JP4763094B2 - 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法に関する。

光半導体装置用リードフレームは、従来よりＬＥＤ素子等を光源に利用した各種表示用・照明用光源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マウントした後、熱、湿気、酸化などによる光源の劣化やその周辺部位の劣化を防止するため、前記光源とその周囲を封止樹脂で封止してなる。

また、その光源直下には、光の反射特性の優れた銀または銀合金の層が形成されているものが多く、例えば特許文献１などには、銀めっき層を反射板付近に形成することが記載されており、特許文献２などにおいては、銀または銀合金皮膜の結晶粒径を０．５μｍ〜３０μｍにすることで、反射特性が向上することなどが提示されている。さらに、特許文献２では、銀膜形成後に熱処理を２００度以上で３０秒以上処理することで、前記結晶粒径の銀膜を製造する方法などが提示されている。

一方、耐食性を向上させる方法として、例えば特許文献３のようにニッケル下地層上にパラジウムを０．００５〜０．１５μｍ、最表層にロジウムを０．００３〜０．０５μｍ形成するという方法が開示されている。

しかし、特許文献１に記載の技術のように、銀またはその合金皮膜を単純に形成しただけの場合、特に紫外域の波長の低下が大きく、可視光域の約４００ｎｍ付近から３００ｎｍ付近の反射率低下が避けられない。
また、特許文献２に記載の技術のように結晶粒径を０．５μｍ以上に形成すると、確かに可視光域での反射率には若干の改善が見られたが、４００ｎｍ以下の波長に対しては特許文献１に記載の技術と同じ現象が見られ、紫外域における反射率の低下は避けられなかった。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ことが推測される。
さらに、特許文献２には、表層銀膜の下地材料の表面粗さについて最大高さＲｙを０．５μｍ以上としたものが記載されているが、光の反射現象を構成するのは下地部分の粗度ではなく、最表層近傍の粗度が影響を与える。このため、基体や下地めっきの上に反射層を構成するめっきや蒸着などで銀膜が形成されるので、下地の粗さを規定しても意味をなさない可能性がある。また、Ｒｙでは粗さの最大値と最小値の差を意味し、表面のある特定の箇所のみの凹凸、例えば線状に形成された傷などの微小部の数値を意味してしまう可能が高く、反射に依存する全体的な範囲の粗度を示すものではないことから、反射層の特性を示すパラメータとして適していない場合がある。

さらに、これらの文献に記載の技術に基づき作製したリードフレームをＬＥＤに用いて使用したところ、経時的に輝度の低下が見られた。調査の結果、封止された樹脂に微量ながら硫黄成分が含有されており、これがリードフレーム表面の銀を硫化したことにより、銀が黒色に変色して輝度を低下させていたことが分かった。また、純銀にはマイグレーションが発生しやすい。
また、特許文献３に記載のリードフレームでは、光半導体装置に重要な反射特性を、特に重要な可視光域を含む、例えば波長４００〜８００ｎｍの反射率をロジウムでは銀よりも２０％以上低下させてしまうため、単純にロジウムを薄く被覆しただけでは青色系や白色系の光半導体装置には反射率の要求特性を満たせていなかった。

特開昭６１−１４８８８３号公報 特開２００８−０１６６７４号公報 特開２００５−１２９９７０号公報

本発明は、光の波長が紫外域の３００ｎｍから近赤外域の８００ｎｍにおける反射特性の良好なリードフレームであって、さらには放熱性、耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）、反射率の長期安定性に優れたリードフレームおよびその製造方法を提供することである。

上記問題に鑑み誠意検討を進めた結果、０．２μｍ以下の厚さの金属層であれば、紫外域から近赤外域までの波長範囲の光の反射率が多かれ少なかれ下層の金属の影響を受けることがわかった。また、耐食性をより向上させるには、反射層を形成する純銀層の表面における算術平均高さＲａが０．００１〜０．２μｍの範囲で制御すると、前記耐食性皮膜が純銀層を露出させることなく形成することができることがわかった。これらの結果、基体上に純銀からなる純銀層が形成された光半導体装置用リードフレームであって、該純銀層の算術平均高さＲａが０．００１〜０．２μｍであって、かつその表面に、０．００１〜０．２μｍの耐食性に優れた金属層を設けることで、純銀層の高い反射率特性の効果を保持しつつ、かつ硫化腐食に対する耐食性に優れることによる反射率の長期安定性に優れた光半導体用リードフレームを提供できるという知見を得た。

すなわち、本発明は、
（１）基体上に純銀からなる純銀層が形成された光半導体装置用リードフレームであって、
該純銀層の算術平均高さＲａが０．００１〜０．２μｍであり、かつその表面に、硫化腐食に対する耐食性に優れた金属材料からなる平均膜厚０．００１μｍ以上０．２μｍ以下であり前記光半導体チップが直接搭載される皮膜が形成されており、
前記皮膜を形成する金属材料が、金、金合金、銀合金、白金、白金合金、ロジウム、ロジウム合金、インジウム、およびインジウム合金からなる群から選ばれた金属または合金であり、
ＪＩＳ Ｈ ８５０２に規定する硫化水素ガス濃度３ｐｐｍ、２４時間後のレイティングナンバーが９以上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、
（２）前記基体は、銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることを特徴とする（１）項記載の光半導体装置用リードフレーム、
（３）前記基体および前記純銀層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、およびまたは銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなる中間層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする（１）または（２）項記載の光半導体装置用リードフレーム、
（４）前記純銀層の厚さが０．２〜５．０μｍであることを特徴とする（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、
（５）前記皮膜を形成する金属材料が、銀−銅合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、および銀−金合金、からなる群から選ばれた銀合金であることを特徴とする（１）〜（４）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、
（６）（１）〜（５）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の製造方法であって、前記純銀層および前記皮膜が電気めっき法により形成され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、および、
（７）（３）〜（５）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の製造方法であって、前記純銀層、前記中間層および前記皮膜が電気めっき法により形成され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
を提供するものである。

本発明の光半導体装置用リードフレームは、純銀層が形成された光半導体用リードフレームにおいて、該純銀層の表面における算術平均高さＲａが０．００１〜０．２μｍの範囲であって、かつその表層に、耐食性に優れた金属層を０．００１μｍ以上０．２μｍ以下の厚さ（平均膜厚）で形成することで、銀の優れた反射特性を生かしつつ耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）も向上でき、マイグレーションの防止もできる。さらには、銀では４００ｎｍ以下の紫外域での反射率低下が回避できないため、特に３００ｎｍの紫外域の反射率が数％程度であったものが、銀以外の金属またはその合金で薄く覆うことによって反射率が数十％レベルにまで向上でき、紫外から近赤外域までをカバーする幅広く反射特性の良好な光半導体装置のリードフレームとして利用できるものである。
また、本発明の製造方法は、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として好適な、光の波長が紫外域の３００ｎｍから近赤外域の８００ｎｍにおける反射特性の良好で、さらには放熱性、耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）、反射率の長期安定性に優れたリードフレームを製造することができる。

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の一実施態様の概略断面図である。 図２は、基体の上層に純銀層２が形成され、その上層に最表層となる皮膜３が形成されている部分の模式的な拡大断面図である。 図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの別の実施態様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のさらに別の実施態様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のさらに別の実施態様の概略断面図である。 図６は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図である。 図７は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図である。 図８は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図である。

図１は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの一実施態様の概略断面図である。ただし、図１では、リードフレームに光半導体チップ４が搭載されている状態で示されている（以下の図３〜８でも同様）。
図１に示すように、本実施態様のリードフレームは、基体１上に純銀からなる純銀層２が形成され、その純銀層２の表層に、耐食性に優れた金属材料からなる皮膜３が形成されている。本発明において、純銀層２の算術平均高さＲａは０．００１〜０．２μｍで形成されており、皮膜３の厚さは０．００１μｍ以上０．２μｍ以下である。本発明のリードフレームは、可視光域の反射特性に優れ、かつ耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）および耐マイグレーション性に優れた光半導体装置用リードフレームとなる。

基体１は、例えば、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金などを用いることができ、好ましくは銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金からなる群から選ばれた金属または合金である。
基体１を銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金とすることで、皮膜を形成するのが容易であり、コストダウンにも寄与できるリードフレームが提供できる。また、これらリードフレームは導電率が良好であることと関連した特性である熱伝達率が良いことから放熱特性に優れており、発光体が発光する際に発生する熱エネルギーを、リードフレームを介してスムーズに外部に放出することができ、発光素子の長寿命化及び長期にわたる反射特性の安定化が見込まれる。
また、本発明において「反射特性が良好」とは反射率が波長３００〜４００ｎｍにおいて３０％以上、かつ波長４００〜８００ｎｍにおいて７０％以上を示すことを意味する。

純銀層２の厚さは、好ましくは０．２〜５．０μｍ、さらに好ましくは０．５〜４．０μｍ、より好ましくは１.０〜３．０μｍである。純銀層の厚さが薄すぎると反射率に寄与する厚さが十分ではない場合があり、一方厚すぎても効果が飽和しているため、コスト高になる。純銀層２の被覆厚を上記範囲内とすることで、必要以上の貴金属を使用することなく安価に製造できる。純銀層を形成する銀の濃度（純度）は９５質量％以上が好ましく、９８質量％以上がさらに好ましい。

図２は、基体１の上層に純銀層２が形成され、その上層に最表層となる皮膜３が形成されている部分の模式的な拡大断面図である。図示されるように、純銀層２の表面は凹凸形状を有しており、表面の粗さを示す指数である算術平均高さＲａが好ましくは０．００１〜０．２μｍ、さらに好ましくは、０．０１〜０．１５μｍ、より好ましくは０．０５〜０．１５μｍである。なお、前記算術平均高さＲａは日本工業規格（ＪＩＳ）の表面粗さ−定義及び表示（Ｂ０６０１−２００１）に従って測定した値である。

純銀層２の算術平均高さＲａを上記範囲内とすることで、最表層に形成される耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）に優れた金属材料からなる皮膜３が緻密に形成できる。このため、皮膜３を形成された際に発生しやすいピンホールや非被覆部が形成されるのを防ぐ効果があるので、種々の要因による耐食性に優れた皮膜が形成される。また、Ｒａが大きすぎる場合は、表層の凹凸によりその後のチップ搭載工程やボンディング工程に不具合が生じやすくなり、また最表層となる皮膜３によって純銀層２の表層を安定してかつ均一に覆うことができず、純銀層２の露出部分を形成してしまう可能性が高くなる。その結果、光半導体用リードフレームとして使用している最中に、純銀層２が主に硫黄成分によって硫化変色し、反射率が低下してしまう。これを改善するためには、耐食性を付与するために最表層厚がより厚く必要となるためコスト高になり好ましくない。
なお、Ｒａの制御方法としては、純銀めっき液への添加剤やめっき時の電流密度により適宜調整可能である。

上記のように純銀層２の硫化による変色（腐食）を防止できる金属材料からなる皮膜３を基体１上の最表層に形成することで、純銀層２の銀の長期信頼性を確保する。また、皮膜３の厚さ（平均膜厚：皮膜の任意の１０点で測定した厚さの算術平均値）は、０．００１μｍ以上０．２μｍ以下とする。最表層の厚みが薄すぎると十分な耐食性効果が得られず、逆に厚すぎると、光が反射に寄与する銀の反射率を生かせなくなってしまうため、反射率が全体域にわたって急激に低下してしまう。実質的に反射率が低下し始めるのは、算術平均高さの影響も考慮すると、皮膜３の平均膜厚が０．１μｍ程度より厚い場合であるが、０．２μｍまでの厚さであれば下層（純銀層２）の銀の反射率が十分活かせる厚さであり、０．２μｍを超えて被覆されると、急激に反射率が低下する臨界点のような挙動を示す。このため、本発明においては、０．００１〜０．２μｍの被覆厚で緻密に均一に被覆することがより重要となる。皮膜３の厚さは、純銀層２による反射率を高い状態に保つため０．００５〜０．１μｍが好ましく、０．００５〜０．０５μｍがさらに好ましい。

最表層となる耐食性に優れた金属材料からなる皮膜は、好ましくは硫黄や炭素、酸素等と反応しにくく、変色が発生しにくいような耐食性を有する金属材料からなる層で、金属材料としては、例えば、金、金合金、銀合金、白金、白金合金、錫、錫合金、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、ルテニウム、ルテニウム合金、ロジウム、ロジウム合金、イリジウム、イリジウム合金、インジウムおよびインジウム合金からなる群から選ばれた金属材料が挙げられ、金、金合金、銀合金、白金、白金合金、ロジウム、ロジウム合金、インジウム、およびインジウム合金からなる群から選ばれた金属または合金がさらに好適に用いられる。

また、最表層となる皮膜３を形成する耐食性に優れた金属材料が銀合金である場合、その銀合金としては銀−錫合金、銀−銅合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、銀−ルテニウム合金、銀−金合金、銀−パラジウム合金、銀−ニッケル合金などが好ましく、さらに銀−銅合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、および銀−金合金からなる群から選ばれた銀合金であることが特に好ましい。
銀の反射率をより有効に活用できるのは銀合金であり、比較的に安価に製造できる。特に上記合金が形成するのに比較的容易であり、防錆処理効果が高く反射特性も良好である。

最表層となる皮膜３は上記範囲内の厚さ（平均膜厚）であれば、層数に規定はない。例えばＡｕ層を０．００５μｍ、その上層にＰｔ層を０．００５μｍというのも可能である。しかしながら、生産性やコストなどを考えると、２層以内であるのが好ましい。

本発明のリードフレームは、光半導体チップ４を搭載し、適宜、外部から光半導体４に対して電力供給されるように外部配線を接続し、光半導体チップ４とその周囲を樹脂でモールドされ光半導体装置を形成する。
皮膜３の形成箇所は、光半導体チップ４が搭載される箇所に少なくとも形成されている必要がある。言い換えると、光半導体チップ４が搭載される場所以外には皮膜３が形成されている必要はない。これは、光半導体チップ４の搭載部にのみ皮膜３を形成することで、反射板として作用する純銀層２の変色が防止できれば反射特性に大きく影響を与えないものであるためであり、例えば樹脂をモールドする箇所は最表層が純銀層３であっても良い。このため、形成される皮膜３は部分的に形成されていてもよく、例えばストライプめっきやスポットめっきなどの部分めっきで形成しても良い。部分的に形成されるリードフレームを製造することは、不要となる部分の金属使用量を削減できるので、環境に易しく省コストな光半導体用リードフレームが提供できる。
また、半導体チップ４としては、ＬＥＤ素子等などの任意の光半導体を用いることができる。

図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの別の実施態様の概略断面図であり、図１に示す態様のリードフレームに対し、基体１および純銀層２との間に、中間層５が形成されている。なお、図中、特に言及しない符号については、図１における符号と同じ意味を表す（以下の図においても同様。）。
中間層５は、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることが好ましい。
純銀層２と基体１との間にニッケルまたはニッケル合金、コバルトまたはコバルト合金、銅または銅合金からなる中間層５を設けることで、発光素子の発熱によって基体の拡散による反射特性の劣化を防ぎ、反射特性が長期にわたってより信頼性の高いものとなる。

中間層５の厚については、特に限定されるものではないが、プレス性、コスト、生産性、耐熱性を考慮すると、好ましくは０．２〜２μｍ、さらに好ましくは０．５〜１μｍが適当である。層数も特に規定はないが、通常は生産性も考えて１層となる。

図４は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図であり、光半導体チップ４が搭載される部分にのみ耐食性に優れた金属材料からなる皮膜３が形成されてなる様子を示している。

図５は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図であり、光半導体チップ４が搭載される部分にのみ耐食性に優れた金属材料からなる皮膜３が形成されており、さらに中間層５が形成されている。

図６は、図３に示す態様と同様の光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、リードフレーム両面に光半導体チップ４を搭載している。この態様のように、片面だけでなく両面を使用して光半導体装置を構成することも可能である。

図７は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのさらに別の実施態様の概略断面図であり、基体１に凹部を設けてその凹部内側に光半導体チップ４を搭載するものである。この形状のように、本発明の光半導体装置用リードフレームは、凹部を設けて集光性を向上させたようなリードフレーム形状にももちろん適応できる。

図８は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの断面図例であり、基体１に凹部を設けてその凹部内側に光半導体を搭載するものであり、なおかつその凹部にのみ最表層３が形成されている。このように、光半導体の発する光の反射に寄与する部分にのみ最表層を施すことで、反射部のみの耐食性を向上させることにも適宜利用できる。

光半導体装置用リードフレームの製造には任意の方法を用いることができるが、純銀層２、耐食性に優れた金属材料からなる皮膜３、中間層５は電気めっき法により形成することが好ましい。電気めっき法は、クラッド法やスパッタ法に比べ、厚さを容易に調整できる、また、コストも低くなる。

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。「下地層」は上記「中間層」と同義である。

実施例１
厚さ０．３ｍｍ、幅５０ｍｍの表１に示す基体に下記前処理を行った後、下記電気めっき処理により、表１に示す構成の本発明例１〜３９、従来例１および比較例１、２のリードフレームを得た。
各リードフレームの層構成は、本発明例１〜６では基体、純銀層、最表層皮膜の順に形成されたものであり、従来例１は基体、下地層、純銀層の順に形成されたものであり、本発明例７〜３９、および比較例１、２では基体、下地層、純銀層、最表層皮膜の順に形成されたものである。また、純銀層は下記Ａｇめっき条件によりすべての例において厚さ１μｍで形成されたものであり、最表層皮膜形成前に表面粗度を接触式表面粗さ計（サーフコーダ ＳＥ−３０Ｈ（商品名）：（株）小坂研究所製）で測定したところ、算術平均高さＲａ＝０．１２μｍであった。

また、基体に用いられた材料のうち、「Ｃ１１０００」、「Ｃ２６８００」、「Ｃ５２１００」、「Ｃ７７０００」、および「Ｃ１９４００」は銅または銅合金基体を表し、Ｃの後の数値はＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格による種類を示す。また、「ＥＦＴＥＣ−３」は古河電気工業（株）製の銅合金で、ＣＤＡ規格では「Ｃ１４４１０」で示される銅合金である。
また、「Ａ１１００」、「Ａ２０１４」、「Ａ３００３」、および「Ａ５０５２」はアルミニウムまたはアルミニウム合金基体を表し、Ａの後の数値はＪＩＳによる種類を示す。
また、「ＳＵＳ３０４」、および「４２アロイ」は鉄合金基体を表し、「ＳＵＳ３０４」はＪＩＳ規定の当該種のステンレス鋼、「４２アロイ」は４２％Ｎｉ含有鉄合金を表す。

前処理としては、基体のうち、銅基体、銅合金基体、および鉄合金基体については、下記電解脱脂、次いで下記酸洗を行った。また、アルミニウム基体およびアルミニウム合金基体については、下記電解脱脂、次いで下記酸洗、次いで下記亜鉛置換を行った。なお、純銀めっき層を形成する前に銀ストライクめっきを厚さ０．０１μｍで施した。

前処理条件を下記に示す。
（前処理条件）
［電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ ６０ｇ／リットル
脱脂条件：２．５ Ａ／ｄｍ^２、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
［亜鉛置換］基体がアルミニウムの時に使用
亜鉛置換液：ＮａＯＨ ５００ｇ／リットル、ＺｎＯ １００ｇ／リットル、酒石酸（Ｃ_４Ｈ_６Ｏ_６） １０ｇ／リットル、ＦｅＣｌ_２ ２ｇ／リットル
処理条件：３０秒 浸漬、室温
［Ａｇストライクめっき］被覆厚０．０１μｍ
めっき液：ＫＡｇ（ＣＮ）_２ ５ｇ／リットル、ＫＣＮ ６０ｇ／リットル、
めっき条件：電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２、めっき時間 ４秒、温度 ２５℃

使用した各めっきのめっき液組成およびめっき条件は下記に示す。
［Ａｇめっき］被覆厚１．０μｍ
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ １００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃、処理時間 ９６秒
［Ｎｉめっき］
めっき液：Ｎｉ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ ５００ｇ／リットル、ＮｉＣｌ_２ ３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃
［Ｃｏめっき］
めっき液：Ｃｏ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ ５００ｇ／リットル、ＣｏＣｌ_２ ３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃
［Ｃｕめっき］
めっき液：ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ２５０ｇ／リットル、Ｈ_２ＳＯ_４ ５０ｇ／リットル、ＮａＣｌ ０．１ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ６Ａ／ｄｍ^２、温度 ４０℃

［Ｉｎめっき］
めっき液：ＩｎＣｌ_３ ４５ ｇ／リットル、ＫＣＮ １５０ｇ／リットル、ＫＯＨ ３５ｇ／リットル、デキストリン ３５ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２、温度 ２０℃
［Ａｕめっき］
めっき液：ＫＡｕ（ＣＮ）_２ １４．６ｇ／リットル、Ｃ_６Ｈ_８Ｏ_７ １５０ｇ／リットル、Ｋ_２Ｃ_６Ｈ_４Ｏ_７ １８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ４０℃
［Ａｕ−Ｃｏめっき］Ａｕ−０．３％Ｃｏ
めっき液：ＫＡｕ（ＣＮ）_２ １４．６ｇ／リットル、Ｃ_６Ｈ_８Ｏ_７ １５０ｇ／リットル、Ｋ_２Ｃ_６Ｈ_４Ｏ_７ １８０ｇ／リットル、ＥＤＴＡ−Ｃｏ（II） ３ｇ／リットル、ピペラジン ２ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ４０℃
［Ａｇ−Ｃｕ合金めっき］Ａｇ−２０％Ｃｕ
めっき液：ＡｇＣＮ ２．５ｇ／リットル、ＣｕＣＮ ７０ｇ／リットル、ＫＣＮ ６０ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ２０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ０．５Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃
［Ａｇ−Ｉｎ合金めっき］Ａｇ−１０％Ｉｎ
めっき液：ＫＣＮ １００ｇ／リットル、ＮａＯＨ ５０ｇ／リットル、ＡｇＣＮ １０ｇ／リットル、ＩｎＣｌ_３ ２０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃

［Ｐｔめっき］
めっき液：Ｐｔ（ＮＯ_２）_２（ＮＨ_３）_２ １０ｇ／リットル、ＮａＮＯ_２ １０ｇ／リットル、ＮＨ_４ＮＯ_３ １００ｇ／リットル、ＮＨ_３ ５０ミリリットル／リットル
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ^２、温度 ９０℃
［Ｒｈめっき］
めっき液：ＲＨＯＤＥＸ（商品名、日本エレクトロプレイティングエンジニヤース（株）製）
めっき条件：１．３Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃
［Ｓｎめっき］
めっき液：ＳｎＳＯ_４ ８０ｇ／リットル、Ｈ_２ＳＯ_４ ８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［Ｎｉ−Ｐ合金めっき］Ｎｉ−３％Ｐ
めっき液：ＮｉＳＯ_４ ２０ｇ／リットル、ＮａＨ_２ＰＯ_２ ２５ｇ／リットル、Ｃ_３Ｈ_６Ｏ_３ ２５ｇ／リットル、Ｃ_３Ｈ_６Ｏ_２ ３ｇ／リットル
めっき条件：無電解めっき、温度 ９０℃

［Ｐｄめっき］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ_３）_２Ｃｌ_２ ４５ｇ／リットル、ＮＨ_４ＯＨ ９０ミリリットル／リットル、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４ ５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［Ｐｄ−Ｎｉ合金めっき］Ｐｄ−２０％Ｎｉ
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ_３）_２Ｃｌ_２ ４０ｇ／リットル、ＮｉＳＯ_４ ４５ｇ／リットル、ＮＨ_４ＯＨ ９０ミリリットル／リットル、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４ ５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［Ａｇ−Ｐｄ合金めっき］Ａｇ−１０％Ｐｄ
めっき液：ＫＡｇ［ＣＮ］_２ ２０ｇ／リットル、ＰｄＣｌ_２ ２５ｇ／リットル、Ｋ_４Ｏ_７Ｐ_２ ６０ｇ／リットル、ＫＳＣＮ １５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ０．５Ａ／ｄｍ^２、温度 ４０℃
［Ｒｕめっき］
めっき液：ＲｕＮＯＣｌ_３・５Ｈ_２Ｏ １０ｇ／リットル、ＮＨ_２ＳＯ_３Ｈ １５ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ^２、温度 ５０℃

得られた、本発明例、比較例、および従来例のリードフレームについて、下記試験および基準により評価を行った。
（１）反射率：分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製、商品名：Ｕ−４１００）において、全反射率を３００ｎｍ〜８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、３００ｎｍ、５００ｎｍ、および８００ｎｍにおける反射率（％）を表２に示す。ここで、波長３００ｎｍの反射率が３０％以上、波長５００ｎｍ及び８００ｎｍの反射率が７０％以上を実用レベルと判断した。
（２）耐食性：硫化試験（ＪＩＳ Ｈ ８５０２記載）、Ｈ_２Ｓ ３ｐｐｍ、２４ｈ後の腐食状態について、レイティングナンバー（ＲＮ）評価を実施した。結果を表２に示す。ここで、耐食性が良好なレベルとして、ＲＮが９以上で長期信頼性が良好であると判断した。
（３）放熱性（熱伝導性）：基材の導電率がＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ）で１０％以上であるものを熱伝導性が高いとして「○」とし、１０％未満であるものを熱伝導性が低いとして「×」とし、表２に示した。これは、導電率と熱伝導性はほぼ比例関係にあり、ＩＡＣＳで１０％以上の導電率があるものは熱伝導性がよく放熱性も高いと判断される。なお、この評価は参考評価であって、熱伝導性が低いものであっても、実用性を否定するものではない。

なお、表１に示す、下地層厚、最表層厚は平均値（任意の１０点の測定値の算術平均）としての厚さである。
表２に示される結果から明らかなように、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金上に純銀層を設け、その上層に耐食性に優れた金属材料からなる皮膜を本発明で規定する厚さの範囲内で設けることで、反射特性、特に３００ｎｍでの反射率が、従来の銀では数％レベルだったものが数十％レベルにまで改善した。このことは、紫外域の反射率向上によりこれらの波長を利用した光半導体に適用できる。また、最表層の皮膜の厚さが厚すぎると、光が純銀層まで到達することができないので最表層の光学特性が強まるため、純銀の可視広域における良好な反射特性を消失してしまい、実用レベルである７０％を割ってしまうことが分かる。
放熱特性に関しては、導電率の良好な金属またはその合金をリードフレーム基体として利用すると、鉄または鉄合金（本発明例３８、３９）などと比較して良好である。なお、本発明例３８、３９のリードフレームは、放熱性よりも機械的強度が求められる用途に適している。

実施例２
厚さ０．１５ｍｍ、幅３０ｍｍのＣ１９４００からなる銅合金上に、下地層としてニッケルめっき層を１．０μｍ、その上層に純銀層を形成し、最表層としてＰｔめっき層を表３に示す厚さで形成し、本発明例４０〜６３および比較例３〜７のリードフレームを得た。それぞれのめっき手順や液組成は実施例１の手順と同様であり、純銀層の形成については光沢銀めっき及び無光沢銀めっきを用いた。また、純銀層のＲａおよびめっき厚を調整するに当たり、光沢銀めっきおよび無光沢銀めっきにおいて、電流密度を０．１〜１０Ａ／ｄｍ^２の条件で調整した。また、純銀層のＲａは実施例１と同様、接触式表面粗さ計（サーフコーダ ＳＥ−３０Ｈ（商品名）：（株）小坂研究所製）により測定した。

［光沢Ａｇめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ １００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ３０ｇ／リットル、Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_３ ５ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ２〜１０Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃
［無光沢Ａｇめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ １００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３ ３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度 ０．１〜５Ａ／ｄｍ^２、温度 ３０℃

得られた発明例および比較例のリードフレームについて、実施例１と同様に反射率および耐食性を測定した。これらの結果を合わせて表３に示す。

表３に示す結果から明らかなように、Ｒａが本発明で規定する範囲内であれば反射特性も良好で耐食性も優れていることが分かる。しかしながら、Ｒａが大きすぎると、その凹凸分を最表層で覆いきれずに純銀部分が露出し、耐食性が低下したものと考えられる。このため、Ｒａは本発明で規定する範囲内であることが、光半導体リードフレームを搭載する箇所ではより有用である。

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。

本願は、2008年12月19日に日本国で特許出願された特願2008-324716に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。

１ 基体
２ 純銀層
３ 耐食性に優れた金属材料からなる皮膜
４ 光半導体チップ
５ 中間層

Claims (7)

1. 基体上に純銀からなる純銀層が形成された光半導体装置用リードフレームであって、
   該純銀層の算術平均高さＲａが０．００１〜０．２μｍであり、かつその表面に、硫化腐食に対する耐食性に優れた金属材料からなる平均膜厚０．００１μｍ以上０．２μｍ以下であり前記光半導体チップが直接搭載される皮膜が形成されており、
   前記皮膜を形成する金属材料が、金、金合金、銀合金、白金、白金合金、ロジウム、ロジウム合金、インジウム、およびインジウム合金からなる群から選ばれた金属または合金であり、
   ＪＩＳ Ｈ ８５０２に規定する硫化水素ガス濃度３ｐｐｍ、２４時間後のレイティングナンバーが９以上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。
2. 前記基体は、銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置用リードフレーム。
3. 前記基体および前記純銀層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなる中間層が少なくとも１層形成されている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。
4. 前記純銀層の厚さが０．２〜５．０μｍであることを特徴とする請求項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。
5. 前記皮膜を形成する金属材料が、銀−銅合金、銀−インジウム合金、銀−ロジウム合金、および銀−金合金、からなる群から選ばれた銀合金であることを特徴とする請求項１〜４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。
6. 請求項１〜５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を製造する方法であって、前記純銀層および前記皮膜が電気めっき法により形成され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。
7. 請求項３〜５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を製造する方法であって、前記純銀層、前記中間層および前記皮膜が電気めっき法により形成され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。

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