ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板
【課題】ＬＥＤ実装工程での封止樹脂充填工程の液状封止樹脂の基板の配線面への裏モレを抑制し、ＬＥＤ実装工程において高い歩留まりを得ることが可能なＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板を提供する。
【解決手段】少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と、前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部及び、リフレクタ部を含む樹脂成形を備えたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板にあって、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部がめっき皮膜に覆われていることで、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での、搭載したＬＥＤ素子、及びワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂の基板の裏面である配線面への裏モレ不良を抑制し、歩留まりを大幅に改善することが可能となる。
【解決手段】少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と、前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部及び、リフレクタ部を含む樹脂成形を備えたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板にあって、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部がめっき皮膜に覆われていることで、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での、搭載したＬＥＤ素子、及びワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂の基板の裏面である配線面への裏モレ不良を抑制し、歩留まりを大幅に改善することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を担持、搭載する発光素子リードフレーム基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路（ＩＣ）やＬＥＤ発光素子などの電子素子を担持、搭載するためのリードフレームは、板状の鉄―ニッケル等の合金薄板、銅―ニッケル―錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、その片面又は両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてフォトエッチング加工として製造され、半導体集積回路やＬＥＤ発光素子を搭載するためのパッド部（アイランド部）と、該パッド部とは絶縁状態になっており、電子素子と電気的に接続が行われるインナーリード部およびアウターリード部を備えている。以下、本明細書においては、ＬＥＤ発光素子，ＬＥＤ素子，ＬＥＤチップなど全てを同義語として混在して用いることもある。
【０００３】
上記リードフレームのパッド部は、その表面側に電子素子を載置するための搭載部（搭載面）と、その裏面側には、ＬＥＤ発光素子などの電子素子本体から発生する駆動熱や、電子素子周囲の環境条件による熱を放散されるための放熱部（放熱板）を備えたものがあり、電子素子側に熱が蓄積されないように、パッド裏面側の放熱部から外界側に熱が放出されるようになっている。
【０００４】
ＬＥＤパッケージの構成としては、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部、およびＬＥＤチップと電気的に接続を行うための電気的接合エリアを有するリード部を備えたベース基板と、ＬＥＤチップからの発光を効率的に外部に放出するためのリフレクタ部とからなる。
リフレクタ部分は、下面から上面に向けて大径となるすり鉢状の形状となっている。リフレクタは、形成方法によってその構成が異なる。ＬＥＤ発光素子から発せられた光を外部に多く放出するべく、反射面にめっき加工を施されているものや、あるいは、高反射性を有するセラミックインクを塗布されているものがある。
ＬＥＤパッケージの構成では、ＬＥＤチップの実装時に、ＬＥＤチップ上面の端子から配線回路とワイヤ接続する方式や、ＬＥＤチップ下面の端子と配線回路を面接合するフリップチップ方式（下記特許文献１，３が該当）など、各種形態が採用される。
以下、本明細書においては、リードフレームとリフレクタ部から構成される「ＬＥＤパッケージ」「ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板」を同義語として混在して用いることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８０７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７６００号公報
【特許文献３】特開２００４−１７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤパッケージとして、リードフレームを含む構造によるワイヤ接続方式を採用する場合、リードフレームのパッド部やリードの表面には、ＬＥＤチップのボンディングおよびリードに対するワイヤボンディングを良好に行なうためのめっきが施される。
めっきの種類としては、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどの貴金属中から、用途に合わせて自由に選択することができる。また、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施すに先立ち、熱拡散性の優れたニッケルめっきなど下地めっきを行なうこともある。
【０００７】
上記のような、金属製リードフレームと絶縁樹脂の複合体としてＬＥＤ発光素子用のリードフレームを構成する場合、エッチングまたはプレス加工によって形成したリードフレームに貴金属めっき皮膜を形成した後に、ＬＥＤチップ搭載部を囲むすり鉢状のキャビティ部分（壁面がリフレクタとなる）を構成するように樹脂成形を行ない、ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
【０００８】
上記ＬＥＤパッケージでは、貴金属めっき皮膜と成形樹脂が接するため、貴金属めっきと成形樹脂の密着性が非常に悪く、樹脂成形により生じた樹脂バリを除去する工程にて、貴金属めっきと成形樹脂の境界部では成形樹脂の剥離、または樹脂バリの除去により隙間が生じてしまう。
【０００９】
上記ＬＥＤパッケージにＬＥＤ素子の実装を行なう工程での、搭載したＬＥＤ素子およびワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂が貴金属めっきと成形樹脂の境界部の隙間から浸透し、基板の裏面である配線面への裏モレによる不良が生じ、高い歩留まりを得ることが困難となっている。
【００１０】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ素子搭載部及び、ＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと樹脂成形部の接続部を保護し、封止樹脂充填工程での液状封止樹脂の配線面への裏モレを抑制して、高い歩留まりを得ることが可能なＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００１２】
本発明は、
ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部と、ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと、
すり鉢状の凹部の壁面が反射面となっている樹脂成形によるリフレクタ部とを、
前記リフレクタ部の底部において両者が一体化され、前記凹部の底部に、パッド部および金属リード部が配置される構成のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部の上面がめっき皮膜に覆われていることを特徴とするＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板であり、
前記めっき皮膜の総厚みが３μｍ以上であり、当該接合部に対してリードフレーム端からのめっきの水平方向への成長が１μｍ以上となっていることを特徴とする。
【００１３】
該ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板においては、ＬＥＤ素子搭載用のパッド部およびＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部を有するリードフレーム部のめっきエリアに形成されるめっき皮膜は、リフレクタ部の樹脂成形後に形成されることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と、前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部及び、リフレクタ部を含む樹脂成形によるキャビティ部を備えたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板にあって、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部がめっき皮膜に覆われていることで、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での、搭載したＬＥＤ素子、及びワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂の基板の裏面である配線面への裏モレ不良を抑制することが可能となり、
ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での歩留まりを大幅に改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームの上面図。
【図２】本発明におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームの下面図。
【図３】図１におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームのＸ−Ｘ断面図。
【図４】図１におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームのＹ−Ｙ断面図。
【図５】金型を用いたリードフレームへの樹脂モールドの一例を説明する側断面図
【図６】本発明におけるＬＥＤ発光素子用リードフレームをタイバーにて連携した多面付け状態の上面図。
【図７】本発明におけるＬＥＤ発光素子用リードフレームをタイバーにて連結して多面付け状態でのＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の上面図。
【図８】本発明における多面付け状態のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の個片化後の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施の形態に基づいて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明に係わるＬＥＤ発光素子用リードフレームを用いてＬＥＤ素子を実装した実施形態（請求項１，２，３，４に対応）を示す上面図、図２は、その裏面図である。
また、図３は、図１のＸ−Ｘ線における側断面図を、図４は図１のＹ−Ｙ線における側断面図を各々示す。
【００１７】
本実施形態におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレーム１は、金属合金製の板状の基材をフォトエッチング加工することにより形成され、図１，２，３に示すようにＬＥＤ素子１０を搭載するための１乃至複数箇所に形成されたパッド部２、ＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３によって構成されている。
本実施形態ではＬＥＤ素子搭載用のパッド部２はＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリアとを兼備えている。
【００１８】
ＬＥＤ発光素子用リードフレーム１を用いたＬＥＤパッケージＡは、図１に示すようにリフレクタ部５が形成され、リフレクタ部５が持つすり鉢状凹部の内部（底部）ではＬＥＤ素子搭載部２aとリード部３aが露出し、ＬＥＤ素子の実装が行われる。
なお、図３に示すＷはワイヤボンディングの一例を示し、ＬＥＤ素子搭載部２aのＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行うための電気的エリア上のリード部３aとの間を結線したワイヤである。
【００１９】
ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム１では、図１，２，３に示すようにフォトエッチング加工によって貫通穴７が形成されている。この貫通穴７はテーパー形状または段差形状で設けられ、表裏面で面積が異なっている。これにより、キャビティ部を構成する成形樹脂４は、リードフレーム１にフックされ、リードフレーム１から脱落しないように保持することが可能となる。
【００２０】
また、ＬＥＤ発光素子用リードフレームAでは、図１，２，３に示すように、リードフレーム連結を行うためのタイバー８が埋め込まれている。このタイバー８は、ハーフエッチングによって表裏面の面積が異なっている、これにより成形樹脂４はリードフレームから脱落しないように保持が可能となる。
【００２１】
ＬＥＤチップ搭載部２a及び電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aとリフレクタ部５の境界部には、リードフレーム１にハーフエッチングにて溝（図３で、深さｔ２，幅ｔ３で示される）が設けられ、成形樹脂４が入り込む構造となる。
【００２２】
前記リードフレーム１にハーフエッチングによって設ける溝に充填される樹脂層の深さｔ２は、成形樹脂４に用いられるフィラーの最大粒径の１．５倍以上と設定しており、リードフレームの厚みｔ１以下の範囲であれば深さを適宜設定してもかまわない。
【００２３】
また、前記リードフレーム１にハーフエッチングによって設ける溝に充填される樹脂層の幅ｔ３に関しても、充填樹脂に用いられるフィラーの最大粒径の１．５倍以上に設定しており、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部にＬＥＤチップ１０が搭載可能であり、なおかつＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部とをワイヤボンディングによって電気的に接続する上で、リード部の安定性に支障のない範囲でハーフエッチングにて設ける溝幅ｔ３の範囲を適宜設定しても良い。
【００２４】
ＬＥＤチップ搭載部２a、電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aとリフレクタ部５の境界部に位置する成形樹脂４のうちの樹脂６は、その一部がリフレクタ部５と一体成型されている。
キャビティ内壁面にあたるリフレクタ部５が一体化することにより、リードフレーム１から脱落しないように保持することが可能となる。
【００２５】
本実施形態のＬＥＤ発光素子用のリードフレームは、図３に示すように、ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２はめっき皮膜１１により覆われている。
【００２６】
ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部を覆うめっき皮膜１１は、めっき皮膜の基板垂直方向膜厚に対して、基板直角方向には６０％以下の範囲でめっき皮膜が形成され、前記ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２の上面を覆うことが可能となる。
【００２７】
ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２には、樹脂バリの除去工程により、１〜１．５μm程度の隙間が生じる。
形成するめっき皮膜の膜厚は基板垂直方向に３μｍ以上形成すれば、接合部１２の隙間を覆うことが可能となる。
形成するめっき皮膜の膜厚は基板垂直方向に３μm以上形成すれば、形成するめっき皮膜の特性に応じて、適宜設定してもかまわない。
【００２８】
本実施形態において用いた成形樹脂４は、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）などが挙げられ、これらの樹脂から１種の樹脂を用いたり、複数の樹脂を混合した混合樹脂を使用しても良い。
【００２９】
成形樹脂４に用いられる添加剤は、SiO２、TiO２、Al２O３、酸化ジルコニウム、セラミック材、又は混合物などの微粒子が用いられており、添加剤の混合比率は設定することで、９０〜９４[％]程度の高い反射特性を得ることができる。
【００３０】
本発明のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板では、ＬＥＤチップ搭載部２a及び電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aの表面は同一の板状の金属合金をフォトエッチング加工によって形成されるため高さにおいて同一平面にある。
電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aは、ＬＥＤチップ搭載部２aに実装されたＬＥＤチップ１０に対してワイヤボンディングやチップボンディングによって接続される。なお、ＬＥＤチップ搭載部２aや電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３aへのめっきは、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどの中から用途に合わせて自由に選択して良い。また、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施すに先立ち、熱拡散性の優れたニッケルめっきなど下地めっきを行ってもかまわない。
【００３１】
リフレクタ部のすり鉢状凹部内では、前記ＬＥＤチップ搭載部２aより上面側、及びＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aより上面側には、ＬＥＤチップ１０を含めて、透明樹脂９が封入されている。
図３では、透明樹脂９の上面は平坦に図示されているが、凸半球状（ドーム状）あるいは凹半球状としても良く、用途に応じて、レンズ効果による発光方向・範囲の制御が可能である。
【００３２】
本発明に係るリードフレームは、リードフレーム用金属板の表裏面にフォトレジストを塗布し、フォトレジストへのパターン露光と現像処理をすることにより、レジストパターンを形成した後、その表裏両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いて、レジスト非形成部をエッチング加工することにより、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３とを絶縁状態にして形成されている。
【００３３】
次に、本発明のＬＥＤ発光素子用リードフレームの製造方法を説明する。
まず、鉄―ニッケル等の合金または、銅―ニッケル―錫等の金属合金製の板状のリードフレーム用金属材料の表面に、フォトレジストを塗布して、フォトレジスト層を形成する。
次いで、ＬＥＤチップを搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤチップと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３を所定のパターンを有するパターン露光用フォトマスクを介してフォトレジスト層にパターンを露光し、次いで、フォトレジスト層に現像、必要に応じて硬膜処理を行なう。
これによりＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３となる部分を残してフォトレジストが現像除去され、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３を形成する部位にレジストパターンが形成される。
【００３４】
上記工程で、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３とリフレクタ部５との境界面に所定の深度と幅を有する溝を形成するためのレジストパターンが形成される
【００３５】
次に該金属材料の裏面に、耐腐食用の樹脂フィルムを貼着し、該金属材料の表面側から表面のフォトレジスト非形成部を所定の深度（例えば、図３，図４における厚さｔ２）まで塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理（ハーフエッチング処理）した後、洗浄などを行い、その表面に耐腐食用の樹脂フィルムを貼着する。
【００３６】
次に、該金属材料の裏面の耐腐食用の樹脂フィルムを剥がし、該金属材料の裏面側から裏面のフォトレジスト非形成部を所定の深度まで、塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理を行う。これにより、表面、裏面に各々対応する、レジストパターンが形成されていない金属部位に貫通部が形成され、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行うための電気的接続エリア３とリフレクタ部５の境界面に所定の深度と幅の溝を有するＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が形成される。
【００３７】
上記工程において、エッチング加工処理によって形成された貫通部は、モールド時に充填される成形樹脂４を保持するためのテーパー状部に形成されたＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が形成される。次いで、リードフレームに以下の例に記す一連の樹脂モールド加工を行う。
【００３８】
すなわち、リードフレーム１を収める所定の内部形状とした凹部を予め有している金型の凹部内に、リードフレームを装填する。
なお、金型としては、図５に示すように、蓋となる板状の上金型４０と、溶融する充填樹脂４を注入する注入口４２と連通するリードフレーム１（多面付けリードフレーム）を装填可能な凹部４３を内部空間として形成した下金型４１との２枚構成とし、下金型４１と凹部４３にリードフレーム１（多面付けリードフレーム）を装填後に、上金型４０で下金型４１に蓋をして型締めするものが一般的である。
尚、図示していないが、上金型４０／下金型４１の何れか一方には、成形されるリフレクタ部５が持つすり鉢状凹部に相当する凸部が設けられる必要がある。
【００３９】
次いで、注入口４２から、凹部４３内に加熱溶融した成形樹脂４を注入して、装填されたリードフレーム１（多面付けリードフレーム）に成形樹脂４が充填されて成型されたＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が得られる。成型後、冷却して上金型を外し、リードフレームを下金型から取り外す。これにより、リフレクタ部とリードフレームが一体成型されたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
【００４０】
なお、図１，２中に示すタイバー８は、エッチング加工処理後に、パッド部２および電極部３が金属材料から脱落するのを防止するために、必要な期間、パッド部２及び電極部３を金属材料に連結保持しておくために形成しているもので、タイバー８を切断して、本発明のリードフレームが得られる。
なお、側断面図においては、タイバー８は成形樹脂４を保持するためにハーフエッチングによって成形樹脂４内に収まる構造となっている。タイバー８と金属材料との連結部を切断して、本発明のリードフレームが得られる。
タイバー８の切断時期は、ＬＥＤチップの搭載後、または、樹脂モールド後が挙げられるが、適宜設定して良い。
また、上述した説明では、エッチング加工は、表裏の面に各々１回ずつ行っているが、表裏から同時に行う１回のエッチングで金属材料にエッチング加工を行ってもよい。
【００４１】
上記工程において、エッチング加工処理によって形成されたリードフレームにモールド加工を施すことによってＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
次いで、モールド加工によって、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップと電気的に接続を行なうための電気的接合エリアを有するリード部３aに生じた樹脂バリの除去、めっき皮膜の形成を行う。
【００４２】
めっき皮膜の形成は電解めっき法、無電解めっき法によって、Niめっき、Agめっき、Pdめっき、Auめっきなどを形成される。
めっき皮膜の形成において、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリアを有するリード部３とリフレクタ部５の境界面に設けた樹脂層によって、金属部／樹脂部が明確に規定され、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３aにはめっき皮膜の未着、膜厚のばらつきなく形成が可能となる。
【００４３】
図６に多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームを示す。
本発明におけるリードフレームのＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３とを、その表裏面を同一平面とする１単位フレームとしている。１単位フレームは、枚葉状あるいは帯状の金属材料に、複数の１単位フレームを互いに縦横方向に多面付け配列した多面付けリードフレームを用いて製造される。
【００４４】
図６に示すように、エッチング後にリードフレームが金属材料から脱離することを防止するためにタイバー８と呼称される、例えば格子状の枠部を形成している。１単位フレームは、枠部であるタイバー８の開口部の領域内にタイバー８と連結するように形成する。なお、本実施例では、１単位フレームと、タイバー８との連結は、タイバー８から介して行っている。
【００４５】
タイバー８は、エッチングにてＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３を形成する際に、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３を形成するのと同様の手法にて、タイバー８を形成する金属材料部位にもフォトレジストを形成して形成するもので、タイバー８の部位を切断、断裁し、金属材料から各１単位フレームを切り離す。
【００４６】
図６に示すように１単位のリードフレームの複数単位を多面づけしてフォトエッチングにて製造された平坦上のリードフレームは、前述したように、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム製造用の金型内に装填し、成形樹脂４を金型内の凹部（内部空間）に注入充填して形成（インジェクション成形）する。
これにより、図７に示すように本発明のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が多面付けされた状態で形成される。
【００４７】
多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームに樹脂モールド加工を行う際、凹部（内部空間）を有する金型内に成形樹脂が注入される。成形樹脂が注入される際、樹脂の注入口の近傍の１単位フレームから、注入口から離れた部位にある１単位フレームへと、順次に樹脂が流れていき、樹脂モールドされていく。
【００４８】
その後、多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームに切断を行ない、切り離された１単位フレームが得られる（図８）。
なお、ＬＥＤ発光素子用リードフレームの切断時期は、樹脂モールド後に限るものではなく、ＬＥＤチップの搭載後、透明封止樹脂の形成後など、適宜設定して構わない。
【００４９】
多面付けされたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の個片化はダイシングまたは断裁刃を用いて行われる。タイバーを切断刃にて切断するが、厚みが薄くなっているため、切断時に切断刃に掛かる負担が少なくなり、切断刃の寿命を長くすることが出来る。
【実施例】
【００５０】
＜実施例１＞
実施例１では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし３００秒間基板に対して電解めっきを施すことにより、２[μｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して、銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし１２５秒間電解めっきを施し４[μ／ｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚６μｍのサンプルを形成した。
【００５１】
＜実施例２＞
実施例２では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０ｃｃ／L、光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし１５０秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、１[μｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし６３秒間電解めっきを施し２[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚３μｍのサンプルを形成した。
【００５２】
＜実施例３＞
実施例３では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし１５０秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、１[μ／ｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし３０秒間電解めっきを施し１[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚２μｍのサンプルを形成した。
【００５３】
＜比較例＞
比較例１ではエッチング処理後のリードフレームにスルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし３００秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、２[μ／ｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[ｃｃ／Ｌ]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし１２５秒間電解めっきを施し４[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚６μｍ形成後、白色樹脂充填、バリ取り処理を行い、サンプルを形成した。
【００５４】
＜評価方法＞
表１に示す評価結果は以下の評価方法に従い取得した。
１．めっき膜厚測定
装置：蛍光Ｘ線分析装置
基板垂直方向のめっき膜厚の測定。
２．寸法測定
装置：ＣＮＣ画像測定装置 ＮＥＸＩＶ
基板平行方向のめっき膜厚の測定。
３．浸透液試験
処理：ＵＰ−ＳＴ
条件：キャビティ内に液滴後、所望の時間経過後に配線面を観察。
【００５５】
＜評価結果＞
評価結果を表１にまとめる。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１に示すように、本発明のＬＥＤ発光素子用リードフレームのＬＥＤ発光素子搭載用のパッド部、及びＬＥＤ発光素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部に施されためっき皮膜は基板垂直方向の膜厚に対して、基板平行方向には６０％程度成長しておりリードフレーム部と成形樹脂の接合部を覆い、浸透液の基板裏面の配線面の裏モレを抑制されていることがわかる。
【００５８】
＜産業上の利用可能性＞
本発明によれば、ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のＬＥＤ発光素子搭載用のパッド部、ＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部に施すめっき皮膜がリードフレーム部と成形樹脂の接合部を覆うことによって、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での封止樹脂充填工程での液状封止樹脂が基板裏面の配線面への裏モレを抑制することが可能となり、高い歩留まりを得ることが可能なことから、ＬＥＤ発光素子を搭載するリードフレーム基板の使用に適している。
【符号の説明】
【００５９】
１ ＬＥＤ発光素子用リードフレーム
２ ＬＥＤチップ搭載用のパッド部
２a ＬＥＤチップ搭載部
２b 電極部
３ 電気的に接続を行うための電気的接続エリア
３a リード部
３b 電極部
４ 成形樹脂
５ リフレクタ
６ 充填樹脂層
７ 貫通穴
８ タイバー
９ 封止樹脂
１０ ＬＥＤ素子
１１ めっき層
１２ リードフレームと成形樹脂接続部
４０ 上金型
４１ 下金型
４２ 注入口
４３ 凹部
Ａ ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板
ＭＬ 多面付けＬＥＤ発光素子用リードフレーム
Ｗ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を担持、搭載する発光素子リードフレーム基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路（ＩＣ）やＬＥＤ発光素子などの電子素子を担持、搭載するためのリードフレームは、板状の鉄―ニッケル等の合金薄板、銅―ニッケル―錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、その片面又は両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてフォトエッチング加工として製造され、半導体集積回路やＬＥＤ発光素子を搭載するためのパッド部（アイランド部）と、該パッド部とは絶縁状態になっており、電子素子と電気的に接続が行われるインナーリード部およびアウターリード部を備えている。以下、本明細書においては、ＬＥＤ発光素子，ＬＥＤ素子，ＬＥＤチップなど全てを同義語として混在して用いることもある。
【０００３】
上記リードフレームのパッド部は、その表面側に電子素子を載置するための搭載部（搭載面）と、その裏面側には、ＬＥＤ発光素子などの電子素子本体から発生する駆動熱や、電子素子周囲の環境条件による熱を放散されるための放熱部（放熱板）を備えたものがあり、電子素子側に熱が蓄積されないように、パッド裏面側の放熱部から外界側に熱が放出されるようになっている。
【０００４】
ＬＥＤパッケージの構成としては、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部、およびＬＥＤチップと電気的に接続を行うための電気的接合エリアを有するリード部を備えたベース基板と、ＬＥＤチップからの発光を効率的に外部に放出するためのリフレクタ部とからなる。
リフレクタ部分は、下面から上面に向けて大径となるすり鉢状の形状となっている。リフレクタは、形成方法によってその構成が異なる。ＬＥＤ発光素子から発せられた光を外部に多く放出するべく、反射面にめっき加工を施されているものや、あるいは、高反射性を有するセラミックインクを塗布されているものがある。
ＬＥＤパッケージの構成では、ＬＥＤチップの実装時に、ＬＥＤチップ上面の端子から配線回路とワイヤ接続する方式や、ＬＥＤチップ下面の端子と配線回路を面接合するフリップチップ方式（下記特許文献１，３が該当）など、各種形態が採用される。
以下、本明細書においては、リードフレームとリフレクタ部から構成される「ＬＥＤパッケージ」「ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板」を同義語として混在して用いることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８０７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７６００号公報
【特許文献３】特開２００４−１７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤパッケージとして、リードフレームを含む構造によるワイヤ接続方式を採用する場合、リードフレームのパッド部やリードの表面には、ＬＥＤチップのボンディングおよびリードに対するワイヤボンディングを良好に行なうためのめっきが施される。
めっきの種類としては、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどの貴金属中から、用途に合わせて自由に選択することができる。また、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施すに先立ち、熱拡散性の優れたニッケルめっきなど下地めっきを行なうこともある。
【０００７】
上記のような、金属製リードフレームと絶縁樹脂の複合体としてＬＥＤ発光素子用のリードフレームを構成する場合、エッチングまたはプレス加工によって形成したリードフレームに貴金属めっき皮膜を形成した後に、ＬＥＤチップ搭載部を囲むすり鉢状のキャビティ部分（壁面がリフレクタとなる）を構成するように樹脂成形を行ない、ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
【０００８】
上記ＬＥＤパッケージでは、貴金属めっき皮膜と成形樹脂が接するため、貴金属めっきと成形樹脂の密着性が非常に悪く、樹脂成形により生じた樹脂バリを除去する工程にて、貴金属めっきと成形樹脂の境界部では成形樹脂の剥離、または樹脂バリの除去により隙間が生じてしまう。
【０００９】
上記ＬＥＤパッケージにＬＥＤ素子の実装を行なう工程での、搭載したＬＥＤ素子およびワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂が貴金属めっきと成形樹脂の境界部の隙間から浸透し、基板の裏面である配線面への裏モレによる不良が生じ、高い歩留まりを得ることが困難となっている。
【００１０】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ素子搭載部及び、ＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと樹脂成形部の接続部を保護し、封止樹脂充填工程での液状封止樹脂の配線面への裏モレを抑制して、高い歩留まりを得ることが可能なＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００１２】
本発明は、
ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部と、ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと、
すり鉢状の凹部の壁面が反射面となっている樹脂成形によるリフレクタ部とを、
前記リフレクタ部の底部において両者が一体化され、前記凹部の底部に、パッド部および金属リード部が配置される構成のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部の上面がめっき皮膜に覆われていることを特徴とするＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板であり、
前記めっき皮膜の総厚みが３μｍ以上であり、当該接合部に対してリードフレーム端からのめっきの水平方向への成長が１μｍ以上となっていることを特徴とする。
【００１３】
該ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板においては、ＬＥＤ素子搭載用のパッド部およびＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部を有するリードフレーム部のめっきエリアに形成されるめっき皮膜は、リフレクタ部の樹脂成形後に形成されることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と、前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部及び、リフレクタ部を含む樹脂成形によるキャビティ部を備えたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板にあって、
前記ＬＥＤ発光素子用のリードフレームと成形樹脂部の接合部がめっき皮膜に覆われていることで、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での、搭載したＬＥＤ素子、及びワイヤボンディング部を保護するための封止樹脂充填工程において、液状の封止樹脂の基板の裏面である配線面への裏モレ不良を抑制することが可能となり、
ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での歩留まりを大幅に改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームの上面図。
【図２】本発明におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームの下面図。
【図３】図１におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームのＸ−Ｘ断面図。
【図４】図１におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレームのＹ−Ｙ断面図。
【図５】金型を用いたリードフレームへの樹脂モールドの一例を説明する側断面図
【図６】本発明におけるＬＥＤ発光素子用リードフレームをタイバーにて連携した多面付け状態の上面図。
【図７】本発明におけるＬＥＤ発光素子用リードフレームをタイバーにて連結して多面付け状態でのＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の上面図。
【図８】本発明における多面付け状態のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の個片化後の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施の形態に基づいて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明に係わるＬＥＤ発光素子用リードフレームを用いてＬＥＤ素子を実装した実施形態（請求項１，２，３，４に対応）を示す上面図、図２は、その裏面図である。
また、図３は、図１のＸ−Ｘ線における側断面図を、図４は図１のＹ−Ｙ線における側断面図を各々示す。
【００１７】
本実施形態におけるＬＥＤ発光素子用のリードフレーム１は、金属合金製の板状の基材をフォトエッチング加工することにより形成され、図１，２，３に示すようにＬＥＤ素子１０を搭載するための１乃至複数箇所に形成されたパッド部２、ＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３によって構成されている。
本実施形態ではＬＥＤ素子搭載用のパッド部２はＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリアとを兼備えている。
【００１８】
ＬＥＤ発光素子用リードフレーム１を用いたＬＥＤパッケージＡは、図１に示すようにリフレクタ部５が形成され、リフレクタ部５が持つすり鉢状凹部の内部（底部）ではＬＥＤ素子搭載部２aとリード部３aが露出し、ＬＥＤ素子の実装が行われる。
なお、図３に示すＷはワイヤボンディングの一例を示し、ＬＥＤ素子搭載部２aのＬＥＤ素子１０と電気的に接続を行うための電気的エリア上のリード部３aとの間を結線したワイヤである。
【００１９】
ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム１では、図１，２，３に示すようにフォトエッチング加工によって貫通穴７が形成されている。この貫通穴７はテーパー形状または段差形状で設けられ、表裏面で面積が異なっている。これにより、キャビティ部を構成する成形樹脂４は、リードフレーム１にフックされ、リードフレーム１から脱落しないように保持することが可能となる。
【００２０】
また、ＬＥＤ発光素子用リードフレームAでは、図１，２，３に示すように、リードフレーム連結を行うためのタイバー８が埋め込まれている。このタイバー８は、ハーフエッチングによって表裏面の面積が異なっている、これにより成形樹脂４はリードフレームから脱落しないように保持が可能となる。
【００２１】
ＬＥＤチップ搭載部２a及び電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aとリフレクタ部５の境界部には、リードフレーム１にハーフエッチングにて溝（図３で、深さｔ２，幅ｔ３で示される）が設けられ、成形樹脂４が入り込む構造となる。
【００２２】
前記リードフレーム１にハーフエッチングによって設ける溝に充填される樹脂層の深さｔ２は、成形樹脂４に用いられるフィラーの最大粒径の１．５倍以上と設定しており、リードフレームの厚みｔ１以下の範囲であれば深さを適宜設定してもかまわない。
【００２３】
また、前記リードフレーム１にハーフエッチングによって設ける溝に充填される樹脂層の幅ｔ３に関しても、充填樹脂に用いられるフィラーの最大粒径の１．５倍以上に設定しており、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部にＬＥＤチップ１０が搭載可能であり、なおかつＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部とをワイヤボンディングによって電気的に接続する上で、リード部の安定性に支障のない範囲でハーフエッチングにて設ける溝幅ｔ３の範囲を適宜設定しても良い。
【００２４】
ＬＥＤチップ搭載部２a、電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aとリフレクタ部５の境界部に位置する成形樹脂４のうちの樹脂６は、その一部がリフレクタ部５と一体成型されている。
キャビティ内壁面にあたるリフレクタ部５が一体化することにより、リードフレーム１から脱落しないように保持することが可能となる。
【００２５】
本実施形態のＬＥＤ発光素子用のリードフレームは、図３に示すように、ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２はめっき皮膜１１により覆われている。
【００２６】
ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部を覆うめっき皮膜１１は、めっき皮膜の基板垂直方向膜厚に対して、基板直角方向には６０％以下の範囲でめっき皮膜が形成され、前記ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２の上面を覆うことが可能となる。
【００２７】
ＬＥＤチップ搭載部２a及びリード部３aと成形樹脂４との接合部１２には、樹脂バリの除去工程により、１〜１．５μm程度の隙間が生じる。
形成するめっき皮膜の膜厚は基板垂直方向に３μｍ以上形成すれば、接合部１２の隙間を覆うことが可能となる。
形成するめっき皮膜の膜厚は基板垂直方向に３μm以上形成すれば、形成するめっき皮膜の特性に応じて、適宜設定してもかまわない。
【００２８】
本実施形態において用いた成形樹脂４は、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）などが挙げられ、これらの樹脂から１種の樹脂を用いたり、複数の樹脂を混合した混合樹脂を使用しても良い。
【００２９】
成形樹脂４に用いられる添加剤は、SiO２、TiO２、Al２O３、酸化ジルコニウム、セラミック材、又は混合物などの微粒子が用いられており、添加剤の混合比率は設定することで、９０〜９４[％]程度の高い反射特性を得ることができる。
【００３０】
本発明のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板では、ＬＥＤチップ搭載部２a及び電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aの表面は同一の板状の金属合金をフォトエッチング加工によって形成されるため高さにおいて同一平面にある。
電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aは、ＬＥＤチップ搭載部２aに実装されたＬＥＤチップ１０に対してワイヤボンディングやチップボンディングによって接続される。なお、ＬＥＤチップ搭載部２aや電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３aへのめっきは、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどの中から用途に合わせて自由に選択して良い。また、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施すに先立ち、熱拡散性の優れたニッケルめっきなど下地めっきを行ってもかまわない。
【００３１】
リフレクタ部のすり鉢状凹部内では、前記ＬＥＤチップ搭載部２aより上面側、及びＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３aより上面側には、ＬＥＤチップ１０を含めて、透明樹脂９が封入されている。
図３では、透明樹脂９の上面は平坦に図示されているが、凸半球状（ドーム状）あるいは凹半球状としても良く、用途に応じて、レンズ効果による発光方向・範囲の制御が可能である。
【００３２】
本発明に係るリードフレームは、リードフレーム用金属板の表裏面にフォトレジストを塗布し、フォトレジストへのパターン露光と現像処理をすることにより、レジストパターンを形成した後、その表裏両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いて、レジスト非形成部をエッチング加工することにより、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３とを絶縁状態にして形成されている。
【００３３】
次に、本発明のＬＥＤ発光素子用リードフレームの製造方法を説明する。
まず、鉄―ニッケル等の合金または、銅―ニッケル―錫等の金属合金製の板状のリードフレーム用金属材料の表面に、フォトレジストを塗布して、フォトレジスト層を形成する。
次いで、ＬＥＤチップを搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤチップと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３を所定のパターンを有するパターン露光用フォトマスクを介してフォトレジスト層にパターンを露光し、次いで、フォトレジスト層に現像、必要に応じて硬膜処理を行なう。
これによりＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３となる部分を残してフォトレジストが現像除去され、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３を形成する部位にレジストパターンが形成される。
【００３４】
上記工程で、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３とリフレクタ部５との境界面に所定の深度と幅を有する溝を形成するためのレジストパターンが形成される
【００３５】
次に該金属材料の裏面に、耐腐食用の樹脂フィルムを貼着し、該金属材料の表面側から表面のフォトレジスト非形成部を所定の深度（例えば、図３，図４における厚さｔ２）まで塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理（ハーフエッチング処理）した後、洗浄などを行い、その表面に耐腐食用の樹脂フィルムを貼着する。
【００３６】
次に、該金属材料の裏面の耐腐食用の樹脂フィルムを剥がし、該金属材料の裏面側から裏面のフォトレジスト非形成部を所定の深度まで、塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理を行う。これにより、表面、裏面に各々対応する、レジストパターンが形成されていない金属部位に貫通部が形成され、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２は、ＬＥＤと電気的に接続を行うための電気的接続エリア３とリフレクタ部５の境界面に所定の深度と幅の溝を有するＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が形成される。
【００３７】
上記工程において、エッチング加工処理によって形成された貫通部は、モールド時に充填される成形樹脂４を保持するためのテーパー状部に形成されたＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が形成される。次いで、リードフレームに以下の例に記す一連の樹脂モールド加工を行う。
【００３８】
すなわち、リードフレーム１を収める所定の内部形状とした凹部を予め有している金型の凹部内に、リードフレームを装填する。
なお、金型としては、図５に示すように、蓋となる板状の上金型４０と、溶融する充填樹脂４を注入する注入口４２と連通するリードフレーム１（多面付けリードフレーム）を装填可能な凹部４３を内部空間として形成した下金型４１との２枚構成とし、下金型４１と凹部４３にリードフレーム１（多面付けリードフレーム）を装填後に、上金型４０で下金型４１に蓋をして型締めするものが一般的である。
尚、図示していないが、上金型４０／下金型４１の何れか一方には、成形されるリフレクタ部５が持つすり鉢状凹部に相当する凸部が設けられる必要がある。
【００３９】
次いで、注入口４２から、凹部４３内に加熱溶融した成形樹脂４を注入して、装填されたリードフレーム１（多面付けリードフレーム）に成形樹脂４が充填されて成型されたＬＥＤ発光素子用リードフレーム１が得られる。成型後、冷却して上金型を外し、リードフレームを下金型から取り外す。これにより、リフレクタ部とリードフレームが一体成型されたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
【００４０】
なお、図１，２中に示すタイバー８は、エッチング加工処理後に、パッド部２および電極部３が金属材料から脱落するのを防止するために、必要な期間、パッド部２及び電極部３を金属材料に連結保持しておくために形成しているもので、タイバー８を切断して、本発明のリードフレームが得られる。
なお、側断面図においては、タイバー８は成形樹脂４を保持するためにハーフエッチングによって成形樹脂４内に収まる構造となっている。タイバー８と金属材料との連結部を切断して、本発明のリードフレームが得られる。
タイバー８の切断時期は、ＬＥＤチップの搭載後、または、樹脂モールド後が挙げられるが、適宜設定して良い。
また、上述した説明では、エッチング加工は、表裏の面に各々１回ずつ行っているが、表裏から同時に行う１回のエッチングで金属材料にエッチング加工を行ってもよい。
【００４１】
上記工程において、エッチング加工処理によって形成されたリードフレームにモールド加工を施すことによってＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が形成される。
次いで、モールド加工によって、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップと電気的に接続を行なうための電気的接合エリアを有するリード部３aに生じた樹脂バリの除去、めっき皮膜の形成を行う。
【００４２】
めっき皮膜の形成は電解めっき法、無電解めっき法によって、Niめっき、Agめっき、Pdめっき、Auめっきなどを形成される。
めっき皮膜の形成において、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリアを有するリード部３とリフレクタ部５の境界面に設けた樹脂層によって、金属部／樹脂部が明確に規定され、ＬＥＤチップ搭載部２a、ＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行なうための電気的接続エリア３aにはめっき皮膜の未着、膜厚のばらつきなく形成が可能となる。
【００４３】
図６に多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームを示す。
本発明におけるリードフレームのＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３とを、その表裏面を同一平面とする１単位フレームとしている。１単位フレームは、枚葉状あるいは帯状の金属材料に、複数の１単位フレームを互いに縦横方向に多面付け配列した多面付けリードフレームを用いて製造される。
【００４４】
図６に示すように、エッチング後にリードフレームが金属材料から脱離することを防止するためにタイバー８と呼称される、例えば格子状の枠部を形成している。１単位フレームは、枠部であるタイバー８の開口部の領域内にタイバー８と連結するように形成する。なお、本実施例では、１単位フレームと、タイバー８との連結は、タイバー８から介して行っている。
【００４５】
タイバー８は、エッチングにてＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３を形成する際に、ＬＥＤチップ搭載用のパッド部２およびＬＥＤチップ１０と電気的に接続を行うための電気的接続エリア３を形成するのと同様の手法にて、タイバー８を形成する金属材料部位にもフォトレジストを形成して形成するもので、タイバー８の部位を切断、断裁し、金属材料から各１単位フレームを切り離す。
【００４６】
図６に示すように１単位のリードフレームの複数単位を多面づけしてフォトエッチングにて製造された平坦上のリードフレームは、前述したように、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム製造用の金型内に装填し、成形樹脂４を金型内の凹部（内部空間）に注入充填して形成（インジェクション成形）する。
これにより、図７に示すように本発明のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板が多面付けされた状態で形成される。
【００４７】
多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームに樹脂モールド加工を行う際、凹部（内部空間）を有する金型内に成形樹脂が注入される。成形樹脂が注入される際、樹脂の注入口の近傍の１単位フレームから、注入口から離れた部位にある１単位フレームへと、順次に樹脂が流れていき、樹脂モールドされていく。
【００４８】
その後、多面付けされたＬＥＤ発光素子用リードフレームに切断を行ない、切り離された１単位フレームが得られる（図８）。
なお、ＬＥＤ発光素子用リードフレームの切断時期は、樹脂モールド後に限るものではなく、ＬＥＤチップの搭載後、透明封止樹脂の形成後など、適宜設定して構わない。
【００４９】
多面付けされたＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板の個片化はダイシングまたは断裁刃を用いて行われる。タイバーを切断刃にて切断するが、厚みが薄くなっているため、切断時に切断刃に掛かる負担が少なくなり、切断刃の寿命を長くすることが出来る。
【実施例】
【００５０】
＜実施例１＞
実施例１では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし３００秒間基板に対して電解めっきを施すことにより、２[μｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して、銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし１２５秒間電解めっきを施し４[μ／ｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚６μｍのサンプルを形成した。
【００５１】
＜実施例２＞
実施例２では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０ｃｃ／L、光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし１５０秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、１[μｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし６３秒間電解めっきを施し２[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚３μｍのサンプルを形成した。
【００５２】
＜実施例３＞
実施例３では白色樹脂を充填したＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のバリ取りを行なった後に、スルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし１５０秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、１[μ／ｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[cc／L]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし３０秒間電解めっきを施し１[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚２μｍのサンプルを形成した。
【００５３】
＜比較例＞
比較例１ではエッチング処理後のリードフレームにスルファミン酸Ｎｉ：４００[ｇ／Ｌ]、塩化Ｎｉ：１０[ｇ／Ｌ]、ホウ酸：３６[ｇ／Ｌ]、一次光沢剤：３０cc／L、二次光沢剤０.０３[cc／L]のスルファミン酸Ｎｉ浴に無光沢Ｎｉめっきを形成した基板を浸漬し、温度４０[℃]、電流密度２[Ａ／ｄｍ２]とし３００秒間基板にたいして電解めっきを施すことにより、２[μ／ｍ]のＮｉめっきを形成した。
その後、Ｎｉめっきを施した基板に対して銀濃度：７５[ｇ／Ｌ]、シアン濃度７５[ｇ／Ｌ]、光沢剤濃度：１０[ｃｃ／Ｌ]、温度２５[℃]、電流密度３[Ａ／ｄｍ２]とし１２５秒間電解めっきを施し４[μｍ]のＡｇめっきを形成し、めっき皮膜の膜厚６μｍ形成後、白色樹脂充填、バリ取り処理を行い、サンプルを形成した。
【００５４】
＜評価方法＞
表１に示す評価結果は以下の評価方法に従い取得した。
１．めっき膜厚測定
装置：蛍光Ｘ線分析装置
基板垂直方向のめっき膜厚の測定。
２．寸法測定
装置：ＣＮＣ画像測定装置 ＮＥＸＩＶ
基板平行方向のめっき膜厚の測定。
３．浸透液試験
処理：ＵＰ−ＳＴ
条件：キャビティ内に液滴後、所望の時間経過後に配線面を観察。
【００５５】
＜評価結果＞
評価結果を表１にまとめる。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１に示すように、本発明のＬＥＤ発光素子用リードフレームのＬＥＤ発光素子搭載用のパッド部、及びＬＥＤ発光素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部に施されためっき皮膜は基板垂直方向の膜厚に対して、基板平行方向には６０％程度成長しておりリードフレーム部と成形樹脂の接合部を覆い、浸透液の基板裏面の配線面の裏モレを抑制されていることがわかる。
【００５８】
＜産業上の利用可能性＞
本発明によれば、ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板のＬＥＤ発光素子搭載用のパッド部、ＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有する金属リード部に施すめっき皮膜がリードフレーム部と成形樹脂の接合部を覆うことによって、ＬＥＤ素子の実装を行う一次実装工程での封止樹脂充填工程での液状封止樹脂が基板裏面の配線面への裏モレを抑制することが可能となり、高い歩留まりを得ることが可能なことから、ＬＥＤ発光素子を搭載するリードフレーム基板の使用に適している。
【符号の説明】
【００５９】
１ ＬＥＤ発光素子用リードフレーム
２ ＬＥＤチップ搭載用のパッド部
２a ＬＥＤチップ搭載部
２b 電極部
３ 電気的に接続を行うための電気的接続エリア
３a リード部
３b 電極部
４ 成形樹脂
５ リフレクタ
６ 充填樹脂層
７ 貫通穴
８ タイバー
９ 封止樹脂
１０ ＬＥＤ素子
１１ めっき層
１２ リードフレームと成形樹脂接続部
４０ 上金型
４１ 下金型
４２ 注入口
４３ 凹部
Ａ ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板
ＭＬ 多面付けＬＥＤ発光素子用リードフレーム
Ｗ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行なうための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと、パッド部および金属リード部を取り囲む凹部を有する樹脂成形によるリフレクタ部、とが一体化されてなる構成のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、
リードフレームと成形樹脂部の接合部の上面がめっき皮膜に覆われており、めっき皮膜の総厚みが３μｍ以上であり、当該接合部に対してリードフレーム端からのめっきの水平方向への成長が１μｍ以上となっていることを特徴とするＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項２】
該ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、ＬＥＤ素子搭載用のパッド部およびＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部を有するリードフレーム部のめっきエリアに形成されるめっき皮膜は、樹脂成形後に形成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項１】
少なくともＬＥＤ素子を搭載するための１乃至複数箇所のパッド部と前記ＬＥＤ素子と電気的接続を行なうための電気的接続エリアを有する金属リード部を有するリードフレームと、パッド部および金属リード部を取り囲む凹部を有する樹脂成形によるリフレクタ部、とが一体化されてなる構成のＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、
リードフレームと成形樹脂部の接合部の上面がめっき皮膜に覆われており、めっき皮膜の総厚みが３μｍ以上であり、当該接合部に対してリードフレーム端からのめっきの水平方向への成長が１μｍ以上となっていることを特徴とするＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【請求項２】
該ＬＥＤ発光素子用のリードフレーム基板において、ＬＥＤ素子搭載用のパッド部およびＬＥＤ素子と電気的に接続を行うための電気的接続エリアを有するリード部を有するリードフレーム部のめっきエリアに形成されるめっき皮膜は、樹脂成形後に形成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７７７２７（Ｐ２０１３−７７７２７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７１９７（Ｐ２０１１−２１７１９７）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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