地めっき層１３が介在されている。下地めっき層１３を構成する金属めっきとしては、例えば銅めっきまたはニッケルめっきを挙げることができる。

この下地めっき層１３は、反射用めっき層１２のための下地層として用いられるものであり、反射用めっき層１２と本体部１１との接合性を高める機能を有している。この下地めっき層１３の厚みは、０.００５μｍ〜０．１μｍとすることが好ましい。

なお、図２に示すように、下地めっき層１３を設けない構成も可能である。この場合、ＬＥＤ用リードフレームまたは基板１０は、本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａに直接設けられた反射用めっき層１２とを有している。

半導体装置の構成
次に、図４および図５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４および図５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４および図５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。

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。この封止樹脂部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。

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上に設けられた下地めっき層１３と、下地めっき層１３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めっき層１２とを有している。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１８が形成されている。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。

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。

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。

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、図５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４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。

外側樹脂部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。

ＬＥＤ用リードフレームの製造方法
次に、図４および図５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６（ａ）−（ｇ）により説明する。

まず図６（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、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。

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６（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。

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６（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。

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とを有する本体部１１が得られる（図６（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１８が形成される。

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６（ｅ））。このうち表面側のめっき用レジスト層３０は、反射用めっき層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。

次に、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上に下地めっき層１３を形成する。下地めっき層１３が銅めっきからなる場合、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。

続いて、電解めっきにより下地めっき層１３上に金属を析出させて、反射用めっき層１２を形成する（図６（ｆ））。

上述したように、反射用めっき層１２は、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）との合金からなっている。反射用めっき層１２を形成するための電解めっき用のめっき液としては、銀およびスズの塩を含むノンシアン酸性めっき液を用いることができる。

次いでめっき用レジスト層３０、３１を剥離することにより、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６（ｇ））。

なお、図６（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６（ａ）−（ｄ））、本体部１１上に下地めっき層１３および反射用めっき層１２を形成している（図６（ｅ）−（ｇ））。しかしながらこれに限らず、まず本体部１１上に下地めっき層１３および反射用めっき層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。

半導体装置の製造方法
次に、図４および図５に示す半導体装置２０の製造方法について、図７（ａ）−（ｇ）により説明する。

まず、上述した工程により（図６（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めっき層１２とを備えたリードフレーム１０を作製する（図７（ａ））。

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７（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めっき層１２が外方（上方）に露出するようにする。

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（反射用めっき層１２上）に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図７（ｃ））。

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７（ｄ））。

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７（ｅ））。

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７（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。

このようにして、図４および図５に示す半導体装置２０を得ることができる（図７（ｇ））。

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、本体部１１の載置面１１ａに反射層として機能する反射用めっき層１２が設けられている。この反射用めっき層１２は、錫と銀との合金からなっている。このことにより、以下のような作用効果が得られる。

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めっき層１２を設け、この反射用めっき層１２が錫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（反射用めっき層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。他方、比較例として、反射層が銀めっき層のみからなる場合、腐食性ガスが浸透した際、反射層に変色や腐食が生じるおそれがある。

また本実施の形態によれば、反射用めっき層１２は、錫と銀との合金からなり、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。

さらに本実施の形態によれば、反射用めっき層１２は、上述したように極めて薄い（０．００５μｍ〜０．２μｍ）膜からなっている。したがって、ダイアタッチ時あるいはワイヤボンディング時に、その際に加えられるエネルギーにより反射用めっき層１２が部分的に破かれる。したがって、銀めっき上に直接ダイアタッチあるいはワイヤボンディングを行う場合とほぼ同等の接合強度を得ることができる。

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１５を参照して説明する。図８乃至図１５において、図４および図５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８乃至図１５に示す各変形例において、図４および図５に示す実施の形態と同様、反射用めっき層１２は、錫と銀との合金からなっている。

（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４および図５に示す実施の形態と略同一である。

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。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）４１ａ、４１ｂによってリードフレーム１０の反射用めっき層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４１ａ、４１ｂのうち、一方のはんだボール４１ａは第１の部分２５に接続され、他方のはんだボール４１ｂは第２の部分２６に接続されている。

（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４および図５に示す実施の形態と異なるものである。

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めっき層１２とを有している。

このうち本体部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。また第１の部分５１の底面に第１の外部端子５３が形成され、第２の部分５２の底面に第２の外部端子５４が形成されている。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。

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。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。

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４および図５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。

（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４および図５に示す実施の形態と異なるものである。

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めっき層１２とを有している。

このうち本体部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との間、および第１の部分６１と第３の部分６３との間には、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。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字状またはＵ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。

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。

（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４および図５に示す実施の形態と異なるものである。

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めっき層１２とを有している。

このうち本体部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。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の反射用めっき層１２に接続されている（フリップチップ方式）。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。

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。

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。

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４および図５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。

（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。

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めっき層１２とを有している。

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。

（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４および図５に示す実施の形態と略同一である。

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。

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。

（変形例７）
図１４は、半導体装置の変形例７（レンズ付一括モールドタイプ）を示す断面図である。図１４に示す実施の形態は、ＬＥＤ素子２１の周囲には外側樹脂部２３が設けられていない点、封止樹脂部２４にレンズ１０１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８に示す実施の形態（変形例１）と略同一である。

すなわち図１４に示す半導体装置１００（変形例７）において、外側樹脂部２３は、本体部１１の第１の部分２５と第２の部分２６との間に充填されている。他方、図８に示す実施の形態（変形例１）と異なり、リードフレーム１０上には外側樹脂部２３が設けられていない。

また図１４において、封止樹脂部２４の表面（上面）に、ＬＥＤ素子２１からの光の照射方向を制御するドーム状のレンズ１０１が形成されている。

（変形例８）
図１５は、半導体装置の変形例８（一括モールド）を示す断面図である。図１５に示す実施の形態は、封止樹脂部２４のみによってＬＥＤ素子２１とボンディングワイヤ２２とを封止している点が異なるものであり、他の構成は上述した図４および図５に示す実施の形態と略同一である。

すなわち図１５に示す半導体装置１１０（変形例８）において、外側樹脂部２３を用いることなく、封止樹脂部２４のみによってＬＥＤ素子２１とボンディングワイヤ２２とが一括封止されている。本体部１１の第１の部分２５と第２の部分２６との間には、封止樹脂部２４が充填されている。

以上説明した変形例１乃至８による半導体装置４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０（図８乃至図１５）においても、図４および図５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。

次に、図１６を用いて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。

以下に示す３種類の基板（実施例１、実施例２、比較例１）を作製した。

（実施例１）
矩形状の銅板からなる本体部１１上に、下地めっき層１３としてニッケルめっきを施した。次にこの下地めっき層１３上に、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）との合金からなる反射用めっき層１２を形成することにより、基板１０（実施例１）を作製した。この場合、反射用めっき層１２は、錫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している。

（実施例２）
反射用めっき層１２が錫３５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していること、以外は、実施例１と同様にして、基板１０（実施例２）を作製した。

（比較例１）
反射用めっき層が銀めっき層からなること、以外は、実施例１と同様にして、基板（比較例１）を作製した。

次に、これら３種類の基板（実施例１、実施例２、比較例１）の表面の光沢度を測定した。なお、光沢度の測定には、微小面分光色差計(日本電色工業株式会社製VSR300)を用いた。この結果、実施例１の基板１０については、光沢度が０．３２となり、半光沢（乳白色）の外観を呈していた。また、実施例２の基板１０については、光沢度が１．２５〜０．４７となり、実施例１の基板１０と比較して光沢が高かった。他方、比較例１の基板の光沢は、１．２８であった。結果として、３種類の基板（実施例１、実施例２、比較例１）の光沢度は、いずれも、ＬＥＤ素子からの光を反射する反射層として用いるのに十分な値であった。

続いて、上述した３種類の基板（実施例１、実施例２、比較例１）に対して耐蝕試験を行った。具体的には、３種類の基板を直に、それぞれＳＯ_２（１０ｐｐｍ）およびＨ_２Ｓ（３ｐｐｍ）を含む混合ガス中に放置した。なお、この間、基板周囲の温度を４０℃に維持し、湿度を７５％Ｒｈに維持した。その後、放置を開始してから２時間後、５時間後、および１０時間後の基板の表面状態を目視で観察し、その優劣を比較検討した（図１６）。

この結果、比較例１の基板は、２時間後にはすでに変色が生じ始めており、１０時間後には完全に変色してしまった。これに対して、実施例１および実施例２の基板は、１０時間経過後にもほとんど変色が見られなかった。

１０ ＬＥＤ用リードフレームまたは基板
１１ 本体部
１１ａ 載置面
１２ 反射用めっき層
１３ 下地めっき層
１４ 銀めっき層
２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０ 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

Claims (8)

1. ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用樹脂付きリードフレームにおいて、
   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めっき層と、
   ＬＥＤ素子を取り囲むとともに凹部を有する外側樹脂部とを備え、
   反射用めっき層は、錫と銀との合金からなり、
   外側樹脂部と本体部との間には、反射用めっき層が設けられていない領域が存在し、
   本体部の表面には、本体部と外側樹脂部との密着性を高めるための溝が形成され、前記溝には反射用めっき層が設けられておらず前記本体部の素材が露出し、
   溝は外側樹脂部の下方に形成され、反射用めっき層は、溝よりも平面視において内側に設けられ、
   本体部は第１の部分と第１の部分から離間した第２の部分とを有し、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間には、外側樹脂部が充填され、
   前記第１の部分および前記第２の部分の底面は、それぞれ外側樹脂部から外方に露出し、
   前記第１の部分と前記第２の部分とが対向する側面には、それぞれ反射用めっき層が設けられていないことを特徴とするＬＥＤ用樹脂付きリードフレーム。
2. 反射用めっき層は、錫１０〜５０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請求項１記載のＬＥＤ用樹脂付きリードフレーム。
3. ＬＥＤ素子を載置する載置面を含む本体部を有するＬＥＤ用樹脂付きリードフレームと、
   ＬＥＤ用樹脂付き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、
   ＬＥＤ用樹脂付きリードフレームとＬＥＤ素子とを電気的に接続する導電部と、
   ＬＥＤ素子と導電部とを封止する封止樹脂部と、
   ＬＥＤ用樹脂付きリードフレーム上に設けられ、ＬＥＤ素子を取り囲むとともに凹部を有する外側樹脂部とを備え、
   ＬＥＤ用樹脂付きリードフレーム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めっき層が設けられ、
   反射用めっき層は、錫と銀との合金からなり、
   外側樹脂部と本体部との間には、反射用めっき層が設けられていない領域が存在し、
   本体部の表面には、本体部と外側樹脂部との密着性を高めるための溝が形成され、前記溝には反射用めっき層が設けられておらず前記本体部の素材が露出し、
   溝は外側樹脂部の下方に形成され、反射用めっき層は、溝よりも平面視において内側に設けられ、
   本体部は第１の部分と第１の部分から離間した第２の部分とを有し、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間には、外側樹脂部が充填され、
   前記第１の部分および前記第２の部分の底面は、それぞれ外側樹脂部から外方に露出し、
   前記第１の部分と前記第２の部分とが対向する側面には、それぞれ反射用めっき層が設けられていないことを特徴とする半導体装置。
4. 反射用めっき層は、錫１０〜５０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請求項３記載の半導体装置。
5. 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請求項３または４記載の半導体装置。
6. ＬＥＤ素子を載置するＬＥＤ用樹脂付きリードフレームを製造するＬＥＤ用樹脂付き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、
   本体部の載置面側に、反射層として機能する反射用めっき層を形成する工程と、
   ＬＥＤ用樹脂付きリードフレーム上に、ＬＥＤ素子を取り囲むとともに凹部を有する外側樹脂部を設ける工程とを備え、
   反射用めっき層は、錫と銀との合金からなり、
   外側樹脂部と本体部との間には、反射用めっき層が設けられていない領域が存在し、
   本体部の表面には、本体部と外側樹脂部との密着性を高めるための溝が形成され、前記溝には反射用めっき層が設けられておらず前記本体部の素材が露出し、
   溝は外側樹脂部の下方に形成され、反射用めっき層は、溝よりも平面視において内側に設けられ、
   本体部は第１の部分と第１の部分から離間した第２の部分とを有し、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間には、外側樹脂部が充填され、
   前記第１の部分および前記第２の部分の底面は、それぞれ外側樹脂部から外方に露出し、
   前記第１の部分と前記第２の部分とが対向する側面には、それぞれ反射用めっき層が設けられていないことを特徴とするＬＥＤ用樹脂付きリードフレームの製造方法。
7. 反射用めっき層は、錫１０〜５０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請求項６記載のＬＥＤ用樹脂付きリードフレームの製造方法。
8. 半導体装置の製造方法において、
   請求項６または７記載のＬＥＤ用樹脂付きリードフレームの製造方法によりＬＥＤ用樹脂付きリードフレームを作製する工程と、
   ＬＥＤ用樹脂付きリードフレームの本体部の載置面上にＬＥＤ素子を載置する工程と、
   ＬＥＤ素子とＬＥＤ用樹脂付き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。