半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置
【課題】硫化せずに、高い反射率を確保することができる半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置を提供する。
【解決手段】半導体発光素子搭載用基板は、金属部分からなる基材２と、基材２の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層４と、を備える。
【解決手段】半導体発光素子搭載用基板は、金属部分からなる基材２と、基材２の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）に代表される半導体発光装置は、銅に代表される金属基材、若しくは金属樹脂複合基材上にＬＥＤチップ又はＬＤチップを搭載し、ＬＥＤチップ又はＬＤチップ及び基材の一部を例えばモールド樹脂からなる外囲器で包囲した構成となっている。基材の外囲器から露出する部分が一方の外部端子となり、他方の外部端子は一端が外囲器内にあって例えばボンティングワイヤーによりＬＥＤチップ又はＬＤチップに電気的に接続されている。
【０００３】
このような構成の半導体発光装置は、ＬＥＤチップ又はＬＤチップで発生した光を効率よく外部に取り出すために、ＬＥＤチップ又はＬＤチップを搭載する基材の表面に光反射率の高い銀めっき層を形成して、ＬＥＤチップ又はＬＤチップの裏面（基材）側に放出された光を取り出し側に反射する構成にすることが知られ（特許文献１）、また、外囲器にＬＥＤチップ又はＬＤチップの周囲に基材から離れるに従ってＬＥＤチップ又はＬＤチップから離れる所謂傾斜面を持つ開口部を形成し、この傾斜面に光反射率の高い銀、銀ビスマス、銀ネオジウムから選ばれた金属層を形成して、ＬＥＤチップ又はＬＤチップから側方に放出された光を開口部の出口方向に反射させると共に、金属層をガス遮断性の高い樹脂層で覆うことにより硫化ガス等の大気中のガスが進入して銀と反応して黒化し反射率を低下することを防止することが知られて（特許文献２）いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９８２３号
【特許文献２】特開２０１０−１０２７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された半導体発光装置では、外囲器として使用する樹脂が硫化水素等の大気中のガスを透過させ、これらのガスと銀めっき層が反応して硫化等を生じ、黒化するため、銀めっき層の反射率が急激に低下するという問題がある。特許文献２に記載された半導体発光装置は特許文献１の問題を解決する一方法を開示しているが、外囲器樹脂材料の耐熱性のために、範囲が限定される問題があるのは特許文献２の記載の通りである。また、特許文献１の問題を解決する別の方法としては、銀めっき層の表面に硫化防止用の薄い有機保護膜を施すことも提案されている。しかし、ワイヤーボンディング前にワイヤーボンディング性を安定化させるために行うプラズマ洗浄等により保護層の劣化若しくは剥がれが生じ硫化防止効果が失われるという問題がある。
【０００６】
本発明の１つの目的は、硫化せずに、高い反射率を確保することができる半導体発光素子搭載用基板を提供することにある。
本発明の別の目的は、硫化せずに、高い反射率を確保することができる半導体発光装置を提供することにある。
本発明の別の目的は実施の形態及び実施例の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、金属部分からなる基材と、前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層と、を備えた半導体発光素子搭載用基板を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、金属部分からなる基材と、前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０１μｍ以上５μｍ以下の銀層若しくは銀合金層と、前記銀層若しくは銀合金層上に設けられた厚さ０．００６μｍ以上２μｍ以下のアルミニウム反射層と、を備えた半導体発光素子搭載用基板を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、上記の半導体発光素子搭載用基板と、前記半導体発光素子搭載用基板上に搭載された半導体発光素子と、前記半導体発光素子搭載用基板の一部を包囲し、前記半導体発光素子の周囲に前記半導体発光素子搭載用基板から離れるに従って前記半導体発光素子から離れる傾斜面、又は垂直面で形成される凹部を有する外囲器部分と、前記外囲器部分の前記凹部に充填され前記半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部とを備えた半導体発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基材表面にアルミニウム反射層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これはアルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して対薬品性が優れ硫化が起こりにくい特性を有することに起因している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図９】本発明の第１０の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の第１１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１１】本発明の第１２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１２】本発明の第１３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１３】本発明の第１４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１７】本発明の第１８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１９の実施の形態である半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図１９】本発明の第２１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図２０】（Ａ）は、本発明の第２２（１）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図、（Ｂ）は、本発明の第２２（２）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２１】本発明の第２３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２２】本発明の第２４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２３】本発明の第２５の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である
【図２５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２８の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２９の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図２８】本発明の第３１の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２９】本発明の第３２の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３０】本発明の第３３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図３１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３３】本発明の第３８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１３】
（第１〜第１０の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層から半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【００１４】
半導体発光素子を搭載する少なくとも金属からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層とから構成した点にある。
【００１５】
基材の金属としては、銅、もしくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の点で望ましい。また、基材板の金属として、４２アロイ等の鉄ニッケル合金、鉄系フレーム材を用いることができる。
【００１６】
さらに、基材は、金属部分を含んでいればよい。例えば、基材は、樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この場合、樹脂は、基材上のアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。さらに、アルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材、無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。
【００１８】
基材２は金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。金属の材料として、これに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。アルミニウム反射層４の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましい。
【００１９】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の真空蒸着装置を用いてアルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウムの蒸着源としては、抵抗加熱源（出力１ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。アルミニウムの蒸着源としては、ロードロック方式において電子ビーム方式を使い、カーボン坩堝を用いてもよい。耐久性の良いカーボン坩堝等を適宜最適化することで安定した蒸着を連続して行うことができる。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４の形成方式は、蒸着方式でなくてもよい。即ち、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【００２０】
アルミニウム反射層４の膜厚測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometry）分析により行った。表面からアルミニウム反射層直下の下地層の主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚とした。前述の基材２が銅である場合は、銅の信号強度を用いることになる。
【００２１】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表１に示すとおり、厚さを変えたアルミニウム反射層を上述の方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。アルミニウムが非常に薄い場合、即ち、厚さが０．０１μｍ以下の場合は下地の金属の反射率（ここでは、銅）に影響を受け反射率が低くなった。次に、硫化特性について、各厚さのアルミニウム反射層４を形成したサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と９６時間硫化後の反射率の比とした。アルミニウム反射層を設けた場合、初期反射率に対して９０％未満まで低下するものはなかった。総合すると、半導体発光素子搭載用基板として、求められる特性として、初期反射率、硫化特性（すなわち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）ともに良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層の厚さが０．０２μｍ以上のものであった。
【００２２】
なお、比較例１として、基材上に銀層３μｍのみを設けた場合、初期反射率９３％と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率は２９％と大きく低下し、良くないことを確認している。比較例２として基材上にニッケル層（０．７μｍ）、パラジウム層（０．０５μｍ）のみを設けた例では、耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低く、×であることを確認している。
【００２３】
本実施の形態によれば、基材表面にアルミニウム反射層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【００２４】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。
【００２５】
尚、上記第１の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
図２は本発明の第２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図１に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、４は基材２の一方面に形成されたアルミニウム反射層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板を構成する。半導体発光装置においてはこれを２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４Ａ上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４Ｂとを電気的に接続するボンティングワイヤー、８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子の周囲に基材から離れるに従って半導体発光素子から離れる傾斜面と底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂで形成される凹部を有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部に充填され半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。９に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Yttrium Aluminum Garnet）などを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【００２７】
アルミニウム反射層４は外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、発光素子から放射された光が外囲部内で反射されればよいためである。
【００２８】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム反射層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム反射層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【００２９】
かかる構成の半導体発光装置によれば、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【００３０】
［第３の実施の形態］
図３は本発明の第３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、基材２の両面にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次湿式めっき法にて形成し、基材２の一方面の金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した点を特徴としている。基材２上にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。その場合、ニッケル層１７の厚さは０．４〜１．５μｍ、パラジウム層１８の厚さは０．０１〜０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さは０．１μｍ以下とすることができる。これら厚さは本発明者が効果を確認したものであるが、実装する素子によって若干の変更が可能である。アルミニウム反射層４の厚さは光反射特性の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、５μｍ程度でも可能であるが、乾式めっき法を用いた場合、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい（以下、同じ）。ここで、金フラッシュめっき層は、下地層の全面を覆うものだけではなく、下地層に対して斑状に形成されていることがある。このため、金フラッシュめっきの反射特性は、金層とその他の下地層の混合体となる。
【００３１】
アルミニウム反射層４の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。ニッケル層及びパラジウム層は、湿式めっき法、真空蒸着等の乾式どちらにおいても、本製品に必要な品質のめっき層を得ることは出来る。湿式めっきの方が、材料の６面全面にコーティングでき、低コストで製作できることが多く、本発明のニッケル層や、パラジウム層には湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【００３２】
尚、ニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法にて成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【００３３】
このニッケル層１７は、基材２の銅の酸化による変色防止と、半導体発光素子搭載用基板が硬くなることでの取り扱い特性向上を目的として、厚さが０．５μｍから１．０μｍの間の値をとることができる。パラジウム層は、素子をはんだ付けにより実装する際、その接続部となる部分にパラジウム層とすることで、良いはんだ濡れ性を得るために設けることができる。パラジウム層としては、０．０３μｍから０．０７μｍの厚さとされることが多いが、はんだ条件によって厚さを決定する。
【００３４】
本実施の形態の効果は、アルミニウムを反射層として用いることで、高い反射率を確保できる。更に、０．０２μｍ以上の厚みのアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。即ち、上述の数値範囲のニッケル層１７は基材２の主たる材料である銅の拡散を防止ができること、上述の数値範囲のパラジウム層１８は実装時の鉛（Ｐｂ）フリーはんだ材との濡れ性向上を図れること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は更にはんだの濡れ性の向上と長期保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。即ち、このような構造とすることはんだ付けに適した構造とすることができる。
【００３５】
［第４の実施の形態］
図４は本発明の第４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図３に示す半導体発光素子搭載用基板と図２の外囲器部分８及び光透過性樹脂部９を組み合わせた半導体発光装置の実施例である。図２及び図３と同じ部分は同じ符号で示している。
【００３６】
基材２Ａ（２Ａ、２Ｂ）として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅板を準備し、基材２Ａ、２Ｂの表面にニッケル層１７を厚さ１μｍ、パラジウム層１８を厚さ０．１μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さ０．０１μｍを順次湿式めっき法により作製する。更に、アルミニウム反射層４（４Ａ、４Ｂ）を金フラッシュめっき層１０面上のはんだ接続に用いる部分を残し、且つ反射膜として使用する部分に部分蒸着し、はんだ接続部にはアルミニウム層がなく、反射に用いる部分にはアルミニウム層がある材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、半導体発光素子搭載用のフレーム形状を作製し、２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）を略同一面に近接配置する。そして、基材２Ａ、２Ｂの近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺を予めくり貫いてある凹部を持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、表面電極とリードフレームを金ワイヤーボンディングで接続を行う。最後に、外囲器部分８の凹部内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【００３７】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２Ａ、２Ｂを所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材上に各めっき層（１０、１７、１８）、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４を形成することも可能である。更に、基材２Ａ、２Ｂについては、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４（４Ａ、４Ｂ）を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【００３８】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図４に示した半導体発光素子は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤーボンディングでもよい。
【００３９】
更に、この実施の形態では金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち、高い精密度を問わないものの場合、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、除外することが可能である。パラジウム層１８に関しては、金属層の厚さを確保し、十分なはんだ濡れ性を得られればパラジウムを省略することも可能である。
【００４０】
かかる構成の半導体発光装置によれば、図２に示した半導体発光装置と同様に、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４Ａ、４Ｂは良好な光反射特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。更に、基材２Ａ、２Ｂとアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂとの間にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０からなる中間層を介在しているため、実装時の鉛フリーはんだ材との濡れ性向上が図れる。
【００４１】
［第５の実施の形態］
図５は本発明の第５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図３に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図５（ａ）は基材２の一方面にのみニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図５（ｂ）は基材２の一方面に形成された金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図５（ｃ）は基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、形成された金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に１８０度折り曲げた例を、図５（ｄ）は基材２の一方面に直接アルミニウム反射層４を形成し、基材２の他方面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【００４２】
図５（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面にニッケル層１７をめっき法で厚さ０．４μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．０１μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、更に金フラッシュめっき層１０の一部上にアルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することが出来る。尚、この例のように銅の基材上にニッケル、パラジウム、金、アルミニウムを順次積層する場合、アルミニウム反射層以外は湿式めっき法を用いることが出来る。アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【００４３】
図５（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、一部分にアルミニウム反射層４を形成して構成する。図５（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、全面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。これら例は半導体発光素子をアルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施例では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面がニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【００４４】
図５（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、図５（ａ）の例と同様に、ニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施されているため、これらの金属の使用量を抑えることができる。片面のみをめっきする場合は、２つの基材を貼り合わせてめっき工程に流し、その後分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４は、上述したように厚みによっては下地による反射率の影響を受けやすくなるため、０．０２μｍ以上とすることが好ましい。全面にアルミニウム反射層４を形成しているが、部分的にアルミニウム反射層４を形成する構造にしても良い。図５（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板を形成の後、基材の端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用できる。例えば、基材の外囲器から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント基板の上面に接触するように、曲げ加工して基材と接続する際に、この構成を用いることができる。即ち、基材の中央部分は、アルミニウム反射層として用い、基材の端部の下面はアウターリードとして、ニッケル−パラジウム側の面がプリント基板に接続される。
【００４５】
［第６の実施の形態］
図６は本発明の第６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は基材２の両面又は一方面にパラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた単層の金属層１１を形成し、金属層１１または基材２上にアルミニウム反射層４を形成した構成になっている。金属層１１は、Ａｇ以外の金属からなる第１金属層の一例である。
【００４６】
図６（ａ）は基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図６（ｂ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図６（ｃ）は基材２の一方の面に金属層１１を形成し、基材２の他の方面にアルミニウム反射層４を形成した例を夫々示している。すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）は、金属層１１が半導体発光素子搭載用基板の表面の一部に露になっている例である。
【００４７】
パラジウムは銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有し、錫は半田付けしやすく廉価であるという利点があるが、若干酸化しやすいという欠点がある。銅−錫合金は銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。銅−ニッケル合金はニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【００４８】
［第７の実施の形態］
図７は本発明の第７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴はアルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図７（ａ）はアルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｂ）は部分形成したアルミニウム反射層４の外側の金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｃ）はアルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｄ）アルミニウム反射層４及びアルミニウム反射層４を形成した金フラッシュめっき層１０上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示し、図７（ｅ）にこの半導体発光素子搭載用基板を用いた半導体発光装置の実施の形態の一例を示す概略断面図を示している。これら実施例では基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることなく、上述した各実施例で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２に直接アルミニウム反射層４を形成する場合にも適用できる。
【００４９】
この実施の形態における金めっき層１２は、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは各めっき層（１０，１２，１７，１８）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【００５０】
［第８の実施の形態］
図８は本発明の第８の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。本実施の形態に係る半導体発光装置は、第１乃至第７の実施の形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いて例えばプリント配線基板に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分１ｂ、１ｃを形成している。この部分をプリント配線基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図８（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図８（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図８（ｃ）はアウターリードを図８（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示しているアウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【００５１】
［第９の実施の形態］
本実施の形態において、基材の上に第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設ける点では他の実施の形態と変わらない。ただし、アルミニウム反射層の炭素濃度は、１×１０２０個／ｃｍ３以下である。
【００５２】
この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。
【００５３】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【００５４】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【００５５】
表２にアルミニウム反射層中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例１１として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて固定、発光装置用回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、アルミニウム反射層を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【００５６】
実施例１２の基材には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、ニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例１２はアルミニウム反射層形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例１２のアルミニウム反射層中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。
【００５７】
実施例１３は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、アルミニウム反射層を０．２μｍ形成した。実施例１３のアルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【００５８】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【００５９】
表２からアルミニウム反射層の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個／ｃｍ３以下にすることが良いことがわかる。
【００６０】
なお、本実施の形態には、なお、エポキシ材を用いたことで炭素濃度が上がりボンディング性は他の実施例より悪かった。また、ボンディング性は実用的な範囲ではあったものの、アクリル接着剤等の有機材料を用いた場合もアルミニウム反射層内の炭素濃度が上昇した。ボンディング性を強く求める場合は、実施例１３のように樹脂を用いずに、半導体発光素子搭載用基材を形成後、すなわち、アルミニウム反射層形成後、樹脂を用いればよい。なお、アルミニウム反射層への炭素の混入源として基材の汚れ、スパッタ時のパージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【００６１】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間は１００ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【００６２】
発明者らは、上述の通り、アルミニウム反射層中の炭素濃度が金ワイヤーとアルミニウム反射層との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【００６３】
［第１０の実施の形態］
図９は本発明の第１０の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディングするための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【００６４】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図９は半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと基材２Ｂ，２Ｃに設けられためっき層（１０、１７、１８）は同一構成の例で示したが、２Ａ、２Ｂ、２Ｃの基材のめっき層の構成は異なっていても良く、別々に製作されていても構わない。また、図９は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。図９は光発光素子の電極部分と給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【００６５】
本発明の半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した本発明は、この構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。
【００６６】
（第１１〜第２１の実施の形態）
本発明に係る典型的な実施の形態である半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置の一つの主要な基本構成は、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に銀層若しくは銀合金層を設けること、その銀層若しくは銀合金層の上にアルミニウム反射層を設けることにある。
【００６７】
この半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置のもう一つの基本構成は、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に金属層を介して銀層若しくは銀合金層を設けること、その銀層若しくは銀合金層の上に金属層を介してアルミニウム反射層を設けることにある。
【００６８】
このアルミニウム反射層の厚さとしては、０．００６μｍ以上２μｍ以下が好ましく、アルミニウム反射層の不純物炭素濃度が１×１０14個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下であることが望ましい。
【００６９】
銀層若しくは銀合金層は、アルミニウム反射層が十分薄い場合でも、光を反射できるよう、０．０１μｍ以上であることが望ましい。
【００７０】
基材と銀層若しくは銀合金層との間に介在する金属層としては、例えばパラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類又はその組み合わせが望ましい。銀層若しくは銀合金層とアルミニウム反射層との間に介在する金属層としては、例えば金が好ましく、その厚さとしては、０．１μｍ以下であることが好適である。
【００７１】
この基材の材料としては、例えば銅、若しくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の観点からみて望ましい。基材の他の材料としては、例えば４２アロイ等の鉄−ニッケル合金、鉄系フレーム材などを用いることができる。
【００７２】
この基材としては、金属部分を含んでいればよく、例えば樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この樹脂としては、例えば基材上の銀層、若しくは銀合金層とアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。このアルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材又は無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【００７３】
［第１１の実施の形態］
図１０を参照すると、同図において、全体を示す符号１は、第１１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板を概略的に示している。この基板１は、基材２と、その基材２の両面に形成された銀層若しくは銀合金層３と、その銀層若しくは銀合金層３を介して基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層４とにより主に構成されている。
【００７４】
この基材２は、金属、あるいは金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。その金属材料としては、制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は、銅又は銅合金からなる金属リードフレームである。
【００７５】
この基材２として銅板を使用する場合は、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。その量産化を考慮すると、銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材や個別材も使用できる。
【００７６】
この基材２として複合材を使用する場合は、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板を使用することができる。この樹脂材としては、硬質の板状のもの、又は薄い可撓性を有するものが使用できる。その代表的な一例としては、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。
【００７７】
このアルミニウム反射層４は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置を用い、バッチ処理、若しくは連続処理等により製造される。このアルミニウム反射層４の厚さとしては、反射率の観点から０．００６μｍ以上であることが好ましい。また、経済的な観点から２μｍ以下が妥当である。
【００７８】
以下に、半導体発光素子搭載用の基板１の製造方法について説明する。この製造に際しては、先ず、基材２として銅板を用意した。基材２に銅板を使用する場合は、基材２は、例えば長さ１００ｍ×幅５０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの寸法とし、銀層の厚さは、０．０２μｍとし、アルミニウム反射層４の厚さは、例えば０．０５μｍの寸法とした。
【００７９】
次に、基材２の両面に銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法で製作した。銀めっきにはシアン化銀めっき浴を用いるのが一般的であるが、ノンシアン浴を用いてもよい。めっきの際は、有機光沢材の添加、少量の金属塩（アンチモン、ニッケル、コバルト、錫、セレン等）の添加による光沢度を向上させることがある。また、めっき浴に、銀塩を加えるとともに、シアン化金カリウム等の金めっき原料を加えることで、銀合金めっきを行うことができる。同様に、白金、パラジウム、ロジウム、ニッケル、インジウム等の化合物塩を加えることで、銀合金めっきを行い、銀合金層に用いることがある。
【００８０】
次に、抵抗加熱式／バレル式の真空蒸着装置を用いて、銀層若しくは銀合金層３の片面にアルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるように１６枚に切断し、切断した基材２を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置した。そして、アルミニウムの蒸着源として抵抗加熱源（出力１ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気して、アルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。
【００８１】
アルミニウムの蒸着源としては、ロードロック方式において電子ビーム方式を使い、カーボン坩堝を用いてもよい。耐久性の良いカーボン坩堝等を適宜最適化することで安定した蒸着を連続して行うことができる。この第１１の実施の形態では、真空蒸着装置に自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等の市販の蒸着装置を使用してもよい。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でも構わない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４の形成方式は、蒸着方式でなくてもよく、例えばイオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【００８２】
このアルミニウム反射層４の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。アルミニウム反射層表面からアルミニウム反射層直下の下地層の主たる構成元素が、該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚とした。下地層が銀である場合は、銀の信号強度を用いることになる。
【００８３】
（アルミニウム反射層の評価）
このアルミニウム反射層４についての比較と評価を行った。実施例２１〜２５、及び比較例２１〜２４におけるアルミニウム反射層４の厚さに対する初期反射率、及び耐硫化特性を下記の表３にまとめて示す。
【００８４】
これらの初期反射率及び耐硫化特性を確認するにあたり、先ず、下記の表３に示す実施例２１〜２５、並びに比較例２１及び２２のように、厚さを７通りに変えたアルミニウム反射層４を上述の製造方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において、硫酸バリウムの反射率を１００％とし、初期反射率が７０％以上を特に良好とし、下記表３に○印で表した。一方、初期反射率が９０％未満を不良とし、下記表３に×印で表した。
【００８５】
下記表３から明らかなように、アルミニウム反射層４が非常に薄い場合、即ちアルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ未満である比較例２１及び２２のものは、下地層の金属の反射率（ここでは、銀）に影響を受け、初期反射率が良好であった。
【００８６】
この耐硫化特性においては、下記表３に示す実施例２１〜２５の厚さを有するアルミニウム反射層４を形成したサンプルについて、３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃、湿度８０％の条件下で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。この耐硫化特性は、下記表３において、初期反射率と９６時間硫化後の初期反射率の比として表した。
【００８７】
下記表３から明らかなように、アルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ以上である実施例２１〜２５のものは、初期反射率に対して８０％以上の高い耐硫化特性が得られた。
【００８８】
下記表３において、アルミニウム反射層４に代えて、基材２上に銀層のみ３μｍを設けた比較例２３のものは、初期反射率が９３％と良好であったが、耐硫化特性については、耐硫化試験後の反射率が２９％と大きく低下し、初期反射率と耐硫化特性とが両立しなかった。一方、基材２上にニッケル層（０．７μｍ）、及びパラジウム層（０．０５μｍ）を設けた比較例２４のものでは、耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低くなり、比較例２３と同様に、初期反射率と耐硫化特性とが両立しないことが分かった。
【００８９】
これらの結果から総合すると、半導体発光素子搭載用の基板１として求められる特性として、初期反射率、及び耐硫化特性（即ち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）の両方が良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ以上のものであった。初期反射率と耐硫化特性との両立を実現することができる。好ましくは、初期反射率が９０％以上であり、耐硫化特性が８０％以上であるという条件を満たすことが望ましい。
【００９０】
この基板１にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後、金ワイヤーをボンディングし、アルミニウム反射層４の膜厚０．００６μｍ以上の基板１に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下はほとんど見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。
【００９１】
（第１１の実施の形態の効果）
この第１１の実施の形態によれば、基材２の表面に銀層若しくは銀合金層３を介してアルミニウム反射層４を形成しているので、硫化せずに長期間に亘り高く、かつ、安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板、及びそれを使用した半導体発光装置が実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線領域では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ、銀に比較して硫化が起こりにくい特性を有するからである。
【００９２】
なお、上記第１１の実施の形態から得られる効果は、次の各実施の形態においても得られる。以下に、図１１〜図１９、及び表４を参照しながら、第１２〜第２１の実施の形態について具体的に説明する。
【００９３】
［第１２の実施の形態］
図１１を参照すると、図１１には、第１２の実施の形態である半導体発光装置が概略的に示されている。同図において、全体を示す符号５は、図１０に示す半導体発光素子搭載用の基板１を使用した半導体発光装置を示している。図示例による半導体発光装置５は、図１０に示す基板１を二組一対の金属リードフレームとして用いている。この一対の基板１は、基材２、銀層若しくは銀合金層３、及びアルミニウム反射層４により主に構成されており、略同一面上に近接して配置されている。
【００９４】
これらの基板１のうち、一方の基板１のアルミニウム反射層４上には、図１１に示すように、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）６が搭載されている。他方の基板１のアルミニウム反射層４上には、半導体発光素子６と接続するボンティングワイヤー７が接合して配置されている。
【００９５】
この半導体発光装置５には、図１１に示すように、一対のアルミニウム反射層４，４及び半導体発光素子６を除いて、一対の基材２，２の側面同士が近接している部分を包囲する樹脂製の外囲器部分８が形成されている。この外囲器部分８は、基材２から離れる方向に末広がり状に形成された傾斜面８ｂにより開口した凹部８ａを有している。この凹部８ａ内には、半導体発光素子６を封止する光透過性樹脂が充填されており、光透過性樹脂部９が形成されている。この光透過性樹脂部９は、外囲器部分８の一部を構成している。この光透過性樹脂部９に蛍光体材料、例えばＹＡＧなどを混ぜることで、半導体発光素子６を４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤからなる擬似白色ＬＥＤ装置として用いることができる。
【００９６】
なお、外囲器部分８は、基材２から離れる方向に末広がり状に形成された傾斜面８ｂをもつ凹部８ａを有しているが、図示例に限定されるものではなく、例えば傾斜面８ｂに代えて、基材２に対して起立する垂直面で形成される凹部であってもよい。また、アルミニウム反射層４は、外囲器部分８の内側の略全面か、若しくは一部を除いた残りの部分に形成されていればよい。その理由は、半導体発光素子６から放射された光が外囲器部分８内で反射されればよいためである。
【００９７】
このアルミニウム反射層４を形成する具体的な方法としては、以下の様々な方法があり、それらの何れを用いてもよい。
（１）アルミニウム反射層４の形成時の成膜装置により、外囲器部分８の領域以外を遮蔽する機能を設ける方法。
（２）基材２の全面にアルミニウム反射層４を成膜した後、外囲器部分８の領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等によりマスキングし、その後、アルミニウムをエッチング除去する方法。
【００９８】
（第１２の実施の形態の効果）
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８の凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４，４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４，４の反射作用で凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光素子６からの光量を増やす効果を奏する。このアルミニウム反射層４は、上述のように、良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することができる。
【００９９】
［第１３の実施の形態］
図１２には、第１３の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。同図において、上記第１１の実施の形態と異なるところは、銀層若しくは銀合金層３上に金フラッシュめっき層１０を介してアルミニウム反射層４を形成した基板１にある。図示例にあっては、基板１は、基材２の両側全面に銀層若しくは銀合金層３，３、及び金フラッシュめっき層１０，１０を順次湿式めっき法により形成し、基材２の一方側の金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成している。
【０１００】
基材２の両面に銀層若しくは銀合金層３，３、及び金フラッシュめっき層１０，１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。実装する素子によって適宜に設定することはできるが、銀層若しくは銀合金層３の厚さを１．０〜５μｍの寸法とし、金フラッシュめっき層１０の厚さを０．１μｍ以下の寸法とすることが好適である。アルミニウム反射層４の厚さとしては、耐硫化特性の観点から０．００６μｍ以上２μｍ以下が好ましい。
【０１０１】
このアルミニウム反射層４の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。銀層若しくは銀合金層３は、湿式めっき法や真空蒸着等の乾式どちらにおいても、半導体発光装置に必要な品質のめっき層を得ることができる。湿式めっきの方が、材料の６面全面にコーティングでき、かつ、低コストで製作できることが多く、銀層若しくは銀合金層３としては湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【０１０２】
なお、銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法で成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【０１０３】
（第１３の実施の形態の効果）
この第１３の実施の形態によれば、アルミニウムを反射層として用いることで良好な耐硫化特性を確保することができる。更に、０．００６μｍ以上の厚みを有するアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。
【０１０４】
即ち、上述の数値範囲の銀層若しくは銀合金層３は、基材２の主たる材料である銅の拡散を防止することができること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は、はんだ濡れ性の向上と長期的な保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。この第１３の実施の形態のような基板構造とすることで、はんだ付けに適した基板１が効果的に得られる。
【０１０５】
［第１４の実施の形態］
図１３を参照すると、図１３には、図１２に示す基板１を使用した第１４の実施の形態である半導体発光装置５が概略的に示されている。この半導体発光装置５にあっても、図１１に示す第１２の実施の形態における外囲器部分８、及び光透過性樹脂部９を有している。
【０１０６】
半導体発光装置５を製造するにあたり、基材２として銅板を使用する場合は、例えば長さ１００ｍ×幅５０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの長尺の銅板を準備し、基材２の表面に銀層若しくは銀合金層３を厚さ３μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．０１μｍに順次湿式めっき法により作製する。更に、金フラッシュめっき層１０上のはんだ接続に用いる部分を残して、反射膜として使用する部分にアルミニウム反射層４を部分蒸着する。これにより、金フラッシュめっき層１０のはんだ接続部には、アルミニウムがなく、金フラッシュめっき層１０の反射に用いる部分にはアルミニウム反射層４が存在する材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、基材２を半導体発光素子搭載用のフレーム形状に作製する。
【０１０７】
次に、一対の基板１，１を略同一面上に近接して配置する。一対の基材２，２の近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺をくり貫いてある凹部８ａを持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に、アルミニウム反射層４上に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、半導体発光素子６の表面電極とリードフレーム（基板１）とを金からなるボンティングワイヤー７により接続する。最後に、外囲器部分８の凹部８ａ内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器部分８の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【０１０８】
この第１４の実施の形態では、基板１を作製した後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形する一例を説明したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２を所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材２上に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０の各層、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４を形成することも可能である。更に、基材２については、銅からなる場合について説明したが、樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いてもよい。また、プリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４を形成して用いることができる。このように、目的、構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０１０９】
搭載する半導体発光素子６としては、例えばＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図１３に示した半導体発光素子６は、上面と下面の電極を形成した縦方向素子を例示したが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合は、電極面を表面側（図１３では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続する所謂フリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式も用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに、銅系のワイヤーボンディングやアルミニウムからなるワイヤーボンディングであってもよい。
【０１１０】
更に、この第１４の実施の形態では、金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち高い精密度を問わない場合は、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、金フラッシュめっき層１０を除外することが可能である。
【０１１１】
（第１４の実施の形態の効果）
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置する一対のアルミニウム反射層４，４の存在によって、図１１に示した半導体発光装置５と同様に、半導体発光素子６から放出された光が一対のアルミニウム反射層４，４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４は良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することができる。更に、基材２とアルミニウム反射層４との間に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０からなる中間層が介在しているため、実装時のＰｂフリーはんだ材との濡れ性の向上が図れる。
【０１１２】
［第１５の実施の形態］
図１４には、第１５の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。この第１５の実施の形態は、図１２に示す第１３の実施の形態である基板１の変形例であり、上記第１３の実施の形態に係る基板１と基本的な構成において変わるところはない。
【０１１３】
上記第１３の実施の形態と大きく異なるところは、図１４（ａ）に示すように、基材２の一方面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を順次形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した構成例にあり、図１４（ｂ）に示すように、基板１の一側端部分を金フラッシュめっき層１０側に略９０度折り曲げた構成例にある。
【０１１４】
上記第１３の実施の形態と大きく異なる他の構成例としては、図１４（ｃ）に示すように、基材２の全面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を形成し、その金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成し、基板１の一側端部分を金フラッシュめっき層１０側に１８０度折り曲げた構成例にあり、図１４（ｄ）に示すように、基材２の一方面にアルミニウム反射層４を直接形成し、基材２の他方面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を形成した構成例にある。
【０１１５】
図１４（ａ）に示す基板１は、銅からなる基材２の片面に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ３μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の一部上面にアルミニウム反射層４を蒸着法により形成している。なお、この構成例のように銅の基材２上に銀若しくは銀合金、金、アルミニウムを順次積層する場合は、アルミニウム反射層４以外は湿式めっき法を用いることができる。アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため、真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、例えば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０１１６】
図１４（ｂ）に示す基板１は、基材２に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ２μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の一部表面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。図１４（ｃ）に示す基板１は、基材２に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ１．５μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。
【０１１７】
図１４（ｂ）及び（ｃ）に示す構成例は、半導体発光素子６をアルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２を折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお、この第１５の実施の形態では、基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面が銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【０１１８】
図１４（ｄ）に示す基板１は、銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施している。そのため、これらの金属の使用量を抑えることができる。基材２の片面のみをめっきする場合は、２つの基材２，２を貼り合わせてめっき工程に流し、その後に分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４は、上述したように厚みによっては下地層による反射率の影響を受けやすくなるため、０．００６μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましい。基材２の全面にアルミニウム反射層４を直接形成しているが、基材２の表面にアルミニウム反射層４を部分的に直接形成する構造にしてもよい。
【０１１９】
（第１５の実施の形態の効果）
この第１５の実施の形態にあっても、上記第１３の実施の形態と同様の効果が得られる。それに加えて、図示例による基板１を形成した後、その端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用することができる。その一例としては、例えば基板１の外囲器部分８から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント配線基板の上面に接触するように曲げ加工して基板１と接続する際に用いることができる。即ち、基板１の中央部分はアルミニウム反射層４として用い、基板１の端部の下面はアウターリードとして金フラッシュめっき層１０側の面がプリント配線基板に接続される。
【０１２０】
［第１６の実施の形態］
図１５を参照すると、図１５には第１６の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。同図において、上記各実施の形態と大きく異なるところは、基材２の両面又は一方面に、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた金属層１１を形成し、この金属層１１、又は基材２上に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３上にアルミニウム反射層４を形成した構成にある。
【０１２１】
この基板１の構成例としては、図１５（ａ）に示すように、基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１の全面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の一部表面にアルミニウム反射層４を形成した構成例があり、図１５（ｂ）に示すように、基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１の全面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の一部表面にアルミニウム反射層４を形成した構成例がある。この基板１の他の構成例としては、図１５（ｃ）に示すように、基材２の一方面に金属層１１を形成し、基材２の他方面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の全面にアルミニウム反射層４を形成した構成例がある。
【０１２２】
（第１６の実施の形態の効果）
この第１６の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。この金属層１１の構成成分であるパラジウムは、銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有する。一方の錫は、若干酸化しやすいものの、はんだ付けしやすく廉価であるという利点がある。金属層１１の構成成分であるニッケルは、銅の拡散を抑える効果や、硬さを増す利点があり、金属層１１の構成成分である銅−錫合金は、銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。金属層１１の構成成分である銅−ニッケル合金は、ニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【０１２３】
［第１７の実施の形態］
図１６には、第１７の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。この第１７の実施の形態にあっても、上記第１３及び第１４の実施の形態に係る基材２、銀層若しくは銀合金層３、アルミニウム反射層４、及び金フラッシュめっき層１０と基本的な構成において変わるところはない。図示例においては、この基板１の基本構成は、アルミニウム反射層４、又は金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所に形成したことにある。
【０１２４】
この基板１の一例としては、図１６（ａ）に示すように、アルミニウム反射層４上の一部表面に金めっき層１２を形成した構成例があり、図１６（ｂ）に示すように、金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４とは同一面上に金めっき層１２を形成した構成例がある。
【０１２５】
この基板１の一例としては更に、図１６（ｃ）に示すように、金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した構成例があり、図１６（ｄ）に示すように、金フラッシュめっき層１０、及び金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４の全面に金めっき層１２を形成した構成例がある。
【０１２６】
（第１７の実施の形態の効果）
この第１７の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１２７】
［第１８の実施の形態］
図１７を参照すると、図１７には、上記第７の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板１のうち、図１６（ａ）に示す基板１を用いた半導体発光装置の一例が概略的に示されている。図１７に示す半導体発光装置５にあっても、一対の基板１，１は、略同一面上に近接して配置されている。金めっき層１２には、半導体発光素子６と電気的に接続するボンティングワイヤー７が接合して配置されている。残余の構成は、上記各実施の形態と変わるところはない。
【０１２８】
上記第１７及び第１８の実施の形態では、基材２の全面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることはない。上述した各実施の形態で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２にアルミニウム反射層４を直接形成する場合にも適用することができる。
【０１２９】
（第１８の実施の形態の効果）
この第１８の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。上記第１７及び第１８の実施の形態における金めっき層１２は、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子６の電気的接続に利用することができる。図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）に示す基板構成では、金めっき層１２が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めるとよい。なお、ここでは、各めっき層（３、１０、１２）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成してもよい。
【０１３０】
［第１９の実施の形態］
図１８を参照すると、図１８には第１９の実施の形態である半導体発光装置の代表的な使用状態が示されている。この半導体発光装置５は、上記第１１乃至第１８の実施の形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いた半導体発光装置であり、例えばプリント配線基板１３に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、基板１は、外囲器部分８の側面から外部へ向けて直線状に伸びる部分（アウターリード）２０をプリント配線基板１３側に折曲形成した第１の折曲部２１と、プリント配線基板１３に対して水平に折曲形成した第２の折曲部２２とを有している。この第２の折曲部２２は、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分、外囲器部分８の下面より下方、又は外囲器部分８の上面よりも上方に位置する部分を形成している。この第２の折曲部２２は、はんだ１４によりプリント配線基板１３の配線１５に接着されている。アウターリード２０は、半導体発光素子搭載用基板１の一部である。
【０１３１】
このアウターリード２０は、各めっき層（３、１０、１２）を含んでいる。このアウターリード２０の一例としては、図１８（ａ）に示すように、アウターリード２０の中間部を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは反対側に略９０度に折り曲げた第１の折曲部２１と、外囲器部分８から離れる水平方向に略９０度に折り曲げた第２の折曲部２２とを有するアウターリードからなり、このアウターリード２０の第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａの底面側の下面と略同一面に折曲形成した構成例がある。
【０１３２】
このアウターリード２０の他の一例としては、図１８（ｂ）に示すように、第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは反対側の下面に沿って折曲形成した構成例があり、図１８（ｃ）に示すように、アウターリード２０の中間部を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは同一方向に略９０度に折り曲げた第１の折曲部２１と、外囲器部分８に接近する水平方向に略９０度に折り曲げた第２の折曲部２２とを有するアウターリードからなり、このアウターリード２０の第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａにおける開口側の上面に沿って折曲形成した構成例がある。図１８（ｃ）に示す構成例は、プリント配線基板１３に光透過穴を開けてプリント配線基板１３側に光を取り出す場合、若しくはプリント配線基板１３にガラスや透明樹脂などの光透過性材料を用い、プリント配線基板１３側に光を取り出す場合に用いられる。
【０１３３】
（第１９の実施の形態の効果）
この第１９の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られることに加えて、このアウターリード２０の折曲形態としては、図示例に限定されるものでなく、半導体発光装置５が使用される用途毎に相応しい各種の形状を採用することができる。
【０１３４】
［第２０の実施の形態］
この第２０の実施の形態においては、基材２上に銀層若しくは銀合金層３を介してアルミニウム反射層４を設けた点では、図１０に示す第１１の実施の形態と変わるところはない。この第２０の実施の形態に係る基板１の構成は、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下に設定した点で、上記第１の実施の形態とは異なっている。
【０１３５】
この第２０の実施の形態に係る基板１とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。通常、半導体素子と本件のようなリードフレーム材料との実装技術において、電気的接続方式としてワイヤーボンディングが一般的であり、近年、一部の素子実装技術にフリップチップのボールバンプ接続なども行われるようになってきたが、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属ワイヤーでのボンディングによる接続が行われている。
【０１３６】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたもの（ワイヤーボール）を先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を１ｓｔボンディングとすることが多い。この第２０の実施の形態においては、ワイヤーボンダーに、ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ボンティングワイヤーを使用した。ボンディング条件としては、ワイヤボール径を７０μｍ、加重を100g、超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間１００ｍｓで実施した。上記第１１の実施の形態と同様に、銅の基板上にアルミニウム反射層４を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０１３７】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極に１ｓｔボンディングを実施した後、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極に、ステッチボンディングすることをいう。ステッチボンディングとは、ワイヤーが繋がった状態において、ボール形成等、ワイヤー形状を加工できないため、そのまま、基材に圧接、引張切断することをいう。１ｓｔボンディングと２ｎｄボンディングを連続して実施することで、ワイヤー接続は完成される。この第１０の実施の形態においては、上記第１１の実施の形態と同様に、ワイヤーの先端を、銅からなる基板１上にアルミニウム反射層４を設けたものにこすりつける形で圧着した。
【０１３８】
下記の表４にアルミニウム反射層４中の炭素濃度と、金からなるボンティングワイヤー７との接合強度の関係を示す。
【０１３９】
下記表４に示す実施例２６は、厚さ１２５μｍのポリイミド樹脂フィルムの全面に厚さ７０μｍの銅からなる基材２、厚さ２μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法により形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材であり、アルミニウム反射層４を形成した後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成したものである。この実施例６のアルミニウム反射層４中の炭素濃度をＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０１４０】
下記表４に示す実施例２７は、鉄入り銅合金に厚さ３μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法により形成し、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置にステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、厚さ０．２μｍのアルミニウム反射層４を形成した。この実施例２７のアルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０１４１】
下記表４に示す実施例２８は、厚さ０．１５ｍｍの銅基材上に厚さ３μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法にて形成したものを打ち抜きプレス加工して、これを厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板上に耐熱アクリル樹脂接着剤により固定し、発光装置用回路基板を形成したものである。この基材を前述の真空蒸着装置に取り付け、アルミニウム反射層４を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここで、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は、該アルミニウム反射層４内での炭素濃度の最小濃度とした。その結果、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０１４２】
評価基準としては、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合は良好とし、下記表４に○印で表した。０．３９Ｎ未満のシェア強度を持つ場合は不良とし、下記表４に×印で表した。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合は良好とし、下記表４に○印で表した。０．０４９Ｎ未満のシェア強度を持つ場合は不良とし、下記表４に×印で表した。
以上の実施例では、１ｓｔと２ｎｄボンディング強度の強度を分離して測定するために、シェア試験を実施してきたが、シェア試験でワイヤー接続強度を評価するのは、非常に時間と手間が掛かるため、一般的にはワイヤー接続強度を評価するには、プル試験を用いることが多い。プル試験とは、１ｓｔと２ｎｄ間のワイヤーにフックを架け、上に引っ張り上げて破断する荷重と、破断位置、形状を評価することで、接続された金線の強度以上は測定できない。我々は、今回、Ｄｅｇｅ社のボンドテスターシリーズ4000を用い、以下のプル試験を実施した。
【０１４３】
表４から明らかなように、アルミニウム反射層４の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上である実施例２８では、接合強度が低下するので、実施例２６及び２７のように、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下にすれば、ボンディング接合強度が良好であるということが分かる。
【０１４４】
なお、この第２０の実施の形態では、エポキシ材やアクリル接着剤等の有機材料を用いたことで、アルミニウム反射層４内の炭素濃度が上昇した。これは、炭素の混入源として基材２の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などのさまざまな要因が考えられる。
【０１４５】
また、ボンディングテストにおけるワイヤーボンダーは、ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ボンティングワイヤーを使用した。ボンディング条件としては、超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間１００ｍｓで実施した。株式会社レスカ製のボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社製のＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０１４６】
（第２０の実施の形態の効果）
この第２０の実施の形態によれば、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下に設定することで、上記第１１の実施の形態の効果に加えて、ボンディング性に優れた半導体発光素子搭載用基板、及びそれを使用した半導体発光装置が得られる。
【０１４７】
［第２１の実施の形態］
図１９を参照すると、図１９には、第２１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置が概略的に示されている。同図において、この第２１の実施の形態における基本の構成は、半導体発光素子６が独立した基材２Ａにマウントされ、通電に利用される基材２Ｂ、２Ｃ上にマウントされていないことにあり、上記各実施の形態とは大きく異なっている。図示例では、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくは銅などの金属箔を細線状にプレス等で加工したものを用いる所謂インナーリードと呼ばれる配線材によりボンディング配線するための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃ上にアルミニウム反射層４を設けていない。
【０１４８】
ワイヤーボンディングの先端にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４が存在しない場合は、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することで、ボンディング条件の範囲が拡張され、組立速度や歩留りがよくなる。
【０１４９】
図１９においては、半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと、一対の基材２Ｂ，２Ｃの銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０とを同一の構成例で示したが、基材２Ａ、及び基材２Ｂ、２Ｃの銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０の構成は異なっていてもよく、別々に製作されていても構わない。この接合は、ワイヤーやインナーリードとの圧接接合となるので、接合面の主たる材料は、金、銀、パラジウム、又はそれらが主たる構成元素となる合金であることが望ましい。
【０１５０】
図１９においては更に、基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの下部が外囲器部分８の樹脂で覆われている構成例を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面、又は一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することができるとともに、光出力を大きくすることができる。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は、上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あればよく、上部電極と接続する複数の給電用端子をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数の給電用端子を用いる場合は、大電流駆動時や発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり、使い分けている。
【０１５１】
図１９においては更に、半導体発光素子６の電極部分と基材２Ｂ、２Ｃの給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続する場合を例示したが、接続用のパターニングされた配線材によるリードを作成し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０１５２】
本件発明者等は、上述の通り、アルミニウム反射層４中の炭素濃度が金からなるボンティングワイヤー７とアルミニウム反射層４との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０１５３】
以上の説明からも明らかなように、本発明の半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置の代表的な構成例を上記各実施の形態、及び図示例などに基づいて説明したが、本発明は上記各実施の形態、及び図示例などの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。
【０１５４】
（第２２〜第３１の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面側の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層とその下にチタンを含有する金属層を有した半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【０１５５】
基材の金属としては、銅、もしくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の点で望ましい。また、基材板の金属として、４２アロイ等の鉄ニッケル合金、鉄系フレーム材を用いることができる。
【０１５６】
さらに、基材は、金属部分を含んでいればよい。例えば、基材は、樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この場合、樹脂は、基材上のアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。さらに、アルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材、無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【０１５７】
［第２２（１）の実施の形態］
図２０（Ａ）は本発明の第２２（１）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、１１は第１金属層の一例である金属層、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層、１９はアルミニウム反射層の接合層となるチタン層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。チタン層１９は、チタンを含有する金属層の一例である。基材２は金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。基材２にははんだ実装のために、ニッケル、もしくはニッケル合金の単層、もしくは、パラジウム、金などを更に被覆した複合層の構成は一般的で、本実施例では１１金属層（めっき層）である。金属の材料として、これに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい。
【０１５８】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板に金属層１１として錫（１μｍ）のメッキを施した。なお、錫の場合は、１〜５μｍ程度が好ましい。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてチタン層１９、アルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０１５９】
［第２２（２）の実施の形態］
図２０（Ｂ）に本発明の第２２（２）の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板の概略断面図を示す。基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板にニッケル−パラジウムめっき層材（ニッケル０．７μｍ、パラジウム０．１μｍ）を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてチタン層１９、アルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０１６０】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。表面からアルミニウム反射層直下の下地チタン層の最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚、チタン層の厚さは主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さとした。前述の基材２が銅である場合は、銅の信号強度を用いることになる。
【０１６１】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表５の実施例３３〜実施例３７に示すとおり、上述したニッケル０．７μｍ、パラジウム０．１μｍの上に、チタン層を０．０５μｍとなるようにメッキで形成し、厚さを変えたアルミニウム反射層を、上述の方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上９８％以下を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。アルミニウムが非常に薄い場合、即ち、厚さが０．０１μｍ以下の場合は下地の金属の反射率（ここでは、パラジウム）に影響を受け反射率が低くなった。次に、硫化特性について、上記のサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と９６時間硫化後の反射率の比とした。アルミニウム反射層を設けた場合、初期反射率に対して９０％未満、（反射率として８１％未満）まで低下するものはなかった。総合すると、半導体発光素子搭載用基板として、求められる特性として、初期反射率、硫化特性（すなわち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）ともに良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層の厚さが０．０２μｍ以上のものであった。
【０１６２】
なお、比較例３１として、基材上に銀層３μｍのみを設けた場合、初期反射率９３%と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率は２９%と大きく低下し、良くないことを確認している。比較例３２として基材上にニッケル層（０．７μｍ）パラジウム層（０．０５μｍ）のみを設けた例では耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低く、×であることを確認している。
【０１６３】
なお、比較例３３および３４は、ニッケル層１７、パラジウム層１８、チタン層１９は、実施例３３と同様に設け、その上のアルミニウム反射層が薄い場合で、十分な初期反射特性を有していない。
【０１６４】
本実施の形態によれば、基材表面にアルミニウム反射層とチタン層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【０１６５】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。前述の製作方法で形成した半導体発光素子搭載用基板について、金ワイヤーとのボンディング特性を確認した。ワイヤーボンダーはＫ＆Ｓ社４５２２型を用い、直径２５μｍの金ワイヤー（田中貴金属製,ｔｙｐｅＣ）を用いてボンディング特性のプル強度をＤｅｇｅ社のボンドテスターシリーズ4000を用い試験評価した。
【０１６６】
基材はプレス加工無しの銅合金（Ｃ−１９４：厚さ０．１５ｍｍ）、ニッケル（厚さ０．７μｍ）−パラジム(厚さ０．０５μｍ)をめっきしたもので、Ａｌアルミニウム層単独（厚さ０．１μｍ）、及びチタン層（厚さ０．１μｍ）＋アルミニウム層（厚さ０．１μｍ）の２種を成膜した。表６に膜構造と金ワイヤープル試験（サンプル数１０個）の結果を示す。
【０１６７】
表６に示すように、基材、ニッケル、パラジウムめっき、チタン層、アルミニウム反射層の順となるように設けることで、プル強度は大幅に向上し、ばらつきも小さくできることが分かった。チタン層なしでも、実用上問題がないレベルの接合特性であるが、チタン層を介した半導体発光素子搭載用基板はプル強度が増して、接合特性がさらに良好になることが分かった。この実施例では、ニッケルーパラジウムめっきは、主な目的として、
ＬＥＤ素子形成後の電流導入端子のはんだ付け実装時の歩留まり、はんだ条件を広げるためで、さらに金をフラッシュめっき（厚さ換算で０．０５μｍ相当以下）を挿入しても良い。
【０１６８】
なお、基材、第１の金属層の一例である金属層１１、チタン層、アルミニウム反射層の順に形成しても、同様の効果が得られることを確認した。
【０１６９】
尚、上記第２２（１）（２）の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【０１７０】
［第２３の実施の形態］
図２１は本発明の第２３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２０に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、２３は基材のめっき層、４は基材２の一方面に形成されたアルミニウム反射層、１９はチタン層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板を構成する。半導体発光装置においてはこれを２組（２Ａ、２Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４Ａ上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４Ｂとを電気的に接続するボンティングワイヤーである。８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子の周囲に基材から離れるに従って半導体発光素子から離れる傾斜面８ｂと底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、８で形成される凹部を有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部に充填され半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。９に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、ＹＡＧなどを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【０１７１】
アルミニウム反射層４Ａ、４Ｂ、チタン層１９Ａ、１９Ｂは外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、発光素子から放射された光が外囲部内で反射されればよいためである。
【０１７２】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム反射層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム反射層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【０１７３】
かかる構成の半導体発光装置によれば、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０１７４】
［第２４の実施の形態］
図２２は本発明の第２４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、基材２の両面にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次湿式めっき法にて形成し、基材２の一方面の金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した点を特徴としている。基材２上にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。その場合、ニッケル層１７の厚さは０．４〜１．５μｍ、パラジウム層１８の厚さは０．０１〜０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さは０．１μｍ以下とすることができる。これら厚さは本発明者が効果を確認したものであるが、実装する素子によって若干の変更がある。アルミニウム反射層４の厚さは光反射特性の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい。
【０１７５】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。ニッケル層及びパラジウム層１８は、湿式めっき法、真空蒸着等の乾式どちらにおいても、本製品に必要な品質のめっき層を得ることは出来る。湿式めっきの方が、材料の全面（６面）にコーティングでき、低コストで製作できることが多く、本発明のニッケル層や、パラジウム層１８には湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【０１７６】
尚、ニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法にて成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【０１７７】
このニッケル層は、基材の銅の酸化による変色防止と、半導体発光素子搭載用基板が硬くなることでの取り扱い特性向上を目的として、厚さが０．４μｍから１．５μｍの間の値をとることができる。パラジウム層１８は、素子をはんだ付けにより実装する際、その接続部となる部分にパラジウム層１８とすることで、良いはんだ濡れ性を得るために設けることができる。パラジウム層１８としては、０．０１μｍから０．２μｍの厚さとされることが多いが、はんだ条件によって厚さを決定する。
【０１７８】
本実施の形態の効果は、アルミニウムを反射層として用いることで、高い反射率を確保できる。更に、０．０２μｍ以上の厚みのアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。即ち、上述の数値範囲のニッケル層１７は基材２の主たる材料である銅の拡散を防止ができること、上述の数値範囲のパラジウム層１８は実装時の鉛フリーはんだ材との濡れ性向上を図れること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は更にはんだの濡れ性の向上と長期保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。即ち、このような構造とすることではんだ付けに適した構造とすることができる。
【０１７９】
［第２５の実施の形態］
図２３は本発明の第２５の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２２に示す半導体発光素子搭載用基板と図２１の外囲器部分８及び光透過性樹脂部９を組み合わせた半導体発光装置の実施例である。図２１及び図２２と同じ部分は同じ符号で示している。
【０１８０】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅板を準備し、基材２の表面にニッケル層１７を厚さ１μｍ、パラジウム層１８を厚さ０．１μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さ０．０１μｍを順次湿式めっき法により作製する。更に、チタン層１９Ａ、１９Ｂ及びアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂを金フラッシュめっき層１０面上のはんだ接続に用いる部分を残し、且つ反射膜として使用する部分に部分蒸着し、はんだ接続部にはアルミニウムがなく、反射に用いる部分にはアルミニウム層がある材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、半導体発光素子搭載用のフレーム形状を作製し、２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）を略同一面に近接配置する。そして、基材２Ａ、２Ｂの近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺を予めくり貫いてある凹部を持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、表面電極とリードフレームを金ワイヤーボンディングで接続を行う。最後に、外囲器部分８の凹部内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【０１８１】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２を所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材上に各めっき層（１０、１７、１８）、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成することも可能である。更に，基材２については、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０１８２】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図１３に示した半導体発光素子６は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤーボンティングでもよい。
【０１８３】
更に、この実施の形態では金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち、高い精密度を問わないものの場合、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、除外することが可能である。パラジウム層１８に関しては、金属層の厚さを確保し、十分なはんだ濡れ性を得られればパラジウムを省略することも可能である。
【０１８４】
かかる構成の半導体発光装置によれば、図２１に示した半導体発光装置と同様に、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４Ａは良好な光反射特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０１８５】
［第２６の実施の形態］
図２４は本発明の第２６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図２２に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図２４（ａ）は基材２の一方面にのみニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、図２４（ｂ）は基材２の一方面に形成された金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図２４（ｃ）は基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、形成された金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成し、一部分を紙面で上方に１８０度折り曲げた例を、図２４（ｄ）は基材２の一方面に直接アルミニウム反射層４、チタン層１９を形成し、基材２の他方面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【０１８６】
図２４（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面にニッケル層１７をめっき法で厚さ０．４μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．０１μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、更に金フラッシュめっき層１０の一部上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することが出来る。尚、この例のように銅の基材上にニッケル、パラジウム、金、アルミニウムを順次積層する場合、アルミニウム反射層以外は湿式めっき法を用いることが出来る。アルミニウム反射層４、チタン層１９については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０１８７】
図２４（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、一部分にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成して構成する。図２４（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、全面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。これら例は半導体発光素子をチタン層１９、アルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施例では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面がニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【０１８８】
図２４（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、図２４（ａ）の例と同様に、ニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施されているため、これらの金属の使用量を抑えることができる。片面のみをめっきする場合は、２つの基材を貼り合わせてめっき工程に流し、その後分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４、チタン層１９は、上述したように厚みによっては下地による反射率の影響を受けやすくなるため、０．０２μｍ以上とすることが好ましい。全面にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成しているが、部分的にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成する構造にしても良い。図２４（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板を形成の後、基材の端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用できる。例えば、基材の外囲器から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント基板の上面に接触するように、曲げ加工して基材と接続する際に、この構成を用いることができる。即ち、基材の中央部分は、アルミニウム反射層として用い、基材の端部の下面はアウターリードとして、ニッケル−パラジウム側の面がプリント基板に接続される。
【０１８９】
［第２７の実施の形態］
図２５は本発明の第２７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は基材２の両面又は一方面にパラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた単層の金属層１１を形成し、金属層１１または基材２上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した構成になっている。（ａ）は基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、（ｂ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、（ｃ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、基材２の他方面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を夫々示している。
【０１９０】
パラジウムは銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有し、錫ははんだ付けしやすく廉価であるという利点があるが、若干酸化しやすいという欠点がある。銅−錫合金は銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。銅−ニッケル合金はニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【０１９１】
［第２８の実施の形態］
図２６は本発明の第２８の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴はチタン層１９、アルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図２６（ａ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｂ）は部分形成したチタン層１９、アルミニウム反射層４の外側の金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｃ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｄ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した金フラッシュめっき層１０上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示し、図２６(e)にこの半導体発光素子搭載用基板を用いた半導体発光装置の実施の形態の一例を示す概略断面図を示している。これら実施例では基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることなく、上述した各実施例で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２に直接チタン層１９、アルミニウム反射層４を形成する場合にも適用できる。
【０１９２】
この実施の形態における金めっき層１２は、チタン層１９、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは各めっき層（１０、１２、１７、１８）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【０１９３】
［第２９の実施の形態］
図２７は本発明の第２９の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。本実施の形態に係る半導体発光装置は、第２２乃至第２８の実施に形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いて例えばプリント配線基板に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分１ｂ、１ｃを形成している。この部分をプリント配線基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図２７（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図２７（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図２７（ｃ）はアウターリードを図２７（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることにより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示している。アウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【０１９４】
なお、第１金属層１１を設けた半導体発光素子搭載用基板よりも、はんだ１４の接触面側に１４ニッケル層、パラジウム層を設けた半導体発光素子搭載用基板の方が、好ましい。
【０１９５】
［第３０の実施の形態］
本実施の形態において、基材の上に第２２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設ける点では他の実施の形態と変わらない。ただし、アルミニウム反射層の炭素濃度は、１×１０２０個/ｃｍ３以下である。この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。
【０１９６】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０１９７】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基材上に、第２２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【０１９８】
表８にアルミニウム反射層中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例３８として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて、固定、発光装置用回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、チタン層を０．１μｍ、アルミニウム反射層を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。実施例３９の基材には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、ニッケル層０．７ｕｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例３９はアルミニウム反射層形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例３９のアルミニウム反射層中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。実施例４０は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、チタン層１９を０．１μｍ、アルミニウム反射層４を０．２μｍを形成した。実施例４０のアルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０１９９】
実施例３８ではチタン層の厚さを０．１μｍとしたが、チタン層の厚さは０．０１μｍ以上あれば、同様の効果を得ることができる。但し、チタン層の厚さは、成膜時プロセスの安定性を考慮すると、０．０５μｍ以上あることが望ましい。またチタン層の厚さが０．２μｍ以上では、平坦性が徐々に低下していくため、チタン層の厚さは０．２μｍ以下にすることが望ましい。
【０２００】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【０２０１】
表８からアルミニウム反射層の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個／ｃｍ３以下にすることが良いことが分かる。なお、本実施の形態には、エポキシ材やアクリル接着剤等の、有機材料を用いたことで、アルミニウム反射層内の炭素濃度が上昇したが、炭素の混入源として基材の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【０２０２】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間は１００ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０２０３】
［第３１の実施の形態］
図２８は本発明の第３１の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディング配線するための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【０２０４】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図２８は半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと基材２Ｂ、２Ｃのめっき層（３、１０）は同一構成の例で示したが、２Ａ、２Ｂ、２Ｃの基材のめっき層の構成は異なっていても良く、別々に製作されていても構わない。また、図２８は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。
【０２０５】
図２８は光発光素子の電極部分と給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０２０６】
発明者らは、上述の通り、アルミニウム反射層中の炭素濃度が金ワイヤーとアルミニウム反射層との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０２０７】
本発明半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した、本発明はこの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。また、上記各実施の形態の構成要素を本発明の要旨の範囲内で任意に組み合わせすることは可能である。
【０２０８】
（第３２〜第３８の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面側の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層と、その下に銀層若しくは銀合金層を有した半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【０２０９】
［第３２の実施の形態］
図２９は、本発明の第３２の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層、１９はアルミニウム反射層４の接合層となるチタン層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。
【０２１０】
基材２は、金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。基材２には、主にはんだ実装のために、銀層若しくは銀合金層３を被覆する。
【０２１１】
基材２は、この基材２の金属の材料としてこれに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材２は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。
【０２１２】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましい。
【０２１３】
基材２として銅合金材Ｃ−１９４を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板に湿式めっき法で銀層若しくは銀合金層（厚さ３μｍ）３を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてアルミニウム反射層４、チタン層１９を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０２１４】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。表面からアルミニウム反射層４直下の下地チタン層１９の最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層４の膜厚、チタン層１９の厚さは主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さとした。前述の銀層若しは銀合金層３である場合は、銀の信号強度比を用いることになる。
【０２１５】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表９に示すとおり、銅基材上に銀めっきを施した材料に、アルミニウム反射層４を上述の方法で作製し、今回、ヤマト科学製オーブンＤＴ−３１型を用い、大気中で１７０℃３時間続けて１５０℃４時間熱処理を行った。熱処理後、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。
【０２１６】
次に、硫化特性について、厚さ０．１ｕｍのアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成したサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、４８時間暴露した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と４８時間硫化後の反射率の比とした。その結果、初期反射率は９２％であったのに対し、耐硫化試験後の反射率は８７％と良好であることが分かった。
【０２１７】
なお、実施例４４として、基材２上の厚さ３μｍの銀層若しは銀合金層３上に厚さ０．１μｍのアルミニウム反射層４を設けたものは、熱処理を行わない場合、初期反射率９１％と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率比は９８%と良好であることを確認している。比較例４５として基材２上の厚さ３μｍの銀層若しは銀合金層３上に厚さ０．１μｍのアルミニウム反射層４を設けたもの（すなわち、実施例４４）を上記条件で熱処理を実施した場合、初期反射率が６２％と低下して×であり、硫化特性（初期反射率比）が、５５％と低下したことを確認している。
【０２１８】
実施例４４と比較例４５から、熱処理を施した場合には、銅が半導体発光素子搭載用基板の表面へ拡散し、初期反射率および耐硫化特性を悪化させる（耐熱性を悪化させる）が、チタン層を設けた場合は、銅の拡散の障壁となることにより、耐熱性を高く維持できる。
【０２１９】
本実施の形態によれば、基材２表面にアルミニウム反射層４とチタン層１９を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【０２２０】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。前述の製作方法で形成した半導体発光素子搭載用基板について、金ワイヤーとのボンディング特性を確認した。
【０２２１】
ワイヤーボンダーはＫ＆Ｓ社４５２２型で、直径２５μｍの金ワイヤー（田中貴金属製，ｔｙｐｅＣ）を用いてボンディング特性のプル強度を試験評価した。基材はプレス加工無しの銅合金（Ｃ−１９４：厚さ０．１５ｍｍ）に銀めっきしたもので、およびチタン層１９を０．１μｍ＋アルミニウム反射層４を０．１μｍを成膜した。表７に膜構造と金ワイヤープル試験の結果を示す。
【０２２２】
表７に示すように、チタン層１９を銅基材上の銀層若しは銀合金層３とアルミニウム反射層４の中間に入れることで、プル強度は実用上十分な強度を示すことが分かった。
【０２２３】
なお、上記第３２の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【０２２４】
［第３３の実施の形態］
図３０は、本発明の第３３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２９に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、３は基材２の銀層若しは銀合金層、４は基材２の一方の面に形成されたアルミニウム反射層、１９はチタン層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板１を構成する。
【０２２５】
半導体発光装置５においてはこれを２組（２Ａ、２Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４とを電気的に接続するボンディングワイヤである。８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子６の周囲に基材２から離れるに従って半導体発光素子６から離れる傾斜面８ｂと底面に位置するアルミニウム反射層４で形成される凹部８ａを有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部８ａに充填され半導体発光素子６を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。外囲器部分８に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、ＹＡＧなどを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【０２２６】
アルミニウム反射層４、チタン層１９は、外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、半導体発光素子６から放射された光が外囲器部分８内で反射されればよいためである。
【０２２７】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【０２２８】
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０２２９】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板１を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２Ａ、２Ｂを所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材２Ａ、２Ｂ上に銀層若しくは銀合金層３を形成後、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成することも可能である。銀層若しくは銀合金層３は湿式めっき形成にもちる方法が一般的であるが、真空蒸着法などの乾式めっき法で形成しても良い。更に，基材２Ａ、２Ｂについては、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０２３０】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図３０に示した半導体発光素子６は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤボンディングでもよい。
【０２３１】
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４は良好な光反射性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０２３２】
［第３４の実施の形態］
図３１は、本発明の第３４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図２９に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図３１（ａ）は基材２の一方の面にのみ銀層若しは銀合金層３を形成し、銀層若しは銀合金層３上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、図３１（ｂ）は基材２の一方の面に形成された銀層若しは銀合金層３上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図３１（ｃ）は基材２の銀層若しは銀合金層３の全面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に1８０度折り曲げた例を、図３１（ｄ）は基材２の一方の面に直接チタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、基材２の他方面に一例としてニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【０２３３】
図３１（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面に銀層若しは銀合金層３をめっき法で３μｍ形成し、銀層若しは銀合金層３の一部上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することができる。なお、この例のように銅の基材２上に銀、チタン、アルミニウムを順次積層する場合、銀層若しは銀合金層３は、乾式でも良いが湿式めっき法を用いることができる。銀層若しは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０２３４】
図３１（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２に銀層若しは銀合金層３をめっき法で厚さ３．０μｍ形成した後、一部分にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。図３１（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２に銀層若しは銀合金層３をめっき法で厚さ３．０μｍ形成した後、一部分にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。これらの例は半導体発光素子をチタン層１９、アルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施の形態では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面が、銀層、若しくはニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等に被覆されていても構わない。
【０２３５】
［第３５の実施の形態］
図３２は、本発明の第３５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、銀層若しくは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を1箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図３２（ａ）は銀層若しくは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｂ）は部分形成したチタン層１９、アルミニウム反射層４の外側の銀層若しくは銀合金層３上に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｃ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｄ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した銀層若しは銀合金層３上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示す。
【０２３６】
この実施の形態における金めっき層１２は、チタン層１９、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層１２が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは金めっき層１２は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【０２３７】
［第３６の実施の形態］
本発明の第３６の実施の形態として半導体発光装置について説明する。本実施の形態の代表的な使用状態は、図２７と同様である。本発明半導体発光装置は例えばプリント基板に実装して使用される。プリント基板１３に実装するために、第３２〜３５の実施の形態に代表される半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分２ｂ、２ｃを形成している。この部分をプリント基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図２７（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図２７（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図２７（ｃ）はアウターリードを図２７（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることにより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示している。アウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【０２３８】
［第３７の実施の形態］
本実施の形態において、第３２の実施の形態と同様に、基材２の上に銀若しくは銀合金層、チタン層、アルミニウム反射層を設けた構成である。ただし、アルミニウム反射層４の炭素濃度は、１×１０２０個／ｃｍ３以下である。
【０２３９】
この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンディングワイヤとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基板板上に、第３２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層４を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０２４０】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基板板上に、第３２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層４を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【０２４１】
表１０にアルミニウム反射層４中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例４７として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上に銀層３．０μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて、固定、発光装置回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、チタン層を０．１μm、アルミニウム反射層を０．２μｍ、成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０２４２】
実施例４８の基材２には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、銀層３．０μｍを湿式めっき法にて形成したものをアクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例４８はアルミニウム反射層４を形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例４８のアルミニウム反射層４中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は1×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０２４３】
実施例４９は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、チタン層１９を０．１μｍ、アルミニウム反射層４を０．２μｍ形成した。実施例４９のアルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０２４４】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【０２４５】
表１０からアルミニウム反射層４の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個/ｃｍ３以下にすることが良いことが分かる。
【０２４６】
なお、本実施の形態には、エポキシ材やアクリル接着剤等の、有機材料を用いたことで、アルミニウム層内の炭素濃度が上昇したが、炭素の混入源として基材の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【０２４７】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはKulicke & Soffa Industries, IncのＭＯＤＥＬ４５２２を使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度１Ｗ、超音波印加時間は２５ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０２４８】
［第３８の実施の形態］
図３３は、本発明の第３８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディング配線するための給電端子部の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【０２４９】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図３３は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２の裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などに半田付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。
【０２５０】
図３３は、光発光素子の電極部分と給電端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０２５１】
発明者らは、上述の通り、銀層若しくは銀合金層３層とアルミニウム反射層４間のチタン層１９が本材料の反射率に対する耐熱性、すなわち、熱処理後の反射特性および耐硫化特性が向上し、良好な反射率を硫化雰囲気下でも保持することが出来るという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０２５２】
本発明半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した、本発明はこの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。
【０２５３】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【符号の説明】
【０２５４】
１…基板、１ａ〜１ｃ…基板の部分、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…基材、…リード基材、３…銀層若しくは銀合金層、４、４Ａ、４Ｂ…アルミニウム反射層、５…半導体発光装置、６…半導体発光素子（ＬＥＤチップ）、７…ボンティングワイヤー、８…外囲器部分、８ａ…凹部、８ｂ…傾斜面、９…光透過性樹脂部、１０…金フラッシュめっき層、１１…金属層、１２…金めっき層、１３…プリント配線基板、１４…はんだ、１５…配線、１７…ニッケル層、１８…パラジウム層、１９、１９Ａ、１９Ｂ…チタン層、２０…アウターリード、２１…第１の折曲部、２２…第２の折曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）に代表される半導体発光装置は、銅に代表される金属基材、若しくは金属樹脂複合基材上にＬＥＤチップ又はＬＤチップを搭載し、ＬＥＤチップ又はＬＤチップ及び基材の一部を例えばモールド樹脂からなる外囲器で包囲した構成となっている。基材の外囲器から露出する部分が一方の外部端子となり、他方の外部端子は一端が外囲器内にあって例えばボンティングワイヤーによりＬＥＤチップ又はＬＤチップに電気的に接続されている。
【０００３】
このような構成の半導体発光装置は、ＬＥＤチップ又はＬＤチップで発生した光を効率よく外部に取り出すために、ＬＥＤチップ又はＬＤチップを搭載する基材の表面に光反射率の高い銀めっき層を形成して、ＬＥＤチップ又はＬＤチップの裏面（基材）側に放出された光を取り出し側に反射する構成にすることが知られ（特許文献１）、また、外囲器にＬＥＤチップ又はＬＤチップの周囲に基材から離れるに従ってＬＥＤチップ又はＬＤチップから離れる所謂傾斜面を持つ開口部を形成し、この傾斜面に光反射率の高い銀、銀ビスマス、銀ネオジウムから選ばれた金属層を形成して、ＬＥＤチップ又はＬＤチップから側方に放出された光を開口部の出口方向に反射させると共に、金属層をガス遮断性の高い樹脂層で覆うことにより硫化ガス等の大気中のガスが進入して銀と反応して黒化し反射率を低下することを防止することが知られて（特許文献２）いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９８２３号
【特許文献２】特開２０１０−１０２７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された半導体発光装置では、外囲器として使用する樹脂が硫化水素等の大気中のガスを透過させ、これらのガスと銀めっき層が反応して硫化等を生じ、黒化するため、銀めっき層の反射率が急激に低下するという問題がある。特許文献２に記載された半導体発光装置は特許文献１の問題を解決する一方法を開示しているが、外囲器樹脂材料の耐熱性のために、範囲が限定される問題があるのは特許文献２の記載の通りである。また、特許文献１の問題を解決する別の方法としては、銀めっき層の表面に硫化防止用の薄い有機保護膜を施すことも提案されている。しかし、ワイヤーボンディング前にワイヤーボンディング性を安定化させるために行うプラズマ洗浄等により保護層の劣化若しくは剥がれが生じ硫化防止効果が失われるという問題がある。
【０００６】
本発明の１つの目的は、硫化せずに、高い反射率を確保することができる半導体発光素子搭載用基板を提供することにある。
本発明の別の目的は、硫化せずに、高い反射率を確保することができる半導体発光装置を提供することにある。
本発明の別の目的は実施の形態及び実施例の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、金属部分からなる基材と、前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層と、を備えた半導体発光素子搭載用基板を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、金属部分からなる基材と、前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０１μｍ以上５μｍ以下の銀層若しくは銀合金層と、前記銀層若しくは銀合金層上に設けられた厚さ０．００６μｍ以上２μｍ以下のアルミニウム反射層と、を備えた半導体発光素子搭載用基板を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、上記の半導体発光素子搭載用基板と、前記半導体発光素子搭載用基板上に搭載された半導体発光素子と、前記半導体発光素子搭載用基板の一部を包囲し、前記半導体発光素子の周囲に前記半導体発光素子搭載用基板から離れるに従って前記半導体発光素子から離れる傾斜面、又は垂直面で形成される凹部を有する外囲器部分と、前記外囲器部分の前記凹部に充填され前記半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部とを備えた半導体発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基材表面にアルミニウム反射層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これはアルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して対薬品性が優れ硫化が起こりにくい特性を有することに起因している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図９】本発明の第１０の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の第１１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１１】本発明の第１２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１２】本発明の第１３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１３】本発明の第１４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図１７】本発明の第１８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１９の実施の形態である半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図１９】本発明の第２１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図２０】（Ａ）は、本発明の第２２（１）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図、（Ｂ）は、本発明の第２２（２）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２１】本発明の第２３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２２】本発明の第２４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２３】本発明の第２５の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である
【図２５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図２６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２８の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の概略断面図である。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２９の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。
【図２８】本発明の第３１の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図２９】本発明の第３２の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３０】本発明の第３３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【図３１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。
【図３３】本発明の第３８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１３】
（第１〜第１０の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層から半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【００１４】
半導体発光素子を搭載する少なくとも金属からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層とから構成した点にある。
【００１５】
基材の金属としては、銅、もしくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の点で望ましい。また、基材板の金属として、４２アロイ等の鉄ニッケル合金、鉄系フレーム材を用いることができる。
【００１６】
さらに、基材は、金属部分を含んでいればよい。例えば、基材は、樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この場合、樹脂は、基材上のアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。さらに、アルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材、無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。
【００１８】
基材２は金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。金属の材料として、これに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。アルミニウム反射層４の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましい。
【００１９】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の真空蒸着装置を用いてアルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウムの蒸着源としては、抵抗加熱源（出力１ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。アルミニウムの蒸着源としては、ロードロック方式において電子ビーム方式を使い、カーボン坩堝を用いてもよい。耐久性の良いカーボン坩堝等を適宜最適化することで安定した蒸着を連続して行うことができる。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４の形成方式は、蒸着方式でなくてもよい。即ち、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【００２０】
アルミニウム反射層４の膜厚測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometry）分析により行った。表面からアルミニウム反射層直下の下地層の主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚とした。前述の基材２が銅である場合は、銅の信号強度を用いることになる。
【００２１】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表１に示すとおり、厚さを変えたアルミニウム反射層を上述の方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。アルミニウムが非常に薄い場合、即ち、厚さが０．０１μｍ以下の場合は下地の金属の反射率（ここでは、銅）に影響を受け反射率が低くなった。次に、硫化特性について、各厚さのアルミニウム反射層４を形成したサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と９６時間硫化後の反射率の比とした。アルミニウム反射層を設けた場合、初期反射率に対して９０％未満まで低下するものはなかった。総合すると、半導体発光素子搭載用基板として、求められる特性として、初期反射率、硫化特性（すなわち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）ともに良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層の厚さが０．０２μｍ以上のものであった。
【００２２】
なお、比較例１として、基材上に銀層３μｍのみを設けた場合、初期反射率９３％と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率は２９％と大きく低下し、良くないことを確認している。比較例２として基材上にニッケル層（０．７μｍ）、パラジウム層（０．０５μｍ）のみを設けた例では、耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低く、×であることを確認している。
【００２３】
本実施の形態によれば、基材表面にアルミニウム反射層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【００２４】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。
【００２５】
尚、上記第１の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
図２は本発明の第２の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図１に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、４は基材２の一方面に形成されたアルミニウム反射層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板を構成する。半導体発光装置においてはこれを２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４Ａ上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４Ｂとを電気的に接続するボンティングワイヤー、８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子の周囲に基材から離れるに従って半導体発光素子から離れる傾斜面と底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂで形成される凹部を有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部に充填され半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。９に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Yttrium Aluminum Garnet）などを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【００２７】
アルミニウム反射層４は外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、発光素子から放射された光が外囲部内で反射されればよいためである。
【００２８】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム反射層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム反射層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【００２９】
かかる構成の半導体発光装置によれば、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【００３０】
［第３の実施の形態］
図３は本発明の第３の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、基材２の両面にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次湿式めっき法にて形成し、基材２の一方面の金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した点を特徴としている。基材２上にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。その場合、ニッケル層１７の厚さは０．４〜１．５μｍ、パラジウム層１８の厚さは０．０１〜０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さは０．１μｍ以下とすることができる。これら厚さは本発明者が効果を確認したものであるが、実装する素子によって若干の変更が可能である。アルミニウム反射層４の厚さは光反射特性の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、５μｍ程度でも可能であるが、乾式めっき法を用いた場合、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい（以下、同じ）。ここで、金フラッシュめっき層は、下地層の全面を覆うものだけではなく、下地層に対して斑状に形成されていることがある。このため、金フラッシュめっきの反射特性は、金層とその他の下地層の混合体となる。
【００３１】
アルミニウム反射層４の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。ニッケル層及びパラジウム層は、湿式めっき法、真空蒸着等の乾式どちらにおいても、本製品に必要な品質のめっき層を得ることは出来る。湿式めっきの方が、材料の６面全面にコーティングでき、低コストで製作できることが多く、本発明のニッケル層や、パラジウム層には湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【００３２】
尚、ニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法にて成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【００３３】
このニッケル層１７は、基材２の銅の酸化による変色防止と、半導体発光素子搭載用基板が硬くなることでの取り扱い特性向上を目的として、厚さが０．５μｍから１．０μｍの間の値をとることができる。パラジウム層は、素子をはんだ付けにより実装する際、その接続部となる部分にパラジウム層とすることで、良いはんだ濡れ性を得るために設けることができる。パラジウム層としては、０．０３μｍから０．０７μｍの厚さとされることが多いが、はんだ条件によって厚さを決定する。
【００３４】
本実施の形態の効果は、アルミニウムを反射層として用いることで、高い反射率を確保できる。更に、０．０２μｍ以上の厚みのアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。即ち、上述の数値範囲のニッケル層１７は基材２の主たる材料である銅の拡散を防止ができること、上述の数値範囲のパラジウム層１８は実装時の鉛（Ｐｂ）フリーはんだ材との濡れ性向上を図れること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は更にはんだの濡れ性の向上と長期保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。即ち、このような構造とすることはんだ付けに適した構造とすることができる。
【００３５】
［第４の実施の形態］
図４は本発明の第４の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図３に示す半導体発光素子搭載用基板と図２の外囲器部分８及び光透過性樹脂部９を組み合わせた半導体発光装置の実施例である。図２及び図３と同じ部分は同じ符号で示している。
【００３６】
基材２Ａ（２Ａ、２Ｂ）として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅板を準備し、基材２Ａ、２Ｂの表面にニッケル層１７を厚さ１μｍ、パラジウム層１８を厚さ０．１μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さ０．０１μｍを順次湿式めっき法により作製する。更に、アルミニウム反射層４（４Ａ、４Ｂ）を金フラッシュめっき層１０面上のはんだ接続に用いる部分を残し、且つ反射膜として使用する部分に部分蒸着し、はんだ接続部にはアルミニウム層がなく、反射に用いる部分にはアルミニウム層がある材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、半導体発光素子搭載用のフレーム形状を作製し、２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）を略同一面に近接配置する。そして、基材２Ａ、２Ｂの近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺を予めくり貫いてある凹部を持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、表面電極とリードフレームを金ワイヤーボンディングで接続を行う。最後に、外囲器部分８の凹部内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【００３７】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２Ａ、２Ｂを所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材上に各めっき層（１０、１７、１８）、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４を形成することも可能である。更に、基材２Ａ、２Ｂについては、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４（４Ａ、４Ｂ）を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【００３８】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図４に示した半導体発光素子は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤーボンディングでもよい。
【００３９】
更に、この実施の形態では金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち、高い精密度を問わないものの場合、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、除外することが可能である。パラジウム層１８に関しては、金属層の厚さを確保し、十分なはんだ濡れ性を得られればパラジウムを省略することも可能である。
【００４０】
かかる構成の半導体発光装置によれば、図２に示した半導体発光装置と同様に、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４Ａ、４Ｂは良好な光反射特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。更に、基材２Ａ、２Ｂとアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂとの間にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０からなる中間層を介在しているため、実装時の鉛フリーはんだ材との濡れ性向上が図れる。
【００４１】
［第５の実施の形態］
図５は本発明の第５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図３に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図５（ａ）は基材２の一方面にのみニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図５（ｂ）は基材２の一方面に形成された金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図５（ｃ）は基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、形成された金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に１８０度折り曲げた例を、図５（ｄ）は基材２の一方面に直接アルミニウム反射層４を形成し、基材２の他方面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【００４２】
図５（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面にニッケル層１７をめっき法で厚さ０．４μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．０１μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、更に金フラッシュめっき層１０の一部上にアルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することが出来る。尚、この例のように銅の基材上にニッケル、パラジウム、金、アルミニウムを順次積層する場合、アルミニウム反射層以外は湿式めっき法を用いることが出来る。アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【００４３】
図５（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、一部分にアルミニウム反射層４を形成して構成する。図５（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、全面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。これら例は半導体発光素子をアルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施例では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面がニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【００４４】
図５（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、図５（ａ）の例と同様に、ニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施されているため、これらの金属の使用量を抑えることができる。片面のみをめっきする場合は、２つの基材を貼り合わせてめっき工程に流し、その後分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４は、上述したように厚みによっては下地による反射率の影響を受けやすくなるため、０．０２μｍ以上とすることが好ましい。全面にアルミニウム反射層４を形成しているが、部分的にアルミニウム反射層４を形成する構造にしても良い。図５（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板を形成の後、基材の端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用できる。例えば、基材の外囲器から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント基板の上面に接触するように、曲げ加工して基材と接続する際に、この構成を用いることができる。即ち、基材の中央部分は、アルミニウム反射層として用い、基材の端部の下面はアウターリードとして、ニッケル−パラジウム側の面がプリント基板に接続される。
【００４５】
［第６の実施の形態］
図６は本発明の第６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は基材２の両面又は一方面にパラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた単層の金属層１１を形成し、金属層１１または基材２上にアルミニウム反射層４を形成した構成になっている。金属層１１は、Ａｇ以外の金属からなる第１金属層の一例である。
【００４６】
図６（ａ）は基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図６（ｂ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１上の一部にアルミニウム反射層４を形成した例を、図６（ｃ）は基材２の一方の面に金属層１１を形成し、基材２の他の方面にアルミニウム反射層４を形成した例を夫々示している。すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）は、金属層１１が半導体発光素子搭載用基板の表面の一部に露になっている例である。
【００４７】
パラジウムは銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有し、錫は半田付けしやすく廉価であるという利点があるが、若干酸化しやすいという欠点がある。銅−錫合金は銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。銅−ニッケル合金はニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【００４８】
［第７の実施の形態］
図７は本発明の第７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴はアルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図７（ａ）はアルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｂ）は部分形成したアルミニウム反射層４の外側の金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｃ）はアルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図７（ｄ）アルミニウム反射層４及びアルミニウム反射層４を形成した金フラッシュめっき層１０上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示し、図７（ｅ）にこの半導体発光素子搭載用基板を用いた半導体発光装置の実施の形態の一例を示す概略断面図を示している。これら実施例では基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることなく、上述した各実施例で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２に直接アルミニウム反射層４を形成する場合にも適用できる。
【００４９】
この実施の形態における金めっき層１２は、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは各めっき層（１０，１２，１７，１８）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【００５０】
［第８の実施の形態］
図８は本発明の第８の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。本実施の形態に係る半導体発光装置は、第１乃至第７の実施の形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いて例えばプリント配線基板に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分１ｂ、１ｃを形成している。この部分をプリント配線基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図８（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図８（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図８（ｃ）はアウターリードを図８（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示しているアウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【００５１】
［第９の実施の形態］
本実施の形態において、基材の上に第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設ける点では他の実施の形態と変わらない。ただし、アルミニウム反射層の炭素濃度は、１×１０２０個／ｃｍ３以下である。
【００５２】
この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。
【００５３】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【００５４】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【００５５】
表２にアルミニウム反射層中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例１１として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて固定、発光装置用回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、アルミニウム反射層を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【００５６】
実施例１２の基材には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、ニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例１２はアルミニウム反射層形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例１２のアルミニウム反射層中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。
【００５７】
実施例１３は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、アルミニウム反射層を０．２μｍ形成した。実施例１３のアルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【００５８】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【００５９】
表２からアルミニウム反射層の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個／ｃｍ３以下にすることが良いことがわかる。
【００６０】
なお、本実施の形態には、なお、エポキシ材を用いたことで炭素濃度が上がりボンディング性は他の実施例より悪かった。また、ボンディング性は実用的な範囲ではあったものの、アクリル接着剤等の有機材料を用いた場合もアルミニウム反射層内の炭素濃度が上昇した。ボンディング性を強く求める場合は、実施例１３のように樹脂を用いずに、半導体発光素子搭載用基材を形成後、すなわち、アルミニウム反射層形成後、樹脂を用いればよい。なお、アルミニウム反射層への炭素の混入源として基材の汚れ、スパッタ時のパージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【００６１】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間は１００ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【００６２】
発明者らは、上述の通り、アルミニウム反射層中の炭素濃度が金ワイヤーとアルミニウム反射層との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【００６３】
［第１０の実施の形態］
図９は本発明の第１０の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディングするための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【００６４】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図９は半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと基材２Ｂ，２Ｃに設けられためっき層（１０、１７、１８）は同一構成の例で示したが、２Ａ、２Ｂ、２Ｃの基材のめっき層の構成は異なっていても良く、別々に製作されていても構わない。また、図９は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。図９は光発光素子の電極部分と給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【００６５】
本発明の半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した本発明は、この構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。
【００６６】
（第１１〜第２１の実施の形態）
本発明に係る典型的な実施の形態である半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置の一つの主要な基本構成は、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に銀層若しくは銀合金層を設けること、その銀層若しくは銀合金層の上にアルミニウム反射層を設けることにある。
【００６７】
この半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置のもう一つの基本構成は、基材の半導体発光素子を搭載する面の少なくとも一部に金属層を介して銀層若しくは銀合金層を設けること、その銀層若しくは銀合金層の上に金属層を介してアルミニウム反射層を設けることにある。
【００６８】
このアルミニウム反射層の厚さとしては、０．００６μｍ以上２μｍ以下が好ましく、アルミニウム反射層の不純物炭素濃度が１×１０14個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下であることが望ましい。
【００６９】
銀層若しくは銀合金層は、アルミニウム反射層が十分薄い場合でも、光を反射できるよう、０．０１μｍ以上であることが望ましい。
【００７０】
基材と銀層若しくは銀合金層との間に介在する金属層としては、例えばパラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類又はその組み合わせが望ましい。銀層若しくは銀合金層とアルミニウム反射層との間に介在する金属層としては、例えば金が好ましく、その厚さとしては、０．１μｍ以下であることが好適である。
【００７１】
この基材の材料としては、例えば銅、若しくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の観点からみて望ましい。基材の他の材料としては、例えば４２アロイ等の鉄−ニッケル合金、鉄系フレーム材などを用いることができる。
【００７２】
この基材としては、金属部分を含んでいればよく、例えば樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この樹脂としては、例えば基材上の銀層、若しくは銀合金層とアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。このアルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材又は無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【００７３】
［第１１の実施の形態］
図１０を参照すると、同図において、全体を示す符号１は、第１１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板を概略的に示している。この基板１は、基材２と、その基材２の両面に形成された銀層若しくは銀合金層３と、その銀層若しくは銀合金層３を介して基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層４とにより主に構成されている。
【００７４】
この基材２は、金属、あるいは金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。その金属材料としては、制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は、銅又は銅合金からなる金属リードフレームである。
【００７５】
この基材２として銅板を使用する場合は、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。その量産化を考慮すると、銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材や個別材も使用できる。
【００７６】
この基材２として複合材を使用する場合は、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板を使用することができる。この樹脂材としては、硬質の板状のもの、又は薄い可撓性を有するものが使用できる。その代表的な一例としては、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。
【００７７】
このアルミニウム反射層４は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置を用い、バッチ処理、若しくは連続処理等により製造される。このアルミニウム反射層４の厚さとしては、反射率の観点から０．００６μｍ以上であることが好ましい。また、経済的な観点から２μｍ以下が妥当である。
【００７８】
以下に、半導体発光素子搭載用の基板１の製造方法について説明する。この製造に際しては、先ず、基材２として銅板を用意した。基材２に銅板を使用する場合は、基材２は、例えば長さ１００ｍ×幅５０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの寸法とし、銀層の厚さは、０．０２μｍとし、アルミニウム反射層４の厚さは、例えば０．０５μｍの寸法とした。
【００７９】
次に、基材２の両面に銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法で製作した。銀めっきにはシアン化銀めっき浴を用いるのが一般的であるが、ノンシアン浴を用いてもよい。めっきの際は、有機光沢材の添加、少量の金属塩（アンチモン、ニッケル、コバルト、錫、セレン等）の添加による光沢度を向上させることがある。また、めっき浴に、銀塩を加えるとともに、シアン化金カリウム等の金めっき原料を加えることで、銀合金めっきを行うことができる。同様に、白金、パラジウム、ロジウム、ニッケル、インジウム等の化合物塩を加えることで、銀合金めっきを行い、銀合金層に用いることがある。
【００８０】
次に、抵抗加熱式／バレル式の真空蒸着装置を用いて、銀層若しくは銀合金層３の片面にアルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるように１６枚に切断し、切断した基材２を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置した。そして、アルミニウムの蒸着源として抵抗加熱源（出力１ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気して、アルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。
【００８１】
アルミニウムの蒸着源としては、ロードロック方式において電子ビーム方式を使い、カーボン坩堝を用いてもよい。耐久性の良いカーボン坩堝等を適宜最適化することで安定した蒸着を連続して行うことができる。この第１１の実施の形態では、真空蒸着装置に自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等の市販の蒸着装置を使用してもよい。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でも構わない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４の形成方式は、蒸着方式でなくてもよく、例えばイオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【００８２】
このアルミニウム反射層４の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。アルミニウム反射層表面からアルミニウム反射層直下の下地層の主たる構成元素が、該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚とした。下地層が銀である場合は、銀の信号強度を用いることになる。
【００８３】
（アルミニウム反射層の評価）
このアルミニウム反射層４についての比較と評価を行った。実施例２１〜２５、及び比較例２１〜２４におけるアルミニウム反射層４の厚さに対する初期反射率、及び耐硫化特性を下記の表３にまとめて示す。
【００８４】
これらの初期反射率及び耐硫化特性を確認するにあたり、先ず、下記の表３に示す実施例２１〜２５、並びに比較例２１及び２２のように、厚さを７通りに変えたアルミニウム反射層４を上述の製造方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において、硫酸バリウムの反射率を１００％とし、初期反射率が７０％以上を特に良好とし、下記表３に○印で表した。一方、初期反射率が９０％未満を不良とし、下記表３に×印で表した。
【００８５】
下記表３から明らかなように、アルミニウム反射層４が非常に薄い場合、即ちアルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ未満である比較例２１及び２２のものは、下地層の金属の反射率（ここでは、銀）に影響を受け、初期反射率が良好であった。
【００８６】
この耐硫化特性においては、下記表３に示す実施例２１〜２５の厚さを有するアルミニウム反射層４を形成したサンプルについて、３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃、湿度８０％の条件下で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。この耐硫化特性は、下記表３において、初期反射率と９６時間硫化後の初期反射率の比として表した。
【００８７】
下記表３から明らかなように、アルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ以上である実施例２１〜２５のものは、初期反射率に対して８０％以上の高い耐硫化特性が得られた。
【００８８】
下記表３において、アルミニウム反射層４に代えて、基材２上に銀層のみ３μｍを設けた比較例２３のものは、初期反射率が９３％と良好であったが、耐硫化特性については、耐硫化試験後の反射率が２９％と大きく低下し、初期反射率と耐硫化特性とが両立しなかった。一方、基材２上にニッケル層（０．７μｍ）、及びパラジウム層（０．０５μｍ）を設けた比較例２４のものでは、耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低くなり、比較例２３と同様に、初期反射率と耐硫化特性とが両立しないことが分かった。
【００８９】
これらの結果から総合すると、半導体発光素子搭載用の基板１として求められる特性として、初期反射率、及び耐硫化特性（即ち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）の両方が良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層４の厚さが０．００６μｍ以上のものであった。初期反射率と耐硫化特性との両立を実現することができる。好ましくは、初期反射率が９０％以上であり、耐硫化特性が８０％以上であるという条件を満たすことが望ましい。
【００９０】
この基板１にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後、金ワイヤーをボンディングし、アルミニウム反射層４の膜厚０．００６μｍ以上の基板１に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下はほとんど見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。
【００９１】
（第１１の実施の形態の効果）
この第１１の実施の形態によれば、基材２の表面に銀層若しくは銀合金層３を介してアルミニウム反射層４を形成しているので、硫化せずに長期間に亘り高く、かつ、安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板、及びそれを使用した半導体発光装置が実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線領域では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ、銀に比較して硫化が起こりにくい特性を有するからである。
【００９２】
なお、上記第１１の実施の形態から得られる効果は、次の各実施の形態においても得られる。以下に、図１１〜図１９、及び表４を参照しながら、第１２〜第２１の実施の形態について具体的に説明する。
【００９３】
［第１２の実施の形態］
図１１を参照すると、図１１には、第１２の実施の形態である半導体発光装置が概略的に示されている。同図において、全体を示す符号５は、図１０に示す半導体発光素子搭載用の基板１を使用した半導体発光装置を示している。図示例による半導体発光装置５は、図１０に示す基板１を二組一対の金属リードフレームとして用いている。この一対の基板１は、基材２、銀層若しくは銀合金層３、及びアルミニウム反射層４により主に構成されており、略同一面上に近接して配置されている。
【００９４】
これらの基板１のうち、一方の基板１のアルミニウム反射層４上には、図１１に示すように、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）６が搭載されている。他方の基板１のアルミニウム反射層４上には、半導体発光素子６と接続するボンティングワイヤー７が接合して配置されている。
【００９５】
この半導体発光装置５には、図１１に示すように、一対のアルミニウム反射層４，４及び半導体発光素子６を除いて、一対の基材２，２の側面同士が近接している部分を包囲する樹脂製の外囲器部分８が形成されている。この外囲器部分８は、基材２から離れる方向に末広がり状に形成された傾斜面８ｂにより開口した凹部８ａを有している。この凹部８ａ内には、半導体発光素子６を封止する光透過性樹脂が充填されており、光透過性樹脂部９が形成されている。この光透過性樹脂部９は、外囲器部分８の一部を構成している。この光透過性樹脂部９に蛍光体材料、例えばＹＡＧなどを混ぜることで、半導体発光素子６を４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤからなる擬似白色ＬＥＤ装置として用いることができる。
【００９６】
なお、外囲器部分８は、基材２から離れる方向に末広がり状に形成された傾斜面８ｂをもつ凹部８ａを有しているが、図示例に限定されるものではなく、例えば傾斜面８ｂに代えて、基材２に対して起立する垂直面で形成される凹部であってもよい。また、アルミニウム反射層４は、外囲器部分８の内側の略全面か、若しくは一部を除いた残りの部分に形成されていればよい。その理由は、半導体発光素子６から放射された光が外囲器部分８内で反射されればよいためである。
【００９７】
このアルミニウム反射層４を形成する具体的な方法としては、以下の様々な方法があり、それらの何れを用いてもよい。
（１）アルミニウム反射層４の形成時の成膜装置により、外囲器部分８の領域以外を遮蔽する機能を設ける方法。
（２）基材２の全面にアルミニウム反射層４を成膜した後、外囲器部分８の領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等によりマスキングし、その後、アルミニウムをエッチング除去する方法。
【００９８】
（第１２の実施の形態の効果）
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８の凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４，４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４，４の反射作用で凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光素子６からの光量を増やす効果を奏する。このアルミニウム反射層４は、上述のように、良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することができる。
【００９９】
［第１３の実施の形態］
図１２には、第１３の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。同図において、上記第１１の実施の形態と異なるところは、銀層若しくは銀合金層３上に金フラッシュめっき層１０を介してアルミニウム反射層４を形成した基板１にある。図示例にあっては、基板１は、基材２の両側全面に銀層若しくは銀合金層３，３、及び金フラッシュめっき層１０，１０を順次湿式めっき法により形成し、基材２の一方側の金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成している。
【０１００】
基材２の両面に銀層若しくは銀合金層３，３、及び金フラッシュめっき層１０，１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。実装する素子によって適宜に設定することはできるが、銀層若しくは銀合金層３の厚さを１．０〜５μｍの寸法とし、金フラッシュめっき層１０の厚さを０．１μｍ以下の寸法とすることが好適である。アルミニウム反射層４の厚さとしては、耐硫化特性の観点から０．００６μｍ以上２μｍ以下が好ましい。
【０１０１】
このアルミニウム反射層４の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。銀層若しくは銀合金層３は、湿式めっき法や真空蒸着等の乾式どちらにおいても、半導体発光装置に必要な品質のめっき層を得ることができる。湿式めっきの方が、材料の６面全面にコーティングでき、かつ、低コストで製作できることが多く、銀層若しくは銀合金層３としては湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【０１０２】
なお、銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法で成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【０１０３】
（第１３の実施の形態の効果）
この第１３の実施の形態によれば、アルミニウムを反射層として用いることで良好な耐硫化特性を確保することができる。更に、０．００６μｍ以上の厚みを有するアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。
【０１０４】
即ち、上述の数値範囲の銀層若しくは銀合金層３は、基材２の主たる材料である銅の拡散を防止することができること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は、はんだ濡れ性の向上と長期的な保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。この第１３の実施の形態のような基板構造とすることで、はんだ付けに適した基板１が効果的に得られる。
【０１０５】
［第１４の実施の形態］
図１３を参照すると、図１３には、図１２に示す基板１を使用した第１４の実施の形態である半導体発光装置５が概略的に示されている。この半導体発光装置５にあっても、図１１に示す第１２の実施の形態における外囲器部分８、及び光透過性樹脂部９を有している。
【０１０６】
半導体発光装置５を製造するにあたり、基材２として銅板を使用する場合は、例えば長さ１００ｍ×幅５０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの長尺の銅板を準備し、基材２の表面に銀層若しくは銀合金層３を厚さ３μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．０１μｍに順次湿式めっき法により作製する。更に、金フラッシュめっき層１０上のはんだ接続に用いる部分を残して、反射膜として使用する部分にアルミニウム反射層４を部分蒸着する。これにより、金フラッシュめっき層１０のはんだ接続部には、アルミニウムがなく、金フラッシュめっき層１０の反射に用いる部分にはアルミニウム反射層４が存在する材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、基材２を半導体発光素子搭載用のフレーム形状に作製する。
【０１０７】
次に、一対の基板１，１を略同一面上に近接して配置する。一対の基材２，２の近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺をくり貫いてある凹部８ａを持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に、アルミニウム反射層４上に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、半導体発光素子６の表面電極とリードフレーム（基板１）とを金からなるボンティングワイヤー７により接続する。最後に、外囲器部分８の凹部８ａ内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器部分８の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【０１０８】
この第１４の実施の形態では、基板１を作製した後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形する一例を説明したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２を所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材２上に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０の各層、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４を形成することも可能である。更に、基材２については、銅からなる場合について説明したが、樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いてもよい。また、プリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４を形成して用いることができる。このように、目的、構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０１０９】
搭載する半導体発光素子６としては、例えばＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図１３に示した半導体発光素子６は、上面と下面の電極を形成した縦方向素子を例示したが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合は、電極面を表面側（図１３では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続する所謂フリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式も用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに、銅系のワイヤーボンディングやアルミニウムからなるワイヤーボンディングであってもよい。
【０１１０】
更に、この第１４の実施の形態では、金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち高い精密度を問わない場合は、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、金フラッシュめっき層１０を除外することが可能である。
【０１１１】
（第１４の実施の形態の効果）
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置する一対のアルミニウム反射層４，４の存在によって、図１１に示した半導体発光装置５と同様に、半導体発光素子６から放出された光が一対のアルミニウム反射層４，４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４は良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することができる。更に、基材２とアルミニウム反射層４との間に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０からなる中間層が介在しているため、実装時のＰｂフリーはんだ材との濡れ性の向上が図れる。
【０１１２】
［第１５の実施の形態］
図１４には、第１５の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。この第１５の実施の形態は、図１２に示す第１３の実施の形態である基板１の変形例であり、上記第１３の実施の形態に係る基板１と基本的な構成において変わるところはない。
【０１１３】
上記第１３の実施の形態と大きく異なるところは、図１４（ａ）に示すように、基材２の一方面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を順次形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にアルミニウム反射層４を形成した構成例にあり、図１４（ｂ）に示すように、基板１の一側端部分を金フラッシュめっき層１０側に略９０度折り曲げた構成例にある。
【０１１４】
上記第１３の実施の形態と大きく異なる他の構成例としては、図１４（ｃ）に示すように、基材２の全面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を形成し、その金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成し、基板１の一側端部分を金フラッシュめっき層１０側に１８０度折り曲げた構成例にあり、図１４（ｄ）に示すように、基材２の一方面にアルミニウム反射層４を直接形成し、基材２の他方面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を形成した構成例にある。
【０１１５】
図１４（ａ）に示す基板１は、銅からなる基材２の片面に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ３μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の一部上面にアルミニウム反射層４を蒸着法により形成している。なお、この構成例のように銅の基材２上に銀若しくは銀合金、金、アルミニウムを順次積層する場合は、アルミニウム反射層４以外は湿式めっき法を用いることができる。アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため、真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、例えば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０１１６】
図１４（ｂ）に示す基板１は、基材２に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ２μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の一部表面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。図１４（ｃ）に示す基板１は、基材２に銀層若しくは銀合金層３をめっき法で厚さ１．５μｍに、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍに順次形成した後、金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４を形成して構成する。
【０１１７】
図１４（ｂ）及び（ｃ）に示す構成例は、半導体発光素子６をアルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２を折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお、この第１５の実施の形態では、基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面が銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【０１１８】
図１４（ｄ）に示す基板１は、銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施している。そのため、これらの金属の使用量を抑えることができる。基材２の片面のみをめっきする場合は、２つの基材２，２を貼り合わせてめっき工程に流し、その後に分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４は、上述したように厚みによっては下地層による反射率の影響を受けやすくなるため、０．００６μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましい。基材２の全面にアルミニウム反射層４を直接形成しているが、基材２の表面にアルミニウム反射層４を部分的に直接形成する構造にしてもよい。
【０１１９】
（第１５の実施の形態の効果）
この第１５の実施の形態にあっても、上記第１３の実施の形態と同様の効果が得られる。それに加えて、図示例による基板１を形成した後、その端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用することができる。その一例としては、例えば基板１の外囲器部分８から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント配線基板の上面に接触するように曲げ加工して基板１と接続する際に用いることができる。即ち、基板１の中央部分はアルミニウム反射層４として用い、基板１の端部の下面はアウターリードとして金フラッシュめっき層１０側の面がプリント配線基板に接続される。
【０１２０】
［第１６の実施の形態］
図１５を参照すると、図１５には第１６の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。同図において、上記各実施の形態と大きく異なるところは、基材２の両面又は一方面に、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた金属層１１を形成し、この金属層１１、又は基材２上に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３上にアルミニウム反射層４を形成した構成にある。
【０１２１】
この基板１の構成例としては、図１５（ａ）に示すように、基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１の全面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の一部表面にアルミニウム反射層４を形成した構成例があり、図１５（ｂ）に示すように、基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１の全面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の一部表面にアルミニウム反射層４を形成した構成例がある。この基板１の他の構成例としては、図１５（ｃ）に示すように、基材２の一方面に金属層１１を形成し、基材２の他方面に銀層若しくは銀合金層３を形成し、その銀層若しくは銀合金層３の全面にアルミニウム反射層４を形成した構成例がある。
【０１２２】
（第１６の実施の形態の効果）
この第１６の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。この金属層１１の構成成分であるパラジウムは、銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有する。一方の錫は、若干酸化しやすいものの、はんだ付けしやすく廉価であるという利点がある。金属層１１の構成成分であるニッケルは、銅の拡散を抑える効果や、硬さを増す利点があり、金属層１１の構成成分である銅−錫合金は、銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。金属層１１の構成成分である銅−ニッケル合金は、ニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【０１２３】
［第１７の実施の形態］
図１６には、第１７の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板が概略的に示されている。この第１７の実施の形態にあっても、上記第１３及び第１４の実施の形態に係る基材２、銀層若しくは銀合金層３、アルミニウム反射層４、及び金フラッシュめっき層１０と基本的な構成において変わるところはない。図示例においては、この基板１の基本構成は、アルミニウム反射層４、又は金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所に形成したことにある。
【０１２４】
この基板１の一例としては、図１６（ａ）に示すように、アルミニウム反射層４上の一部表面に金めっき層１２を形成した構成例があり、図１６（ｂ）に示すように、金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４とは同一面上に金めっき層１２を形成した構成例がある。
【０１２５】
この基板１の一例としては更に、図１６（ｃ）に示すように、金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した構成例があり、図１６（ｄ）に示すように、金フラッシュめっき層１０、及び金フラッシュめっき層１０の一部表面に部分形成したアルミニウム反射層４の全面に金めっき層１２を形成した構成例がある。
【０１２６】
（第１７の実施の形態の効果）
この第１７の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１２７】
［第１８の実施の形態］
図１７を参照すると、図１７には、上記第７の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板１のうち、図１６（ａ）に示す基板１を用いた半導体発光装置の一例が概略的に示されている。図１７に示す半導体発光装置５にあっても、一対の基板１，１は、略同一面上に近接して配置されている。金めっき層１２には、半導体発光素子６と電気的に接続するボンティングワイヤー７が接合して配置されている。残余の構成は、上記各実施の形態と変わるところはない。
【０１２８】
上記第１７及び第１８の実施の形態では、基材２の全面に銀層若しくは銀合金層３、及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることはない。上述した各実施の形態で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２にアルミニウム反射層４を直接形成する場合にも適用することができる。
【０１２９】
（第１８の実施の形態の効果）
この第１８の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られる。上記第１７及び第１８の実施の形態における金めっき層１２は、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子６の電気的接続に利用することができる。図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）に示す基板構成では、金めっき層１２が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めるとよい。なお、ここでは、各めっき層（３、１０、１２）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成してもよい。
【０１３０】
［第１９の実施の形態］
図１８を参照すると、図１８には第１９の実施の形態である半導体発光装置の代表的な使用状態が示されている。この半導体発光装置５は、上記第１１乃至第１８の実施の形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いた半導体発光装置であり、例えばプリント配線基板１３に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、基板１は、外囲器部分８の側面から外部へ向けて直線状に伸びる部分（アウターリード）２０をプリント配線基板１３側に折曲形成した第１の折曲部２１と、プリント配線基板１３に対して水平に折曲形成した第２の折曲部２２とを有している。この第２の折曲部２２は、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分、外囲器部分８の下面より下方、又は外囲器部分８の上面よりも上方に位置する部分を形成している。この第２の折曲部２２は、はんだ１４によりプリント配線基板１３の配線１５に接着されている。アウターリード２０は、半導体発光素子搭載用基板１の一部である。
【０１３１】
このアウターリード２０は、各めっき層（３、１０、１２）を含んでいる。このアウターリード２０の一例としては、図１８（ａ）に示すように、アウターリード２０の中間部を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは反対側に略９０度に折り曲げた第１の折曲部２１と、外囲器部分８から離れる水平方向に略９０度に折り曲げた第２の折曲部２２とを有するアウターリードからなり、このアウターリード２０の第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａの底面側の下面と略同一面に折曲形成した構成例がある。
【０１３２】
このアウターリード２０の他の一例としては、図１８（ｂ）に示すように、第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは反対側の下面に沿って折曲形成した構成例があり、図１８（ｃ）に示すように、アウターリード２０の中間部を外囲器部分８の凹部８ａの開口側とは同一方向に略９０度に折り曲げた第１の折曲部２１と、外囲器部分８に接近する水平方向に略９０度に折り曲げた第２の折曲部２２とを有するアウターリードからなり、このアウターリード２０の第２の折曲部２２を外囲器部分８の凹部８ａにおける開口側の上面に沿って折曲形成した構成例がある。図１８（ｃ）に示す構成例は、プリント配線基板１３に光透過穴を開けてプリント配線基板１３側に光を取り出す場合、若しくはプリント配線基板１３にガラスや透明樹脂などの光透過性材料を用い、プリント配線基板１３側に光を取り出す場合に用いられる。
【０１３３】
（第１９の実施の形態の効果）
この第１９の実施の形態にあっても、上記第１１の実施の形態と同様の効果が得られることに加えて、このアウターリード２０の折曲形態としては、図示例に限定されるものでなく、半導体発光装置５が使用される用途毎に相応しい各種の形状を採用することができる。
【０１３４】
［第２０の実施の形態］
この第２０の実施の形態においては、基材２上に銀層若しくは銀合金層３を介してアルミニウム反射層４を設けた点では、図１０に示す第１１の実施の形態と変わるところはない。この第２０の実施の形態に係る基板１の構成は、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下に設定した点で、上記第１の実施の形態とは異なっている。
【０１３５】
この第２０の実施の形態に係る基板１とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。通常、半導体素子と本件のようなリードフレーム材料との実装技術において、電気的接続方式としてワイヤーボンディングが一般的であり、近年、一部の素子実装技術にフリップチップのボールバンプ接続なども行われるようになってきたが、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属ワイヤーでのボンディングによる接続が行われている。
【０１３６】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたもの（ワイヤーボール）を先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を１ｓｔボンディングとすることが多い。この第２０の実施の形態においては、ワイヤーボンダーに、ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ボンティングワイヤーを使用した。ボンディング条件としては、ワイヤボール径を７０μｍ、加重を100g、超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間１００ｍｓで実施した。上記第１１の実施の形態と同様に、銅の基板上にアルミニウム反射層４を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０１３７】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極に１ｓｔボンディングを実施した後、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極に、ステッチボンディングすることをいう。ステッチボンディングとは、ワイヤーが繋がった状態において、ボール形成等、ワイヤー形状を加工できないため、そのまま、基材に圧接、引張切断することをいう。１ｓｔボンディングと２ｎｄボンディングを連続して実施することで、ワイヤー接続は完成される。この第１０の実施の形態においては、上記第１１の実施の形態と同様に、ワイヤーの先端を、銅からなる基板１上にアルミニウム反射層４を設けたものにこすりつける形で圧着した。
【０１３８】
下記の表４にアルミニウム反射層４中の炭素濃度と、金からなるボンティングワイヤー７との接合強度の関係を示す。
【０１３９】
下記表４に示す実施例２６は、厚さ１２５μｍのポリイミド樹脂フィルムの全面に厚さ７０μｍの銅からなる基材２、厚さ２μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法により形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材であり、アルミニウム反射層４を形成した後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成したものである。この実施例６のアルミニウム反射層４中の炭素濃度をＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０１４０】
下記表４に示す実施例２７は、鉄入り銅合金に厚さ３μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法により形成し、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置にステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、厚さ０．２μｍのアルミニウム反射層４を形成した。この実施例２７のアルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０１４１】
下記表４に示す実施例２８は、厚さ０．１５ｍｍの銅基材上に厚さ３μｍの銀層若しくは銀合金層３を湿式めっき法にて形成したものを打ち抜きプレス加工して、これを厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板上に耐熱アクリル樹脂接着剤により固定し、発光装置用回路基板を形成したものである。この基材を前述の真空蒸着装置に取り付け、アルミニウム反射層４を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここで、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は、該アルミニウム反射層４内での炭素濃度の最小濃度とした。その結果、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０１４２】
評価基準としては、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合は良好とし、下記表４に○印で表した。０．３９Ｎ未満のシェア強度を持つ場合は不良とし、下記表４に×印で表した。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合は良好とし、下記表４に○印で表した。０．０４９Ｎ未満のシェア強度を持つ場合は不良とし、下記表４に×印で表した。
以上の実施例では、１ｓｔと２ｎｄボンディング強度の強度を分離して測定するために、シェア試験を実施してきたが、シェア試験でワイヤー接続強度を評価するのは、非常に時間と手間が掛かるため、一般的にはワイヤー接続強度を評価するには、プル試験を用いることが多い。プル試験とは、１ｓｔと２ｎｄ間のワイヤーにフックを架け、上に引っ張り上げて破断する荷重と、破断位置、形状を評価することで、接続された金線の強度以上は測定できない。我々は、今回、Ｄｅｇｅ社のボンドテスターシリーズ4000を用い、以下のプル試験を実施した。
【０１４３】
表４から明らかなように、アルミニウム反射層４の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上である実施例２８では、接合強度が低下するので、実施例２６及び２７のように、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下にすれば、ボンディング接合強度が良好であるということが分かる。
【０１４４】
なお、この第２０の実施の形態では、エポキシ材やアクリル接着剤等の有機材料を用いたことで、アルミニウム反射層４内の炭素濃度が上昇した。これは、炭素の混入源として基材２の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などのさまざまな要因が考えられる。
【０１４５】
また、ボンディングテストにおけるワイヤーボンダーは、ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ボンティングワイヤーを使用した。ボンディング条件としては、超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間１００ｍｓで実施した。株式会社レスカ製のボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社製のＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０１４６】
（第２０の実施の形態の効果）
この第２０の実施の形態によれば、アルミニウム反射層４の炭素濃度を１×１０２０個／ｃｍ３以下に設定することで、上記第１１の実施の形態の効果に加えて、ボンディング性に優れた半導体発光素子搭載用基板、及びそれを使用した半導体発光装置が得られる。
【０１４７】
［第２１の実施の形態］
図１９を参照すると、図１９には、第２１の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板、及び半導体発光装置が概略的に示されている。同図において、この第２１の実施の形態における基本の構成は、半導体発光素子６が独立した基材２Ａにマウントされ、通電に利用される基材２Ｂ、２Ｃ上にマウントされていないことにあり、上記各実施の形態とは大きく異なっている。図示例では、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくは銅などの金属箔を細線状にプレス等で加工したものを用いる所謂インナーリードと呼ばれる配線材によりボンディング配線するための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃ上にアルミニウム反射層４を設けていない。
【０１４８】
ワイヤーボンディングの先端にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４が存在しない場合は、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することで、ボンディング条件の範囲が拡張され、組立速度や歩留りがよくなる。
【０１４９】
図１９においては、半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと、一対の基材２Ｂ，２Ｃの銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０とを同一の構成例で示したが、基材２Ａ、及び基材２Ｂ、２Ｃの銀層若しくは銀合金層３、金フラッシュめっき層１０の構成は異なっていてもよく、別々に製作されていても構わない。この接合は、ワイヤーやインナーリードとの圧接接合となるので、接合面の主たる材料は、金、銀、パラジウム、又はそれらが主たる構成元素となる合金であることが望ましい。
【０１５０】
図１９においては更に、基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの下部が外囲器部分８の樹脂で覆われている構成例を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面、又は一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することができるとともに、光出力を大きくすることができる。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は、上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あればよく、上部電極と接続する複数の給電用端子をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数の給電用端子を用いる場合は、大電流駆動時や発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり、使い分けている。
【０１５１】
図１９においては更に、半導体発光素子６の電極部分と基材２Ｂ、２Ｃの給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続する場合を例示したが、接続用のパターニングされた配線材によるリードを作成し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０１５２】
本件発明者等は、上述の通り、アルミニウム反射層４中の炭素濃度が金からなるボンティングワイヤー７とアルミニウム反射層４との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０１５３】
以上の説明からも明らかなように、本発明の半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置の代表的な構成例を上記各実施の形態、及び図示例などに基づいて説明したが、本発明は上記各実施の形態、及び図示例などの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。
【０１５４】
（第２２〜第３１の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面側の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層とその下にチタンを含有する金属層を有した半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【０１５５】
基材の金属としては、銅、もしくは銅合金からなる基材が電気抵抗、熱抵抗の点で望ましい。また、基材板の金属として、４２アロイ等の鉄ニッケル合金、鉄系フレーム材を用いることができる。
【０１５６】
さらに、基材は、金属部分を含んでいればよい。例えば、基材は、樹脂上に銅を張り合わせた銅張り板を用いることができる。この場合、樹脂は、基材上のアルミニウム反射層を形成する面とは反対側の面に形成される。さらに、アルミニウム反射層が形成される面とは反対側の基材の表面は、有機材、無機材との複合化された構成を含むものを用いることもできる。
【０１５７】
［第２２（１）の実施の形態］
図２０（Ａ）は本発明の第２２（１）の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、１１は第１金属層の一例である金属層、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層、１９はアルミニウム反射層の接合層となるチタン層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。チタン層１９は、チタンを含有する金属層の一例である。基材２は金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。基材２にははんだ実装のために、ニッケル、もしくはニッケル合金の単層、もしくは、パラジウム、金などを更に被覆した複合層の構成は一般的で、本実施例では１１金属層（めっき層）である。金属の材料として、これに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい。
【０１５８】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板に金属層１１として錫（１μｍ）のメッキを施した。なお、錫の場合は、１〜５μｍ程度が好ましい。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてチタン層１９、アルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０１５９】
［第２２（２）の実施の形態］
図２０（Ｂ）に本発明の第２２（２）の実施の形態である半導体発光素子搭載用基板の概略断面図を示す。基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板にニッケル−パラジウムめっき層材（ニッケル０．７μｍ、パラジウム０．１μｍ）を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてチタン層１９、アルミニウム反射層４を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０１６０】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。表面からアルミニウム反射層直下の下地チタン層の最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層の膜厚、チタン層の厚さは主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さとした。前述の基材２が銅である場合は、銅の信号強度を用いることになる。
【０１６１】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表５の実施例３３〜実施例３７に示すとおり、上述したニッケル０．７μｍ、パラジウム０．１μｍの上に、チタン層を０．０５μｍとなるようにメッキで形成し、厚さを変えたアルミニウム反射層を、上述の方法で作製し、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上９８％以下を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。アルミニウムが非常に薄い場合、即ち、厚さが０．０１μｍ以下の場合は下地の金属の反射率（ここでは、パラジウム）に影響を受け反射率が低くなった。次に、硫化特性について、上記のサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、９６時間噴霧した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と９６時間硫化後の反射率の比とした。アルミニウム反射層を設けた場合、初期反射率に対して９０％未満、（反射率として８１％未満）まで低下するものはなかった。総合すると、半導体発光素子搭載用基板として、求められる特性として、初期反射率、硫化特性（すなわち、硫化されうる環境下での使用後の反射率）ともに良好であることが確認されたのは、アルミニウム反射層の厚さが０．０２μｍ以上のものであった。
【０１６２】
なお、比較例３１として、基材上に銀層３μｍのみを設けた場合、初期反射率９３%と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率は２９%と大きく低下し、良くないことを確認している。比較例３２として基材上にニッケル層（０．７μｍ）パラジウム層（０．０５μｍ）のみを設けた例では耐硫化特性は良好であるものの、初期反射率が６３％と低く、×であることを確認している。
【０１６３】
なお、比較例３３および３４は、ニッケル層１７、パラジウム層１８、チタン層１９は、実施例３３と同様に設け、その上のアルミニウム反射層が薄い場合で、十分な初期反射特性を有していない。
【０１６４】
本実施の形態によれば、基材表面にアルミニウム反射層とチタン層を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【０１６５】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。前述の製作方法で形成した半導体発光素子搭載用基板について、金ワイヤーとのボンディング特性を確認した。ワイヤーボンダーはＫ＆Ｓ社４５２２型を用い、直径２５μｍの金ワイヤー（田中貴金属製,ｔｙｐｅＣ）を用いてボンディング特性のプル強度をＤｅｇｅ社のボンドテスターシリーズ4000を用い試験評価した。
【０１６６】
基材はプレス加工無しの銅合金（Ｃ−１９４：厚さ０．１５ｍｍ）、ニッケル（厚さ０．７μｍ）−パラジム(厚さ０．０５μｍ)をめっきしたもので、Ａｌアルミニウム層単独（厚さ０．１μｍ）、及びチタン層（厚さ０．１μｍ）＋アルミニウム層（厚さ０．１μｍ）の２種を成膜した。表６に膜構造と金ワイヤープル試験（サンプル数１０個）の結果を示す。
【０１６７】
表６に示すように、基材、ニッケル、パラジウムめっき、チタン層、アルミニウム反射層の順となるように設けることで、プル強度は大幅に向上し、ばらつきも小さくできることが分かった。チタン層なしでも、実用上問題がないレベルの接合特性であるが、チタン層を介した半導体発光素子搭載用基板はプル強度が増して、接合特性がさらに良好になることが分かった。この実施例では、ニッケルーパラジウムめっきは、主な目的として、
ＬＥＤ素子形成後の電流導入端子のはんだ付け実装時の歩留まり、はんだ条件を広げるためで、さらに金をフラッシュめっき（厚さ換算で０．０５μｍ相当以下）を挿入しても良い。
【０１６８】
なお、基材、第１の金属層の一例である金属層１１、チタン層、アルミニウム反射層の順に形成しても、同様の効果が得られることを確認した。
【０１６９】
尚、上記第２２（１）（２）の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【０１７０】
［第２３の実施の形態］
図２１は本発明の第２３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２０に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、２３は基材のめっき層、４は基材２の一方面に形成されたアルミニウム反射層、１９はチタン層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板を構成する。半導体発光装置においてはこれを２組（２Ａ、２Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４Ａ上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４Ｂとを電気的に接続するボンティングワイヤーである。８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子の周囲に基材から離れるに従って半導体発光素子から離れる傾斜面８ｂと底面に位置するアルミニウム反射層４Ａ、８で形成される凹部を有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部に充填され半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。９に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、ＹＡＧなどを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【０１７１】
アルミニウム反射層４Ａ、４Ｂ、チタン層１９Ａ、１９Ｂは外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、発光素子から放射された光が外囲部内で反射されればよいためである。
【０１７２】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム反射層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム反射層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【０１７３】
かかる構成の半導体発光装置によれば、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０１７４】
［第２４の実施の形態］
図２２は本発明の第２４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、基材２の両面にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次湿式めっき法にて形成し、基材２の一方面の金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した点を特徴としている。基材２上にニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０を順次形成する理由の一つは、基材２と半導体発光装置を実装するプリント配線基板とのはんだ濡れ性の確保、即ちはんだ接続性の向上を図るためである。その場合、ニッケル層１７の厚さは０．４〜１．５μｍ、パラジウム層１８の厚さは０．０１〜０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さは０．１μｍ以下とすることができる。これら厚さは本発明者が効果を確認したものであるが、実装する素子によって若干の変更がある。アルミニウム反射層４の厚さは光反射特性の観点から０．０２μｍ以上が好ましく、平坦性の観点から２μｍ以下が好ましい。
【０１７５】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。ニッケル層及びパラジウム層１８は、湿式めっき法、真空蒸着等の乾式どちらにおいても、本製品に必要な品質のめっき層を得ることは出来る。湿式めっきの方が、材料の全面（６面）にコーティングでき、低コストで製作できることが多く、本発明のニッケル層や、パラジウム層１８には湿式めっきによって形成するのが望ましい。
【０１７６】
尚、ニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０の湿式めっき法にて成膜した下地層の膜厚は、めっき時の電流値を積算することによって算出を行った。
【０１７７】
このニッケル層は、基材の銅の酸化による変色防止と、半導体発光素子搭載用基板が硬くなることでの取り扱い特性向上を目的として、厚さが０．４μｍから１．５μｍの間の値をとることができる。パラジウム層１８は、素子をはんだ付けにより実装する際、その接続部となる部分にパラジウム層１８とすることで、良いはんだ濡れ性を得るために設けることができる。パラジウム層１８としては、０．０１μｍから０．２μｍの厚さとされることが多いが、はんだ条件によって厚さを決定する。
【０１７８】
本実施の形態の効果は、アルミニウムを反射層として用いることで、高い反射率を確保できる。更に、０．０２μｍ以上の厚みのアルミニウム反射層４を用いることで、良好な耐久性が得られ、高い反射率を維持できるという効果に加えて、以下の効果を奏する。即ち、上述の数値範囲のニッケル層１７は基材２の主たる材料である銅の拡散を防止ができること、上述の数値範囲のパラジウム層１８は実装時の鉛フリーはんだ材との濡れ性向上を図れること、上述の数値範囲の金フラッシュめっき層１０は更にはんだの濡れ性の向上と長期保管を可能にすること等の新たな効果を奏する。即ち、このような構造とすることではんだ付けに適した構造とすることができる。
【０１７９】
［第２５の実施の形態］
図２３は本発明の第２５の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２２に示す半導体発光素子搭載用基板と図２１の外囲器部分８及び光透過性樹脂部９を組み合わせた半導体発光装置の実施例である。図２１及び図２２と同じ部分は同じ符号で示している。
【０１８０】
基材２として銅板を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅板を準備し、基材２の表面にニッケル層１７を厚さ１μｍ、パラジウム層１８を厚さ０．１μｍ、金フラッシュめっき層１０の厚さ０．０１μｍを順次湿式めっき法により作製する。更に、チタン層１９Ａ、１９Ｂ及びアルミニウム反射層４Ａ、４Ｂを金フラッシュめっき層１０面上のはんだ接続に用いる部分を残し、且つ反射膜として使用する部分に部分蒸着し、はんだ接続部にはアルミニウムがなく、反射に用いる部分にはアルミニウム層がある材料を得る。その後、プレスやエッチングにより、半導体発光素子搭載用のフレーム形状を作製し、２組（２Ａと４Ａ、２Ｂと４Ｂ）を略同一面に近接配置する。そして、基材２Ａ、２Ｂの近接している部分を包囲し、半導体発光素子６の周辺を予めくり貫いてある凹部を持つ樹脂製の外囲器部分８を形成する。次に半導体発光素子６を導電性ペースト材で搭載し、表面電極とリードフレームを金ワイヤーボンディングで接続を行う。最後に、外囲器部分８の凹部内に半導体発光素子６を被覆するように光透過性樹脂（シリコン樹脂等）を充填して外囲器の一部となる光透過性樹脂部９を形成する。
【０１８１】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２を所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材上に各めっき層（１０、１７、１８）、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成することも可能である。更に，基材２については、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０１８２】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図１３に示した半導体発光素子６は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤーボンティングでもよい。
【０１８３】
更に、この実施の形態では金フラッシュめっき層１０を施したものを使用したが、金に関しては比較的ラフなピッチ（例えば、０．５ｍｍピッチの場合）、即ち、高い精密度を問わないものの場合、金フラッシュめっき層１０がなくとも高い歩留まりが与えられるため、除外することが可能である。パラジウム層１８に関しては、金属層の厚さを確保し、十分なはんだ濡れ性を得られればパラジウムを省略することも可能である。
【０１８４】
かかる構成の半導体発光装置によれば、図２１に示した半導体発光装置と同様に、外囲器部分８に形成される凹部の底面に位置するアルミニウム反射層４Ａの存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４Ａによって凹部の開口側に反射され、半導体発光装置からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４Ａは良好な光反射特性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０１８５】
［第２６の実施の形態］
図２４は本発明の第２６の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図２２に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図２４（ａ）は基材２の一方面にのみニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、図２４（ｂ）は基材２の一方面に形成された金フラッシュめっき層１０上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図２４（ｃ）は基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成し、形成された金フラッシュめっき層１０の全面にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成し、一部分を紙面で上方に１８０度折り曲げた例を、図２４（ｄ）は基材２の一方面に直接アルミニウム反射層４、チタン層１９を形成し、基材２の他方面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【０１８６】
図２４（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面にニッケル層１７をめっき法で厚さ０．４μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．０１μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、更に金フラッシュめっき層１０の一部上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することが出来る。尚、この例のように銅の基材上にニッケル、パラジウム、金、アルミニウムを順次積層する場合、アルミニウム反射層以外は湿式めっき法を用いることが出来る。アルミニウム反射層４、チタン層１９については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０１８７】
図２４（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、一部分にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成して構成する。図２４（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２にニッケル層１７をめっき法で厚さ１．５μｍ、パラジウム層１８をめっき法で厚さ０．２μｍ、金フラッシュめっき層１０を厚さ０．１μｍ、順次形成した後、全面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。これら例は半導体発光素子をチタン層１９、アルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施例では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面がニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等が被覆されていても構わない。
【０１８８】
図２４（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、図２４（ａ）の例と同様に、ニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を基材２の片面のみに施されているため、これらの金属の使用量を抑えることができる。片面のみをめっきする場合は、２つの基材を貼り合わせてめっき工程に流し、その後分離することでマスク材を必要とせずに実現できる。アルミニウム反射層４、チタン層１９は、上述したように厚みによっては下地による反射率の影響を受けやすくなるため、０．０２μｍ以上とすることが好ましい。全面にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成しているが、部分的にアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成する構造にしても良い。図２４（ｄ）に示す半導体発光素子搭載用基板を形成の後、基材の端部（基板接続リード、アウターリードとも呼ぶ）を所定形状に加工して使用できる。例えば、基材の外囲器から露出する部分（アウターリード）の下面をプリント基板の上面に接触するように、曲げ加工して基材と接続する際に、この構成を用いることができる。即ち、基材の中央部分は、アルミニウム反射層として用い、基材の端部の下面はアウターリードとして、ニッケル−パラジウム側の面がプリント基板に接続される。
【０１８９】
［第２７の実施の形態］
図２５は本発明の第２７の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は基材２の両面又は一方面にパラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）合金から選ばれた単層の金属層１１を形成し、金属層１１または基材２上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した構成になっている。（ａ）は基材２の両面に金属層１１を形成し、一方面の金属層１１上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、（ｂ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、金属層１１上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、（ｃ）は基材２の一方面に金属層１１を形成し、基材２の他方面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を夫々示している。
【０１９０】
パラジウムは銅より酸化防止効果があり、はんだに用いられる錫と馴染む利点を有し、錫ははんだ付けしやすく廉価であるという利点があるが、若干酸化しやすいという欠点がある。銅−錫合金は銅より酸化しにくく、錫と銅と比較して錫と馴染みやすい利点がある。銅−ニッケル合金はニッケルより錫と馴染みやすい利点がある。これらの点を踏まえ、使用条件・製造条件によって、金属層１１として最適な材料を選択することができる。
【０１９１】
［第２８の実施の形態］
図２６は本発明の第２８の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴はチタン層１９、アルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を１箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図２６（ａ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｂ）は部分形成したチタン層１９、アルミニウム反射層４の外側の金フラッシュめっき層１０上に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｃ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図２６（ｄ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した金フラッシュめっき層１０上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示し、図２６(e)にこの半導体発光素子搭載用基板を用いた半導体発光装置の実施の形態の一例を示す概略断面図を示している。これら実施例では基材２の全面にニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を順次形成しているが、これに限定されることなく、上述した各実施例で述べたように、単層の金属層１１を形成するもの、基材２に直接チタン層１９、アルミニウム反射層４を形成する場合にも適用できる。
【０１９２】
この実施の形態における金めっき層１２は、チタン層１９、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは各めっき層（１０、１２、１７、１８）は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【０１９３】
［第２９の実施の形態］
図２７は本発明の第２９の実施の形態として半導体発光装置の代表的な使用状態を示す概略図である。本実施の形態に係る半導体発光装置は、第２２乃至第２８の実施に形態に係る半導体発光素子搭載用基板１を用いて例えばプリント配線基板に実装して使用される。プリント配線基板１３に実装するために、半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分１ｂ、１ｃを形成している。この部分をプリント配線基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図２７（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図２７（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図２７（ｃ）はアウターリードを図２７（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることにより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示している。アウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【０１９４】
なお、第１金属層１１を設けた半導体発光素子搭載用基板よりも、はんだ１４の接触面側に１４ニッケル層、パラジウム層を設けた半導体発光素子搭載用基板の方が、好ましい。
【０１９５】
［第３０の実施の形態］
本実施の形態において、基材の上に第２２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設ける点では他の実施の形態と変わらない。ただし、アルミニウム反射層の炭素濃度は、１×１０２０個/ｃｍ３以下である。この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンティングワイヤーとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。
【０１９６】
１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基材上に、第１の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０１９７】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基材上に、第２２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【０１９８】
表８にアルミニウム反射層中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例３８として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて、固定、発光装置用回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、チタン層を０．１μｍ、アルミニウム反射層を０．２μｍ成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。実施例３９の基材には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、ニッケル層０．７ｕｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを耐熱アクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例３９はアルミニウム反射層形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例３９のアルミニウム反射層中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層内の炭素濃度は１×１０２０個／ｃｍ３であった。実施例４０は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、チタン層１９を０．１μｍ、アルミニウム反射層４を０．２μｍを形成した。実施例４０のアルミニウム反射層内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０１９９】
実施例３８ではチタン層の厚さを０．１μｍとしたが、チタン層の厚さは０．０１μｍ以上あれば、同様の効果を得ることができる。但し、チタン層の厚さは、成膜時プロセスの安定性を考慮すると、０．０５μｍ以上あることが望ましい。またチタン層の厚さが０．２μｍ以上では、平坦性が徐々に低下していくため、チタン層の厚さは０．２μｍ以下にすることが望ましい。
【０２００】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【０２０１】
表８からアルミニウム反射層の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個／ｃｍ３以下にすることが良いことが分かる。なお、本実施の形態には、エポキシ材やアクリル接着剤等の、有機材料を用いたことで、アルミニウム反射層内の炭素濃度が上昇したが、炭素の混入源として基材の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【０２０２】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．のＭＯＤＥＬ７７００Ｄを使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度３５０ｍＷ、超音波印加時間は１００ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０２０３】
［第３１の実施の形態］
図２８は本発明の第３１の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディング配線するための給電用端子の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【０２０４】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図２８は半導体発光素子６の実装部分の基材２Ａと基材２Ｂ、２Ｃのめっき層（３、１０）は同一構成の例で示したが、２Ａ、２Ｂ、２Ｃの基材のめっき層の構成は異なっていても良く、別々に製作されていても構わない。また、図２８は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などにはんだ付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。
【０２０５】
図２８は光発光素子の電極部分と給電用端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０２０６】
発明者らは、上述の通り、アルミニウム反射層中の炭素濃度が金ワイヤーとアルミニウム反射層との接合強さに多く影響を与えているという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０２０７】
本発明半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した、本発明はこの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる基材２Ｂ、２Ｃの表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせでもよい。また、上記各実施の形態の構成要素を本発明の要旨の範囲内で任意に組み合わせすることは可能である。
【０２０８】
（第３２〜第３８の実施の形態）
本発明半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光装置の実施形態は、半導体発光素子を搭載する銅又は銅合金又は鉄系合金からなる基材と、基材の半導体発光素子を搭載する面側の少なくとも一部に設けられたアルミニウム反射層と、その下に銀層若しくは銀合金層を有した半導体発光素子搭載用基板を構成したものである。
【０２０９】
［第３２の実施の形態］
図２９は、本発明の第３２の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図で、２は基材、４は基材２の一方面の半導体発光素子を搭載する個所を含む領域に形成されたアルミニウム反射層、１９はアルミニウム反射層４の接合層となるチタン層で、これらにより半導体発光素子搭載用基板が構成されている。
【０２１０】
基材２は、金属または金属と有機材又は無機材との複合材で構成される。基材２には、主にはんだ実装のために、銀層若しくは銀合金層３を被覆する。
【０２１１】
基材２は、この基材２の金属の材料としてこれに制限されることはないが、最も汎用性の高い基材２は銅または銅合金からなる金属リードフレームである。基材２として銅板を使用する場合、その厚さに制限はないが、コストを加味して厚さが選定される。また、量産化を考慮すると銅板のフープ材が好ましいが、短尺のシート材、個別材も使用できる。基材２として複合材を使用する場合、樹脂材上に銅板が張り合わされた銅張板やその積層板が使用できる。樹脂としては硬質の板状のもの、薄い可撓性を有するものが使用できる。代表的なものとして、それぞれガラスエポキシ基板（ガラス布基材樹脂板）やポリイミド樹脂系等が挙げられる。
【０２１２】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の製造方法は、減圧圧力調整機能を有する蒸着装置で、バッチ処理若しくは連続処理等により行われる。アルミニウム反射層４の厚さは反射率の観点から０．０２μｍ以上が好ましい。
【０２１３】
基材２として銅合金材Ｃ−１９４を使用する場合、例えば長さ１００ｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍとし、アルミニウム反射層４の厚さを例えば０．０５μｍ、チタン層１９の厚さを０．１μｍとした。製造に際し、まず、基材２として上述の寸法の銅板に湿式めっき法で銀層若しくは銀合金層（厚さ３μｍ）３を用意した。次に、抵抗加熱式のバレル式の電子ビーム方式真空蒸着装置を用いてアルミニウム反射層４、チタン層１９を成膜した。具体的には、基材２を５０ｍｍ×１５０ｍｍの短尺材となるよう切断し、切断した基材１６枚を半径３００ｍｍの傘状の治具上に放射状に並べ、これをバレルに３基セット配置し、アルミニウム、チタンの蒸発源としては、電子ビーム銃（出力６ｋＷ）を使用し、真空度を２×１０−４Ｐａまで排気してアルミニウム反射層４を厚さ０．０５μｍ成膜した。真空蒸着装置は、本実施の形態では、自作機を用いたが、ロードロック方式の蒸着機等、市販の蒸着装置を使用しても問題ない。また、フープ材に蒸着できる連続式蒸着装置でもかまわない。真空蒸着装置は、膜質、生産性等を総合的に考慮し、適宜選択すればよい。更に、アルミニウム反射層４、チタン層１９の形成方式は、電子ビーム蒸着方式でなくてもよい。即ち、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、クラッド法等を用いることができる。
【０２１４】
アルミニウム反射層４、チタン層１９の膜厚測定は、ＳＩＭＳ分析により行った。表面からアルミニウム反射層４直下の下地チタン層１９の最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さをアルミニウム反射層４の膜厚、チタン層１９の厚さは主たる構成元素が該下地層中における最大強度の１／２の信号強度となるところまでの厚さとした。前述の銀層若しは銀合金層３である場合は、銀の信号強度比を用いることになる。
【０２１５】
（本実施の形態に係る実施例の評価）
アルミニウム反射層４について、硫化特性及び反射率を以下のとおり確認した。まず、表９に示すとおり、銅基材上に銀めっきを施した材料に、アルミニウム反射層４を上述の方法で作製し、今回、ヤマト科学製オーブンＤＴ−３１型を用い、大気中で１７０℃３時間続けて１５０℃４時間熱処理を行った。熱処理後、波長が４６０ｎｍでの初期反射率を測定した。この波長において硫酸バリウムの反射率を１００％とし、反射率が９０％以上を特に良好（○で示すこと）とし、９０％未満を不良（×で示すこと）とした。
【０２１６】
次に、硫化特性について、厚さ０．１ｕｍのアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成したサンプルについて３ｐｐｍのＨ２Ｓ（硫化水素）を雰囲気温度４０℃で、湿度８０％で、４８時間暴露した（ＪＩＳ Ｈ８５０２ めっきの耐食性試験方法に準拠した試験を行った）。耐硫化特性は初期反射率と４８時間硫化後の反射率の比とした。その結果、初期反射率は９２％であったのに対し、耐硫化試験後の反射率は８７％と良好であることが分かった。
【０２１７】
なお、実施例４４として、基材２上の厚さ３μｍの銀層若しは銀合金層３上に厚さ０．１μｍのアルミニウム反射層４を設けたものは、熱処理を行わない場合、初期反射率９１％と良好で○であるが、硫化特性は、耐硫化試験後の反射率比は９８%と良好であることを確認している。比較例４５として基材２上の厚さ３μｍの銀層若しは銀合金層３上に厚さ０．１μｍのアルミニウム反射層４を設けたもの（すなわち、実施例４４）を上記条件で熱処理を実施した場合、初期反射率が６２％と低下して×であり、硫化特性（初期反射率比）が、５５％と低下したことを確認している。
【０２１８】
実施例４４と比較例４５から、熱処理を施した場合には、銅が半導体発光素子搭載用基板の表面へ拡散し、初期反射率および耐硫化特性を悪化させる（耐熱性を悪化させる）が、チタン層を設けた場合は、銅の拡散の障壁となることにより、耐熱性を高く維持できる。
【０２１９】
本実施の形態によれば、基材２表面にアルミニウム反射層４とチタン層１９を形成するため、硫化せず長期間に亘り高くかつ安定した反射特性を有する半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実現できる。これは、アルミニウムの反射率が紫外線では銀の３倍以上と高く、紫色、赤色、赤外線に対しては銀に近い反射率を有しており、金属の中では色のバランスが良く、銀に次ぐ高反射率を有しており、かつ銀に比較して硫化が起こりにくい特性を利用している。
【０２２０】
上述の半導体発光素子搭載用基板にワイヤーボンディングを行うためにアルゴンプラズマ洗浄を行い、その後金ワイヤーをボンディングする。この半導体発光素子搭載用基板に対して硫化試験を行ったところ、反射率の低下は見られなかった。この結果から表面洗浄に対する耐性は強く、劣化や剥がれの心配がないことが分かった。前述の製作方法で形成した半導体発光素子搭載用基板について、金ワイヤーとのボンディング特性を確認した。
【０２２１】
ワイヤーボンダーはＫ＆Ｓ社４５２２型で、直径２５μｍの金ワイヤー（田中貴金属製，ｔｙｐｅＣ）を用いてボンディング特性のプル強度を試験評価した。基材はプレス加工無しの銅合金（Ｃ−１９４：厚さ０．１５ｍｍ）に銀めっきしたもので、およびチタン層１９を０．１μｍ＋アルミニウム反射層４を０．１μｍを成膜した。表７に膜構造と金ワイヤープル試験の結果を示す。
【０２２２】
表７に示すように、チタン層１９を銅基材上の銀層若しは銀合金層３とアルミニウム反射層４の中間に入れることで、プル強度は実用上十分な強度を示すことが分かった。
【０２２３】
なお、上記第３２の実施の形態から得られる効果は、程度の差はあれど、後述の実施の形態においても得られる。
【０２２４】
［第３３の実施の形態］
図３０は、本発明の第３３の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図で、図２９に示す半導体発光素子搭載用基板を使用した半導体発光装置を示している。図において、２は基材、３は基材２の銀層若しは銀合金層、４は基材２の一方の面に形成されたアルミニウム反射層、１９はチタン層で、これらによって半導体発光素子搭載用基板１を構成する。
【０２２５】
半導体発光装置５においてはこれを２組（２Ａ、２Ｂ）略同一面に近接配置して使用される。６はアルミニウム反射層４上に搭載された半導体発光素子、７は半導体発光素子６とアルミニウム反射層４とを電気的に接続するボンディングワイヤである。８は半導体発光素子６を除いて基材２Ａ、２Ｂの近接している側を包囲し、半導体発光素子６の周囲に基材２から離れるに従って半導体発光素子６から離れる傾斜面８ｂと底面に位置するアルミニウム反射層４で形成される凹部８ａを有する樹脂製の外囲器部分、９は外囲器部分８の凹部８ａに充填され半導体発光素子６を封止する光透過性樹脂部で、外囲器の一部を構成している。外囲器部分８に蛍光体材料を混ぜることができる。例えば、ＹＡＧなどを混ぜることで、ＬＥＤチップを４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用い、擬似白色ＬＥＤ装置を用いることができる。
【０２２６】
アルミニウム反射層４、チタン層１９は、外囲器の内側の略全面か、若しくは、一部を除いた残りの部分に形成されていれば良い。その理由は、半導体発光素子６から放射された光が外囲器部分８内で反射されればよいためである。
【０２２７】
具体的な方法としては、（１）アルミニウム層形成時の成膜装置にて外囲器領域以外を、遮蔽する機能を設ける（２）全面にアルミニウム層を成膜後、外囲器部領域をテーピング、若しくはフォトリソプロセス等により、マスキングし、その後アルミニウムをエッチング除去する方法等、様々な方法があり、それらの何れを用いても良い。
【０２２８】
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。上述のように、アルミニウムは良好な耐硫化性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０２２９】
以上の説明では、半導体発光素子搭載用基板１を作製後、所定形状にプレスやエッチングを用いて成形したが、後めっき法とすることも可能である。即ち、基材２Ａ、２Ｂを所定形状に成形した後、湿式めっき法によって基材２Ａ、２Ｂ上に銀層若しくは銀合金層３を形成後、真空蒸着法などの乾式めっき法でアルミニウム反射層４、チタン層１９を形成することも可能である。銀層若しくは銀合金層３は湿式めっき形成にもちる方法が一般的であるが、真空蒸着法などの乾式めっき法で形成しても良い。更に，基材２Ａ、２Ｂについては、銅からなる場合について説明したが樹脂などの上に銅配線を設けたものを用いることができる。また、用途、コスト等から、他の金属基材、例えば鉄系の４２アロイ合金等を用いても良い。またプリント配線板やフレキシブル配線板形成工程により、配線を形成した上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して用いることが出来る。このように、目的や構造、材料（銅板もしくは可撓性のあるフレキシブル樹脂基材）によって、形状の作製（打ち抜き加工、曲げ加工、張り出し加工等による形状の作製）、めっき、蒸着の順番は変更することができる。
【０２３０】
搭載する半導体発光素子６としては、例えば、ＧａＡｓ−Ｓｉ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＡｓ−ＬＥＤ、ＧａＰ−ＬＥＤ、ＡｌＧａＩｎＰ−ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ−ＬＥＤ等のＬＥＤチップを搭載することができる。また、図３０に示した半導体発光素子６は上面と下面の電極に縦方向素子であるが、これに限定されることなく、同一面に一対の電極を形成するプレーナー構造のＬＥＤ（例えば、ＧａＮ系）であってもよい。電極が同一面に形成されるプレーナー構造の場合、電極面を表面側（図では、上側）に向けて、カソード、アノード共に、ワイヤーボンディングを実施する場合と、電極面を下（リードフレーム側）に向け直接接続するいわゆるフリップチップ実装方式があるが、いずれの実装方式でも用いることができる。金ワイヤーボンディングの代わりに銅系ワイヤーボンディングやアルミニウムワイヤボンディングでもよい。
【０２３１】
かかる構成の半導体発光装置５によれば、外囲器部分８に形成される凹部８ａの底面に位置するアルミニウム反射層４の存在によって、半導体発光素子６から放出された光がアルミニウム反射層４によって凹部８ａの開口側に反射され、半導体発光装置５からの光量を増やす効果を奏する。また、アルミニウム反射層４は良好な光反射性を持つことから、高反射率を長時間に亘り維持することが出来る。
【０２３２】
［第３４の実施の形態］
図３１は、本発明の第３４の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態は図２９に示す半導体発光素子搭載用基板の変形例という位置付けで、図３１（ａ）は基材２の一方の面にのみ銀層若しは銀合金層３を形成し、銀層若しは銀合金層３上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した例を、図３１（ｂ）は基材２の一方の面に形成された銀層若しは銀合金層３上の一部にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に略９０度折り曲げた例を、図３１（ｃ）は基材２の銀層若しは銀合金層３の全面にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、一部分を紙面で上方に1８０度折り曲げた例を、図３１（ｄ）は基材２の一方の面に直接チタン層１９、アルミニウム反射層４を形成し、基材２の他方面に一例としてニッケル層１７、パラジウム層１８及び金フラッシュめっき層１０を形成した例を夫々示している。
【０２３３】
図３１（ａ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、銅からなる基材２の片面に銀層若しは銀合金層３をめっき法で３μｍ形成し、銀層若しは銀合金層３の一部上にチタン層１９、アルミニウム反射層４を蒸着法により形成して、構成することができる。なお、この例のように銅の基材２上に銀、チタン、アルミニウムを順次積層する場合、銀層若しは銀合金層３は、乾式でも良いが湿式めっき法を用いることができる。銀層若しは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４については、現在は湿式めっき法では容易にはめっきが行えないため真空蒸着法を採用するとよい。他の方法としては、たとえば不活性ガス中でのスパッタリング法を用いることができる。また、コスト、プロセス工程の簡素化等の観点から、これらの方法を複数用いてもよい。
【０２３４】
図３１（ｂ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２に銀層若しは銀合金層３をめっき法で厚さ３．０μｍ形成した後、一部分にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。図３１（ｃ）に示す半導体発光素子搭載用基板は、基材２に銀層若しは銀合金層３をめっき法で厚さ３．０μｍ形成した後、一部分にチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成して構成する。これらの例は半導体発光素子をチタン層１９、アルミニウム反射層４の上面に搭載し、基材２の下面、若しくは側面にワイヤーボンディングを施す使い方を想定している。より具体的には、基材２が折り曲げる場合に適用が可能な構成である。なお本実施の形態では基材２の裏面にワイヤーボンディングを実施しているが、目的によって裏面が、銀層、若しくはニッケル層１７、パラジウム層１８、金フラッシュめっき層１０等に被覆されていても構わない。
【０２３５】
［第３５の実施の形態］
図３２は、本発明の第３５の実施の形態を示す半導体発光素子搭載用基板の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、銀層若しくは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４の上に金めっき層１２を1箇所、若しくは複数箇所を形成した点にある。図３２（ａ）は銀層若しくは銀合金層３、チタン層１９、アルミニウム反射層４の上一部分に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｂ）は部分形成したチタン層１９、アルミニウム反射層４の外側の銀層若しくは銀合金層３上に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｃ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４上の全面に金めっき層１２を形成した例を、図３２（ｄ）はチタン層１９、アルミニウム反射層４を形成した銀層若しは銀合金層３上の全面に金めっき層１２を形成した例を夫々示す。
【０２３６】
この実施の形態における金めっき層１２は、チタン層１９、アルミニウム反射層４上に搭載する半導体発光素子の電気的接続に利用することが出来る。金めっき層１２が厚くなるほど、短波長側（青色）側の反射率が低下するが、金ワイヤーの接続性が良くなる。用途に応じ、反射率を加味して金めっき層１２の構造を決めると良い。なお、ここでは金めっき層１２は湿式めっき法で形成したが、他の方式で形成しても良い。
【０２３７】
［第３６の実施の形態］
本発明の第３６の実施の形態として半導体発光装置について説明する。本実施の形態の代表的な使用状態は、図２７と同様である。本発明半導体発光装置は例えばプリント基板に実装して使用される。プリント基板１３に実装するために、第３２〜３５の実施の形態に代表される半導体発光素子搭載用基板１の外囲器部分８から外部に伸びる部分（アウターリード）を折り曲げて、外囲器部分８の下面と略同一面となる部分１ａ又は下面より下方に位置する部分２ｂ、２ｃを形成している。この部分をプリント基板１３の配線にはんだ１４により接着する。図２７（ａ）はアウターリードを９０度折り曲げて下方に向け、それを反対方向に９０度折り曲げて水平方向に向け、これによってアウターリードの伸びる方向はそのままで水平位置を外囲器部分８の下面と略同一面とした部分１ａを形成した例を、図２７（ｂ）はアウターリードを外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることのより外囲器部分８の下面に沿って部分１ｂを形成した例を、図２７（ｃ）はアウターリードを図２７（ｂ）とは反対方向に外囲器部分８に沿って２回９０度折り曲げることにより外囲器部分８の上面に沿って部分１ｃを形成した例を夫々示している。アウターリードの折り曲げ方はこれに限定されるものでなく、半導体発光装置が使用される用途毎に相応しい形状が採用される。
【０２３８】
［第３７の実施の形態］
本実施の形態において、第３２の実施の形態と同様に、基材２の上に銀若しくは銀合金層、チタン層、アルミニウム反射層を設けた構成である。ただし、アルミニウム反射層４の炭素濃度は、１×１０２０個／ｃｍ３以下である。
【０２３９】
この半導体発光素子搭載用基板とのボンダビリティーを評価するために、金からなるボンディングワイヤとワイヤーボンディングを行った。ここで、ワイヤーボンディングとは、リードフレーム側の電極パッドと、そのリードフレームに搭載された素子上の電極とを、電気的に接続するために、金などのワイヤーで接続することをいう。１ｓｔボンディングとは、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものを、先にボンディングするものである。通常は、位置精度や圧着性を鑑み、素子側の電極を、１ｓｔボンディングとすることが多い。本実施の形態においては、銅の基板板上に、第３２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層４を設けたものに、放電によってワイヤーの先端を球状にしたものをボンディングした。
【０２４０】
２ｎｄボンディングとは、上記の素子側の電極と、上記ワイヤーで接続すべきリードフレーム側の電極との所定の位置で、ボンディングすることをいう。本実施例においては、ワイヤーの端を、銅の基板板上に、第３２の実施の形態と同様にアルミニウム反射層４を設けたものに、こすりつける形で圧着した。
【０２４１】
表１０にアルミニウム反射層４中の炭素濃度と金ワイヤーとの接合強度の関係を示す。実施例４７として、銅基材厚さ０．１５ｍｍ上に銀層３．０μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工して、厚さ０．５ｍｍの３層ガラスエポキシ基板に、耐熱アクリル樹脂接着剤にて、固定、発光装置回路基板を形成した物である。本材料を前述の真空蒸着装置に取り付け、チタン層を０．１μm、アルミニウム反射層を０．２μｍ、成膜し、ＳＩＭＳ分析を実施した。ここでアルミニウム反射層内の炭素濃度は該アルミニウム反射層内での炭素濃度の最小濃度とした。アルミニウム層内の炭素濃度は３×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０２４２】
実施例４８の基材２には、ポリイミド樹脂フィルム厚さ１２５μｍ全面に銅基材７０μｍ、銀層３．０μｍを湿式めっき法にて形成したものをアクリル樹脂接着剤で貼り合せた板材である。実施例４８はアルミニウム反射層４を形成後、打ち抜きプレス加工で、分離部を打ち向くことで配線材を形成した。実施例４８のアルミニウム反射層４中の炭素濃度を同様にＳＩＭＳ分析したところ、アルミニウム反射層４内の炭素濃度は1×１０２０個／ｃｍ３であった。
【０２４３】
実施例４９は、鉄入り銅合金にニッケル層０．７μｍ、パラジウム０．０５μｍを湿式めっき法にて形成したものを、打ち抜きプレス加工しただけのものを、真空蒸着装置に、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）の冶具で固定し、チタン層１９を０．１μｍ、アルミニウム反射層４を０．２μｍ形成した。実施例４９のアルミニウム反射層４内の炭素濃度は３×１０１９個／ｃｍ３であった。
【０２４４】
評価基準として、１ｓｔボンディング強度は０．３９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．３９Ｎ未満を×とした。２ｎｄボンディング強度は０．０４９Ｎ以上のシェア強度を持つ場合を○、０．０４９Ｎ未満を×とした。
【０２４５】
表１０からアルミニウム反射層４の炭素濃度が３×１０２０個／ｃｍ３以上では接合強度が低下し、１×１０２０個/ｃｍ３以下にすることが良いことが分かる。
【０２４６】
なお、本実施の形態には、エポキシ材やアクリル接着剤等の、有機材料を用いたことで、アルミニウム層内の炭素濃度が上昇したが、炭素の混入源として基材の汚れ、パージガス、真空ポンプ油の逆拡散、スパッタリング法を用いた場合には、スパッタガスの不純物などさまざまな要因が考えられる。
【０２４７】
ボンディングテストにはワイヤーボンダーはKulicke & Soffa Industries, IncのＭＯＤＥＬ４５２２を使用し、直径２５μｍの金ワイヤーを使用、ボンディング条件は超音波強度１Ｗ、超音波印加時間は２５ｍｓで実施した。株式会社レスカのボンディングテスタＰＴＲ−１のシェア試験モードで実施した。ＳＩＭＳ測定はＰＨＩ社ＡＤＥＰＴ１０１０を用い、１次イオン源としてセシウムイオンを３ｋｅＶの加速エネルギーで実施した。
【０２４８】
［第３８の実施の形態］
図３３は、本発明の第３８の実施の形態を示す半導体発光装置の概略断面図である。この実施の形態の特徴は、半導体発光素子６がアルミニウム反射層４の上にマウントされ、半導体発光素子６とワイヤーボンディング若しくはインナーリードボンディング配線するための給電端子部の基材２Ｂ、２Ｃにはアルミニウム反射層４がないことである。
【０２４９】
ワイヤーボンディング先にアルミニウム反射層４があってもよいが、アルミニウム反射層４がない場合、基材２Ｂ、２Ｃの表面状態を最適化することでボンディング条件の範囲が拡張され、組み立て速度や、歩留が良くなることがある。図３３は基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃ下部が樹脂で覆われている場合を示したが、裏面に基材２の裏面が全面または一部分が露出していても構わない。露出させたものは、更に金属製の放熱板などに半田付けなどで接続することで、放熱性を向上することが出来、光出力を大きくすることが出来る。また、裏面電極を有する半導体発光素子６を用いる場合は上部電極との接続に使用する給電用端子は１本以上あれば良く、上部電極と接続する給電用端子複数をワイヤーボンディング配線しても構わない。複数用いる場合、大電流駆動時や、発光装置間の配線のレイアウトが容易になる場合があり使い分けている。
【０２５０】
図３３は、光発光素子の電極部分と給電端子との接続をワイヤーボンディング接続の場合を示したが、接続用のパターニングされた配線材によるインナーリードを作製し、超音波や加熱を用いたウエッジボンディングによる接続を実施しても構わない。
【０２５１】
発明者らは、上述の通り、銀層若しくは銀合金層３層とアルミニウム反射層４間のチタン層１９が本材料の反射率に対する耐熱性、すなわち、熱処理後の反射特性および耐硫化特性が向上し、良好な反射率を硫化雰囲気下でも保持することが出来るという知見を得た。これは、上述した全ての実施の形態に当てはまることに注意されたい。
【０２５２】
本発明半導体発光素子搭載用基板及びそれを使用した半導体発光装置を実施の形態として示した代表的な構成例で説明した、本発明はこの構成例に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。
【０２５３】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【符号の説明】
【０２５４】
１…基板、１ａ〜１ｃ…基板の部分、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…基材、…リード基材、３…銀層若しくは銀合金層、４、４Ａ、４Ｂ…アルミニウム反射層、５…半導体発光装置、６…半導体発光素子（ＬＥＤチップ）、７…ボンティングワイヤー、８…外囲器部分、８ａ…凹部、８ｂ…傾斜面、９…光透過性樹脂部、１０…金フラッシュめっき層、１１…金属層、１２…金めっき層、１３…プリント配線基板、１４…はんだ、１５…配線、１７…ニッケル層、１８…パラジウム層、１９、１９Ａ、１９Ｂ…チタン層、２０…アウターリード、２１…第１の折曲部、２２…第２の折曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部分からなる基材と、
前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層と、
を備えた半導体発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記基材と前記アルミニウム反射層との間にチタンを含有する金属層が設けられた請求項１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項３】
前記基材と前記アルミニウム反射層との間にＡｇ以外の金属からなる第１金属層が設けられ、
前記第１金属層は、パラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類からなり、
前記アルミニウム反射層は、前記第１金属層の少なくとも一部に設けられた請求項１又は２に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項４】
前記基材と前記アルミニウム反射層の間に前記基材側から、ニッケル層と、パラジウム層が順に設けられた請求項１又は２に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項５】
前記パラジウム層と前記アルミニウム反射層との間に金フラッシュめっき層が設けられた請求項４に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項６】
金属部分からなる基材と、
前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０１μｍ以上５μｍ以下の銀層若しくは銀合金層と、
前記銀層若しくは銀合金層上に設けられた厚さ０．００６μｍ以上２μｍ以下のアルミニウム反射層と、
を備えた半導体発光素子搭載用基板。
【請求項７】
前記基材と前記銀層若しくは銀合金層との間にＡｇ以外の金属からなる第１金属層が設けられ、
前記第１金属層は、パラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類からなり、
前記アルミニウム反射層は、前記銀層若しくは銀合金層を介して前記第１金属層の少なくとも一部に設けられた請求項６に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項８】
前記銀層若しくは銀合金層と前記アルミニウム反射層との間に金フラッシュめっき層が設けられた請求項６又は７に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項９】
前記銀層若しくは銀合金層と前記アルミニウム反射層との間にチタンを含有する金属層が設けられ、
前記アルミニウム反射層は、０．０２μｍ以上２μｍ以下の厚さを有する請求項６に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１０】
最表面に金めっき層を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１１】
前記アルミニウム反射層は、不純物炭素濃度が１×１０１４個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１２】
前記アルミニウム反射層の反射率が９０％以上９８％以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板と、
前記半導体発光素子搭載用基板上に搭載された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子搭載用基板の一部を包囲し、前記半導体発光素子の周囲に前記半導体発光素子搭載用基板から離れるに従って前記半導体発光素子から離れる傾斜面、又は垂直面で形成される凹部を有する外囲器部分と、
前記外囲器部分の前記凹部に充填され前記半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部とを備えた半導体発光装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子は、前記基材上に形成された前記アルミニウム反射層上に搭載され、
前記アルミニウム反射層が形成された前記基材とは電気的に絶縁され、給電用端子として前記アルミニウム反射層が形成されていない前記基材にワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる請求項１３に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記アルミニウム反射層は、不純物炭素濃度が１×１０１４個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である請求項１３に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる前記基材の表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせである請求項１３に記載の半導体発光装置。
【請求項１】
金属部分からなる基材と、
前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０２μｍ以上５μｍ以下のアルミニウム反射層と、
を備えた半導体発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記基材と前記アルミニウム反射層との間にチタンを含有する金属層が設けられた請求項１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項３】
前記基材と前記アルミニウム反射層との間にＡｇ以外の金属からなる第１金属層が設けられ、
前記第１金属層は、パラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類からなり、
前記アルミニウム反射層は、前記第１金属層の少なくとも一部に設けられた請求項１又は２に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項４】
前記基材と前記アルミニウム反射層の間に前記基材側から、ニッケル層と、パラジウム層が順に設けられた請求項１又は２に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項５】
前記パラジウム層と前記アルミニウム反射層との間に金フラッシュめっき層が設けられた請求項４に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項６】
金属部分からなる基材と、
前記基材の半導体発光素子が搭載される面側に設けられた厚さ０．０１μｍ以上５μｍ以下の銀層若しくは銀合金層と、
前記銀層若しくは銀合金層上に設けられた厚さ０．００６μｍ以上２μｍ以下のアルミニウム反射層と、
を備えた半導体発光素子搭載用基板。
【請求項７】
前記基材と前記銀層若しくは銀合金層との間にＡｇ以外の金属からなる第１金属層が設けられ、
前記第１金属層は、パラジウム、金、錫、ニッケル、銅−錫合金、銅−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金から選択された一種類からなり、
前記アルミニウム反射層は、前記銀層若しくは銀合金層を介して前記第１金属層の少なくとも一部に設けられた請求項６に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項８】
前記銀層若しくは銀合金層と前記アルミニウム反射層との間に金フラッシュめっき層が設けられた請求項６又は７に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項９】
前記銀層若しくは銀合金層と前記アルミニウム反射層との間にチタンを含有する金属層が設けられ、
前記アルミニウム反射層は、０．０２μｍ以上２μｍ以下の厚さを有する請求項６に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１０】
最表面に金めっき層を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１１】
前記アルミニウム反射層は、不純物炭素濃度が１×１０１４個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１２】
前記アルミニウム反射層の反射率が９０％以上９８％以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体発光素子搭載用基板と、
前記半導体発光素子搭載用基板上に搭載された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子搭載用基板の一部を包囲し、前記半導体発光素子の周囲に前記半導体発光素子搭載用基板から離れるに従って前記半導体発光素子から離れる傾斜面、又は垂直面で形成される凹部を有する外囲器部分と、
前記外囲器部分の前記凹部に充填され前記半導体発光素子を封止する光透過性樹脂部とを備えた半導体発光装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子は、前記基材上に形成された前記アルミニウム反射層上に搭載され、
前記アルミニウム反射層が形成された前記基材とは電気的に絶縁され、給電用端子として前記アルミニウム反射層が形成されていない前記基材にワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる請求項１３に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記アルミニウム反射層は、不純物炭素濃度が１×１０１４個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である請求項１３に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記給電用端子としてワイヤーボンディング又はインナーリードボンディングされる前記基材の表面の主たる構成材料が、金、銀、パラジウム、金合金、銀合金、若しくはパラジウム合金から選択された一種又はその組み合わせである請求項１３に記載の半導体発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１２−１０９５２９（Ｐ２０１２−１０９５２９Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７２５２（Ｐ２０１１−１５７２５２）
【出願日】平成２３年７月１６日（２０１１．７．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【出願人】（５０４１７８８１２）日立ケーブルプレシジョン株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１６日（２０１１．７．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【出願人】（５０４１７８８１２）日立ケーブルプレシジョン株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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