KR101718575B1 - 광반도체 장치용 리드 프레임, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법, 및 광반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

기체의 최표면의, 적어도 편면 혹은 양면에, 일부 혹은 전면에 반사층을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치용 리드 프레임으로서, 상기 반사층이, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역의 최표면에 있어서, 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 도금조직의 적어도 표면이 기계적으로 변형된 조직을 갖는, 광반도체 장치용 리드 프레임, 그 제조방법, 및 그것을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치.

Description

광반도체 장치용 리드 프레임, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법, 및 광반도체 장치{LEADFRAME FOR OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING LEADFRAME FOR OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE, AND OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 광반도체 장치용 리드 프레임과 그 제조방법, 및 광반도체 장치에 관한 것이다.
광반도체 장치용 리드 프레임은, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode) 소자 등의 광반도체 소자인 발광소자를 광원에 이용한 각종 표시용·조명용 광원의 구성 부재로서 널리 이용되고 있다. 그 광반도체 장치는, 예를 들면 기판에 리드 프레임을 배치하고, 그 리드 프레임상에 발광소자를 탑재한 후, 열, 습기, 산화 등의 외부 요인에 의한 발광소자나 그 주변 부위의 열화를 방지하기 위해, 발광소자와 그 주위를 수지나 세라믹 등으로 밀봉하고 있다.
리드 프레임을 이용한 LED의 경우, 동조(銅條) 등의 소재를 프레싱이나 에칭 가공에 의해, 펀칭 형상으로 한 후에 Ag나 Au/Pd 등의 도금이 행해져서 사용된다.
그런데, LED소자를 조명용 광원으로서 이용하는 경우, 리드 프레임의 반사재에는 가시광 파장(400∼800nm)의 전 영역에 있어서 반사율이 높은(예를 들면 황산바륨이나 산화알루미늄 등의 기준 물질에 대한 반사율이 80% 이상) 것이 요구된다.
또한 최근, 자외선(근자외를 포함한다)을 발광하는 LED의 용도가 확대되고 있어, 자외선을 이용하는 측정·분석기기의 광원, 광촉매 작용에 의한 공기 청정장치, 자외선 센서, 자외 경화수지의 경화용 광원 등에도 LED소자를 이용한 광반도체 장치가 이용되게 되었다. 이 광반도체 장치의 반사재에는, 근자외역(파장 340∼400nm)에 있어서 반사율이 높은 것이 요구된다.
또한, 백색광을 이용하는 조명용이나 백라이트용의 LED에 있어서도, 연색성(演色性)의 관점에서, 종래에 이용되던 청색 LED칩과 황색 형광체를 대신하여, 자색·근자외·자외 LED칩과 RGB 형광체(적색, 녹색, 청색)를 이용하는 방법이 개발되어 있다. 이 방법에 있어서, 광반도체 장치의 반사재에는, 근자외역(파장 340∼400nm) 및 가시광 파장(400∼800nm)에 있어서의 반사율이 높은 것이 요구된다.
또한, 백색광을 방사하는 LED를 실현하는 방법으로서는, 적(R), 녹(G), 청(B)의 모든 색을 내는 칩을 3개 나열하는 방법, 청색 LED칩에 황색 형광체를 분산한 밀봉 수지를 이용하는 방법, 그리고 자외로부터 근자외역의 파장을 발하는 LED칩에 각각 R, G, B의 형광체를 분산한 밀봉 수지를 이용하는 방법의, 주로 3개로 대별된다. 종래는 청색 칩에 황색 형광체를 분산한 밀봉 수지를 이용하는 방법이 주류였지만, 이 방법에서는 특히 적색 계통의 연색성이 불충분한 등의 관점에서, 최근에는 발광 파장대에 자외역을 포함하는 LED칩을 이용하는 방법이 주목을 끌고 있는데, 예를 들면 파장 375nm 부근의 LED소자를 사용하여, RGB 형광체를 밀봉 수지에 섞어서 백색광을 발광하는 방법이 검토되고 있다.
또한, 밀봉재와의 밀착성을 향상시킴으로써 리드 프레임재의 산화 등의 부식을 억제하는 것이 요구되고 있다. 리드 프레임재가 경시(經時) 변화에 의해 반사율이 열화(劣化)되면 LED의 휘도가 현저하게 저하한다. 이것은 LED의 수명에 직접 관련되기 때문에, 밀봉재와의 밀착성이 우수한 리드 프레임재의 연구가 진행되고 있다.
리드 프레임재가 경시 변화에 의해 반사율이 열화되는 것을 억제하기 위해서, 반사율이 높은 금속과 내후성(耐候性)이 우수한 금속과의 합금화 등의 방법이 취해지는 경우가 있지만, 반사율의 저하를 피할 수 없다. 특히 은이나 알루미늄 등 원래부터 반사율이 높은 금속에 있어서는 합금화에 의한 반사율의 저하는 현저하다. 그 때문에, 밀봉재의 가스 투과성을 낮게 하면서, 리드 프레임재와 밀봉재의 밀착성을 향상시킴으로써, 리드 프레임재의 경시 변화에 의한 반사율의 열화를 억제하는 방법이 검토되고 있다.
이러한 요구에 응하여, LED소자가 실장되는 리드 프레임상에는, 특히 가시광역의 광반사율(이하, 반사율이라고 한다)의 향상을 목적으로 하여, 은 또는 은 합금으로 이루어지는 층(피막)이 형성되어 있는 것이 많다. 은의 피막은, 가시광역에 있어서의 반사율이 높음이 알려져 있는데, 구체적으로는, 은도금층을 반사면에 형성하는 것(특허문헌 1)이나, 은 또는 은 합금 피막 형성 후에 200℃ 이상에서 30초 이상의 열처리를 행하여, 상기 피막의 결정 입경을 0.5㎛∼30㎛로 하는 것(특허문헌 2)이 알려져 있다. 또한, 은도금 후에 압연을 실시 후, 가열 처리를 행한 스프링용의 전기 접점재가 알려져 있어, 압연을 행함으로써 도금 결정립 간의 결합력이 강화되어, 내마모성이 향상되는 것이 알려져 있다(특허문헌 3). 또한, 리플렉터용 Ag합금 반사막 및 상기 막형성용의 Ag합금 스퍼터링 타겟에 있어서, 은 합금 반사막에 있어서의 표면 조도 Ra를 2.0nm 이하로 하는 것(특허문헌 4)이 알려져 있다.
일본 공개특허 소61-148883호 공보 일본 공개특허 2008-016674호 공보 일본 특허 제3515226호 일본 공개특허 2005-29849호 공보
그렇지만, 특허문헌 1과 같이, 은 또는 그 합금 피막을 단순하게 형성했을 뿐인 경우, 특히 근자외역(파장 340∼400nm)에 있어서의 반사율의 저하가 크고, 가시광역의 약 400nm 부근으로부터 단파장측(300nm∼400nm 부근)의 반사율 저하를 피할 수 없는 것이 밝혀졌다.
또한, 특허문헌 2와 같이, 표면 조도 0.5㎛ 이상의 하지(下地) 재료 표면에, 은 또는 은 합금의 피막의 결정 입경을 0.5㎛∼30㎛로 하면, 가시광역의 반사율은 양호하여, 전체적인 반사율 개선 효과는 인정되지만, 본건 도 8의 종래예, 및 특허문헌 2의 도 8 및 도 9에서 불 수 있는 바와 같이, 근자외역(340∼400nm), 특히 345nm∼355nm 부근에 흡수 피크를 볼 수 있어, 발광 파장 375nm의 LED칩을 사용하면, 가시광 영역보다 반사율이 낮은 부분에 상당함을 알 수 있다. 이때, 예를 들면 발광 파장 450nm의 청색 LED칩 탑재의 경우와 비교하면, 발광 파장 375nm의 LED칩을 사용했을 때에 비해 반사율이 약 10%나 낮은 것을 알 수 있다. 이 흡수 피크 출현은, 상세에 관해서는 불명확하지만, 단순히 결정 입경의 조정만으로는 근자외역, 특히 345nm∼355nm 부근의 반사율이 개선되기 어렵고, 결정 입경과는 다른 특성이 반사율 개선에 기여하고 있음이 시사되는 결과이다.
또한, 근자외역(340∼400nm), 특히 345∼355nm 부근의 흡수 피크는, 가시광 영역(400nm 부근∼800nm 부근)의 반사율에도 영향을 미치고 있어, 가시광 영역 전체의 반사율의 저하로도 이어진다. 이 문제는 특히 근자외역에 가까운 파장에서는 현저하게 나타난다.
LED의 발광 효율은 해마다 개선되고 있지만 아직 20% 정도이므로, 반사율이 10% 낮다 함은 휘도의 큰 폭의 저하를 의미한다. 이 때문에, 근자외역인 파장 340∼400nm의 칩을 사용함에 있어서, 이 파장역의 반사율 개선이 필요하게 된다. 리드 프레임재의 반사율을 향상시킴으로써, LED 1개당의 휘도를 향상시킴이 가능하게 된다. 반사효율 증가에 의한 전력 절약화, 조명 부근의 LED 사용 개수감소 등, 많은 이점이 기대된다.
리드 프레임과 밀봉재의 밀착성이 나쁘면, 발생한 박리부로부터 가스가 침투하여, 은 등의 리드 프레임 표면은 변색되고, 반사율이 저하되어 버린다. 밀봉재의 밀착성을 향상시킨 리드 프레임이 요구된다.
또한, 특허문헌 4에서는 은 합금 반사막의 표면 조도를 2.0nm 이하로 함으로써 400∼450nm의 파장영역의 반사율이 개선된다. 그러나 근자외역에 있어서의 흡수 피크에 관한 기술이 없다. 또한, 합금화에 의해 가열시의 열화를 억제하고 있지만, 리드 프레임재로서 사용하기 위해 필요한 밀봉재와의 밀착성을 향상시킴에는 이르지 않았다.
리드 프레임재의 반사 피막의 합금화, 결정 입경 등으로는, 반사율을 충분히 만족할 수 없어 과제를 해결할 수 없다. LED의 발광 효율은 해마다 개선되고 있지만 아직도 20% 정도이므로, 반사율이 10% 낮다 함은 휘도의 큰 폭의 저하를 의미한다. 근자외역으로부터 가시광역(340∼800nm)의 반사율 개선이 필요하게 된다. 또한, 단순히 평활하게 하는 것만으로는, 밀봉재와의 밀착성이 불충분하여 과제를 해결할 수 없다. 높은 반사율을 장기에 걸쳐 유지하기 위해서 리드 프레임재와 밀봉재의 밀착성을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 도금으로 형성된 결정립계가 상기 파장의 흡수 피크를 형성하고 있다는 것을 밝혀냈다. 이 결정립계를 감소시키거나, 입계(粒界)의 간극(間隙)을 좁게 하여 광이 흡수되지 않도록 함으로써, 흡수 피크를 소멸시키는 것을 시도하였다.
이 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 2에서는, 도금 후의 열처리에 의해 은도금의 결정립을 조대화(粗大化)시켜, 결정립과 결정립의 간극을 작게 하고, 그 결과, 반사율을 올리는 방법을 채용하고 있다. 그러나, 열처리에 의해 결정립을 조대화시켜도, 예를 들면, 3개 이상의 결정립이 근접하는 영역을 고려하면, 그들 결정립의 간극을 완전하게 소멸시키거나, 간극을 좁게 하는 것은 불가함을 알게 되었다. 이 때문에, 이러한 열처리된 재료를 사용하여 제품으로 한 경우, 광발광소자의 발광에 수반하는 발열에 의해, 상기 도금된 은의 결정립의 간극을 통해, 하지 재료인 기체(基體)나 하지 도금층이 외부의 공기와 접촉하여 산화되고, 또한, 도금된 은의 산화가 촉진되어, 도금 박리의 원인으로 되는 것으로 생각된다. 또한, 결정립이 표면측에서 조대화되면, 표면에서의 조도가 증대되어 버리기 때문에, 더 커진 표면 조도에 영향을 받아 반사율이 악화되는 것도 생각할 수 있다.
또한, 표면을 평활하게 하기 위한 도금으로서, 레벨러(레벨링제, 평활화제)를 사용한다고 하는 방법이 있다. 그러나, 하지 재료의 표면 조도의 영향을 받지 않고, 도금 표면을 평활화하기 위해서는, 어느 정도의 도금 두께가 필요한데, 예를 들면, 표면 조도 0.5㎛ 이상의 하지 재료의 표면에, 평활한 도금을 행하는 경우, 도금두께는 예를 들면 10㎛ 이상이면, 하지 재료의 표면 조도의 영향을 받지 않고 평활한 도금 표면에서의 표면 조도가 얻어진다. 이와 같이 도금두께를 증가시키게 되므로, 반사율 개선수단으로서는, 아직 개선의 여지가 있다고 생각된다. 아울러, 레벨링제를 이용하여 평활화를 도모한 경우에는, 얻어지는 표면은 상기 리드 프레임에 요구되는 반사율, 와이어 본드성, 수지 밀착성 등을 만족할 수 없기 때문에, 이 점에서도 개선이 필요하다.
또한, 특허문헌 3에는 반사율 등 광학 특성에 관한 지견은 일절 없고, 반사율을 향상시키는 목적에서의 압연 가공은 아니다. 또한, 압연 가공 후에 접점재로서의 특성을 갖게 하기 위한 저온소둔(가열 처리)을 행하고 있으므로, 그 가열에 의해 기체 성분이 표층에까지 확산되어 반사율을 저하시켜 버리는 것을 알게 되었다. 이는, 통상의 전기 접점재 용도의 경우는, 다소의 표면 확산이 생겨도 슬라이딩에 의해 신생면(新生面)이 노출되어 양호한 도통이 얻어지므로 접점 특성은 유지되지만, 광반도체 장치에 본 기술을 전개하려고 했을 때, 최표면의 상태가 광학적 반사 현상에 가장 기여하므로, 반사율이 저하되어 버리는 것으로 생각된다. 이것으로부터, 단순히 도금 후에 압연을 실시하여 소둔을 행하는 것만으로는, 광반도체용 리드 프레임용으로 용이하게 전개할 수 없다는 것을 나타낸다.
LED 모듈의 발광 효율은, LED칩의 발광 효율 외, 리드 프레임 표면의 반사율에도 영향을 받는다. 리드 프레임 표면의 반사율이 낮으면 LED 모듈의 발광 효율이 저하할 뿐만 아니라, 리드 프레임 표면에 있어서의 발열이 증대하여, 밀봉 수지를 열화시키는 등, LED 모듈의 수명을 짧게 하는 원인으로도 된다.
이 때문에, 자외광을 발하는 LED칩을 이용한 연색성이 높은 LED 모듈을 실현하고자 할 경우, 파장 340∼400nm의 근자외역에 있어서의 리드 프레임의 반사율 개선의 요망은 매우 강하다.
또한, 현재도 아직 백색 LED 모듈에 탑재되어 있는 광반도체 칩의 발광 파장은 450nm 부근이 주류이다. 이 때문에, 가시광역에 있어서의 반사율 향상은, LED 모듈의 휘도 향상에 있어서 매우 유효하고, 은피막의 반사율 이론치(450nm에서 반사율 98% 정도)에 한없이 접근함이 요구되지만, 아직도 개선의 여지가 있다. 또한, 은 이외의 금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 피막의 경우이어도, 광반도체 리드 프레임으로서 요구되는 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 높은 반사율을 달성함이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은, 발광 파장에 근자외∼가시광역(파장 340∼800nm)을 포함한 LED·포토커플러·포토인터럽터 등에 사용되는 광반도체 장치용 리드 프레임에 있어서, 근자외역(파장 340∼400nm), 특히 파장 375nm 부근 및 가시광역(파장 400∼800nm), 특히 파장 450nm 부근을 발광하는 칩 탑재시에 반사율이 양호하고, 고휘도이면서 방열성이 우수한 리드 프레임 및 그 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 이 리드 프레임을 이용한 광반도체 장치 및 조명장치를 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 종래 기술의 문제를 감안하여 성의 있게 검토를 진행한 결과, 기체상의 최표면에 금속 또는 그 합금, 예를 들면 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층이 도금법으로 형성된 광반도체 장치용 리드 프레임에 있어서, 상기 반사층으로서, 도금층 형성 후에 압연 가공 등의 기계적 가공을 실시함으로써 도금조직을 부수어 기계적으로 변형된 금속 조직으로 함에 의해, 파장 345nm∼355nm 근방의 불필요한 흡수 피크를 소멸시키거나 혹은 현저하게 억제할 수 있어, 파장 340∼400nm의 근자외역의 광의 반사율이 우수한 반도체 장치용 리드 프레임이 얻어짐을 발견하였다. 또한, 가시광역의 반사율에 대해서도 종래의 은도금 피막과 비교해 수% 향상시킬 수 있어, 은의 이론치에 극한까지 접근할 수 있음으로써, 또한, 은 이외의 금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 피막의 경우에는, 광반도체 리드 프레임으로서 요구되는 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 높은 반사율을 달성함으로써, 모두 우수한 광의 반사율을 갖는 반도체 장치용 리드 프레임이 얻어짐을 발견하였다.
또한, 본 발명자들의 지견에 의하면, 종래 사용되고 있는 은도금 피막의 결정립계가 반사율을 저하시키고 있는 원인이라는 결론에 도달하였다. 도금으로 얻어지는 조직은, 기체에 핵 생성한 후에, 그 길이, 폭 및 두께 방향의 각각으로 성장하지만, 서로 이웃해서 위치하는 은결정끼리의 결합력이 약하고, 야금학적(冶金學的)으로 제조한 은의 입계에 비해 그 입자의 간격이 넓어져 있음을 알게 되었다. 그리고, 이 입계의 간격을, 기계적인 가공에 의해 좁힘에 의해 반사율의 저하를 억제할 수 있음을 알게 되었다.
또한 본 발명자들은, 도전성 기체상의 최표면의 반사층이 도금법으로 형성된 광반도체 장치용 리드 프레임에 있어서, 프레임의 표면 형상을 매크로(macro)하게, 또한, 마이크로(micro)하게 제어함으로써, 반사율을 향상시키고, 또한, 수지 밀착성을 높게 할 수 있음을 발견하였다. 마이크로한 표면 형상에 있어서, 표면 조도를 작고, 또한, 소정 범위로 설정함으로써, 근자외역, 특히 345nm∼355nm 부근의 불필요한 흡수 피크를 소멸시키거나 혹은 현저하게 억제할 수 있고, 동시에 가시광역 전역에 있어서도 반사율을 향상시킴을 발견하였다. 한편, 매크로한 표면 형상에 있어서, 일정 범위의 표면 조도로 함으로써, 리드 프레임재와 밀봉재의 밀착성(이하, 수지 밀착성이라고 표현한다)이 향상됨을 발견하였다. 표면의 평활성을, 매크로한 표면 조도, 마이크로한 표면 조도라고 하는 2개의 표면 조도를 제어함으로써, 수지 밀착성을 높이면서 반사율을 향상시킴을 발견하였다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 안출됨에 이른 것이다.
본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다:
(1) 기체의 최표면의, 적어도 편면 혹은 양면에, 일부 혹은 전면에 반사층을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치용 리드 프레임으로서, 상기 반사층이, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역의 최표면에 있어서, 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 도금조직의 적어도 표면이 기계적으로 변형된 조직을 갖는 것을 특징으로 하는, 광반도체 장치용 리드 프레임.
(2) 상기 반사층이, 접촉침식(接觸針式) 표면 조도계에 의한 측정에서의 표면 조도 Ra가 0.010㎛ 이상이며, 또한 원자간력(原子間力) 현미경에 의한 측정에서의 표면 조도 Sa가 50nm 이하인 것을 특징으로 하는, (1)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(3) 상기 반사층이, 은(Ag), 금(Au), 동(Cu), 플라티나(Pt), 알루미늄(Al), 로듐(Rh) 중 어느 하나, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 (2)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(4) 상기 반사층이 은으로 이루어지고, 그 적어도 표면에 있어서, 기계적 변형에 의해 잔존한 은으로 이루어지는 도금조직의 면적비가 50% 이하인 것을 특징으로 하는, (1)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(5) 상기 기계적으로 변형된 반사층의 두께가, 0.2∼10㎛인 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(6) 상기 반사층을 형성하는 금속 또는 그 합금이, 은, 은-주석 합금, 은-인듐 합금, 은-로듐 합금, 은-루테늄 합금, 은-금 합금, 은-팔라듐 합금, 은-니켈 합금, 은-셀렌 합금, 은-안티몬 합금, 또는 은-백금 합금인 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (5)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(7) 상기 기체가, 동, 동 합금, 철, 철 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(8) 상기 기체가, 그 위에 금속층을 n층(n은 1 이상의 정수) 구비하고, 또한 상기 반사층이 상기 기체상에, 직접, 또는 상기 금속층 중 적어도 1층을 통해 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(9) 적어도 납땜을 요하는 부분에, 은, 은 합금, 주석, 주석 합금, 금, 또는 금 합금 중 어느 하나로 이루어지는 도금층을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임.
(10) (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치용 리드 프레임의 소재를 제조하는 방법으로서, 기체의 최표면으로서 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역에, 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층을 도금법으로 형성한 후, 기계적 가공을 실시하여 적어도 상기 반사층의 표면의 도금조직을 기계적으로 변형하는 것을 특징으로 하는, 광반도체 장치용 리드 프레임 소재의 제조방법.
(11) 상기 반사층 형성 후의 기계적 가공을, 압연 가공으로 행하여 상기 압연 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 프레스 가공으로 행하여 상기 프레스 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 또는, 기계적 연마로 행하는 것을 특징으로 하는, (10)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임 소재의 제조방법.
(12) (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치용 리드 프레임을 제조하는 방법으로서, 기체의 최표면으로서 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역에 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층을 도금법으로 형성한 후, 기계적 가공을 실시하여 적어도 상기 반사층의 표면의 도금조직이 기계적으로 변형된 광반도체 장치용 리드 프레임 소재를 얻고, 상기 소재에 프레스법 혹은 에칭법에 의해 펀칭 가공을 실시하여, 리드 프레임을 얻는 것을 특징으로 하는, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
(13) 상기 반사층 형성 후의 기계적 가공을, 압연 가공으로 행하여 상기 압연 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 프레스 가공으로 행하여 상기 프레스 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 또는, 기계적 연마로 행하는 것을 특징으로 하는, (12)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
(14) 상기 펀칭 가공 후에, 납땜성이 양호한 도금을 부분적으로 실시하는 것을 특징으로 하는, (12) 또는 (13)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
(15) 상기 납땜성이 양호한 도금은, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역 이외의 영역에 실시되고, 상기 도금의 성분은, 은, 은 합금, 주석, 주석 합금, 금, 또는 금 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, (14)항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
(16) 광반도체 소자와, (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치로서, 상기 광반도체 장치용 리드 프레임의 반사층이, 기체의 최표면으로서 적어도 상기 광반도체 소자로부터 발생하는 광을 반사하는 영역에 설치된, 또한, 적어도 표면의 도금조직이 기계적으로 변형된 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
(17) 상기 광반도체 소자의 발광 파장이 340nm로부터 800nm인 것을 특징으로 하는, (16)항에 기재된 광반도체 장치.
(18) 장치로부터 출력되는 광이 백색광인 것을 특징으로 하는, (16) 또는 (17)에 기재된 광반도체 장치.
(19) 장치로부터 출력되는 광이 자외, 근자외 또는 자광인 것을 특징으로 하는, (16) 또는 (17)에 기재된 광반도체 장치.
(20) (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 광반도체 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임에 의하면, 기체상의 최표면에, 금속 또는 그 합금, 예를 들면 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층을 전기 도금법, 무전해 도금법 또는 스퍼터법 등의 도금법으로 형성한 후, 그 반사층에 압연 가공 등의 기계적 가공이 더 실시되어 도금조직의 적어도 표면을 기계적으로 변형시킴에 의해, 상술한 파장 345nm∼355nm 근방의 불필요한 흡수 피크를 소멸시키거나 혹은 현저하게 억제할 수 있어, 근자외역인 340∼400nm에 있어서의 반사율이 향상되고, 특히 발광 파장에 근자외역의 파장을 포함하는 광반도체 칩 탑재의 광반도체 장치에 있어서 양호한 반사율이 얻어진다. 또한, 동일 방법에 의해 가시광역인 파장 400∼800nm의 반사율을 은피막의 이론치 레벨에까지 향상시킬 수 있고, 또한, 은 이외의 금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 피막의 경우에는, 광반도체 리드 프레임으로서 요구되는 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 높은 반사율을 달성함으로써, 모두, 예를 들면 종래의 범용되고 있는 발광 파장이 450nm 부근의 광반도체 칩 탑재의 광반도체 장치에 있어서, 양호한 반사율이 얻어진다. 즉, 본 발명에 의하면, 근자외광으로부터 가시광역까지의 광범위하게 걸쳐 반사 특성이 양호하고, 특히 파장 340∼400nm와, 또한 이와 더불어 가시광역인 400∼800nm의 발광 칩을 사용할 때에 종래의 은도금재보다 우수한 반사 특성이 우수한 광반도체 장치용 리드 프레임을 제공할 수 있다. 또한, 이 광반도체 장치용 리드 프레임을 이용함에 의해, 고휘도의 광반도체 장치 및 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임에 의하면, 도전성 기체상의 최표면에 은으로 이루어지는 반사층을 도금법으로 형성한 후, 그 반사층에 기계적 가공, 예를 들면 압연 가공이 더 실시되어 도금조직의 적어도 표면에 기계적인 변형을 일으키고, 또한 그 표면에 잔존한 도금조직 형상과 비슷한 형상의 면적비(이후 도금조직 잔존율이라고 한다)가 50% 이하로 함에 의해, 가시광역인 파장 400∼800nm의 반사율을 85% 이상, 또한 450nm 이상의 파장에서는 반사율을 90% 이상으로 높일 수 있다. 또한, 근자외역에서의 반사율 향상에도 우수한 효과를 가져온다. 또한, 이러한 리드 프레임을 사용함에 의해, 실장 기판상의 회로에 직접 형성하는 것보다도 방열성이 우수하여, 열에 의한 광반도체 장치의 열화를 지연시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임(예를 들면, LED용 부품 재료)에 의하면, 파장 340∼400nm의 근자외역과 가시광 영역(400nm 부근∼800nm 부근)의 쌍방의 광영역에 대해 반사율이 우수하고, 또한 높은 수지 밀착성을 갖는다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적절히 첨부된 도면을 참조하여, 하기의 기재에서 더 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제1 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제2 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제3 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제4 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제5 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제6 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제7 실시 형태의 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 발명예 19의 광반도체 장치용 리드 프레임의 반사율을, 종래예 1의 반사율과 더불어 나타낸 그래프이다.
본 발명의 리드 프레임은, 반사층으로 되는 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금의 층을 도금법으로 초기 형성되고, 또한 그 층에 기계적 가공(예를 들면, 압연 가공 등의 소성가공)이 실시되며, 도금법으로 형성된 금속 조직(도금조직)이 기계적 가공에 의해 적어도 그 표면에 기계적인 변형을 일으킨 반사층을 갖는다. 도금층의 적어도 표면이 기계적으로 변형된 반사층을 형성함에 의해, 파장 345nm∼355nm 근방의 불필요한 흡수 피크를 소멸시키거나 혹은 현저하게 억제하여, 반사율을 향상시킬 수 있기 때문에, 파장역 340∼400nm, 특히 발광 파장 375nm 부근의 발광 칩을 탑재하는 광반도체 장치에 적합하게 사용된다. 또한, 동시에 400nm∼800nm의 가시광 파장역에 있어서도, 반사율을 Ag의 이론치까지 높일 수 있고, 또한, 은 이외의 금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 피막의 경우에서는, 광반도체 리드 프레임으로서 요구되는 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 높은 반사율을 달성할 수 있다.
도금법으로서는, 전기 도금법이나 무전해 도금법 등의 습식 도금법이라도 좋고, 또는, 스퍼터법 등의 건식 도금법이라도 좋다.
또한, 기계적 가공으로서는, 압연 가공이나 프레스 가공 등의 소성(塑性)가공이라도 좋고, 또는, 콜로이달실리카 등을 이용한 기계적 연마가공이라도 좋다. 압연 가공이나 프레스 가공에 의하면, 기체를 포함한 소재의 전체가 소성가공을 받으므로, 그 도금조직의 전체가 소성변형을 받는다. 한편, 기계적 연마가공에 의하면, 도금조직의 표면이 평활화되는 동시에 기체의 표면도 포함하여 기계적 변형을 받는다.
본 발명에 있어서는, 전기 도금법, 무전해 도금법 또는 스퍼터법으로 형성된 금속 조직(도금조직)에 대해서, 압연 가공이나 프레스 가공 등의 소성가공, 또는 기계적 연마가공에 의해, 도금조직의 적어도 표면이 기계적으로 변형된 반사층을 최표면에 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 소성변형된 금속 조직은, 본건 기술 분야에서 야금학적으로 밝혀진 바와 같이, 주조 조직과는 상위하고, 또한, 도금에 의해서 형성된 변형전의 도금조직과도 상위하다. 구체적으로는, 통상 도금 후에는 표면에 미세한 결정을 볼 수 있는데, 침상(針狀) 조직이나 구상(球狀) 입자의 석출 상태 등을 볼 수 있다. 한편, 예를 들면 도금 후에 압연 가공이나 프레스 가공을 한 후의 표면 상태는, 압연 롤의 롤링 라인이나 프레스 금형 표면에 형성되어 있는 가공 형태가 리드 프레임 측에 전사(轉寫)된 것처럼 표면 성상(性狀)을 나타내므로, 예를 들면 범용적인 SEM으로 관찰 배율 2000∼10000배로 표면 관찰을 행함으로써, 명확하게 구별이 가능하다. 또한, 도금 후에 기계 연마가공이 실시된 경우는, 그 연마지(硏磨紙)나 연마 숫돌입자의 연마 자국이나 단면(斷面) 관찰에 의해 볼 수 있는 가공 변질층이 최표층에 형성되어 있는 것을 확인할 수 있으므로, 이쪽도 도금 후의 상태와는 명확하게 구별할 수 있다.
또한 본 발명의 리드 프레임에 의하면, 파장역 340∼400nm 뿐만이 아니라, 가시광역인 파장 400∼800nm에 있어서도, 은의 반사율의 물리적 이론치에 한없이 도달할 수 있다. 이는, 반사율은 예를 들면 실리콘 등의 경면 기판에 스퍼터법으로 순은이 형성되었을 때의 반사율이 파장 450nm에서 98% 정도이지만, 단순히 도금만으로는 아무리 광택제를 사용해도 용이하게 달성할 수 없는 수치이다. 또한, 은 이외의 금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 피막의 경우에서는, 광반도체 리드 프레임으로서 요구되는 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 높은 반사율을 달성할 수 있다. 본 발명자들은, 도금 후에 압연 가공 등의 기계적 가공을 실시함으로써 도금조직에 기계적인 변형을 일으켜, 도금조직을 부숨으로써 미세한 요철을 저감하고, 또한 결정립계를 저감·소멸시킴에 의해, 광의 흡수 현상을 극한으로까지 저감시킬 수 있게 된 결과, 가시광역에 있어서도 반사율을 이론치에 극한까지 접근할 수 있을 것을 분명히 하였다. 이 결과, 본 발명에 의한 리드 프레임을 사용함에 의해, 종래의 가시광역에 있어서의 광반도체 장치에서도 우수한 휘도를 얻을 수 있어, 파장역 400∼800nm, 특히 발광 파장 450nm 부근의 청색의 발광소자를 탑재하는 광반도체 장치에 적합하게 사용된다.
또한, 본 발명에 있어서의 금속 또는 그 합금, 예를 들면 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층은, 적어도 광의 반사에 기여하는 부분(즉, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역)의 최표면에 형성되어 있으면 좋다. 다른 부분에 있어서는, 반사층을 형성할 필요는 없고, 또한 반사층 이외의 층이 형성되어 있어도, 반사율의 점에서는 특별히 문제는 없다.
본 발명에서의 제조방법을 자세하게 설명하면, 도전성의 기체(예를 들면 조재(條材)의 양면 또는 편면의, 일부 또는 전부에, 도금법(예를 들면, 전기 도금법, 무전해 도금법 또는 스퍼터법)을 실시하여, 금속 또는 그 합금, 예를 들면 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층을 형성하고, 압연 가공, 프레스 가공, 기계적 연마(예를 들면, 콜로이달실리카를 이용한 연마) 등의 기계적인 가공을 실시한다. 다음으로, 프레스 가공이나 에칭법 등에 의해 리드 프레임의 형상으로 한다.
이 리드 프레임에 수지 몰딩 등에 의해서 칩 탑재부를 형성하고, 광반도체 칩의 탑재, 와이어 본딩, 형광체를 함유시킨 수지나 유리로 밀봉하여 광반도체 모듈을 제조한다.
종래의 방법에서는, 일반적으로, 도전성의 기체(조재 등)를 프레싱이나 에칭 가공에 의해 리드 프레임의 형상으로 한 후에, 은도금이나 금/팔라듐/니켈 도금을 행한다. 또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 도금 후에 소정의 가열 처리를 행하여 도금층의 입자직경을 조대화시킨다.
본 발명과 종래의 방법은, 본 발명이 기계적인 가공 마무리로서 도금조직을 변성(變性)시킨 것임에 대해, 종래법에서는 클래드에 의한 단순한 가공 마무리나, 도금 마무리나 열처리 마무리이거나 또는 도금 압연 열처리 마무리인 점에서, 조직이 전혀 상이하다.
아울러, 반사층 형성 후의 압연 가공이나 프레스 가공 등의 소성가공시의 가공율(또는 감면율)이, 반사층으로서 이용되는 개소에 있어서의 부분에 있어서 1% 이상인 것이 바람직하다. 가공율이 높을수록 우수한 반사 특성이 얻어지고, 더 고휘도의 LED용 리드 프레임으로 된다. 아울러, 반사층 형성 후의 압연 가공 등의 소성가공시의 가공율은, 80%를 넘으면 반사특성 향상의 효과가 포화될 뿐만 아니라, 굽힘 가공시의 균열이나 크랙이 발생하기 쉬워지기 때문에, 80% 이하인 것이 바람직하다.
아울러 「가공율」이란, 「(가공전의 판두께 - 가공 후의 판두께)×100/(가공전의 판두께)」로 나타나는 비율을 나타내는 것이다. 또한, 「반사층으로서 이용되는 개소」란, 광반도체 모듈을 형성할 때에 발광부 이외의 부분을 수지 몰딩하여 광반도체 모듈을 얻고 있지만, 그 광반도체 칩이 광을 발했을 때에 리드 프레임이 노출되어 있는 개소로서 광의 반사 현상이 일어나는 부분을 의미한다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임은, 기체를 동 혹은 동 합금, 철 혹은 철 합금, 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 함으로써, 반사율 특성이 좋고 또한 피막을 형성함이 용이하고, 비용저감에도 기여할 수 있는 리드 프레임을 제공할 수 있다. 또한, 이들의 금속 또는 합금을 기체로 하는 리드 프레임은 방열 특성이 우수하고, 발광체가 발광할 때에 발생하는 열에너지를, 리드 프레임을 통하여 원활하게 외부로 방출할 수 있어, 발광소자의 장기 수명화 및 장기에 걸친 반사율 특성의 안정화가 기대된다. 이는, 기체의 도전율에 의존하는 것으로, 적어도 IACS(International Annealed Copper Standard)로서 10% 이상인 것이 바람직하고, 50% 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임은, 금속 또는 그 합금, 예를 들면 은 또는 은 합금으로 이루어지는 압연 가공 등의 기계적인 가공 후의 반사층의 두께를 0.2㎛ 이상으로 함에 의해, 반사율을 안정적으로 높일 수 있고, 또한, 후공정인 와이어 본딩이나 수지 또는 유리로의 밀봉 등에서의 가열에 의한 열화를 억제할 수 있다. 압연 가공 등의 기계적인 가공 후의 반사층의 두께의 상한은, 귀금속인 은의 삭감이나 도금 가공비 등의 점에서, 10㎛ 이하로 함이 바람직하다. 하한보다 얇은 경우(예를 들면, 0.1㎛)에는, 가열에 의한 변색이 발생하는 동시에, 반사율이 향상되는 비율도 적다. 이 때문에, 가열에 의한 변색을 더 안정적으로 방지하기 위해서는, 압연 가공 등의 기계적인 가공 후의 반사층의 두께는 0.5㎛ 이상이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임에 있어서의 반사층을 형성하는 은 또는 은 합금은, 은, 은-주석 합금, 은-인듐 합금, 은-로듐 합금, 은-루테늄 합금, 은-금 합금, 은-팔라듐 합금, 은-니켈 합금, 은-셀렌 합금, 은-안티몬 합금, 및 은-백금 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료로 이루어짐에 의해, 반사율이 양호하고 생산성이 좋은 리드 프레임을 얻을 수 있고, 특히 은, 은-주석 합금, 은-인듐 합금, 은-팔라듐 합금, 은-셀렌 합금, 또는 은-안티몬 합금이 반사율 향상의 관점에서, 더 바람직하다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임에는, 기체와 금속 또는 그 합금(예를 들면 은 또는 은 합금)으로 이루어지는 반사층과의 사이에, 니켈, 니켈 합금, 코발트, 코발트 합금, 동, 및 동 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 금속 또는 합금으로 이루어지는 중간층을 형성해도 좋다. 중간층은, 예를 들면 도금에 의해 적합하게 형성된다.
예를 들면, 철계의 기체를 이용한 경우는 재료의 열전도도가 비교적 낮기 때문에, 중간층으로서 동 또는 동 합금층을 형성함에 의해, 반사율을 손상시킴 없이 방열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기의 동 또는 동 합금층인 도금층은, 도금 밀착성의 향상에도 기여하기 때문에 발광소자가 발광할 때의 발열에 의한 밀착성의 열화를 방지할 수 있다.
동 또는 동 합금 기체를 이용한 경우는, 발광소자가 발광할 때의 발열에 의한 기체 성분의 반사층으로의 확산을 억제하기 위해서, 중간층으로서 니켈, 니켈 합금, 코발트, 또는 코발트 합금의 층을 형성함이 유효하다.
또한, 밀봉 수지를 투과하는 외기(外氣)중의 황화 가스나 습기를 방지할 목적으로, 수지의 개량도 진행되고 있고, 일부에서는, 유리 밀봉도 되어 가고 있으며, 수지 또는 유리에 의한 밀봉 공정중의 가공 온도도 상승되어 가고 있다. 또한, 예를 들면 LED 등의 광반도체 장치에 조립된 경우, LED칩의 발열에 의해서도 확산 현상이 진행됨이 예상된다. 이러한 공정중이나 장치로서 사용될 때의 확산을 억제하기 위해서도, 중간층을 형성함은 유효하다.
이들의 중간층의 두께는, 본 발명에 있어서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.08∼2.0㎛의 범위가 바람직하다. 중간층의 두께는, 0.2∼2.0㎛의 범위가 특히 바람직하다.
또한, 반사층 형성 후의 압연 가공 등의 기계적인 가공시의 가공율을, 반사층 초기 형성 직후(도금 직후)의 판두께에 기초하는 가공율로서 1% 이상으로 하여 광반도체용 리드 프레임용 소재(조재)를 제조함으로써, 소성변형 등의 기계적인 변형을 적어도 그 표면에 생긴 은 및 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 층을 얻을 수 있어, 340∼400nm에서의 반사율 흡수 피크 출현에 의한 반사율 저하를 막고, 또한 가시광역인 파장 400∼800nm에 있어서도, 도금법으로 얻어진 은 또는 은 합금 피막보다 반사율이 수% 향상시킨 리드 프레임을 얻을 수 있다. 아울러, 반사층 형성 후의 압연 가공 등의 기계적인 가공시의 가공율이 1% 미만인 경우는, 소성변형 등의 기계적인 변형이 불충분하고, 그 효과는 적다.
다음으로, 기계적인 가공을, 대표예로서 압연 가공에 기초하여 설명한다.
반사층 초기 형성 직후(도금 직후)의 판두께로부터 광반도체용 리드 프레임의 제품 판두께로 되기까지는, 소성가공으로서의 압연공정을 몇 회 거치더라도 상관없지만, 압연 회수가 증가하면 생산성이 나빠지기 때문에, 압연 회수는 많아도 3회 이하가 바람직하다. 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율은 각 압연에 있어서 1% 이상이면 좋다. 한편, 반사층 초기 형성 직후(도금 직후)의 판두께로부터 제품 판두께로 할 때까지의 합계 가공율로서, 반사율이 더 향상되어 안정될 수 있다는 점, 기체의 기계적 성질의 변화를 억제한다는 점, 및, 반사층의 도금조직을 균일하게 소성가공할 수 있다는 점을 고려하여, 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율을 합계로 10% 이상으로 함이 바람직하다.
반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율을 너무 크게 하면, 반사층 초기 형성시(도금시)의 도금 두께의 증가로 인해, 도금 가공비의 상승을 수반할 뿐만 아니라, 환경 부하가 증대한다. 또한, 반사층 형성 후의 압연 가공의 회수 증가에 의한 가공비의 상승이나, 반사율 향상의 효과가 포화할 뿐만 아니라, 굽힘 가공시의 균열이나 크랙이 생기기 쉬워지는 등의 이유에서, 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율은 합계로 80% 이하로 함이 바람직하다.
또한, 광반도체 칩을 탑재한 후에 굽힘 가공을 실시하는 공정이 있는 광반도체 장치로 되는 경우는, 굽힘 가공성을 고려하면 가공율은 합계로 20∼60%가 더 바람직하다.
또한, 요구되는 기계 특성을 제어하기 위해, 압연 가공 등의 기계적인 가공 후에 배치형 혹은 주간형(走間型) 등의 방법에 의해 열처리(조질(調質) 또는 저온소둔이라고도 한다)를 실시함으로써, 조질하는 동시에, 결정립계에서 결정립끼리의 결합력을 강화하여 입계 간격을 더 좁게 할 수 있지만, 반사율을 저하시키지 않을 정도의 열처리에 머무를 필요가 있다.
이러한 압연 가공 등의 기계적인 가공 후에 실시되는 열처리의 조건으로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 온도 50∼150℃에서, 0.08∼3시간의 열처리를 행함이 바람직하다. 이 열처리의 온도가 너무 높거나 시간이 너무 길면 열이력(熱履歷)이 과잉하게 되어, 반사율이 저하되어 버린다.
은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 표면의 반사층은, 상기와 같이, 전기 도금법이나 무전해 도금법에 의해 습식으로 도금을 실시하여 형성해도 좋고, 혹은, 스퍼터법에 의해 상기 금속 기체 표면에 건식에 의해 도금을 실시하여 석출(析出)시킴으로써 형성시켜도 좋다. 여기에서는, 전기 도금법을 대표예로서 이에 대해 설명했지만, 무전해 도금법이나 스퍼터법의 경우에는, 각각 통상법에 의해, 전기 도금법의 경우와 동일하게 하여, 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 층을 형성할 수 있다. 예를 들면 무전해 도금법의 경우는, 시판 욕(浴)(예를 들면 에스다이아 Ag40; 사사키 카가쿠야쿠힌사 제품) 등을 이용하여 형성하면 좋고, 스퍼터법에 있어서도 통상법의 장치(예를 들면 SX-200; 알백사 제품) 등을 사용하여 제작할 수 있다.
은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층의, 상기 압연 가공 등의 기계적인 가공 후의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.5∼10㎛의 범위로 함이 바람직하다. 이 기계적인 가공 후의 두께를 달성하기 위한 가공전의 피복 두께(초기 두께)는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 1∼50㎛의 범위로 함이 바람직하다.
도전성 기체의 일부 또는 전부에 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금이 피복된 재료에의 기계적인 가공은, 예를 들면, 냉간 압연기에 의한 압연 가공에 의해서 행할 수 있다. 압연 가공기는, 2단 롤, 4단 롤, 6단 롤, 12단 롤, 20단 롤 등이 있지만, 어느 압연 가공기도 사용할 수 있다.
압연 가공이나 프레스 가공에서의 가공율(감면율)은, 1% 이상이고, 바람직하게는 10% 이상이며, 은 또는 은 합금의 결정립계의 간극을 좁게, 충분히 부수어 소성변형 조직으로 할 수 있다.
압연 가공에 이용하는 압연 롤은, 롤링 라인(rolling line)의 전사에 의해 형성되는 리드 프레임측의 반사율을 향상시키는 것을 고려하면, 표면 조도(粗度)의 산술 평균(Ra)으로 0.1㎛ 미만인 것이 바람직하다.
여기에서는, 기계적인 가공의 대표예로서 냉간압연 가공에 의한 소성가공에 대해 설명했지만, 프레스 가공(예를 들면, 코이닝(coining))이나 기계적 연마(예를 들면, 콜로이달실리카에 의한 연마)의 경우에는, 각각 통상법에 의해, 냉간압연 가공의 경우와 동일하게 하여, 소성가공이나 기계적인 표면 가공을 실시할 수 있다. 예를 들면 프레스 가공법의 경우는, 프레스 압력을 0.1N/㎟ 이상에서 압력 조정에 의해 가공율을 조정하여 소성변형시킴으로써 달성할 수 있다. 또한 기계적 연마법이면, 예를 들면 입자직경 10∼300nm의 콜로이달실리카를 분산시켜 연마 초수(秒數)를 제어하여, 가공도를 조정함으로써 얻을 수 있다. 연마의 경우에는, 이용하는 연마숫돌과 연마시간에 따라 이 가공도는 바뀌지만, 예를 들면 콜로이달실리카(OP-S현탁액: 마루모토 스트루어스사 제품)에 의한 연마의 경우에는, 10∼60초간의 연마시간으로 함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광반도체 장치는, 적어도 광반도체 소자로부터 발생하는 광을 반사하는 개소에, 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 도금에 의해 설치되어 이루어지고, 압연 가공 등의 기계적인 가공에 의해, 그 전체가 소성변형되거나, 혹은 적어도 그 표면이, 기계적으로 변형된 층을 반사층으로서 갖는 본 발명의 리드 프레임을 이용함에 의해, 저비용으로 효과적으로 반사율 특성을 얻을 수 있다. 이는, 광반도체 소자의 탑재부에만 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층을 형성함으로써, 반사율 특성은 충분히 효과가 상승되기 때문이다. LED의 탑재면이 리드 프레임의 편면뿐인 경우에 있어서는, 양면 도금재의 광반도체 소자 탑재면을 두껍게, 비탑재면을 얇게 해도 좋다.
나아가서는, 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층은 부분적으로 형성되어 있어도 좋은데, 편면 도금이나, 스트라이프(stripe) 도금, 스폿 도금 등의 부분 도금으로 형성하고, 그 후 압연 가공 등의 기계적인 가공에 의해 형성해도 좋다. 반사층이 부분적으로 형성되는 리드 프레임을 제조하는 것은, 반사층이 불필요하게 되는 부분의 금속 사용량을 삭감할 수 있으므로, 환경 부하가 적은 리드 프레임을 얻을 수 있어, 그 결과 환경 부하가 적은 광반도체 장치를 얻을 수 있다.
그런데, 광반도체 모듈 형성 후의 외부 리드에서의 납땜에 관해서, 양면에 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금을 도금한 후에 압연 등의 기계적인 가공d을 가하여 반사층을 형성한 재료(조재)의 경우, 그 후에 프레스 펀칭 가공이나 에칭 가공을 행하여 소정의 리드 프레임 형상으로 가공하기 때문에, 필연적으로 얻어지는 리드 프레임의 단면(端面)에 기체의 노출이 있다. 프레싱이나 에칭 가공 후의 리드 프레임을 기체가 노출된 채로 보관하면, 기체 성분의 부식이나 기체 표면에의 납땜성의 열화 등이 염려되기 때문에, 상황에 따라서 대책을 강구함이 바람직하다.
예를 들면, 기체의 양면에 은 또는 은 합금을 피복한 경우에는, 전체 표면에 대해서, 기체의 노출 면적은 매우 적고, 외부 리드에서의 납땜성 등에의 영향은, 거의 확인되지 않는다. 또한, 기체의 노출은, 얇은 판두께 또는 넓은 리드폭의 경우에도 문제가 되지 않는다. 그러나, 두꺼운 판두께 또는 좁은 리드폭의 경우에는, 리드에서의 납땜에는, 영향이 있는 경우가 있어, 외부 리드를 도금 가공하는 편이 납땜의 신뢰성은 높아진다.
또한, 기체의 편면에만, 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금을 피복한 경우나 광반도체 소자 탑재부를 포함하는 부분 도금(예를 들면 스폿 형상이나 스트라이프 형상의 도금)을 행하는 경우에는, 외부 리드부에서의 기체의 노출 면적이 크기 때문에, 프레싱이나 에칭 후에 땜납 전착(wetting)이 양호한 도금 피막을 형성하는 것이 바람직하다.
외부 리드를 도금하기 위해서는, 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금을 도금한 후에 압연 등의 기계적인 가공을 가하여 반사층을 형성한 재료(조재)를 프레싱한 후에, 리드 프레임의 반사 영역 이외에서 적어도 납땜을 행하는 외부 리드 부분에 대해, 은이나 주석, 금, 이들의 합금 등의 땜납 전착이 양호한 도금 피막(납땜 개선층)을 붙임으로써, 땜납 전착이 개선된다. 또한, 칩 탑재 이후의 공정에서 가열 온도가 높은 경우에도 마찬가지로, 프레스 후의 도금은 외부 리드의 납땜성의 관점에서는 유효하다.
프레싱이나 에칭 후의 도금에 있어서는, 광반도체 소자로부터 발하는 광의 반사 영역 상당부를 적어도 포함하는 영역을 마스킹하여 도금하면 좋은데, 테이프나 레지스트 마스크, 드럼 마스크, 벨트 마스크 등 임의의 각종 방법으로 행할 수 있다. 또한, IC반도체에서 상용되는 모듈(수지 몰딩) 형성 후의 외장 도금을 행해도 좋다.
이 외부 리드에의 땜납 전착이 양호한 도금 피막의 두께는, 본 발명에 있어서는 특별히 규정되는 것은 아니지만, 납땜성 및 보관중의 내식성이 확보되면 좋ㅇ은데, 0.1㎛ 정도 이상이면 좋다. 도금 종류도 마찬가지로, 은, 주석, 금, 나아가서는 이들의 합금 도금 등, 목적을 달성하는 금속 종류라면 문제없다.
이하에, 본 발명의 다른 바람직한 형태에 대해 설명한다. 아울러, 이하의 설명에서 특별히 언급되지 않는 사항은, 상기의 설명과 동일하다.
[도금조직 잔존율을 특징으로 하는 형태]
본 발명의 리드 프레임의 하나의 바람직한 형태에서는, 은으로 이루어지는 반사층을 전기 도금법으로 형성한 후, 그 반사층에, 압연 가공이나 프레스 가공 등의 소성가공, 또는, 기계적 연마가 더 행하여져 은으로 이루어지는 도금조직이 적어도 표면에 기계적인 변형을 일으키고 있는 것을 특징으로 한다. 도금층에 기계적인 변형을 일으키게 함에 의해, 도금으로 형성된 결정의 입계의 결합력을 강고하게 하여 전위(轉位)를 배출하는 동시에, 소성가공의 에너지로 은을 재결정시키는 동시에, 표면의 요철을 기계적으로 작용하는 힘으로 평활하게 할 수 있다. 그 결과, 파장 400∼800nm의 반사율을 향상시킬 수 있기 때문에, 특히 파장 450nm∼800nm의 광반도체 발광 칩을 탑재하는 광반도체 장치에 적합하게 사용된다. 광반도체 장치 중에서도, 특히 LED에 있어서 효과를 발휘한다. 또한, 근자외역에서의 반사율 향상에도 우수한 효과를 가져온다.
이하, 본 형태에 대해 상세하게 설명한다.
여기서 기계적인 가공이 실시되지 않은 도금조직 잔존율은, 반사층으로서 이용되는 개소에 있어서의 영역의 50% 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 30% 이하이다. 여기서, 도금조직 잔존율이란, 전형적으로는, 전기 도금법으로 은도금층을 형성했을 때 거의 전역에 걸쳐 도금조직(침상 조직이나 구상 입자의 석출 상태)이 형성되고, 이에 대해 기계적인 가공이 실시되어 기계적인 변형을 일으켜 그 도금조직이 소실되어도, 그 후의 표면에 도금조직 형상과 비슷한 형상이 잔존하는 경우의 그 잔존한 도금조직과 비슷한 형상의 면적비[잔존한 도금조직과 비슷한 형상의 면적/측정 대상 영역의 면적](%)를 말한다. 이 비율이 낮을수록 우수한 반사 특성을 얻을 수 있어, 더 고휘도인 LED용 리드 프레임으로서 적용할 수 있다. 아울러, 기계적인 가공의 결과, 도금조직 또는 그와 비슷한 형상이 전혀 잔존하지 않는 경우도 있기 때문에, 도금조직 잔존율의 하한치는 0%이다. 본 형태에 있어서는, 도금조직 잔존율은, 0%에 가까우면 가까울수록 바람직하고, 반사율 향상의 관점에서는, 도금조직 잔존율이 0%인 것이 가장 바람직하다. 여기서, 「반사층으로서 이용되는 개소」란, LED 모듈을 형성할 때 발광부 이외의 부분을 수지 몰딩하여 LED 모듈로 되지만, 그 LED칩이 광을 발했을 때 리드 프레임이 노출되어 있는 개소에서 광의 반사 현상이 일어나는 부분을 가리킨다. 즉, 반사 현상에 기여하는 리드 프레임 노출 개소에 있어서의 도금조직 잔존율이 50% 이하인 것이 바람직하고, 전면이 도금조직 잔존율 50% 이하는 당연히 양호하지만, 예를 들면 스트라이프 형상이나 스폿 형상으로 소성가공이 실시되고, 그 개소의 도금조직 잔존율이 50% 이하이며, 또한 그 영역만이 LED의 반사층으로서 이용되는 개소로 되는 상태라도 좋다.
본 형태의 광반도체 장치용 리드 프레임은, 기계적인 변형 후의 은으로 이루어지는 반사층의 두께를 0.2㎛ 이상으로 함에 의해, 장기 신뢰성을 확보할 수 있다. 한편, 10㎛ 이하로 함에 의해, 필요 이상으로 귀금속을 사용함 없이 비용저감을 도모할 수 있다. 이는, 장기 신뢰성이라고 하는 효과는, 반사층의 두께가 10㎛에서 포화됨에 의한다. 0.2∼10㎛이면 효과는 충분히 기대되지만, 바람직하게는 0.5∼7㎛, 더 바람직하게는 1∼5㎛이다. 이는, 은으로 이루어지는 기계적인 변형 후의 반사층 피복 두께가 0.2㎛ 미만이면 기체의 동 성분이 표면에까지 확산되기 쉬워지기 때문에, 적어도 0.2㎛ 이상의 최표층 피복 두께가 형성되는 것이 바람직함을 의미하고 있다. 실제로 상기 하한치 이상의 것을 제작하여, 이를 하회하는 것에 비해, 내열성이 높아지는 것을 확인하였다.
아울러, 반사층을 은 합금으로 하면 반사율이 파장 400∼800nm에서 90%를 확보하는 것이 어려운 경우가 있기 때문에, 본 형태에서 반사층에 이용하는 것은 은이 바람직하고, 그 순도는 99% 이상인 것이 바람직하다.
본 형태에 있어서, 반도체 장치용 리드 프레임을 제조하는 방법에 있어서의 기계적인 가공이 압연 가공인 경우, 전기도금 후의 표면 조도의 영향도 있지만, 예를 들면 압연 가공율이 도금 후의 판두께에 대해서 10% 이상인 것이 바람직하고, 40% 이상인 것이 더 바람직하다. 이러한 가공율의 범위로서 광반도체용 리드 프레임을 제조함으로써, 도금조직 잔존율을 적합한 범위로 조정하기 쉬워 바람직하다. 압연 가공율이 상기 하한치 이상인 경우, 도금조직 잔존율이 압연 롤의 조도의 영향을 받지 않기 때문에, 롤 조도에 의존하지 않고 도금조직 잔존율을 안정적으로 50% 이하로 할 수 있어, 반사율을 충분히 높일 수 있다. 압연 가공율의 상한은 특별히 마련하지 않지만, 소재에 요구되는 강도, 경도, 도전율의 조정을 가미한 후에 결정될 필요가 있고, 또한 압연 가공율이 높으면 압연기에 필요한 전력이 커져 환경 부하가 높아질 뿐만 아니라, 굽힘 가공시의 균열이나 크랙이 생기기 쉬워지기 때문에, 현실적으로는 80% 정도가 상한이다.
아울러, 도금 후의 판두께로부터 광반도체용 리드 프레임의 제품 판두께로 되기까지는, 압연공정을 몇 번 거쳐도 상관없다. 압연 회수를 수차례 함으로써 도금조직에 압연 롤이 접촉하는 확률이 높아지고, 그 결과 도금조직 잔존율을 저감하기 쉬워지지만, 회수가 증가하면 생산성이 나빠지기 때문에, 압연 회수는 많아도 5회 이하가 바람직하다. 아울러, 압연 가공에 이용하는 압연 롤은, 롤링 라인의 전사에 의해 형성되는 리드 프레임측의 반사율을 향상시키는 것을 고려하면, 표면 조도의 산술 평균(Ra)으로 0.1㎛ 미만인 것이 바람직하다.
본 형태에 있어서, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법에 있어서의 기계적인 가공이 프레스 가공인 경우, 압연 가공과 마찬가지로 프레스 가공율이 도금 후의 판두께에 대해서 10% 이상인 것이 바람직하고, 40% 이상인 것이 더 바람직하다. 이러한 가공율의 범위로서 광반도체용 리드 프레임을 제조함으로써, 도금조직 잔존율을 적합한 범위로 조정하기 쉬워 바람직하다. 프레스 가공의 조건은 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 프레스 압력을 0.1N/㎟ 이상으로 함으로써 소성변형 시킬 수 있다. 프레스 가공율의 상한은 특별히 마련하지 않지만, 현실적으로는 80% 정도가 상한이다.
아울러, 요구되는 기계 특성을 제어하기 위해, 압연 가공 후나 프레스 가공 후에 배치형 혹은 주간형(走間型) 등의 방법에 의해 열처리를 행하여, 조질하는 공정을 거쳐도 좋지만, 반사율을 저하시키지 않을 정도의 열처리에 머무를 필요가 있다. 이 열처리의 바람직한 조건은, 상기한 바와 같다.
[표면 조도를 특징으로 하는 형태]
본 발명의 리드 프레임의 다른 하나의 바람직한 형태를 설명한다.
본 발명에 있어서의 매크로한 표면 조도란, 접촉식 표면 조도계의 측정 거리에서 얻어지는 표면 조도를 말한다. 구체적으로는 기체 자체의 작은 기복 등이 수치로서 나타난다. 측정 거리는 수mm∼수십mm의 사이가 적절한데, 실험의 결과로부터 4mm의 측정거리가 매크로한 표면 조도를 가장 잘 나타내고, 수지 밀착성과의 상관이 있음을 알 수 있었다. JIS B 6010-2001에 의거한 방법에 의해 표면 조도 Ra를 구하고, 압연 방향, 수직방향의 2방향을 각각 5점 측정하여, 그 평균치를 매크로한 표면 조도로 하였다.
본 발명에 있어서의 마이크로한 표면 조도란, 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope: AFM)의 관찰 시야에서 얻어지는 표면 조도를 말한다. 이 마이크로한 표면 조도는, 매크로한 표면 조도로는 측정할 수 없지만, 반사율에 크게 영향을 준다. 구체적으로는 도금 마무리된 덴드라이트(dendrite) 형상의 석출 빈도 등이 이 수치로 나타난다. 표면의 수십 나노 수준의 요철이 반사율을 저감시키는 원인임을 발견하였다. 이 마이크로한 표면 조도를 측정하기 위해서는, AFM를 이용하여, 수 미크론∼수십 미크론 시야내에서 측정함이 적절하고, 실험의 결과로부터 6.16미크론×6.16미크론의 시야에 의한 측정이 마이크로한 표면 조도를 가장 잘 나타내어, 반사율과의 상관이 있음을 알 수 있었다. AFM를 이용하여, 6.16미크론×6.16미크론의 시야에서 표면 조도 Sa를 구하였다. 아울러, 리드 프레임의 큰 표면 손상, 압연줄의 영향을 작게 하기 위해, 리드 프레임의 임의의 5점에 있어서 측정을 행하여 평균치를 마이크로한 표면 조도로 하였다.
매크로한 표면 조도를 남기면서, 마이크로한 표면 조도를 극력 억제함으로써, 파장 340∼400nm의 근자외역과 400nm 부근∼800nm 부근의 가시광 영역의 광 양쪽에 대해서 반사율이 우수하면서, 높은 수지 밀착성을 갖는 반도체 장치용 리드 프레임을 얻음을 발견하였다. 이 지견에 기초하여 본 발명을 안출하기에 이르렀다.
AFM에 의해 마이크로한 표면 조도로서 표면의 거칠기를, 식침식(蝕針式) 표면 조도계에 의해 매크로한 표면 조도로서 표면의 기복 높이를, 각각 측정한다.
매크로한 표면 조도는, 기체의 중간 압연, 또는, 최종 압연으로 결정함이 가능하다. 압연 조건이나 롤 번수(番手) 등을 바꿈으로써 매크로한 표면 조도를 변화시키는 것이 가능하다.
마이크로한 표면 조도는, 도금 후의 최표면에 미세 입자를 이용한 기계적인 연마 등의 처리를 실시함으로써 변화시킬 수 있다. 예를 들면 기계적인 연마의 경우는, 번수나 연마시간 등을 바꿈으로써 마이크로한 표면 조도를 바꾸는 것이 가능하다. 또한 비접촉 연마로서 화학 연마, 전해 연마 등의 방법을 이용해도 좋다.
또한, 압연 등의 소성가공에 있어서, 마이크로한 표면 조도와 매크로한 표면 조도를 동시에 제어하는 것도 공업적으로 유용하다. 예를 들면, 기체에 도금 등으로 반사 피막층을 형성한 후에 압연함에 의해, 압연 조건을 적절히 설정함으로써 매크로한 표면 조도를 제어하면서, 표면 조도를 작게 한 평활(平活) 롤로 마이크로한 표면 조도를 제어하는 것도 가능하다.
본 형태의 특징 중 하나는, 지금까지 반사율의 향상에 기여한다고 여겨져 온 결정 입경, 방위 등의 인자(예를 들면 특허문헌 2)는 본질적으로 향상시키는 인자가 아님을 연구에 의해 명확히 하고, 표면의 평활성만이 반사율에 영향을 준다는 것을 발견함에 있다. 이에 의해, 모든 소성가공을 실시한 경우에도, 결정 입경, 방위 등의 인자를 고려하지 않고, 단순하게 표면의 평활성에만 주목하면 된다는 것이 분명해졌다.
또한, 반사율에 영향을 미치는 마이크로한 표면 조도에만 주목하여 표면을 평활하게 할 뿐만 아니라, 기체의 작은 기복 등에 대응하는 매크로한 표면 조도를 굳이 거칠게 함으로써 수지 밀착성을 향상시킴을 분명히 하였다. 2개의 표면 조도를 균형되게 함으로써, 근자외역으로부터 가시광역에 있어서의 반사율이 양호하고, 고휘도이면서 밀봉재와의 밀착성이 우수한 리드 프레임을 제공함을 가능하게 한 것이다.
본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임의 다른 바람직한 제조방법을 설명하면, 예를 들면, 도전성의 재료의 양면 또는 편면에 금속 도금을 실시한다.
금속 도금은 전기 도금법에 의해 상기 금속재료 표면에 석출시키는 방법에 의해 행한다. 금속 도금 피막은 Au, Ag, Cu, Pt, Al, Rh 중 어느 하나, 또는 그들의 합금으로 형성한다. 바람직하게는 Ag 또는 그 합금이다. 금속 도금 방법 자체는 통상의 방법으로 행할 수 있다.
얻어진 도금 표면에 대해서 콜로이달실리카 등에 의한 연마로 표면을 평활하게 한다. 이것 외에, 도금 표면을 평활하게 하는 수단은, 모든 가공의 어느 것이어도 좋은데, 예를 들면, 상기의 압연 가공이나 프레스 가공 등의 소성가공이어도 좋다. 압연 가공이나 프레스 가공에 있어서의 바람직한 가공율은, 상기한 바와 같다. 본 발명에 있어서 금속 기체상의 금속 도금막 자체의 두께는, 도금 조건이나 그 후의 가공 실시 방법에 의해 정할 수 있는데, 상기의 연마 또는 소성가공 후에 있어서, 바람직하게는 0.01∼20㎛, 더 바람직하게는 0.1∼10㎛로 한다.
금속 기체로서는 특별히 제한은 없지만, 동 혹은 동기합금(銅基合金), 또는 철 혹은 철기합금(鐵基合金) 등이 이용된다. 이 기체로서는, 광반도체 장치용 리드 프레임의 방열성의 관점에서 도전율이 60%IACS 이상인 동 합금의 조재로 함이 바람직하다. 도전율이 60%IACS 이상인 동 합금 재료로서는, CDA 게재(揭載) 합금인 C19400, C14410, 및 후루카와덴키고교(주) 제품 EFTEC64T(C18045) (상품명) 등을 이용할 수 있다.
상기 금속 기체를 제조할 때의 압연 가공 공정에 있어서, 마지막으로 실시되는 마무리 압연시의 롤 조도를 바꿈으로써, 첫째로, 매크로한 표면 조도를 변화시켜 어느 정도 제어한다. 실제의 조(條) 제품에서는 어느 정도 격차가 나오기 때문에, 조건을 부여하여 작성한 조 중에서 원하는 거칠기로 되어 있는 것을 선택하고, 거기에 상기 도금을 실시한다. 롤 조도가 작은 경우에는 매크로한 표면 조도가 작은 기체, 롤 조도가 큰 경우는 매크로한 표면 조도가 큰 기체를 얻는다. 매크로한 표면 조도는 촉침식(觸針式) 표면 조도계로 측정한다. 매크로한 표면 조도는, 바람직하게는 Ra가 0.010㎛ 이상, 더 바람직하게는 0.020㎛ 이상, 더 바람직하게는 0.030㎛ 이상, 가장 바람직하게는 0.040㎛ 이상이다. 이러한 매크로한 표면 조도로 함으로써, 수지 밀착성이 향상된다. 또한, 매크로한 표면 조도가 0.100㎛를 넘으면, 기체 표면의 기복(기복의 높이)이 커지기 때문에 밀봉재가 기복의 골에 충분히 들어가지 않는다. 본질적인 수지 밀착성이 저하하는 것은 아니지만, 접촉 면적이 감소하기 때문에, 결과적으로, 이에 의해 매크로한 표면 조도는 0.060㎛ 이하가 바람직하다. 여기서, 「수지 밀착성의 향상」이란, 후술하는 실시예에서 평가한 수지 밀착성 시험에 있어서 박리를 일으키지 않는다는 것을 말한다.
금속 기체상의, 적어도 편면 혹은 양면에, 일부 혹은 전면에, 전기 도금법 등의 전석(電析)이나 무전해 도금법 또는 스퍼터법에 의해 도금 피막을 석출시킨 후에, 상기 도금 피막의 표면을 가공하여 얻어지는, 본 형태의 광반도체 장치용 리드 프레임에 있어서, 둘째로, 마이크로한 표면의 거칠기를 규제한다. 마이크로한 표면 조도는 원자간력 현미경에 의한 시야각 6.16㎛×6.16㎛에서의 측정으로 얻는다. 마이크로한 표면 조도 Ra는, 바람직하게는 50nm 이하이고, 더 바람직하게는 30nm 이하, 특히 바람직하게는 10nm 이하, 가장 바람직하게는 5nm 이하로 함으로써 LED용 부품 재료의 반사율이 향상된다. 여기서, 「반사율의 향상」이란, 이하에 서술하는 바람직한 반사율을 갖는다는 것을 말한다.
또한, 마이크로한 표면 조도가 2.0nm 정도 이하로 되면, 매크로한 표면 조도에 관계없이 수지 밀착력이 저하하기 때문에, 마이크로한 표면 조도는 3.0nm 이상이 바람직하다.
상기 Ag 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 도금층을 형성시킨 후에, 압연공정을 거치기 때문에, 매크로한 표면 조도와 마이크로한 표면 조도가 동시에 변화하게 된다.
여기서, 압연 가공율을 바꿈으로써 매크로한 표면 조도와 마이크로한 표면 조도를 동시에 바꾸는 것이 가능하다. 압연에 사용하는 롤 조도를 변화시킴으로써, 어느 정도 마이크로한 표면 조도를 제어함이 가능하다. 같은 압연 가공율에 있어서도 롤 조도가 작으면 마이크로한 표면 조도는 작아진다.
본 발명에 있어서, 마이크로한 표면 조도의 제어는, 반사율에 직접 기여하는데, 이 거칠기가 작은 쪽이 반사율(특히 자외역에 있어서의 반사율)은 향상한다. 또한 매크로한 표면 조도는, 땜납 전착성, 수지 밀착성의 향상에 기여하여, 광반도체 장치용 리드 프레임에 적합한 특성을 부여하는 동시에, 우수한 평활성을 유지한다.
본 형태에 있어서, 반사율은, 상기한 마이크로한 표면 조도와 매크로한 표면 조도의 양쪽을 각각 바람직한 범위내의 값으로 조합함에 의해, 한층 그 작용을 향상시킬 수 있다. 이러한 것은 상술한 바와 같은 종래의 금속의 재결정 입자직경이나 배향에 착안한 것과는 관계가 없다.
본 발명에 있어서의 바람직한 반사율은, 바람직한 금속 도금 피막인 은도금의 경우, 이하의 형태가 바람직하다. 이하의 (a), (b), (c), (d)의 순서에 의해 바람직한 조건을 서술한다. 이하의 것(d)이 가장 바람직한 조건이다.
(a) 은도금: 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 80% 이상(광을 그대로 반사시키는 백색 LED용), 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 70% 이상(자외광 영역은 황색 형광체로 청색의 파장을 튀겨냄으로써 백색으로 하는 LED용).
(b) 은도금: 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 85% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 75% 이상.
(c) 은도금: 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 90% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 90% 이상.
(d) 은도금: 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 95% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 95% 이상.
또한, 금속 도금 피막이 금인 경우, 이하의 형태가 바람직하다.
근자외광 영역(예를 들면 375nm) 및 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)의 전역에서 전반사율이 30% 이상이며, 특히 가시광 영역의 장파장측의 전반사율이 높다.
금속 도금 피막이 동인 경우, 이하의 형태가 바람직하다.
근자외광 영역(예를 들면 375nm) 및 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)의 전역에서 전반사율이 35% 이상이며, 특히 가시광 영역의 장파장측의 전반사율이 높다.
또한, 금속 도금 피막이 백금인 경우, 이하의 형태가 바람직하다.
가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 55% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 55% 이상.
또한, 금속 도금 피막이 알루미늄인 경우, 이하의 형태가 바람직하다.
가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)에서 전반사율이 85% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 95% 이상.
금속 도금 피막이 로듐인 경우, 이하의 형태가 바람직하다.
근자외광 영역(예를 들면 375nm) 및 가시광 영역(예를 들면 400∼800nm)의 전역에서 전반사율이 75% 이상이며, 특히 가시광 영역의 장파장측의 전반사율이 높다.
은 또는 은 합금 도금, 그리고 이들 이외의 금속 도금은, 전기 도금법이나 무전해 도금법 또는 스퍼터법에 의해 상기 금속재료 표면에 석출시키는 방법에 의해 행할 수 있다. 은 또는 은 합금 도금 피막은, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 순은, 은-안티몬 합금, 은-셀렌 합금, 은-인듐 합금, 은-주석 합금, 은-금 합금 등을 사용할 수 있다.
도금의 두께는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 소성가공 후에 있어서, 통상 0.2∼10㎛의 범위에서 행하여진다.
도전성 기체의 일부 또는 전부에 은 또는 은 합금 혹은 이들 이외의 금속이 피복된 재료는, 냉간 압연기에 의해서 압연 가공을 행한다. 압연 가공기는, 2단 롤, 4단 롤, 6단 롤, 12단 롤, 20단 롤 등이 있지만, 어느 압연 가공기에도 사용할 수 있다.
압연 가공율(감면율, 또는 단순히 가공율이라고도 한다)은, 1% 이상이고 은 또는 은 합금 혹은 이들 이외의 금속의 결정립계의 간격을 좁게 할 수 있다. 더 바람직한 가공율은 10∼50%이다.
압연 가공에 이용하는 압연 롤은, 표면 조도가 Ra로 0.1㎛ 미만인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임의 실시 형태를, 도면을 이용하여 설명한다. 각 도면에 있어서, 리드 프레임에 광반도체 소자가 탑재되어 있는 상태를 나타내는 것도 있다. 아울러, 각 실시 형태는 어디까지나 일례이며, 본 발명의 범위는 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도시한 형태는 설명에 필요한 한도로 생략해서 나타내며, 치수나 구체적인 리드 프레임 내지는 소자의 구조가 도시한 것에 한정해서 해석되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제1 실시 형태의 개략 단면도이다. 본 실시 형태의 리드 프레임은, 기체(1)상에 은 또는 은 합금으로 이루어지는 반사층(2)이 형성되고, 반사층(2)의 일부의 표면상에 광반도체 소자(3)가 탑재되어 있다. 또한 본딩 와이어(7)에 의해, 파단부(破斷部, 9)(도면에 절곡선 형상의 영역으로서 생략적으로 나타낸다.)에서 절연된 다른 쪽의 리드 프레임과, 광반도체 소자(3)가, 전기적으로 접속되어 회로가 형성되어 있다. 본 발명에 있어서, 본 실시 형태의 리드 프레임은, 반사층(2)은 전기도금 등으로 형성된 후, 예를 들면 압연 가공에 의한 소성변형 등을 일으켜, 근자외 및 가시광역(파장 340nm∼800nm)의 반사 특성이 우수한 광반도체 장치용 리드 프레임으로 된다.
도 2는, 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제2 실시 형태의 개략 단면도이다. 도 2에 나타내는 실시 형태의 리드 프레임이, 도 1에 나타내는 리드 프레임과 다른 점은, 기체(1)와 반사층(2) 사이에, 중간층(4)이 형성되어 있는 점이다. 그 외의 점에 대해서는, 도 1에 나타내는 리드 프레임과 동일하다.
도 3 및 도 4는, 광반도체 소자가 탑재되는 측의 편면에만, 예를 들면 전기도금 후에 압연 등에 의해 변형된 반사층을 배치한 제3 및 제4 실시 형태의 개략 단면도로서, 도 3과 도 4의 차이점은, 중간층(4)의 유무이다.
도 5는, 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제5 실시 형태의 개략 단면도이다. 도 5는, 몰드 수지(5) 및 밀봉 수지(6)에 의해 광반도체 모듈이 형성되어 있는 양상을 편의적으로 나타낸 것으로, 광반도체 소자(3)가 탑재되는 부분과, 그 근방인 반사 현상을 일으키는 개소와, 몰드 수지(5)의 내부에만 반사층(2)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 중간층(4)은 기체(1)의 전면에 형성되어 있지만, 기체(1)와 반사층(2) 사이에 개재하는 형태이면, 부분적으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 몰드 수지(5)의 하부의 도중까지 반사층(2)이 형성되어 있지만, 반사 현상에 기여하는 부분인 영역이 덮여 있으면 좋고, 몰드 수지(5)의 외측까지 혹은 몰드 수지 내부만이 덮여 있는 상태이어도 좋다.
본 발명에 있어서는, 이와 같이, 광반사에 기여하는 부분에만 은 또는 은 합금 등의 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층(2)을 형성하는 것도 가능하다.
도 6은, 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제6 실시 형태의 개략 단면도이다. 도 6은, 도 5와 마찬가지로, 몰드 수지(5) 및 밀봉 수지(6)에 의해서 광반도체 모듈이 형성되어 있는 양상을 편의적으로 나타낸다. 도 6의 실시 형태가 도 5와 다른 점은, 기체(1)의 광반도체 소자(3)가 배치되는 면에만 중간층(4)이 형성되어 있는 점과, 반사층(2)이 기체(1)의 전면에 형성되어 있는 점이다.
도 7은, 본 발명에 의한 광반도체 장치용 리드 프레임의 제7 실시 형태의 개략 단면도이다. 도 7에 있어서, 외부의 납땜 상당부에서는, 프레스 단면 및 이면에, 납땜성이 양호한 도금(은 또는 은 합금 도금, 주석 또는 주석 합금, 금 또는 금 합금)으로 이루어지는 납땜 개선층(7)을 형성한다. 도 7에 있어서는, 리드 프레임에 탑재되는 광반도체 소자(3)는 도시를 생략한다.
이 프레싱 후에 형성되는, 예를 들면 은, 주석, 금 등의 도금으로 이루어지는 납땜 개선층(7)에 의해, 더 안정된 납땜성을 확보할 수 있다. 아울러, 이 경우, 반사층이 형성되어 있는 면으로서, 반사율이 요구되는 부분(즉, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역) 이외의 부분에, 납땜 개선층(7)이 형성되어 있어도 지장 없다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
실시예 1로서, 표 1에 나타내는 폭 100mm의 기체에 이하에 나타내는 전처리를 행한 후, 이하에 나타내는 전기도금 처리를 실시하였다. 압연 후의 피복 두께를 포함한 전 판두께를 0.2mm로 하기 위해, 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율을 고려하여 반사층 초기 형성시(도금시)의 판두께를 변화시켜, 반사층을 도금에 의해 초기 형성하였다. 그 후, 6단 압연기(히다치세이사쿠쇼(日立製作所) 제품)를 이용하여, 압연 워크 롤의 표면 조도 Ra가 대략 0.03㎛인 롤을 사용하고, 표 1에 나타내는 감면율에 의해 두께 0.2mm로 압연 가공을 실시함에 의해, 표 1에 나타내는 구성의 발명예 1∼38 및 참고예 1∼3의 샘플(압연 가공 마무리품)을 얻었다. 아울러 참고예 4는, 특허문헌 3의 비교예 1을, 참고예 5는, 특허문헌 3의 실시예 2를, 각각 모방한 것으로, 압연 가공을 행한 후에 240℃에서 4시간의 열처리를 실시한 것을 준비하였다(열처리 마무리품). 또한, 종래예 1∼4에 대해서는, 판두께 0.2mm, 폭 100mm의 기체에, 이하에 나타내는 전처리를 행한 후, 이하에 나타내는 반사층을 형성하기 위한 전기도금 처리를 실시함으로써, 표 1에 나타내는 리드 프레임용의 모재(조재)를 제작하였다. (종래예 1, 2, 4는, 도금 마무리품이다.) 아울러, 종래예 3에 관해서는, 전술한 특허문헌 2의 실시예 8에 기재된 피복 상황을 본 실시예에 있어서의 기체에서 재현하기 위해, 문헌 2에 기재된 조건으로 도금층을 형성 후, 열처리를 320℃에서 30초간, 잔류 산소농도 500ppm의 분위기에서 실시한 것을 준비하였다(열처리 마무리품). 중간층이 없는 발명예 및 비교예가 도 1에 나타낸 리드 프레임의 구조에 상당하고, 중간층이 있는 발명예 및 참고예가 도 2에 나타낸 리드 프레임의 구조에 상당한다.
아울러, 본 실시예의 평가에서는, 편의상 프레스 가공은 행하지 않고, 조 형상으로 평가하였다.
기체로서 이용된 재료 중, 「C14410(Cu-0.15Sn: 후루카와덴키고교(주) 제품 EFTEC-3)」, 「C19400(Cu-Fe계 합금 재료: Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn)」, 「C26000(황동: Cu-30Zn)」, 「C52100(인청동: Cu-8Sn-P)」, 「C77000(양은: Cu-18Ni-27Zn)」, 및 「C18045(Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn: 후루카와덴키고교(주) 제품 EFTEC-64T)」는 동 또는 동 합금의 기체를 나타내고, 합금번호는 CDA(Copper Development Association) 규격에 의한 종류를 나타낸다. 아울러, 각 원소 앞의 숫자 단위는 질량%이다.
또한, 「A1100」, 「A2014」, 「A3003」, 및 「A5052」는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 기체를 표시한 것으로, 각각 일본공업규격(JIS H 4000:2006 등)에 그 성분이 규정되어 있다.
또한, 「42얼로이」는 철계 기체를 표시하는데, 니켈을 42질량% 함유하고, 잔부가 철과 불가피 불순물로 이루어지는 합금을 나타낸다.
아울러, 기체가 알루미늄일 때는 전해 탈지·산세·아연 치환 처리의 공정을 거치고, 그 외의 기체의 경우는 전해 탈지·산세의 공정을 거치는 전처리를 행하였다. 또한, 각각 은 또는 은 합금의 도금을 행하기 전에는, 은스트라이크 도금을 행하고, 최표층 도금두께는 은스트라이크 도금두께를 포함한 압연 후의 두께로서 표기하였다.
실시예 1에 있어서의 전처리 조건을 이하에 나타낸다.
(전처리 조건)
[음극 전해 탈지]
탈지액: NaOH 60g/ℓ
탈지 조건: 2.5A/dm2, 온도 60℃, 탈지 시간 60초
[산세]
산세액: 10% 황산
산세 조건: 30초 침지, 실온
[아연 치환] (기체가 알루미늄일 때 사용)
아연 치환액: NaOH 500g/ℓ, ZnO 100g/ℓ, 주석산(C4H6O6) 10g/ℓ, FeCl2 2g/ℓ
처리 조건: 30초 침지, 실온
[Ag스트라이크 도금] 피복 두께 0.01㎛
도금액: KAg(CN)2 5g/ℓ, KCN 60g/ℓ,
도금 조건: 전류 밀도 2A/dm2, 도금 시간 4초, 온도 25℃
실시예 1에 있어서 사용한 중간층 도금의 액 조성 및 도금 조건을 이하에 나타낸다.
(중간층 도금 조건)
[Ni도금]
도금액: Ni(SO3NH2)2·4H2O 500g/ℓ, NiCl2 30g/ℓ, H3BO3 30g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 5A/dm2, 온도 50℃
[Co도금]
도금액: Co(SO3NH2)2· 4H2O 500g/ℓ, CoCl2 30g/ℓ, H3BO3 30g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 5A/dm2, 온도 50℃
[Cu도금]
도금액: CuSO4·5H2O 250g/ℓ, H2SO4 50g/ℓ, NaCl 0.1g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 6A/dm2, 온도 40℃
실시예 1에 있어서 사용한 반사층 도금의 액 조성 및 도금 조건을 이하에 나타낸다.
(반사층 도금 조건)
[Ag도금]
도금액 : AgCN 50g/ℓ, KCN 100g/ℓ, K2CO3 30g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 1A/dm2, 온도 30℃
[Ag-Sn합금 도금]
도금액: KCN 100g/ℓ, NaOH 50g/ℓ, AgCN 10g/ℓ, K2Sn(OH)6 80g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 1A/dm2, 온도 40℃
[Ag-In합금 도금]
도금액: KCN 100g/ℓ, NaOH 50g/ℓ, AgCN 10g/ℓ, InCl3 20g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 2A/dm2, 온도 30℃
[Ag-Pd합금 도금]
도금액: KAg[CN]2 20g/ℓ, PdCl2 25g/ℓ, K4O7P2 60g/ℓ, KSCN 150g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 0.5A/dm2, 온도 40℃
[Ag-Se합금 도금]
도금액: KCN 150g/ℓ, K2CO3 15g/ℓ, KAg[CN]2 75g/ℓ, Na2O3Se5H2O 5g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 2A/dm2, 온도 50℃
[Ag-Sb합금 도금]
도금액: KCN 150g/ℓ, K2CO3 15g/ℓ, KAg[CN]2 75g/ℓ, C4H4KOSb 10g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 1A/dm2, 온도 50℃
[표 1]
Figure 112012064142655-pct00001
(평가방법)
상기와 같이 해서 얻어진, 표 1의 발명예, 참고예, 및 종래예의 리드 프레임에 대해서, 하기 시험 및 기준에 의해 평가를 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(1A) 반사율 측정: 분광 광도계(U-4100(상품명, (주)히다치 하이테크놀로지즈 제품))에 있어서, 전반사율을 300nm∼800nm에 걸쳐 연속 측정을 실시하였다. 이 중, 자외역∼근자외역인 340nm, 375nm, 400nm, 나아가서는 가시광역인 450nm 및 600nm에 있어서의 전반사율(%)을 표 2에 나타낸다. 각각 파장 340nm에서의 반사율을 60% 이상, 375nm에서의 반사율을 75% 이상, 400nm에서의 반사율을 80% 이상, 가시광역의 파장 450nm 및 600nm에 있어서는 90% 이상일 것을 요구 특성으로 하였다.
(1B) 내열성: 150℃ 및 190℃의 온도에서 3시간 대기중에서 열처리를 행한 후의 변색 상황을 육안으로 관찰하였다. 변색이 전혀 없는 것을 「양호」로 판정하고 표에 「○」으로 표시하고, 약간 갈색으로 변색한 것을 「가능」으로 판정하고 표에 「△」, 완전히 갈색인 것을 「불가」로 판정하고 표에 「×」로 표시하였는데, 「가능」 이상을 실용 레벨로 하였다.
(1C) 굽힘 가공성: 굽힘 반경 0.2mm에 있어서, 압연줄에 대해 평행한 방향으로 90°굽힘을 1톤 프레스기를 사용하여 실시하였다. 그 굽힘 가공부의 정점을 실체 현미경으로 100배로 관찰하여, 균열의 유무를 조사하였다. 전혀 균열되지 않은 것을 「우수」로 판정하고 표에 「◎」로 표시하고, 최표층에 경미한 균열이 발생하였지만 기체에까지 도달하지 않은 것을 「양호」로 판정하고 표에 「○」로 표시하며, 최표층에 경미한 균열이 발생하였지만, 기체의 균열은 인정되지 않은 것을 「가능」으로 판정하고 표에 「△」으로 표시하고, 기체에까지 균열이 발생한 것을 「불가」로 판정하고 표에 「×」로 표시하였는데, 「가능」 이상을 실용 레벨로 하였다.
[표 2]
Figure 112012064142655-pct00002
이러한 결과로부터 명백한 바와 같이, 압연 가공에 의한 감면(減面) 가공을 행하지 않고, 또한 열처리도 행하지 않은 종래예 1, 2, 4에 있어서, 감면 가공을 실시한 본 발명예와 비교하면, 다음과 같은 것을 알 수 있다. 자외∼근자외역인 340nm∼400nm, 특히 375nm에 있어서의 반사율은 본 발명예 쪽이 양호하고, 340nm에서 60% 이상, 375nm에서 75% 이상, 또한 400nm에서 80% 이상을 만족하였다. 또한, 도금 후에 열처리를 320℃에서 30초간 처리한 종래예 3에서는, 전체적으로, 특히 가시광 영역에 있어서 반사율이 본 발명예보다 낮았다. 이는, 특허문헌 2의 실시예는 세라믹스인 알루미나 기판임에 대해, 본 발명과 같은 기체에 금속을 이용한 리드 프레임재에는, 320℃에서 30초간이라고 하는 열처리가 실시됨으로써, 하지(下地)나 기체 성분의 확산이 발생된 것으로 생각되고, 또한 열처리를 대기중에서 행함에 의해 기체 성분의 산화가 진행되어, 표 2에 나타내는 바와 같이 내열성이 저하되어 있는 것으로 생각된다.
또한, Ag 두께가 얇은 경우에는, 종래예 2 및 4에 있는 바와 같이, 내열성이 떨어지는 경향이 있음을 알 수 있다.
또한 참고예 1에 있어서는, 최표층의 피복 두께가 0.1㎛로 얇기 때문에, 내열성이 뒤떨어지는 동시에, 파장 375nm 및 400nm에 있어서의 반사율이 개선되지만 발명예 11보다 뒤떨어지고 있음을 알 수 있고, 최표층 피복 두께는 0.2㎛ 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
또한 참고예 2에서는, 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율이 0.5%로 낮기 때문에, 압연이 없는 경우보다는 반사율이 향상하지만, 충분하다고는 할 수 없는 레벨에 머물러 있다.
또한 참고예 3에서는, 감면율이 80%를 넘는 상태이지만, 반사율 및 내열성은 우수하지만, 굽힘 가공성에 있어서 뒤떨어져 있음이 확인되었다. 이 때문에, 감면율은 1∼80%인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 굽힘 가공성도 중시하면, 20∼60%의 감면율이 더 적합하다.
또한 참고예 4 및 참고예 5에서는, 도금, 압연 후, 열처리(저온소둔)를 행한 예이지만, 반사율이 전체적으로 10% 정도 저하되어 있고, 저온소둔에 의한 열이력이 과잉되었기 때문에 반사율이 저하하였다. 이와 같이, 압연 후에 열처리를 실시하는 경우는, 반사율을 충분히 고려하면서 적용할 필요가 있음을 알 수 있다.
도 8에, 종래예 1과 발명예 19에 있어서의 반사율을 측정한 결과를 나타낸다. 이들은, 종래의 통상적 방법으로 도금했을 뿐인(소성가공도 열처리도 행하지 않았다) 종래예 1에 대해서, 도금 후에 소성가공을 실시한 발명예 19를 대비해서 나타낸 결과이다. 이와 같이, 본 발명예는 파장 345∼355nm에 있어서의 흡수 피크가 소멸되어 있고, 또한 가시광역에 있어서 매우 우수한 반사율을 나타냄을 알 수 있다. 이 반사율은 은의 물리적 한계 반사율에 극히 가까워, 종래에는 없는 반사율을 나타내고 있어, 근자외로부터 가시광역의 파장 340∼800nm에 있어서, 광반도체 장치용 리드 프레임으로서 매우 적합하게 이용할 수 있음을 알 수 있다. 아울러, 도시한 종래예 1의 결과는, 종래예 3의 경우보다 저파장측에 있어서의 반사율이 낮은 것으로 생각된다.
(실시예 2)
실시예 2로서, 표 3에 나타내는 폭 100mm의 기체에, 상기 실시예 1과 동일하게 전처리를 행한 후, 표 3에 나타내는 전기도금 처리를 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 0.25mm 및 0.83mm의 판두께의 기체를 이용하여, 압연 가공 후의 Ag피복 두께가 3㎛로 되도록, 기체의 양면을 Ag도금하고, 그 후, 반사층 형성 후의 압연 가공시의 가공율 40%로 압연 가공을 실시하여, 0.15mm 및 0.5mm의 판두께의 조재를 얻었다. 그 후 프레스에 의한 타발 가공을 실시한 후, 레지스트 마스크에 의해, 외부 리드부에만 땜납 전착이 양호한 도금 피막을 형성하기 위한 전기도금을 행하고, 레지스트를 제거하여, 표 3에 나타내는 구성의 발명예 39∼50 및 참고예 6∼9를 얻었다.
또한, 종래예 5∼8에 대해서는, 판두께 0.15mm 및 0.5mm, 폭 100mm의 조재를 프레스 펀칭 가공 후에 Ag도금을 행하여, 표 3에 나타내는 리드 프레임을 제작하였다.
모두, 납땜을 행하는 리드부의 폭은, 3mm와 0.5mm로 하였다.
[표 3]
Figure 112012064142655-pct00003
(평가방법)
상기와 같이 해서 얻어진, 표 3의 발명예, 참고예, 및 종래예의 리드 프레임에 대해서, 하기 시험 및 기준에 의해 평가를 행하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
(2A) 반사율 측정: 분광 광도계 U-4100(상품명, (주)히다치 하이테크놀로지즈 제품)에 있어서, 전반사율을 300nm∼800nm에 걸쳐 연속 측정을 실시하였다. 이 중, 파장 340nm, 파장 375nm, 파장 400nm, 파장 450nm 및 파장 600nm에 있어서의 전반사율(%)을 표 4에 나타낸다.
전반사율은, 실용성을 고려하여, 각각, 파장 340nm에서의 반사율을 60% 이상, 파장 375nm에서의 반사율을 75% 이상, 파장 400nm에서의 반사율을 80% 이상, 가시광역의 파장 450nm 및 600nm에 있어서는 90% 이상인 것을 요구 특성으로 하였다.
(2B) 납땜성: 솔더 체커(SAT-5100(상품명, (주)레스카 제품))에 있어서, 150℃에서 3시간의 대기 가열 후에 리드부의 땜납 전착(wetting) 시간을 평가하였다. 측정 조건의 상세는 이하의 조건으로 하고, 땜납 전착 시간이 1초 이하이면 양호로 판정하였다.
땜납의 종류: Sn-3Ag-0.5Cu
온도: 250℃
플럭스: 이소프로필 알코올-25%로진
침지 속도: 25mm/초
침지 시간: 10초
침지 깊이: 10mm
[표 4]
Figure 112012064142655-pct00004
상기 실시예 2에 의해, 본 발명예, 참고예, 및 종래예에 있어서, 이하의 사항을 알았다.
(a) 도금된 Ag피복이 압연된 반사층을 3㎛ 갖고 있으면, 반사율은 실시예 1과 마찬가지로 양호하다.
(b) 외부 리드에 땜납 전착이 양호한 도금 피막으로서 Ag, Sn 또는 Au를 도금한 발명예는, 모두 납땜성의 문제는 없음을 알았다.
(c) 외부 리드에 땜납 전착이 양호한 도금을 실시하지 않은 참고예에 있어서는, 얇은 판두께로서 넓은 폭에서는 문제없지만, 좁은 폭에서는, 약간 전착 시간이 길다. 두꺼운 판두께로서 넓은 폭에서도 약간 전착 시간이 길어지고, 좁은 폭으로 되면 상당히 전착 시간이 길어진다.
(d) 상기 (b), (c)로부터, 납땜의 고도한 신뢰성이 요구되는 용도나, 판두께·폭으로 인해 땜납 전착이 어려운 형상인 경우에는, 외부 리드에 땜납 전착이 양호한 도금을 실시함이 바람직하다.
상기의 실시예에 있어서는, 외부 리드에의 도금으로서 순금속(Ag, Sn 또는 Au)에 도금한 예를 나타냈지만, 이들이 합금에서도 동일한 효과를 가져옴을 확인하였다.
(실시예 3)
상기의 도금 조직 잔존율을 특징으로 하는 형태의 실시예이다.
실시예 3으로서, 두께 0.25mm, 폭 180mm의 표 5에 나타내는 도전성 기체에 상기와 동일한 전처리를 행한 후, 상기와 같이 전기도금 처리를 실시하였다. 그 후, Ag도금층을 소성변형시키기 위해, 압연 가공 또는 프레스 가공에 의해 가공율을 변화시켜 본 발명예 101∼121, 참고예 101의 리드 프레임을 제작하였다. 참고예 102는, 특허문헌 3의 비교예 1을, 참고예 103은, 특허문헌 3의 실시예 2를, 각각 모방한 것으로, 압연 가공을 행한 후에 240℃에서 4시간의 열처리를 실시한 것을 준비하였다(열처리 마무리품). 또한, 종래예 101의 도금 마무리품에 대해서는, 판두께 0.25mm, 폭 180mm의 표 5에 나타내는 도전성 기체에 상기와 동일하게 전처리를 행한 후, 상기와 동일하게 전기도금 처리를 실시하며, 압연을 행하지 않고, 리드 프레임을 제작하였다. 또한 종래예 102에서는, 종래예 101에서 얻어진 도금재에, 잔류 산소 농도 500 ppm 이하의 질소 분위기에서, 300℃에서 5분간의 열처리를 행한 리드 프레임을 준비하는데, 결정 입경을 열처리에 의해서 조정한 것을 준비하였다. (중간층이 없는 실시예 및 참고예가 도 1에 나타낸 리드 프레임의 구조에 상당하고, 중간층이 있는 실시예가 도 2에 도시한 리드 프레임의 구조에 상당한다.)
아울러, 은스트라이크 도금의 조건은, 상기의 조건을 이하와 같이 변경하였다.
이것 이외의 처리는, 상기와 동일하다.
[Ag스트라이크 도금]
도금액: KAg(CN)2 4.45g/ℓ, KCN 60g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 5A/dm2, 온도 25℃
[표 5]
Figure 112012064142655-pct00005
(평가방법)
상기와 같이 해서 얻어진, 표 5의 발명예, 참고예 및 종래예의 리드 프레임에 대해서, 하기 시험 및 기준에 의해 평가를 행하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다. 아울러, 종래예는, 비교예 중 종래 기술에 상당한 것을 나타낸다.
(3A) 반사율 측정: 분광 광도계(V660(상품명, 니혼분코(日本分光)(주) 제품))에 있어서, 전반사율을 300nm∼800nm에 걸쳐 연속 측정을 실시하였다. 이 중, 400nm, 450nm, 600nm 및 800nm에 있어서의 전반사율(%)을 표 5에 나타낸다. 각각 파장 400nm에서의 반사율을 85% 이상, 파장 450nm∼800nm에서의 반사율을 90% 이상인 것을 요구 특성으로 하였다.
(3B) 내열성: 150℃의 온도에서 3시간 대기중에서 열처리를 행한 후, 상기 반사율 측정을 실시하였다. 그 결과, 파장 450nm의 전반사율이 전혀 변화하지 않았던 것을 「AA」, 반사율 저하가 2% 이내인 것을 「A」, 반사율 저하가 2%를 넘어 5% 이내였던 것을 「B」, 반사율 저하가 5%를 넘은 것을 「C」로 하고, B 이상을 내열성이 우수하고 안정된 반사율을 얻을 수 있는 실용 레벨로서 표 5에 나타냈다.
이러한 결과로부터 명백한 바와 같이, 발명예는, 종래예보다 400∼800nm에 있어서의 반사율이 양호한데, 400nm에서 85% 이상, 450∼800nm에서 90% 이상을 만족하였다. 특히 도금조직 잔존율이 50% 이하인 발명예에 있어서는, 파장 450nm에서 반사율 90% 이상, 파장 450∼800nm에서 95% 이상을 만족하고 있어, 종래의 기술에서는 달성할 수 없었던 매우 우수한 반사율이 얻어짐을 알 수 있다. 또한, 근자외역에서도 반사율이 우수한 것을 확인하였다.
한쪽의 종래예 101은 통상의 은 도금품이지만, 파장 400nm의 반사율이 85% 이하, 더욱이 파장 450nm에서는 반사율이 85%인데, 450nm 발광의 칩을 탑재한 경우, 본 발명예 쪽이 5∼10%나 휘도가 높음을 의미한다. 이는, 반사율 향상에 의해 이러한 파장을 이용한 광반도체에 적합하게 이용됨이 기대된다. 또한 종래예 102는, 은도금 후에 열처리를 실시하여 결정 입경을 0.5㎛ 이상으로 조대화시킨 예이지만, 초기의 반사율이 파장 400nm에서는 85%를, 조금이지만 하회하고, 또한 내열성이 뒤떨어짐을 알 수 있다. 이는, 리드 프레임 타입에 종래예 2와 같은 열처리를 실시하면, 기체의 동 성분이 표층에까지 확산되기 쉬워져, 그 결과 내열성이 뒤떨어지는 것으로 생각된다. 이 때문에, 기계적인 가공에 의해 도금조직 중 적어도 표면을 변형시켜 본 발명예에서는 내열성도 우수하고, 반사율이 열에 열화되지 않는 광반도체용 리드 프레임을 제공할 수 있다.
또한 참고예 101에 있어서는, 은으로 이루어지는 반사층의 도금조직 잔존율이 50%를 상회하고, 그 결과 파장 400nm 및 450nm의 반사율이 각각 85% 및 90%를 하회하므로, 반사율 개선이 불충분하다는 것을 알 수 있다.
또한 참고예 102, 참고예 103에 있어서는, 은으로 이루어지는 반사층의 도금조직 잔존율은 50%를 하회하지만, 압연 가공 후에 과잉된 열처리가 가해진다. 이 결과, 반사율의 저하가 크고, 전파장역에서 반사율의 저하가 확인되므로, 상술한 적정한 열처리 조건을 넘지 않도록 함이 필요하다는 것을 알 수 있다.
이러한 결과로부터, 최표층의 은으로 이루어지는 반사층을 전기 도금법으로 형성 후, 그 도금조직 잔존율을 50% 이하로 함에 의해, 파장 400nm에서 반사율 85% 이상, 파장 450∼800nm에서 반사율 90% 이상을 달성할 수 있어, 본 발명의 리드 프레임을 광반도체 장치에 이용함으로써, 우수한 휘도를 나타내고, 또한 내열성이 우수하므로 장기에 걸쳐 고휘도를 유지할 수 있는, 우수한 광반도체 장치를 제공할 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 4)
상기의 표면 조도를 특징으로 하는 형태의 실시예이다.
실시예 4로서 금속 기체는 후루카와덴키고교가부시키가이샤 제품인 동기 합금 「EFTEC64T-C(C18045)」(상품명)을 사용하였다. 폭 100mm로 하였다. 이하에 나타내는 전처리를 행한 후, 이하에 나타내는 전기도금 처리를 실시함으로써 은도금층을 1.0㎛의 두께로 형성시켰다.
(전처리 조건)
[전해 탈지]
탈지액: NaOH 60g/ℓ
탈지 조건: 2.5A/dm2, 온도 60℃, 탈지 시간 60초
[산세]
산세액: 10% 황산
산세 조건: 30초 침지, 실온
[은스트라이크 도금]
도금액: KAg(CN)2 4.45g/ℓ, KCN 60g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 5A/dm2, 온도 25℃
[은도금]
도금액 : AgCN 50g/ℓ, KCN 100g/ℓ, K2CO3 30g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 1A/dm2, 온도 30℃
상기 금속기재를 제조할 때의 압연 가공 공정에 있어서, 마무리 압연시의 롤 조도를 바꿈으로써, 매크로한 표면 조도를 제어하였다. 롤 조도가 작은 경우에는 표면 조도가 작은 기재, 롤 조도가 큰 경우는 표면 조도가 큰 기재를 얻었다. 이하의 시험예에 있어서, 롤의 표면 조도 Rz가 작은 순서로, 스킨 패스 롤(이하의 0.1S롤보다 표면이 평활), 0.1S롤, 0.2S롤, 0.4S롤, 0.8S롤을 사용하였다. 스킨 패스 롤, 0.1S롤, 0.2S롤, 0.4S롤, 0.8S롤의 순서로 롤 표면이 평활하다. 이에 의해 얻어지는 식침식의 매크로한 표면 조도가, 각각 차례로, Ra≒0.005㎛, 0.01㎛, 0.02㎛, 0.03㎛, 0.04㎛로 되도록 매크로한 표면 조도를 제어하였다.
상기 기체 표면에 도금을 실시함에 의해 얻어진 도금 샘플에 대해서, 상기 금속 기체에 있어서 표면 형상이 다른 샘플을 사용하고, 또한, 콜로이달실리카(OP-S현탁액(OPSIF-5ℓ들이): 마루모토 스트루어스사 제품)에 의한 연마를 표 6에 나타내는 시간으로 실시함으로써, 원하는 마이크로한 표면 조도를 얻도록 제어하였다. 여기서, 0초는 연마하지 않은 도금 마무리의 샘플이라는 의미이다.
접촉식 표면 조도계(SE-30H:제품명, (주) 고사카켄큐쇼(小坂硏究所) 제품)로 매크로한 표면 조도 Ra를 측정하였다. 측정 거리는 4mm, 침의 속도는 0.8mm/s로 하였다.
AFM(Mobile S: 제품명, Nanosurf사 제품, 촉침: CONTR-10#)으로 마이크로한 표면 조도 Sa를 측정하였다. 시야각은 6.16㎛×6.16㎛로 하였다.
각각의 샘플을 2.5cm×2.5cm로 절취하여, 분광 광도계(U-4100(상품명, (주)히다치 하이테크놀로지즈 제품))에 있어서, 전반사율을 300nm∼800nm에 걸쳐 연속 측정을 실시하였다. 실시예에 나타내는 파장은, 자외광 영역의 대표치로서 375nm, 가시광 영역의 문턱치로서 하한을 400nm, 상한을 800nm, 가시광 영역안의 청색, 녹색, 황색, 적색의 대표적인 파장으로서, 각각 450nm, 520nm, 590nm, 660nm이다. 가시광 영역(400∼800nm)에서 전반사율이 80% 이상, 근자외광 영역(예를 들면 375nm)에서 전반사율이 70% 이상이면, 각각 합격으로 하고, 이것 미만의 반사율을 불합격으로 한다.
각각의 파장에 대한 전반사율을 표 6에 나타냈다. 연속 측정의 결과로부터, 각 파장간에 전반사율이 급락함은 없다는 것을 확인하였다.
수지 밀착성은 상기 도금이 실시된 상기 금속 기체에 LED용 실리콘 밀봉 수지의 피막을 형성시켜, 상기 수지 피막에 크로스컷 시험(1mm×1mm, 박리 테이프: 631S #25 폴리에스테르 필름 점착테이프: 가부시키가이샤 테라오카세이사쿠쇼(寺岡製作所) 제품)를 행함으로써 평가를 행하였다. 평가 기준은 이하와 같다.
◎: 전혀 박리가 없음(우수)
○: 단부에 들뜸이 확인됨(양호)
△: 다소의 박리가 인정됨(가능)
×: 박리되어 버림(불가)
[표 6]
Figure 112012064142655-pct00006
(실시예 5)
상기의 표면 조도를 특징으로 하는 형태의 실시예이다.
상술의 Ag도금재의 평가와 마찬가지로, 실시예 5로서 Au, Cu, Pt, Al 및 Rh에 대해서도 동일한 평가를 행하였다.
실시예 5에 있어서의 금속 기체는 상술의 실시예 4와 동일한 것을 사용하였다. 또한, 실시예 4와 동일한 전처리를 행한 후 전기도금 처리를 실시함으로써 표 7에 나타낸 금속의 도금층을 1.0㎛의 두께로 형성시켰다.
이용한 각 금속 도금의 도금 조건은 이하와 같다.
[Au도금]
도금액: KAu(CN)2 14.6g/ℓ, C6H8O7 150g/ℓ, K2C6H4O7 180g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 1A/dm2, 온도 40℃
[Cu도금]
도금액: CuSO4·5H2O 250g/ℓ, H2SO4 50g/ℓ, NaCl 0.1g/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 6A/dm2, 온도 40℃
[Pt도금]
도금액: Pt(NO2)(NH3)2 10g/ℓ, NaNO2 10g/ℓ, NH4NO3 100g/ℓ, NH3 50㎖/ℓ
도금 조건: 전류 밀도 5A/dm2, 온도 80℃
[Al 스퍼터링]
장치명: SPV-403(제품명, 독키(주) 제품)
타겟: 순도 99.99%
스퍼터 조건: 스퍼터레이트 27nm/분 , RF Power 100W, 압력 3×10-3torr, Ar유량 50sccm(standard cc/min, 1Atm(대기압 1013hPa), 25℃에서의 유량)
[Rh도금]
도금액: RHODEX(상품명, 일본일렉트로 플레이팅 엔지니어즈(주) 제품)
도금 조건: 1.3A/dm2, 온도 50℃
얻어진 각각의 도금 샘플에 대해서, 상기 금속 기체에 있어서 표면 형상이 상이한 샘플을 사용하고, 또한, 콜로이달실리카에 의한 연마를 표 7에 나타내는 시간동안 실시함에 의해, 원하는 표면 조도를 얻었다. 여기서, 0초는 연마하지 않은 도금 마무리된 샘플이라는 의미이다. 이러한 샘플을 실시예 4와 동일하게 2종류의 측정 방법에 의해 표면 조도 Ra를 측정하였다.
또한, 각각의 샘플에 대해서, 실시예 4와 동일하게 전반사율을 연속하여 측정하였다.
또한, 상술의 4와 동일하게 수지 밀착성의 평가를 행하였다. 그 평가방법은, 상술의 실시예 4와 동일하다.
그러한 결과를 이하의 표 7에 나타낸다.
[표 7]
Figure 112012064142655-pct00007
(실시예 6)
상기의 표면 조도를 특징으로 하는 형태의 실시예이다.
실시예 6으로서, 상기 실시예 4에 나타낸 콜로이달실리카의 연마에 의한 표면의 평활화를 롤의 표면 조도를 바꾼 압연에 의한 표면의 평활화로 바꾸어, 상술의 실시예 4와 동일한 평가를 실시하였다. 상기 Ag도금층을 형성시킨 후에, 압연공정을 거치기 때문에, 매크로한 표면 조도와 마이크로한 표면 조도가 동시에 변화하였다. 여기서, 압연 가공율을 바꿈으로써 매크로한 표면 조도와 마이크로한 표면 조도를 동시에 바꾸었다. 압연에 사용하는 롤 조도를 변화시킴으로써, 어느 정도 마이크로한 표면 조도를 제어하였다. 같은 압연 가공율에 있어서도 롤 조도가 작으면 마이크로한 표면 조도는 작아졌다.
표 중, 압연 가공율(%)은, 압연 가공전의 재료의 단면적과 압연 가공 후의 단면적의 차이를 압연 가공전의 재료의 단면적으로 나눈 백분율(%)로 나타낸 값이다.
그 결과를 이하의 표 8에 나타낸다.
[표 8]
Figure 112012064142655-pct00008
본 발명을 그 실시 형태와 함께 설명했지만, 본 출원인은, 특별히 지정하지 않는 한 본 출원인의 발명을 설명 중 어느 세부로 한정하고자 하는 것이 아니라, 첨부된 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반함 없이 폭넓게 해석되어야 할 것으로 생각된다.
본원은, 2010년 6월 15일에 일본국에서 특허출원된 일본특허출원 2010-136596, 2010년 6월 22일에 일본국에서 특허출원된 일본특허출원 2010-142664, 및 2010년 7월 9일에 일본국에서 특허출원된 일본특허출원 2010-157132에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 이들은 모두 여기에 참조되어 그 내용을 본 명세서의 기재 일부로서 채용한다.
1 : 기체
2 : 반사층(압연 가공된 층)
3 : 광반도체 소자
4 : 중간층
5 : 몰드 수지
6 : 밀봉 수지
7 : 본딩 와이어
8 : 납땜 개선층(Ag, Au, Sn, 그들의 합금 등)

Claims (20)

  1. 기체(基體)의 최표면의, 적어도 편면 혹은 양면에, 일부 혹은 전면에 반사층을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치용 리드 프레임으로서, 상기 반사층이, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역의 최표면에서, 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 도금조직의 적어도 표면이 기계적으로 변형된 조직을 가지며,
    상기 반사층이, 접촉침식 표면 조도계에 의한 측정에서의 표면 조도 Ra가 0.010㎛ 이상, 0.060㎛ 이하이며, 또한 원자간력(原子間力) 현미경에 의한 측정에서의 표면 조도 Sa가 50nm 이하이며, 상기 기계적으로 변형된 반사층의 두께가, 0.2∼10㎛인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층이, 은(Ag), 금(Au), 동(Cu), 플라티나(Pt), 알루미늄(Al), 로듐(Rh) 중 어느 하나, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층이 은으로 이루어지고, 그 적어도 표면에서, 기계적 변형에 의해 잔존한 은으로 이루어지는 도금조직의 면적비가 50% 이하인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 반사층을 형성하는 금속 또는 그 합금이, 은, 은-주석 합금, 은-인듐 합금, 은-로듐 합금, 은-루테늄 합금, 은-금 합금, 은-팔라듐 합금, 은-니켈 합금, 은-셀렌 합금, 은-안티몬 합금, 또는 은-백금 합금인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 기체가, 동, 동 합금, 철, 철 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 기체가, 그 위에 금속층을 n층(n은 1 이상의 정수) 구비하고, 또한 상기 반사층이 상기 기체상에, 직접, 또는 상기 금속층의 적어도 1층을 통해 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 적어도 납땜을 필요로 하는 부분에, 은, 은 합금, 주석, 주석 합금, 금, 또는 금 합금 중 어느 하나로 이루어지는 도금층을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 반도체 장치용 리드 프레임의 소재를 제조하는 방법으로서, 기체의 최표면으로서 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역에, 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층을 도금법으로 형성한 후, 기계적 가공을 실시하여 적어도 상기 반사층의 표면의 도금조직을 기계적으로 변형하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임 소재의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 반사층 형성 후의 기계적 가공을, 압연 가공으로 행하여 상기 압연 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 프레스 가공으로 행하여 상기 프레스 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 또는, 기계적 연마로 행하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임 소재의 제조방법.
  12. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 반도체 장치용 리드 프레임을 제조하는 방법으로서, 기체의 최표면으로서 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역에 금속 또는 그 합금으로 이루어지는 반사층을 도금법으로 형성한 후, 기계적 가공을 실시하여 적어도 상기 반사층의 표면의 도금조직이 기계적으로 변형된 광반도체 장치용 리드 프레임 소재를 얻고, 상기 소재에 프레스법 혹은 에칭법에 의해 펀칭 가공을 하여, 리드 프레임을 얻는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 반사층 형성 후의 기계적 가공을, 압연 가공으로 행하여 상기 압연 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 프레스 가공으로 행하여 상기 프레스 가공시의 가공율을 1% 이상 80% 이하로 하거나, 또는, 기계적 연마로 행하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 펀칭 가공 후에, 납땜성이 양호한 도금을 부분적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 납땜성이 양호한 도금은, 적어도 광반도체 소자가 발하는 광을 반사하는 영역 이외의 영역에 실시되고, 상기 도금의 성분은, 은, 은 합금, 주석, 주석 합금, 금, 또는 금 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법.
  16. 광반도체 소자와, 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임을 구비하여 이루어지는 광반도체 장치로서, 상기 광반도체 장치용 리드 프레임의 반사층이, 기체의 최표면으로서 적어도 상기 광반도체 소자로부터 발생하는 광을 반사하는 영역에 설치되면서, 적어도 표면의 도금조직이 기계적으로 변형된 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 광반도체 소자의 발광 파장이 340nm에서 800nm인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 장치로부터 출력되는 광이 백색광인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 장치로부터 출력되는 광이 자외, 근자외 또는 자광(紫光)인 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
  20. 제 16 항에 기재된 광반도체 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
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