JP2012009542A

JP2012009542A - Lead flame for optical semiconductor device and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2012009542A
Application number: JP2010142705A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kobayashi; 良聡小林; Shin Kikuchi; 伸菊池
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP5578960B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lead flame for optical semiconductor device with excellent light reflectance and high brightness which has excellent long-term reliability, wire bondability and superior soldering property in regions exposed to the external, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: In a lead flame for optical semiconductor device in which a wire bonding is provided on a base board, a reflective layer consisting of Ag or Ag alloy is formed on the base board, an anticorrosion coat layer consisting of metal or alloy selected from a group consisting of indium, indium alloy, tin and tin alloy, and having a thickness of 0.005 to 0.2 μm is formed on the reflective layer, and an outmost layer consisting of metal or alloy selected from a group consisting of Au, Pt and Au alloy not including Ag, and Pt alloy not including Ag, and having a thickness of 0.001 to 0.05 μm is formed on a region where at least of the wire bonding is provided, on the anticorrosion coat layer.

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。 The present invention relates to an optical semiconductor device lead frame and a method of manufacturing the same.

光半導体装置用リードフレームは、従来より、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）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・照明用光源として広く使用されている。光半導体装置は、例えば、基板にリードフレームを配し、リードフレーム上に発光素子を搭載した後、熱、湿気、酸化などによる光源素子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樹脂で封止して製造されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, lead frames for optical semiconductor devices have been widely used as various display / illumination light sources using light emitting elements, which are optical semiconductor elements such as LED (Light Emitting Diode) elements, as light sources. In an optical semiconductor device, for example, after a lead frame is arranged on a substrate and a light emitting element is mounted on the lead frame, the light source and its surroundings are prevented in order to prevent deterioration of the light source element and its peripheral part due to heat, moisture, oxidation, etc. It is manufactured by sealing the periphery with resin.

光半導体装置用リードフレームとしては、半導体発光素子の装着される反射板付近に、光の反射特性、すなわち光の反射率に優れた銀めっき層を反射板付近に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、銀は大気中や封止樹脂中の硫黄成分と反応して黒色変色し、反射率を低下させることがある。 As a lead frame for an optical semiconductor device, a method has been proposed in which a silver plating layer excellent in light reflection characteristics, that is, light reflectivity, is formed in the vicinity of a reflector near the reflector on which a semiconductor light emitting element is mounted. (For example, refer to Patent Document 1). However, silver reacts with the sulfur component in the atmosphere or in the sealing resin to cause black discoloration and may reduce the reflectance.

そこで、耐食性を向上させるために、リードフレームの被覆層に銀を用いずに、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提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この構成の被覆層は、銀を被覆層に用いた場合と比べて可視光域の反射率が大幅に低下する場合があり、高輝度を要求される用途に適用することは困難である。また、ロジウムはワイヤボンディング性や半田濡れ性が悪く、接続信頼性が高いとはいえない。さらにロジウムは、貴金属の中でも特に高価であるとともに、供給安定性に不安があり、光半導体装置を廉価で供給しにくい。 Therefore, in order to improve the corrosion resistance, 0.005 to 0.15 μm of palladium is formed on the nickel underlayer and 0.003 to 0.05 μm of rhodium is formed on the outermost layer without using silver for the coating layer of the lead frame. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, the coating layer with this configuration may have a significantly reduced reflectance in the visible light region as compared with the case where silver is used for the coating layer, and it is difficult to apply to applications requiring high luminance. . Further, rhodium has poor wire bonding and solder wettability, and it cannot be said that connection reliability is high. Furthermore, rhodium is particularly expensive among noble metals, and there is concern about the supply stability, and it is difficult to supply an optical semiconductor device at a low price.

そこで、銀又は銀合金の上にごく薄い耐食性に優れた皮膜を設けて、光半導体装置用リードフレームを製造する方法が提案されている。例えば特許文献３や特許文献４では、銀又は銀合金の上層に、金と銀の合金めっき層や特性維持層を設けて耐食性を向上させる手法が提案されている。 Therefore, a method of manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device by providing a very thin coating with excellent corrosion resistance on silver or a silver alloy has been proposed. For example, Patent Document 3 and Patent Document 4 propose a technique for improving corrosion resistance by providing a gold-silver alloy plating layer or a characteristic maintaining layer on an upper layer of silver or a silver alloy.

しかしながら、銀と金は非常に拡散しやすいため、金と銀の合金めっき層から、リードフレームの最表面に銀が容易に露出されることが多い。特にリードフレームに光半導体素子を搭載して発光した際に生じる熱によって、金と銀の合金めっき層から、容易に銀が表面に露出し、銀と同様に変色し、反射率が低下することがある。
また、特性維持層として有機皮膜やシリコーン系皮膜を形成すると、発光素子搭載後のワイヤボンディング性の確保が難しい。さらに、封止樹脂の外側に露出した箇所は、半田付けにより、配線基板に接続される。この際、光半導体装置を形成した際の熱によって銀の拡散が進行し、最表面の銀の酸化や硫化によって、半田付けができない場合がある。このため、光半導体装置を製造後に、製品の端子部分に新たに錫めっきなどの処理を行う、外挿めっきを行う必要がある。この方法では、製造工程が増えるために、光半導体装置を廉価で提供するのに障害となるだけでなく、外挿めっき時に光半導体装置を故障させてしまう可能性があり、改善が望まれていた。 However, since silver and gold are very easy to diffuse, silver is often easily exposed on the outermost surface of the lead frame from the alloy plating layer of gold and silver. In particular, due to the heat generated when an optical semiconductor element is mounted on a lead frame, silver is easily exposed on the surface from the gold-silver alloy plating layer, discolors in the same way as silver, and the reflectance decreases. There is.
In addition, when an organic film or a silicone film is formed as the characteristic maintaining layer, it is difficult to ensure wire bonding after the light emitting element is mounted. Further, the portion exposed to the outside of the sealing resin is connected to the wiring board by soldering. At this time, the diffusion of silver proceeds due to heat generated when the optical semiconductor device is formed, and soldering may not be possible due to oxidation or sulfuration of silver on the outermost surface. For this reason, after manufacturing the optical semiconductor device, it is necessary to perform extrapolation plating in which the terminal portion of the product is newly subjected to processing such as tin plating. This method increases the number of manufacturing processes, which not only hinders the provision of an optical semiconductor device at a low price, but also may cause the optical semiconductor device to fail during extrapolation plating, and an improvement is desired. It was.

特開昭６１−１４８８８３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-148883 特開２００５−１２９９７０号公報JP 2005-129970 A 特開２００８−９１８１８号公報JP 2008-91818 A 特開２００９−１３５３５５号公報JP 2009-135355 A

本発明は、光の反射率に優れ、高輝度な光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法を提供することを課題とする。また本発明は、長期信頼性及びワイヤボンディング性に優れ、外部に露出した箇所における半田付け性に優れた光半導体用リードフレーム及びその製造方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a lead frame for an optical semiconductor device having excellent light reflectivity and high brightness, and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide a lead frame for an optical semiconductor having excellent long-term reliability and wire bonding property, and excellent solderability at a portion exposed to the outside, and a method for manufacturing the same.

上記課題に鑑み鋭意検討した結果、基体上に銀または銀合金からなる反射層が形成され、該反射層上に特定の金属又は合金からなる耐食皮膜層が形成され、該耐食皮膜層上に特定の金属又は合金からなる最表層が少なくともワイヤボンディングが施される箇所に形成されている光半導体装置用リードフレームが、反射率特性、耐食性、ワイヤボンディング性及び半田付け性に優れることを見出した。本発明は、この知見に基づきなされたものである。 As a result of intensive studies in view of the above problems, a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on the substrate, a corrosion-resistant film layer made of a specific metal or alloy is formed on the reflective layer, and a specific layer is formed on the corrosion-resistant film layer. It has been found that a lead frame for an optical semiconductor device in which the outermost layer made of the above metal or alloy is formed at least at a location where wire bonding is applied is excellent in reflectance characteristics, corrosion resistance, wire bonding properties and solderability. The present invention has been made based on this finding.

すなわち、本発明は、
（１）基体上にワイヤボンディングが施される光半導体装置用リードフレームであって、該基体上に銀又は銀合金からなる反射層が形成され、該反射層上にインジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる耐食皮膜層が厚さ０．００５〜０．２μｍで形成され、該耐食皮膜層上に金、白金、銀を含まない金合金、及び銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる最表層が厚さ０．００１〜０．０５μｍで少なくとも該ワイヤボンディングが施される箇所に形成されていることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム、
（２）前記反射層の厚さが０．２〜５．０μｍであ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）前記基体と前記反射層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、及び銅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が少なくとも１層形成されていることを特徴とする、（１）又は（２）項記載の光半導体装置用リードフレーム、
（４）基体上にワイヤボンディングが施される光半導体装置用リードフレームの製造方法であって、該基体上に銀または銀合金からなる反射層を電気めっき法により形成し、該反射層上にインジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる厚さ０．００５〜０．２μｍの耐食皮膜層を電気めっき法により形成し、該耐食皮膜層上に金、白金、銀を含まない金合金、銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる厚さ０．００１〜０．０５μｍの最表層を少なくとも該ワイヤボンディングが施される箇所に電気めっき法により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、及び
（５）前記基体と前記反射層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、及び銅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電気めっき法により形成することを特徴とする（４）項記載の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。 That is, the present invention
(1) A lead frame for an optical semiconductor device in which wire bonding is performed on a base, a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on the base, and indium, an indium alloy, tin, And a corrosion-resistant film layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of tin alloys is formed with a thickness of 0.005 to 0.2 μm, and a gold alloy containing no gold, platinum, or silver on the corrosion-resistant film layer, and The outermost layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of platinum alloys not containing silver has a thickness of 0.001 to 0.05 μm and is formed at least at a location where the wire bonding is performed. , Lead frames for optical semiconductor devices,
(2) The lead frame for an optical semiconductor device according to (1), wherein the reflective layer has a thickness of 0.2 to 5.0 μm.
(3) At least one intermediate layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy is formed between the base and the reflective layer. A lead frame for an optical semiconductor device according to item (1) or (2),
(4) A method of manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device in which wire bonding is performed on a substrate, wherein a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on the substrate by electroplating, and the reflective layer is formed on the reflective layer A corrosion-resistant film layer having a thickness of 0.005 to 0.2 μm made of a metal or alloy selected from the group consisting of indium, an indium alloy, tin, and a tin alloy is formed by electroplating, and gold is formed on the corrosion-resistant film layer. A portion of the outermost layer having a thickness of 0.001 to 0.05 μm made of a metal or alloy selected from the group consisting of platinum, gold-free gold alloy, and silver-free platinum alloy And (5) a nickel, nickel alloy, cobalt, or co-between the base and the reflective layer, wherein the lead frame for an optical semiconductor device is manufactured by electroplating. A method for producing a lead frame for an optical semiconductor device according to (4), wherein an intermediate layer made of a metal selected from the group consisting of a baltic alloy, copper, and a copper alloy or an alloy is formed by electroplating.
Is to provide.

本発明の光半導体装置用リードフレームは、基体上に銀または銀合金からなる反射層が形成され、該反射層上に特定の金属又は合金からなる耐食皮膜層を特定の厚さで形成することで、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）を向上することができ、銀のマイグレーションを抑制でき、かつ銀の変色を抑えるだけでなく、優れた半田付け性を維持することができる。
さらに本発明の光半導体装置用リードフレームは、耐食皮膜層上に特定の金属又は合金からなる最表層を特定の厚さで少なくともワイヤボンディングが施される箇所に形成することにより、銀又は銀合金の持つ優れた光の反射率を、波長４００〜８００ｎｍにおいて高レベルで確保することができ、光半導体をワイヤボンディングする際のエラーを抑え、安定したワイヤボンディング性を兼ね備えることができる。
また、本発明の製造方法によれば、各被覆層の厚さを容易に制御することができ、生産性に優れるので、所望の被覆層の厚さを有する光半導体装置用リードフレームを製造することができる。本発明の製造方法により、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４００ｎｍから近赤外域の８００ｎｍにおける反射特性が良好で、さらには耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）、反射率の長期安定性、ワイヤボンディング性に優れたリードフレームを製造することができる。 In the lead frame for an optical semiconductor device of the present invention, a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on a substrate, and a corrosion-resistant film layer made of a specific metal or alloy is formed on the reflective layer with a specific thickness. Therefore, it is possible to improve the corrosion resistance (especially corrosion resistance against sulfidation corrosion) while taking advantage of the excellent reflection characteristics of silver, to suppress silver migration and to suppress the discoloration of silver and to maintain excellent solderability. can do.
Furthermore, the lead frame for an optical semiconductor device of the present invention is formed by forming an outermost layer made of a specific metal or alloy on a corrosion-resistant film layer at a specific thickness at least at a place where wire bonding is performed, thereby obtaining silver or a silver alloy It is possible to ensure the excellent light reflectivity of the optical fiber at a high level at a wavelength of 400 to 800 nm, suppress an error in wire bonding of an optical semiconductor, and have stable wire bonding properties.
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the thickness of each coating layer can be easily controlled, and the productivity is excellent. Therefore, a lead frame for an optical semiconductor device having a desired coating layer thickness is manufactured. be able to. With the manufacturing method of the present invention, it is suitable as a lead frame for optical semiconductor devices used for LEDs, photocouplers, photointerrupters, etc., and has good reflection characteristics from 400 nm to 800 nm in the near infrared region, and further has corrosion resistance. A lead frame excellent in (particularly corrosion resistance against sulfidation corrosion), long-term reflectance stability, and wire bonding property can be manufactured.

本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第１の実施態様の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a lead frame for an optical semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第２の実施態様の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 2nd embodiment of the lead frame for optical semiconductor devices which concerns on this invention. 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第３の実施態様の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 3rd embodiment of the lead frame for optical semiconductor devices which concerns on this invention.

図１は、本発明の光半導体装置用リードフレームの第１の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５およびワイヤボンディング６が形成されている状態で示されている（以下の図２および図３でも同様である）。
図１に示すように、第１の実施態様のリードフレームは、基体１上に銀又は銀合金からなる反射層２が形成され、その反射層２上に、インジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる耐食皮膜３が形成され、さらにその上層に金、白金、銀を含まない金合金、及び銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる最表層４が全面に形成されている。本発明において、耐食皮膜３の厚さは０．００５μｍ以上０．２μｍ以下であり、最表層４の厚さは０．００１μｍ以上０．０５μｍ以下である。本発明においては、可視光域の波長４００〜８００ｎｍにおける反射特性に優れ、耐食性（特に硫化腐食に対する耐食性）及び耐マイグレーション性、さらにはワイヤボンディング性に優れた光半導体装置用リードフレームを提供することができる。 FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a lead frame for optical semiconductor devices according to the present invention. However, FIG. 1 shows a state in which the optical semiconductor chip 5 and the wire bonding 6 are formed on the lead frame (the same applies to FIGS. 2 and 3 below).
As shown in FIG. 1, in the lead frame of the first embodiment, a reflective layer 2 made of silver or a silver alloy is formed on a substrate 1, and indium, an indium alloy, tin, and tin are formed on the reflective layer 2. A metal selected from the group consisting of alloys, or a metal selected from the group consisting of gold, platinum, a gold alloy not containing silver, and a platinum alloy not containing silver is formed on the corrosion-resistant coating 3 made of a metal or alloy selected from the group consisting of alloys Alternatively, the outermost layer 4 made of an alloy is formed on the entire surface. In the present invention, the thickness of the corrosion-resistant film 3 is 0.005 μm or more and 0.2 μm or less, and the thickness of the outermost layer 4 is 0.001 μm or more and 0.05 μm or less. The present invention provides a lead frame for an optical semiconductor device that has excellent reflection characteristics in the visible light wavelength range of 400 to 800 nm, excellent corrosion resistance (particularly corrosion resistance against sulfidation corrosion), migration resistance, and wire bonding properties. Can do.

本発明の光半導体装置用リードフレームの基体１としては、例えば銅又は銅合金、鉄又は鉄合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などが好適に用いられる。
基体のうち、銅合金の例としては、ＣＤＡ（ＣｏｐｐｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格合金の例として、Ｃ１９４００（Ｃｕ−Ｆｅ系合金材料：例えば、Ｃｕ−２．３Ｆｅ−０．０３Ｐ−０．１５Ｚｎ）、Ｃ２６０００（黄銅：Ｃｕ−３０Ｚｎ）、Ｃ２６８００（黄銅：Ｃｕ−３５Ｚｎ）、Ｃ５２１００（リン青銅：Ｃｕ−８Ｓｎ−Ｐ）、Ｃ７７０００（洋白：Ｃｕ−１８Ｎｉ−２７Ｚｎ）、が挙げられる。また、ＣＤＡ規格合金のＣ１４４１０（Ｃｕ−０．１５Ｓｎ：古河電気工業（株）製ＥＦＴＥＣ−３）、Ｃ１８０４５（Ｃｕ−０．３Ｃｒ−０．２５Ｓｎ−０．２Ｚｎ系合金：同社製ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）、Ｃ５２１８０（Ｃｕ−８Ｓｎ−０．１Ｆｅ−０．０５Ｎｉ−０．０４Ｐ：同社製Ｆ５２１８）、Ｃ７０２５０（Ｃｕ−３．０Ｎｉ−０．６５Ｓｉ−０．１５Ｍｇ：同社製ＥＦＴＥＣ−７０２５）なども好適な例として挙げられる。
また、基体のうち、鉄合金の例としては、日本工業規格（ＪＩＳＧ４３０５：２００５）規定のステンレス鋼（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４０１）や、Ｆｅ−Ｎｉ合金である４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）などが挙げられる。
また、基体のうち、アルミニウム合金例としては、日本工業規格（ＪＩＳＨ４０００：２００６など）に規定されるＡ１１００、Ａ２０１４、Ａ３００３、Ａ５０５２などが挙げられる。 As the substrate 1 of the lead frame for optical semiconductor devices of the present invention, for example, copper or copper alloy, iron or iron alloy, aluminum or aluminum alloy, etc. are preferably used.
Among the substrates, examples of the copper alloy include C19400 (Cu-Fe based alloy material: for example, Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn), C26000 as examples of CDA (Copper Development Association) standard alloys. (Brass: Cu-30Zn), C26800 (Brass: Cu-35Zn), C52100 (Phosphor Bronze: Cu-8Sn-P), C77000 (Western White: Cu-18Ni-27Zn). Also, CDA standard alloys C14410 (Cu-0.15Sn: EFTEC-3 manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.), C18045 (Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.2Zn-based alloy: EFTEC-64T manufactured by the same company) C52180 (Cu-8Sn-0.1Fe-0.05Ni-0.04P: F52218 made by the company), C70250 (Cu-3.0Ni-0.65Si-0.15Mg: EFTEC-7025 made by the company), etc. are also suitable. Take as an example.
Examples of the iron alloy in the substrate include stainless steel (SUS301, SUS304, SUS401) stipulated by Japanese Industrial Standard (JIS G 4305: 2005) and 42 alloy (Fe-42% Ni) that is an Fe—Ni alloy. ) And the like.
Among the substrates, examples of the aluminum alloy include A1100, A2014, A3003, A5052 and the like defined in Japanese Industrial Standards (JIS H 4000: 2006, etc.).

これら基体上には、反射層や最表層皮膜を形成するのが容易であり、生産性のよいリードフレームを提供できる。また、これらの金属を基体とするリードフレームは放熱特性に優れ、発光素子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円滑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率特性の安定化が見込まれる。これは、基体の導電率に依存するため、例えば１０％ＩＡＣＳ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｎｎｅａｌｅｄＣｏｐｐｅｒＳｔａｎｄａｒｄ）以上であるものが好ましく、５０％ＩＡＣＳ以上であるものがさらに好ましい。なお、鉄合金系のＳＵＳ３０４などや４２アロイなどは、一般に１０％ＩＡＣＳ未満であるが、リードフレームとしての強度が要求される用途、放熱性が強く要求されない用途や汎用ＬＥＤ用途であれば、好適に用いることができる。 On these substrates, it is easy to form a reflective layer and an outermost layer film, and a lead frame with good productivity can be provided. In addition, the lead frame based on these metals has excellent heat dissipation characteristics, and the heat energy generated when the light emitting element emits light can be smoothly discharged to the outside through the lead frame, so that the long life of the light emitting element is achieved. And stabilization of reflectance characteristics over a long period is expected. Since this depends on the conductivity of the substrate, for example, it is preferably 10% IACS (International Annealed Copper Standard) or more, and more preferably 50% IACS or more. Iron alloy SUS304, etc. and 42 alloy are generally less than 10% IACS, but suitable for applications that require strength as a lead frame, applications that do not require strong heat dissipation, and general-purpose LED applications. Can be used.

また、導電性基体の板厚や板幅は特に問わないが、ＬＥＤにおけるリードフレームのサイズとしては、板厚０．０５〜１．０ｍｍ、板幅１０〜２００ｍｍ程度が一般的であり、本発明の光半導体装置用リードフレームは、少なくとも上記サイズにおいて諸特性を満足することができる。 The plate thickness and the plate width of the conductive substrate are not particularly limited, but the lead frame size in the LED is generally 0.05 to 1.0 mm and the plate width is about 10 to 200 mm. The optical semiconductor device lead frame can satisfy various characteristics at least in the above size.

銀又は銀合金からなる反射層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。このため、銀又は銀合金からなる反射層２の厚さは、長期信頼性の観点から０．２μｍ以上が好ましい。反射層２の厚さが厚くなりすぎると効果が飽和し、コスト高になるだけでなく、プレス時に割れが発生しやすくなる。反射層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廉価で光半導体装置用リードフレームを製造できる。 The thickness of the reflective layer 2 made of silver or a silver alloy is preferably 0.2 to 5.0 μm, more preferably 0.5 to 4.0 μm, and more preferably 1.0 to 3.0 μm. If the thickness of the pure silver layer is too thin, the thickness contributing to the reflectivity is not sufficient. For this reason, the thickness of the reflective layer 2 made of silver or a silver alloy is preferably 0.2 μm or more from the viewpoint of long-term reliability. If the thickness of the reflective layer 2 becomes too thick, the effect is saturated and the cost is increased, and cracking is likely to occur during pressing. By setting the coating thickness of the reflective layer 2 within the above range, a lead frame for an optical semiconductor device can be manufactured at a low cost without using an excessive amount of noble metal.

また、反射層２を形成する銀又は銀合金としては、銀、銀−錫合金、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、銀−セレン合金、銀−アンチモン合金、銀−白金合金の群から選ばれた材料からなるものを使用することができる。これにより、反射率が良好で生産性のよいリードフレームを得ることができる。 Examples of silver or silver alloy forming the reflective layer 2 include silver, silver-tin alloy, silver-indium alloy, silver-rhodium alloy, silver-ruthenium alloy, silver-gold alloy, silver-palladium alloy, silver-nickel. An alloy, a silver-selenium alloy, a silver-antimony alloy, or a material selected from the group of silver-platinum alloys can be used. As a result, a lead frame with good reflectivity and good productivity can be obtained.

さらに図１において、反射層２の上層に、インジウム、インジウム合金、錫、錫合金のうちいずれかからなる耐食皮膜３が厚さ０．００５μｍ以上０．２μｍ以下で形成されている。この耐食皮膜３により、銀又は銀合金からなる反射層２の長期信頼性を確保し、外部端子として、反射層２が剥き出しとなったときの半田濡れ性を向上させることができる。耐食皮膜３は、反射層２が硫黄と反応して黒色変色するのを防止することができる。特に耐食皮膜３としては、光の反射率を低下させにくい白色系の金属でかつ耐食性に優れた皮膜として、インジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金を使用する。その中でも、特にインジウムもしくは錫が好適である。耐食皮膜３の厚さが薄すぎると耐食性が不十分となる一方で、耐食皮膜３の厚さが厚すぎると反射層の光の反射率を有効に生かせないため、耐食皮膜３の厚さは、０．００５μｍ〜０．２μｍで制御することが重要である。この範囲で制御することで効果的な耐食性及び反射特性の維持が図られる。耐食性と反射特性を両立するためには、耐食皮膜３の厚さは０．０１〜０．１μｍで制御することがより好ましい。 Further, in FIG. 1, a corrosion-resistant film 3 made of any one of indium, indium alloy, tin, and tin alloy is formed on the reflective layer 2 with a thickness of 0.005 μm to 0.2 μm. The corrosion-resistant coating 3 can ensure long-term reliability of the reflective layer 2 made of silver or a silver alloy, and can improve solder wettability when the reflective layer 2 is exposed as an external terminal. The anticorrosion film 3 can prevent the reflective layer 2 from reacting with sulfur and discoloring black. In particular, as the corrosion-resistant film 3, a metal or alloy selected from the group consisting of indium, an indium alloy, tin, and a tin alloy is used as a film that is a white metal that does not easily reduce light reflectance and has excellent corrosion resistance. To do. Among these, indium or tin is particularly preferable. If the thickness of the corrosion-resistant film 3 is too thin, the corrosion resistance becomes insufficient. On the other hand, if the thickness of the corrosion-resistant film 3 is too thick, the light reflectance of the reflective layer cannot be effectively used. It is important to control at 0.005 μm to 0.2 μm. By controlling in this range, effective corrosion resistance and reflection characteristics can be maintained. In order to achieve both corrosion resistance and reflection characteristics, the thickness of the corrosion-resistant coating 3 is more preferably controlled to 0.01 to 0.1 μm.

さらに図１において、前記耐食皮膜３上に、金、白金、銀を含まない金合金、及び銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる最表層４が厚さ０．００１μｍ以上０．０５μｍ以下で少なくともワイヤボンディングが施される箇所に形成されている。耐食皮膜３の表層は酸化膜を形成しやすいため、最表層を耐食皮膜とすると安定したボンディング性を維持できない。このため、耐食皮膜上に最表層を設けることにより、安定したワイヤボンディング性を確保することができる。安定したワイヤボンディング性を確保し、反射率低下を極力防ぐため、最表層４としては、金、白金、銀を含まない金合金、及び銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金を使用する。最表層４としては、特に金もしくは白金が好ましい。
最表層４の被覆厚は０．００１μｍ以上０．０５μｍ以下である。最表層の厚さが薄すぎるとワイヤボンディング性の信頼性が低くなる一方で、最表層の厚さが厚すぎると、光の反射率の低下を招く。このため、最表層の厚さは０．００１μｍ〜０．０５μｍとすることが重要である。最表層の厚さをこの範囲とすることにより、効果的なワイヤボンディング性が確保することができる。反射率低減防止の観点から、最表層の厚さは０．００５μｍ〜０．０２μｍとすることがより好ましい。 Further, in FIG. 1, an outermost layer 4 made of a metal or alloy selected from the group consisting of gold, platinum, a gold alloy not containing silver, and a platinum alloy not containing silver is formed on the corrosion-resistant film 3 with a thickness of 0. It is formed at least at a location where wire bonding is performed at 001 μm or more and 0.05 μm or less. Since the surface layer of the corrosion-resistant film 3 is easy to form an oxide film, stable bonding properties cannot be maintained if the outermost layer is a corrosion-resistant film. For this reason, stable wire-bonding property is securable by providing an outermost layer on a corrosion-resistant film. In order to ensure stable wire bonding and prevent a decrease in reflectivity as much as possible, the outermost layer 4 is a metal selected from the group consisting of gold, platinum, a gold alloy not containing silver, and a platinum alloy not containing silver, or Use an alloy. As the outermost layer 4, gold or platinum is particularly preferable.
The coating thickness of the outermost layer 4 is 0.001 μm or more and 0.05 μm or less. If the thickness of the outermost layer is too thin, the reliability of the wire bonding property is lowered. On the other hand, if the thickness of the outermost layer is too thick, the light reflectance is lowered. For this reason, it is important that the thickness of the outermost layer be 0.001 μm to 0.05 μm. By making the thickness of the outermost layer within this range, effective wire bonding properties can be ensured. From the viewpoint of preventing reflectance reduction, the thickness of the outermost layer is more preferably 0.005 μm to 0.02 μm.

最表層４は上記範囲内の厚さであれば、特に層数に規定はなく、例えばＡｕ層を０．００５μｍ、その上層にＰｔ層を０．００５μｍとすることができる。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。 If the thickness of the outermost layer 4 is within the above range, the number of layers is not particularly limited. For example, the Au layer can be 0.005 μm, and the Pt layer can be 0.005 μm on the Au layer. However, in consideration of productivity, cost, etc., it is preferably within 2 layers.

図２は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第２の実施態様の概略断面図である。図２に示す実施形態のリードフレームが、図１に示すリードフレームと異なる点は、基体１と反射層２との間に、中間層７が形成されていることである。その他の点については、図１に示すリードフレームと同様である。
図２に示すように、基体１と銀又は銀合金からなる反射層２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、及び銅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７が少なくとも１層形成されている。これにより、発光素子が発光する際に発生する熱によって基体を構成する材料が反射層へ拡散することによる反射率特性の劣化を防ぎ、反射率特性を長期にわたって安定させることができる。また、中間層７を設けることにより、基体と銀又は銀合金からなる反射層との密着性を向上させることができる。中間層の厚さは、製造する際のプレスのしやすさをはじめとする生産性や耐熱性のほか、コストを考慮して決定される。中間層の厚さの合計は、０．２〜５．０μｍであることが好ましく、さらには０．２〜２．０μｍが好ましく、特に好ましくは０．５〜２．０μｍである。
中間層を複数の層で形成することも可能である。通常は生産性を考慮し、２層以下とすることが好ましい。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the lead frame for optical semiconductor devices according to the present invention. The lead frame of the embodiment shown in FIG. 2 is different from the lead frame shown in FIG. 1 in that an intermediate layer 7 is formed between the base 1 and the reflective layer 2. Other points are the same as those of the lead frame shown in FIG.
As shown in FIG. 2, between a base 1 and a reflective layer 2 made of silver or a silver alloy, a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy is used. At least one intermediate layer 7 is formed. Thereby, it is possible to prevent the deterioration of the reflectance characteristic due to the diffusion of the material constituting the substrate into the reflective layer by the heat generated when the light emitting element emits light, and to stabilize the reflectance characteristic over a long period of time. Further, by providing the intermediate layer 7, the adhesion between the base and the reflective layer made of silver or a silver alloy can be improved. The thickness of the intermediate layer is determined in consideration of cost, in addition to productivity and heat resistance including ease of pressing during production. The total thickness of the intermediate layers is preferably 0.2 to 5.0 μm, more preferably 0.2 to 2.0 μm, and particularly preferably 0.5 to 2.0 μm.
It is also possible to form the intermediate layer with a plurality of layers. Usually, in consideration of productivity, it is preferable to have two layers or less.

図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの第３の実施態様の概略断面図である。図２に示すリードフレームと異なる点は、ワイヤボンディング６の近傍にのみ最表層４が部分的に形成されていることである。その他の点については、図２に示すリードフレームと同様である。
本発明のリードフレームは、光半導体チップ５を搭載し、適宜、外部から光半導体チップ５に対して電力が供給されるようにワイヤボンディング６で外部配線を接続し、光半導体チップ５とその周囲（例えば図３中領域Ａ）を樹脂でモールドし、光半導体装置を形成する。
最表層４の形成箇所は、ワイヤボンディング６が施されてい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、ワイヤボンディング６が施される場所以外には最表層４が形成されていなくてもよい。反射板として作用する反射層２の変色防止は耐食皮膜３によって維持されるため、例えば、樹脂モールドされる内部であってもボンディングが形成されない箇所においては、最表層４は形成されていなくてもよい。このため、最表層４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よい。部分的に最表層を形成することにより、不要となる部分の金属使用量を削減でき、環境に与える影響を低減し、廉価で光半導体用リードフレームを提供することができる。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the lead frame for optical semiconductor devices according to the present invention. The difference from the lead frame shown in FIG. 2 is that the outermost layer 4 is partially formed only in the vicinity of the wire bonding 6. The other points are the same as those of the lead frame shown in FIG.
The lead frame of the present invention has an optical semiconductor chip 5 mounted thereon, and external wiring is appropriately connected by wire bonding 6 so that electric power is supplied from the outside to the optical semiconductor chip 5. (For example, region A in FIG. 3) is molded with resin to form an optical semiconductor device.
The formation place of the outermost layer 4 needs to be formed at least at the place where the wire bonding 6 is applied. In other words, the outermost layer 4 does not have to be formed other than where the wire bonding 6 is applied. Since the anti-discoloration of the reflective layer 2 acting as a reflective plate is maintained by the corrosion-resistant coating 3, for example, in the portion where the bonding is not formed even inside the resin mold, the outermost layer 4 is not formed. Good. For this reason, the outermost layer 4 may be formed partially, for example, may be formed by partial plating such as stripe plating or spot plating. By partially forming the outermost layer, it is possible to reduce the amount of metal used in unnecessary portions, reduce the influence on the environment, and provide an optical semiconductor lead frame at low cost.

図３に示すように、樹脂モールドされない領域（例えば図３中領域Ｂ）は、耐食皮膜３が最表面に出現しており、銀の変色が抑えられ、かつ自身の良好な半田濡れ性を持つため優れた半田濡れ性を長期に渡り維持することができる。このため、外挿めっき等の工程を実施することなく、光半導体装置を形成後も優れた半田付け性を示す光半導体用リードフレームを提供することができる。 As shown in FIG. 3, in the region not resin-molded (for example, region B in FIG. 3), the corrosion-resistant coating 3 appears on the outermost surface, the discoloration of silver is suppressed, and it has good solder wettability. Therefore, excellent solder wettability can be maintained over a long period of time. Therefore, it is possible to provide a lead frame for an optical semiconductor that exhibits excellent solderability even after the optical semiconductor device is formed without performing a process such as extrapolation plating.

なお、本発明における光半導体装置用リードフレームの製造方法としては、任意の方法を用いることができる。反射層２、耐食皮膜３、最表層４、中間層７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、廉価でリードフレームを提供することができる。 It should be noted that any method can be used as a method for manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device in the present invention. The reflective layer 2, the corrosion resistant film 3, the outermost layer 4 and the intermediate layer 7 are preferably formed by electroplating. The electroplating method can easily adjust the thickness as compared with the clad method and the sputtering method, and can provide a lead frame at a low price.

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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to this.

厚さ０．２５ｍｍ、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を基体全面に実施することにより、表１に示す構成の本発明例１〜３９、従来例１〜３及び比較例１〜７のリードフレームを得た。なお、発明例３９では、金層を０．００２５μｍ形成した後に白金層を０．００２５μｍ形成して、最表層を合計で０．００５μｍ形成した。 The substrate shown in Table 1 having a thickness of 0.25 mm and a width of 50 mm is subjected to the following pretreatment and then subjected to the following electroplating treatment on the entire surface of the substrate, whereby Invention Examples 1 to 39 having the configurations shown in Table 1 and the related art The lead frames of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7 were obtained. In Invention Example 39, the gold layer was formed to 0.0025 μm, then the platinum layer was formed to 0.0025 μm, and the outermost layer was formed to a total of 0.005 μm.

また、基体に用いられた材料のうち、「Ｃ１９４００」、「Ｃ１８０４５（ＥＦＴＥＣ−６４）」は銅または銅合金基体を表し、Ｃの後の数値はＣＤＡ（ＣｏｐｐｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格による種類を示す。また、「Ｃ１８０４５（ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）」は古河電気工業（株）製の銅合金である。 Of the materials used for the substrate, “C19400” and “C18045 (EFTEC-64)” indicate a copper or copper alloy substrate, and the numerical value after C indicates the type according to the CDA (Copper Development Association) standard. “C18045 (EFTEC-64T)” is a copper alloy manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.

前処理としては、下記電解脱脂、次いで下記酸洗を行った。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。 As pretreatment, the following electrolytic degreasing and then the following pickling were performed. In addition, before forming a pure silver plating layer, silver strike plating was performed with a thickness of 0.01 μm.

前処理条件を下記に示す。
（前処理条件）
［電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ６０ｇ／リットル
脱脂条件：２．５Ａ／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
［Ａｇストライクめっき］被覆厚０．０１μｍ
めっき液：ＫＡｇ（ＣＮ）_２５ｇ／リットル、ＫＣＮ６０ｇ／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℃ The pretreatment conditions are shown below.
(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]
Pickling solution: 10% sulfuric acid pickling condition: 30 seconds immersion, room temperature [Ag strike plating] coating thickness 0.01 μm
Plating solution: KAg (CN) ₂ 5 g / liter, KCN 60 g / liter,
Plating conditions: current density 2 A / dm ² , plating time 4 seconds, temperature 25 ° C.

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。
（中間層）
［Ｃｕめっき］
めっき液：ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ２５０ｇ／リットル、Ｈ_２ＳＯ_４５０ｇ／リットル、ＮａＣｌ０．１ｇ／リットル
めっき条件：電流密度６Ａ／ｄｍ^２、温度４０℃
［Ｎｉめっき］
めっき液：Ｎｉ（ＳＯ_３ＮＨ_２）_２・４Ｈ_２Ｏ５００ｇ／リットル、ＮｉＣｌ_２３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３３０ｇ／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_２Ｏ５００ｇ／リットル、ＣｏＣｌ_２３０ｇ／リットル、Ｈ_３ＢＯ_３３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度５Ａ／ｄｍ^２、温度５０℃ The plating solution composition and plating conditions for each plating used are shown below.
(Middle layer)
[Cu plating]
Plating solution: CuSO ₄ .5H ₂ O 250 g / liter, H ₂ SO ₄ 50 g / liter, NaCl 0.1 g / liter Plating condition: current density 6 A / dm ² , temperature 40 ° C.
[Ni plating]
Plating _{_{_{_{solution: Ni (SO 3 NH 2)}}}} 2 · 4H 2 O 500g / l, NiCl ₂ 30 g / _l, H ₃ BO ₃ 30g / l Plating Conditions: current density 5A / dm ^2, temperature 50 ° C.
[Co plating]
Plating _{_{_{_{solution: Co (SO 3 NH 2)}}}} 2 · 4H 2 O 500g / l, CoCl ₂ 30 g / _l, H ₃ BO ₃ 30g / l Plating Conditions: current density 5A / dm ^2, temperature 50 ° C.

（反射層）
［Ａｇめっき］
めっき液：ＡｇＣＮ５０ｇ／リットル、ＫＣＮ１００ｇ／リットル、Ｋ_２ＣＯ_３３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度１Ａ／ｄｍ^２、温度３０℃
［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℃ (Reflective layer)
[Ag plating]
Plating solution: AgCN 50 g / liter, KCN 100 g / liter, K ₂ CO ₃ 30 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm ² , temperature 30 ° C.
[Rh plating]
Plating solution: RHODEX (trade name, manufactured by Nippon Electroplating Engineers Co., Ltd.)
Plating conditions: 1.3 A / dm ² , temperature 50 ° C.

（耐食皮膜）
［Ｉｎめっき］
めっき液：ＩｎＣｌ_３４５ｇ／リットル、ＫＣＮ１５０ｇ／リットル、ＫＯＨ３５ｇ／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℃
［Ｓｎめっき］
めっき液：ＳｎＳＯ_４８０ｇ／リットル、Ｈ_２ＳＯ_４８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度２Ａ／ｄｍ^２、温度３０℃
［Ｐｄめっき］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ_３）_２Ｃｌ_２４５ｇ／リットル、ＮＨ_４ＯＨ９０ミリリットル／リットル、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度１Ａ／ｄｍ^２、温度３０℃ (Corrosion resistant coating)
[In plating]
Plating solution: InCl ₃ 45 g / liter, KCN 150 g / liter, KOH 35 g / liter, dextrin 35 g / liter Plating conditions: current density 2 A / dm ² , temperature 20 ° C.
[Sn plating]
Plating solution: SnSO ₄ 80 g / liter, H ₂ SO ₄ 80 g / liter Plating condition: current density 2 A / dm ² , temperature 30 ° C.
[Pd plating]
Plating solution: Pd (NH ₃ ) ₂ Cl ₂ 45 g / liter, NH ₄ OH 90 ml / liter, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 50 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm ² , temperature 30 ° C.

（最表層）
［Ａｕめっき］
めっき液：ＫＡｕ（ＣＮ）_２１４．６ｇ／リットル、Ｃ_６Ｈ_８Ｏ_７１５０ｇ／リットル、Ｋ_２Ｃ_６Ｈ_４Ｏ_７１８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度１Ａ／ｄｍ^２、温度４０℃
［Ｐｔめっき］
めっき液：Ｐｔ（ＮＯ_２）_２（ＮＨ_３）_２１０ｇ／リットル、ＮａＮＯ_２１０ｇ／リットル、ＮＨ_４ＮＯ_３１００ｇ／リットル、ＮＨ_３５０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℃
［Ｐｄめっき］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ_３）_２Ｃｌ_２４５ｇ／リットル、ＮＨ_４ＯＨ９０ミリリットル／リットル、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度１Ａ／ｄｍ^２、温度３０℃ (Outermost layer)
[Au plating]
Plating solution: KAu (CN) ₂ 14.6 g / liter, C ₆ H ₈ O ₇ 150 g / liter, K ₂ C ₆ H ₄ O ₇ 180 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm ² , temperature 40 ° C.
[Pt plating]
Plating solution: Pt (NO ₂ ) ₂ (NH ₃ ) ₂ 10 g / liter, NaNO ₂ 10 g / liter, NH ₄ NO ₃ 100 g / liter, NH ₃ 50 ml / liter Plating condition: current density 5 A / dm ² , temperature 90 ℃
[Pd plating]
Plating solution: Pd (NH ₃ ) ₂ Cl ₂ 45 g / liter, NH ₄ OH 90 ml / liter, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 50 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm ² , temperature 30 ° C.

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、下記試験を行い、その性能を下記の基準により評価した。
（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４００ｎｍ〜８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、４００ｎｍ、６００ｎｍ、および８００ｎｍにおける反射率（％）を表２に示す。ここで、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの反射率が７０％以上を実用レベルと判断した。
（２）耐食性評価：耐食性評価として、樹脂モールド工程を想定した熱履歴として１５０℃で３時間の大気加熱を行った後、硫化試験（ＪＩＳＨ８５０２記載）、Ｈ_２Ｓ３ｐｐｍ、２４ｈ後の反射率変化について評価を実施した。結果を表２に示す。ここで、耐食性が良好なレベルとして、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの反射率が７０％以上を維持していることで長期信頼性が良好であると判断した。
（３）ワイヤボンディング性（ＷＢ性）：樹脂モールド工程を想定した熱履歴として１５０℃−３時間の大気加熱を行った後、下記のワイヤボンディング条件において、１０点テスト後に接合強度測定を行い、その（強度−３σ）の値が２９．４ｍＮ以上のものを「優」と判定して表に「◎」印を付し、２９．４ｍＮ未満であるがエラー無く接合可能なものを「良」と判定して表に「○」印を付し、１点でもエラーが発生したりまったく接合しなかったものを「不可」と判定して表に「×」印を付して、それぞれ表２に示した。
ワイヤボンダ：ＳＷＢ−ＦＡ−ＣＵＢ−１０、（株）新川製
ワイヤ：２５μｍ金ワイヤ
ボンディング温度：１５０℃
キャピラリ：１５７０−１５−４３７ＧＭ
１ｓｔ条件：１０ｍｓｅｃ．、４５Ｂｉｔ、４５ｇ
２ｎｄ条件：１０ｍｓｅｃ．、１００Ｂｉｔ、１３０ｇ
実用レベルとしては「○」以上の評価結果として判断した。
（４）半田付け性：樹脂モールド工程を想定した熱履歴として１５０℃−３時間の大気加熱を行った後、さらに上記硫化試験を２４時間実施後に、ソルダーチェッカー（ＳＡＴ−５１００（商品名、（株）レスカ製））を用いて半田濡れ時間を評価した。測定条件詳細は以下の条件とし、半田濡れ時間が３秒未満であると「優」であると判定し、「◎」印を付し、３秒以上１０秒以下であるものを「良」であると判定し、「○」印を付し、１０秒浸漬しても接合しなかったものを「不可」と判定し「×」印を付して、それぞれ表２に示した。
半田の種類：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ
温度：２５０℃
フラックス：イソプロピルアルコール−２５％ロジン
浸漬速度：２５ｍｍ／ｓｅｃ．
浸漬時間：１０秒
浸漬深さ：１０ｍｍ
実用レベルとしては「○」以上の評価結果として判断した。 The obtained lead frames of the present invention example, the comparative example, and the conventional example were subjected to the following test, and the performance was evaluated according to the following criteria.
(1) Reflectivity: In a spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, trade name: U-4100), continuous measurement was carried out with a total reflectance of 400 nm to 800 nm. Of these, the reflectance (%) at 400 nm, 600 nm, and 800 nm is shown in Table 2. Here, a reflectance of 70% or more at a wavelength of 400 nm to 800 nm was judged as a practical level.
(2) Corrosion resistance evaluation: As an evaluation of corrosion resistance, after conducting atmospheric heating at 150 ° C. for 3 hours as a heat history assuming a resin molding process, a sulfurization test (described in JIS H8502), H ₂ S 3 ppm, reflection after 24 h Evaluation was made on rate change. The results are shown in Table 2. Here, it was determined that the long-term reliability was good because the reflectance at a wavelength of 400 nm to 800 nm was maintained at 70% or more as a level with good corrosion resistance.
(3) Wire bonding property (WB property): After performing atmospheric heating at 150 ° C. for 3 hours as a heat history assuming a resin molding process, under the following wire bonding conditions, bond strength measurement is performed after a 10-point test, When the value of (strength-3σ) is 29.4 mN or more, it is judged as “excellent”, and “◎” is marked on the table, and those that are less than 29.4 mN but can be joined without error are “good”. The table is marked with “O”, and even if one point has an error or is not joined at all, it is judged as “impossible”, and the table is marked with “X”, respectively. It was shown to.
Wire bonder: SWB-FA-CUB-10, manufactured by Shinkawa Co., Ltd. Wire: 25 μm Gold wire Bonding temperature: 150 ° C.
Capillary: 1570-15-437GM
1st condition: 10 msec. , 45Bit, 45g
2nd condition: 10 msec. , 100bit, 130g
The practical level was judged as an evaluation result of “◯” or higher.
(4) Solderability: After performing atmospheric heating at 150 ° C. for 3 hours as a heat history assuming a resin molding process, and further performing the above sulfidation test for 24 hours, a solder checker (SAT-5100 (trade name, ( Solder wetting time was evaluated using Resca Co., Ltd.). The details of the measurement conditions are as follows. If the solder wetting time is less than 3 seconds, it is determined to be “excellent”. It was determined that there was a “◯” mark, and those that were not joined even after being immersed for 10 seconds were determined as “impossible” and marked with an “X” mark.
Solder type: Sn-3Ag-0.5Cu
Temperature: 250 ° C
Flux: isopropyl alcohol-25% rosin Immersion speed: 25 mm / sec.
Immersion time: 10 seconds Immersion depth: 10 mm
The practical level was judged as an evaluation result of “◯” or higher.

表１に示す、中間層、耐食皮膜、及び最表層の各厚さは、蛍光Ｘ線膜厚測定装置（ＳＦＴ９４５０：製品名、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用いて測定した平均値（任意の１０点の測定値の算術平均）である。
表２に示される結果から明らかなように、例えばＣ１９４００、Ｃ１８０４５等の銅又は銅合金上に銀又は銀合金からなる反射層を設けた光半導体用リードフレームにおいて、その上層にインジウム、インジウム合金、錫、又は錫合金からなる耐食皮膜を特定の厚さの範囲内で設け、さらにその上層に、特定の金属又は合金を特定の厚さで最表層を設けたものは、４００ｎｍから８００ｎｍにおける反射率が、初期においては全領域で７０％以上を維持するとともに、硫化試験後においても７０％以上を維持できることがわかる。 Each thickness of the intermediate layer, the corrosion-resistant film, and the outermost layer shown in Table 1 is an average value (arbitrary value) measured using a fluorescent X-ray film thickness measuring device (SFT 9450: product name, manufactured by SII Nanotechnology). (Arithmetic average of 10 measured values).
As is apparent from the results shown in Table 2, for example, in a lead frame for optical semiconductors in which a reflective layer made of silver or a silver alloy is provided on copper or a copper alloy such as C19400, C18045, etc., the upper layer is made of indium, an indium alloy, A corrosion resistance film made of tin or a tin alloy is provided within a specific thickness range, and a specific metal or alloy is provided as an uppermost layer with a specific thickness on the upper layer, the reflectivity at 400 nm to 800 nm However, it is understood that 70% or more can be maintained in the entire region in the initial stage and 70% or more can be maintained even after the sulfidation test.

これに対して、従来例１に示すように、耐食皮膜と最表層を設けない場合は、初期の反射率は非常に高く優れた特性を示しているが、硫化試験後は４００〜８００ｎｍ全域において５０％以下の反射率となり、長期信頼性にかけることが分かる。また、樹脂モールド工程を模擬した熱処理である１５０℃で３時間熱処理後、硫化試験を２４時間実施した後の半田濡れ試験において、従来例１の場合は、硫化変色のため半田濡れが確保できなかった。
また、耐食皮膜を設けずに最表層として金めっきを施した従来例３では、加熱により下層の銀が最表層に到達し、硫化変色を起こした。このため、４００ｎｍ〜８００ｎｍにおいて反射率が低下し、半田濡れ性も確保できなかった。
さらに、反射層としてロジウムめっきを施し、耐食皮膜と最表層を設けなかった従来例２では、反射率は初期及び硫化試験後において４００ｎｍ〜８００ｎｍの全領域で反射率７０％以上を確保でき、長期信頼性に優れることが分かるが、ワイヤボンディング性に劣り、半田濡れ性が確保できないことがわかった。 On the other hand, as shown in Conventional Example 1, when the corrosion-resistant film and the outermost layer are not provided, the initial reflectance is very high and shows excellent characteristics, but after the sulfidation test, in the entire range of 400 to 800 nm. It can be seen that the reflectivity is 50% or less, and that long-term reliability is applied. Also, in the solder wetting test after heat treatment at 150 ° C. for 3 hours, which is a heat treatment simulating a resin mold process, and after performing a sulfidation test for 24 hours, in the case of Conventional Example 1, solder wetting cannot be ensured due to sulfidation discoloration. It was.
Further, in Conventional Example 3 in which gold plating was applied as the outermost layer without providing a corrosion-resistant film, the lower layer of silver reached the outermost layer by heating and caused sulfur discoloration. For this reason, the reflectance decreased at 400 nm to 800 nm, and the solder wettability could not be ensured.
Furthermore, in Conventional Example 2 in which rhodium plating was applied as the reflective layer and the corrosion-resistant film and the outermost layer were not provided, the reflectance was 70% or higher in the entire region from 400 nm to 800 nm after the initial stage and after the sulfidation test. It turns out that it is excellent in reliability, but it is inferior in wire bonding property, and solder wettability cannot be secured.

一方、耐食皮膜が薄すぎる比較例１では、硫化試験後の変色が抑制しきれずに反射率が低下し、波長４００ｎｍにおける反射率が７０％を下回った。
耐食皮膜が厚すぎる比較例２では、初期の反射率が４００ｎｍ〜６００ｎｍにおいて７０％を下回り、反射層の反射率を生かせないことがわかる。
最表層が薄すぎる比較例３では、ワイヤボンディングにエラーが生じて、ワイヤボンディング性が不十分であることがわかった。
最表層が厚すぎる比較例４では、波長４００ｎｍにおける反射率が７０％を下回った。このため、例えば、４００ｎｍの波長を発光するＬＥＤチップにおいては優れた輝度が得られないことが推察される。
また、最表層が形成されていない比較例５では、ワイヤボンドすることができず、接続信頼性に乏しいことがわかった。
また、耐食皮膜をパラジウムで形成した比較例６では、波長４００〜６００ｎｍにおいて反射率が７０％を下回り、優れた輝度が得られないことが推察される。これは、反射率がパラジウムでは大きく低下してしまうことを示唆しており、反射率に優れる耐食皮膜としてインジウムまたは錫またはインジウム合金または錫合金のうちいずれかである必要がある。
また、最表層をパラジウムで形成した比較例７では、波長４００ｎｍにおける反射率が７０％を下回り、優れた輝度が得られないことが推察される。また、金または白金と比較してややボンディング性が悪いことが示唆される。これは、反射率の低いパラジウムを使用すると反射率の低下が大きくなることが示されており、またボンディング性を安定して得る為には金または白金が好ましいことを示している。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which the corrosion-resistant film was too thin, discoloration after the sulfidation test could not be suppressed and the reflectance decreased, and the reflectance at a wavelength of 400 nm was less than 70%.
In Comparative Example 2 in which the corrosion-resistant film is too thick, the initial reflectance is less than 70% at 400 nm to 600 nm, indicating that the reflectance of the reflective layer cannot be utilized.
In Comparative Example 3 where the outermost layer was too thin, an error occurred in wire bonding, and it was found that the wire bonding property was insufficient.
In Comparative Example 4 where the outermost layer was too thick, the reflectance at a wavelength of 400 nm was less than 70%. For this reason, it is guessed that the brightness | luminance which was excellent in the LED chip which light-emits a wavelength of 400 nm cannot be obtained, for example.
In Comparative Example 5 where the outermost layer was not formed, it was found that wire bonding could not be performed and connection reliability was poor.
Moreover, in the comparative example 6 which formed the corrosion-resistant film | membrane with palladium, it is guessed that a reflectance is less than 70% in wavelength 400-600 nm, and the outstanding brightness | luminance cannot be obtained. This suggests that the reflectance is greatly reduced with palladium, and it is necessary to use either indium, tin, an indium alloy, or a tin alloy as a corrosion-resistant film excellent in reflectance.
Moreover, in the comparative example 7 which formed the outermost layer with palladium, it is guessed that the reflectance in wavelength 400nm is less than 70%, and the outstanding brightness | luminance cannot be obtained. Moreover, it is suggested that the bonding property is slightly worse than that of gold or platinum. This indicates that when palladium having a low reflectance is used, the reduction in reflectance is increased, and that gold or platinum is preferable in order to stably obtain bonding properties.

これらからわかるように、本発明の光半導体装置用リードフレームは、初期の反射率が波長４００ｎｍ〜８００ｎｍで７０％以上を確保しつつ、かつ反射層の耐食性に優れるため輝度の劣化がほとんどなく、ワイヤボンディング性、さらには半田濡れ性に優れていることがわかる。 As can be seen from these, the lead frame for an optical semiconductor device of the present invention has almost no deterioration in luminance because the initial reflectance is 70 nm or more at a wavelength of 400 nm to 800 nm and the reflection layer has excellent corrosion resistance. It can be seen that the wire bonding property and the solder wettability are excellent.

１基体
２反射層
３耐食皮膜
４最表層
５光半導体チップ
６ワイヤボンディング
７中間層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Reflective layer 3 Corrosion-resistant film 4 Outermost layer 5 Optical semiconductor chip 6 Wire bonding 7 Intermediate layer

Claims

基体上にワイヤボンディングが施される光半導体装置用リードフレームであって、該基体上に銀又は銀合金からなる反射層が形成され、該反射層上にインジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる耐食皮膜層が厚さ０．００５〜０．２μｍで形成され、該耐食皮膜層上に金、白金、銀を含まない金合金、及び銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる最表層が厚さ０．００１〜０．０５μｍで少なくとも該ワイヤボンディングが施される箇所に形成されていることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。 A lead frame for an optical semiconductor device in which wire bonding is performed on a substrate, wherein a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on the substrate, and indium, an indium alloy, tin, and a tin alloy are formed on the reflective layer A corrosion-resistant film layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of 0.005 to 0.2 μm in thickness is formed, and gold, platinum, a gold alloy not containing silver, and silver are included on the corrosion-resistant film layer An optical semiconductor, wherein an outermost layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of non-platinum alloys has a thickness of 0.001 to 0.05 μm and is formed at least at a location where the wire bonding is performed Lead frame for equipment.

前記反射層の厚さが０．２〜５．０μｍであ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。 The lead frame for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein the reflective layer has a thickness of 0.2 to 5.0 μm.

前記基体と前記反射層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、及び銅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又は２記載の光半導体装置用リードフレーム。 At least one intermediate layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy is formed between the base and the reflective layer. The lead frame for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein the lead frame is an optical semiconductor device.

基体上にワイヤボンディングが施される光半導体装置用リードフレームの製造方法であって、該基体上に銀または銀合金からなる反射層を電気めっき法により形成し、該反射層上にインジウム、インジウム合金、錫、及び錫合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる厚さ０．００５〜０．２μｍの耐食皮膜層を電気めっき法により形成し、該耐食皮膜層上に金、白金、銀を含まない金合金、銀を含まない白金合金からなる群から選ばれた金属又は合金からなる厚さ０．００１〜０．０５μｍの最表層を少なくとも該ワイヤボンディングが施される箇所に電気めっき法により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。 A method for manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device in which wire bonding is performed on a substrate, wherein a reflective layer made of silver or a silver alloy is formed on the substrate by electroplating, and indium and indium are formed on the reflective layer. A corrosion-resistant film layer having a thickness of 0.005 to 0.2 μm made of a metal or alloy selected from the group consisting of an alloy, tin, and a tin alloy is formed by electroplating, and gold, platinum, Electroplating the outermost layer having a thickness of 0.001 to 0.05 μm made of a metal or alloy selected from the group consisting of a gold alloy not containing silver and a platinum alloy not containing silver at least at a place where the wire bonding is performed A method of manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device, characterized by being formed by a method.

前記基体と前記反射層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、及び銅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電気めっき法により形成することを特徴とする請求項４記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。 An intermediate layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy is formed between the base and the reflective layer by electroplating. A method for manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device according to claim 4.