JP6230778B2

JP6230778B2 - 光半導体装置用電解銀めっき液

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Publication number: JP6230778B2
Application number: JP2012124972A
Authority: JP
Inventors: 耕司黒田; 勝之綱野; 正和酒本
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: JP2013249514A

Description

本発明は、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液と、その電解銀めっき液を用いためっき方法に関する。

発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の光半導体装置は、照明や各種ディスプレイ、液晶テレビや携帯電話などのバックライトなどの光源として広く利用されている。これらの光半導体装置は、光半導体素子が、リードフレームや、プリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板などの各種基板上にダイボンディングやワイヤーボンディングにより実装されて構成されている。これらの実装信頼性向上のため、リードフレームや基板上には、金めっきか銀めっきのいずれかが施されることが一般的である。金めっきは、酸化しにくく接合信頼性が高いが、光半導体素子から発せられる可視領域の光を吸収しやすいため、可視領域の光に対して光反射性に優れる銀めっきが広く使用されている。

例えば、特許文献１、２には、銀めっき皮膜を光沢化する光沢剤の製造方法が開示されている。また例えば、特許文献３、４には、銀めっき皮膜のダイボンディング性やワイヤーボンディング性を向上させたり、生産性を上げるため部分めっきできるように工夫された銀めっき液が開示されている。しかしながら、光半導体装置用のリードフレームまたは基板に求められる光反射特性については、何ら検討されていない。

一方、特許文献５には、光反射率の向上のため、銀めっき膜の最表面の結晶粒径を調整したＬＥＤ実装用基板が開示されている。また、特許文献６には、銀めっき層上にロジウムめっき層を形成したリードフレームを有する半導体発光装置が開示されている。また、特許文献７には、純銀層の表面に硫化耐食性に優れる金属材料からなる皮膜を形成した光半導体装置用リードフレームが開示されているが、使用される銀めっき液については、何ら新規なものではなく、従来の銀めっき液を使用しているにすぎない。

従来の銀めっき液では、銀めっき皮膜の光反射特性を信頼性の高いものとすることが困難である。具体的には、例えば、従来の銀めっき液でめっきしたリードフレームは、光半導体装置を実装組み立てする間に、樹脂成形機により銀めっき皮膜が機械的な変成を受けたり、また組み立て中の様々な熱処理により、銀めっき皮膜が凝集変成したりすることがある。

米国特許第２８０７５７６号米国特許第３５８０８２１号米国特許第４２４７３７２号特開平０５−２２２５６９号特許第４３６７４５７号特開２０１１−２０４７９０号特許第４７６３０９４号

本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、その目的とするところは、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対して実装信頼性、光反射特性及び耐食性(特に、硫化腐食に対する耐食性)を安定化させることができ、これらの特性を向上させることができる銀めっき液とその銀めっき液を用いためっき方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、光半導体装置専用の銀めっき液を完成するに至った。

すなわち、本発明は、シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離のシアン塩５０〜２００ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが１０〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液、
シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、電気伝導塩５０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離のシアン塩０．１〜３０ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが７．５〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液、
電気伝導性のあるリードフレームまたは基板を陰極とし、金属銀、ステンレス、白金族金属または白金族金属を被覆したチタンを陽極として、前記陽極及び前記陰極を前記の光半導体装置用リードフレーム及び基板に対する電解銀めっき液に浸漬し、前記リードフレームまたは前記基板を電気めっきするめっき方法
を提供するものである。
本発明の銀めっき液及びめっき方法によれば、めっき液が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を含むため、銀めっき皮膜の電析粒子の隙間に微量のＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉが嵌り込み、実装工程中の機械的な圧力による変形や熱的な履歴による粒子凝集が発生しにくくなり、光反射率の高い銀反射膜としての機能を維持することができる。そのため、著しく光反射率が向上するとともに、長期間にわたり高い光反射率を維持することができる。したがって、当該銀めっき液及びめっき方法によれば、光半導体装置用リードフレームまたは基板に適用することによって、例えばＬＥＤとしての発光効率の向上、耐食性の向上、製品間の光特性の品質安定化を得ることができる。このため、ＬＥＤの光束向上が実現できるため、ＬＥＤ電球内の搭載部品数の低減や液晶テレビ用バックライトＬＥＤの搭載数低減により、省エネルギー化とともに製造コストの削減が可能となる。また、耐食性の向上により、ＬＥＤの長寿命化が可能となる。また、ＬＥＤの発光特性の部品間バラツキが向上するため、製造工程内作業ロスが低減でき製造コストの削減が可能である。

本発明によれば、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対して実装信頼性、光反射特性及び耐食性(特に、硫化腐食に対する耐食性)を安定化させることができ、これらの特性を向上させることができる銀めっき液とその銀めっき液を用いためっき方法を提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。
光半導体装置は、電気回路を形成し、適切な電圧を印加すると発光するチッ化ガリウムなどの光半導体素子をリードフレームや基板(プリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板など)に、適切なペーストなどでダイボンディングして固定し、ｐ型とｎ型の電極に金線などでワイヤーボンディングし、樹脂で封止することにより製造されることが多い。また、光半導体装置は、実際のＬＥＤ電球などに搭載する際に、はんだリフローなどで実装される。

このような組み立て工程や実装工程を安定した品質で工業的に行うため、光半導体装置用のリードフレームや基板には、金めっきや銀めっきを行うことが一般的である。特に、銀めっきは、高い反射率が得られるため、広く実用化されている。このような銀めっき皮膜には、高い信頼性のあるワイヤーボンディング性、安定したダイボンディング性、安定したはんだ濡れ性、封止樹脂密着性などのほか、高い反射率を長期間にわたって維持する光反射率特性が要求される。しかし、従来の銀めっき液は、主にＩＣ等の電子部品のリードフレーム用の銀めっき液として開発されたものであり、高い反射率を長期間にわたって維持する光反射率特性の要求については、なんら考慮されていなかった。

そこで、光半導体装置用のリードフレームや基板に対する銀めっき液を鋭意研究したところ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも一種を含む可溶性化合物を５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加した銀めっき液を用いて、光半導体装置用のリードフレームや基板に銀めっきすることにより、著しく光反射率が向上するとともに、長期間にわたり高い光反射率を維持することができる光半導体装置を製造することが可能になることを見出した。

これらの効果が得られる詳細なメカニズムは、現状でははっきしないが、本発明の成分構成の銀めっき液を用いて、電気めっきすると、銀めっき皮膜の電析粒子の隙間に微量のＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉが嵌り込むため、実装工程中の機械的な圧力による変形や熱的な履歴による粒子凝集が発生しにくくなり、反射率の高い銀反射板としての機能を維持することができると推察している。特に、重要なのは、蒸着やスパッターなどによる銀皮膜の形成法とは異なり、電気めっき法では、微量な炭素など不純物が比較的に高くなった電析粒子境界が形成されるため、同時に銀皮膜に取り込まれたこれらの元素粒子が粒子境界に偏析し、光反射率の高い皮膜が得られ、かつ維持できると考えられる。一方、蒸着法やスパッター法では、粒子境界が動きやすく、乱反射となり、高い光反射が得られないと考えられる。また、本発明の銀めっき液組成とは異なり、従来からある各種銀合金めっき液では、銀以外の合金成分がただ単に析出合金化するだけであり、合金化により光反射率が低下してしまう欠点があるほか、組み立て工程内で、反射率が低下してしまうため、工業的な実用化ができないのである。

もちろん、本発明の銀めっき液から得られる銀めっき皮膜は、高い信頼性のあるワイヤーボンディング性、安定したダイボンディング性、安定したはんだ濡れ性、封止樹脂密着性などにおいても優れている。

本発明の銀めっき液の銀源としては、シアン化銀錯体を用いることが好ましい。シアン化銀錯体は、水溶液中で安定であり、析出電位が貴であるため、ワイヤーボンディング性のよい緻密な銀めっき皮膜が得られる。シアン化銀錯体としては、シアン化銀やシアン化銀カリウムが工業的に入手しやすい。

シアン化銀錯体の濃度としては、２０〜２５０ｇ／Ｌが好ましいが、さらに好ましくは５０〜１５０ｇ／Ｌである。シアン化銀錯体濃度が２０ｇ／Ｌ未満では、同時に水の電解が始まり、銀めっき皮膜が粗くなり、ワイヤーボンディングが困難になるだけでなく、光反射率が低下するため好ましくない。一方、シアン化銀錯体の濃度が、２５０ｇ／Ｌを超えると、銀めっき液の粘性が高くなりすぎ、銀めっき皮膜が粗くなり、光反射率が大きく低下するため、好ましくない。

シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩５０〜２００ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが１０〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液において、遊離シアン塩は、めっき液としての電気伝導性の維持のためには不可欠な成分である。薬品としては、シアン化カリウムやシアン化ナトリウムが入手しやすく、これらの単一組成でも、混合塩でもかまわない。遊離シアン塩濃度としては、５０〜２００ｇ／Ｌが好ましく、より好ましくは８０〜１５０ｇ／Ｌである。遊離シアン塩濃度が５０ｇ／Ｌ未満では、めっき液の電気伝導性が低下するため、銀めっき皮膜が粗くなり、光反射率が低下するため、好ましくない。一方、遊離シアン塩濃度が２００ｇ／Ｌを超えると、めっき液の粘性が高くなりすぎ、銀めっき皮膜が粗くなり、光反射率が大きく低下するため、好ましくない。

また、シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、電気伝導塩５０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩０．１〜３０ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが７．５〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液において、遊離シアン塩は、シアン化銀錯体の電気析出の安定化のため不可欠な成分であるが、電気伝導性は、別の電気伝導塩を含有するため、銀めっき液に比べ低い濃度で十分で、遊離シアン塩濃度としては、０．１〜３０ｇ／Ｌが好ましいが、より好ましくは１〜１５ｇ／Ｌである。遊離シアン塩濃度が０．１ｇ／Ｌ未満であると、シアン化銀錯体が電気析出する際、異常析出が発生し、粗い銀めっき皮膜となり、光反射率が低下するため、好ましくない。一方、遊離シアン塩濃度が３０ｇ／Ｌ以上となると、当該遊離シアン塩とともに使用される電気伝導塩の電気伝導性が阻害され、銀めっき皮膜中にシアン分解物が混入して、銀めっき皮膜が変色し、さらには光反射率が低下するため、好ましくない。

シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、電気伝導塩５０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩０．１〜３０ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくとも一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが７．５〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液において、電気伝導塩は、りん酸塩、硝酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩などの単独又はこれらの混合物であるが、電気伝導性で、水溶性であるものであれば、特に限定するものではない。より具体的には、りん酸塩としては、りん酸第二カリウム、りん酸第二ナトリウム、りん酸第一カリウム、りん酸第一ナトリウム、ピロリン酸カリウム、りん酸アンモニウムなどである。硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウムなどである。クエン酸塩としては、クエン酸カリウムやクエン酸ナトリウムなどである。酒石酸塩としては、酒石酸カリウム、あるいは酒石酸ナトリウムなどである。

電気伝導塩の濃度としては、５０〜２５０ｇ／Ｌが好ましいが、より好ましくは８０〜１５０ｇ／Ｌである。電気伝導塩の濃度が、５０ｇ／Ｌ未満になると、析出する銀皮膜が粗くなり、光反射率が低下してしまうため、好ましくない。一方、電気伝導塩の濃度が２５０ｇ／Ｌを超えると、めっき液の粘性が高すぎることにより、銀めっき皮膜が粗くなり、光反射率が低下するため、好ましくない。

光沢剤としては、セレン化合物またはイオウ化合物、あるいはそれらの両方を含有することが好ましい。これらの光沢剤は、銀めっき皮膜に微量含まれることにより銀めっき皮膜を光沢化し、高い光反射率を維持可能とするための成分である。光沢剤のセレン化合物としては、シアン化セレンカリウム、シアン化セレン、亜セレン酸、酸化セレン酸、酸化セレンなどが挙げられるが、光沢を呈するものであれば、これに限定されるものではない。光沢剤のセレン化合物濃度のとしては、０．０１ｍｇ／Ｌ〜１００ｍｇ／Ｌが好ましい。また、光沢剤のイオウ化合物としては、二硫化炭素、チオ尿素、チオ乳酸、チオウラシル、チオバルビツル酸、システイン、シスチン、チオ酢酸、メルカプトベンゾチアゾールが挙げられるが、光沢を呈するものであれば、これに限定されるものではない。

また、光沢剤としては、セレン化合物とイオウ化合物を両方含有することも可能である。さらに、光沢剤のイオウ化合物としては、二硫化炭素、チオ尿素、チオ乳酸、チオウラシル、チオバルビツル酸、システイン、シスチン、チオ酢酸、メルカプトベンゾチアゾールなどの一種以上のイオウ化合物の反応物であってもよい。これらの光沢剤としてのイオウ化合物の濃度としては、好ましくは０．０５ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌである。

シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩５０〜２００ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが１０〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液において、ｐＨは、好ましくは１０〜１４である。ｐＨが１０未満であると、シアン化銀錯体が不安定となり、めっき液が濁りやすくなるほか、遊離シアン塩が気化しやすくなり、経済的でないため、好ましくない。

また、シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、電気伝導塩５０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩０．１〜３０ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが７．５〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対する電解銀めっき液において、ｐＨは、好ましくは７．５〜１４である。ｐＨが７．５未満であると、シアン化銀錯体が不安定となり、めっき液が濁りやすくなるほか、遊離シアン塩が気化しやすくなり、経済的でないため、好ましくない。

本発明の銀めっき液に、添加剤として加えられる、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物としては、酸化チタン、水酸化チタン、塩化チタン、酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン酸ナトリウム、酸化タングステンナトリウム、硫酸コバルト、硝酸パラジウム、塩化パラジウム、シアン化金、シアン化金カリウム、シアン化金ナトリウム、シアン化金アンモニウム、亜硫酸金ナトリウム、亜硫酸カリウム、塩化金酸、シアン化銅、硫酸銅、塩化銅、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、塩化ガリウム、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、塩化ゲルマニウム、硫酸インジウム、塩化インジウム、塩化錫、酸化錫、硫酸錫、錫酸ナトリウム、硫酸タリウム、硝酸タリウム、儀酸タリウム、酸化アンチモン、酒石酸アンチモニルカリウム、硫酸ビスマス、塩化ビスマス、酸化ビスマス、三酸化砒素、りん酸カリウム、りん酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、次亜りん酸カリウム、亜りん酸ナトリウム、テルル酸ナトリウム、酸化テルル、塩化テルル、亜テルル酸、臭酸カリウム、よう化カリウムなどが挙げられ、これらの一種でもよいし、二種以上混合してもよい。さらに、水溶液に可溶であれば、これらの薬品に限定されるものではない。また、水溶液に可溶化するために、適宜硫酸や塩酸などの酸や、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ、さらに、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やニトリロ三酢酸ナトリウム（ＮＴＡ）などのキレート剤を適宜混合して使用してもよい。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物の濃度としては、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌが好ましい。より好ましくは１０〜１０００ｍｇ／Ｌである。当該可溶性化合物濃度が５ｍｇ／Ｌ未満であると、銀めっき皮膜の光反射率が低下するため好ましくない。一方、当該可溶性化合物濃度が１０ｇ／Ｌ以上であると、銀めっき皮膜の光吸収率が上がり、光反射率が低下するため、好ましくない。

また、本発明の銀めっき液には、銀めっき皮膜のムラ発生を防止するために、各種界面活性剤を添加してもよい。例えば、界面活性剤としては、ポリオキシアルキルエーテル縮合物などノニオン界面活性剤などが挙げられる。

さらに、本発明の銀めっき液には、ｐＨを安定化させるためのｐＨ緩衝剤を添加してもよい。例えば、ｐＨ緩衝剤としては、ほう酸やメタほう酸カリウム、フタル酸などが挙げられる。

電気伝導性のあるリードフレーム又は基板を陰極とし、金属銀、ステンレス、白金族金属または白金族金属を被覆したチタンを陽極として、前記陽極および前記陰極を、本発明の銀めっき液に浸漬し、リードフレームまたは基板に電気めっきを行うめっき方法が可能である。

本発明の銀めっき液は、マニュアル又は自動エレベーター方式のラック式めっき方法、リールツーリール方式の電気めっき槽がオーバーフロー式のめっき方法、あるいはリードフレームの部分めっきに採用されている噴流式めっき方法のどれにも対応可能である。

銀めっきを行う液温は、それぞれのめっき装置の流速や攪拌状態によって異なるが、概ね１５℃〜７０℃が好ましい。ラック式めっきやオーバーフロー式めっきの場合は、液温は２０〜３０℃が好ましく、噴流式めっきの場合には、液温は５０〜７０℃にすることが好ましい。

銀めっきを行う陰極電流密度は、めっき装置の流速や攪拌状態によって異なる。ラック式めっきやオーバーフロー式めっきでは、陰極電流密度としては、１〜５Ａ／ｄｍ^２が好ましく、噴流式めっきの場合には、陰極電流密度としては、３０〜１５０Ａ／ｄｍ^２が好ましい。

また、本発明の銀めっき液により銀めっきした後のリードフレームを圧延加工などして塑性変形することもできる。

本実施の形態に係る銀めっき液によれば、光半導体装置用リードフレームまたは基板に対して実装信頼性、光反射特性及び耐食性(特に、硫化腐食に対する耐食性)を安定化させることができ、これらの特性を向上させることができる。

次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

本実施例のＬＥＤは、下記のように製作される。

リードフレームとしては、株式会社神戸製鋼所製の銅合金KLF194(CDA No.C19400、鉄含有率２．３％)の板厚０．１１ｍｍの平板を使用し、株式会社エノモトのＬＥＤ用オープンフレーム FLASH LED 6PIN OP1 (外形寸法５０５０)のタイプに型抜きしたものを使用する。アルカリ系の脱脂剤で脱脂処理した後、希硫酸で酸中和し、その後シアン浴により銅めっきを０．５μｍ施す。その後、本発明の銀めっき液にて３μｍの膜厚になるように、陰極電流密度とめっき時間を調整し、銀めっきを行い、清浄な純水で洗浄した後、乾燥させ、銀めっき付きリードレームを製作する。なお、銀めっきは、全面銀めっきとする。このリードフレームを金型内に配置し、成形材料として、ポリフタルアミド樹脂を注入し、硬化させて、金型から取り外す。そして、樹脂成形後のリードフレーム上に、青色発光ダイオードチップを、樹脂ペーストを介して載置した後、１５０℃で１時間加熱して接合させる。その後、発光ダイオードチップの電極と、リードフレームと、を２５μｍ径の金線にて接続する。次に、変性シリコーン樹脂にＹＡＧ蛍光体を２０％の割合で配合したものを、成形開口部に充填し、熱風乾燥機にて硬化させ(硬化条件:１５０℃、４時間)、封止を完了する。この後、個別のＬＥＤとして切断する。

以上のように製作したＬＥＤを、下記２条件で処理した後、積分式全光束測定装置にて全光束φv(ｌｍ)の測定を行う。

第一試験としては、高温動作試験であり、製作したＬＥＤを１２０℃の熱風恒温装置に入れ、５０ｍＡの電流を流し、１０００時間処理する。また、第二試験としては、JIS C60068-2-43に準拠した腐食試験であり、４０℃、硫化水素ガス１５ｐｐｍ、８０％ＲＨの腐食条件で３００時間処理する。

なお、この試験において、すべてのＬＥＤとも、ワイヤーボンディング不良、ダイボンディング不良、樹脂密着不良などの不良モードは発生していない。

本発明の銀めっき液を使用した実施例と従来の銀めっき液を使用した比較例を表１に示す。また、表２には、表１の実施例と比較例の銀めっき液でめっきされたリードフレームを有するＬＥＤの初期の全光束φv(ｌｍ)の計測数値と、高温動作試験及び腐食試験処理後の全光束φv(ｌｍ)の計測値、さらに光束変動率(％)を示す。

表２に示すとおり、比較例１及び２については、各試験とも光束が大きく低下しているのに対して、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を添加した銀めっき液から得られた光半導体装置については、各試験とも、光束の低下はわずかであり、高い光反射率を維持することがわかる。

Claims

シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩５０〜２００ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが１０〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
シアン化銀錯体２０〜２５０ｇ／Ｌ、電気伝導塩５０〜２５０ｇ／Ｌ、遊離シアン塩０．１〜３０ｇ／Ｌ、セレン化合物およびイオウ化合物の少なくともいずれか一方を含有する銀めっき液に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｔｅ、Ｂｒ、Ｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む可溶性化合物を、５ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの濃度範囲で添加し、ｐＨが７．５〜１４である、光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
前記シアン化銀錯体として、シアン化銀、シアン化銀カリウム、シアン化銀ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも一種を含有する請求項１または請求項２記載の光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
前記遊離シアン塩として、シアン化カリウム、シアン化ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも一種を含有する請求項１または請求項２記載の光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
前記セレン化合物として、シアン化セレンカリウム、シアン化セレン、亜セレン酸、酸化セレンからなる群から選ばれた少なくとも一種を含有する請求項１または請求項２記載の光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
前記イオウ化合物として、二硫化炭素、チオ尿素、チオ乳酸、チオウラシル、チオバルビツル酸、システイン、シスチン、チオ酢酸、メルカプトベンゾチアゾールからなる群から選ばれた少なくとも一種を含有する請求項１または請求項２記載の光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
前記電気伝導塩として、りん酸塩、硝酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩からなる群から選ばれた少なくとも一種を含有する請求項２記載の光半導体装置用リードフレームまたは基板用の電解銀めっき液。
電気伝導性のあるリードフレームまたは基板を陰極とし、金属銀、ステンレス、白金族金属または白金族金属を被覆したチタンを陽極として、前記陽極および前記陰極を請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電解銀めっき液に浸漬し、前記リードフレームまたは前記基板を電気めっきするめっき方法。