JP6414701B2 - リードフレームの製造方法 - Google Patents
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Description
特に、LED用リードフレームにおいては、LED素子を搭載する側のパッド部及びリード部の反射用めっき層に形成されためっきバリが割れると、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がある。
また、エッチングにより形成されたパッド部とリード部との間にリフレクタ樹脂部を形成する際に、LED素子を搭載する側のリフレクタ樹脂部の面が反射用めっき層の面と面一となるように、残存する金属板の上面をリフレクタ樹脂で覆っても、反射用めっき層の厚さが非常に薄いため、反射用めっき層の周囲に残存する金属板の上面を覆って形成されるリフレクタ樹脂部の厚さも非常に薄くなり、その部位でのリフレクタとしての十分な反射効果が得られない。
しかも、反射用めっき層の周囲に残存する金属板の上面を覆って形成されるリフレクタ樹脂部の厚さも非常に薄いと、割れや欠けを生じ易い。そして、反射用めっき層の周囲のリフレクタ樹脂部に割れや欠けを生じると、金属板の上面が露出して、LED素子を搭載する領域全体の反射率が低下する。
しかし、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有するリードフレームの製造において、エッチング加工後に更なるめっき加工を行うことにより、金属板の表側の面と裏側の面とで、形成するめっき層の構成を異ならせるには、エッチング加工と更なるめっき加工のそれぞれに対応させて、別個にレジストマスクを形成、除去する必要がある。
このため、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有するリードフレームの製造方法において、エッチング加工後に更なるめっき加工を行うことにより、金属板の表側の面と裏側の面とで、形成するめっき層の構成を異ならせようとすると、金属板に形成する貴金属めっきの面積を低減できたとしても、レジストマスクの形成回数が増えて工程が煩雑化し、しかも、レジストマスクの使用量が増える結果、却ってコスト高となる。
本発明のリードフレームの製造方法は、金属板の表裏両面にめっき用レジストマスクを形成する工程と、めっき用レジストマスクを形成した後に、金属板の表側の面に第1のめっき層を形成する工程と、第1のめっき層を形成した後に、めっき用レジストマスクを除去する工程と、めっき用レジストマスクを除去した後に、金属板の表側に剥離時間の長いレジストマスクを第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成し、金属板の裏側に剥離時間の短いレジストマスクを形成する工程と、剥離時間の異なるレジストマスクを形成した後に、金属板の表側及び裏側における、レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、第1のめっき層が金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有するように金属板を形成する工程と、エッチング加工を行った後に、金属板に形成したレジストマスクのうち、剥離時間の短いレジストマスクを除去する工程と、剥離時間の短いレジストマスクを除去した後に、金属板の側面及び裏側の面と、第1のめっき層の突出部における少なくとも裏側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、第2のめっき層を形成した後に、剥離時間の長いレジストマスクを除去する工程と、を有する。
また、本発明のリードフレームの製造方法のように、第1のめっき層を、金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有して形成すれば、製造後のリードフレームにおいて、金属板の表側の面が第1のめっき層の周囲に残存しない。その結果、金属板の表側におけるLED素子を搭載する領域には、反射率の高い反射用めっき層のみが露出し、反射用めっき層よりも反射率の低い部位が露出せず、LED素子を搭載する領域全体の反射率の低下を防止できる。
上記製造方法では、金属板に対しめっき加工(第1のめっき層の形成)を行った後にエッチング加工を行う工程を有するリードフレームの製造において、エッチング加工後に更なるめっき加工(第2のめっき層の形成)を行うことにより、金属板の表側の面と裏側の面とで、形成するめっき層の構成を異ならせている。
しかるに、金属板の表側の面と裏側の面とで、形成するめっき層の構成を異ならせた場合、エッチング加工と更なるめっき加工(第2のめっき層の形成)のそれぞれに対応させて、別個にレジストマスクを形成、除去する必要が生じている。
本発明のリードフレームの製造方法のように、金属板の表側に剥離時間の長いレジストマスクを第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成し、金属板の裏側に剥離時間の短いレジストマスクを形成する工程を備えれば、その後、金属板に対するエッチング加工を行った後に、金属板に形成したレジストマスクのうち、裏側に形成した剥離時間の短いレジストマスクのみを除去し、表側に形成した剥離時間の長いレジストマスクを残すことができ、剥離時間の長いレジストマスクを金属板の表側と裏側のそれぞれにおける、レジストマスクで覆われていない領域に対するエッチング加工と、剥離時間の短いレジストマスクの除去により露出した金属板の裏側の面とエッチングが施されることにより露出した金属板の側面(さらにエッチング加工がハーフエッチング加工を含む場合は凹部)と第1のめっき層の突出部における少なくとも裏側の面とに対する第2のめっき層の形成と、におけるレジストマスクとして兼用することができ、その分、レジストマスクの形成回数を減らし、工程を簡素化して、コストを低減することができるようになる。
本発明のリードフレームの製造方法のように、第2のめっき層を、第1のめっき層における突出部の側面にも形成するようにすれば、第1のめっき層と、第2のめっき層とで、構成する金属を異ならせることで、製造後のリードフレームにおいて、第2のめっき層が第1のめっき層を構成する金属のマイグレーションを抑制し易くなる。
しかし、リフレクタ樹脂部の面をパッド部とリード部の反射用めっき層の面と面一に形成すると、パッド部、リード部にそれぞれ形成された反射用めっき層最上面のAgイオンがリフレクタ樹脂部の面を経由して移動し易くなるため、リード部とパッド部とが電気的ショートを起こす虞が懸念される。
しかるに、本発明のリードフレームの製造方法における、第2のめっき層を、第1のめっき層における側面に形成する構成を、上記のLEDリードフレームの製造に適用し、反射用めっき層(本発明の第1のめっき層に相当)の側面に、反射用めっき層の最上層を構成する金属(例えばAg)とは異なる金属(例えばNi/Pd/Au)で構成された第2のめっき層を形成すれば、第2のめっき層を構成する金属により、反射用めっき層の最上層を構成する金属イオンの移動経路を遮断し、金属イオンの移動によるリード部とパッド部との電気的ショートを抑制することができる。
第1のめっき層としては、例えば、Agのみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層が挙げられる。
第1のめっき層の突出部を、金属板の縁より15μmまでの突出長さに形成すれば、製造後のリードフレームにおいて、突出部がバリとして割れや欠けを生じて落下することはなく、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
このようにすれば、例えば、リフレクタ樹脂部や透明樹脂部を形成したときの樹脂部の密着性が向上する。
図1は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの製造方法により製造されるリードフレームの概略構成を示す断面図である。図2は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの製造方法における製造工程を示す説明図である。
金属板10は、例えば、Cu材で構成される。
第1のめっき層3は、金属板10の表側の面に形成され、突出部3−1を有している。
突出部3−1は、金属板10の表側の面の縁より側方に15μmまでの突出長さで突出している。
また、第1のめっき層3は、Agを表層に有するめっき層(例えば、Agめっき層のみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層)で構成される。
第2のめっき層4は、金属板10の側面及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1の裏側の面に形成されている。
また、第2のめっき層4は、Ni/Pd/Auの順に形成されためっき層で構成される。
なお、第2のめっき層4は、金属板10の表側の面に形成された第1のめっき層3の突出部3−1の側面にも形成されるようにしてもよい。
図2(d)の例では、剥離時間が長い所定形状のレジストマスク2は、第1のめっき層3の露出した面全体を覆うように形成されている。なお、第2のめっき層4が、金属板10の表側の面に形成された第1のめっき層3の側面にも形成されたリードフレームを製造する場合は、剥離時間が長い所定形状のレジストマスク2は、第1のめっき層3の露出した面のうち、金属板10とは反対側の面のみを覆い、側面を覆わないように形成する。
次に、金属板10の裏側に形成した剥離時間の短いレジストマスク1を除去し、裏側に形成した剥離時間の長いレジストマスク2は残す(図2(f)参照)。
次に、剥離時間の長いレジストマスク2を除去する(図2(h)参照)。
これにより、所定のリードフレーム形状に形成された金属板10における、表側の面に、第1のめっき層3(例えば、Agめっき層のみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層)が、金属板10の表側の面の縁より側方に15μmまでの突出長さで突出する突出部3−1を有して形成され、側面(さらには凹部)及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1の裏側の面には、第2のめっき層4(Ni/Pd/Auの順に形成されためっき層)が形成された、図1に示すリードフレームが得られる。
また、本実施形態のリードフレームの製造方法によれば、第1のめっき層3を、金属板10の表側の面の縁より側方に突出した突出部3−1を有して形成するので、製造後のリードフレームにおいて、金属板10の表側の面が第1のめっき層3の周囲に残存しない。その結果、金属板10の表側におけるLED素子を搭載する領域には、反射率の高い反射用めっき層のみが露出し、反射用めっき層よりも反射率の低い部位が露出せず、LED素子を搭載する領域全体の反射率の低下を防止できる。
そして、この構成をLEDリードフレームに適用し、反射用めっき層(第1のめっき層3に相当)の側面に、反射用めっき層の最上層を構成する金属(例えばAg)とは異なる金属(例えばNi/Pd/Au)で構成された第2のめっき層4を形成すれば、第2のめっき層4を構成する金属により、反射用めっき層の最上層を構成する金属イオンの移動経路を遮断し、金属イオンの移動によるリード部とパッド部との電気的ショートを抑制することができる。
このようにすれば、例えば、リフレクタ樹脂部や透明樹脂部を形成したときの樹脂部の密着性が向上する。
次に、本発明の実施例として、上記実施形態のリードフレームの製造方法を用いて製造された多列型LED用リードフレーム及びその製造例について説明する。
個々のリードフレーム領域は、図3(c)に示すように、金属板10の表側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置に、第1のめっき層3が形成されてなる反射用めっき層13aと、金属板10の裏側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置に、第2のめっき層4が形成されてなる外部接続用めっき層13bを有している。
なお、反射用めっき層13aを構成する第1のめっき層3の最上層に形成されるAgめっき層は、光沢Agめっき層で構成するのが好ましい。
また、第2のめっき層4は、金属板10の裏側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置の他にも、金属板10にエッチング加工により形成されたパッド部11及びリード部12の側面と、連結部17の側面と、ハーフエッチング加工により形成された凹部と、反射用めっき層13aの突出部3−1における裏側の面及び側面に形成されている。
また、本実施例の多列型LED用リードフレームは、貫通エッチング及びハーフエッチングにより、金属板10から、夫々連結部17を備える所定形状に形成されたパッド部11とリード部12とに区画されるとともに、当該リードフレーム領域と隣り合う他のリードフレーム領域とに区画されている。個々のリードフレーム領域におけるパッド部11とリード部12との間は離れている。なお、図3(a)中、18は多列型リードフレーム製造用の金属板10における外枠部である。
次に、リードフレームの基材の表側の面には、反射用めっき層を形成するためのレジストマスクを得るために必要なパターンが描画されたガラスマスクを用意し、裏側の面には、全領域を覆うレジストマスクを得るために必要なパターンが描画されたガラスマスクを用意し、先に形成したパイロットホールを基準にガラスマスクの位置を決定して露光・現像を行うことでリードフレームの基材の表裏両面に第1のめっき用レジストマスク6を形成した。
次に、リードフレームの基材の表側の面における第1のめっき用レジストマスク6で覆われずに露出している領域に第1のめっき層3として、最上層がAgめっき層からなるめっき層を形成し(図4(b)参照)、第1のめっき層3を形成後、表裏両面に形成した第1のめっき用レジストマスク6を剥離液により膨潤させて剥離した(図4(c)参照)。
なお、第1のめっき層3は、まず、設定厚さ0.1μmのCuストライクめっきを形成し、その上に設定厚さ2.0μmのAgめっきを形成することによって得た。
また、第1のめっき層3は、Agめっき2.0μmの層、又は、設定厚さ2.0μmのNiめっきと設定厚さ0.03μmのPdめっきと設定厚さ0.01μmのAuめっきと設定厚さ2.0μmのAgめっきの積層を形成することによって得ることもできる。
次に、エッチング液を用いてエッチング処理を行い、夫々連結部を備える所定形状に形成されたパッド部11とリード部12とに区画され、パッド部11とリード部12との間が貫通するとともに、当該リードフレーム領域と隣り合う他のリードフレーム領域とが連結部17を備えて区画されたリードフレーム形状を形成した(図4(d)参照)。
なお、連結部17におけるパッド部11とリード部12のそれぞれの外周を区画するハーフエッチングの深さは約0.12mmであった。
また、反射用めっき層3は、パッド部11及びリード部12の表側の面の縁より15μmまでの突出長さで側方に突出した突出部3−1を有する形状に形成された。
次に、リードフレームの基材の表側の面に形成した第1のめっき層3の突出部3−1における裏側の面及び側面と、エッチング処理が施されることによって露出したリードフレームの基材の側面と、リードフレームの基材におけるハーフエッチングが施された凹部と、リードフレームの基材の裏側の面に、第2のめっき層4を形成した(図4(e)参照)。
なお、第2のめっき層4は、設定厚さ2.0μmのNiめっきを形成し、その上に設定厚さ0.03μmのPdめっきを形成し、最後に設定厚さ0.01μmのAuめっきを形成することによって得た。
図5は図4に示す製造工程を経て得た多列型LED用リードフレームを用いた、樹脂付き多列型LED用リードフレーム、LEDパッケージの製造工程の一例を示す説明図である。
まず、モールド金型を用いてLED用リードフレームのリード部12とパッド部11との間、表側及び裏側のハーフエッチングが施された部位とその他の必要な箇所に、リフレクタ樹脂を充填してリフレクタ樹脂部15を形成し、樹脂付きの多列型LED用リードフレームを得る(図5(a)参照)。
次に、リフレクタ樹脂部15における、パッド部11及びリード部12の外周を囲む部位を連結部17とともに切断する。これにより、LEDパッケージが完成する。
2 剥離時間の長いレジストマスク
3 第1のめっき層
3−1 突出部
4 第2のめっき層
6 第1のめっき用レジストマスク
10 金属板(リードフレーム基材)
11 パッド部
12 リード部
13a 反射用めっき層
13b 外部接続用めっき層
14 ボンディングワイヤ
15 リフレクタ樹脂部
16 透明樹脂部
17 連結部
18 外枠部
20 LED素子
Claims (4)
- 金属板の表裏両面にめっき用レジストマスクを形成する工程と、
前記めっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側の面に第1のめっき層を形成する工程と、
前記第1のめっき層を形成した後に、前記めっき用レジストマスクを除去する工程と、
前記めっき用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側に剥離時間の長いレジストマスクを前記第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成し、該金属板の裏側に剥離時間の短いレジストマスクを形成する工程と、
前記剥離時間の異なるレジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側及び裏側における、該レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、前記第1のめっき層が前記金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有するように該金属板を形成する工程と、
前記エッチング加工を行った後に、前記金属板に形成した前記レジストマスクのうち、剥離時間の短いレジストマスクを除去する工程と、
前記剥離時間の短いレジストマスクを除去した後に、前記金属板の側面及び裏側の面と、前記第1のめっき層の前記突出部における少なくとも裏側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、
前記第2のめっき層を形成した後に、前記剥離時間の長いレジストマスクを除去する工程と、
を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。 - 前記第1のめっき層がAgを最上層に有するめっき層であり、
前記第2のめっき層がNi/Pd/Auの順に形成されためっき層であることを特徴とする請求項1に記載のリードフレームの製造方法。 - 前記第1のめっき層の前記突出部は、前記金属板の縁より15μmまでの突出長さを有することを特徴とする請求項1または2に記載のリードフレームの製造方法。
- さらに、前記エッチング加工を行う工程と前記剥離時間の短いレジストマスクを除去する工程の間に、前記エッチングが施されることによって露出した該金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリードフレームの製造方法。
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