JP6094695B2 - Manufacturing method of LED lead frame - Google Patents
Manufacturing method of LED lead frame Download PDFInfo
- Publication number
- JP6094695B2 JP6094695B2 JP2016025983A JP2016025983A JP6094695B2 JP 6094695 B2 JP6094695 B2 JP 6094695B2 JP 2016025983 A JP2016025983 A JP 2016025983A JP 2016025983 A JP2016025983 A JP 2016025983A JP 6094695 B2 JP6094695 B2 JP 6094695B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silver
- layer
- reflective layer
- lead frame
- plating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 35
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 446
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 445
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 442
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 159
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 159
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 150
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 116
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 claims description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 90
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 78
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 78
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 78
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 77
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 73
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 65
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 65
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 41
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 39
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 38
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 24
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 24
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 19
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 15
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 15
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 14
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 12
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 12
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 8
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 8
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 4
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- YZASAXHKAQYPEH-UHFFFAOYSA-N indium silver Chemical compound [Ag].[In] YZASAXHKAQYPEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N potassium cyanide Chemical compound [K+].N#[C-] NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N silver cyanide Chemical compound [Ag+].N#[C-] LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940098221 silver cyanide Drugs 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052946 acanthite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MNMKEULGSNUTIA-UHFFFAOYSA-K bismuth;methanesulfonate Chemical compound [Bi+3].CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O MNMKEULGSNUTIA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- VUAQKPWIIMBHEK-UHFFFAOYSA-K bis(methylsulfonyloxy)indiganyl methanesulfonate Chemical compound [In+3].CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O VUAQKPWIIMBHEK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N copper(i) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- IZLAVFWQHMDDGK-UHFFFAOYSA-N gold(1+);cyanide Chemical compound [Au+].N#[C-] IZLAVFWQHMDDGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- AICMYQIGFPHNCY-UHFFFAOYSA-J methanesulfonate;tin(4+) Chemical compound [Sn+4].CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O AICMYQIGFPHNCY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16245—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、LED(発光ダイオード)素子を載置するLED用リードフレームの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an LED lead frame on which an LED (light emitting diode) element is mounted.
近年LED素子を基板またはリードフレームに実装した光半導体装置が、表示装置のバックライト、各種電気機器や電子機器の表示灯、車載照明、一般照明等に用いられている。このような光半導体装置は、一般に、銅基材等の放熱性リードフレーム上にLED素子を実装してボンディングした後、透光性樹脂で当該LED素子を埋設するようにして封止した構造を有する。 In recent years, an optical semiconductor device in which an LED element is mounted on a substrate or a lead frame is used for a backlight of a display device, a display lamp of various electric and electronic devices, an in-vehicle illumination, a general illumination, and the like. In general, such an optical semiconductor device has a structure in which an LED element is mounted and bonded on a heat-dissipating lead frame such as a copper base material, and then sealed by embedding the LED element with a translucent resin. Have.
このような構造を有する光半導体装置として、例えば、銅配線層が形成された銅基材に銅配線層側からプレス加工を施すことで所定の凹部(リフレクタ部)を形成し、当該凹部内(素子載置部)にLED素子を実装した後にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性樹脂で封止してなるものが知られている(特許文献1参照)。かかる光半導体装置は、LED素子から発せられた光を効率的に取り出すために、銅配線層上に設けられた、反射層としての役割を果たす銀めっき層を備えている。 As an optical semiconductor device having such a structure, for example, a predetermined concave portion (reflector portion) is formed by pressing the copper base material on which the copper wiring layer is formed from the copper wiring layer side, and the inside of the concave portion ( It is known that an LED element is mounted on an element mounting portion) and then sealed with a translucent resin such as an epoxy resin or a silicone resin (see Patent Document 1). Such an optical semiconductor device includes a silver plating layer provided on the copper wiring layer and serving as a reflection layer in order to efficiently extract light emitted from the LED element.
このような構造の光半導体装置において銀は反射率に優れ反射層としての役割を担うとともに、電極を形成する材料としてもすぐれた導電性を有する。一方、銀は、イオンマイグレーションしやすい金属であり、特に直流の駆動であるLED素子を発光素子として載置する光半導体装置においては、電極の近接部で絶縁性が劣化するという問題点がある。イオンマイグレーションは、高温下で進行が促進され、また、水分子の存在で進行が促進されることが知られている。 In the optical semiconductor device having such a structure, silver has excellent reflectivity and plays a role as a reflective layer, and also has excellent conductivity as a material for forming an electrode. On the other hand, silver is a metal that easily undergoes ion migration. In particular, in an optical semiconductor device in which an LED element that is driven by direct current is mounted as a light-emitting element, there is a problem that the insulating property deteriorates in the vicinity of the electrode. It is known that the progress of ion migration is promoted at a high temperature, and the progress is promoted by the presence of water molecules.
さらに、このような光半導体装置の封止に用いられる封止剤としての透光性樹脂としては、シリコーン樹脂などが使用され、樹脂の種類により程度の差はあるもののガスバリア性が十分でないため、十分に水分子を遮断できず、LED素子の発光時の温度上昇も相まって、経時的に銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の劣化が進行する。 Furthermore, as a translucent resin as a sealing agent used for sealing of such an optical semiconductor device, a silicone resin or the like is used, and although there is a difference in degree depending on the type of resin, gas barrier properties are not sufficient, Water molecules cannot be sufficiently blocked, and an increase in temperature at the time of light emission of the LED element is combined with deterioration of insulating properties due to silver ion migration over time.
さらに、経時的には反射層としての銀めっき層にまで空気中の硫化水素等の腐食性ガスが浸透するおそれがある。このような腐食性ガスが銀めっき層に接触すると、銀めっき層の変色が生じ、反射率が著しく低下してしまうという問題がある。 Furthermore, corrosive gases such as hydrogen sulfide in the air may permeate into the silver plating layer as the reflective layer over time. When such a corrosive gas comes into contact with the silver plating layer, there is a problem that the silver plating layer is discolored and the reflectance is significantly reduced.
このような問題を解決すべく、従来、基材上の銀合金又は銀からなる層の外層に銀合金又は銀以外の金属の金属酸化物層が設けられてなる光半導体装置が提案されている(特許文献2参照)。 In order to solve such problems, conventionally, there has been proposed an optical semiconductor device in which a silver alloy or a metal oxide layer of a metal other than silver is provided on the outer layer of a silver alloy or silver layer on a substrate. (See Patent Document 2).
特許文献2に開示された光半導体装置においては、銀合金又は銀からなる層の全面を覆うようにして金属酸化物層が設けられているため、空気中の酸素や硫化水素等の腐食性ガスによる銀の変色等を抑制することができる。しかしながら、光半導体装置における反射率が金属酸化物層の反射率に依存することになる。また、金属酸化物は、銀合金又は銀よりも可視光の反射率の低い。従って、光半導体装置の製造初期における反射率、すなわち腐食性ガス等により銀合金又は銀からなる層が変色する前の初期における反射率が低下し、LED素子から発せられた光を効率的に取り出すことが困難となり、光半導体装置の輝度が低下してしまうという問題がある。
In the optical semiconductor device disclosed in
一方、製造初期における反射率を低下させないようにすべく、上記特許文献2に開示された光半導体装置において銀合金又は銀からなる層の一部を露出させるように金属酸化物層を設けることが考えられる。このような態様であれば光半導体装置の製造初期における反射率を向上させることができるものの、銀合金又は銀からなる層が一部であっても露出していると腐食性ガス等に対する耐性が低下し、露出する一部の銀合金又は銀からなる層が変色してしまうという問題がある。すなわち、製造初期における反射率の向上及び銀合金又は銀からなる層の腐食性ガス等に対する耐性の向上という要求を、いずれも満足し得るような光半導体装置は、未だ提案されていない。
On the other hand, a metal oxide layer may be provided so as to expose a part of a layer made of silver alloy or silver in the optical semiconductor device disclosed in
また、上記光半導体装置を長期的に使用していると、熱などによりリードフレームに含まれる銅が反射層の表面に向かって移動し蓄積する、いわゆるパイルアップ現象が発生することがある。このパイルアップ現象により銅が反射層の表面に向かって移動し蓄積すると、蓄積した銅により反射層が着色する。さらに当該銅と酸素との結合により酸化銅が生成され、光半導体装置における反射率が著しく低下してしまうという問題がある。また、製造工程で銅のパイルアップ現象が生じると表面に形成された酸化銅によりワイヤーボンディングの際、接着強度が落ち、接続不良が生じやすくなるという問題がある。 In addition, when the optical semiconductor device is used for a long period of time, a so-called pile-up phenomenon may occur in which copper contained in the lead frame moves and accumulates toward the surface of the reflective layer due to heat or the like. When copper moves toward the surface of the reflective layer and accumulates due to this pile-up phenomenon, the reflective layer is colored by the accumulated copper. Furthermore, there is a problem that copper oxide is generated by the bond between the copper and oxygen, and the reflectance in the optical semiconductor device is significantly reduced. Further, when a copper pile-up phenomenon occurs in the manufacturing process, there is a problem in that the bonding strength is lowered during wire bonding due to copper oxide formed on the surface, and connection failure is likely to occur.
このような銅のパイルアップ現象による反射率の低下を防止することを目的として、従来、基材と銀めっき層との間にニッケルめっき層等の中間めっき層が設けられてなる光半導体装置が提案されている(特許文献3参照)。しかし、ニッケルめっき層による銅の移動による反射層表面でのパイルアップ(蓄積)に対する抑制効果は十分ではなく、経時的にはニッケルめっき層を通って基材中の銅がパイルアップ(蓄積)してしまい、それにより反射率が低下してしまうという問題がある。 Conventionally, an optical semiconductor device in which an intermediate plating layer such as a nickel plating layer is provided between a base material and a silver plating layer for the purpose of preventing a decrease in reflectance due to the copper pile-up phenomenon. It has been proposed (see Patent Document 3). However, the effect of suppressing the pileup (accumulation) on the surface of the reflective layer due to the movement of copper by the nickel plating layer is not sufficient, and the copper in the substrate piles up (accumulates) through the nickel plating layer over time. As a result, there is a problem that the reflectance is lowered.
上記のような現状に鑑みて、本発明は、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るLED素子を載置するリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。 In view of the current situation as described above, the present invention has a high reflectivity at the initial stage of production, prevents a decrease in insulation due to ion migration of silver used as a reflective layer and a conductive layer, and is resistant to corrosive gases and the like. And a lead frame manufacturing method for mounting an LED element capable of effectively suppressing a decrease in reflectance due to pile-up of the copper when copper is present below the reflective layer. And
以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本願発明の請求項1は、LED素子を載置するLED用リードフレームの製造において、前記リードフレームのLED素子を載置する載置面を有するリードフレームを準備し、前記リードフレームの載置面側に銀または銀合金を含む反射層として銀反射層を設け、前記銀反射層を熱処理することにより粒界を減少させ、次に、前記銀反射層の一部が露出するように、且つ、部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層層の一部が露出するように、且つ、部分的に覆われた部位によって、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させるように、保護用物質を形成することを特徴とするリードフレームの製造方法である。
In view of the above situation, earnest research and development is proceeding.
ここで、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部を減少させるとは、前記保護用金属が前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部上に存在する状態を含む概念である。前記保護用金属が前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部のみに存在する状態が望ましいが、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部のみに存在する状態のみを示す意味で用いた用語ではない。前記保護用金属で覆われた部分の一定割合が、前記銀反射層の表面に露出した銀の粒界部である状態を示す概念として用いた用語である。 Here, reducing the silver grain boundary exposed on the surface of the silver reflective layer includes a concept including a state in which the protective metal exists on the silver grain boundary exposed on the surface of the silver reflective layer. It is. The state where the protective metal is present only in the silver grain boundary exposed on the surface of the silver reflective layer is desirable, but only the state present only in the silver grain boundary exposed on the surface of the silver reflective layer is shown. It is not a term used in meaning. It is a term used as a concept indicating a state in which a certain ratio of the portion covered with the protective metal is a grain boundary portion of silver exposed on the surface of the silver reflecting layer.
加えて、本願発明の請求項2のLED用リードフレームの製造方法は、前記保護部材で部分的に覆う処理は、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属をめっき法にて形成することを特徴とするとするリードフレームの製造方法である。
In addition, in the method for manufacturing an LED lead frame according to
本発明によれば、銀反射層の表面において、反射率が低く、銀合金又は銀の結晶欠陥、析出した不純物、拡散またはパイルアップした金属が集中している粒界部の露出部分が、保護用物質で覆われることにより減少する。従って、製造初期における反射率が高く、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制し得るといった効果がより顕著となる。 According to the present invention, on the surface of the silver reflection layer, the exposed portion of the grain boundary portion where the reflectance is low and the silver alloy or silver crystal defects, precipitated impurities, and diffused or piled-up metal are concentrated is protected. Decreased by being covered with the use material. Therefore, the reflectivity is high at the initial stage of manufacture, the deterioration of the insulating property due to the ion migration of silver used as a reflective layer and a conductive layer is prevented, and the resistance to corrosive gas is high, and further, below the silver reflective layer. When copper is present, the effect of effectively suppressing the decrease in reflectance due to the pile-up of the copper becomes more remarkable.
さらに、保護用物質で部分的に覆う処理の前に、前記銀反射層を熱処理することにより、銀合金又は銀の結晶粒子が大きく成長し、銀反射層の表面に露出する粒界が減少する。
銀反射層表面において、反射率に優れ反応性の低い非粒界部(銀合金又は銀の結晶部)の面積が相対的に増加し、例えば、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用物質で覆う必要がある粒界部の面積が減少するため、同一の銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには反射層の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下に対す効果を維持したうえで、より反射率が高い銀反射面を形成できる。また、比較的高価な金属が多い、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属の使用量を減少させることが、可能となり、コストの低減にも効果がある。
In addition, prior to the treatment with coercive Mamoruyo material partially covers, by heat-treating the silver reflective layer, a silver alloy or silver crystal grains grow large, intergranular exposed on the surface of the silver reflective layer Decrease.
On the surface of the silver reflection layer, the area of the non-grain boundary part (silver alloy or silver crystal part) having excellent reflectivity and low reactivity is relatively increased. For example, the standard electrode potential is lower than silver, and silver Since the area of the grain boundary part that needs to be covered with a protective material made of a metal having a lower Young's modulus is reduced, the deterioration of the insulation due to ion migration of the same silver is prevented, and the resistance to corrosive gases is also provided. In addition, when copper is present below the reflective layer, it is possible to form a silver reflecting surface with higher reflectivity while maintaining the effect of reducing the reflectivity due to the pile-up of the copper. In addition, it is possible to reduce the amount of metal that has a relatively large amount of expensive metal, has a lower standard electrode potential than silver, and has a lower Young's modulus than silver, and is effective in reducing costs.
請求項2に記載の構成要件を備えることにより、LED素子を載置するLED用リードフレームにおいて、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる金属が、銀よりも標準電極電位が低いことにより、銀が銀イオン化する代わりに、銀よりも標準電極電位が低い金属がイオン化することにより、所謂、犠牲金属として作用し、銀がイオン化することを防ぐ。さらに、前記銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる金属が、銀よりもヤング率の低い金属を用いることにより応力緩和作用を生じ、前記銀反射層表面の微細なクラック発生を防止する。従って、前記銀反射層表面に微細なクラックが発生することにより、反射率が低下するとともに、銀の反応表面の増加することを防止する。
3. A metal lead comprising a LED lead frame on which an LED element is mounted, wherein the silver reflective layer is partially covered so that a part of the silver reflective layer is exposed by providing the constituent elements according to
さらに、めっき法により反応性が高い銀反射層の表面に露出した粒界部から前記銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属が析出する。従って、銀反射面に露出する銀合金又は銀の粒界部をより一層選択的に覆う事が可能となる。また、反応性が高い部位から保護用金属を形成することになるため、めっき法により保護用金属を形成した後の銀反射層は、化学的に非常に安定したものとなる。一方で、反応性が高い部位から選択的に保護用金属が形成されることから、保護用金属の形成部位は、最小限に抑えることが可能となり、反射に寄与する銀反射層の表面に露出する銀合金又は銀の結晶部の面積を大きくする事が可能となり、初期反射率の高い銀反射面を形成することができる。 Further, a protective metal made of a metal having a standard electrode potential lower than that of the silver and a Young's modulus lower than that of the silver is deposited from the grain boundary exposed on the surface of the silver reflecting layer having high reactivity by plating. Therefore, the silver alloy or silver grain boundary exposed on the silver reflecting surface can be more selectively covered. Further, since the protective metal is formed from a highly reactive site, the silver reflective layer after the protective metal is formed by a plating method is chemically very stable. On the other hand, since the protective metal is selectively formed from highly reactive sites, the protective metal formation sites can be minimized and exposed to the surface of the silver reflective layer contributing to reflection. The area of the silver alloy or silver crystal part to be increased can be increased, and a silver reflecting surface having a high initial reflectance can be formed.
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面等を用いて以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment at all, In the range of the objective of this invention, it can add and change suitably.
[LED用リードフレーム]
まず、本発明のLED用リードフレームについて説明する。
まず、図1は、本発明の一実施形態に係るLED用リードフレーム10を示す図2のC−C断面の部分断面図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るLED用リードフレームの表面(LED素子載置面)側を示す部分平面図である。なお図1においては、LED用リードフレーム10の層構成を説明するため、便宜上、LED用リードフレーム10の断面を矩形形状として表示している。また、保護用金属は、便宜的に層をなすかのように記載しているが、後述するように、現実には、均一に銀反射層を覆う層とはなっておらず、銀反射面層上に、銀反射層を一部露出しつつ、部分的に形成されているに過ぎない。
[LED lead frame]
First, the LED lead frame of the present invention will be described.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2 showing an
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るLED用リードフレーム10は、LED素子11(後述)を載置するための載置領域MA(図2点線にて囲まれる各領域)を有する平板状の基材12と、当該基材12の少なくとも載置領域MA上に設けられてなる銀反射層13と、前記銀反射層13上に設けられ、前記銀反射層13の一部が露出するように前記銀反射層13を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属14を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[基材]
基材12としては、従来公知のリードフレーム用基材を用いることができ、例えば、銅、銅合金、42合金(ニッケル41%の鉄合金)等の金属基材(導電性基材)、もしくは、セラミックス、ガラス等の電気絶縁性基材表面に導電性材料層を設けてなる複合基材等を用いることができる。これらのうち、基材12の放熱性の観点から、金属基材(導電性基材)を用いるのが好ましい。
[Base material]
As the
図7、図8、図9に例示したように、基材12上には、各載置領域MAを囲むようにしてリフレクタ形成領域RAが設けられており、当該リフレクタ形成領域RAには、一の載置領域MAの外側を囲む、所定の深さを有する溝部20が形成されていてもよい。基材12のリフレクタ形成領域RAに溝部20が形成されていることで、例えば基材12が金属基材であって、その金属基材のリフレクタ形成領域に樹脂製のリフレクタ16を形成したときに、金属基材と樹脂製のリフレクタ16との密着性を向上させることができる。なお、溝部20の深さ、形状等は、樹脂製のリフレクタ16との密着性等を考慮して、適宜設定され得る。
As illustrated in FIGS. 7, 8, and 9, the reflector formation region RA is provided on the
基材12には、縦方向(又は横方向)に並列する複数の載置領域MAを縦断(又は横断)するようにして絶縁スリット19が形成されている。載置領域MAを縦断(又は横断)する絶縁スリット19が形成されていることで、LED用リードフレーム10がダイシングされて個片化されて得られる光半導体装置において、載置領域MAが大面積の第1リード部21及び小面積の第2リード部22に分割され、第1リード部21及び第2リード部22を電気的に独立したものとすることができる。なお、絶縁スリット19の短手方向の幅は、特に限定されるものではないが、例えば、200〜600μmの範囲で適宜設定することができる。
An insulating
[銀反射層]
銀反射層13は、基材12の載置領域MAに実装されたLED素子11からの発光を反射する役割を果たす層であり、銀、又は銀合金(銀と、スズ、パラジウム、銅、金、インジウム、ロジウム、亜鉛等の他の金属とを含有する合金)が基材12の少なくとも載置領域MA上に電気めっき等によりめっきされた後、所定の温度で加熱されてなるものである。なお、銀合金中の他の金属の含有量は、銀合金の溶融温度、反射率等を考慮して設定することができ、例えば、50質量%以下に設定することができる。高い反射率、高い導電性を実現できる観点からは、銀の純度が高い方が望ましい。
[Silver reflection layer]
The
めっき等により形成された銀反射層13は、加熱処理によって銀合金又は銀の結晶化を促進することで、表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52が相対的に減少し、イオンマイグレーションの抑止効果を向上し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層13の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下に対す予防効果を向上できる。また、保護用金属14で覆うべき表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52が減少することで反射率の向上を実現できる。
The
このようにして基材12上に形成されてなる銀反射層13は、その厚さ方向における所定の断面の全面積のうちの70%以上、好ましくは85%以上100%未満が、断面積1μm2以上の銀合金又は銀の結晶粒子51で占められることが望ましい。銀反射層13の厚さ方向における所定の断面の全面積における、断面積1μm2以上の銀合金又は銀の結晶粒子51の占める割合が上記範囲であれば、銀反射層13における銀合金又は銀の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52が効果的に低減されていることになり、結果として、より少ない保護用金属14により当該表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52が十分に被覆されるため、光半導体装置の製造初期における反射率をより向上させることができるとともに、反射層兼導電層として使用される銀のイオンマイグレーションによる絶縁性の低下を防止し、かつ腐食性ガス等に対する耐性も高く、さらには銀反射層13の下方に銅が存在する場合に当該銅のパイルアップによる反射率の低下を効果的に抑制することができる。
The silver
なお、本発明において「銀反射層13の厚さ方向所定の断面」とは、基材12の載置領域MA上の銀反射層13の厚さ方向における切断面のうち、SEMを用いて観察可能な領域であって、例えば、銀反射層13の厚さ方向及び面方向における長さが10μm×20μmの切断面である。また、本発明において「銀合金又は銀の結晶粒子51の断面積」とは、銀反射層13の厚さ方向における所定の断面に現れる銀合金又は銀の結晶粒子51切断面の面積を意味し、当該断面積は、例えばSEMを用いて当該切断面を観察し、EBSP検出器を用いて結晶方位を判別し、結晶粒子像を撮影し、粒径分布を算出する方法により測定することができる。
In the present invention, the “predetermined cross section in the thickness direction of the
本発明における銀反射層13の(特に熱処理により銀合金又は銀の結晶化を促進した場合の)SEMによる結晶粒像は、模式的には、図3に示したようなものとなる。表面から見た場合は、図3(A)に示すように、銀合金又は銀の結晶粒子51が観察され、銀合金又は銀の結晶粒子51と銀合金又は銀の結晶粒子51の間には、表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52(結晶粒界ともいう)が観察できる。また、図3の(A)のD−D断面である「銀反射層の厚さ方向所定の断面」は、SEMにより模式的に図3(B)のように観測され、銀反射層13の厚さ方向における所定の断面に現れる銀合金又は銀の結晶粒子51切断面の面積を算出することができる。
A crystal grain image by SEM of the
また、銀反射層13の所定の断面の全面積における断面積1μm2以上の銀合金又は銀の結晶粒子51の占める面積割合は、一の載置領域MA上の銀反射層13の任意の複数箇所(例えば3箇所)を切断し、当該切断面における当該面積割合の算術平均値として算出され得る。
Further, the area ratio of the silver alloy or
このような構成を有する銀反射層13の厚さは、特に限定されるものではないが、好ましくは1〜10μm、より好ましくは1〜5μm、特に好ましくは2〜4μmに設定され得る。
The thickness of the silver
[保護用金属]
本願発明においては、銀反射層13上に、銀反射層13の一部が露出するように保護用金属14にて被覆している。なお、本実施形態における保護用金属14は、微細な隙間から銀反射層13を露出させるように銀反射層13上に設けられてなるが、図1の断面図上において当該微細な隙間を表すことが極めて困難であるため、銀反射層13の全面が保護用金属14で被覆されているかのように表している(図2、図5〜図13においても同様である)。
[Protective metal]
In the present invention, the silver
前記保護用金属14の材質としては、犠牲金属として、銀がイオン化する代わりにイオン化することによって、銀のイオン化さらには、銀のイオンマイグレーションを防止する観点から、銀よりも標準電極電位が低い金属が優れた効果を示す。一方で、銀よりヤング率の高い金属では、ストレスによるクラックが生じ、銀表面にクラックを生じることによって銀の表面積が増大し、銀イオンの発生が容易となるため銀のイオンマイグレーションが促進され好ましくない。従って、保護用金属14の材料としては、銀よりも標準電極電位が低い金属であり、且つ、銀よりヤング率の低い金属であることが求められる。
The material of the
銀よりも標準電極電位が低い金属であり、且つ、銀よりヤング率の低い金属としては、錫、鉛、インジウム、ビスマス、カドミウム、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが、該当する。しかし、反応性が高すぎる金属は、形成と同時に酸化してしまう、もしくは、銀反射層13上に形成が困難である等の問題点もある。安定性、安全性、取扱易さ、形成の容易さの観点から、錫、インジウム、ビスマスが好適である。これらの金属は、めっき法にて容易に銀反射層13上に形成が可能であり、後述するめっき法のメリットも享受できるものである。
Examples of metals having a lower standard electrode potential than silver and having a Young's modulus lower than silver include tin, lead, indium, bismuth, cadmium, aluminum, magnesium, calcium, and the like. However, there is a problem that a metal having a high reactivity is oxidized at the same time as formation or is difficult to form on the
銀反射層13上への保護用金属14の形成は、銀反射層13の一部が露出するように前記銀反射層13を部分的に被覆する性状が好ましい。この時、保護用金属14は、図4に示すように、微細な隙間から銀反射層13を露出させるように銀反射層13上に設けられている。
The formation of the
銀反射層13の前面を膜上に被覆して保護用金属14を設ければ、銀反射層13の露出はなく、銀のイオンマイグレーションは好適に抑制することができる。また、空気中の硫化水素による銀反射層の経時的な反射率の低下を抑えることができる。しかし、そのようなLED用リードフレームから得られる光半導体装置の製造初期における反射率は、銀よりも反射率で劣る保護用金属14の反射率に依存する。従って、反射率が高い銀反射層が露出したLED用リードフレームから得られる光半導体装置と比較すると著しく反射率が小さなものとなり、初期の発光輝度の低下を招いてしまう。
If the
しかしながら、銀反射層13を保護用金属14で覆うことなく使用すると、経時的に、銀のイオンマイグレーションを起こし絶縁性に劣化を生じ光半導体装置の安定性、信頼性が著しく低下するものである。また、大気中の硫化水素による銀反射層13の反射率の低下も無視しがたくなる。
However, if the silver
本発明は、これらの問題点を解決すべく、反射率に優れた、銀反射層13の一部を露出させたまま、銀反射層13の一部のみを保護用金属14で部分的に被覆することにより、銀反射層13の反射率の高さを生かし、且つ、銀のイオンマイグレーション及び空気中の硫化水素による銀反射層13の経時的な反射率の低下を抑制することを見出したものである。
In order to solve these problems, the present invention partially covers only a part of the silver
ここで、銀のイオンマイグレーションの前提になる銀のイオン化は、主に、銀合金又は銀の結晶粒界において生じると考えられる。そのため、当該露出した銀合金又は銀の粒界部52を選択的に被覆するようにして保護用金属14を設けることにより、銀反射層13における銀のイオンマイグレーションを効果的に抑制することができるものと考えられる。しかしながら、断面積1μm2未満の銀合金又は銀の結晶粒子51が、銀反射層13の所定の断面の全面積のうちの30%を超えて占めている場合、所望とする反射率を得るために銀反射層13の一部を露出させるようにして保護用金属14を形成しても、当該露出した銀合金又は銀の粒界部52を保護用金属14により十分に被覆することができず、銀のイオンマイグレーションの抑制が困難となってしまうし、銀のイオンマイグレーションを抑制し得る程度に当該結晶粒界を保護用金属14により十分に被覆すると、所望とする反射率を得ることが困難となってしまう。一方、断面積1μm2未満の銀合金又は銀の結晶粒子51が、銀反射層13の所定の断面の全面積のうちの30%以下であることで、銀反射層13上に所望とする反射率が得られる程度の保護用金属14が設けられているだけであっても、銀反射層13を構成する銀合金又は銀のイオンマイグレーションを抑制することができ、結果として所望とする反射率をも得ることができる。
Here, it is considered that the ionization of silver, which is a premise of the ion migration of silver, mainly occurs at a silver alloy or a crystal grain boundary of silver. Therefore, by providing the
また、腐食性ガスによる銀合金又は銀の腐食についても、主に、銀合金又は銀の結晶粒界を起点として生じると考えられる。そのため、当該露出した銀合金又は銀の粒界部52を選択的に被覆するようにして保護用金属14を設けることにより、腐食性ガスによる銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制することができるものと考えられる。
Moreover, it is considered that the silver alloy or silver corrosion caused by the corrosive gas is mainly caused by the silver alloy or silver crystal grain boundary as a starting point. Therefore, by providing the
また、本実施形態における基材12として銅を含む基材12(銅基板、銅合金基板等)を用いた場合、本実施形態に係るLED用リードフレーム10を用いて製造される光半導体装置において、経時的に基材12に含まれる銅が銀反射層13上面に向かって移動し蓄積する、いわゆるパイルアップ現象が生じることがある。このときに、基材12に含まれる銅が銀反射層13における銀合金又は銀の粒界53を通じて移動し、酸素と結合して生成された酸化銅が銀反射層13の表面に露出すると、光半導体装置における反射率が低下してしまう。しかしながら、本実施形態に係るLED用リードフレーム10によれば、保護用金属14が露出した銀合金又は銀の粒界部52の少なくとも一部を被覆するようにして設けられていることで、基材12側から移動する銅が銀反射層13の表面まで到達するのを抑制することができ、また、銀反射層13の表面側から銀合金又は銀の粒界53に沿って酸素が入り込み難いため、銅と酸素との結合により酸化銅が生成されるのを抑制することができ、結果として光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
In the optical semiconductor device manufactured using the
さらに望ましくは、銀反射層13に保護用金属14を形成後の状態をSEMにて観測した際の模式図である図4に記載したように、表面においては(図4(A))、保護金属で覆われた部位によって銀反射層の表面に露出した銀の粒界部52を減少させるように形成されることによって、銀反射層13の表面に露出した、反射率に優れ、銀反射層の表面において、反応性が比較的低い銀合金又は銀の結晶粒子51を露出させたまま、銀反射層13の表面に露出した、反射率に劣り、反応性が高い露出した銀合金又は銀の粒界部52を保護用金属14で覆うことにより、銀のイオンマイグレーション及び空気中の硫化水素による銀反射層13の経時的な反射率の低下を抑制する効果と銀反射層の初期反射率の高さの両方にきわめてすぐれた効果を示すことを見出さした。
More desirably, as shown in FIG. 4 which is a schematic diagram when the state after the formation of the
図4に示したような、きわめてすぐれた、銀反射層13上への保護用金属14の形成は、電解めっき法によって達成される。電解めっき法による保護用金属14の析出は、反応性が高い部位、つまり、銀反射層13の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部から形成される。特に高い電流密度と低イオン濃度の電解層を使用する「ストライク(strike)」または「フラッシュ(flash)」と呼ばれる特殊なめっき法は、露出した銀合金又は銀の粒界部52に微小な保護用金属14を析出し、銀合金又は銀の結晶粒子51の露出部を最大限に生かす被覆を実現できる。
The excellent formation of the
保護用金属14の厚さは、5〜50nmであるのが好ましく、10〜30nmであるのがより好ましい。保護用金属14の厚さが上記範囲内であれば、銀のイオンマイグレーション、腐食性ガス(硫化水素など)による銀反射層13の腐食、銅のパイルアップによる着色を効果的に抑制することができる。なお、本実施形態において保護用金属14の厚さとは、本実施形態に係るLED用リードフレーム10の銀反射層13の露出面を含む平面と保護用金属14の最上面を含む平面との基材12に対する垂直方向における距離を意味するものとする。また、かかる保護用金属14の厚さは、集束イオンビーム(FIB)装置や蛍光X線測定装置等を用いて測定することができる。
The thickness of the
本実施形態に係るLED用リードフレーム10は、基材12と銀反射層13との間に、基材12と銀反射層13との密着性を向上させる下地めっき層(図示せず)を備えていてもよい。このような下地めっき層としては、例えば、無電解めっき、電気めっきにより形成した銅めっき層、ニッケルめっき層等が挙げられる。かかる下地めっき層の厚さは、例えば、10〜1000nmに適宜設定され得る。下地めっき層は、基材12と銀反射層13の接合性を高める機能を有する。
The
また、基材12と銀反射層13との間には、基材12側から順に、銅めっき層および銀めっき層が積層されていてもよい。
Moreover, between the
このうち銅めっき層は、銀めっき層のための下地層として用いられるものであり、銀めっき層と基材12との接合性を高める機能を有している。この銅めっき層の厚みは、0.005μm〜0.1μmとすることが好ましい。
Among these, the copper plating layer is used as a base layer for the silver plating layer, and has a function of improving the bondability between the silver plating layer and the
また銀めっき層は、銀反射層13のための下地層として用いられるものであり、銅めっき層と銀反射層13との接合性を高める機能を有している。なお銀めっき層の厚みは、銀反射層13より厚く、例えば1μm〜5μmとすることが好ましい。銀めっき層は、無光沢銀めっきまたは光沢銀めっきのいずれからなっていても良い。上述したように、銀反射層13の厚みは極めて薄いので、銀めっき層のプロファイルを表出させることができる。例えば、銀めっき層が無光沢めっきからなる場合には、銀反射層13の表面も無光沢とすることができ、銀めっき層が光沢めっきからなる場合には、銀反射層13の表面も光沢を帯びさせることができる。
The silver plating layer is used as a base layer for the
これらの銅めっき層および銀めっき層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10は、基材12と、基材12の載置面に直接設けられた銀反射層13とを有している。
A configuration in which these copper plating layer and silver plating layer are not provided is also possible. In this case, the
下地めっき層としてのニッケルめっき層の直上に銀反射層13を形成しようとすると、当該銀反射層13が剥離しやすくなるおそれがある。その一方で、銀反射層13との密着性を考慮して、ニッケルめっき層上に銅ストライクめっき層を形成したり、さらに銅ストライクめっき層上に銀ストライクめっき層を形成したりすると、かかるLED用リードフレーム10から得られる光半導体装置において、経時的に当該銅ストライクめっき層から銀反射層13の表面に向かっての銅のパイルアップ現象が生じてしまい、反射率が低下してしまうおそれがある。また、ニッケルめっき層は、基材12からの銅のパイルアップを抑止する効果があるものの、当該ニッケルめっき層の厚さが薄い(10〜200nm程度)と、パイルアップの抑止効果が不十分であり、基材12から銅が銀反射層13表面に向かって移動してしまう。しかしながら、本実施形態に係るLED用リードフレーム10によれば、保護用金属14が銀反射層13における銀合金又は銀の結晶粒界を被覆するようにして設けられていることで、当該LED用リードフレーム10から得られた光半導体装置において、ニッケルめっき層上に銅ストライクめっき層が形成されている場合や、ニッケルめっき層の厚さが薄い場合であっても、銀反射層13の下方(基材12、銅ストライクめっき層)から移動してきた銅が銀反射層13の表面にまで移動するのを防止することができるとともに、銀反射層13上の酸素が銀反射層13内に入り込むのを防止することができる。その結果として銅と酸素とが結合するのを抑制することができ、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
If the silver
なお、本実施形態に係るLED用リードフレーム10においては、各載置領域MAを囲むリフレクタ形成領域RAに樹脂製のリフレクタ16が形成されていてもよいし(図6、図7、図8、図9等参照)、当該樹脂製のリフレクタ16が形成されていなくてもよい(図1、図10参照)。
In the
[LED用リードフレームの製造方法]
上述したような構成を有するLED用リードフレーム10は、以下のようにして製造することができる。図5は、本実施形態に係るLED用リードフレーム10の製造工程を示す工程フロー図である。
[LED lead frame manufacturing method]
The
(基材のパターニング)
まず、図5(a)に示すように平板状の金属基材からなる基材12を準備する。この基材12は、上述のように例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%〜43%のFe合金)等からなる金属基材を使用することができる。基材12の厚さは、例えば、0.05mm〜0.5mmの範囲である。なお基材12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。
(Substrate patterning)
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、基材12の表裏にエッチング用レジスト41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41を形成する(図5(b))。なおエッチング用レジスト41としては、従来公知のものを使用することができる。
Next, the etching resist 41 is applied to the front and back surfaces of the
次に、エッチング用レジスト41を耐腐蝕膜として基材12に腐蝕液でエッチングを施す(図4(c))。腐蝕液は、使用する基材12の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、基材12として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、基材12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 41 is used as an anticorrosion film, and the
次いで、エッチング用レジスト41を剥離して除去する。このようにして、第1の部分と、第1の部分から離間した第2の部分とを有する基材12が得られる(図4(d))。またこの際、ハーフエッチングにより基材12の表面に溝部20を形成してもよい。
Next, the etching resist 41 is peeled and removed. Thus, the
次いで、エッチング用レジスト41を剥離して除去する。このようにして、第1の部分と、第1の部分から離間した第2の部分とを有する基材12が得られる(図4(d))。またこの際、ハーフエッチングによりLED用リードフレーム10の表面(上面)に溝部20が形成してもよい。
Next, the etching resist 41 is peeled and removed. Thus, the
(銀反射層の形成)
次に、基材12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42を設ける(図4(e))。このうち表面側のめっき用レジスト42は、銀反射層13の形成部位に相当する箇所に開口部が形成され、この開口部からは基材12のLED載置面10aが露出している。他方、裏面側のめっき用レジスト42は、基材12の裏面全体を覆っている。めっき用レジスト42が有する開口部の大きさ、形状等は、形成される銀反射層13の部位、形状等に応じて適宜設定され得る。
(Formation of silver reflective layer)
Next, a plating resist 42 having a desired pattern is provided on the front surface and the back surface of the base material 12 (FIG. 4E). Among these, the plating resist 42 on the surface side has an opening formed at a position corresponding to the formation site of the silver
基材12上に金属を析出させて、銀反射層13を形成する(図4(f))。
A metal is deposited on the
上述したように、銀反射層13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。ここで銀反射層13が白金と銀との合金からなる場合、銀反射層13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。一方、銀反射層13が金と銀との合金からなる場合、銀反射層13は、基材12給電層として、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。このようにして形成される銀反射層13の厚さは、例えば、1〜10 μ mであるのが好ましく、1〜5 μ mであるのがより好ましい。
As described above, the
また、上述のような銀を含むめっき膜を形成する場合は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電解めっきを施すことにより、基材12の表面に、めっき膜を形成することができる。銀めっき層を形成する電解めっき用めっき液のとしては、シアン化銀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。なお、前記めっき膜を形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程、を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき膜を形成してもよい。この場合、銅めっき層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。
Further, when forming a plating film containing silver as described above, for example, by performing electrolytic plating using a silver plating solution mainly composed of silver cyanide, a plating film is formed on the surface of the
なお、銀反射層13下に下地めっき層を設ける場合、銀めっき工程を行う前に、基材12の表面に下地めっき層(銅めっき層や所定の厚さ(10〜200nm程度)のニッケルめっき層、所望によりそれらの上に銅ストライクめっき層(厚さ50〜200nm程度)及び銀ストライクめっき層(厚さ50〜200nm程度)等)を形成する下地めっき層形成工程を加えることもできる。
In addition, when providing a base plating layer under the silver
(加熱工程)
続いて、銀合金又は銀からなる銀反射層13を有する基材12を加熱する。基材12の加熱温度は、当該銀反射層13を構成する銀合金又は銀の結晶粒子を再結晶化させることによって当該結晶粒子のサイズを増大させ得る温度、すなわち加熱後の銀反射層13の厚さ方向における所定の断面の全面積のうちの、好ましくは70%以上、より好ましくは85%以上100%未満が断面積1μm2以上の銀合金又は銀の結晶粒子で占められるような加熱温度であり、加熱後の銀反射層13において、当該銀反射層13の厚さの二乗以上の断面積を有する銀合金又は銀の結晶粒子が少なくとも1個存在するような加熱温度であるのが特に好ましい。かかる温度で加熱することにより、銀合金又は銀の結晶粒界53の少ない銀反射層13を形成することができる。具体的には、200〜500℃で加熱するのが好ましく、300〜450℃で加熱するのがより好ましい。
(Heating process)
Subsequently, the
また、基材12の加熱時間は、1〜10分間であるのが好ましく、2〜5分間であるのがより好ましい。基材12の加熱時間が1分未満であると、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の結晶粒子のサイズを効果的に増大させることができないおそれがあり、10分を超えても、それ以上銀合金又は銀の結晶粒子のサイズを増大させ、結晶粒界53を少なくすることが困難である。
Moreover, it is preferable that it is 1 to 10 minutes, and, as for the heating time of the
上記基材12の加熱は、窒素等の不活性ガス雰囲気下にて行うのが好ましい。不活性ガス雰囲気下にて基材12を加熱することで、加熱中における銀合金又は銀の腐食(酸化)をより抑制することができる。
The
なお、めっき用レジスト42が基材12の加熱により除去され得るようなものである場合、後述の保護用金属14形成工程前に、銀反射層13を露出させるようにしてめっき用レジスト42を再度設けてもよいし、めっき用レジスト42を設けなくてもよい。めっき用レジスト42を設けない場合には、基材12の裏面側やリフレクタ形成領域RAにも保護用金属14を構成する金属材料からなるめっき層が形成されることになる。また、めっき用レジスト42が基材12の加熱により除去され得ないものである場合には、加熱後の基材12においてめっき用レジスト42が残存した状態であるため、そのまま後述の保護用金属14形成工程に移行すればよい。
If the plating resist 42 can be removed by heating the
(保護用金属形成工程)
上述の加熱工程により基材12の表面に銀反射層13が形成された後、所定の形態で銀反射層13上に所定の保護用金属材料(銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属(例えば、インジウム、ビスマス、錫のうちのいずれか、又はそれらを含む合金等))を電気めっき法等によりめっきすることで、保護用金属14を形成する(図5(g))。このように所定の膜厚での所定の金属材料の電気めっき法等により保護用金属14を形成することで、銀反射層13の一部が露出するようにして保護用金属14を形成することができる。その後、めっき用レジスト42を取り除くことで、本実施形態に係るLED用リードフレーム10を製造することができる(図5(h))。
(Protective metal formation process)
After the silver
このとき、保護用金属は、好ましくは膜厚(銀反射層13の露出面を含む平面と保護用金属14の最上面を含む平面との基材12に対する垂直方向における距離)が、5〜50nm、特に好ましくは膜厚10〜30nmの保護用金属14を形成するようにして、所定の金属材料をめっきする。保護用金属14の膜厚が5nm未満であると、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制し得る程度の保護用金属14を形成するのが困難となるおそれがあり、50nmを超えると、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の腐食を効果的に抑制し得る程度の保護用金属14を形成することができるものの、銀反射層13における銀合金又は銀の結晶粒界以外の部分にも保護用金属14が形成されてしまい、かかるLED用リードフレームを用いて得られる光半導体装置の製造初期における反射率が低下してしまうおそれがある。
At this time, the protective metal preferably has a film thickness (distance in the direction perpendicular to the
上記範囲内の膜厚を有する保護用金属14を形成することで、銀合金又は銀の結晶粒界52の部分に選択的に保護用金属14が形成されることになる。特に、電気めっき法により保護用金属14を形成することで、銀合金又は銀の粒界部52の部分が、それ以外の部分に比べて電流密度が高くなり、当該銀合金又は銀の粒界部52に選択的に保護用金属14が形成されやすくなる。そして、前述したように、加熱された銀反射層13においては、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の粒界部52が少なくなっているため、銀反射層13の一部が露出するようにして保護用金属14が形成されたとしても、銀合金又は銀の粒界部52はほとんど露出しないことになる。その結果、銀反射層13での銀のイオンマイグレーションを効果的に抑制することができるとともに、腐食性ガス等による銀反射層13の腐食を効果的に抑制することができ、また、当該LED用リードフレーム10を用いて、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の反射率に応じた良好な反射率を有する光半導体装置を得ることができる。
By forming the
さらに、上記加熱工程により銀反射層13における銀合金又は銀の結晶粒子51のサイズを増大させて表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52を少なくし、上記保護用金属14形成工程により当該銀反射層13における露出した銀合金又は銀の粒界部52に選択的に保護用金属14が形成されることで、得られるLED用リードフレーム10を用いて製造される光半導体装置において、銀反射層13の下方(基材12、下地めっき層としての銅ストライクめっき層)側から表面に向かって移動してきた銅が、当該銀反射層13の表面にまで移動してくるのを防止することができるとともに、銀反射層13上の酸素が銀合金又は銀の結晶粒界53を通じて銀反射層13内に入り込むのを防止することができる。その結果として銅と酸素とが結合するのを抑制することができ、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
Further, the size of the silver alloy or
なお、銀合金を用いて銀反射層13を形成した場合、上述した保護用金属14を構成する金属材料は、当該銀反射層13を構成する銀合金と同一金属種を含む合金であってもよい。例えば、銀反射層13が銀インジウム合金により形成される場合に、当該銀インジウム合金よりもインジウムの組成比が大きい銀インジウム合金を用いて保護用金属14が形成されていてもよい。
In addition, when the silver
(樹脂製リフレクタ形成工程)
なお、本実施形態に係るLED用リードフレーム10の製造方法においては、上述の保護用金属14形成工程後、載置領域MAを囲むリフレクタ形成領域RAに樹脂製のリフレクタ16を形成する樹脂製リフレクタ形成工程をさらに有していてもよいし(図6、図7、図8、図9参照)、当該樹脂製リフレクタ形成工程を有していなくてもよい(図10参照)。かかる樹脂製リフレクタ形成工程を有する場合、後述する光半導体装置の製造方法において、LED用リードフレーム10のリフレクタ形成領域RAに樹脂製リフレクタを形成する工程を省略することができる。
(Resin reflector forming process)
In addition, in the manufacturing method of the
[光半導体装置]
続いて、上述したような構成を有するLED用リードフレーム10を用いた光半導体装置について説明する。図6は、本実施形態における光半導体装置30を示す断面図である。
[Optical semiconductor device]
Next, an optical semiconductor device using the
上述のLED素子11としては、例えば、従来一般に用いられているLED素子を用いることができる。ここで、LED素子11は、発光層として、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、または、InGaN等の各種GaN系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ものである。
As the
図6に示すように、本実施形態における光半導体装置30は、上述した本実施形態に係るLED用リードフレーム10の基材12と、LED用リードフレーム10の基材12のリフレクタ形成領域RAに、載置領域MAを取り囲むように、かつ載置領域MAを露出させるようにして設けられてなるリフレクタ16と、LED用リードフレーム10の基材12の載置領域MAに実装されてなるLED素子11と、LED素子11を封止するために、リフレクタ16により囲まれた空間内に封止樹脂が充填されてなる封止樹脂部17とを備える。
As shown in FIG. 6, the
リフレクタ16を構成する樹脂材料としては、電気絶縁性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリフタルアミド、エポキシ、シリコーン、液晶高分子等の1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、基材12の絶縁スリット19には、樹脂製のリフレクタ16と同一の樹脂材料が充填されている。
The resin material constituting the
本実施形態において、基材12の載置領域MAは、絶縁スリット19を介して第1リード部21と第2リード部22とに分割され、かつ絶縁スリット19には樹脂製のリフレクタ16を構成する樹脂材料と同一の樹脂材料が充填されている。これにより、第1リード部21と第2リード部22とは、それぞれ電気的に独立したものとなっている。
In the present embodiment, the mounting area MA of the
ボンディングワイヤ15は、例えば、金、銅、アルミ等の導電性の良い材料からなり、LED素子11は、その一の端子(図示せず)が基材12における大面積の第1リード部21に接続され、他の端子が小面積の第2リード部22にボンディングワイヤ15により接続されることで、載置領域MAに実装されている。
The
基材12上の銀反射層13は、絶縁スリット19により二分されてなる第1リード部21及び第2リード部22のそれぞれの表面に形成されてなる第1の銀反射層13と第2の銀反射層13とからなり、第1の銀反射層13と第2の銀反射層13との各縁部が絶縁スリット19を介して対向している。
The silver
封止樹脂部17を構成する封止樹脂としては、一般に光半導体装置30におけるLED素子11の封止に用いられる透光性樹脂を用いることができる。本発明に係る透光性樹脂としては、光の取り出し効率を向上させるために、LED素子11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。例えば、耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高いという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。また、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性樹脂や、それらの透光性樹脂に、蛍光物質、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の拡散材料の1種又は2種以上が含有されてなるもの等が挙げられる。かかる透光性樹脂として、シリコーン樹脂を用いるのが好ましい。光半導体装置30の封止樹脂部17を構成する封止樹脂は、光半導体装置30のリフローはんだ付けの際の加熱により熱に暴露されたり、LED素子11として高輝度LEDを用いる場合に当該高輝度LEDから発せられる強い光に暴露されたりする。この点において、シリコーン樹脂は、他の透光性樹脂(エポキシ樹脂等)に比して熱や光による変色等の透光性の劣化等を生じ難い樹脂材料であるため好ましい。その一方で、シリコーン樹脂は、他の透光性樹脂(エポキシ樹脂等)に比してガスバリア性が低いものであるものの、本実施形態に係るLED用リードフレーム10においては、銀のイオンマイグレーション及び腐食性ガス等による銀反射層13の腐食が効果的に抑制されている。したがって、本実施形態における光半導体装置30において、封止樹脂部17を構成する封止樹脂としてガスバリア性の低いシリコーン樹脂を用いたとしても、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の反射率に応じた良好な反射率を得ることができる。
As the sealing resin constituting the sealing
本実施形態における光半導体装置30は、波長400〜700nmの光を発することのできる装置であるのが好ましい。かかる範囲の波長を有する光は、光半導体装置30の銀反射層13の腐食により反射率の低下を招きやすい。しかし、本実施形態における光半導体装置30においては、銀反射層13の一部が露出するようにして保護用金属14が設けられ、当該銀反射層13が銀めっき層を加熱し、銀合金又は銀の結晶を成長させてなるものであることで銀反射層13を構成する露出した銀合金又は銀の粒界部52が少なくなっているため、銀反射層13の腐食が抑制され、かつ光半導体装置30の製造初期における反射率も高いものとなっている。そのため、本実施形態における光半導体装置30においては、波長400〜700nmの光の反射率を製造初期から経時的に高いレベルで維持することができる。
The
本実施形態における光半導体装置30は、下記のようにして製造することができる。
The
まず、本実施形態に係るLED用リードフレーム10を準備し、LED用リードフレーム10のリフレクタ形成領域RAに樹脂製のリフレクタ16を形成する。
First, the
次いで、当該LED用リードフレーム10の第1リード部21にLED素子11の一の端子を接続し、第2リード部22にLED素子11の他の端子をボンディングワイヤ15により接続する。
Next, one terminal of the
そして、LED素子11を載置した載置領域MA上の樹脂製のリフレクタ16により囲まれる空間内に封止樹脂を充填し、LED素子11及びボンディングワイヤ15を封止する封止樹脂部17を形成する。その後、ダイシングラインに沿ってダイシングすることにより個片化された光半導体装置30を得ることができる。
Then, a sealing resin is filled in a space surrounded by the
上述した光半導体装置30を構成するLED用リードフレーム10は、銀のイオンマイグレーションを抑止し、腐食性ガス等による銀反射層13の腐食を効果的に防止し得るものであるため、封止樹脂部17を構成する封止樹脂として特にガスバリア性の低いシリコーン樹脂等を使用したとしても銀反射層13を構成する銀合金又は銀のイオンマイグレーション及び腐食を効果的に防止することができる。したがって、本実施形態における光半導体装置30においては、封止樹脂部17を構成する封止樹脂として、熱や光の暴露等により変色等が生じ難いシリコーン樹脂を用いるのが好適である。
The
上述した構成を有する光半導体装置30によれば、当該光半導体装置30の製造に用いられるLED用リードフレーム10において、銀反射層13の一部が露出するようにして、当該銀反射層13の露出した結晶粒界上に保護用金属14が形成されているため、空気中の水分による銀のイオンマイグレーションや腐食性ガス等による銀反射層13の腐食が効果的に抑制され、銀反射層13を構成する銀合金又は銀の反射率に応じた良好な反射率を得ることができる。また、経時的に銀反射層13の下方(基材12、下地めっき層としての銅ストライクめっき層)から銅が移動してきたとしても、当該銅が銀反射層13の表面にまで移動してくるのを防止することができるとともに、銀反射層13上の酸素が銀反射層13内に入り込むのを防止することができる。その結果として銅と酸素とが結合するのを抑制することができ、光半導体装置における反射率の低下を抑制することができる。
According to the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
上記実施形態において、LED用リードフレーム10のダイシングラインは、個片化される1つの光半導体装置30に一のLED素子11(載置領域MA)が含まれるように設定されているが、これに限定されるものではなく、1つの光半導体装置30に複数個(例えば、4個)のLED素子11(載置領域MA)が含まれるように設定されていてもよい。
In the above embodiment, the dicing line of the
上記実施形態において、LED用リードフレーム10における載置領域MAは、基材12の縦方向(又は横方向)に並列する載置領域MAを縦断(又は横断)する絶縁スリット19により、大面積の第1リード部21及び小面積の第2リード部22に分割されているが、これに限定されるものではなく、例えば、基材12の縦方向(又は横方向)に並列する載置領域MAの略中央を縦断(又は横断)する絶縁スリット19により、略同一面積の第1リード部21及び第2リード部22に分割されていてもよい。この場合において、ボンディングワイヤに代えて、半田や、導電性および伝熱性を有する接着剤等によって、第1リード部21と第2リード部22に接続される形態(FlipChipPackage)もある。当該LED用リードフレーム10を用いて得られる光半導体装置30は、図8に示すように、第1リード部21及び第2リード部22を跨ぐようにして、LED素子11の一方の端子部が第1リード部21に接続され、他方の端子部が第2リード部22に接続された構成とすることができる。
In the above embodiment, the mounting area MA in the
また、図9に示すように、載置領域MAは、基材12の縦方向(又は横方向)に並列する載置領域MAを縦断(又は横断)する、2つの平行する絶縁スリット19、19により、第1〜第3リード部に分割されていてもよい。この場合において、当該LED用リードフレーム10を用いて得られる光半導体装置30は、載置領域MAの中央(2つの絶縁スリット19、19の間)に位置する第3リード部23にLED素子11が実装され、LED素子11の一方の端子部が第1リード部21に接続され、他方の端子部が第2リード部22に接続された構成とすることができる。
Further, as shown in FIG. 9, the mounting area MA has two parallel insulating
さらに、上記実施形態においては、LED用リードフレーム10のダイシングラインに沿って複数の貫通孔が形成されていてもよい。このような構成を有するLED用リードフレーム10であれば、当該LED用リードフレーム10を用いて光半導体装置30を製造する過程において、LED用リードフレーム10をダイシングして個片化する際におけるダイシングすべき金属量をさらに低減することができ、ダイシングブレードにかかる負荷をさらに低減することができる。また、上金型及び下金型を用いて基材12をクランプし、金型のキャビティ内に樹脂を流し込んで硬化させることでリフレクタ形成領域RAに樹脂製のリフレクタ16を形成するときに、当該貫通孔を介してリフレクタ形成領域RAに位置するキャビティのすべてに樹脂を行き渡らせることができる。
Furthermore, in the above embodiment, a plurality of through holes may be formed along the dicing line of the
さらにまた、上記実施形態においては、基材12の各載置領域MAに相当する所定形状の開口部を有するめっき用レジスト42を設け、当該開口部にて露出する基材12上に銀反射層13を形成しているが、当該めっき用レジスト42を設けずに基材12の全面に銀反射層13を形成してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, a plating resist 42 having an opening of a predetermined shape corresponding to each mounting area MA of the
また、上記実施形態において、光半導体装置30は、載置領域MAを取り囲み、かつ載置領域MAを露出させる樹脂製のリフレクタ16を有するが、図10に示すように、上記LED用リードフレーム10の基材12と、一の端子(図示せず)がLED用リードフレーム10の基材12における大面積の第1リード部21に接続され、他の端子が小面積の第2リード部22にボンディングワイヤ15により接続されることで、載置領域MAに実装されてなるLED素子11と、基材12及びLED素子11を被覆する封止樹脂により構成される封止樹脂部17とを備え、樹脂製のリフレクタ16を有しないものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、図示しないが、1個の第1リード部の上面に2個のLED素子11が載置され、ボンディングワイヤ15により接続される形態も挙げられる。
In addition, although not shown in the figure, a form in which two
なお、LED素子11は、一般に、半田や、伝熱性を有する接着剤により固定実装される。ここで、半田の代わりにダイボンディングペーストを用いる場合には、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。また、ACF(異方性導電フィルム)、ACP(異方性導電ペースト)、NCF(非導電性フィルム)、またはNCP(非導電性ペースト)等を用いてLED素子11の第1リード部21、および第2リード部22に直接接続する方法もある。
The
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に
何ら限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to the following Example etc. at all.
〔実施例1〕
基材12として厚み0.2mm、横60mm×縦50mmの大きさの銅板を準備した。所定の形状にエッチング用レジスト41を形成後、塩化第二鉄水溶液を使用し、基材12の両面からスプレーエッチングにより、図2に示す形状の絶縁スリット19形成した。絶縁スリット19形成後、エッチング用レジスト41は剥離し除去した。なお、縦方向に隣接する載置領域MAのピッチを3mmとし、横方向に隣接する載置領域MAのピッチを4mmとし、基材12上に13行×13列のマトリックス状に配列された載置領域MAを設けるように、絶縁スリット19を形成した。
[Example 1]
A copper plate having a thickness of 0.2 mm, a width of 60 mm, and a length of 50 mm was prepared as the
このようにして得られた基材12のLED素子11の載置面側に所定形状の開口部を有するめっき用レジスト42を形成するとともに、他方の面(裏面)側の一面に絶縁性のめっき用レジスト42を形成した。そして、基材12の載置面側の開口部を介して露出する基材12上に、下地層として銅のストライクめっき(厚さ0.05μm)を施した後、電気めっき法により銀めっきを施し銀反射層13(厚み:3μm)を形成した。次に、銀反射層13を形成した基材12を400℃で2分間、リフロー炉(製品名:RN−CS,パナソニック社製)を用いて加熱した。
A plating resist 42 having an opening of a predetermined shape is formed on the mounting surface side of the
続いて、上記のようにして形成した銀反射層13上に、錫のフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するように錫による膜厚10nmの保護用金属14を形成し、その後めっき用レジスト42を除去して、LED用リードフレーム10(実施例1)を作製した。かかる錫めっきによる保護用金属14は、具体的には、銀めっき層が形成され、加熱された基材12を、メタンスルホン酸錫を含有するめっき浴(錫濃度:2.0g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:10mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
Subsequently, the
[実施例2]
実施例1において錫のフラッシュめっき液に変えてメタンスルホン酸ビスマスを含有するフラッシュめっき液を用いて銀反射層13上にめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するようにビスマスによる膜厚10nmの保護用金属14を形成し、その後めっき用レジスト42を除去して、LED用リードフレーム10(実施例2)を作製した。かかるビスマスめっきによる保護用金属14は、具体的には、銀めっき層が形成され、加熱された基材12を、メタンスルホン酸ビスマスを含有するめっき浴(錫濃度:5.0g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:15mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
[Example 2]
In Example 1, by using a flash plating solution containing bismuth methanesulfonate instead of the tin flash plating solution, plating is performed on the silver
[実施例3]
実施例1において錫のフラッシュめっき液に変えてインジウムのフラッシュめっき液を用いて銀反射層13上にめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するようにインジウムによる膜厚10nmの保護用金属14を形成し、その後めっき用レジスト42を除去して、LED用リードフレーム10(実施例3)を作製した。かかるインジウムめっきによる保護用金属14は、具体的には、銀めっき層が形成され、加熱された基材12を、メタンスルホン酸インジウムを含有するめっき浴(インジウム濃度:3.0g/L)に1分間浸漬させて電気めっき処理(電流密度:15mA/dm2)を施し、水洗浄し、乾燥することにより形成した。
[Example 3]
In Example 1, the silver
[比較例1]
実施例1において錫のフラッシュめっき液によりめっきを施さず、従って、銀反射層13の表面に保護用金属14を形成することなく、めっき用レジスト42を除去して、LED用リードフレーム(比較例1)を作製した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the plating flash was not applied with the tin flash plating solution. Therefore, the plating resist 42 was removed without forming the
このようにして形成された実施例1、実施例2、実施例3のLED用リードフレーム10、及び、比較例1のLED用リードフレーム中の載置領域MAの中から、一の載置領域MAを任意に選択し、当該載置領域MA上の銀めっき層を、任意に選択した3箇所において切断した。そして、当該3箇所の切断面を、SEM(日本電子社製,製品名:JSM−7001F)を用いて観察し、EBSP検出器(TSL社製,条件:傾斜70度,加速電圧15kV,印加電流10nA,範囲20μm×3μm)を用いて結晶方位を判別し、結晶粒像を撮影し、粒径分布を算出する方法により、当該銀めっき層の断面における銀の結晶粒子の断面積を測定した。
One mounting area out of the mounting areas MA in the
その結果、実施例1、実施例2、実施例3にて作製したLED用リードフレーム10、及び、比較例1のLED用リードフレームは、いずれも銀めっき層の厚さ方向の切断面の全面積に占める、断面積1μm2以上の銀の結晶粒子の面積割合(3箇所の切断面における面積割合の算術平均値)は、96%であった。また、当該切断面に現れる銀の結晶粒子の最大断面積(3箇所の切断面のそれぞれにおける銀の結晶粒子の最大断面積の算術平均値)は、35μm2であった。
As a result, the
また、実施例1、実施例2、実施例3にて作製したLED用リードフレーム10中の載置領域MAの中から、それぞれ一の載置領域MAを任意に選択し、当該載置領域MA上の銀反射層13の表面を、SEM(日本電子社製,製品名:JSM−7001F)を用いて観察したところ、実施例1、実施例2、実施例3にて作製したLED用リードフレームいずれにおいても、図4の(A)の模式図のように、銀反射層13の表面に露出した銀合金又は銀の粒界部52に選択的に保護用金属14が析出し、表面に露出した銀の結晶粒子部も大部分が保護用金属14に覆われることなく露出していることが確認できた。
In addition, one mounting area MA is arbitrarily selected from the mounting areas MA in the
実施例1、実施例2、実施例3にて作製したLED用リードフレーム10、及び、比較例1のLED用リードフレームを用いて、図6に記載したタイプの光半導体装置を作成した。すなわちトランスファーモールド法によりエポキシ樹脂のリフレクタ16及び絶縁樹脂18を形成し、第1リード部にInGaN等の各種GaN系化合物半導体単結晶からなるLED素子を載置し、さらに、LED素子と第2リード部とを金のワイヤを用いてボールボンディングにて接続した後、シリコーン樹脂により封止樹脂部17を形成することにより、本実施例に記載のLED用リードフレーム10を用いた光半導体装置30を作製した。
Using the
本実施例1、実施例2、実施例3にて作製したLED用リードフレーム10を用いた光半導体装置は、いずれも、比較例1にて作製したLED用リードフレームを用いた光半導体装置と比較して、製造工程にて、ワイヤーボンディングの不良が少なく、初期の発光効率に優れ、長期の使用に対しても輝度の減衰、発光波長の変化の少ない優れた性能を示すものであった。
The optical semiconductor device using the
[反射率の評価試験]
反射率の変化、及び、銅のパイルアップについて、銀反射層13以外の部位(LED素子11実装上の差、リフレクタ16の形状誤差)の影響を避けて評価するため、反射率の評価用サンプルを作成して評価した。
[Reflectance evaluation test]
In order to evaluate changes in reflectance and copper pile-up while avoiding the influence of parts other than the silver reflective layer 13 (difference in mounting of the
(サンプル1−1…実施例1相当)
反射率評価用のサンプルである、反射率測定用試験片は、基材12に相当する厚み0.1mm、横60mm×縦50mmの大きさの銅板を準備し、エッチングをすることなく、脱脂工程後に、下地層として銅のストライクめっき(厚さ0.05μm)を施した後、電気めっき法により銀めっきを施し、銀反射層13(厚み:3μm)を形成した。本反射率測定用試験片に対して、実施例1に相当するサンプル1として、銀反射層13を形成した基材12を400℃で2分間、リフロー炉(製品名:RN−CS,パナソニック社製)を用いて加熱した。続いて、上記のようにして形成した銀反射層13上に、錫のフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するように錫による膜厚10nmの保護用金属14を形成し、実施例1に相当するサンプル1−1とした。
(Sample 1-1: equivalent to Example 1)
A test sample for reflectance measurement, which is a sample for reflectance evaluation, is prepared by preparing a copper plate having a thickness of 0.1 mm, a width of 60 mm and a length of 50 mm corresponding to the
(サンプル2−1…実施例2相当)
サンプル1−1において錫のフラッシュめっき液の代わりにビスマスのフラッシュめっき液を使用し銀反射層13上に、ビスマスのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するようにビスマスによる膜厚10nmの保護用金属14を形成し、実施例2に相当するサンプル2−1とした。
(Sample 2-1 ... equivalent to Example 2)
In Sample 1-1, a bismuth flash plating solution is used instead of the tin flash plating solution, and a part of the silver
(サンプル3−1…実施例3相当)
サンプル1−1において錫のフラッシュめっき液の代わりにインジウムのフラッシュめっき液を使用し銀反射層13上に、インジウムのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより銀反射層13の一部を露出するようにインジウムによる膜厚10nmの保護用金属14を形成し、実施例3に相当するサンプル3−1とした。
(Sample 3-1 ... equivalent to Example 3)
In Sample 1-1, an indium flash plating solution is used instead of a tin flash plating solution, and plating is performed on the silver
(サンプル4−1…比較例1相当)
サンプル1−1において銀反射層13を形成した基材12を400℃で2分間、リフロー炉(製品名:RN−CS,パナソニック社製)を用いて加熱した。後保護用金属を形成しなかった比較用サンプルを作成しサンプル4−1とした。
(Sample 4-1 ... equivalent to Comparative Example 1)
The
(反射率の評価)
初期の反射率の評価としては、初期反射率を、また、経時に硫化による反射率の評価としては硫化試験後反射率を測定し、結果を、表1の反射率に関する試験結果にまとめた。
(Evaluation of reflectance)
The initial reflectivity was evaluated as the initial reflectivity, and the reflectivity after sulfidation was measured over time as the reflectivity due to sulfurization. The results are summarized in the test results relating to the reflectivity in Table 1.
初期反射率は、サンプル4−1から4−4を作製後ただちに、反射型分光光度計(島津製作所製 UV2550)を用いて、可視光領域の反射率を測定したものである。
また、硫化試験後反射率は、サンプル4−1から4−4を作製後ただちに、硫化アンモニウム溶液0.2%に5分浸漬。処理後のサンプルを反射型分光光度計(島津製作所製 UV2550)で測定したものである。
The initial reflectance is obtained by measuring the reflectance in the visible light region using a reflective spectrophotometer (UV2550, manufactured by Shimadzu Corporation) immediately after preparing Samples 4-1 to 4-4.
The reflectivity after the sulfidation test was immersed in 0.2% ammonium sulfide solution for 5 minutes immediately after preparing Samples 4-1 to 4-4. The treated sample was measured with a reflection type spectrophotometer (UV2550, manufactured by Shimadzu Corporation).
また、銅のパイルアップ(蓄積)による着色の指針としてパイルアップ試験後評価を行った。パイルアップ試験後評価は、サンプル4−1から4−4を作製後ただちに、400℃で30分間、リフロー炉(製品名:RN−CS,パナソニック社製)を用いて加熱した後、目視で未加熱のサンプルと比較して、着色が認められたものを×、着色が認められなかったものを○として評価した。 Moreover, the evaluation after a pileup test was performed as a coloring guideline by copper pileup (accumulation). The evaluation after the pile-up test was carried out immediately after producing Samples 4-1 to 4-4, after heating using a reflow furnace (product name: RN-CS, manufactured by Panasonic Corporation) at 400 ° C. for 30 minutes. In comparison with the heated sample, the case where coloring was observed was evaluated as x, and the case where coloring was not observed was evaluated as ◯.
表1に示すように、実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−1、サンプル2−1、サンプル3−1においては、初期反射率が優れているとともに、硫化験後の反射率の低下が顕著に抑制されていることが確認された。一方、サンプル1−4においては、初期反射率はサンプル1−1、サンプル2−1、サンプル3−1と略同等であると評価することができるものの、硫化験後の反射率が著しく低下していることが確認された。サンプル1−5においては、硫化験後の反射率の低下はほとんど確認されなかったが、銀めっき層の全面にインジウムめっき層が形成されていることで、初期反射率が低下してしまうことが確認された。このように、実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−1、サンプル2−1、サンプル3−1のように、銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備えることで、製造初期における反射率を向上させるとともに、硫化水素等の腐食性ガスに対する耐性をも向上させることができると考えられる。 As shown in Table 1, in Sample 1-1, Sample 2-1, and Sample 3-1, which correspond to Example 1, Example 2, and Example 3, the initial reflectance is excellent, and after the sulfurization test It was confirmed that the decrease in the reflectance was significantly suppressed. On the other hand, in Sample 1-4, although the initial reflectivity can be evaluated to be substantially the same as Sample 1-1, Sample 2-1, and Sample 3-1, the reflectivity after the sulfidation test is significantly reduced. It was confirmed that In sample 1-5, the decrease in reflectivity after the sulfidation test was hardly confirmed, but the initial reflectivity may be decreased due to the formation of the indium plating layer on the entire surface of the silver plating layer. confirmed. Thus, like the sample 1-1, the sample 2-1, and the sample 3-1, which correspond to the example 1, the example 2, and the example 3, the silver reflection layer is exposed so that a part of the silver reflection layer is exposed. By providing a protective metal made of a metal having a standard electrode potential lower than that of silver and a Young's modulus lower than that of silver, which partially covers the layer, the reflectance in the initial stage of production is improved, and sulfurization is performed. It is considered that resistance to corrosive gases such as hydrogen can be improved.
また、表1に示すように、実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−1、サンプル2−1、サンプル3−1においては、銅のパイルアップが抑制されることが確認された。サンプル1−4においては、試験用リードフレーム銀反射層113上に試験用リードフレーム保護用金属114が形成されていないことで、基材12からの銅のパイルアップにより試験用リードフレーム銀反射層113の着色がみられたものと推察される。実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−1、サンプル2−1、サンプル3−1においては、試験用リードフレーム銀反射層113上の試験用リードフレーム保護用金属114により基材12からの銅のパイルアップが抑制され、反射率の低下を抑制することができたものと推察される。
Moreover, as shown in Table 1, in Sample 1-1, Sample 2-1, and Sample 3-1, which correspond to Example 1, Example 2, and Example 3, copper pileup is suppressed. confirmed. In Sample 1-4, the test lead frame
[イオンマイグレーションの評価試験]
銀のイオンマイグレーションについて、銀反射層13以外の部位(LED素子11実装上の差、リフレクタ16の形状誤差)の影響を避けて評価するため、イオンマイグレーションの評価用サンプルを作成して評価した。
[Ion migration evaluation test]
In order to evaluate silver ion migration while avoiding the influence of parts other than the silver reflecting layer 13 (difference in mounting the
(サンプル1−2…実施例1相当)
銅板(厚さ:0.1mm)を用いてエッチング法により図11の(a−1)に示す形状の櫛形電極を持つイオンマイグレーション試験用リードフレーム101を作成した。この際、絶縁スリット119及び電極部の寸法はW1、W2,W3ともに50μmに形成した。この櫛型電極(a−1)上に実施例1と同様に銅ストライクめっきをした後、電解めっきにより銀反射層13に相当する光沢性の銀めっき層を試験用リードフレーム銀反射層113として形成し、ホットプレートを用いて熱処理400℃にて2分を行った(図11(b−1)。次に実施例1同様に試験用リードフレーム銀反射層113上にスズフラッシュめっき液により、部分的にスズによる試験用リードフレーム保護用金属114を形成する(図11(c−3))。試験用リードフレーム保護用金属114を設けた面が露出するように、トランスファーモールド法によりエポキシ樹脂の試験用リードフレーム絶縁樹脂層118(実施例1の絶縁樹脂18に相当)を形成した(図12(d−1)。次に櫛形電極部にシリコーン樹脂により試験用リードフレーム封止樹脂部117(封止樹脂部17に相当)を形成し(図12(e−1)、図12の(f−1)ように切断し、イオンマイグレーション試験片(櫛形電極:L/S=50um/50um)を作製した。
(Sample 1-2: equivalent to Example 1)
Using a copper plate (thickness: 0.1 mm), an ion migration
(サンプル2−2…実施例2相当)
サンプル1−2において錫のフラッシュめっき液の代わりにビスマスのフラッシュめっき液を使用し試験用リードフレーム銀反射層113上に、ビスマスのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより試験用リードフレーム銀反射層113の一部を露出するようにビスマスによる膜厚10nmの試験用リードフレーム保護用金属114を形成し、実施例2に相当するサンプル2−2とした。
(Sample 2-2: equivalent to Example 2)
In Sample 1-2, a bismuth flash plating solution is used instead of a tin flash plating solution, and the test leadframe silver
(サンプル3−2…実施例3相当)
サンプル1−2において錫のフラッシュめっき液の代わりにインジウムのフラッシュめっき液を使用し試験用リードフレーム銀反射層113上に、インジウムのフラッシュめっき液によりめっきを施すことにより試験用リードフレーム銀反射層113の一部を露出するようにビスマスによる膜厚10nmの試験用リードフレーム保護用金属114を形成し、実施例2に相当するサンプル3−2とした。
(Sample 3-2 ... equivalent to Example 3)
In Sample 1-2, a test leadframe silver reflective layer was prepared by plating an indium flash plating solution on the test leadframe silver
(サンプル4−2…比較例1相当)
サンプル1−2において試験用リードフレーム銀反射層113を形成後ホットプレートを用いて熱処理400℃にて2分を行った(図13(b−1)、後保護用金属を形成しなかった比較用サンプルを作成し(図13(c−1))サンプル4−2とした。
(Sample 4-2 ... equivalent to Comparative Example 1)
In Sample 1-2, after forming the test leadframe silver
(イオンマイグレーション試験)
サンプル4−1から4−4を作製後ただちに、絶縁抵抗を測定装置(楠本化成製 SIR 13)にて測定し初期の絶縁抵抗値とした。また、温度85℃、湿度85%R.H.の槽にサンプルを設置し、DC12Vを500時間、1000時間印加した後絶縁抵抗値を測定し評価した。評価の結果を表2のイオンマイグレーションに関する試験結果を記載する。表2において、「○」は絶縁抵抗が、1.0×108Ω以上、「△」は絶縁抵抗が、1.0×104Ω〜1.0×106Ω、「×」は絶縁抵抗が、1.0×104Ω以下であることを示している。
(Ion migration test)
Immediately after preparing Samples 4-1 to 4-4, the insulation resistance was measured with a measuring device (
表2に示すように、実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−2、サンプル2−2、サンプル3−2においては、銀のイオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下が抑制されている。一方、サンプル4−2においては、初期の絶縁抵抗値はサンプル1−2、サンプル2−2、サンプル3−2と略同等であると評価することができるものの、イオンマイグレーション試験後の絶縁抵抗の値が著しく上昇していることが確認された。このように、実施例1、実施例2、実施例3に相当するサンプル1−2、サンプル2−2、サンプル3−2のように、銀反射層の一部が露出するように前記銀反射層を部分的に被覆してなる、銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりもヤング率の低い金属よりなる保護用金属を備えることで、銀のイオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下が抑制できると考えられる。 As shown in Table 2, in Sample 1-2, Sample 2-2, and Sample 3-2 corresponding to Example 1, Example 2, and Example 3, a decrease in insulation resistance due to silver ion migration is suppressed. ing. On the other hand, in Sample 4-2, although the initial insulation resistance value can be evaluated to be substantially equivalent to Sample 1-2, Sample 2-2, and Sample 3-2, the insulation resistance after the ion migration test is It was confirmed that the value rose remarkably. Thus, like the sample 1-2, the sample 2-2, and the sample 3-2 corresponding to Example 1, Example 2, and Example 3, the silver reflection is performed so that a part of the silver reflection layer is exposed. Suppressing the decrease in insulation resistance due to ion migration of silver by providing a protective metal made of a metal partially covered with a layer and having a lower standard electrode potential than silver and a lower Young's modulus than silver It is considered possible.
これらの評価結果より、実施例1、実施例2、実施例3におけるLED用リードフレーム10を使用して光半導体装置を作製した際には、イオンマイグレーションによる絶縁抵抗の低下に起因する信頼性の低下が抑えられることがわかる。また、同時に、空気中の硫化水素により銀反射面の着色に起因する光半導体装置の発光効率の低下を抑制すること、銅のパイルアップに起因する製造時のワイヤーボンディング不良の削減、及び、銅のパイルアップに起因する長期使用時の発光効率の低下の抑制に対しても優れた効果があることがわかる。
From these evaluation results, when an optical semiconductor device was fabricated using the
本発明は、LED素子を利用する種々の光半導体装置の製造において、初期の反射率を高く維持したうえで、銀反射層のイオンマイグレーション、硫化や銅のパイルアップによる着色を抑え長期にわたって抑制することにより、光半導体装置の発光効率の低下を抑制する有用な発明である。 In the manufacture of various optical semiconductor devices using LED elements, the present invention maintains a high initial reflectivity and suppresses coloration due to ion migration, sulfurization and copper pile-up of the silver reflection layer over a long period of time. Thus, the invention is useful for suppressing a decrease in light emission efficiency of the optical semiconductor device.
10:LED用リードフレーム
10a:リードフレームLED置載面
11:LED素子
12:基材
13:銀反射層
14:保護用金属(銀よりも標準電極電位が低く、且つ、銀よりも弾性率の低い金属)
15:ボンディングワイヤ
16:リフレクタ
17:封止樹脂部
18:絶縁樹脂
19:絶縁スリット
20:溝部
21:第1リード部
22:第2リード部
23:第3リード部
30:光半導体装置
41:エッチング用レジスト
42:めっき用レジスト
51:銀合金又は銀の結晶粒子
52:露出した銀合金又は銀の粒界部
53:銀合金又は銀の粒界
61a:パッケージ連結部
61b:パッケージ連結部
61c:パッケージ連結部
101:インマイグレーション試験用リードフレーム
113:試験用リードフレーム銀反射層
114:試験用リードフレーム保護用金属
117:試験用リードフレーム封止樹脂部
118:試験用リードフレーム絶縁樹脂
119:試験用リードフレーム絶縁スリット
RA:リフレクタ形成領域
MA:載置領域
PA:パッケージ領域
10:
15: bonding wire 16: reflector 17: sealing resin part 18: insulating resin 19: insulating slit 20: groove part 21: first lead part 22: second lead part 23: third lead part 30: optical semiconductor device 41: etching Resist 42: Plating resist 51: Silver alloy or silver crystal particle 52: Exposed silver alloy or silver grain boundary 53: Silver alloy or
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016025983A JP6094695B2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Manufacturing method of LED lead frame |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016025983A JP6094695B2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Manufacturing method of LED lead frame |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012085227A Division JP5970922B2 (en) | 2012-04-04 | 2012-04-04 | LED lead frame and optical semiconductor device using the same |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017026035A Division JP2017092500A (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Lead frame for led, optical semiconductor device, and method of manufacturing lead frame for led |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016106423A JP2016106423A (en) | 2016-06-16 |
JP6094695B2 true JP6094695B2 (en) | 2017-03-15 |
Family
ID=56120151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016025983A Expired - Fee Related JP6094695B2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Manufacturing method of LED lead frame |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6094695B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6947988B2 (en) | 2019-01-28 | 2021-10-13 | 日亜化学工業株式会社 | Manufacturing method of light emitting device |
JP6916450B2 (en) * | 2019-04-01 | 2021-08-11 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device and its manufacturing method |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2915623B2 (en) * | 1991-06-25 | 1999-07-05 | 古河電気工業株式会社 | Electrical contact material and its manufacturing method |
JPH05209256A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | Reed frame material and its production |
JP3394990B2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-04-07 | 古河サーキットフォイル株式会社 | Metal composite sheet, circuit board laminate using the same |
JP4251319B2 (en) * | 2003-06-27 | 2009-04-08 | 日本製箔株式会社 | Thick copper sheet and printed wiring board using it |
JP4367457B2 (en) * | 2006-07-06 | 2009-11-18 | パナソニック電工株式会社 | Silver film, silver film manufacturing method, LED mounting substrate, and LED mounting substrate manufacturing method |
JP5612355B2 (en) * | 2009-07-15 | 2014-10-22 | 株式会社Kanzacc | Plating structure and method of manufacturing electrical material |
-
2016
- 2016-02-15 JP JP2016025983A patent/JP6094695B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016106423A (en) | 2016-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10263166B2 (en) | Light emitting device | |
US9966517B2 (en) | LED leadframe or LED substrate, semiconductor device, and method for manufacturing LED leadframe or LED substrate | |
JP5998621B2 (en) | LED lead frame and semiconductor device using the LED lead frame | |
JP5970922B2 (en) | LED lead frame and optical semiconductor device using the same | |
JP2017092500A (en) | Lead frame for led, optical semiconductor device, and method of manufacturing lead frame for led | |
JP2013197471A (en) | Substrate for led, manufacturing method of the same, and semiconductor device | |
JP6015231B2 (en) | LED element mounting substrate, method for manufacturing the same, and semiconductor device using the LED element mounting substrate | |
JP2022168010A (en) | Metal material for optical semiconductor device, method of manufacturing the same, and optical semiconductor device using the same | |
US10164162B2 (en) | Light emitting device, package for light emitting device, and method for manufacturing light emitting device | |
JP6094695B2 (en) | Manufacturing method of LED lead frame | |
JP5978705B2 (en) | LED element mounting substrate, method for manufacturing the same, and semiconductor device using the LED element mounting substrate | |
JP2014049594A (en) | Lead frame for optical semiconductor device and optical semiconductor device using the same | |
JP2010206034A (en) | Lead frame for optical semiconductor device, package for the optical semiconductor device, the optical semiconductor device, production method of lead frame for optical semiconductor device, production method of package for the optical semiconductor device, and production method of the optical semiconductor device | |
JP5736770B2 (en) | LED substrate, method of manufacturing the same, and semiconductor device | |
JP7116308B2 (en) | METAL MATERIAL FOR OPTO-SEMICONDUCTOR DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND OPTO-SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME | |
JP6206568B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2013026427A (en) | Lead frame for optical semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2012099555A (en) | Light-emitting device for backlight | |
JP7148793B2 (en) | METAL MATERIAL FOR OPTO-SEMICONDUCTOR DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND OPTO-SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME | |
JP6398541B2 (en) | Lead frame and light emitting device | |
JP2012156409A (en) | Light-emitting device for backlight | |
JP6635152B2 (en) | Lead frame, light emitting device package, light emitting device, and method of manufacturing light emitting device | |
JP2016181733A (en) | Substrate for led and method of manufacturing the same, and semiconductor device | |
JP2013183148A (en) | Substrate for mounting semiconductor light-emitting element, method for manufacturing the same, and semiconductor light-emitting device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6094695 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |