WO2015029211A1 - 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015029211A1
WO2015029211A1 PCT/JP2013/073298 JP2013073298W WO2015029211A1 WO 2015029211 A1 WO2015029211 A1 WO 2015029211A1 JP 2013073298 W JP2013073298 W JP 2013073298W WO 2015029211 A1 WO2015029211 A1 WO 2015029211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical semiconductor
semiconductor device
lead frame
rolling
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/073298
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良聡 小林
達也 中津川
座間　悟
松田　晃
鈴木　智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to KR1020167002836A priority Critical patent/KR101894160B1/ko
Priority to CN201380078695.9A priority patent/CN105453283A/zh
Priority to PCT/JP2013/073298 priority patent/WO2015029211A1/ja
Publication of WO2015029211A1 publication Critical patent/WO2015029211A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0364—Manufacture or treatment of packages of interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/814—Bodies having reflecting means, e.g. semiconductor Bragg reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a base for a lead frame for an optical semiconductor device and a method for manufacturing the same, a lead frame for an optical semiconductor device using the same, a method for manufacturing the same, and an optical semiconductor device.
  • Lead frames for optical semiconductor devices are widely used as constituent members of various display / illumination light sources that use light emitting elements, which are optical semiconductor elements such as LED (Light Emitting Diode) elements, as light sources.
  • a lead frame is arranged on a substrate, and after the light emitting element is mounted on the lead frame, the deterioration of the light emitting element and its peripheral parts due to external factors such as heat, moisture, and oxidation are prevented.
  • the light emitting element and its periphery are sealed with resin.
  • the reflective material of the lead frame has a high reflectance in the entire visible light wavelength range (400 to 800 nm) (for example, the reflectance with respect to a reference material such as barium sulfate or aluminum oxide). 80% or more).
  • a method of LED for forming white light a method of arranging three chips emitting all colors of red (R), green (G), and blue (B), and a yellow phosphor dispersed in a blue LED chip.
  • a method using the sealing resin There are mainly three main methods: a method using the sealing resin, and a method using a sealing resin in which RGB phosphors are dispersed in LED chips in the near ultraviolet region.
  • the reflective material of the optical semiconductor device is required to have a high reflectance in the near ultraviolet region (wavelength 340 to 400 nm) and the visible light region (wavelength 400 to 800 nm).
  • a smooth substrate as the lead frame substrate.
  • a base made of a copper alloy plate or strip is subjected to a rolling process after electrolytic treatment so that the glossiness at 20 ° incidence is 200% or more and the surface roughness Rz is 1.0 ⁇ m.
  • the following smooth substrates have been proposed.
  • Patent Document 1 describes that the glossiness is 200% or more and the surface roughness Rz is 1.0 ⁇ m or less, but there is no description regarding the measurement direction. This is because a processing trace called a rolling streak is generated in the rolling parallel direction on the surface of the substrate by the rolling process, but the glossiness may be greatly different depending on the measurement direction in the rolling parallel direction and the rolling perpendicular direction. In particular, as a lead frame substrate used in an optical semiconductor device, the rolling streaks appear uneven with respect to the reflection of light, and therefore the glossiness is high in both the rolling parallel (longitudinal) direction and the rolling perpendicular (width) direction. Is required.
  • Patent Document 1 does not discuss these, and further studies are required as a lead frame base for an optical semiconductor device. Further, in recent years, there are cases where a lead frame is subjected to an overhang process to form a recess, and the side surface thereof is subjected to silver plating to form a high output type optical semiconductor device. At this time, unevenness due to the rolling streaks originated and cracks sometimes occurred during the overhanging process. For this reason, there is a need for a lead frame substrate for an optical semiconductor device having good overhanging workability, but no examination from this point of view is made in Patent Document 1.
  • a layer (film) made of silver or a silver alloy is formed on the lead frame on which the LED element is mounted, in particular for the purpose of improving the light reflectance in the visible light region (hereinafter referred to as reflectance).
  • the silver film has a high reflectance in the visible light region.
  • a silver plating layer is formed on the reflection surface (Patent Document 2), or 200 or after the silver or silver alloy film is formed.
  • heat treatment is performed at a temperature of 30 ° C. or more for 30 seconds or more, the crystal grain size of the film is in the range of 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m, and the surface roughness of the base material is 0.5 ⁇ m or more (Patent Document 3). It has been.
  • the surface roughness Ra of the silver alloy reflective film is 2.0 nm or less (Patent Document 4).
  • the reflectance is as low as about 10% when an LED chip with an emission wavelength of 375 nm is used as compared with, for example, a blue LED chip with an emission wavelength of 450 nm. Further, when the crystal grain size is adjusted by heat treatment, silver may be oxidized due to the influence of residual oxygen, and the reflectivity may be lowered, and a sufficient effect for improving the reflectivity may not be obtained.
  • PVD physical vapor deposition
  • sputtering and vapor deposition are used as the achievement method.
  • the roughness is 2 nm or less, there is another problem that the adhesion to the mold resin formed in the optical semiconductor device is extremely poor.
  • the present invention provides an optical semiconductor device lead frame used in an LED, photocoupler, photointerrupter, etc., and an optical semiconductor device lead frame substrate that is less prone to cracking even if it is stretched, and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide a lead frame for an optical semiconductor device having a very good reflectivity in the near ultraviolet region to visible light region (wavelength 340 to 800 nm) using the substrate, and a method for manufacturing the same.
  • the inventors measured the glossiness measured at an incident angle of 60 ° on the surface of the substrate of the lead frame for optical semiconductor devices formed by rolling. Overhanging process when the parallel and perpendicular directions are 500% or more and the ratio of the glossiness in the parallel direction to the glossiness in the perpendicular direction is within 0.8 to 1.2
  • the present inventors have found that cracks do not easily occur even when the step is performed, and a lead frame substrate having excellent reflectance of light having a wavelength of 340 to 800 nm can be obtained.
  • the lead frame for optical semiconductor devices with a high reflectance could be provided simply by performing silver or silver alloy plating using the base
  • the concave portion for mounting the optical semiconductor element is formed on the lead frame to have a hooked shape.
  • the base for lead frames for optical semiconductor devices as described.
  • a method for producing a lead frame substrate for a semiconductor device wherein a rolling oil having a kinematic viscosity of 7 mm 2 / s or less is used and finish rolling is performed with a rolling tension of 200 to 600 MPa.
  • An optical semiconductor element is mounted after forming a light reflection layer on the optical semiconductor element mounting portion using the lead frame substrate for an optical semiconductor device according to any one of (1) to (3).
  • An optical semiconductor device characterized by comprising: (11) An optical semiconductor device comprising an optical semiconductor element mounted on the lead frame for an optical semiconductor device according to any one of (4) to (7).
  • the present invention by adjusting the glossiness of the substrate surface to a predetermined relationship between the rolling parallel direction and the rolling perpendicular direction, even if the thickness of the reflective layer made of silver or a silver alloy provided on the substrate is reduced, The effect of rolling stripes generated on the surface of the substrate is remarkably reduced to obtain a substrate for an optical semiconductor device lead frame having light reflection characteristics having a remarkably high reflectance in the near ultraviolet region to the visible light region (wavelength 340 to 800 nm). be able to.
  • the recess is formed by, for example, overhanging, the unevenness difference in the direction perpendicular to the rolling direction is small.
  • the lead frame substrate for an optical semiconductor device of the present invention the silver or silver alloy provided on the surface of the lead frame on the substrate is adjusted by adjusting the glossiness of the substrate surface to a predetermined relationship between the rolling parallel direction and the rolling perpendicular direction. Even if the thickness of the reflective layer is reduced, the influence of rolling stripes generated on the surface of the substrate is remarkably reduced, and the light reflection characteristics having a remarkably high reflectance in the near ultraviolet region to the visible light region (wavelength 340 to 800 nm) A lead frame for an optical semiconductor device having the following can be obtained.
  • FIG. 1 is an external view of a lead frame substrate for an optical semiconductor device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an example of an SEM observation image with an observation magnification of 500 times on the surface of the lead frame substrate for optical semiconductor devices according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of a lead frame for an optical semiconductor device using the lead frame substrate for an optical semiconductor device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another example of a lead frame for an optical semiconductor device using the lead frame substrate for an optical semiconductor device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of still another example of a lead frame for an optical semiconductor device using the lead frame base for an optical semiconductor device according to the present invention.
  • the glossiness measured at an incident angle of 60 ° on the surface of the optical semiconductor device lead frame substrate (1) formed by rolling is parallel to the rolling direction as shown in FIG.
  • the ratio of the glossiness in the parallel direction to the glossiness in the perpendicular direction is 0.8 to 1.2, and the ratio is 0.8 to 1.2. It is preferably 0.9 to 1.1.
  • the glossiness is, as defined in JIS Z 8741 (ISO 2813), a specular reflectance of 10% when a visible light is incident at an incident angle of 60 °, and a refractive index of 1.567.
  • the actual glossiness is an average value of three measurements.
  • the ratio between the glossiness in the parallel direction and the glossiness in the perpendicular direction within this range, the difference between the glossiness in the parallel direction and the glossiness in the perpendicular direction is reduced for the reflective layer of the lead frame provided on the substrate.
  • the reflectance of the optical semiconductor device obtained thereby can be significantly increased from the near ultraviolet region to the visible light region.
  • the number of oil pits formed on the surface of the substrate is 50 or less in an area of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m.
  • the oil pit here refers to a local recess that appears on the surface of the base plate or strip material by the lubricating oil taken in between the rolling roll and the material during cold rolling. Occurrence of the recesses includes conditions such as the diameter and roughness of the rolling roll, processing rate during rolling, processing conditions such as rolling speed, conditions such as temperature and viscosity of lubricating oil, mechanical strength of the plate or strip, crystal It can be changed depending on conditions such as the size of the grains. FIG.
  • FIG. 2 is an SEM photograph obtained by photographing the surface of the substrate according to the present invention at an observation magnification of 500 times.
  • the recess formed as shown in this figure is an oil pit. This number is preferably 50 or less in an area of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m.
  • the left photograph is a photograph of an example of a conventional substrate having an area of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m and having more than 50 oil pits
  • the center is a photograph of an example of the substrate of the present invention having 10-30 pieces
  • the surface property of the substrate in the present invention greatly affects the adhesion between the mold resin formed in the optical semiconductor device and the substrate, and acts as follows.
  • the surface texture is in a form having local recesses (oil pits).
  • a material is formed by plating with a base layer and further a light reflecting layer with a thickness of 3 ⁇ m or less by a conventional method, even if either or both of them are gloss plating, the shape of the oil pit is changed. Reflected irregularities are formed.
  • the anchor effect produced by the formed oil pit-like irregularities can improve the adhesion with the sealing resin when forming the optical semiconductor device.
  • the degree of oil pit formation can be evaluated by counting the number of oil pits by, for example, SEM observation at an observation magnification of 500 times.
  • the number of oil pits having a width of 5 ⁇ m or more and a depth of 10 ⁇ m or less is preferably 50 or less in 10,000 ⁇ m 2 , and this number is 15 or less. Is more preferable.
  • FIG. 3 is an example of a schematic cross-sectional view thereof.
  • the thickness of the reflective layer is more preferably 2 ⁇ m or less, and particularly preferably 1 ⁇ m or less.
  • the thicker the reflective layer the better the light reflection characteristics obtained.
  • the thickness of the reflective layer can be reduced, Excellent light reflection characteristics can be achieved.
  • the minimum thickness exhibiting excellent reflectance is usually 0.1 ⁇ m or more, preferably 0.2 ⁇ m or more.
  • a plating method As a method for forming the reflective layer, a plating method, a sputtering method, a vapor deposition method, and the like are possible. However, in consideration of productivity, a plating method, particularly a wet plating method is preferable, and an electrolytic plating method is more preferable.
  • the surface roughness Sa is 3 nm or more and 50 nm or less as measured by an atomic force microscope on the surface of the reflective layer. Preferably, it is 3 nm or more and 10 nm or less.
  • the surface roughness of the surface having a reflective layer in the present invention refers to the surface roughness obtained in the observation field of view with an atomic force microscope (AFM).
  • AFM atomic force microscope
  • the present inventors have found that the surface roughness is such that the frequency of dendritic precipitation after plating appears as this numerical value, and irregularities of the order of several tens of nanometers on the surface cause the reflectance to be reduced.
  • a high sealing resin has excellent reflectivity with respect to light in both the near ultraviolet region having a wavelength of 340 to 400 nm and the visible light region in the vicinity of 400 nm to 800 nm.
  • a lead frame for a semiconductor device having adhesiveness can be obtained.
  • the surface roughness Sa having the reflective layer is preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, particularly preferably 10 nm or less, and most preferably 5 nm or less, whereby the reflectance of the LED component material is improved.
  • the preferred reflectance in the present invention is, for example, when the reflective layer is formed of silver, the total reflectance is 90% or more in the visible light region (for example, 400 to 800 nm), particularly 90% or more at a wavelength of 450 nm. Yes, it is 95% or more at a wavelength of 600 nm.
  • the reflectance is 95% or more at a wavelength of 450 nm, and this reflectivity has an effect of outputting excellent luminance as a lead frame for an optical semiconductor device equipped with a blue-emitting optical semiconductor element, and has a physical upper limit value. Infinitely close reflectance can be achieved. In addition, it indicates 80% or more at a wavelength of 375 nm in the near ultraviolet light region. In addition, when the surface roughness Sa is smaller than 2 nm, the adhesion with the sealing resin or the mold resin is extremely reduced. Therefore, the micro surface roughness is preferably 3 nm or more.
  • a plating bath used in the electrolytic method for example, as a reflective layer is a conventional pure silver (Ag) bath, silver-selenium (Se). ) Bath, silver-antimony (Sb) bath, silver-selenium-antimony bath, silver-indium (In) bath, silver-gold (Au) bath, silver-platinum (Pt) bath, silver-tin (Sn) bath, etc.
  • a coating thickness of 3 ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ m or less, can provide a lead frame for an optical semiconductor device with excellent reflectivity.
  • the unevenness of the substrate cannot be sufficiently smoothed unless the coating thickness is 5 to 10 ⁇ m in order to improve smoothness, and the glossiness
  • the reflectance cannot be increased because of a decrease in height.
  • the substrate of the present invention it is possible to sufficiently increase the smoothness even with a thinner coating thickness.
  • the coating thickness reduction effect is excellent in productivity, contributing to cost reduction, and a resource saving viewpoint. Therefore, it is possible to provide a lead frame for an optical semiconductor device that is environmentally friendly and extremely excellent in reflectance.
  • the production process of the substrate is not particularly limited and can be obtained by a conventional method, but it is preferable to perform rolling at the end of the process.
  • the desired thickness is obtained by rolling to provide mechanical strength and surface gloss smoothness.
  • a total rolling reduction of 10% or more is usually added.
  • a smooth rolling roll is used, and it is efficiently processed using a low-viscosity lubricating oil. If a higher gloss smoothness is required as required, polishing rolling is also performed without using a lubricant. Note that heat treatment may be performed during or after rolling as necessary.
  • a metal base component Copper or a copper base alloy or iron or an iron base alloy is used.
  • a copper alloy CDA (Copper Development Association) listed alloys “C14410 (Cu-0.15Sn, Furukawa Electric Co., Ltd., product name: EFTEC-3)”, “C19400 (Cu-Fe series) Alloy material, Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn) "," C26000 (brass, Cu-30Zn) ",” C52100 (phosphor bronze, Cu-8Sn-0.15P) ",” C77000 (Western) White, Cu-18Ni-27Zn) ",” C18045 (Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn, manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., product name: EFTEC-64T) "and the like can be used.
  • the unit of the number before each element is mass%. Since these substrates have different electrical conductivity and strength, they are selected and used according to the required characteristics as appropriate. However, from the viewpoint of improving the heat dissipation of the lead frame for optical semiconductor devices, the electrical conductivity is copper with 60% IACS or more. It is preferable to use an alloy strip. Further, as the iron or iron-based alloy, for example, 42 alloy (Fe-42 mass% Ni) or the like is used.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but is usually 0.05 mm to 1 mm, preferably 0.1 mm to 0.8 mm.
  • the condition of the rolling roll such as the roll roughness at the time of final rolling applied last, the type of rolling oil, and by changing the tensile strength at the time of rolling,
  • the roughness of the substrate surface can be adjusted.
  • the surface roughness of the roll at the time of finish rolling to be applied last is 0.05 ⁇ m or less in terms of arithmetic average roughness Ra.
  • the tension during rolling is preferably 200 to 600 MPa.
  • the lead frame for an optical semiconductor device of the present invention includes nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, palladium, palladium alloy, rhodium, and rhodium alloy between the base and the reflective layer made of silver or a silver alloy.
  • An intermediate layer made of a metal or alloy selected from the group may be provided.
  • the intermediate layer is suitably formed by plating, for example.
  • FIG. 4 shows an example of a schematic cross-sectional view in which the intermediate layer 3 is formed.
  • the thermal conductivity of the material is relatively low, so by providing an intermediate layer made of copper or copper alloy as the intermediate layer, heat dissipation can be improved without impairing the reflectivity. Can do. Furthermore, since the intermediate layer which is the copper or copper alloy layer also contributes to the improvement of the plating adhesion between the reflective layer thereon and the underlying substrate, the adhesion due to heat generated when the light emitting element emits light. Deterioration can be prevented. In the case of using a copper or copper alloy substrate, an intermediate layer of nickel, nickel alloy, cobalt, or cobalt alloy is used as an intermediate layer in order to suppress diffusion of the substrate component to the reflective layer due to heat generated when the light emitting element emits light.
  • the thickness of these intermediate layers is not particularly limited in the present invention, but is preferably in the range of 0.001 to 0.5 ⁇ m. Since the thickness of the intermediate layer is preferably the minimum necessary so as not to reduce the effect of improving the glossiness of the substrate, the range of 0.005 to 0.1 ⁇ m is particularly preferable.
  • the reflective layer or the underlying intermediate layer is formed only at a necessary location, so that a coating material is used more than necessary. Therefore, an optical semiconductor device lead frame can be formed, and an environmentally friendly lead frame can be provided.
  • FIG. 5 shows an example of a schematic cross-sectional view in which the reflective layer 2 is formed after the recess 4 is formed on the lead frame substrate 1 by overhanging.
  • some high-powered products have a lead frame that is formed by mounting the optical semiconductor element on the bottom of the recess, but there is a case where cracking occurs due to the overhanging process in the oblique portion of the recess.
  • Example 1 The surface roughness of the copper alloy strip substrate (composition: Cu-0.15Sn, Furukawa Electric Co., Ltd., product name: EFTEC-3) having a thickness of 0.5 mm and a width of 200 mm shown in Table 1 Using an 80 mm diameter work roll finished with a thickness Ra of 0.05 ⁇ m or 0.035 ⁇ m, finish rolling using a 6-high mill, and forming a 0.25 mm thick copper alloy strip into an optical semiconductor device Obtained as a substrate for a lead frame for use.
  • composition composition: Cu-0.15Sn, Furukawa Electric Co., Ltd., product name: EFTEC-3
  • a rolling oil having a kinematic viscosity of 4 mm 2 / s is used, the tension at the time of rolling is set to 200 to 600 MPa, and the number of rolling times and the rolling reduction ratio at each rolling are appropriately adjusted. A substrate with a glossiness of 2 and the number of oil pits was obtained.
  • the intermediate rolling ratio is adjusted to 5 to 40%, the number of rolling operations is adjusted to 2 to 3 times, the final sheet thickness is 0.25 mm, and the surface roughness Ra of the work roll in finish rolling is 0.
  • Two kinds of .050 ⁇ m and 0.035 ⁇ m were appropriately selected.
  • the reduction ratio was set to 50%, and the surface roughness Ra of the work roll in the final rolling was set to 0.06 ⁇ m.
  • the evaluation method is described below. About the sample which slit each said base
  • the initial total reflectance was measured and evaluated for the lead frame on which the reflective layer was formed.
  • a spectrophotometer (U-4100 (trade name, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
  • continuous measurement was carried out over a total reflectance of 300 nm to 800 nm when a reference material was a barium sulfate test piece.
  • Table 1 shows the total reflectance (%) in the ultraviolet region to the near ultraviolet region of 375 nm, and further in the visible light region of 450 nm and 600 nm.
  • the required characteristics were that the reflectance at a wavelength of 375 nm was 80% or more, the reflectance at a wavelength of 450 nm was 90% or more, and the reflectance at a wavelength of 600 nm was 95% or more. From the results of continuous measurement, it has been confirmed that the total reflectance does not drop sharply between wavelengths.
  • the surface roughness Sa after forming each reflective layer was measured by AFM (Mobile S: product name, manufactured by Nanosurf, stylus: CONTR-10 #).
  • the viewing angle was 6.16 ⁇ m ⁇ 6.16 ⁇ m, and the average value of 5 arbitrary points where no oil pits were formed was adopted.
  • the measurement results are shown in Table 1.
  • a recess was formed using the obtained substrate, and the presence or absence of a crack was confirmed.
  • the shape of the recess is 0.25 mm deep, and the shape seen from the top is a square with a bottom length and width of 4 mm, the overhang bending radius is 0.3 mm, and the angle formed by the perpendicular and the oblique portion at the bottom of the recess was formed with a press at 30 degrees. And, it is determined that the crack is not present or a slight wrinkle is formed as “None”, and the crack or large wrinkle is present as “Yes”. This is also shown in 1.
  • the pretreatment and reflection layer formation conditions were as follows.
  • (Pretreatment conditions) [Electrolytic degreasing]
  • Degreasing solution NaOH 60 g / liter
  • Degreasing conditions 2.5 A / dm 2 , temperature 60 ° C.
  • degreasing time 60 seconds
  • Pickling solution 10% sulfuric acid
  • Pickling conditions 30 seconds immersion, room temperature
  • Plating solution KAg (CN) 2 4.45 g / liter
  • KCN 60 g / liter Plating condition current density 5 A / dm 2 , temperature 25 ° C.
  • the glossiness on the surface of the substrate measured at an incident angle of 60 ° was 500% or more in each of a direction parallel to and perpendicular to the rolling direction.
  • the ratio between the glossiness in the parallel direction and the glossiness in the perpendicular direction was in the range of 0.8 to 1.2.
  • Example 1 is a general-purpose lead frame substrate, but the glossiness is particularly less than 500% in a perpendicular measurement value, and a film having the same plating solution composition is formed with the same coating thickness.
  • the reflectance does not reach the high level of the example of the present invention.
  • Comparative Examples 1 and 2 although the glossiness exceeds 500%, the ratio between the glossiness in the parallel direction and the glossiness in the perpendicular direction is a predetermined 0.8 to 1.2. It can be seen that even in the case outside the range, the high level of reflectance of the present invention example is not obtained even with the same plating solution and the same coating thickness. Furthermore, it can be seen that cracks are generated by the overhanging process, and that the inventive example shows superior characteristics in terms of workability.
  • the glossiness condition that is, the glossiness on the surface of the substrate is 500% or more in each of the parallel direction and the perpendicular direction to the rolling direction, and the glossiness in the parallel direction and the perpendicular direction.
  • the reflectance in the near ultraviolet region to the visible light region (wavelength 340 to 800 nm) is low, and it is not suitable as a substrate for a lead frame for optical semiconductor devices. It was appropriate.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

　圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレームの基体であって、入射角６０°で測定した該基体の表面における光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２である、光半導体装置用リードフレーム用基体。

Description

光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置
　本発明は、光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、それを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置に関する。
　光半導体装置用リードフレームは、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）素子等の光半導体素子である発光素子を光源に利用した各種表示用・照明用光源の構成部材として広く利用されている。その光半導体装置は、例えば基板にリードフレームを配し、そのリードフレーム上に発光素子を搭載した後、熱、湿気、酸化等の外部要因による発光素子やその周辺部位の劣化を防止するため、発光素子とその周囲を樹脂で封止している。
ところで、ＬＥＤ素子を照明用光源として用いる場合、リードフレームの反射材には可視光波長（４００～８００ｎｍ）の全領域において反射率が高い（例えば硫酸バリウムや酸化アルミニウムなどの基準物質に対する反射率が８０％以上）ことが求められる。　また、白色光を形成するＬＥＤの手法としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のすべての色を出すチップを３個並べる手法、青色ＬＥＤチップに黄色の蛍光体を分散した封止樹脂を用いる手法、さらには近紫外域のＬＥＤチップにそれぞれＲＧＢの蛍光体を分散した封止樹脂を用いる手法の、主に３つに大別される。従来は青色チップに黄色の蛍光体を分散した封止樹脂を用いる手法が主流であったが、近年は演色性の問題から発光波長帯に紫外域を含むＬＥＤチップを用いる手法が注目を集めつつある。この手法において、光半導体装置の反射材には、近紫外域（波長３４０～４００ｎｍ）および可視光域（波長４００～８００ｎｍ）における反射率が高いことが求められる。
　このように、反射率の高い表面を得るためには、平滑な基体をリードフレーム用の基体として用いることが考えられる。
　例えば特許文献１には、銅合金板又は条からなる基体の少なくとも一方の面に電解処理後に圧延加工を施して、２０°入射の光沢度が２００％以上、かつ表面粗さＲｚが１．０μｍ以下である平滑な基体が提案されている。
　しかしながら、特許文献１において、光沢度が２００％以上かつ表面粗さＲｚが１．０μｍ以下との記載であるが、測定方向に関する明記がない。これは、圧延加工によって基体表面には圧延筋と呼ばれる加工痕が圧延平行方向に生じるが、光沢度は圧延平行方向および圧延直角方向の測定方向によって大きく異なる場合があるためである。特に光半導体装置に用いるリードフレーム基体としては、圧延筋が光の反射に対してムラとなって現れるため、圧延平行（長手）方向および圧延直角（幅）方向の両方の方向において光沢度が高いことが要求される。この点で、特許文献１ではこれらの検討はなされておらず、光半導体装置用のリードフレーム基体としては更なる検討が必要である。また、近年リードフレームに張出し加工を施して凹部を形成し、その側面に銀めっきを施して高出力タイプの光半導体装置が形成される場合がある。この際、圧延筋による凹凸が起点となって、張出し加工時に割れが発生してしまうことがあった。このことから、張出し加工性が良好な光半導体装置用リードフレーム基体が求められているが、この観点からの検討についても、特許文献１においては行われていない。
　さらに、ＬＥＤ素子が実装されるリードフレーム上には、特に可視光域の光反射率（以下、反射率という）の向上を目的として、銀又は銀合金からなる層（皮膜）が形成されているものが多い。銀の皮膜は、可視光域における反射率が高いことが知られており、具体的には、銀めっき層を反射面に形成すること（特許文献２）や、銀又は銀合金皮膜形成後に２００℃以上で３０秒以上の熱処理を施し、当該皮膜の結晶粒径を０．５μｍ～３０μｍの範囲とし、かつ下地材料の表面粗度を０．５μｍ以上とすること（特許文献３）等が知られている。さらに別の高反射化の手法として、銀合金反射膜において表面粗さＲａを２．０ｎｍ以下にすること（特許文献４）等が知られている。
　また、反射率を高めるめっきの検討としては、特許文献２のように、銀又はその合金皮膜を単純に形成しただけの場合、特に近紫外域（波長３４０～４００ｎｍ）における反射率の低下が大きく、より一層の反射率改善が要求される。
　また、特許文献３のように、銀又は銀合金の皮膜の結晶粒径を０．５μｍ～３０μｍかつ下地の表面粗さが０．５μｍ以上とする場合でも、未だに反射率が常に高い状態を維持するものではなく、更なる改善の余地があると考えられる。特に特許文献３の図８および図９に見られるように、近紫外域（３４０～４００ｎｍ）、特に３４５ｎｍ～３５５ｎｍ付近に吸収ピークが見られる。これは、発光波長３７５ｎｍのＬＥＤチップを使用すると、可視光領域よりも反射率が低い部分に相当することがわかる。このとき、例えば発光波長４５０ｎｍの青色ＬＥＤチップ搭載の場合と比べると、発光波長３７５ｎｍのＬＥＤチップを使用した場合には反射率が約１０％も低いことが分かる。また、熱処理により上記結晶粒径に調整すると、残留酸素の影響により銀が酸化し、逆に反射率が低下してしまい反射率改善に十分な効果が得られない場合がある。
　さらに特許文献４において開示されているように、表面粗度Ｒａを２ｎｍ以下のような非常に平滑な皮膜を形成するためには、その達成法としてスパッタリングや蒸着法などのＰＶＤ（物理蒸着）プロセスが必須であり、光半導体装置のような大量生産性を求める手法としては不向きである。さらに、粗度が２ｎｍ以下であると、光半導体装置に形成されるモールド樹脂との密着性が極端に悪いという別の問題がある。
特開平９－０８７８９９号公報 特開昭６１－１４８８８３号公報 特開２００８－０１６６７４号公報 特開２００５－２９８４９号公報
　そこで、本発明は、ＬＥＤ・フォトカプラ・フォトインタラプタなどに使用される光半導体装置用リードフレームにおいて、張出し加工を行っても割れが発生しにくい光半導体装置用リードフレーム用基体およびその製造方法、さらにその基体を用いた近紫外域～可視光域（波長３４０～８００ｎｍ）における反射率が極めて良好な光半導体装置用リードフレームおよびその製造方法を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上記従来技術の問題に鑑み鋭意検討を進めた結果、圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレームの基体の表面において、入射角６０°で測定した光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２以内であることにより、張出し加工を行っても割れが発生しにくく、波長３４０～８００ｎｍの光の反射率に優れるリードフレーム用の基体とすることができることを見出した。さらに、本発明による基体を用いて銀又は銀合金めっきを施すことで、簡便に反射率の高い光半導体装置用リードフレームを提供できることを見出した。本発明は、この知見に基づきなされるに至ったものである。
　本発明によれば、以下の手段が提供される：
（１）圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレームの基体であって、入射角６０°で測定した該基体の表面における光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム用基体。
（２）前記基体において、表面に形成されたオイルピットの個数が１００μｍ×１００μｍの面積において５０個以内であることを特徴とする、（１）項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体。
（３）前記光半導体装置用リードフレーム基体において、リードフレームに光半導体素子を搭載するための凹部を形成して、有椀形状を持つことを特徴とする、（１）または（２）項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体。
（４）（１）～（３）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体上の最表面に、銀、銀－セレン合金、銀－アンチモン合金、銀－錫合金、銀－インジウム合金、銀－金合金、銀－白金合金のうちいずれかからなる反射層を有することを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
（５）前記反射層の厚さが３μｍ以下であることを特徴とする、（４）項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（６）前記反射層を有する表面における原子間力顕微鏡による測定での表面粗さＳａが、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、（４）又は（５）項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（７）前記反射層を有する光半導体装置用リードフレームにおいて、波長４５０ｎｍにおける全反射率が、９５％以上であることを特徴とする、（４）～（６）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（８）（１）～（３）のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレーム用基体を製造する方法であって、圧延ロールの表面粗度を算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下とし、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以下の圧延油を用い、圧延時の張力を２００～６００ＭＰａとして仕上圧延することを特徴とする、半導体装置用リードフレーム用基体の製造方法。
（９）（４）～（７）のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、少なくとも前記反射層を電気めっき法で形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１０）（１）～（３）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体を使用して光半導体素子搭載部に光の反射層を形成後、光半導体素子が搭載されてなることを特徴とする、光半導体装置。
（１１）（４）～（７）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームに光半導体素子が搭載されてなることを特徴とする、光半導体装置。
　本発明によれば、基体表面の光沢度を圧延平行方向と圧延直角方向で所定の関係に調整することによって、基体上に設ける銀又は銀合金からなる反射層の厚さを薄くしても、基体表面に生じる圧延筋の影響を著しく小さくして、近紫外域から可視光域まで（波長３４０～８００ｎｍ）における反射率が著しく高い光反射特性を有する光半導体装置用リードフレーム用の基体を得ることができる。
　また、リードフレームに凹部を形成して高出力タイプの光半導体装置を形成する際に、例えば張出し加工により凹部を形成しても、圧延平行方向と直角方向での凹凸差が小さく形成されているため、張出し加工で特に圧延直角方向に亀裂の生じにくい光半導体装置用リードフレーム基体が提供できる。
　本発明の光半導体装置用リードフレーム用基体によれば、基体表面の光沢度を圧延平行方向と圧延直角方向で所定の関係に調整することによって、基体上のリードフレーム表面に設ける銀又は銀合金からなる反射層の厚さを薄くしても、基体表面に生じる圧延筋の影響を著しく小さくして、近紫外域から可視光域まで（波長３４０～８００ｎｍ）における反射率が著しく高い光反射特性を有する光半導体装置用リードフレームを得ることができる。
　本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
図１は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム用基体の外観図である。 図２は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム用基体表面における、観察倍率５００倍のＳＥＭ観察像の一例である。 図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム用基体を用いた光半導体装置用リードフレームの一例の概略断面図である。 図４は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム用基体を用いた光半導体装置用リードフレームの別の一例の概略断面図である。 図５は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム用基体を用いた光半導体装置用リードフレームのさらに別の一例の概略断面図である。
　本発明においては、圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレーム用の基体（１）の表面において、入射角６０°で測定した光沢度が、図１に示すように圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上、さらに好ましくは５５０％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２であり、この比が０．９～１．１であることが好ましい。ここで、前記光沢度とは、ＪＩＳ　Ｚ　８７４１（ＩＳＯ　２８１３）に規定されている通り、可視光を入射角６０°で入射した時の鏡面反射率が１０％となる、屈折率１．５６７のガラス面を光沢度１００とし、この基準面と鏡面反射率を比較して求めた相対値をいう。また、実際の光沢度は、３回の測定の平均値である。基体の平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比をこの範囲内とすることにより、その基体上に設けるリードフレームの反射層について平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の差を小さく制御することができ、それによって得られる光半導体装置の反射率を近紫外域から可視光域まで著しく高めることができる。
　さらに本発明においては、前記基体の表面に形成されたオイルピットの個数が１００μｍ×１００μｍの面積において５０個以内であることが好ましい。
　なお、ここにいうオイルピットとは、冷間圧延時に圧延ロールと材料の間に取り込まれた潤滑油によって基体の板もしくは条材表面に現れる局部的な凹部をいう。該凹部の発生は、圧延ロールの直径、粗さ等の条件、圧延時の加工率、圧延速度などの加工条件、潤滑用オイルの温度、粘度等の条件、板もしくは条材の機械強度、結晶粒の大きさ等の条件等によって変化させることができる。
　図２は、本発明に係る基体の表面を、観察倍率５００倍で撮影したＳＥＭ写真である。この図に示すように形成されている凹部がオイルピットである。この個数が、１００μｍ×１００μｍの面積において、５０個以内であることが好ましい。図２中で、左の写真は、１００μｍ×１００μｍの面積で５０個を超えるオイルピットを有する従来の基体の一例の写真、中央は１０～３０個有する本発明の基体の一例の写真、さらに右は１０個以下有する本発明の基体の一例の写真である。
　本発明における基体の表面性状は、光半導体装置に形成されるモールド樹脂と基体との密着性に大きく影響を及ぼし以下のように作用する。まず、冷間圧延工程において、表面性状は局部的な凹部（オイルピット）のある形態となる。このような材料に常法により例えば３μｍ以下の厚さで下地層さらには光反射層をめっきで形成した場合、仮にそれらのいずれかもしくは両者が光沢めっきであっても、そのオイルピットの形状を反映した凹凸が形成される。その形成されたオイルピット様態の凹凸によって生じるアンカー効果によって、光半導体装置を形成する際の封止樹脂との密着性を向上させることができる。このオイルピット形成の程度は、例えば観察倍率５００倍でのＳＥＭ観察により、オイルピットの数を数えることによって評価することができる。前記密着性の向上の為には、幅５μｍ以上で深さ１０μｍ以下の大きさのオイルピットの数が、１００００μｍ２中に５０個以下であることが好ましく、この数が１５個以下であることがさらに好ましい。
　また、本発明の光半導体装置用リードフレーム用基体（１）の表面に、厚さが好ましくは３μｍ以下の銀又は銀合金の皮膜からなる反射層（２）を設けることにより、光半導体装置用リードフレームを得ることができる。図３は、その概略断面図の一例である。前記反射層の厚さは、さらに好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下である。通常、反射層の厚さが厚ければ厚い程、得られる光反射特性を優れたものとすることができる。この点、本発明においては、基体表面の状態として光沢度に着目し、圧延平行方向と圧延直角方向における光沢度を所定の関係に調整することによって、反射層の厚さを薄くしても、優れた光反射特性を達成することができるものである。優れた反射率を示す最小厚としては、通常０．１μｍ以上、好ましくは０．２μｍ以上である。
　なお、反射層の形成方法としては、めっき法、スパッタ法、蒸着法などが可能であるが、生産性を考慮してめっき法、特に湿式めっき法が好ましく、さらに電解めっき法がより好ましい。
　さらに、前記基体上に反射層が形成された本発明の光半導体装置用リードフレームにおいては、反射層の表面における原子間力顕微鏡による測定で、表面粗さＳａが３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。反射層の表面を原子間力顕微鏡により測定した前記表面粗さＳａをこの範囲内とすることによって、近紫外域から可視光域まで（波長３４０～８００ｎｍ）の光の反射率が極めて優れ、かつ封止樹脂やモールド樹脂との密着性も遜色なく確保できる光半導体装置用に適した反射層とすることができる。
　本発明における反射層を有する表面の表面粗さとは、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）の観察視野で得られる表面粗さをいう。この表面粗さは、めっき上がりのデンドライト状の析出の頻度などがこの数値として現れ、表面の数十ｎｍオーダーの凹凸が反射率を低減させる原因であることを本発明者らは見い出した。この表面粗さを測定するためには、ＡＦＭを用い、数μｍ～数十μｍ視野内にて測定することが適当であり、実験の結果から６．１６μｍ×６．１６μｍの視野における測定がこの表面粗さを最も良く表わし、反射率との相関があることが分かった。なお、リードフレームの大きな表面キズ、圧延筋の影響を小さくするため、リードフレームのオイルピットが形成されていない任意の５点において測定を行い、その平均値を表面粗さとした。
　この表面粗さを前記範囲内で極力小さく押さえることによって、波長３４０～４００ｎｍの近紫外域と４００ｎｍ付近～８００ｎｍ付近の可視光領域の両方の光に対して反射率に優れながら、高い封止樹脂密着性を有する半導体装置用リードフレームを得ることができる。
　反射層を有する表面の粗さＳａは、好ましくは５０ｎｍ以下で、より好ましくは３０ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下、最も好ましくは５ｎｍ以下とすることでＬＥＤ用部品材料の反射率が向上する。ここで、本発明における好ましい反射率は、例えば反射層が銀で形成されている場合は、可視光領域（例えば４００～８００ｎｍ）で全反射率が９０％以上、特に波長４５０ｎｍで９０％以上であり、波長６００ｎｍで９５％以上である。さらに好ましくは波長４５０ｎｍで９５％以上であり、この反射率であれば、青色発光の光半導体素子を搭載した光半導体装置用リードフレームとして、優れた輝度を出力する効果があり、物理上限値に限りなく近い反射率を達成することができる。また、近紫外光領域である波長３７５ｎｍで８０％以上であることを示す。
　また、表面粗さＳａが２ｎｍよりも小さくなると、封止樹脂やモールド樹脂との密着力が極端に低下するため、ミクロな表面粗さは３ｎｍ以上が好ましい。
　この反射層を有する光半導体装置用リードフレームを得るには、本発明によって提供される基体に、反射層として例えば電解法におけるめっき浴は、常法の純銀（Ａｇ）浴、銀－セレン（Ｓｅ）浴、銀－アンチモン（Ｓｂ）浴、銀－セレン－アンチモン浴、銀－インジウム（Ｉｎ）浴、銀－金（Ａｕ）浴、銀－白金（Ｐｔ）浴、銀－錫（Ｓｎ）浴等のめっき浴を使用し、その被覆厚を好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１.５μｍ以下で形成することで、反射率に優れた光半導体装置用リードフレームを得ることが出来る。従来の光沢めっき浴では、常法の基体を用いてめっきを施しても、平滑性を高めるためには５～１０μｍの被覆厚がないと、基体の凹凸を十分に平滑に出来ず、光沢度が高くならないために反射率が高められないという課題があった。このため、本発明の基体を用いることで、より薄い被覆厚でも十分に平滑性を上げることができ、その結果、被覆厚低減効果から生産性に優れ、コストダウンに貢献でき、省資源の観点からも環境にやさしく、さらに反射率に極めて優れた光半導体装置用リードフレームが提供できるものである。なお、被覆厚の下限値としては、特に制限は設けないが、基材からの拡散による反射率低下を抑制する観点から、０．１５μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上であることがさらに好ましい。
　また、本発明において、基体の製造工程は特に制限するものではなく、常法により得ることができるが、その工程の最後に圧延加工を施すことが好ましい。圧延加工により所望の厚さにして機械的強度と表面の光沢平滑性を付与する。そのために通常、１０％以上の総圧下率が加えられる。通常、平滑な圧延ロールを用い、低粘性の潤滑油を併用して能率的に加工される。必要に応じてより高度の光沢平滑性を必要とする場合には潤滑剤を使用しないで磨き圧延も行われる。なお、必要に応じて圧延途中又は圧延後に加熱処理が施されていても良い。
　なお、使用する金属基体成分としては特に制限はないが、銅もしくは銅基合金、又は鉄もしくは鉄基合金等が用いられる。例えば銅合金の一例として、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）掲載合金である「Ｃ１４４１０（Ｃｕ－０．１５Ｓｎ、古河電気工業（株）製、表品名：ＥＦＴＥＣ－３）」、「Ｃ１９４００（Ｃｕ－Ｆｅ系合金材料、Ｃｕ－２．３Ｆｅ－０．０３Ｐ－０．１５Ｚｎ）」、「Ｃ２６０００（黄銅、Ｃｕ－３０Ｚｎ）」、「Ｃ５２１００（リン青銅、Ｃｕ－８Ｓｎ－０．１５Ｐ）」、「Ｃ７７０００（洋白、Ｃｕ－１８Ｎｉ－２７Ｚｎ）」、および「Ｃ１８０４５（Ｃｕ－０．３Ｃｒ－０．２５Ｓｎ－０．５Ｚｎ、古河電気工業（株）製、表品名：ＥＦＴＥＣ－６４Ｔ）」等を用いることができる。なお、各元素の前の数字の単位は質量％である。これら基体はそれぞれ導電率や強度が異なるため、適宜要求特性により選定されて使用されるが、光半導体装置用リードフレームの放熱性を向上させるという観点からは、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の銅合金の条材とすることが好ましい。
　また、鉄もしくは鉄基合金としては、例えば、４２アロイ（Ｆｅ－４２ｍａｓｓ％Ｎｉ）などが用いられる。
　基体の厚さには特に制限はないが、通常、０．０５ｍｍ～１ｍｍであり、好ましくは、０．１ｍｍ～０．８ｍｍである。
　前記金属基体を製造する際の圧延加工工程において、最後に施される仕上圧延時のロール粗度等の圧延ロールの条件や圧延油の種類、また、圧延時の引張強さを変えることで、基体表面の粗さを調整することができる。例えば、最後に施される仕上圧延時のロールの表面粗度を算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下とすることが好ましい。また、圧延油の種類としては、例えば動粘度が７ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは５ｍｍ２／ｓ以下の圧延油を用いることが好ましい。さらに、圧延時の張力を２００～６００ＭＰａとすることが好ましい。
　また、本発明の光半導体装置用リードフレームには、基体と、銀又は銀合金からなる反射層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウムおよびロジウム合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる中間層を設けてもよい。中間層は、例えばめっきにより好適に形成される。図４に、中間層３が形成された概略断面図の一例を示す。
　例えば、鉄系の基体を用いた場合は材料の熱伝導度が比較的低いため、中間層として銅又は銅合金からなる中間層を設けることにより、反射率を損なうことなく放熱性を向上させることができる。さらに、前記の銅又は銅合金層である中間層は、その上の反射層とその下の基体との間のめっき密着性の向上にも寄与するため、発光素子が発光する際の発熱による密着性の劣化を防止できる。
　銅又は銅合金基体を用いた場合は、発光素子が発光する際の発熱による基体成分の反射層への拡散を抑制するために、中間層としてニッケル、ニッケル合金、コバルト、又はコバルト合金の中間層を設けることが好ましい。
　これらの中間層の厚さは、本発明においては特に限定されるものではないが、０．００１～０．５μｍの範囲が好ましい。中間層の厚さは、基体の光沢度改善の効果を減少させないために必要最小限であることが好ましいため、０．００５～０．１μｍの範囲が特に好ましい。
　さらに本発明における基体を、所望のリードフレーム形状に予めプレスやエッチングなど常法にて加工後、必要な箇所にのみ前記反射層や下地の中間層を形成すると、必要以上に被覆材料を使用せずに光半導体装置用リードフレームが形成でき、環境にやさしいリードフレームが提供できる。
　図５は、リードフレーム基体１に凹部４を張出し加工により形成したのち、反射層２を形成させた断面模式図の一例を示したものである。このように、高出力品においてはリードフレームに有椀加工を施して光半導体素子を凹部の底部に搭載して形成するものも存在するが、凹部の斜部において張出し加工によって割れが発生するケースが見られるが、本発明ではその割れ発生が抑制され、張出し加工性に優れた光半導体装置用リードフレームが提供できる。
　以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
　表１に示した厚さ０．５ｍｍ、幅２００ｍｍの銅合金条基体（組成：Ｃｕ－０．１５Ｓｎ、古河電気工業（株）製、表品名：ＥＦＴＥＣ－３）の焼鈍上がり品について、表面粗さＲａが０．０５μｍ又は０．０３５μｍに仕上げられた、直径８０ｍｍのワークロールを使用して、６段圧延機を用いて仕上圧延加工し、０．２５ｍｍ厚の銅合金条材を光半導体装置用リードフレームの基体として得た。その仕上圧延の際に、圧延油は動粘度４ｍｍ２／ｓのものを使用し、圧延時の張力を２００～６００ＭＰａとし、圧延回数および各圧延時における圧下率を適宜調整して、表１記載の光沢度およびオイルピット数を備えた基体を得た。
　実施例１～１２では、それぞれ中間の圧延加工率を５～４０％、圧延回数を２～３回で調整し、最終板厚０．２５ｍｍとし、仕上圧延におけるワークロールの表面粗さＲａを０．０５０μｍ、０．０３５μｍの二種を適宜選択した。これらのロール粗度の使い分けは、圧延筋直角方向における光沢度を５４０％以上にする際にＲａ＝０．０３５μｍのロールを使用した。この仕上圧延条件の詳細を表１に記す。
　従来例１では、前記圧下率を同様の５０％とし、最終の圧延におけるワークロールの表面粗さＲａを０．０６μｍとした。
　また、比較例１～２では、それぞれ前記圧下率を同様の５０％とし、最終の圧延におけるワークロールの表面粗さＲａを０．０３５μｍとした。なお、実施例と同じ圧延回数であるが、中間材の板厚を調整して光沢度の仕上がり調整を行った。
　以下に評価方法を述べる。
　前記各基体を幅５０ｍｍにスリットしたサンプルについて、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれについて光沢度を測定した。なお、光沢度は日本電色工業社製ＶＧ２０００（商品名）を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　８７４１（ＩＳＯ　２８１３）に準じて入射角受光角６０゜にて測定した。圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上の場合を「合格」とし、この値が少なくとも一方の方向で５００％未満の場合を「不合格」とした。
　また、前記圧延方向と平行方向の光沢度と圧延方向と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２である場合を「合格」とし、この比が０．８未満もしくは１．２を超える場合を「不合格」とした。
　また、作成した各板状の基体の表面性状のＳＥＭ写真を５００倍の倍率で撮影し、写真上でオイルピットの数を計測した。計測したオイルピットの数が、１００μｍ×１００μｍの面積において平均で５０個以内であれば「合格」とし、この数が５０個を超えた場合を「不合格」とした。
　さらに、得られた基体を用いて、電解脱脂－酸洗－銀ストライクめっきの前処理工程を経た後、表１に記載の各種厚さで表に記載の各めっき浴により反射層を形成した。
　次に、反射層を形成したリードフレームについて、初期の全反射率を測定・評価した。分光光度計（Ｕ－４１００（商品名、（株）日立ハイテクノロジーズ製））において、基準物質を硫酸バリウム試験片とした時の全反射率を３００ｎｍ～８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、紫外域～近紫外域である３７５ｎｍ、さらには可視光域である４５０ｎｍおよび６００ｎｍにおける全反射率（％）を表１に示す。それぞれ波長３７５ｎｍでの反射率を８０％以上、波長４５０ｎｍでの反射率を９０％以上、および波長６００ｎｍでの反射率を９５％以上であることが要求特性とした。
　なお、連続測定の結果から、各波長間で全反射率が急落することはないことを確認している。
　さらに、各反射層形成後の表面粗さＳａについて、ＡＦＭ（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓ：製品名、Ｎａｎｏｓｕｒｆ社製、触針：ＣＯＮＴＲ－１０＃）で測定した。視野角は６．１６μｍ×６．１６μｍとし、オイルピットが形成されていない任意の箇所５点の平均値を採用し、その測定結果を表１に示した。
　また、得られた基体を用いて凹部を形成し、その亀裂の有無を確認した。凹部の形状は、深さ０．２５ｍｍ、上面から見た形状は、底部の長さと幅ともに４ｍｍの正方形とし、張出し部曲げ半径は０．３ｍｍ、凹部の底部の垂線と斜部とでなす角度は３０度としてプレス機にて形成した。そして、亀裂が存在していないもしくは僅かなシワが形成されている程度であるものを「なし」として合格、亀裂や大きなシワが存在したものを「あり」と記して不合格と判定し、表１に併記した。
　前処理および反射層形成条件は、以下のように施した。
（前処理条件）
［電解脱脂］
　脱脂液：ＮａＯＨ　６０ｇ／リットル
　脱脂条件：２．５Ａ／ｄｍ２、温度６０℃、脱脂時間６０秒
［酸洗］
　酸洗液：１０％硫酸
　酸洗条件：３０秒　浸漬、室温
［銀ストライクめっき］
　めっき液：ＫＡｇ（ＣＮ）２　４．４５ｇ／リットル、ＫＣＮ　６０ｇ／リットル
　めっき条件：電流密度　５Ａ／ｄｍ２、温度　２５℃
（反射層形成条件）
［銀めっき浴］
　めっき液：ＡｇＣＮ　５０ｇ／リットル、ＫＣＮ　１００ｇ／リットル、Ｋ２ＣＯ３　３０ｇ／リットル
　めっき条件：電流密度　１Ａ／ｄｍ２、温度　３０℃
［銀－セレンめっき浴］
　めっき液：ＫＣＮ　１５０ｇ／リットル、Ｋ２ＣＯ３　１５ｇ／リットル、ＫＡｇ（ＣＮ）２　７５ｇ／リットル、Ｎａ２Ｏ３Ｓｅ・５Ｈ２Ｏ　５ｇ／リットル
　めっき条件：電流密度　２Ａ／ｄｍ２、温度　５０℃
［銀－アンチモンめっき浴］
　めっき液：ＫＣＮ　１５０ｇ／リットル、Ｋ２ＣＯ３　１５ｇ／リットル、ＫＡｇ（ＣＮ）２　７５ｇ／リットル、Ｃ４Ｈ４ＫＯＳｂ　１０ｇ／リットル
　めっき条件：電流密度　１Ａ／ｄｍ２、温度　５０℃
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果から、次のことがわかる。
　本発明に従った実施例１～１２においては、いずれも、入射角６０°で測定した該基体の表面における光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比（平行方向光沢度を直角方向光沢度で除した数）が０．８～１．２の範囲内であった。このため、各実施例では、得られた基体を用いた光半導体装置用リードフレームにおいて、被覆厚が薄くても近紫外域から可視光域まで（波長３４０～８００ｎｍ）における反射率が著しく高い光反射特性を有し、光半導体装置用リードフレーム用の基体として好適であることが分かる。
　これに対して、従来例１は、汎用的なリードフレーム基体であるが、光沢度が特に直角方向測定値で５００％を下回っており、同じ被覆厚で同じめっき液組成の皮膜を形成しても、反射率が本発明例の高いレベルには達していないことが分かる。
　一方、比較例１および２のように、光沢度は５００％を上回っているにもかかわらず、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が所定の０．８～１．２の範囲外であるケースにおいても、同様に同じめっき液および同じ被覆厚であっても本発明例の高いレベルの反射率が得られていないことが分かる。さらに、張出し加工による亀裂が発生しており、加工性の面から本発明例の方が優れた特性を示すことが分かる。
　この結果、前記光沢度の条件、すなわち、基体の表面における光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であることと、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が所定の範囲内にあることを少なくとも１つ満たさないことによって、近紫外域から可視光域まで（波長３４０～８００ｎｍ）における反射率が低く、光半導体装置用リードフレーム用の基体として不適当なものであった。
　本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
１　基体
２　反射層
３　中間層
４　凹部

Claims (11)

  1. 　圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレームの基体であって、
    　入射角６０°で測定した該基体の表面における光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、
    　かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８～１．２であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム用基体。
  2. 　前記基体において、表面に形成されたオイルピットの個数が１００μｍ×１００μｍの面積において５０個以内であることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体。
  3. 　前記基体において、リードフレームに光半導体素子を搭載するための凹部を形成して、有椀形状を持つことを特徴とする、請求項１または２記載の光半導体装置用リードフレーム用基体。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体上の最表面に、銀、銀－セレン合金、銀－アンチモン合金、銀－錫合金、銀－インジウム合金、銀－金合金、銀－白金合金のうちいずれかからなる反射層を有することを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
  5. 　前記反射層の厚さが３μｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  6. 　前記反射層を有する表面における原子間力顕微鏡による測定での表面粗さＳａが、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  7. 　前記反射層を有する光半導体装置用リードフレームにおいて、波長４５０ｎｍにおける全反射率が、９５％以上であることを特徴とする、請求項４～６のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  8. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレーム用基体を製造する方法であって、
    　圧延ロールの表面粗度を算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下とし、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以下の圧延油を用い、圧延時の張力を２００～６００ＭＰａとして仕上圧延することを特徴とする、半導体装置用リードフレーム用基体の製造方法。
  9. 　請求項４～７のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、少なくとも前記反射層を電気めっき法で形成することを特徴とする、光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  10. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレーム用基体を使用して光半導体素子搭載部に光の反射層を形成後、光半導体素子が搭載されてなることを特徴とする、光半導体装置。
  11. 　請求項４～７のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームに光半導体素子が搭載されてなることを特徴とする、光半導体装置。
PCT/JP2013/073298 2013-08-30 2013-08-30 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置 Ceased WO2015029211A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020167002836A KR101894160B1 (ko) 2013-08-30 2013-08-30 광반도체장치용 리드 프레임용 기체와 그 제조방법, 이것을 이용한 광반도체장치용 리드 프레임과 그 제조방법, 및 광반도체장치
CN201380078695.9A CN105453283A (zh) 2013-08-30 2013-08-30 用于光半导体装置用引线框的基体及其制造方法、使用该基体的光半导体装置用引线框及其制造方法、以及光半导体装置
PCT/JP2013/073298 WO2015029211A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/073298 WO2015029211A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015029211A1 true WO2015029211A1 (ja) 2015-03-05

Family

ID=52585827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/073298 Ceased WO2015029211A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101894160B1 (ja)
CN (1) CN105453283A (ja)
WO (1) WO2015029211A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018172717A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 Ｊｘ金属株式会社 銅又は銅合金の板条並びにトラバースコイル及びその製造方法
JP2019123942A (ja) * 2019-02-06 2019-07-25 Ｊｘ金属株式会社 銅又は銅合金の板条並びにトラバースコイル及びその製造方法
WO2023195267A1 (ja) * 2022-04-04 2023-10-12 古河電気工業株式会社 リードフレーム材およびその製造方法、ならびにリードフレーム材を用いた半導体パッケージ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10429174B2 (en) * 2017-12-20 2019-10-01 Texas Instruments Incorporated Single wavelength reflection for leadframe brightness measurement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011158811A1 (ja) * 2010-06-15 2011-12-22 古河電気工業株式会社 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2012028757A (ja) * 2010-06-23 2012-02-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2013125859A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61148883A (ja) 1984-12-22 1986-07-07 Toshiba Corp 光半導体装置用リ−ドフレ−ム
JPH0987899A (ja) 1995-09-21 1997-03-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金材料の製造方法
JP2005029849A (ja) 2003-07-07 2005-02-03 Kobe Steel Ltd リフレクター用Ａｇ合金反射膜、及び、このＡｇ合金反射膜を用いたリフレクター、並びに、このＡｇ合金反射膜の形成用のＡｇ合金スパッタリングターゲット
JP4367457B2 (ja) 2006-07-06 2009-11-18 パナソニック電工株式会社 銀膜、銀膜の製造方法、ｌｅｄ実装用基板、及びｌｅｄ実装用基板の製造方法
JP5411357B2 (ja) * 2010-09-28 2014-02-12 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 圧延銅箔

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011158811A1 (ja) * 2010-06-15 2011-12-22 古河電気工業株式会社 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2012028757A (ja) * 2010-06-23 2012-02-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2013125859A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018172717A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 Ｊｘ金属株式会社 銅又は銅合金の板条並びにトラバースコイル及びその製造方法
JP2019123942A (ja) * 2019-02-06 2019-07-25 Ｊｘ金属株式会社 銅又は銅合金の板条並びにトラバースコイル及びその製造方法
JP7093317B2 (ja) 2019-02-06 2022-06-29 Ｊｘ金属株式会社 トラバースコイル及びその製造方法
WO2023195267A1 (ja) * 2022-04-04 2023-10-12 古河電気工業株式会社 リードフレーム材およびその製造方法、ならびにリードフレーム材を用いた半導体パッケージ
JP7366480B1 (ja) * 2022-04-04 2023-10-23 古河電気工業株式会社 リードフレーム材およびその製造方法、ならびにリードフレーム材を用いた半導体パッケージ

Also Published As

Publication number Publication date
KR101894160B1 (ko) 2018-08-31
CN105453283A (zh) 2016-03-30
KR20160051729A (ko) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101718575B1 (ko) 광반도체 장치용 리드 프레임, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법, 및 광반도체 장치
TWI564406B (zh) LED lead wire with copper alloy lath
JP5901382B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム用の基体、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置
JP5089795B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
EP2448027A1 (en) Lead frame for optical semiconductor device, process for manufacturing lead frame for optical semiconductor device, and optical semiconductor device
JP4897981B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム、その製造方法および光半導体装置
WO2015029211A1 (ja) 光半導体装置用リードフレーム用の基体とその製造方法、これを用いた光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置
JP2016156056A (ja) Ｌｅｄのリードフレーム用銅合金板条
JP5950563B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP4981979B2 (ja) 高反射率化させためっき皮膜を有するｌｅｄ用部品材料およびｌｅｄ用部品
TWI605274B (zh) Silver reflective film, light reflective member, and method of manufacturing light reflective member
JP6034233B2 (ja) 光半導体装置用リードフレームとその製造方法、および光半導体装置
JP5995641B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2015079841A (ja) 光半導体装置用リードフレーム基体、光半導体装置用リードフレーム、および光半導体装置用リードフレームの製造方法
TWI612691B (zh) 用於光半導體裝置之引線框架用之基體及其製造方法、用有此之用於光半導體裝置之引線框架及其製造方法、及光半導體裝置
JP2012151289A (ja) 光半導体実装用基板、その製造方法、及び光半導体装置
JP5839861B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2011025284A (ja) 銅または銅合金材およびその製造方法、並びに半導体パッケージ
TW201903216A (zh) 鋁積層體及其製造方法
CN111406128B (zh) 铝层叠体及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201380078695.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13892667

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167002836

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13892667

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP