TWI536616B - A lead frame for an optical semiconductor device, a manufacturing method of a lead frame for an optical semiconductor device, and an optical semiconductor device - Google Patents

A lead frame for an optical semiconductor device, a manufacturing method of a lead frame for an optical semiconductor device, and an optical semiconductor device Download PDF

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Satoshi Suzuki
Shin Kikuchi
Akira Tachibana
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Description

光半導體裝置用引線框架、光半導體裝置用引線框架之製造方法、以及光半導體裝置
本發明係關於一種光半導體裝置用引線框架及其製造方法、以及光半導體裝置。
光半導體裝置用引線框架被廣泛用作例如將LED(Light Emitting Diode，發光二極體)元件等光半導體元件即發光元件用於光源之各種顯示用/照明用光源之構成構件。該光半導體裝置，係例如於基板配置引線框架，於該引線框架上搭載發光元件之後，為了防止由熱、濕氣、氧化等外部要因所引起之發光元件或其周邊部位之劣化，而以樹脂或陶瓷等將發光元件及其周圍密封。
於使用引線框架之LED之情形時，藉由加壓或蝕刻加工而將銅條等素材製成開口形狀後，實施Ag或Au/Pd等之鍍敷而使用。
此外，於使用LED元件作為照明用光源之情形時，引線框架之反射材料係被要求於可見光波長(400～800nm)之整個區域中具有高反射率(例如相對於硫酸鋇或氧化鋁等基準物質之反射率為80%以上)。
進而，近年來發出紫外線(包含近紫外線)之LED之用途擴大，使用紫外線之測定、分析機器之光源、利用光觸媒作用之空氣淨化裝置、紫外線感測器、紫外硬化樹脂之硬化用光源等中亦使用利用有LED元件之光半導體裝置。該光半導體裝置之反射材料係被要求於近紫外光區域(波長340～400nm)中具有高反射率。
進而，於使用白光之照明用或面向背光源之LED中，亦開發有就顯色性之觀點而言，使用紫色、近紫外光、紫外光LED晶片及RGB螢光體(紅色、綠色、藍色)代替先前使用之藍色LED晶片及黃色螢光體之方法。於該方法中，光半導體裝置之反射材料係被要求於近紫外光區域(波長340～400nm)及可見光波長(400～800nm)中之反射率高。
又，實現放射白光之LED之方法，主要大致區分為如下3種：排列3個顯示紅(R)、綠(G)、藍(B)所有顏色之晶片之方法；將分散有黃色螢光體之密封樹脂使用於藍色LED晶片之方法；進而將分別分散有R、G、B之螢光體之密封樹脂使用於發出紫外光至近紫外光區域波長之LED晶片的方法。先前，將分散有黃色螢光體之密封樹脂使用於藍色LED晶片之方法為主流，但於該方法中，特別是就紅色系統之顯色性不足等之觀點而言，近年來，使用發光波長帶中包含紫外光區域之LED晶片的方法受到關注，例如研究有使用波長375nm附近之LED元件，將RGB螢光體混合於密封樹脂而發出白光的方法。
又，藉由使與密封材料之密著性提高而可實現抑制引線框架材料之氧化等腐蝕。若引線框架材料因經時變化導致反射率發生劣化，則LED之亮度顯著下降。由於其直接關係到LED之壽命，因此正在進行與密封材料之密著性優異之引線框架材料的研究。
為了抑制引線框架材料因經時變化導致反射率發生劣化，而有採用將反射率高之金屬與耐候性優異之金屬合金化等方法的情形，但並無法避免反射率之下降。特別是於銀或鋁等原本反射率較高之金屬中，因合金化而導致之反射率之下降顯著。因此，研究有下述方法：藉由降低密封材料之透氣性且提高引線框架材料與密封材料之密著性，以抑制因引線框架材料之經時變化所導致之反射率劣化。
對應於此種要求，特別是為了提高可見光區域之光反射率(以下稱為反射率)，多數情況下於構裝LED元件之引線框架上形成有由銀或銀合金所構成之層(被膜)。已知銀之被膜於可見光區域中的反射率高，具體而言，已知有將鍍銀層形成於反射面(專利文獻1)、或於銀或銀合金被膜形成後在200℃以上實施30秒以上之熱處理，並將該被膜之結晶粒徑設為0.5μm～30μm(專利文獻2)。又，已知有於鍍銀後實施壓延，然後進行加熱處理之彈簧用電接點材，且已知有藉由進行壓延來強化鍍敷結晶粒間之結合力，提升耐磨損性(專利文獻3)。又，已知有於反射器用Ag合金反射膜及該膜形成用之Ag合金濺鍍靶中，使銀合金反射膜之表面粗糙度Ra為2.0nm以下(專利文獻4)。
[專利文獻1]日本特開昭61-148883號公報
[專利文獻2]日本特開2008-016674號公報
[專利文獻3]日本特許第3515226號
[專利文獻4]日本特開2005-29849號公報
然而，已知如專利文獻1般，於僅單純形成銀或其合金被膜之情形時，特別是於近紫外光區域(波長340～400nm)中之反射率之下降較大，且無法避免自可見光區域之約400nm附近至短波長側(300nm～400nm附近)之反射率下降。
又，已知若如專利文獻2般，於表面粗糙度0.5μm以上之基底材料表面，將銀或銀合金之被膜之結晶粒徑設為0.5μm～30μm，則可見光區域之反射率良好，且可觀察到整體之反射率改善效果，但如本案圖8之先前例、以及專利文獻2之圖8及圖9中所觀察般，於近紫外光區域(340～400nm)、特別是345nm～355nm附近觀察到吸收峰，若使用發光波長375nm之LED晶片，則相當於反射率低於可見光區域之部分。此時，若與例如搭載發光波長450nm之藍色LED晶片之情形相比，則已知與使用發光波長375nm之LED晶片時相比反射率亦低約10%。有關該吸收峰出現之詳情雖不明確，但結果暗示，僅藉由調整結晶粒徑難以改善近紫外光區域、特別是345nm～355nm附近之反射率，且結晶粒徑以外之特性有助於反射率改善。
又，近紫外光區域(340～400nm)、特別是345～355nm附近之吸收峰亦對可見光區域(400nm附近～800nm附近)之反射率造成影響，且亦關係到可見光區域整體之反射率之下降。該問題特別是於接近於近紫外光區域之波長時顯著表現。
LED之發光效率雖逐年改善，但仍為20%左右，因此反射率低10%意味著亮度之大幅度下降。因此，使用近紫外光區域即波長340～400nm之晶片時，必須改善該波長區域之反射率。藉由提高引線框架材料之反射率，而可提高單個LED周圍之亮度。預期獲得因反射效率增加帶來之省電化、照明周圍之LED使用個數減少等大量優點。
若引線框架與密封材料之密著性較差，則氣體自所產生之剝離部滲透，銀等之引線框架表面變色，反射率下降。要求使密封材料之密著性提高之引線框架。
又，於專利文獻4中，藉由將銀合金反射膜之表面粗糙度設為2.0nm以下而改善400～450nm之波長區域之反射率。然而，並未發現有關近紫外光區域中之吸收峰之記述。又，藉由合金化而抑制加熱時之劣化，但無法提升作為引線框架材料使用所必需之與密封材料的密著性。
引線框架材料之反射被膜的合金化、結晶粒徑等要素無法充分滿足反射率，且無法解決課題。LED之發光效率雖逐年改善，但仍為20%左右，因此反射率低10%意指亮度大幅度下降。必須改善自近紫外光區域至可見光區域(340～800nm)之反射率。又，若僅使其平滑，則與密封材料之密著性會不夠而無法解決課題。為了長期保持高反射率，而必須提高引線框架材料與密封材料之密著性。
本發明人等進行潛心研究之結果查明，由鍍敷形成之晶界會形成該波長之吸收峰。而曾嘗試藉由減少該晶界或使粒界之間隙變窄而不吸收光，來使吸收峰消失。
為了解決該問題，於專利文獻2中，採用如下方法：藉由鍍敷後之熱處理使鍍銀之結晶粒粗大化，縮小結晶粒與結晶粒之間隙，其結果提高反射率。然而，已知即便藉由熱處理使結晶粒粗大化，例如若考慮3個以上之結晶粒接近之區域，則未必可使該等結晶粒之間隙完全消失，或使間隙變窄。因此，認為當使用經上述熱處理之材料製成製品時，基底材料即基體或基底鍍敷層會因為光發光元件之發光所伴隨的發熱，經由上述鍍敷之銀之結晶粒的間隙與外部之空氣接觸而被氧化，又，促進經鍍敷之銀之氧化，而導致鍍敷剝落。進而，亦認為若結晶粒於表面側粗大化，則表面之粗糙度增大，因此反射率受到進一步變大之表面粗糙度影響而劣化。
又，作為用於使表面平滑之鍍敷，有使用調平機(調平劑、平滑劑)之方法。然而，為了不受基底材料之表面粗糙度的影響而使鍍敷表面平滑化，需要某種程度之鍍敷厚度，例如，於對表面粗糙度0.5μm以上之基底材料之表面進行平滑之鍍敷時，只要鍍敷厚度為例如10μm以上，則可不受基底材料之表面粗糙度的影響而獲得平滑之鍍敷表面的表面粗糙度。由於以上述方式會增加鍍敷厚度，因此認為作為反射率改善手段，仍有改善之餘地。此外，於使用調平劑實現平滑化之情形時，所獲得之表面無法滿足上述引線框架所要求之反射率、打線性、樹脂密著性等，因此於該方面亦必須進行改善。
進而，專利文獻3中無任何有關反射率等光學特性之知識見解，且並非是為了提高反射率之壓延加工。又，已知由於在壓延加工後進行用以保持作為接點材之特性的低溫退火(加熱處理)，故會因為該加熱使得基體成分擴散至表層而使反射率下降。其認為，於一般之電接點材料用途之情形時，即便產生少許之表面擴散，新生面亦會因滑動而露出，而可獲得良好之導通，故而接點特性得以保持，但欲於光半導體裝置中進行本技術時，由於最表面之狀態最有助於光學反射現象，因此反射率下降。由此，可獲知若僅單純於鍍敷後實施壓延並進行退火，則無法容易地於光半導體用引線框架用中進行。
除LED晶片之發光效率以外，LED模組之發光效率亦受到引線框架表面之反射率影響。若引線框架表面之反射率較低，則不僅LED模組之發光效率下降，亦成為引線框架表面之發熱增大，使密封樹脂劣化等縮短LED模組之壽命之原因。
因此，於欲實現使用發出紫外光之LED晶片之顯色性較高之LED模組之情形時，強烈要求改善波長340～400nm之近紫外光區域中之引線框架的反射率。
又，目前，主流仍為搭載於白色LED模組之光半導體晶片之發光波長在450nm附近。因此，提高可見光區域中之反射率，對於提高LED模組之亮度非常有效，雖要求無限接近於銀被膜之反射率理論值(450nm時反射率98%左右)，但仍有改善之餘地。又，即便於由銀以外之金屬或其合金所構成之被膜之情形時，亦要求達成作為光半導體引線框架所需之自近紫外光區域至可見光區域的高反射率。
因此，本發明之課題在於提供一種引線框架及其製造方法，該引線框架係使用於發光波長包含近紫外光～可見光區域(波長340～800nm)之LED、光電耦合器、光續斷器等的光半導體裝置用引線框架，且當搭載發出近紫外光區域(波長340～400nm)特別是波長375nm附近，及可見光區域(波長400～800nm)特別是波長450nm附近之光的晶片時，反射率良好，高亮度且散熱性優異。又，本發明之另一課題在於提供一種使用該引線框架之光半導體裝置及照明裝置。
本發明人等鑒於上述先前技術之問題進行潛心研究之結果發現，於藉由鍍敷法在基體上之最表面形成有由金屬或其合金例如銀或銀合金所構成之反射層的光半導體裝置用引線框架中，對於上述反射層而言，藉由在形成鍍敷層後實施壓延加工等機械加工來破壞鍍敷組織，形成機械變形之金屬組織，藉此可使波長345nm～355nm附近之不必要的吸收峰消失或顯著抑制，從而可獲得於波長340～400nm之近紫外光區域之光之反射率優異的半導體裝置用引線框架。又，發現關於可見光區域之反射率，與先前之鍍銀被膜相比亦可提高數個百分點，且極限地接近於銀之理論值，又，於由銀以外之金屬或其合金所構成之被膜之情形時，達成作為光半導體引線框架所需之自近紫外光區域至可見光區域的高反射率，由此均可獲得具有優異之光之反射率的半導體裝置用引線框架。
又，根據本發明人等之知識見解，得出先前使用之鍍銀被膜之晶界為使反射率下降之原因之結論。已知藉由鍍敷而獲得之組織於成核為基體後，會分別於其長度、寬度及厚度方向上成長，但位於相鄰之銀結晶彼此的結合力弱，與冶金學上製造之銀之粒界相比，其粒之間隔較寬。並且，已知藉由使用機械加工使該粒界之間隔變窄而可抑制反射率之下降。
進而，本發明人等發現，於藉由鍍敷法形成有導電基體上之最表面之反射層之光半導體裝置用引線框架中，藉由將框架之表面形狀宏觀且微觀地控制而可提高反射率，且可使樹脂密著性提高。於微觀之表面形狀時，藉由減小表面粗糙度且設定為特定範圍，而可使近紫外光區域特別是345nm～355nm附近之不必要的吸收峰消失或顯著抑制，同時亦可於可見光之整個區域使反射率提高。另一方面，發現於宏觀之表面形狀時，藉由設為一定範圍之表面粗糙度，引線框架材料與密封材料之密著性(以下表現為樹脂密著性)會提高。本發明人還發現，對於表面之平滑性而言控制宏觀之表面粗糙度、微觀之表面粗糙度該2種表面粗糙度，藉此將一面提高樹脂密著性一面提高反射率。
本發明係根據該等之知識見解而完成者。
根據本發明，提供以下之手段。
(1)一種光半導體裝置用引線框架，其係於基體之最表面之至少單面或雙面的一部分或整個面具備反射層而成者，其特徵在於：上述反射層於至少將光半導體元件發出之光反射之區域的最表面，具有由金屬或其合金所構成之鍍敷組織之至少表面經機械變形的組織。
(2)如第(1)項之光半導體裝置用引線框架，其中，上述反射層藉由接觸針式表面粗糙度計測定之表面粗糙度Ra為0.010μm以上，且藉由原子力顯微鏡測定之表面粗糙度Sa為50nm以下。
(3)如第(2)項之光半導體裝置用引線框架，其中，上述反射層係由銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銠(Rh)中之任一者或該等之合金所構成。
(4)如第(1)項之光半導體裝置用引線框架，其中，上述反射層係由銀所構成，且至少於其表面，因機械變形而殘留之由銀所構成之鍍敷組織的面積比為50%以下。
(5)如第(1)至(4)項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，上述經機械變形之反射層的厚度為0.2～10μm。
(6)如第(1)或(5)項之光半導體裝置用引線框架，其中，形成上述反射層之金屬或其合金為銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-銠合金、銀-釕合金、銀-金合金、銀-鈀合金、銀-鎳合金、銀-硒合金、銀-銻合金、或銀-鉑合金。
(7)如第(1)至(6)項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，上述基體係由銅、銅合金、鐵、鐵合金、鋁、或鋁合金所構成。
(8)如第(1)至(7)項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，於上述基體上具備n層(n為1以上之整數)金屬層，且上述反射層直接或隔著至少1層上述金屬層被設置於上述基體上。
(9)如第(1)至(8)項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，至少於需要焊接之部分具有由銀、銀合金、錫、錫合金、金、或金合金中之任一者所構成的鍍敷層。
(10)一種光半導體裝置用引線框架素材之製造方法，其係製造第(1)至(8)項中任一項之半導體裝置用引線框架之素材之方法，其特徵在於：於基體之最表面且至少將光半導體元件發出之光反射之區域，藉由鍍敷法形成由金屬或其合金所構成之反射層後，實施機械加工使至少上述反射層之表面的鍍敷組織機械變形。
(11)如第(10)項之光半導體裝置用引線框架素材之製造方法，其中，藉由壓延加工進行形成上述反射層後之機械加工，且將該壓延加工時之加工率設為1%以上80%以下，或藉由加壓加工來進行，且將該加壓加工時之加工率設為1%以上80%以下，或是藉由機械研磨來進行。
(12)一種光半導體裝置用引線框架之製造方法，其係製造第(1)至(8)項中任一項之半導體裝置用引線框架，其特徵在於：於基體之最表面且至少將光半導體元件發出之光反射之區域，藉由鍍敷法形成由金屬或其合金所構成之反射層後，實施機械加工，而獲得至少上述反射層之表面之鍍敷組織經機械變形的光半導體裝置用引線框架素材，再藉由加壓法或蝕刻法對該素材實施穿孔加工(punching)而獲得引線框架。
(13)如第(12)項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，藉由壓延加工進行形成上述反射層後之機械加工，且將該壓延加工時之加工率設為1%以上80%以下，或藉由加壓加工來進行，且將該加壓加工時之加工率設為1%以上80%以下，或是藉由機械研磨來進行。
(14)如第(12)或(13)項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，於上述穿孔加工後，局部實施焊接性良好之鍍敷。
(15)如第(14)項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，上述焊接性良好之鍍敷至少實施於將光半導體元件發出之光反射之區域以外的區域，上述鍍敷之成分為銀、銀合金、錫、錫合金、金、或金合金中之任一者。
(16)一種光半導體裝置，其係具備光半導體元件、及第(1)至(9)項中任一項之光半導體裝置用引線框架而成，其特徵在於：上述光半導體裝置用引線框架之反射層係設置於基體之最表面且至少反射自上述光半導體元件發出之光之區域，且具有至少表面之鍍敷組織經機械變形之組織。
(17)如第(16)項之光半導體裝置，其中，上述光半導體元件之發光波長為340nm至800nm。
(18)如第(16)或(17)項之光半導體裝置，其中，自裝置輸出之光為白光。
(19)如第(16)或(17)項之光半導體裝置，其中，自裝置輸出之光為紫外光、近紫外光或紫光。
(20)一種照明裝置，其特徵在於：具備第(16)至(19)項中任一項之光半導體裝置而成。
根據本發明之光半導體裝置用引線框架，於基體上之最表面，藉由電鍍法、無電鍍敷法或濺鍍法等鍍敷法形成由金屬或其合金、例如銀或銀合金所構成之反射層後，進而對該反射層實施壓延加工等機械加工而使鍍敷組織之至少表面產生機械變形，藉此可使上述之波長345nm～355nm附近之不必要之吸收峰消失或顯著抑制，近紫外光區域即340～400nm內之反射率提高，特別是於搭載有發光波長中包含近紫外光區域波長之光半導體晶片的光半導體裝置中可獲得良好之反射率。進而，藉由該方法而可使可見光區域即波長400～800nm之反射率提高至銀被膜之理論值水準，又，於由銀以外之金屬或其合金所構成之被膜之情形時，達成作為光半導體引線框架所需之自近紫外光區域至可見光區域的高反射率，藉此例如於搭載有先前通用之發光波長為450nm附近之光半導體晶片的光半導體裝置中，均可獲得良好之反射率。即，根據本發明，可提供一種反射特性優異的光半導體裝置用引線框架，該光半導體裝置用引線框架在自近紫外光至可見光區域的廣範圍反射特性良好，特別是於使用波長340～400nm及進而與其一併使用可見光區域即400～800nm之發光晶片時，較先前之鍍銀材更優異。又，藉由使用該光半導體裝置用引線框架而可提供高亮度之光半導體裝置及照明裝置。
進而，根據本發明之光半導體裝置用引線框架，於導電基體上之最表面藉由鍍敷法形成由銀所構成之反射層後，進而對該反射層實施機械加工、例如壓延加工而使鍍敷組織之至少表面產生機械變形，且將與殘留在該表面之鍍敷組織形狀相似之形狀的面積比(以後稱為鍍敷組織殘留率)設為50%以下，藉此可將可見光區域即波長400～800nm之反射率提高至85%以上，進而於450nm以上之波長時可將反射率提高至90%以上。又，對近紫外光區域內之反射率提高亦具有優異效果。又，藉由使用此種引線框架，相較於直接形成在構裝基板上之電路，散熱性更加優異，可延緩因熱所導致之光半導體裝置的劣化。
進而，根據本發明之光半導體裝置用引線框架(例如LED用零件材料)，對於波長340～400nm之近紫外光區域與可見光區域(400nm附近～800nm附近)兩者之光區域的反射率優異，且具有高樹脂密著性。
本發明之上述及其他特徵及優點適當參照所附之圖式，從下述記載當可明瞭。
本發明之引線框架具有反射層，該反射層起先係藉由鍍敷法形成成為反射層之銀或銀合金等金屬或其合金之層，並且對該層實施機械加工(例如壓延加工等塑性加工)，而藉由機械加工使以鍍敷法形成之金屬組織(鍍敷組織)至少於其表面產生機械變形而成。藉由形成鍍敷層之至少表面機械變形的反射層，可使波長345nm～355nm附近之不必要的吸收峰消失或顯著抑制，可提高反射率，因此適合使用於搭載波長區域340～400nm、特別是發光波長375nm附近之發光晶片的光半導體裝置。又，同時於400nm～800nm之可見光波長區域，亦可將反射率提高至Ag之理論值，又，於由銀以外之金屬或其合金所構成之被膜的情形時，可達成作為光半導體引線框架所需之自近紫外光區域至可見光區域的高反射率。
鍍敷法可為電鍍法或無電鍍敷法等濕式鍍敷法，或亦可為濺鍍法等乾式鍍敷法。
又，機械加工可為壓延加工或加壓加工等塑性加工，或亦可為使用膠體氧化矽等之機械研磨加工。若藉由壓延加工或加壓加工，則由於包含基體之素材整體皆會受到塑性加工，因此其鍍敷組織之整體皆會受到塑性變形。另一方面，若藉由機械研磨加工，則鍍敷組織之表面會平滑化且包含基體之表面亦會受到機械變形。
本發明之特徵在於：藉由對使用電鍍法、無電鍍敷法或濺鍍法而形成之金屬組織(鍍敷組織)進行壓延加工或加壓加工等塑性加工、或機械研磨加工，而於最表面具有鍍敷組織之至少表面產生機械變形的反射層。此處，經塑性變形之金屬組織於本案技術領域中如冶金學上清楚般，與鑄造組織並不同，又，與藉由鍍敷而形成之變形前的鍍敷組織亦不同。具體而言，通常於鍍敷後會在表面觀察到微細之結晶，會觀察到針狀組織或球狀粒子之析出狀態等。另一方面，例如於鍍敷後實施壓延加工或加壓加工後之表面狀態，由於會呈現壓延輥之輥紋或形成於加壓金屬模具表面之加工花紋轉印至引線框架側的表面性狀，因此例如藉由使用通用之SEM以觀察倍率2000～10000倍進行表面觀察而可明確區分。又，於鍍敷後實施機械研磨加工之情形時，可確認最表層形成有藉由該研磨紙或研磨粒之研磨條紋或藉由剖面觀察所觀察到的加工變質層，因此此亦可與鍍敷後之狀態明確區分。
進而根據本發明之引線框架，不僅波長區域340～400nm，即使於可見光區域即波長400～800nm，亦可不受限地達到銀之反射率的物理理論值。對此，反射率雖然是例如藉由濺鍍法於矽等之鏡面基板形成純銀時之反射率於波長450nm時的98%左右，但此為若單純僅進行鍍敷，則即便使用亮光劑亦無法容易達成之數值。又，於由銀以外之金屬或其合金所構成之被膜的情形時，可達成作為光半導體引線框架所需之自近紫外光區域至可見光區域的高反射率。本發明人等藉由在鍍敷後實施壓延加工等機械加工，而使鍍敷組織產生機械變形，藉由破壞鍍敷組織以降低微細之凹凸，且使晶界減少、消失，藉此而可使光之吸收現象降低至極限，結果清楚了即使於可見光區域亦可使反射率極限地接近於理論值。其結果，藉由使用本發明之引線框架，即便是先前於可見光區域之光半導體裝置亦可獲得優異之亮度，從而適合使用於搭載波長區域400～800nm、特別是發光波長450nm附近之藍色發光元件的光半導體裝置。
又，本發明之由金屬或其合金例如銀或銀合金所構成之反射層，只要至少形成於有助於光反射之部分(即，至少將光半導體元件發出之光反射的區域)的最表面即可。於其他部分，無需設置反射層，又，即便形成反射層以外之層，就反射率之方面而言無特別問題。
若詳細說明本發明中之製造方法，則對導電性之基體(例如條材)之雙面或單面之一部分或全部實施鍍敷法(例如，電鍍法、無電鍍敷法或濺鍍法)，形成由金屬或其合金例如銀或銀合金所構成之反射層，並實施壓延加工、加壓加工、機械研磨(例如使用膠體氧化矽之研磨)等機械加工。繼而，藉由加壓加工或蝕刻法等製成引線框架之形狀。
藉由樹脂模具等於該引線框架形成晶片搭載部，由光半導體晶片之搭載、打線、含有螢光體之樹脂或玻璃進行密封而製造光半導體模組。
於先前之方法中，一般係於藉由加壓或蝕刻加工將導電性之基體(條材等)製成引線框架之形狀後，進行鍍銀或金/鈀/鎳鍍敷。又，於上述專利文獻2記載之方法中，於鍍敷後施加特定之加熱處理而使鍍敷層之粒徑粗大化。
本發明與先前之方法中之組織於以下方面完全不同：本發明係將對鍍敷組織進行改質作為機械加工完成，與此相對，於先前法中，為僅藉由被覆之加工完成、鍍敷完成或熱處理完成，或鍍敷壓延熱處理完成。
再者，反射層形成後之壓延加工或加壓加工等塑性加工時之加工率(或減面率)於作為反射層利用之部位之部分較佳為1%以上。加工率越高越能夠獲得優異之反射特性，從而成為更高亮度之LED用引線框架。再者，反射層形成後之壓延加工等塑性加工時之加工率若超過80%，則不僅反射特性提高之效果飽和，亦容易產生彎曲加工時之破損或裂痕，故而較佳為80%以下。
再者，所謂「加工率」，係指由「(加工前之板厚一加工後之板厚)×100/(加工前之板厚)」所表示之比例。又，所謂「作為反射層利用之部位」，意指形成光半導體模組時對發光部以外之部分進行樹脂鑄膜而獲得光半導體模組，但於該光半導體晶片發光時露出引線框架之部位且產生光之反射現象之部分。
又，本發明之光半導體裝置用引線框架藉由將基體設為銅或銅合金、鐵或鐵合金、或者鋁或鋁合金，而可提供反射率特性較佳且容易形成被膜，亦可有助於成本降低之引線框架。又，將該等金屬或合金作為基體之引線框架之散熱特性優異，可將發光體發光時所產生之熱能經由引線框架穩定地散出至外部，可期待發光元件之長壽命化及長期持續之反射率特性之穩定化。其依存於基體之導電率，至少以IACS(International Annealed Copper Standard，國際退火銅標準)計較佳為10%以上，更佳為50%以上。
又，本發明之光半導體裝置用引線框架藉由將由金屬或其合金、例如銀或銀合金所構成之壓延加工等機械加工後之反射層之厚度設為0.2μm以上，而可穩定地提高反射率，又，可抑制因後步驟即藉由打線或樹脂或者玻璃之密封等時之加熱所導致之劣化。壓延加工等機械加工後之反射層之厚度之上限就作為貴金屬之銀之削減或鍍敷加工費等方面而言，較佳為10μm以下。於薄於下限之情形(例如0.1μm)時，產生因加熱所導致之變色，並且反射率提高之比例亦較少。因此，為進一步穩定防止因加熱所導致之變色，壓延加工等機械加工後之反射層之厚度較佳為0.5μm以上。
又，形成本發明之光半導體裝置用引線框架中之反射層之銀或銀合金，係由選自由銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-銠合金、銀-釕合金、銀-金合金、銀-鈀合金、銀-鎳合金、銀-硒合金、銀-銻合金、及銀-鉬合金所構成之群中之材料所構成，藉此可獲得反射率良好且生產性良好之引線框架，特別是就提高反射率之觀點而言，更佳為銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-鈀合金、銀-硒合金、或銀-銻合金。
又，於本發明之光半導體裝置用引線框架中，可於基體與由金屬或其合金(例如銀或銀合金)所構成之反射層之間設置中間層，該中間層係由選自由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金、銅及銅合金構成之群中之金屬或合金所構成。中間層例如藉由鍍敷而較佳地形成。
例如，於使用鐵系之基體之情形時，由於材料之導熱率相對較低，因此藉由設置銅或銅合金層作為中間層，而可不損害反射率便提高散熱性。進而，上述銅或銅合金層即鍍敷層亦有助於鍍敷密著性之提高，因此可防止因發光元件發光時之發熱所導致之密著性之劣化。
於使用銅或銅合金基體之情形時，為了抑制因發光元件發光時之發熱所導致之基體成分向反射層擴散，有效方法為設置鎳、鎳合金、鈷或鈷合金之層作為中間層。
又，為了防止會穿透密封樹脂之外部氣體中的硫化氣體或濕氣，亦進行樹脂之改良，於一部分不斷進行玻璃密封，且利用樹脂或玻璃之密封步驟中之加工溫度亦不斷上升。又，例如於組裝至LED等光半導體裝置之情形時，預測亦會因LED晶片之發熱而使得擴散現象進行。為了抑制上述步驟中或作為裝置使用時之擴散，有效方法亦為設置中間層。
該等中間層之厚度於本發明中並無特別限定，但較佳為0.08～2.0μm之範圍。中間層之厚度尤佳為0.2～2.0μm之範圍。
又，使反射層形成後之壓延加工等機械加工時的加工率為1%以上作為基於剛初始形成反射層後(剛鍍敷後)之板厚的加工率，製造光半導體用引線框架用素材(條材)，藉此而可獲得至少於其表面產生有塑性變形等機械變形之由銀及銀合金等金屬或其合金所構成之層，可獲得防止因出現340～400nm之反射率吸收峰所導致之反射率下降，且即使於可見光區域即波長400～800nm中，亦可獲得反射率較藉由鍍敷法而獲得之銀或銀合金被膜提高數個百分點之引線框架。再者，於反射層形成後之壓延加工等機械加工時之加工率未達1%之情形時，塑性變形等機械變形不充分，該效果較小。
繼而，根據作為代表例之壓延加工而對機械加工進行說明。
自剛初始形成反射層後(剛鍍敷後)之板厚變成為光半導體用引線框架之製品板厚，可經過多次作為塑性加工之壓延步驟，但若增加壓延次數，則由於生產性會變差，因此壓延次數較佳為最多3次以下。反射層形成後之壓延加工時之加工率於各壓延時只要為1%以上即可。另一方面，自剛初始形成反射層後(剛鍍敷後)之板厚至製成製品板厚的合計加工率，考慮到可進一步穩定提高反射率、抑制基體之機械性質之變化、及可對反射層之鍍敷組織進行均勻塑性加工，較佳為將反射層形成後之壓延加工時的加工率合計設為10%以上。
若過度增大反射層形成後之壓延加工時的加工率，則因為反射層初始形成時(鍍敷時)之鍍敷厚度的增加，所以不僅伴隨鍍敷加工費上升，環境負擔亦會增大。又，因為不僅反射層形成後之壓延加工次數增加會導致加工費上升及反射率提高效果達到飽和，且亦容易產生彎曲加工時之破損或裂痕等，所以反射層形成後之壓延加工時之加工率較佳設為合計80%以下。
又，於成為具有於搭載有光半導體晶片後實施彎曲加工之步驟的光半導體裝置之情形時，若考慮彎曲加工性，則加工率更佳為合計20～60%。
進而，為控制所需要之機械特性，藉由在壓延加工等機械加工後使用批次型或隨動型等方法實施熱處理(亦稱為調質或低溫退火)，而進行調質並且於晶界使結晶粒彼此之結合力強化而可使粒界間隔進一步變窄，但必須停留於未使反射率下降之程度的熱處理。
此種於壓延加工等機械加工後實施之熱處理之條件，並無特別限制，但例如較佳為於溫度50～150℃下進行0.08～3小時之熱處理。若該熱處理之溫度過高或時間過長，則受熱歷程過剩，反射率下降。
如上所述，由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之表面之反射層可藉由電鍍法或無電鍍敷法以濕式實施鍍敷而形成，或者，亦可藉由濺鍍法對上述金屬基體表面藉由乾式實施鍍敷使其析出而形成。此處，將鍍敷法作為代表例並對其進行了說明，但於無電鍍敷法或濺鍍法之情形時，可分別藉由常用之方法，與鍍敷法之情形同樣地形成由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之層。例如於無電鍍敷法之情形時，只要使用市售浴(例如sdia Ag40，佐佐木化學藥品公司製造)等形成即可，於濺鍍法時亦可使用常用方法之裝置(例如SX-200，ULVAC公司製造)等而製作。
由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之反射層於上述壓延加工等機械加工後之厚度並無特別限定，但較佳為設為0.5～10μm之範圍。為達成該機械加工後之厚度之加工前之被覆厚度(初始厚度)並無特別限定，但例如較佳設為1～50μm之範圍。
對導電基體之一部分或全部被覆銀或銀合金等金屬或其合金之材料之機械加工例如可藉由使用冷軋機之壓延加工而進行。壓延加工機有2級輥、4級輥、6級輥、12級輥、20級輥等，亦可使用任意壓延加工機。
壓延加工或加壓加工時之加工率(減面率)為1%以上，較佳為10%以上，可使銀或銀合金之晶界之間隙變窄且充分破壞而製成塑性變形組織。
壓延加工中所使用之壓延輥若考慮提高藉由輥紋之轉印而形成之引線框架側之反射率，則以表面粗度之算術平均(Ra)計較佳為未達0.1μm。
此處，作為機械加工之代表例，對藉由冷軋加工之塑性加工進行了說明，但於加壓加工(例如壓印)或機械研磨(例如藉由膠體氧化矽之研磨)之情形時，亦可分別藉由常用方法，與冷軋加工之情形同樣地實施塑性加工或機械表面加工。例如於加壓加工法之情形時，可藉由將加壓壓力設為0.1N/mm2以上且藉由壓力調整來調整加工率使其發生塑性變形，藉此來達成。又，若為機械研磨法，則例如可藉由使粒徑10～300nm之膠體氧化矽分散且控制研磨秒數，並調整加工度，藉此而獲得。於研磨之情形時，該加工度根據所使用之研磨粒及研磨時間而變化，但例如於藉由膠體氧化矽(OP-S懸濁液，Marumoto Struers公司製造)之研磨之情形時，較佳為10～60秒之研磨時間。
又，本發明之光半導體裝置藉由使用具有反射層之本發明之引線框架，而能夠以低成本其有效地獲得反射率特性，該反射層係：將藉由由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之鍍敷而被設置於至少將光半導體元件所發出之光反射之部位，且藉由壓延加工等機械加工，使其整體發生塑性變形，或其至少表面經機械變形之層作為反射層。其原因在於：藉由僅於光半導體元件之搭載部形成由銀或銀合金所構成之反射層，反射率特性之效果充分提高。於LED之搭載面僅為引線框架之單面之情形時，可使雙面鍍敷材料之光半導體元件搭載面變厚，使非搭載面變薄。
進而，由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之反射層可局部形成，亦可藉由單面鍍敷、條紋鍍敷或點狀鍍敷等局部鍍敷而形成，其後藉由壓延加工等機械加工而形成。製造局部形成反射層之引線框架可削減不需要反射層之部分之金屬使用量，因此可獲得環境負擔較小之引線框架，其結果可獲得環境負擔較小之光半導體裝置。
此外，關於光半導體模組形成後之外部引線之焊接，於雙面對銀或銀合金等金屬或其合金進行鍍敷後施加壓延等機械加工而形成反射層之材料(條材)之情形時，由於其後進行加壓穿孔加工或蝕刻加工而加工成特定之引線框架形狀，因此勢必於所獲得之引線框架之端面露出基體。若於露出基體之狀態下保管加壓或蝕刻加工後之引線框架，則有基體成分腐蝕或對基體表面之焊接性之劣化等之虞，因此較佳為視情況實施對策。
例如，於對基體之雙面被覆銀或銀合金之情形時，基體之露出面積相對於整個表面非常少，幾乎未觀察到對外部引線之焊接性等的影響。又，基體之露出於較薄之板厚或較寬之引線寬度之情形亦不成問題。然而，於較厚之板厚或較窄之引線寬度之情形時，引線之焊接時產生影響，對外部引線進行鍍敷加工時焊接之可靠性提高。
進而，於僅對基體之單面被覆銀或銀合金等金屬或其合金之情形或進行包含光半導體元件搭載部之局部鍍敷(例如點狀或條紋狀之鍍敷)之情形時，由於外部引線部之基體之露出面積較大，因此較佳為於加壓或蝕刻後設置焊料潤濕良好之鍍敷被膜。
對外部引線進行鍍敷時，在對銀或銀合金等金屬或其合金進行鍍敷後對施加壓延等機械加工而形成反射層之材料(條材)進行加壓後，對引線框架之反射區域以外至少進行焊接之外部引線部分附著銀、錫、金或該等之合金等焊料潤濕良好之鍍敷被膜(焊接改善層)，藉此改善焊料潤濕。又，於晶片搭載以後之步驟中加熱溫度較高之情形時亦同樣地，就外部引線之焊接性之觀點而言，有效方法為加壓後之鍍敷。
於加壓或蝕刻後之鍍敷中，只要遮蔽至少包含自光半導體元件發出之光之反射區域相當部之區域而進行鍍敷即可，可藉由膠帶或抗蝕劑遮罩、轉筒遮罩、帶式遮罩等任意之各種方法進行。又，亦可進行IC半導體中常用之模組(樹脂模具)形成後之外裝鍍敷。
該外部引線之焊料潤濕良好之鍍敷被膜之厚度於本發明中並無特別規定，但只要確保焊接性及保管中之耐蝕性即可，為0.1μm左右以上即可。鍍敷種類亦同樣可為銀、錫、金、進而該等之合金鍍敷等達成目的之金屬種類。
以下，對本發明之其他較佳之態樣進行說明。再者，於以下之說明中，未特別提及之事項與上述說明相同。
[以鍍敷組織殘留率為特徵之態樣]
於本發明之引線框架之一較佳態樣中，其特徵在於：藉由鍍敷法形成由銀所構成之反射層後，進而對該反射層實施壓延加工或加壓加工等塑性加工、或機械研磨而使由銀所構成之鍍敷組織至少於表面經機械變形。藉由使機械變形產生於鍍敷層，而可鞏固由鍍敷所形成之晶界之結合力並排除位錯，並且藉由塑性加工之能量使銀再結晶，同時藉由機械作用之力使表面之凹凸平滑。其結果，可提高波長400~800nm之反射率，因此較佳用於特別是搭載波長450nm~800nm之光半導體發光晶片之光半導體裝置中。於光半導體裝置中，特別是於LED中發揮效果。又，對近紫外光區域中之反射率提高亦發揮優異之效果。
以下，對本態樣進行詳細說明。
此處，未實施機械加工之鍍敷組織殘留率較佳為被利用為反射層之部位之區域之50%以下，更佳為30%以下。此處，所謂鍍敷組織殘留率，典型而言係指藉由電鍍法形成鍍銀層時，鍍敷組織(針狀組織或球狀粒子之析出狀態)大致遍及整個區域而形成，即便對此實施機械加工而產生機械變形且該鍍敷組織消失，其後之表面殘留與鍍敷組織形狀相似之形狀時之與該殘留之鍍敷組織相似之形狀的面積比[與所殘留之鍍敷組織相似之形狀之面積/測定對象區域之面積](%)。該比例越低越可獲得優異之反射特性，可應用為更高亮度之LED用引線框架。再者，機械加工之結果為，亦存在完全未殘留鍍敷組織或與該鍍敷組織相似之形狀之情形，因此鍍敷組織殘留率之下限值為0%。於本態樣中，鍍敷組織殘留率越接近0%越佳，就反射率提高之觀點而言，鍍敷組織殘留率最佳為0%。此處，所謂「被利用為反射層之部位」，係表示形成LED模組時對發光部以外之部分進行樹脂鑄膜而成為LED模組，但於該LED晶片發光時露出引線框架之部位產生光之反射現象之部分。即，有助於反射現象之引線框架露出部位之鍍敷組織殘留率較佳為50%以下，整個表面之鍍敷組織殘留率為50%以下固然良好，但例如以條紋狀或點狀實施塑性加工，該部位之鍍敷組織殘留率為50%以下，且可為僅該區域成為被利用為LED之反射層之部位之狀態。
本態樣之光半導體裝置用引線框架藉由將機械變形後之由銀所構成之反射層之厚度設為0.2μm以上，而可確保長期可靠性。另一方面，藉由設為10μm以下，而無需使用不必要之貴金屬而可實現成本降低。其原因在於：長期可靠性之效果於反射層之厚度為10μm時飽和。若為0.2～10μm，則可充分期待效果，但較佳為0.5～7μm，更佳為1～5μm。其意味著，若由銀所構成之機械變形後之反射層被覆厚度未達0.2μm，則基體之銅成分容易擴散至表面，因此較佳為形成至少0.2μm以上之最表層被覆厚。實際上，製作上述下限值以上者，與低於該下限值者相比，確認到耐熱性提高。
再者，若使反射層成為銀合金，則存在反射率於波長400～800nm下難以確保90%之情形，因此於本態樣中使用於反射層者較佳為銀，其純度較佳為99%以上。
於本態樣中，當製造半導體裝置用引線框架之方法中之機械加工為壓延加工之情形時，亦存在電鍍後之表面粗度之影響，但例如壓延加工率相對於鍍敷後之板厚較佳為10%以上，更佳為40%以上。藉由以此種加工率之範圍而製造光半導體用引線框架，可容易地將鍍敷組織殘留率調整為較佳之範圍，故而較佳。於壓延加工率為上述下限值以上之情形時，鍍敷組織殘留率難以受壓延輥之粗度之影響，因此可不依存於輥粗度而將鍍敷組織殘留率穩定設定為50%以下，可充分提高反射率。壓延加工率之上限並不特別設定，但必須於考慮素材所要求之強度、硬度、導電率之調整之後來決定，又，若壓延加工率高，則不僅壓延機所需要之電力變大、環境負擔變高，亦容易產生彎曲加工時之破損或裂痕，因此實際上80%左右為上限。
再者，對於自鍍敷後之板厚至光半導體用引線框架之製品板厚，可經過多次壓延步驟。藉由將壓延次數設為數次，壓延輥與鍍敷組織接觸之機率變高，其結果，容易降低鍍敷組織殘留率，但若次數增加，則生產性變差，因此壓延次數較佳為最多5次以下。再者，壓延加工中所使用之壓延輥若考慮提高藉由輥紋之轉印而形成之引線框架側之反射率，則以表面粗度之算術平均(Ra)計較佳為未達0.1μm。
於本態樣中，當光半導體裝置用引線框架之製造方法中之機械加工為加壓加工之情形時，與壓延加工相同，加壓加工率相對於鍍敷後之板厚較佳為10%以上，更佳為40%以上。藉由以此種加工率之範圍而製造光半導體用引線框架，可容易地將鍍敷組織殘留率調整為較佳之範圍，故而較佳。加壓加工之條件並不限定，但例如可藉由將加壓壓力設為0.1N/mm2以上而使其發生塑性變形。加壓加工率之上限並不特別設置，但實際上80%左右為上限。
再者，為控制所需要之機械特性，可於壓延加工後或加壓加工後經過藉由批次型或隨動型等方法進行熱處理並進行調質之步驟，但必須停留於未使反射率下降之程度的熱處理。該熱處理之較佳之條件如上所述。
[以表面粗糙度為特徵之態樣]
對本發明之引線框架之另一較佳態樣進行說明。
所謂本發明中之宏觀之表面粗糙度，係藉由接觸式表面粗糙度計之測定距離而獲得之表面粗糙度。具體係以數值之形式表現基體自身之較小之波紋等。測定距離為數mm～數十mm之間較合適，由實驗之結果可知，4mm之測定距離最佳地顯示宏觀之表面粗糙度，且與樹脂密著性有關聯。藉由根據JIS B 6010-2001之方法而求出表面粗糙度Ra，對壓延方向、垂直方向之2方向分別進行5點測定，將其平均值作為宏觀之表面粗糙度。
所謂本發明中之微觀之表面粗糙度，係藉由原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)之觀察視野而獲得之表面粗糙度。該微觀之表面粗糙度於宏觀之表面粗糙度之中無法測定，但其對反射率具有較大影響。具體係鍍敷完成之樹枝狀結晶狀之析出之頻率等以其數值之形式表現。本發明人發現表面之數十奈米級之凹凸係導致反射率降低之原因。為測定該微觀之表面粗糙度，適當的是使用AFM於數微米～數十微米視野內進行測定，由實驗之結果可知，藉由6.16微米×6.16微米之視野之測定最佳地顯示微觀之表面粗糙度，且與反射率有關聯。使用AFM於6.16微米×6.16微米之視野內求出表面粗糙度Sa。再者，由於減小引線框架之較大之表面傷痕、壓延條紋之影響，因此將引線框架之任意5點中進行測定且平均值作為微觀之表面粗糙度。
本發明人發現，藉由保留宏觀之表面粗糙度並極力控制微觀之表面粗糙度，而獲得對於波長340～400nm之近紫外光區域與400nm附近～800nm附近之可見光區域之光兩者反射率優異且具有高樹脂密著性之半導體裝置用引線框架。根據該知識見解而完成了本發明。
藉由AFM測定表面之粗糙度作為微觀之表面粗糙度，藉由觸針式表面粗糙度計測定表面之波紋之高度作為宏觀之表面粗糙度。
宏觀之表面粗糙度可藉由基體之中間壓延、或最終壓延而決定。藉由改變壓延條件或輥順序等而可使宏觀之表面粗糙度發生變化。
微觀之表面粗糙度可藉由對鍍敷後之最表面實施使用微細粒子之機械研磨等處理而變化。例如於機械研磨之情形時，藉由改變順序或研磨時間等而可改變微觀之表面粗糙度。又，非接觸之研磨可使用化學研磨、電解研磨等方法。
又，於壓延等塑性加工中，同時控制微觀之表面粗糙度與宏觀之表面粗糙度於工業上亦有用。例如，於基體藉由鍍敷等形成反射被膜層後進行壓延，藉此可利用適當設定壓延條件而控制宏觀之表面粗糙度，並且亦可藉由減小表面粗度之平滑輥而控制微觀之表面粗糙度。
本態樣之特徵之一在於：根據研究表明迄今為止有助於反射率之提高之結晶粒徑、方位等因素(例如專利文獻2)本質上並非為使其提高之因素，且發現僅表面之平滑性對反射率造成影響。藉此，表明即便於實施所有塑性加工之情形時，無需在意結晶粒徑、方位等因素，僅關注於表面之平滑性即可。
又，明確不僅只關注於對反射率造成影響之微觀之表面粗糙度而使表面平滑，亦使與基體之較小之波紋等相對應之宏觀之表面粗糙度變粗而使樹脂密著性提高。藉由使2種表面粗糙度平衡，而可提供自近紫外光區域至可見光區域中之反射率良好、高亮度且與密封材料之密著性優異之引線框架。
對本發明之光半導體裝置用引線框架之另一較佳之製造方法進行說明，例如對導電性之材料之雙面或單面實施金屬鍍敷。
金屬鍍敷係藉由使用電鍍法而使其於上述金屬材料表面析出之方法來進行。金屬鍍敷被膜係由Au、Ag、Cu、Pt、Al、Rh中之任一者或該等之合金而形成。較佳為Ag或其合金。金屬鍍敷方法自身可藉由一般之方法而進行。
對於所獲得之鍍敷表面藉由膠體氧化矽等之研磨而使表面平滑。除此以外，使鍍敷表面平滑之手段可為所有加工中之任一者，例如亦可為上述壓延加工或加壓加工等塑性加工。壓延加工或加壓加工中之較佳之加工率與上述相同。於本發明中，金屬基體上之金屬鍍敷膜自身之厚度可藉由鍍敷條件或其後實施加工者而決定，於上述研磨或塑性加工後，較佳為0.01～20μm，更佳為0.1～10μm。
作為金屬基體並無特別限制，但可使用銅或銅基合金、或者鐵或鐵基合金等。作為該基體，就光半導體裝置用引線框架之散熱性之觀點而言，較佳為製成導電率為60%IACS以上之銅合金之條材。導電率為60%IACS以上之銅合金材料，可使用CDA登載合金之C19400、C14410、及古河電氣工業(股份有限公司)製造之EFTEC64T(C18045)(商品名)等。
於製造上述金屬基體時之壓延加工步驟中，藉由改變最後實施之精壓延時之輥粗度，第一，使宏觀之表面粗糙度變化並進行某種程度控制。於實際之條製品中出現某種程度不均，因此自改變條件而製成之條中選擇成為所期望之粗糙度者，並對其實施上述鍍敷。於輥粗度較小之情形時，獲得宏觀之表面粗糙度較小之基體，於輥粗度較大之情形時，獲得宏觀之表面粗糙度較大之基體。宏觀之表面粗糙度係藉由觸針式表面粗糙度計而測定。宏觀之表面粗糙度Ra較佳為0.010μm以上，更佳為0.020μm以上，進而較佳為0.030μm以上，尤佳為0.040μm以上。藉由設為此種宏觀之表面粗糙度，樹脂密著性提高。又，若宏觀之表面粗糙度超過0.100μm，則基體表面之起伏(波紋之高度)變大，因此密封材料未充分進入至起伏之低處內。本質之樹脂密著性並未下降，但接觸面積減少，因此結果，藉此宏觀之表面粗糙度較佳為0.060μm以下。此處，所謂「樹脂密著性之提高」，係指於下述實施例進行評價之樹脂密著性試驗中未產生剝離。
於金屬基體上之至少單面或雙面之一部分或整個面，藉由電鍍法等電析或無電鍍敷法或濺鍍法使鍍敷被膜析出後，對上述鍍敷被膜之表面進行加工而獲得之本態樣之光半導體裝置用引線框架中，第二，限制微觀之表面之粗糙度。微觀之表面粗糙度可藉由原子力顯微鏡之視角6.16μm×6.16μm下之測定而獲得。藉由將微觀之表面粗糙度Ra設為較佳為50nm以下，更佳為30nm以下，特佳為10nm以下，最佳為5nm以下，LED用構件材料之反射率提高。此處，所謂「反射率之提高」，係指具有以下所述之較佳之反射率。
又，若使微觀之表面粗糙度成為2.0nm左右以下，則與宏觀之表面粗糙度無關，樹脂密著力下降，故而微觀之表面粗糙度較佳為3.0nm以上。
由於在形成上述由Ag等金屬或其合金所構成之鍍敷層後通過壓延步驟，因此宏觀之表面粗糙度與微觀之表面粗糙度同時變化。
此處，藉由改變壓延加工率而可同時改變宏觀之表面粗糙度與微觀之表面粗糙度。藉由使壓延中所使用之輥粗度變化，而可某種程度地控制微觀之表面粗糙度。即便於相同之壓延加工率，只要輥粗度較小，則微觀之表面粗糙度變小。
於本發明中，微觀之表面粗糙度之控制直接有助於反射率，該粗糙度較小者之反射率(特別是紫外光區域中之反射率)提高。又，宏觀之表面粗糙度有助於焊料潤濕性、樹脂密著性之提高，而對光半導體裝置用引線框架賦予較佳之特性，並且維持優異之平滑性。
於本態樣中，反射率可藉由將上述微觀之表面粗糙度與宏觀之表面粗糙度之兩者分別設為較佳之範圍內之值並組合而進一步提高其作用。此種情形與如上述之著眼於先前之金屬之再結晶粒徑或配向者無關。
於本發明中之較佳之反射率為較佳之金屬鍍敷被膜即鍍銀之情形時，較佳為以下之態樣。根據以下之(a)、(b)、(c)、(d)之順序敍述較佳之條件。以下之(d)為最佳之條件。
(a)鍍銀：於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為80%以上(使光直接反射之白色LED用)，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為70%以上(紫外光區域為黃色之螢光體中藉由反彈藍色波長而成為白色之LED用)。
(b)鍍銀：於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為85%以上，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為75%以上。
(c)鍍銀：於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為90%以上，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為90%以上。
(d)鍍銀：於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為95%以上，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為95%以上。
又，於金屬鍍敷被膜為金之情形時，較佳為以下之態樣。
於近紫外光區域(例如375nm)及可見光區域(例如400～800nm)之整個區域內總反射率為30%以上，特別是可見光區域之長波長側之總反射率高。
於金屬鍍敷被膜為銅之情形時，較佳為以下之態樣。
於近紫外光區域(例如375nm)及可見光區域(例如400～800nm)之整個區域內總反射率為35%以上，特別是可見光區域之長波長側之總反射率高。
進而，於金屬鍍敷被膜為鉑之情形時，較佳為以下之態樣。
於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為55%以上，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為55%以上。
進而，於金屬鍍敷被膜為鋁之情形時，較佳為以下之態樣。
於可見光區域(例如400～800nm)內總反射率為85%以上，於近紫外光區域(例如375nm)內總反射率為95%以上。
於金屬鍍敷被膜為銠之情形時，較佳為以下之態樣。
於近紫外光區域(例如375nm)及可見光區域(例如400～800nm)之整個區域內總反射率為75%以上，特別是可見光區域之長波長側之總反射率高。
銀或銀合金鍍敷、進而該等以外之金屬鍍敷可藉由使用電鍍法或無電鍍敷法或濺鍍法而使其析出於上述金屬材料表面之方法來進行。銀或銀合金鍍敷被膜並無特別限定，但可使用純銀、銀-銻合金、銀-硒合金、銀-銦合金、銀-錫合金、銀-金合金等。
鍍敷之厚度並無特別限定，但於塑性加工後，通常於0.2～10μm之範圍內進行。
對導電基體之一部分或全部被覆銀或銀合金或該等以外之金屬之材料係藉由冷軋機而進行壓延加工。壓延加工機有2級輥、4級輥、6級輥、12級輥、20級輥等，可使用任意壓延加工機。
壓延加工率(亦稱為減面率、或僅稱為加工率)為1%以上時可使銀或銀合金或該等以外之金屬之晶界之間隔變窄。加工率更佳為10～50%。
壓延加工所使用之壓延輥之表面粗度以Ra計較佳為未達0.1μm。
以下，使用圖式對本發明之光半導體裝置用引線框架之實施形態進行說明。於各圖中，亦存在表示於引線框架搭載有光半導體元件之狀態者。再者，各實施形態僅為一例，本發明之範圍並不限定於各實施形態。
又，圖示之形態根據說明所必須之限度而省略表示，尺寸或具體之引線框架或元件之構造並非限定於圖示而解釋者。
圖1係本發明之光半導體裝置用引線框架之第1實施形態之概略剖面圖。本實施形態之引線框架於基體1上形成由銀或銀合金所構成之反射層2，於反射層2之一部分表面上搭載有光半導體元件3。進而，藉由斷裂部9(以圖中摺線形狀之區域之形式省略表示)絕緣之另一引線框架與光半導體元件3藉由接線7電性連接而形成有電路。於本發明中，本實施形態之引線框架於藉由電鍍等形成反射層2後，產生例如因壓延加工所導致之塑性變形等，成為近紫外光及可見光區域(波長340nm～800nm)之反射特性優異之光半導體裝置用引線框架。
圖2係本發明之光半導體裝置用引線框架之第2實施形態之概略剖面圖。圖2所示之實施形態之引線框架與圖1所示之引線框架之不同點在於：於基體1與反射層2之間形成有中間層4。其他方面與圖1所示之引線框架相同。
圖3及圖4係僅於搭載光半導體元件之側之單面例如於電鍍後配置藉由壓延等而變形之反射層之第3及第4實施形態之概略剖面圖，圖3與圖4之不同點在於中間層4之有無。
圖5係本發明之光半導體裝置用引線框架之第5實施形態之概略剖面圖。圖5係適當表示藉由模具樹脂5及密封樹脂6而形成有光半導體模組之情形，且僅於搭載光半導體元件3之部分、其附近即產生反射現象之部位、及模具樹脂5之內部形成有反射層2。於本實施形態中，中間層4形成於基體1之整個面，但若為插入至基體1與反射層2之間之形態，則亦可局部形成。又，反射層2形成至模具樹脂5之下部之中途，但只要覆蓋有助於反射現象之部分之區域即可，亦可為覆蓋至模具樹脂5之外側或僅覆蓋模具樹脂內部之狀態。
於本發明中，如此，亦可僅於有助於光反射之部分形成由銀或銀合金等金屬或其合金所構成之反射層2。
圖6係本發明之光半導體裝置用引線框架之第6實施形態之概略剖面圖。圖6與圖5相同，係適當表示藉由模具樹脂5及密封樹脂6而形成有光半導體模組之情形。圖6之實施形態與圖5之不同點在於：僅於基體1之配置光半導體元件3之面設置有中間層4，反射層2設置於基體1之整個面。
圖7係本發明之光半導體裝置用引線框架之第7實施形態之概略剖面圖。圖7中，於外部之焊接相當部，在加壓端面及背面實施有焊接性良好之由鍍敷(銀或銀合金鍍敷、錫或錫合金、金或金合金)所構成之焊接改善層7。於圖7中，搭載於引線框架之光半導體元件(3)省略圖示。
藉由該加壓後所設置之例如由銀、錫、金等之鍍敷所構成之焊接改善層7而可進一步確保穩定之焊接性。再者，於此情形時，可於形成有反射層之面，要求反射率之部分(即，至少將光半導體元件發出之光反射之區域)以外之部分設置焊接改善層7。
[實施例]
以下
，根據實施例對本發明進行更詳細說明，但本發明並不限定於此。
(實施例1)
作為實施例1，對表1所示之寬度100mm之基體進行以下所示之前處理後，實施以下所示之電鍍處理。為了將包含壓延後之被覆厚度之整個板厚設為0.2mm，考慮反射層形成後之壓延加工時之加工率而使反射層初始形成時(鍍敷時)之板厚變化，並藉由鍍敷初始形成反射層。其後，利用6級壓延機(日立製作所製造)，使用壓延工件輥之表面粗度Ra約為0.03μm之輥，根據表1所示之減面率實施壓延加工成厚度0.2mm，藉此獲得表1所示之構成之發明例1～38及參考例1～3之樣品(壓延加工完成品)。再者，參考例4係模擬專利文獻3之比較例1者，參考例5係模擬專利文獻3之實施例2者，準備進行壓延加工後於240℃下實施4小時熱處理者(熱處理完成品)。又，關於先前例1～4，藉由對板厚0.2mm、寬度100mm之基體進行以下所示之前處理後，實施用於形成以下所示之反射層之電鍍處理，而製作表1所示之引線框架用之母材(條材)。(先前例1、2、4為鍍敷完成品。)再者，關於先前例3，為使上述專利文獻2之實施例8記載之被覆情況於本實施例之基體中再現，準備藉由文獻2記載之條件形成鍍敷層後，於320℃下30秒、殘留氧氣濃度500ppm之環境下實施熱處理者(熱處理完成品)。無中間層之發明例及比較例相當於圖1所示之引線框架之構造，有中間層之發明例及參考例相當於圖2所示之引線框架之構造。
再者，於本實施例之評價中，為簡便起見，不進行加壓加工而以條形狀進行評價。
作為基體而使用之材料中，「C14410(Cu-0.15Sn：古河電氣工業(股份有限公司)製造之EFTEC-3)」、「C19400(Cu-Fe系合金材料：Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn)」、「C26000(黃銅：Cu-30Zn)」、「C52100(磷青銅：Cu-8Sn-P)」、「C77000(洋白：Cu-18Ni-27Zn)」、及「C18045(Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn：古河電氣工業(股份有限公司)製造之EFTEC-64T)」表示銅或銅合金之基體，合金編號表示CDA(Copper Development Association，銅質材發展協會)規格之種類。再者，各元素前之數位之單位為質量%。
又，「A1100」、「A2014」、「A3003」、及「A5052」表示鋁或鋁合金之基體，分別於日本工業規格(JIS H 4000:2006等)中規定有其成分。
又，「42合金」表示鐵系基體，含有42質量%之鎳，剩餘部分表示由鐵及不可避免之雜質所構成之合金。
再者，基體為鋁時，經過電解脫脂、酸洗、鋅置換處理之步驟，為其他基體之情形時，進行經過電解脫脂、酸洗之步驟之前處理。又，分別於進行銀或銀合金之鍍敷之前進行銀打底鍍敷，最表層鍍敷厚以包含銀打底鍍敷厚度之壓延後之厚度之形式記載。
將實施例1中之前處理條件示於以下。
(前處理條件)
[陰極電解脫脂]
脫脂液：NaOH 60g/公升
脫脂條件：2.5A/dm2、溫度60℃、脫脂時間60秒
[酸洗]
酸洗液：10%硫酸
酸洗條件：30秒浸漬、室溫
[鋅置換](基體為鋁時使用)
鋅置換液：NaOH 500g/公升、ZnO 100g/公升、酒石酸(C4H6O6)10g/公升、FeCl2 2g/公升
處理條件：30秒浸漬、室溫
[Ag打底鍍敷]被覆厚0.01μm
鍍敷液：KAg(CN)2 5g/公升、KCN 60g/公升
鍍敷條件：電流密度2A/dm2、鍍敷時間4秒、溫度25℃
將實施例1中所使用之中間層鍍敷液組成及鍍敷條件示於以下。
(中間層鍍敷條件)
[鍍Ni]
鍍敷液：Ni(SO3NH2)2‧4H2O 500g/公升、NiCl2 30g/公升、H3BO3 30g/公升
鍍敷條件：電流密度5A/dm2、溫度50℃
[鍍Co]
鍍敷液：Co(SO3NH2)2‧4H2O 500g/公升、CoCl2 30g/公升、H3BO3 30g/公升
鍍敷條件：電流密度5A/dm2、溫度50℃
[鍍Cu]
鍍敷液：CuSO4‧5H2O 250g/公升、H2SO4 50g/公升、NaCl 0.1g/公升
鍍敷條件：電流密度6A/dm2、溫度40℃
將實施例1中所使用之反射層鍍敷液組成及鍍敷條件示於以下。
(反射層鍍敷條件)
[鍍Ag]
鍍敷液：AgCN 50g/公升、KCN 100g/公升、K2CO3 30g/公升
鍍敷條件：電流密度1A/dm2、溫度30℃
[鍍Ag-Sn合金]
鍍敷液：KCN 100g/公升、NaOH 50g/公升、AgCN 10g/公升、K2Sn(OH)6 80g/公升
鍍敷條件：電流密度1A/dm2、溫度40℃
[鍍Ag-In合金]
鍍敷液：KCN 100g/公升、NaOH 50g/公升、AgCN 10g/公升、InCl3 20g/公升
鍍敷條件：電流密度2A/dm2、溫度30℃
[鍍AS-Pd合金]
鍍敷液.：KAg[CN]2 20g/公升、PdCl2 25g/公升、K4O7P2 60g/公升、KSCN 150g/公升
鍍敷條件：電流密度0.5A/dm2、溫度40℃
[鍍Ag-Se合金]
鍍敷液：KCN 150g/公升、K2CO3 15g/公升、KAg[CN]2 75g/公升、Na2O3Se5H2O 5g/公升
鍍敷條件：電流密度2A/dm2、溫度50℃
[鍍Ag-Sb合金]
鍍敷液：KCN 150g/公升、K2CO3 15g/公升、KAg[CN]2 75g/公升、C4H4KOSb 10g/公升
鍍敷條件：電流密度1A/dm2、溫度50℃
(評價方法)
關於以上述方式獲得之表1之發明例、參考例、及先前例之引線框架，藉由下述試驗及基準進行評價。將其結果示於表2。
(1A)反射率測定：於分光光度計(U-4100(商品名，(股份有限公司)日立高新技術公司製造))中，於300nm～800nm之波長範圍對總反射率實施連續測定。其中，將紫外光區域～近紫外光區域即340nm、375nm、400nm，進而可見光區域即450nm及600nm中之總反射率(%)示於表2。以分別使波長340nm之反射率為60%以上、375nm之反射率為75%以上、400nm之反射率為80%以上、可見光區域之波長450nm及600nm時的90%以上作為要求特性。
(1B)耐熱性：目視觀察於150℃及190℃之溫度下於大氣中進行3小時熱處理後之變色情況。將完全無變色者判定為「良」且於表中標註「○」，將稍微變成褐色者判定為「可」且於表中標註「△」，將完全為褐色者判定為「不可」且於表中標註「×」，將「可」以上作為實用級別。
(1C)彎曲加工性：於彎曲半徑0.2mm時，使用1噸加壓機向相對於壓延條紋平行之方向實施90°彎曲。藉由立體顯微鏡以100倍觀察該彎曲加工部之頂點，調查破損之有無。將完全未破損者判定為「優」且於表中標註「◎」，將最表層產生輕微之破損但未到達至基體者判定為「良」且於表中標註「○」，將最表層產生輕微之破損但未觀察到基體之破損者判定為「可」且於表中標註「△」，將破損產生至基體者判定為「不可」且於表中標註「×」，將「可」以上作為實用級別。
由該等之結果明確，於不進行壓延加工之減面加工且亦未進行熱處理之先前例1、2、4中，若與實施有減面加工之本發明例相比，則已知如下情形。關於紫外～近紫外光區域即340nm～400nm、特別是375nm時之反射率，本發明例為良好，340nm時滿足60%以上，375nm時滿足75%以上，進而400nm時滿足80%以上。又，於鍍敷後在320℃下進行30秒熱處理之處理之先前例3中，整體、特別是可見光區域中反射率低於本發明例。其認為，專利文獻2之實施例為陶瓷即氧化鋁基板，相對於此，於如本發明之在基體使用金屬之引線框架材料中，藉由在320℃實施30秒熱處理，基底或基體成分產生擴散，進而認為，藉由在大氣中進行熱處理，基體成分進行氧化，如表2所示，耐熱性下降。
又，已知於Ag厚度較薄之情形時，如先前例2及4般，存在耐熱性變差之傾向。
進而於參考例1中，已知由於最表層之被覆厚為0.1μm薄，因此耐熱性較差，且雖波長375nm及400nm時之反射率得以改善但仍比發明例11差，並且已知最表層被覆厚較佳為0.2μm以上。
又，於參考例2中，由於反射層形成後之壓延加工時之加工率低0.5%，因此反射率比未壓延時提高，但停留於不充分之級別。
進而，於參考例3中，確認到減面率超過80%之狀態，反射率及耐熱性優異，但彎曲加工性較差。因此，已知減面率較佳為1～80%。進而若亦重視彎曲加工性，則更佳為20～60%之減面率。
進而，於參考例4及參考例5中，為鍍敷、壓延後進行熱處理(低溫退火)之例，反射率整體下降10%左右，且由於藉由低溫退火之受熱歷程過剩，因此反射率下降。如此，已知於壓延後實施熱處理之情形時，必須邊充分考慮反射率邊進行應用。
圖8中表示測定先前例1及發明例19中之反射率之結果。該等係相對於藉由先前之僅進行鍍敷之一般方法(不進行塑性加工及熱處理)之先前例1，對比於鍍敷後實施有塑性加工之發明例19而表示之結果。如此，已知本發明例之波長345～355nm時之吸收峰消失，且於可見光區域顯示非常優異之反射率。已知該反射率極其接近於銀之物理極限反射率，且表示先前未有之反射率，於自近紫外光至可見光區域之波長340～800nm中，可非常好地用作為光半導體裝置用引線框架。再者，圖示之先前例1之結果認為，低波長側之反射率低於先前例3之情形。
(實施例2)
作為實施例2，對表3所示之寬度100mm之基體以與上述實施例1相同之方式進行前處理後，以與上述實施例1相同之方式實施表3所示之電鍍處理。使用0.25mm及0.83mm之板厚之基體，以壓延加工後之Ag被覆厚成為3μm之方式對基體之雙面進行鍍Ag，其後以反射層形成後之壓延加工時之加工率40%實施壓延加工，獲得0.15mm及0.5mm之板厚之條材。其後，於實施藉由加壓之衝壓加工後，藉由抗蝕劑遮罩僅對外部引線部進行用於形成焊料潤濕良好之鍍敷被膜之電鍍，去除抗蝕劑，獲得表3所示之構成之發明例39～50及參考例6～9。
又，關於先前例5～8，對板厚0.15mm及0.5mm、寬度100mm之條材進行加壓穿孔加工後進行鍍Ag，製作表3所示之引線框架。
進行焊接之引線部之寬度均設為3mm及0.5mm。
(評價方法)
關於以上述方式獲得之表3之發明例、參考例、及先前例之引線框架，藉由下述試驗及基準進行評價。將其結果示於表4。
(2A)反射率測定：於分光光度計U-4100(商品名，(股份有限公司)日立高新技術公司製造)中，於300nm～800nm之波長範圍對總反射率實施連續測定。其中，將波長340nm、波長375nm、波長400nm、波長450nm及波長600nm時之總反射率(%)示於表4中。
關於總反射率，若考慮實用性，則分別為波長340nm時之反射率為60%以上，波長375nm時之反射率為75%以上，波長400nm時之反射率為80%以上，可見光區域之波長450nm及600nm時的90%以上作為要求特性。
(2B)焊接性：於可焊性測試儀(solder checker)(SAT-5100(商品名，(股份有限公司)RHESCA製造))中，於150℃-3小時之大氣加熱後對引線部之焊料潤濕時間進行評價。詳細測定條件為以下之條件，將焊料潤濕時間為1秒以下判定為良好。
焊料之種類：Sn-3Ag-0.5Cu
溫度：250℃
助焊劑：異丙酯醇-25%松香
浸漬速度：25mm/秒
浸漬時間：10秒
浸漬深度：10mm
根據上述實施例2，於本發明例、參考例及先前例中，已知如下情形。
(a)經鍍敷之Ag被覆只要具有3μm之經壓延之反射層，則反射率與實施例1相同為良好。
(b)已知對外部引線進行Ag、Sn或Au鍍敷作為焊料潤濕良好之鍍敷被膜之發明例均不存在焊接性之問題。
(c)於對外部引線未實施焊料潤濕良好之鍍敷之參考例中，於較薄之板厚且較寬之寬度時無問題，但於較窄之寬度時，潤濕時間稍長。即便於較厚之板厚且較寬之寬度時潤濕時間亦較長，若成為較窄之寬度，則潤濕時間相當長。
(d)根據上述(b)、(c)，於焊接之可靠性之高度要求之用途、或根據板厚、寬度難以進行焊料潤濕之形狀之情形時，較佳為對外部引線實施焊料潤濕良好之鍍敷。
於上述實施例中，顯示有以純金屬(Ag、Sn或Au)進行鍍敷作為對外部引線之鍍敷之例，但可確認到即便該等為合金，亦發揮相同之效果。
(實施例3)
實施例3係上述之以鍍敷組織殘留率為特徵之態樣之實施例。
作為實施例3，於對厚度0.25mm、寬度180mm之表5所示之導電基體與上述同樣進行前處理後，與上述同樣實施電鍍處理。其後，為使鍍Ag層發生塑性變形，藉由壓延加工或加壓加工使加工率發生變化，從而製作本發明例101～121、參考例101之引線框架。參考例102係模擬專利文獻3之比較例1者，參考例103係模擬專利文獻3之實施例2者，且準備於進行壓延加工後於240℃下實施4小時之熱處理者(熱處理完成品)。又，關於先前例101之鍍敷完成品，於對板厚0.25mm、寬度180mm之表5所示之導電基體與上述同樣進行前處理後，與上述同樣實施電鍍處理，且不進行壓延，藉此製作引線框架。又，於先前例102中，準備對先前例101中所獲得之鍍敷材於殘留氧氣濃度500ppm以下之氮氣環境下且於300℃下進行5分鐘熱處理之引線框架，且準備藉由熱處理調整結晶粒徑者。(無中間層之實施例及參考例相當於圖1所示之引線框架之構造，有中間層之實施例相當於圖2所示之引線框架之構造。)
再者，銀打底鍍敷(sliver strike plating)之條件係將上述條件進行如下變更。除此以外之處理與上述相同。
[Ag打底鍍敷]
鍍敷液：KAg(CN)2 4.45g/公升、KCN 60g/公升
鍍敷條件：電流密度5A/dm2、溫度25℃
(評價方法)
關於以上述方式獲得之表5之發明例、參考例及先前例之引線框架，藉由下述試驗及基準進行評價。將其結果示於表5中。再者，所謂先前例，表示比較例中相當於先前技術者。
(3A)反射率測定：於分光光度計(V660(商品名，日本分光(股份有限公司)製造))中，於300nm～800nm之波長範圍對總反射率實施連續測定。其中，將400nm、450nm、600nm及800nm之總反射率(%)示於表5中。以分別使波長400nm時之反射率為85%以上，波長450nm～800nm時之反射率為90%以上作為要求特性。
(3B)耐熱性：於150℃之溫度下在大氣中進行3小時熱處理後，實施上述反射率測定。其結果，將波長450nm之總反射率完全未發生變化者設為「AA」，將反射率下降為2%以內者設為「A」，將反射率下降超過2%且為5%以內者設為「B」，將反射率下降超過5%者設為「C」，將B以上作為耐熱性優異且可獲得穩定之反射率之實用級別並示於表5中。
由該等之結果明確，發明例較先前例而言，400～800nm時之反射率為良好，400nm時滿足85%以上，450～800nm時滿足90%以上。特別是於鍍敷組織殘留率為50%以下之發明例中，已知波長450nm時滿足反射率90%以上，波長450～800nm時滿足95%以上，可獲得先前之技術中未能達成之非常優異之反射率。又，於近紫外光區域亦確認到反射率優異。
其中一個先前例101為一般之鍍銀品，但波長400nm之反射率為85%以下，進而波長450nm時反射率為85%，且意味著，於搭載有450nm發光之晶片之情形時，本發明例中亮度亦高5～10%。其期待，因反射率提高而可較佳用於利用有該等波長之光半導體中。進而，已知先前例102係於鍍銀後實施熱處理而使結晶粒徑粗大化至0.5μm以上之例，但初始之反射率於波長400nm時僅低於85%，進而耐熱性變差。認為若對引線框架型實施如先前例2之熱處理，則基體之銅成分容易擴散至表層，其結果耐熱性變差。因此，於藉由機械加工而使鍍敷組織之至少表面產生變形之本發明例中，可提供耐熱性優異、反射率難以熱劣化之光半導體用引線框架。
進而於參考例101中，由銀所構成之反射層之鍍敷組織殘留率超過50%，其結果波長400nm及450nm之反射率分別低於85%及90%，因此認為反射率改善不足。
進而於參考例102、參考例103中，由銀所構成之反射層之鍍敷組織殘留率低於50%，但於壓延加工後施加過剩之熱處理。其結果，反射率之下降較大，整個波長區域觀察到反射率之下降，因此認為必須以不超過上述之適當之熱處理條件來進行。
由該等結果可知，藉由使用電鍍法形成最表層之由銀所構成之反射層後，使其鍍敷組織殘留率為50%以下，而可達成波長400nm時反射率85%以上，波長450～800nm時反射率90%以上，藉由將本發明之引線框架用於光半導體裝置，而可提供因顯示優異之亮度，且耐熱性優異而可長期維持高亮度之優異之光半導體裝置。
(實施例4)
實施例4係以上述之表面粗糙度為特徵之態樣之實施例。
作為實施例4，金屬基體使用古河電氣工業股份有限公司製造之銅基合金「EFTEC64T-C(C18045)」(商品名)。寬度設為100mm。藉由在進行以下所示之前處理後實施以下所示之電鍍處理而使鍍銀層以1.0μm之厚度形成。
(前處理條件)
[電解脫脂]
脫脂液：NaOH 60g/公升
脫脂條件：2.5A/dm2、溫度60℃、脫脂時間60秒
[酸洗]
酸洗液：10%硫酸
酸洗條件：30秒浸漬、室溫
[銀打底鍍敷]
鍍敷液：KAg(CN)24.45g/公升、KCN 60g/公升
鍍敷條件：電流密度5A/dm2、溫度25℃
[鍍銀]
鍍敷液：AgCN 50g/公升、KCN 100g/公升、K2CO3 30g/公升
鍍敷條件：電流密度1A/dm2、溫度30℃
於製造上述金屬基材時之壓延加工步驟中，藉由改變精壓延時之輥粗度而控制宏觀之表面粗糙度。於輥粗度較小之情形時，獲得表面粗糙度較小之基材，於輥粗度較大之情形時，獲得表面粗糙度較大之基材。於以下之試驗例中，按照輥之表面粗糙度Rz較小之順序，使用表皮輥(skin pass roll)(表面較以下之0.1S輥更平滑)、0.1S輥、0.2S輥、0.4S輥、0.8S輥。輥表面之平滑性高低依序為表皮輥、0.1S輥、0.2S輥、0.4S輥、0.8S輥。藉此獲得之觸針式之宏觀之表面粗糙度分別依序成為Ra≒0.005μm、0.01μm、0.02μm、0.03μm、0.04μm，以此方式控制宏觀之表面粗糙度。
對於藉由對上述基體表面實施鍍敷而獲得之鍍敷樣品，以藉由使用上述金屬基體中表面形狀不同之樣品，且以表6所示之時間實施藉由膠體氧化矽(OP-S懸濁液(添加OPSIF-5公升)，Marumoto Struers公司製造)之研磨，而以可獲得所期望之微觀之表面粗糙度之方式進行控制。此處，0秒意味著未進行研磨之鍍敷完成之樣品。
藉由接觸式表面粗糙度計(SE-30H：製品名，(股份有限公司)小阪研究所製造)測定宏觀之表面粗糙度Ra。測定距離為4mm、針之速度為0.8mm/s。
藉由AFM(Mobile S：製品名，Nanosurf公司製造，觸針：CONTR-10#)測定微觀之表面粗糙度Sa。視角設為6.16μm×6.16μm。
將各樣品切下2.5cm×2.5cm，於分光光度計(U-4100(商品名，(股份有限公司)日立高新技術公司製造))中，於300nm～800nm之波長範圍對總反射率實施連續測定。實施例所示之波長作為紫外光區域之代表值為375nm，作為可見光區域之閾值下限為400nm、上限為800nm，作為可見光區域中之藍色、綠色、黃色、紅色之代表性波長分別為450nm、520nm、590nm、660nm。若可見光區域(400～800nm)中總反射率為80%以上，近紫外光區域(例如375nm)中總反射率為70%以上，則分別設為合格，將未達該值之反射率設為不合格。
將各波長所對應之總反射率示於表6。由連續測定之結果確認，於各波長間總反射率並未急速下降。
樹脂密著性係使LED用聚矽氧密封樹脂之被膜形成於實施有上述鍍敷之上述金屬基體，藉由進行交叉切割試驗(1mm×1mm、剝離帶，631S #25聚酯膜膠帶，寺岡製作所股份有限公司製造)而對上述樹脂被膜進行評價。評價基準如下。
◎：完全無剝離(優)
○：端部出現隆起(良)
△：觀察到少許剝離(可)
×：產生剝離(不可)
(實施例5)
實施例5係以上述之表面粗糙度為特徵之態樣之實施例。
作為實施例5，與上述鍍Ag材料之評價同樣地亦對Au、Cu、Pt、Al及Rh進行相同之評價。
實施例5中之金屬基體使用與上述實施例4相同者。又，藉由在進行與實施例4相同之前處理後實施電鍍處理而使表7所示之金屬之鍍敷層以1.0μm之厚度形成。
所使用之各金屬鍍敷之鍍敷條件如下。
[鍍Au]
鍍敷液：KAu(CN)214.6g/公升、C6H8O7150g/公升、K2C6H4O7 180g/公升
鍍敷條件：電流密度1A/dm2、溫度40℃
[鍍Cu]
鍍敷液：CuSO4‧5H2O 250g/公升、H2SO4 50g/公升、NaCl 0.1g/公升
鍍敷條件：電流密度6A/dm2、溫度40℃
[鍍Pt]
鍍敷液：Pt(NO2)(NH3)2 10g/公升、NaNO2 10g/公升、NH4NO3 100g/公升、NH3 50毫升/公升
鍍敷條件：電流密度5A/dm2、溫度80℃
[Al濺鍍]
裝置名：SPV-403(製品名，TOKKI(股份有限公司)製造)
靶：純度99.99%
濺鍍條件：濺鍍速率27nm/分、RF Power 100W、壓力3×10-3torr、Ar流量50sccm(standard cc/min、1 atm(大氣壓1013hPa)、25℃下之流量)
[鍍Rh]
鍍敷液：RHODEX(商品名，Electroplating Engineers of Japan(股份有限公司)製造)
鍍敷條件：1.3A/dm2、溫度50℃
對於所獲得之各鍍敷樣品，藉由使用上述金屬基體中表面形狀不同之樣品，且實施表7所示之時間之藉由膠體氧化矽之研磨，而獲得所期望之表面粗糙度。此處，0秒意味著未進行研磨之鍍敷完成之樣品。對該等樣品與實施例4同樣地藉由2種測定方法測定表面粗糙度Ra。
又，關於各樣品，與實施例4同樣地連續測定總反射率。
進而，與上述實施例4同樣地進行樹脂密著性之評價。該評價方法與上述實施例4相同。
將該等之結果示於以下之表7中。
(實施例6)
實施例6係以上述之表面粗糙度為特徵之態樣之實施例。
作為實施例6，係將上述實施例4所示之藉由膠體氧化矽之研磨之表面平滑化換成藉由改變輥之表面粗糙度之壓延之表面平滑化，並進行與上述實施例4相同之評價。由於在形成上述鍍Ag層後通過壓延步驟，因此宏觀之表面粗糙度與微觀之表面粗糙度同時變化。此處，藉由改變壓延加工率而同時改變宏觀之表面粗糙度與微觀之表面粗糙度。藉由使壓延所使用之輥粗度變化而某種程度地控制微觀之表面粗糙度。於相同之壓延加工率時，輥粗度越小，微觀之表面粗糙度越小。
表中，壓延加工率(%)係以將壓延加工前之材料之剖面積與壓延加工後之剖面積之差除以壓延加工前之材料之剖面積所得之百分率(%)表示之值。
將其結果示於以下之表8中。
已將本發明與其實施態樣一併進行了說明，但只要本發明人未作特別指定，則於說明之任一細節中均不對本發明進行限定，且認為可於不違反隨附之申請專利範圍所示之發明之精神與範圍的情況下廣義地進行理解。
本案係主張基於2010年6月15日於日本申請專利之特願2010-136596、2010年6月22日於日本申請專利之特願2010-142664、及2010年7月9日於日本申請專利之特願2010-157132之優先權者，於此將其等之內容均以參照之方式作為本說明書之部分記載併入。
1．．．基體
2．．．反射層(經壓延加工之層)
3．．．光半導體元件
4．．．中間層
5．．．模具樹脂
6．．．密封樹脂
7．．．接線
8．．．焊接改善層(Ag、Au、Sn、該等之合金等)
9．．．斷裂部
圖1係本發明之光半導體裝置用引線框架之第1實施形態之概略剖面圖。
圖2係本發明之光半導體裝置用引線框架之第2實施形態之概略剖面圖。
圖3係本發明之光半導體裝置用引線框架之第3實施形態之概略剖面圖。
圖4係本發明之光半導體裝置用引線框架之第4實施形態之概略剖面圖。
圖5係本發明之光半導體裝置用引線框架之第5實施形態之概略剖面圖。
圖6係本發明之光半導體裝置用引線框架之第6實施形態之概略剖面圖。
圖7係本發明之光半導體裝置用引線框架之第7實施形態之概略剖面圖。
圖8係將本發明之發明例19之光半導體裝置用引線框架之反射率與先前例1之反射率一併表示之圖表。
1．．．基體
2．．．反射層(經壓延加工之層)
3．．．光半導體元件
7．．．接線
9．．．斷裂部

Claims (19)

  1. 一種光半導體裝置用引線框架，其係於基體之最表面之至少單面或雙面的一部分或整個面具備反射層而成者，其.特徵在於：該反射層於至少將光半導體元件所發出之光反射之區域的最表面，具有由金屬或其合金所構成之鍍敷組織之至少表面為經機械變形的組織；其中，該反射層藉由接觸針式表面粗糙度計測定之表面粗糙度Ra為0.010μm以上，且藉由原子力顯微鏡測定之表面粗糙度Sa為50nm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之光半導體裝置用引線框架，其中，該反射層係由銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銠(Rh)中之任一者或該等之合金所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項之光半導體裝置用引線框架，其中，該反射層係由銀所構成，且至少於其表面，因機械變形而殘留之由銀所構成之鍍敷組織的面積比為50%以下。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，該經機械變形之反射層的厚度為0.2~10μm。
  5. 如申請專利範圍第1或3項之光半導體裝置用引線框架，其中，形成該反射層之金屬或其合金為銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-銠合金、銀-釕合金、銀-金合金、銀-鈀合金、銀-鎳合金、銀-硒合金、銀-銻合金或銀 -鉑合金。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，該基體係由銅、銅合金、鐵、鐵合金、鋁或鋁合金所構成。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，於該基體上具備n層(n為1以上之整數)金屬層，且該反射層直接或隔著至少1層該金屬層被設置於該基體上。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光半導體裝置用引線框架，其中，至少於需要焊接之部分具有由銀、銀合金、錫、錫合金、金或金合金中之任一者所構成的鍍敷層。
  9. 一種光半導體裝置用引線框架素材之製造方法，其係製造申請專利範圍第1至7項中任一項之半導體裝置用引線框架之素材，其特徵在於：於基體之最表面且至少將光半導體元件所發出之光反射之區域，藉由鍍敷法形成由金屬或其合金所構成之反射層後，實施機械加工而使至少該反射層之表面的鍍敷組織機械變形。
  10. 如申請專利範圍第9項之光半導體裝置用引線框架素材之製造方法，其中，藉由壓延加工進行形成該反射層後之機械加工，且將該壓延加工時之加工率設為1%以上80%以下，或藉由加壓加工來進行，且將該加壓加工時之加工率設為1%以上80%以下，或是藉由機械研磨來進行。
  11. 一種光半導體裝置用引線框架之製造方法，其係製 造申請專利範圍第1至7項中任一項之半導體裝置用引線框架，其特徵在於：於基體之最表面且至少將光半導體元件發出之光反射之區域，藉由鍍敷法形成由金屬或其合金所構成之反射層後，實施機械加工，而獲得至少上述反射層之表面之鍍敷組織經機械變形的光半導體裝置用引線框架素材，再藉由加壓法或蝕刻法對該素材實施穿孔加工(punching)而獲得引線框架。
  12. 如申請專利範圍第11項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，藉由壓延加工進行形成該反射層後之機械加工，且將該壓延加工時之加工率設為1%以上80%以下，或藉由加壓加工來進行，且將該加壓加工時之加工率設為1%以上80%以下，或是藉由機械研磨來進行。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，於該穿孔加工後局部實施焊接性良好之鍍敷。
  14. 如申請專利範圍第13項之光半導體裝置用引線框架之製造方法，其中，該焊接性良好之鍍敷至少實施於將光半導體元件所發出之光反射之區域以外的區域，且該鍍敷之成分為銀、銀合金、錫、錫合金、金或金合金中之任一者。
  15. 一種光半導體裝置，其係具備光半導體元件及申請專利範圍第1至8項中任一項之光半導體裝置用引線框架而成，其特徵在於：該光半導體裝置用引線框架之反射層係設置於基體之最表面且至少反射自該光半導體元件發出 之光之區域，且具有至少表面之鍍敷組織經機械變形之組織。
  16. 如申請專利範圍第15項之光半導體裝置，其中，該光半導體元件之發光波長為340nm至800nm。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之光半導體裝置，其中，自裝置輸出之光為白光。
  18. 如申請專利範圍第15或16項之光半導體裝置，其中，自裝置輸出之光為紫外光、近紫外光或紫光。
  19. 一種照明裝置，其特徵在於：具備申請專利範圍第15至18項中任一項之光半導體裝置而成。
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