JP6025026B2 - 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

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 Download PDF

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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。
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基板製リードフレーム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、上述のようにリードフレーム上には反射特性を有するＡｇめっき層（反射用金属層）が施されているが、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Ａｇめっき層表面へ拡散し、その結果半田濡れ性やボンディング性を劣化させるおそれがあり、また、リードフレーム表面のＡｇめっき層が変色してＡｇめっき層の反射率を著しく低下させてしまう。
この場合、Ａｇめっき層の下方に銅の拡散を抑えるバリア層を設けたり、Ａｇめっき層の膜厚を大きくすることが検討されているが、いずれも製造コストが増加してしまう問題がある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基板本体に含まれる銅が反射用金属層に拡散することを防止することが可能で、かつ製造コスト低減を図ることができる、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、本体部の載置面を含む表面および裏面に設けられた反射用金属層とを備え、反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、反射用金属層の表面であって反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる多数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板である。
本発明は、金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物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である。
本発明は、各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下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である。
本発明は、各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２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である。
本発明は、反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％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を含む表面および裏面に、反射用金属層を設け、反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、反射用金属層の表面であって反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる多数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とする半導体装置である。
本発明は、金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％であ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、本体部の載置面を含む表面および裏面に反射用金属層を形成する工程とを備え、反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、反射用金属層の表面であって反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる多数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在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、金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物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、各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下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である。
本発明は、各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２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である。
本発明は、反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％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である。
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、本体部の載置面を含む表面および裏面に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、銀または銀の合金を含み、本体部の載置面上にＬＥＤ素子を載置する前に、反射用金属層の表面であって反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる多数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％である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、本体部の載置面を含む表面および裏面に反射用金属層が設けられ、反射用金属層の表面であって反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる多数の耐食性金属蓋片が設けられている。このため本体部の表面において、外気中の成分と銀とが反応して反射率が低下することはなく、本体部の裏面において導電性を向上させることができる。
図１は、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。 図２は、リードフレームまたは基板の変形例を示す断面図。 図３は、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４のIII−III線断面図）。 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。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、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。 図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、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。 図７は、本発明による反射用金属層内に形成された金属蓋片を示す図。 図８は、比較例による反射用金属層と中間介在層を示す図。 図９は、中間介在層からの銅の拡散作用を示す図。 図１０（ａ）（ｂ）は、反射用金属層の表面近傍の状態を示す図。 図１１は、半導体装置の変形例（変形例１）を示す断面図。 図１２は、半導体装置の変形例（変形例２）を示す断面図。 図１３は、半導体装置の変形例（変形例３）を示す断面図。 図１４は、半導体装置の変形例（変形例４）を示す断面図。 図１５は、半導体装置の変形例（変形例５）を示す断面図。 図１６は、半導体装置の変形例（変形例６）を示す断面図。 図１７（ａ）（ｂ）は、金属蓋片を通過する光の挙動を示す図。 図１８（ａ）（ｂ）は、硫化試験前後における銀めっき層の反射率を示す図。
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１８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。
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を含む表面１１Ａおよび裏面１１Ｂを有する本体部１１と、本体部１１の表面１１Ａおよび裏面１１Ｂに後述する中間介在層１５を介して設けられた反射用金属層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。
反射用金属層１２は、本体部１１の表面１１Ａ側において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、本体部１１の裏面１１Ｂ側において外部の導電体との間で導通性を向上させるよう機能し、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は銀または銀の合金、例えば銀めっき層（Ａｇめっき層）からなり、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。
また反射用金属層１２として、銀と金との合金、銀と白金との合金、銀とインジウムとの合金、銀とパラジウムとの合金、銀とスズとの合金を用いることもできる。
反射用金属層（以下、銀めっき層ともいう）１２は、その厚みは０．５μｍ〜４μｍとなっている。
また、本体部１１と反射用金属層１２との間には、上述のように中間介在層１５が設けられている。中間介在層１５は、銅または銅合金、例えば銅めっき層（Ｃｕめっき層）からなっている。
中間介在層（以下、銅めっき層ともいう）１５は、銀層１２のための下地層として用いられるものであり、この銅めっき層１５は、例えば電解めっきにより形成することができる。この銅めっき層１５の厚みは、０．００５μｍ〜２．０μｍとすることが好ましい。
また、図２に示すように、銅めっき層１５を設けない構成も可能である。この場合、リードフレーム１０は、銅または銅の合金からなる本体部１１と、本体部１１上に設けられた銀または銀の合金、例えば銀めっき層からなる反射用金属層１２とを有している。
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。
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。
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。
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の載置面１１ａを含む表面１１Ａおよび裏面１１Ｂ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銀または銀の合金、例えば銀めっき層からなる反射用金属層１２とを有している。中間介在層１５は、銅めっき層からなり、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。
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。
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。
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。
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。
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。
ところで、リードフレーム１０は図１に示すように、ＬＥＤ素子２１を載置する載置面１１ａを有する銅または銅合金からなる本体部１１と、本体部１１の載置面１１ａを含む表面１１Ａおよび裏面１１Ｂに設けられた銀または銀の合金、例えば銀めっき層からなる反射用金属層１２とを有し、本体部１１と反射用金属層１２との間に、銅めっき層からなる中間介在層１５が介在されている。
この場合、反射用金属層１２と中間介在層１５との間の界面Ｌ近傍であって、反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の酸化銅片１２Ａが形成されている（図７参照）。
このように反射用金属層１２と中間介在層１５との間の界面Ｌ近傍であって、反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、酸化銅片１２Ａが形成されているため、リードフレーム１０が加熱されても銅めっき層１５からの銅原子が銀めっき層１２側へ拡散することが防止される。
すなわち、後述のように、リードフレーム１０に対して後工程において、ダイボンディング工程、あるいはワイヤボンディング工程が施され、このようなダイボンディング工程あるいはワイヤボンディング工程においてリードフレーム１０は加熱される。
このような場合、リードフレーム１０の加熱時に、銅めっき層１５中の銅原子が銀めっき層１２側へ拡散して銀めっき層１２表面に現われることも考えられる。
ここで図８および図９により、銅めっき層１５中の銅原子の加熱時の挙動を示す。図８に示す比較例のように、銀めっき層１２と銅めっき層１５との界面Ｌ近傍において、何らの酸化銅片が形成されていない場合、加熱時において銅めっき層１５中の銅原子は結晶粒界を伝って界面Ｌに達する。その後銅原子は、銀めっき層１２の結晶粒界を通って拡散し、銀めっき層１２の表面に現れる（図９）。
これに対して本発明によれば、反射用金属層１２と中間介在層１５との界面Ｌ近傍であって、反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の酸化銅片１２Ａが形成されている（図７）。図７に示す本発明において、銀めっき層１２の厚みは２．５μｍ、銀めっき層１２のうち結晶粒界１２ａで囲まれる結晶の平均結晶粒径は０．７〜１．５μｍとなっている。
また反射用金属層１２に形成された酸化銅片１２Ａの平均粒径は、０．２〜０．７μｍとなっている。
他方、図８に示す比較例において、銀めっき層１２の厚みは２〜４μｍ、銀めっき層１２の平均結晶粒径は０．０５〜０．９μｍとなっている。
本発明によれば、銀めっき層１２と銅めっき層１５との界面Ｌ近傍に形成された酸化銅片１２Ａが銀めっき層１２の結晶粒界１２ａを塞ぐキャップとして機能する。このためリードフレーム１０の加熱時に、銅めっき層１５中の銅原子は結晶粒界を伝って界面Ｌに達するが、界面Ｌ近傍において銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に形成された多数の酸化銅片１２Ａが結晶粒界１２ａを塞ぐキャップとして機能するため、その後銅原子が銀めっき層１２中へ拡散することが防止される。
このように、本発明によれば、使用環境下での結晶状態変化や半導体装置組立およびＬＥＤ発光時のリードフレーム１０の加熱時に、銅めっき層１５中の銅原子が銀めっき層１２中へ拡散して銀めっき層１２表面に現われることはない。このように銀めっき層１２表面に銅が折出することはないので、銀めっき層１２の反射特性（反射率）が低下することはなく、また銀めっき層１２表面のはんだ濡れ性の低下およびボンディングワイヤ性の低下を防止することができる。
また図７に示すように、反射用金属層（銀めっき層）１２の表面１２ｓであって反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の耐食性金属蓋片１２Ｂが設けられている。
この金属蓋片１２Ｂは外気中の成分、例えばイオウ成分と銀めっき層１２中の銀とが反応して硫化銀が生成することを防止するものである。
すなわち、外気中にイオウ成分が含まれていると、銀めっき層１２中の銀がイオウ成分と反応して硫化銀を生成することがあり、この場合は生成された硫化銀によって銀めっき層１２の反射率が低下してしまう。
このような外気中のイオウ成分と、銀めっき層１２中の銀との反応は、後述のようにとりわけ銀めっき層１２の結晶粒界１２ａ近傍で生じることになる。
本発明によれば、上述のように銀めっき層１２の表面１２ｓであって銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の耐食性金属蓋片１２Ｂが設けられているため、銀めっき層１２中の銀と外気中のイオウ成分とが反応して硫化銀を生成することはなく、銀めっき層１２の反射率低下を防ぐことができる。
ところで銀めっき層１２の表面１２ｓに設けられた金属蓋片１２Ｂは、銀めっき層１２の表面１２ｓ上において互いに離間して点在している。
また金属蓋片１２Ｂの厚みは、２０ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ〜３ｎｍとなっており、各金属蓋片１２Ｂの平均面積は１ｕｍ２となっている。
さらに銀めっき層１２上に占める金属蓋片１２Ｂの占有面積は、１％〜５０％となっている。
また、金属蓋片１２Ｂは酸化銅片１２Ａによっても、なお銅めっき層１５から銀めっき層１２側へ銅原子が移行してきた場合、この銅原子が銀めっき層１２の表面１２ｓへ拡散することを防止することができ、かつ銀めっき層１２の表面１２ｓを平滑化させて銀めっき層１２の反射率を高めることができる。さらにまた、銀めっき層１２の表面１２ｓを平滑化させて、銀めっき層１２の導通性を向上させることができる。
このような金属蓋片１２Ｂは、金、銀、白金、イリジウム、ニッケル、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、あるいはインジウムの酸化物、パラジウムの酸化物、ロジウムの酸化物またはスズの酸化物からなり、金属蓋片１２Ｂは銀めっき層１２の表面１２ｓ上にめっきを施すことにより形成することができる。
ここで図１０（ａ）（ｂ）は、反射用金属層の表面近傍の状態を示す図である。
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、銀めっき層１２には結晶粒界１２ａが形成され、銀めっき層１２の結晶粒界１２ａ近傍には多数の結晶欠陥１２ｆが集中している。
このように結晶粒界１２ａ近傍には、多数の結晶欠陥１２ｆが集中し、かつ外界に対して不安定となっている。このため上述のように、外気中のイオウ成分が結晶粒界１２ａ近傍において、銀めっき層１２中の銀と反応して硫化銀を生成することがあり、この場合は生成された硫化銀により、銀めっき層１２の反射率が低下してしまう。また、リードフレーム１０を加熱した場合、この結晶粒界１２ａを伝って銅めっき層１５からの銅原子が銀めっき層１２の表面１２ｓ側へ移行しようとする（図１０（ｂ）参照）。
本発明によれば、銀めっき層１２の表面１２ｓのうち結晶粒界１２ａに対応する位置に耐食性金属蓋片１２Ｂが形成されているため、この金属蓋片１２Ｂが結晶粒界１２ａを覆うことになる。このため銀めっき層１２の結晶粒界１２ａ近傍において、銀めっき層１２中の銀と外気中のイオウ成分とが反応して硫化銀を生成することはなく、銀めっき層１２の反射率低下を防ぐことができる。また、銀めっき層１２の表面１２ｓ側へ銅原子が拡散することはない（図１０（ａ）参照）。
ところで、図７に示すように、銀めっき層１２と銅めっき層１５との間の界面Ｌ近傍であって銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に酸化銅片１２Ａを形成した例を示したが、銀めっき層１２のうち界面Ｌから離れた結晶粒界１２ａに対応する位置に酸化銅片１２Ａを形成しても良く、この場合でも銅めっき層１５側から結晶粒界１２ａを伝って銀めっき層１２の表面１２ｓ側へ移動する銅原子の拡散を防止することができる。
いずれにしても、各酸化銅片１２Ａは銀めっき層１２内のうち結晶粒界１２ａに対応する位置に点在しており、例えば銀めっき層１２と銅めっき層１５との間の界面Ｌに膜状に形成されることはない。
このように界面Ｌに膜状に酸化銅を形成した場合、銅めっき層１５に対する銀めっき層１２の密着性に問題が生じるが、酸化銅片１２Ａを銀めっき層１２内に点在させることにより、銅めっき層１５に対する銀めっき層１２の密着性に影響を及ぼすことはない。
また、リードフレーム１０が図２に示すように、銅または銅合金からなる本体部１１と、本体部１１上の銀または銀の合金、例えば銀めっき層からなる反射金属層１２とを有する場合も、本体部１１と反射金属層１２との界面近傍において、反射金属層１２の銀めっき層の結晶粒界１２ａに対応する位置に多数の酸化銅１２Ａが形成されている。
このため上述と同様に、リードフレーム１０が加熱されても本体部１１の銅または銅合金中の銅原子が銀めっき層１２側へ拡散することはない。
なお、銀めっき層１２の表面１２ｓに耐食性金属蓋片１２Ｂを設けている限り、酸化銅片１２Ａは必ずしも設ける必要はない。
ここで本明細書における「平均結晶粒径」とは、粒子を擬似的に球とみなした場合の平均結晶粒径であり、以下のように算出した。
まず、ミクロトーム(Leica EM UC6)により切り出されたリードフレームの切断面をＳＥＭ（日本電子社製，製品名：ＪＳＭ−７００１Ｆ）を用いて観察し、またＥＢＳＰ検出器（ＴＳＬ社製，条件：傾斜７０度，加速電圧１５ｋＶ，印加電流１０ｎＡ）を用いて結晶方位を判別し、粒子の境界を判別した。
次に、ＳＥＭ像によって観察された粒子の断面に結晶粒子の中心が現われているものとみなし、当該断面を画像処理することにより、擬似的な球を定義した。そしてこの擬似的な球の大きさを基に、平均結晶粒径を測定した。
次に図１７（ａ）（ｂ）により、リードフレーム１０の銀めっき層１２の表面１２ｓに金属蓋片１２Ｂを設けた場合の光の挙動について述べる。
銀めっき層１２上の金属蓋片１２Ｂは、４００〜８００ｎｍの波長において、銀めっき層１２の反射率（約０．９）よりかなり小さな反射率（約０．７〜０．４）をもつ。また、銀めっき層１２上の金属蓋片１２Ｂは、３５０ｎｍの波長において、銀めっき層１２の反射率（約０．７）より小さな反射率（０．５）をもつ。また金属蓋片１２Ｂは上述のように２０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの厚みを有する。
このように金属蓋片１２Ｂの厚みが薄い場合、外方から金属蓋片１２Ｂに到達した光は金属蓋片１２Ｂ内で大きく吸収されることなく透過し、銀めっき層１２表面で反射した後、再度金属蓋片１２Ｂ内を透過して外方へ放出される（図１７（ａ））。このため銀めっき層１２上に金属蓋片１２Ｂを設けても、銀めっき層１２Ｂ全体としての反射率が低下することはない。
また、上述のように、銀めっき層１２上の金属蓋片１２Ｂは、互いに離間して点在し、かつ金属蓋片１２Ｂの占有面積は１％〜５０％となっている。このため、銀めっき層１２上の全域（専有面積１００％）に金属蓋片１２Ｂと同様の金属からなる金属蓋層を設ける場合に比べて、反射率の低下を確実に抑えることができる。
また、金属蓋片の占有面積が１％〜５０％であるため、金属蓋片にワイヤーボンディングのワイヤーが結合しにくい場合でも、表面の多くは銀が占めているため、ワイヤーの接続が可能である。また、各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であるため、例えば２０ｕｍ径のワイヤーを使用した場合、３００ｕｍ２程度の接合面積であり、確実に銀と接触する領域が得られる。
特に、金属蓋片がスズ、ワイヤーが銅の場合、ボンディング界面においては、部分的にワイヤーとスズ、銀が存在することになるが、ワイヤーボンディング後の樹脂封止などの加熱、またはＬＥＤ点灯による熱、あるいは経時により、ワイヤー、スズ、銀が合金となり、安定な接合とすることができる。このため、光沢度Ｄが0.8を超えるような高い光沢度の銀に対するワイヤーボンディングで一般的に行われているセキュリティーボンドやセキュリティーループを不要とできる。
特に、金属蓋片がスズでボンディングワイヤーが金の場合、ボンディング界面においては、部分的に金、スズ、銀が存在することになるが、ワイヤーボンディング後の樹脂封止などの加熱、またはＬＥＤ点灯による熱、あるいは経時により、金とスズが合金となり、この金スズ合金がさらに銀と合金をつくり、安定な接合とすることができる。このため、光沢度Ｄが0.8を超えるような高い光沢度の銀に対するワイヤーボンディングで一般的に行われているセキュリティーボンドやセキュリティーループを不要とできる。
また、特に金属蓋片がパラジウムでボンディングワイヤーが金の場合、ボンディング界面においては、部分的に金、パラジウム、銀が存在することになるが、ワイヤーボンディング後の樹脂封止などの加熱、またはＬＥＤ点灯による熱、あるいは経時により、パラジウムが金と銀に相互に拡散し、合金となるが、これは、単に銀と金の場合よりも、融点が高く安定的な接合となる方向に反応が進む。
ここで光沢度Ｄとは、次式に示されるものであり、測定には日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ ４００を用いてその値を検出するものである（ブラックモード）。実施例についても同様である。微少領域（面積）、例えば反射部（カップ）の底部などについても、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ ４００を用いて、測定される。
Ｄ＝ＢＬｋ
ＢＬｋ＝２−ＬｏｇＹ
（但し、４５度方向への反射で得られたＹ値で、Ｙ値はＸＹＺ表色系の色の表示方法により定められる値であり、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠する。）
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）−（ｆ）により説明する。
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。
次に、本体部１１の表面１１Ａおよび裏面１１Ｂ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。
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の表面１１Ａおよび裏面１１Ｂ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（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）１１Ａに溝１９が形成される。
次に、本体部１１の表面１１Ａ側、裏面１１Ｂ側および側面を含む表面全域に、中間介在層１５および反射用金属層１２を順次形成する（図５（ｅ））。
この際、本体部１１の表面１１Ａ側、裏面１１Ｂ側および側面を含む表面全域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上に銅めっき層１５を形成する。銅めっき層１５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。
この銅めっき層１５により、中間介在層が構成される。
さらに中間介在層１５上に銀めっき層１２を形成することにより、反射用金属層１２を得る（図５（ｅ））。
次に本体部１１と、中間介在層１５と、反射金属層１２とからなるリードフレーム１０に熱して熱処理を施す（図５（ｆ））。
この熱処理において、まずリードフレーム１０を急速に加熱する。例えばリードフレーム１０を炉Ｆ内の空気中（酸素含有雰囲気中）でホットプレートＨにより３０秒〜１０分程度加熱し、リードフレーム１０の温度を室温から３００℃〜５００℃まで上昇させる。
このように、リードフレーム１０を空気中でホットプレートＨにより急速に３００℃〜５００℃まで加熱することにより、空気中の酸素が銀めっき層１２の結晶粒界１２ａを通って銀めっき層１２内部まで達する。次に銀めっき層１２内部へ進入した酸素は銀めっき層１２と銅めっき層１５との界面Ｌ近傍において、銅めっき層１５からの銅と反応して多数の酸化銅片１２Ａを生成する。この結果として、銀めっき層１２と銅めっき層１５との界面Ｌ近傍の銀めっき層１２内であって、銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に酸化銅片１２Ａが形成される。
その後、リードフレーム１０を炉Ｆ内で焼鈍する。このことにより銀めっき層１２中の銀を再結晶させ、このことにより銀めっき層中の平均結晶粒径を大きくすることができる。
その後リードフレーム１０の銀めっき層１２の表面１２ｓであって銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、ニッケル、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、あるいはこれらの金属の酸化物からなる金属蓋片１２Ｂがめっき処理により形成される。このように銀めっき層１２の表面１２ｓであって銀めっき層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に金属蓋片１２Ｂを形成することにより、銀めっき層１２の結晶粒界１２ａ近傍において、銀めっき層１２中の銀と外気中のイオウ成分とが反応して硫化銀を生成することはなく、銀めっき層１２の反射率低下を防ぐことができる。また、銅が銀めっき層１２の表面１２ｓに拡散することを防止することができ、かつ銀めっき層１２の表面１２ｓを平滑に仕上げることができる。
また、焼鈍により銀めっきの再結晶を行っているため、半導体の組立工程や、半導体装置を使用することによる発熱で、銀の結晶が再び移動し、再結晶することが少なく、金属蓋片が表面にわずかな量しか形成されていなくても、結晶中に取り込まれるなどして、効果がなくなることを防ぐことができる。
上述したように、反射用金属層１２は、銀または銀の合金、例えば銀めっき層からなるが、反射用金属層１２をスパッタ、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。また反射用金属層１２として、銀と金との合金、銀と白金との合金、銀とインジウムとの合金、銀とパラジウムとの合金、銀とスズとの合金を用いてもよい。
なお、図５（ａ）−（ｅ）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））。しかしながら、これに限らず、まず本体部１１上に中間介在層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。
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。
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））。
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。
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））。
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））。
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））。
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。
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））。
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、銀めっき層からなる反射用金属層１２と銅または銅合金からなる本体部１１との間に銅めっき層からなる中間介在層１５を設けている。そして反射用金属層１２の表面１２ｓのうち結晶粒界１２ａに対応する位置に、耐食性金属蓋片１２Ｂが形成されている。また反射用金属層１２と中間介在層１５との間の界面Ｌ近傍の反射用金属層１２内であって反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の酸化銅片１２Ａが形成されている。このことにより、以下のような作用効果が得られる。
まず、反射用金属層１２の表面１２ｓのうち結晶粒界１２ａに対応する位置に、耐食性金属蓋片１２Ｂが形成されているため、この金属蓋片１２Ｂが結晶粒界１２ａを覆う。このため反射用金属層１２の結晶粒界１２ａ近傍において、反射用金属層１２中の銀と外気中のイオウ成分とが反応して硫化銀を生成することはなく、反射用金属層１２の反射率低下を防ぐことができる。
さらにまた、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。
このようにリードフレーム１０に対して加熱されても、上述のように銀めっき層からなる反射用金属層１２と銅めっき層からなる中間介在層１５との間の界面Ｌ近傍の反射用金属層１２内であって、反射用金属層１２の結晶粒界１２ａに対応する位置に、多数の酸化銅片１２Ａが形成されている。このため、酸化銅片１２Ａが結晶粒界１２ａを塞ぐキャップとして機能するので、中間介在層１５からの銅原子が反射用金属層１２中へ拡散してその表面に現われることはない。さらに、銅原子が反射用金属層１２中へ結晶粒用１２ａを伝って拡散してきても、金属蓋片１２Ｂによって反射用金属層１２の表面に現れることが防止される。
このため銀めっき層からなる反射用金属層１２の反射特性（反射率）の低下をより確実に防止することができる。
また、中間介在層１５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。
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１１乃至図１６を参照して説明する。図１１乃至図１６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。
（変形例１）
図１１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１１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。
図１１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。
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１１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。
（変形例２）
図１２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１２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。
図１２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を含む全面に設けられ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。
反射用金属層１２と本体部１１との間には、中間介在層１５が設けられている。
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１２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１２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。
（変形例３）
図１３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１３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。
図１３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を含む全面に設けられ、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。
反射用金属層１２と本体部１１との間には、中間介在層１５が設けられている。
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。
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。
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１４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１４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。
図１４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を含む全面に設けられ、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。
反射用金属層１２と本体部１１との間には、中間介在層１５が設けられている。
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。
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によって基板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１４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１４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１４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。
（変形例５）
図１５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１５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１５に示す実施の形態（変形例４）と略同一である。
図１５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を含む全面に設けられ、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。
このほか、図１５において、図１４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１６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１６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。
すなわち図１６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１６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。
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１１乃至図１６）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。
以下、本発明の具体的な実施例について図１７（ａ）（ｂ）により説明する。
図１７（ａ）（ｂ）に示す具体例は、本発明によるＬＥＤ用リードフレーム１０に対して硫化試験を実施し、硫化試験前後のリードフレーム１０の反射率を求めたものである。
すなわち、まずＬＥＤ用リードフレームとして、図７に示す構造のリードフレーム１０を準備し、このリードフレーム１０に対して硫化試験を行なった。
リードフレーム１０に対しては、ガスと水溶液を用いた２種類の硫化試験を以下の条件の下で行なった。
（１）ガス試験
リードフレーム１０に対する硫化ガスの供給
ガス濃度：Ｈ２Ｓ ３ｐｐｍ
温度：４０℃
湿度：８０％
試験時間：２時間
（２）水溶液試験
リードフレーム１０を硫化アンモニウム水溶液へ浸漬
温度：室温
試験時間：５分
硫化試験後に、リードフレーム１０の反射率を測定した。
その結果を、図１８（ａ）に示す。図１８（ａ）に示すように、硫化試験の結果、初期状態に対して（１）ガス試験の場合、（２）水溶液試験の場合、いずれの場合もリードフレーム１０表面にわずかに硫化銀が生成するため、リードフレーム１０の反射率は低下するが、低下の幅は全波長領域において小さく抑えられている。
次に比較例としてのＬＥＤ用リードフレームとして図８に示す構造のリードフレームを準備し、このリードフレームに対して硫化試験を行なった。
リードフレーム１０に対しては、本発明の場合と同様に、ガスと水溶液を用いた２種類の硫化試験を行なった。
硫化試験の条件は、上述した本発明の硫化試験と全く同一とした。
硫化試験後に、比較例としてのリードフレームの反射率を測定した。
その結果を図１８（ｂ）に示す。図１８（ｂ）に示すように、硫化試験の結果、初期状態に対して、（１）ガス試験の場合、（２）水溶液試験の場合、いずれの場合もリードフレーム表面に多量の硫化銀が生成するためリードフレームの反射率は全波長領域において大幅に低下した。
１０ ＬＥＤ用リードフレームまたは基板
１１ 本体部
１２ 反射用金属層
１２Ａ 酸化銅片
１２Ｂ 金属蓋片
１２ａ 結晶粒界
１５ 中間介在層
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
Ｌ 界面
Ｈ ホットプレート
Ｆ 炉

Claims (20)

  1. 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、
    本体部の載置面を含む表面および裏面に設けられた反射用金属層とを備え、
    反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、
    反射用金属層の表面であって少なくとも反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる複数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とするＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
  2. 金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
  3. 各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
  4. 各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
  5. 反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板。
  6. 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を含む表面および裏面に、反射用金属層を設け、
    反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、
    反射用金属層の表面であって少なくとも反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる複数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とする半導体装置。
  7. 金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
  8. 各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６または７記載の半導体装置。
  9. 各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の半導体装置。
  10. 反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか記載の半導体装置。
  11. 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、
    本体部の載置面を含む表面および裏面に反射用金属層を形成する工程とを備え、
    反射用金属層は、銀または銀の合金を含み、
    反射用金属層の表面であって少なくとも反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる複数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在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。
  12. 金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする請求項１１記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
  13. 各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１１または１２記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
  14. 各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
  15. 反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか記載のＬＥＤ用リードフレームまたは基板の製造方法。
  16. 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、
    本体部の載置面を含む表面および裏面に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、銀または銀の合金を含み、
    本体部の載置面上にＬＥＤ素子を載置する前に、反射用金属層の表面であって少なくとも反射用金属層の結晶粒界に対応する位置に、外気中の成分と銀とが反応することを防止するとともに反射用金属層の表面を平滑化させる複数の耐食性金属蓋片を設け、各金属蓋片は反射用金属層の表面に互いに離間して点在することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 金属蓋片は、インジウム、パラジウム、ロジウムまたはスズ、またはこれらの金属の酸化物からなることを特徴とする請求項１６記載の半導体装置の製造方法。
  18. 各金属蓋片の厚みは２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１６または１７記載の半導体装置の製造方法。
  19. 各金属蓋片の平均面積は、０．２５〜５ｕｍ２であることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
  20. 反射用金属層上に占める金属蓋片の専有面積は、１％〜５０％であることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
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