特許 5881501 発光素子用基板および発光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881501

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】発光素子用基板および発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20160225BHJP

   H01L 33/64 20100101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 440

   H01L33/00 450

【請求項の数】15

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-77136(P2012-77136)

(22)【出願日】2012年3月29日

(65)【公開番号】特開2013-207221(P2013-207221A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】304051908

【氏名又は名称】株式会社ＮＥＯＭＡＸマテリアル

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】山本 晋司

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 啓太

(72)【発明者】

【氏名】石尾 雅昭

【審査官】 村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２６８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８７５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０７１１８２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子が配置される発光素子用基板であって、
前記発光素子側に配置され、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｇ合金のいずれか１つからなる第１層と、
Ｆｅ、ＺｒおよびＡｇのうちの少なくとも１つと、Ｃｕとを含むＣｕ合金からなる第２層とを有するクラッド材を備え、
前記クラッド材は、板面方向の熱伝導率が板厚方向の熱伝導率よりも大きくなるように構成され、
前記第２層は、Ｆｅ、ＺｒまたはＡｇのいずれか１つと、９６質量％以上のＣｕとを含むＣｕ合金からなる、発光素子用基板。

【請求項2】

前記第２層の厚みは、前記クラッド材の厚みの１０％以上９０％以下である、請求項１に記載の発光素子用基板。

【請求項3】

前記第１層の表面は、表面粗さを示す指標としてのクルトシス（Ｒｋｕ）が１０．５以下になるように形成されている、請求項１または２に記載の発光素子用基板。

【請求項4】

前記第１層の表面は、表面粗さを示す指標としての算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以下になるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項5】

前記第１層は、Ｃｕからなり、
前記第１層の表面上には、前記発光素子からの光を反射可能な光反射層を構成するメッキ層が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項6】

２００℃以上４００℃以下の温度条件下において、前記第２層のビッカース硬さは、１００ＨＶ以上であるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項7】

前記クラッド材は、前記第１層と同一の金属材料からなる第３層をさらに有する３層構造のクラッド材であり、
前記第３層は、前記第１層との間に前記第２層を挟み込んだ状態で前記発光素子が配置されない側に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項8】

前記第１層と前記第３層とは、略同一の厚みを有する、請求項７に記載の発光素子用基板。

【請求項9】

前記クラッド材は、板面方向の熱伝導率が２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）よりも大きくなるとともに、板厚方向の熱伝導率が２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上になるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項10】

前記第２層の線膨張係数は、前記第１層の線膨張係数以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項11】

前記第１層は、９９．９６質量％以上のＣｕを含み、
前記第２層は、２．１質量％以上２．６質量％以下のＦｅ、０．０５質量％以上０．２質量％以下のＺｎ、０．０１５質量％以上０．１５質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項12】

前記第１層は、９９．９６質量％以上のＣｕを含み、
前記第２層は、０．０５質量％以上０．１５質量％以下のＦｅ、０．０１５質量％以上０．０５０質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項13】

前記クラッド材は、前記発光素子が配置されない側から前記クラッド材を支持する板状の基台の表面を覆うように折り曲げられている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光素子用基板。

【請求項14】

前記クラッド材は、セラミックスからなる前記板状の基台の表面を覆うように折り曲げられている、請求項１３に記載の発光素子用基板。

【請求項15】

請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発光素子用基板に発光素子が配置されてなる、発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、発光素子が配置される発光素子用基板およびその発光素子用基板を備える発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発光素子が配置される発光素子用基板が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、金属基板（発光素子用基板）と、金属基板の表面に密着して金属基板の一部表面が露出する凹部と回路パターンとが形成された絶縁層と、絶縁層の凹部内に配置されたＬＥＤ（発光素子）と、ＬＥＤと回路パターンとを接続するボンディングワイヤと、凹部内の透明封止材からなる透明封止部とを備えるＬＥＤ表示装置が開示されている。このＬＥＤ表示装置の金属基板は、シャーシなどに固定されることによって、ＬＥＤが配置される金属基板としての機械的な強度を確保しつつ、シャーシなどに熱を逃がすように構成されている。ここで、上記特許文献１では、金属基板として、Ａｌ、ＣｕおよびＦｅのいずれかからなる板材か、これらの金属材料のうちの２種類もしくは３種類からなるクラッド材か、または、これらの金属元素を含む合金からなる板材が例示されている。しかしながら、上記特許文献１には、金属基板を複数の金属材料で構成する場合の具体的な構成、たとえば、金属基板を構成する金属材料の種類、金属層として組み合わせる場合の順序や組合せなどに係る具体的な記載やこれを示唆する記載はなんらなされていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１３３５９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、上記特許文献１に例示されるように、たとえば、複数の金属材料からなるクラッド材を用いて金属基板を構成した場合、金属基板の具体的な構成によっては、放熱性能が十分に得られない可能性がある。金属基板の放熱性能が十分でない場合には、ＬＥＤの熱が金属基板を介してシャーシ側に十分に伝えられずに、ＬＥＤ付近の金属基板に蓄積されると考えられる。このような状態になると、ＬＥＤから金属基板に熱を伝えることが困難になりＬＥＤの温度が上昇する。この結果、ＬＥＤの輝度が低下するとともに、ＬＥＤの寿命が短くなるという問題点が生じる。また、金属基板を機械的な強度が比較的低いＣｕのみからなるように構成した場合には、金属基板の機械的な強度が低いため、取り扱い時に金属基板が破損しやすく、ＬＥＤ表示装置の製造に支障をきたす可能性がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、発光素子用基板の放熱性能を向上させて発光素子の温度上昇に起因する輝度の低下を抑制し、かつ、発光素子用基板の機械的な強度を十分に確保することが可能な発光素子用基板およびその発光素子用基板を備える発光モジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面による発光素子用基板は、発光素子が配置される発光素子用基板であって、発光素子側に配置され、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｇ合金のいずれか１つからなる第１層と、Ｆｅ、ＺｒおよびＡｇのうちの少なくとも１つと、Ｃｕとを含むＣｕ合金からなる第２層とを有するクラッド材を備え、クラッド材は、板面方向の熱伝導率が板厚方向の熱伝導率よりも大きくなるように構成され、第２層は、Ｆｅ、ＺｒまたはＡｇのいずれか１つと、９６質量％以上のＣｕとを含むＣｕ合金からなる。

【0008】

この発明の第１の局面による発光素子用基板では、上記のように、発光素子側に、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｇ合金のいずれか１つからなる第１層を配置することによって、熱伝導性に優れたＣｕ、ＡｇまたはＡｇ合金のいずれか１つからなる第１層が発光素子側に配置されているので、発光素子からの熱を、発光素子付近の第１層の部分から発光素子から離れた位置の第１層の部分に向けて迅速に拡散させることができる。これにより、第１層に接続された外部の放熱部材や外気に第１層の熱を迅速に放熱させることができるので、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることを抑制することができる。この結果、発光素子用基板に蓄積された熱により発光素子の温度が上昇することを抑制することができるので、発光素子の温度上昇に起因して発光素子の輝度が低下することを抑制することができる。また、発光素子が異常な高温に長時間さらされることを抑制することができるので、発光素子の長寿命化を図ることができる。

【0009】

また、上記第１の局面による発光素子用基板では、Ｆｅ、ＺｒおよびＡｇの少なくともいずれか１つと、Ｃｕとを含むＣｕ合金からなる第２層を含むことによって、Ｃｕ合金がＦｅ、ＺｒおよびＡｇの少なくともいずれか１つを含むことにより第２層の機械的な強度を高めつつ、Ｃｕ合金がＣｕを含むことにより第２層の熱伝導性もある程度確保することができる。これにより、機械的な強度を十分に確保して発光素子用基板の取り扱いが困難になることを抑制しつつ、第１層のみならず第２層を介しても発光素子からの熱を放熱させることができる。この結果、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0010】

また、上記第１の局面による発光素子用基板では、発光素子用基板が第１層と第２層とを少なくとも含むクラッド材を備えることによって、第１層または第２層のいずれか一方がメッキや接着によって他方の表面上に形成される場合と異なり、第１層と第２層との界面に金属間化合物を形成させることができるので、第１層と第２層との接合強度を向上させることができる。これにより、第１層と第２層とが剥がれることを抑制することができるので、発光素子用基板の取り扱いが困難になることを抑制することができる。また、第１層および第２層を共に十分な厚みを有して形成することができる。また、第２層は、Ｆｅ、ＺｒまたはＡｇのいずれか１つと、９６質量％以上のＣｕとを含むＣｕ合金からなる。このように構成すれば、第２層が９６質量％以上のＣｕを含むことにより第２層の熱伝導性を十分に大きくすることができるので、第２層を介して発光素子からの熱を効果的に放熱させることができる。これにより、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0011】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第２層の厚みは、クラッド材の厚みの１０％以上９０％以下である。このように構成すれば、第２層の厚みがクラッド材の厚みの１０％以上であることにより、十分な厚みの第２層を確保することができるので、発光素子基板の強度を十分に確保することができる。また、第２層の厚みがクラッド材の厚みの９０％以下であることにより、残る第１層の厚みを十分に確保することができるので、発光素子用基板の放熱性能を十分に確保することができる。

【0012】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第１層の表面は、表面粗さを示す指標としてのクルトシス（Ｒｋｕ）が１０．５以下になるように形成されている。このように構成すれば、発光素子が配置される第１層の表面の尖っている部分を少なくすることができるので、第１層の表面上に欠陥のない良質なメッキ層を形成することができるとともに、発光素子用基板が発光素子の光を反射する反射板の機能を兼ねる場合に、第１層の表面において十分に発光素子の光を反射することができる。

【0013】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第１層の表面は、表面粗さを示す指標としての算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以下になるように形成されている。このように構成すれば、発光素子が配置される第１層の表面の凹凸の高さの差（起伏）を小さくすることができるので、第１層の表面上に欠陥のない良質なメッキ層を形成することができるとともに、発光素子用基板が発光素子の光を反射する反射板の機能を兼ねる場合に、第１層の表面において十分に発光素子の光を反射することができる。

【0014】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第１層は、Ｃｕからなり、第１層の表面上には、発光素子からの光を反射可能な光反射層を構成するメッキ層が形成されている。このように構成すれば、光を反射しにくいＣｕからなる第１層が位置する第１層の表面上に光反射層を構成するメッキ層が形成されているので、第１層の表面上に配置される発光素子からの光をよりよく反射させることができる。

【0016】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、２００℃以上４００℃以下の温度条件下において、第２層のビッカース硬さは、１００ＨＶ以上であるように構成されている。このように構成すれば、発光素子用基板が２００℃以上４００℃以下の高温条件下におかれた場合であっても、第２層の機械的な強度が維持されるので、発光素子用基板の機械的な強度を十分に確保することができる。

【0017】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、クラッド材は、第１層と同一の金属材料からなる第３層をさらに有する３層構造のクラッド材であり、第３層は、第１層との間に第２層を挟み込んだ状態で発光素子が配置されない側に配置されている。このように構成すれば、同一の金属材料からなる第１層および第３層により第２層を挟み込むことによって、発光素子用基板が第１層の表面側または発光素子が配置されない側のいずれか一方に反って変形することを抑制することができる。これにより、発光素子用基板の第１層の表面上に配置された発光素子に発光素子用基板の変形に伴う応力が加わることを抑制することができる。また、第３層側に発光素子が誤って配置された場合であっても、第１層と同一の金属材料からなる第３層において、発光素子からの熱を発光素子から離れた位置の第３層の部分に向けて迅速に拡散させることができる。

【0018】

この場合、好ましくは、第１層と第３層とは、略同一の厚みを有する。このように構成すれば、発光素子用基板が一方表面側または他方表面側のいずれか一方に反って変形することを効果的に抑制することができる。また、発光素子用基板の構造を表裏で略同一にすることができるので、発光素子用基板を表裏の区別が不要なように構成することができる。

【0019】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、クラッド材は、板面方向の熱伝導率が２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）よりも大きくなるとともに、板厚方向の熱伝導率が２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上になるように構成されている。このように構成すれば、発光素子からの熱を、第１層の板面方向だけでなく板厚方向にも十分に拡散させることができる。これにより、発光素子付近の熱を、発光素子用基板の全体により拡散させることができるので、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0020】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第２層の線膨張係数は、第１層の線膨張係数以下である。このように構成すれば、第２層の線膨張係数が第１層の線膨張係数よりも大きい場合と異なり、第１層の熱膨張以上に第２層が熱膨張することに起因して第１層と第２層とが剥がれたり、発光素子用基板が変形したりすることを抑制することができる。

【0021】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第１層は、９９．９６質量％以上のＣｕを含み、第２層は、２．１質量％以上２．６質量％以下のＦｅ、０．０５質量％以上０．２質量％以下のＺｎ、０．０１５質量％以上０．１５質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる。このように構成すれば、第１層が熱伝導性に優れるＣｕを９９．９６質量％以上含むことによって、発光素子からの熱を、発光素子付近の第１層の部分から発光素子から離れた位置の第１層の部分に向けてより迅速に拡散させることができる。また、２．１質量％以上２．６質量％以下のＦｅ、０．０５質量％以上０．２質量％以下のＺｎ、０．０１５質量％以上０．１５質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる第２層を用いることによって、第２層の機械的な強度を十分に確保しつつ、第１層だけでなく第２層を介しても発光素子からの熱を放熱させることができる。

【0022】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、第１層は、９９．９６質量％以上のＣｕを含み、第２層は、０．０５質量％以上０．１５質量％以下のＦｅ、０．０１５質量％以上０．０５０質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる。このように構成すれば、第１層が熱伝導性に優れるＣｕを９９．９６質量％以上含むことによって、発光素子からの熱を、発光素子付近の第１層の部分から発光素子から離れた位置の第１層の部分に向けてより迅速に拡散させることができる。また、０．０５質量％以上０．１５質量％以下のＦｅ、０．０１５質量％以上０．０５０質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣｕ合金からなる第２層を用いることによって、第２層の機械的な強度を十分に確保しつつ、第１層だけでなく第２層を介しても発光素子からの熱を放熱させることができる。

【0023】

上記第１の局面による発光素子用基板において、好ましくは、クラッド材は、発光素子が配置されない側からクラッド材を支持する板状の基台の表面を覆うように折り曲げられている。このように構成すれば、板状の基台を覆うように発光素子用基板を配置することができるので、発光素子用基板が折り曲げられていない場合と比べて、発光素子用基板の表面積を大きく確保することができる。これにより、発光素子からの熱を広い範囲の発光素子用基板に迅速に拡散させて、発光素子用基板の広い範囲で放熱させることができるので、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0024】

この場合、好ましくは、クラッド材は、セラミックスからなる板状の基台の表面を覆うように折り曲げられている。このように一般的に熱伝導性の劣るセラミックスを基台の材料として用いた場合であっても、発光素子用基板の広い範囲で外気に放熱させることができるので、発光素子付近の発光素子用基板に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0025】

この発明の第２の局面による発光モジュールは、第１の局面による発光素子用基板に発光素子が配置されてなる。この発明の第２の局面による発光モジュールでは、上記第１の局面による発光素子用基板と同様の効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、上記のように、発光素子の輝度が低下することを抑制し、かつ、発光素子用基板の機械的な強度を十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュールの構成を示した平面図である。

【図2】図１の６００−６００線に沿った断面図である。

【図3】図１の６００−６００線に沿ったＬＥＤ素子付近のリードフレームの拡大断面図である。

【図4】図１の６００−６００線に沿った接続層周辺のリードフレームの拡大断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュールの製造プロセスを説明するための斜視図である。

【図6】本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。

【図7】本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュールの製造プロセスを説明するための平面図である。

【図8】本発明の第２実施形態によるＬＥＤモジュールの構成を示した断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態によるＬＥＤ素子付近のリードフレームの拡大断面図である。

【図10】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣｕ層とＣ１９４０からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図11】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣｕ層とＣ１９４０からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図12】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣｕ層とＣ１９２１からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図13】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣｕ層とＣ１９２１からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図14】本発明の第２実施形態の効果を確認するために行ったＡｇ層とＣ１９４０からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図15】本発明の第２実施形態の効果を確認するために行ったＡｇ層とＣ１９４０からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図16】本発明の第２実施形態の効果を確認するために行ったＡｇ層とＣ１９２１からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図17】本発明の第２実施形態の効果を確認するために行ったＡｇ層とＣ１９２１からなるＣｕ合金層とを用いた場合のシミュレーションの結果を示した図である。

【図18】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行った表面粗さの確認実験の結果を示した図である。

【図19】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣ１９４０のビッカース硬さの確認実験の結果を示した図である。

【図20】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣ１９２１のビッカース硬さの確認実験の結果を示した図である。

【図21】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったＣ１０２０のビッカース硬さの確認実験の結果を示した図である。

【図22】本発明の第１実施形態の効果を確認するために行ったビッカース硬さの確認実験の結果を示した図である。

【図23】本発明の第１実施形態の第１変形例によるＬＥＤモジュールの構成を示した断面図である。

【図24】本発明の第１実施形態の第２変形例によるＬＥＤモジュールの構成を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0029】

（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュール１００の構造について説明する。なお、ＬＥＤモジュール１００は、本発明の「発光モジュール」の一例である。

【0030】

本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュール１００は、図１および図２に示すように、一方側（Ｘ１側）が、半田１０１ａを介してプリント基板１０２のＣｕ配線１０２ａに接続されているとともに、他方側（Ｘ２側）が、半田１０１ｂを介してプリント基板１０２のＣｕ配線１０２ｂに接続されている。これにより、プリント基板１０２に別途接続された制御部（図示せず）により、ＬＥＤモジュール１００の発光が制御されるように構成されている。

【0031】

また、ＬＥＤモジュール１００は、Ｘ１側とＸ２側とに分かれた板状のリードフレーム１と、リードフレーム１のＸ１側の一方表面１ａ上に固定されたＬＥＤ素子２と、リードフレーム１に覆われた板状の基台３とを含んでいる。基台３は、図２に示すように、上面３ａ（Ｚ１側の面）と、長手方向（Ｘ方向）の両側面３ｂと、下面３ｃ（Ｚ２側の面）の一部とがリードフレーム１の他方表面１ｂに覆われている。なお、リードフレーム１の一方表面１ａは、ＬＥＤ素子２が配置される側およびプリント基板１０２と対向する側（外側）の表面であるとともに、リードフレーム１の他方表面１ｂは、基台３の上面３ａ、両側面３ｂおよび下面３ｃと接する側（内側）の表面である。なお、リードフレーム１は、本発明の「発光素子用基板」の一例であり、ＬＥＤ素子２は、本発明の「発光素子」の一例である。また、上面３ａ、側面３ｂおよび下面３ｃは、本発明の「基台の表面」の一例である。

【0032】

リードフレーム１は、基台３の上面３ａ側（Ｚ１側）で、かつ、Ｘ方向の中央部よりもＸ２側に形成された切り欠き部１０ａと、基台３の下面３ｃ側（Ｚ２側）で、かつ、Ｘ方向の中央部およびその周辺に形成された切り欠き部１０ｂ（図２参照）とによって、Ｘ１側とＸ２側とに分割されている。また、切り欠き部１０ａおよび１０ｂは、共にＹ方向（図１参照）に延びるように形成されている。

【0033】

また、リードフレーム１では、基台３の上面３ａとＸ方向の両側面３ｂとの境界と、基台３の下面３ｃとＸ方向の両側面３ｂとの境界とが、基台３に沿うように略直角に折り曲げられている。これにより、リードフレーム１は、基台３の上面３ａの端部近傍と、Ｘ方向の両側面３ｂと、基台３の下面３ｃの一部とに沿うように折り曲げられている。

【0034】

また、リードフレーム１は、約０．１ｍｍ以上約１．５ｍｍ以下の略一様の厚みｔ１（図３参照）を有している。また、リードフレーム１の板面方向（積層方向に直交する方向）の熱伝導率は、約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上であるとともに、リードフレーム１の板厚方向（積層方向）の熱伝導率は、約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上である。

【0035】

ＬＥＤ素子２は、上面（Ｚ１側の面）から、主に上方（Ｚ１方向）に向かって光を照射するように構成されている。また、ＬＥＤ素子２は、リードフレーム１のＸ１側の一方表面１ａ上に、絶縁性樹脂からなる接着部材４を介して接着されている。また、ＬＥＤ素子２の上面側に形成された図示しない一対の電極は、Ａｕワイヤ５ａおよび５ｂを介して、リードフレーム１のＸ１側およびＸ２側にそれぞれ電気的に接続されている。

【0036】

基台３は、絶縁性を有するとともに、光を反射可能な白色のセラミックスであるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる。また、基台３は、リードフレーム１の切り欠き部１０ａおよび１０ｂの内部にも形成されている。これにより、リードフレーム１のＸ１側とＸ２側との絶縁が確保されている。また、切り欠き部１０ａの内部に配置された基台３によって、ＬＥＤ素子２から下方（Ｚ２側）の切り欠き部１０ａに照射された光を、上方（Ｚ１側）に向かって反射することが可能である。なお、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の熱伝導率は約３０Ｗ／（ｍ×Ｋ）であり、リードフレーム１の熱伝導率（約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上）よりも小さい。

【0037】

また、図１および図２に示すように、リードフレーム１の一方表面１ａ上には、ＬＥＤ素子２を囲うようにリフレクタ６が配置されている。このリフレクタ６は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなるとともに、図２に示すように、下方（Ｚ２側）から上方（Ｚ１側）に向かって開口が大きくなるように構成されている。これにより、リフレクタ６は、ＬＥＤ素子２から側方側に照射された光を、上方（Ｚ１方向）に向かって反射することが可能なように構成されている。また、リフレクタ６とリードフレーム１とによって形成される空間には、ＬＥＤ素子２とＡｕワイヤ５ａおよび５ｂとを覆うように、透明なシリコン樹脂からなる封止樹脂７が配置されている。

【0038】

なお、基台３およびリフレクタ６は、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下で焼成されることにより形成されている。また、封止樹脂７は、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下で硬化させることにより形成されている。

【0039】

ここで、第１実施形態では、リードフレーム１は、図３および図４に示すように、外側Ｃｕ層１１と、Ｃｕ合金層１２と、内側Ｃｕ層１３とが互いに圧延接合された３層構造のクラッド材からなる。つまり、外側Ｃｕ層１１とＣｕ合金層１２との界面１ｃ、および、Ｃｕ合金層１２と内側Ｃｕ層１３との界面１ｄには、各々、互いに圧延接合された際に形成された金属間化合物が配置されている。また、外側Ｃｕ層１１は、ＬＥＤ素子２が配置される側（外側）である一方表面１ａに配置されているとともに、内側Ｃｕ層１３は、外側Ｃｕ層１１との間にＣｕ合金層１２を挟み込むように基台３側（内側）の他方表面１ｂに配置されている。なお、外側Ｃｕ層１１、Ｃｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３は、それぞれ、本発明の「第１層」、「第２層」および「第３層」の一例である。

【0040】

また、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３は、共に、約９９．９６質量％以上のＣｕを含む無酸素銅（Ｃ１０２０（ＪＩＳ規格））からなる。なお、Ｃ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の熱伝導率は、約３９５Ｗ／（ｍ×Ｋ）であり、線膨張係数は、約１７×１０^−６／Ｋであり、ビッカース硬さは、約１２０ＨＶである。また、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３は、Ａｇと比べて光を反射しにくい性質を有している。

【0041】

また、第１実施形態では、Ｃｕ合金層１２のＣｕ合金は、約２．１質量％以上約２．６質量％以下のＦｅ、約０．０５質量％以上約０．２質量％以下のＺｎ、約０．０１５質量％以上約０．１５質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣ１９４０（ＪＩＳ規格）、または、約０．０５質量％以上約０．１５質量％以下のＦｅ、約０．０１５質量％以上約０．０５０質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣ１９２１（ＪＩＳ規格）からなる。つまり、Ｃｕ合金層１２は、約９６質量％以上のＣｕを含むＣｕ合金（いわゆる高銅合金）からなる。なお、Ｃ１９４０からなるＣｕ合金層１２の熱伝導率は、約２６０Ｗ／（ｍ×Ｋ）であり、線膨張係数は、約１７×１０^−６／Ｋであり、ビッカース硬さは、約１３０ＨＶである。また、Ｃ１９２１からなるＣｕ合金層１２の熱伝導率は、約３４５Ｗ／（ｍ×Ｋ）であり、線膨張係数は、約１７×１０^−６／Ｋであり、ビッカース硬さは、約１３０ＨＶである。

【0042】

ここで、Ｃｕ合金層１２の熱伝導率（約２６０Ｗ／（ｍ×Ｋ）（Ｃ１９４０）、約３４５Ｗ／（ｍ×Ｋ）（Ｃ１９２１））は、外側Ｃｕ層１１の熱伝導率（約３９５Ｗ／（ｍ×Ｋ））よりも小さい。これにより、ＬＥＤ素子２からリードフレーム１の外側Ｃｕ層１１に伝えられた熱は、外側Ｃｕ層１１からＣｕ合金層１２に伝わるよりも、外側Ｃｕ層１１自体を伝わりやすい。つまり、ＬＥＤ素子２付近の外側Ｃｕ層１１の熱は、板厚方向に沿ってＣｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３の順にＺ２方向に伝わるよりも、板面方向に沿ってＬＥＤ素子２から離れた位置の外側Ｃｕ層１１に伝わりやすい。

【0043】

また、Ｃｕ合金層１２の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）は、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）と略同一である。これにより、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３とＣｕ合金層１２とは、温度が上昇しても略同様の熱膨張を行うように構成されている。

【0044】

また、Ｃｕ合金層１２のビッカース硬さ（約１３０ＨＶ（Ｃ１９４０、Ｃ１９２１））は、Ｃ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３のビッカース硬さ（約１２０ＨＶ）よりも大きい。つまり、Ｃｕ合金層１２は、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３よりも、機械的な強度が大きい。

【0045】

また、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下において、Ｃｕ合金層１２のビッカース硬さは、約１００ＨＶ以上であるように構成されている。つまり、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下ではＣｕ合金層１２は焼鈍されないように構成されている。なお、リードフレーム１の機械的な強度を十分に確保するために、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下において、Ｃｕ合金層１２のビッカース硬さは約１２５ＨＶ以上であるのがより好ましい。

【0046】

また、外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２と内側Ｃｕ層１３の厚みｔ３とは、略同一になるように構成されている。また、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４は、リードフレーム１の厚みｔ１（＝ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）の約１０％以上約９０％以下になるように構成されている。この結果、外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２と内側Ｃｕ層１３の厚みｔ３とは、共に、リードフレーム１の厚みｔ１の約５％以上約４５％以下になるとともに、外側Ｃｕ層１１と内側Ｃｕ層１３との合計の厚み（＝ｔ２＋ｔ３）は、リードフレーム１の厚みｔ１の厚みの約１０％以上約９０％以下になるように構成されている。

【0047】

また、第１実施形態では、リードフレーム１の外側Ｃｕ層１１側の一方表面１ａは、全面に渡って、表面粗さを示す指標としてのクルトシス（Ｒｋｕ）が約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．１５μｍ以下になるように形成されている。ここで、クルトシス（Ｒｋｕ）とは、表面粗さを示す指標の一種であって、表面に形成された凹凸形状の尖り度合いを示す指標のことである。具体的には、クルトシスは、基準長さにおける高さの４乗を、表面粗さの標準偏差を意味する二乗平均根高さの４乗で除算することによって求められる。クルトシスが小さい場合には、表面の凹凸形状がなだらかになっている状態であることを意味し、クルトシスが大きい場合には、表面の凹凸形状が鋭角状に尖った状態であることを意味する。また、算術平均粗さ（Ｒａ）とは、表面粗さを示す指標の一種であって、基準長さにおける高さの絶対値の平均を算出することによって求められる。算術平均粗さが小さい場合には、表面の凹凸形状の高さの差が小さい（起伏が小さい）ことを意味し、算術平均粗さが大きい場合には、表面の凹凸形状の高さの差が大きい（起伏が大きい）ことを意味する。

【0048】

つまり、リードフレーム１の一方表面１ａは、クルトシスが小さいことにより凹凸形状がなだらかであり、かつ、算術平均粗さが小さいことにより凹凸形状の起伏が小さくなるように形成されている。

【0049】

また、図２に示すように、リードフレーム１の一方表面１ａ（外側Ｃｕ層１１）上には、光反射層１４および接続層１５が形成されている。光反射層１４は、一方表面１ａのうちの基台３の上面３ａに対応する部分の一方表面１ａ上で、かつ、リフレクタ６に囲まれる領域に形成されている。また、接続層１５は、半田１０１ａおよび１０１ｂが配置される領域に形成されている。具体的には、接続層１５は、一方表面１ａのうちの基台３の下面３ｃに対応する部分の一方表面１ａ上と、一方表面１ａのうちの基台３の両側面３ｂに対応する部分の下側の一方表面１ａ上とに形成されている。また、光反射層１４の厚みｔ５（図３参照）および接続層１５の厚みｔ６（図４参照）は、共に、約０．５μｍ以上約１．５μｍ以下である。なお、光反射層１４は、本発明の「メッキ層」の一例である。

【0050】

光反射層１４は、Ａｇメッキ層からなり、ＬＥＤ素子２から下方（Ｚ２側）に照射された光を、上方（Ｚ１側）に向かって反射する機能を有するとともに、Ａｕワイヤ５ａおよび５ｂとリードフレーム１とを容易に接続するために形成されている。また、接続層１５は、リードフレーム１側からＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層（図示せず）が順に積層された構造を有している。この接続層１５は、半田１０１ａおよび１０１ｂに対するリードフレーム１の濡れ性を向上させるために形成されている。また、光反射層１４および接続層１５は、共に、メッキ処理によって形成されている。

【0051】

次に、図２〜図７を参照して、本発明の第１実施形態によるＬＥＤモジュール１００の製造プロセスについて説明する。

【0052】

まず、図５に示すように、幅方向（Ｘ方向）に所定の幅を有し、Ｘ方向と直交する圧延方向（Ｙ方向）に延びる一対のＣｕ板と、Ｘ方向にＣｕ板と略同一の幅を有し、Ｙ方向に延びるＣｕ合金板とを準備する。なお、Ｃｕ板は、Ｃ１０２０からなり、Ｃｕ合金板はＣ１９４０またはＣ１９２１からなる。この際、Ｃｕ合金板の厚みが、一対のＣｕ板とＣｕ合金板とを合計した厚みの約１０％以上約９０％以下になるように準備する。

【0053】

そして、Ｃｕ合金板を挟み込むように一対のＣｕ板を配置した状態で、一対のＣｕ板とＣｕ合金板とを、Ｘ方向に延びるローラ２０１ａおよび２０１ｂを用いてＹ方向に圧延（圧延接合）する。この際、リードフレーム１の一方表面１ａ（外側Ｃｕ層１１）に接触するローラとして、ローラ表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．０５μｍ以下である、平滑なローラ表面を有するローラ２０１ａを用いる。これにより、リードフレーム１の一方表面１ａのクルトシス（Ｒｋｕ）が約１０．５以下に調整されるとともに、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．１５μｍ以下に形成される。

【0054】

その後、一対のＣｕ板とＣｕ合金板とを拡散焼鈍することによって、外側Ｃｕ層１１とＣｕ合金層１２との界面１ｃ、および、Ｃｕ合金層１２と内側Ｃｕ層１３との界面１ｄ（図３および図４参照）に、各々、金属間化合物が形成される。これにより、外側Ｃｕ層１１、Ｃｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３が接合された３層構造のクラッド材からなるリードフレーム用材料２００が形成される。この際、図３に示すように、リードフレーム用材料２００（リードフレーム１）の厚みｔ１は、約０．１ｍｍ以上約１．５ｍｍ以下になり、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４は、リードフレーム用材料２００の厚みｔ１（＝ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）の約１０％以上約９０％以下になる。

【0055】

その後、Ａｇを含むメッキ液に接触させることによって、リードフレーム用材料２００（リードフレーム１）の一方表面１ａのうちの基台３の上面３ａに対応する部分の一方表面１ａ上で、かつ、リフレクタ６に囲まれる領域に、Ａｇメッキ層からなる光反射層１４（図２参照）を形成する。また、Ｎｉを含むメッキ液に接触させた後に、Ａｕを含むメッキ液に接触させることによって、一方表面１ａのうちの基台３の下面３ｃに対応する部分の一方表面１ａ上と、一方表面１ａのうちの基台３の両側面３ｂに対応する部分の下側の一方表面１ａ上とに、Ｎｉメッキ層およびＡｕメッキ層（図示せず）が順に積層された接続層１５（図２参照）を形成する。

【0056】

そして、図６に示すように、プレス加工によって、リードフレーム用材料２００にＹ方向に延びる切り欠き部１０ａを形成する。その後、インサート成形により、リードフレーム用材料２００に基台３およびリフレクタ６を形成する。具体的には、所定の形状を有する金型２０２にリードフレーム用材料２００を配置した状態で、金型２０２にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とバインダーとの混合物を注入する。そして、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下で焼成することによって、バインダーを取り除く。これにより、金型２０２の形状に対応した形状を有するように、アルミナからなる基台３およびリフレクタ６が形成される。この際、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下ではＣｕ合金層１２の機械的な強度は略低下しないので、リードフレーム１全体の機械的な強度が低下するのが抑制される。

【0057】

その後、図７に示すように、リードフレーム１の一方表面１ａに形成された光反射層１４の表面上にＬＥＤ素子２を実装する。この際、光反射層１４とＬＥＤ素子２との間に絶縁性樹脂からなる接着部材４（図２参照）を配置することによって、リードフレーム１とＬＥＤ素子２とを接着する。そして、超音波溶接によって、ＬＥＤ素子２の上面側に形成された図示しない一対の電極と、Ａｕワイヤ５ａの一方端およびＡｕワイヤ５ｂの一方端とをそれぞれ接続する。また、超音波溶接によって、リードフレーム１の一方表面１ａのＸ１側およびＸ２側と、Ａｕワイヤ５ａの他方端およびＡｕワイヤ５ｂの他方端とをそれぞれ接続する。この際、リードフレーム１の一方表面１ａ上に形成されたＡｇメッキ層からなる光反射層１４（図２参照）によって、Ｃ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１にＡｕワイヤ５ａおよび５ｂを溶接する場合と比べて、容易に、リードフレーム１とＡｕワイヤ５ａおよび５ｂとを接続することが可能である。

【0058】

そして、ＬＥＤ素子２とＡｕワイヤ５ａおよび５ｂとを覆うように、リフレクタ６とリードフレーム１とによって形成される空間に封止樹脂７を配置する。そして、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下で封止樹脂７を硬化させる。この際、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下ではＣｕ合金層１２の機械的な強度は略低下しないので、リードフレーム１全体の機械的な強度が十分に確保される。これにより、図７に示すように、ＬＥＤモジュール１００に対応する部分が複数設けられた、リードフレーム用材料２００が形成される。

【0059】

その後、切断線２００ａおよび２００ｂに沿って、リードフレーム用材料２００を切断する。そして、図２に示すように、切断線２００ａのＸ１側に位置するリードフレーム１を、Ｘ１側の基台３のＸ１側の側面３ｂおよび下面３ｃに沿うように曲げ加工するとともに、切断線２００ａのＸ２側に位置するリードフレーム１を、基台３のＸ２側の側面３ｂおよび下面３ｃに沿うように曲げ加工する。これにより、Ｙ方向に延びる切り欠き部１０ｂが形成されて、複数のＬＥＤモジュール１００が形成される。

【0060】

最後に、リードフレーム１の一方表面１ａ上に形成された接続層１５に半田１０１ａおよび１０１ｂが位置するように、Ｃｕ配線１０２ａおよび１０２ｂが形成されたプリント基板１０２にＬＥＤモジュール１００を接続する。

【0061】

第１実施形態では、上記のように、Ｃ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１を、ＬＥＤ素子２が配置される側（外側）である一方表面１ａに配置することによって、Ｃｕ合金層１２を構成するＣ１９４０およびＣ１９２１と比較して熱伝導性に優れたＣ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１がＬＥＤ素子２側に配置されているので、ＬＥＤ素子２からの熱を、ＬＥＤ素子２付近の外側Ｃｕ層１１の部分からＬＥＤ素子２から離れた位置の外側Ｃｕ層１１の部分に向けて迅速に拡散させることができる。これにより、外側Ｃｕ層１１に接続された外部の放熱部材（プリント基板１０２）や外気に外側Ｃｕ層１１の熱を迅速に放熱させることができるので、ＬＥＤ素子２付近の放熱性能が向上したリードフレーム１に熱が蓄積されることを抑制することができる。この結果、リードフレーム１に蓄積された熱によりＬＥＤ素子２の温度が上昇することを抑制することができるので、ＬＥＤ素子２の温度上昇に起因してＬＥＤ素子２の輝度が低下することを抑制することができる。また、ＬＥＤ素子２が異常な高温に長時間さらされることを抑制することができるので、ＬＥＤ素子２の長寿命化を図ることができる。

【0062】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｃｕ合金層１２のＣｕ合金が、約９６質量％以上のＣｕを含む高銅合金である、約２．１質量％以上約２．６質量％以下のＦｅ、約０．０５質量％以上約０．２質量％以下のＺｎ、約０．０１５質量％以上約０．１５質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣ１９４０、または、約０．０５質量％以上約０．１５質量％以下のＦｅ、約０．０１５質量％以上約０．０５０質量％以下のＰ、および、Ｃｕ残部からなるＣ１９２１からなることによって、Ｃｕ合金層１２の機械的な強度を高めつつ、Ｃｕ合金層１２の熱伝導性も十分に確保することができる。これにより、機械的な強度を十分に確保してリードフレーム１の取り扱いが困難になることを抑制しつつ、外側Ｃｕ層１１のみならずＣｕ合金層１２を介してもＬＥＤ素子２からの熱を効果的に放熱させることができる。この結果、ＬＥＤ素子２付近のリードフレーム１に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0063】

また、第１実施形態では、上記のように、リードフレーム１が、外側Ｃｕ層１１と、Ｃｕ合金層１２と、内側Ｃｕ層１３とが互いに圧延接合された３層構造のクラッド材からなることによって、外側Ｃｕ層１１またはＣｕ合金層１２のいずれか一方がメッキや接着によって他方の表面上に形成される場合と異なり、外側Ｃｕ層１１とＣｕ合金層１２との界面１ｃ、および、Ｃｕ合金層１２と内側Ｃｕ層１３との界面１ｄに金属間化合物を形成させることができるので、外側Ｃｕ層１１とＣｕ合金層１２との接合強度、および、Ｃｕ合金層１２と内側Ｃｕ層１３との接合強度を共に向上させることができる。これにより、外側Ｃｕ層１１とＣｕ合金層１２とが剥がれることと、Ｃｕ合金層１２と内側Ｃｕ層１３とが剥がれることとを抑制することができるので、リードフレーム１の取り扱いが困難になることを抑制することができる。また、外側Ｃｕ層１１、Ｃｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３を共に十分な厚みを有して形成することができる。

【0064】

また、第１実施形態では、上記のように、同一の金属材料からなる外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３によりＣｕ合金層１２を挟み込むことにより、リードフレーム１が一方表面１ａ側または他方表面１ｂ側のいずれか一方に反って変形することを抑制することができる。これにより、リードフレーム１の一方表面１ａ上に配置されたＬＥＤ素子２にリードフレーム１の変形に伴う応力が加わることを抑制することができる。また、他方表面１ｂ側の内側Ｃｕ層１３はＬＥＤ素子２が配置される一方表面１ａ側の外側Ｃｕ層１１と同一の金属材料からなるので、リードフレーム１の他方表面１ｂにＬＥＤ素子２が誤って配置された場合であっても、外側Ｃｕ層１１と同一のＣ１０２０からなる内側Ｃｕ層１３において、ＬＥＤ素子２からの熱をＬＥＤ素子２から離れた位置の内側Ｃｕ層１３の部分に向けて迅速に拡散させることができる。

【0065】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４を、リードフレーム１の厚みｔ１の約１０％以上にすることによって、十分な厚みｔ４のＣｕ合金層１２を確保することができるので、リードフレーム１の強度を十分に確保することができる。また、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４を、リードフレーム１の厚みｔ１の約９０％以下にすることによって、残る外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２を十分に確保することができるので、リードフレーム１の放熱性能を十分に確保することができる。

【0066】

また、第１実施形態では、上記のように、リードフレーム１の一方表面１ａを、表面粗さを示す指標としてのクルトシス（Ｒｋｕ）が約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．１５μｍ以下になるように形成することによって、ＬＥＤ素子２が配置される一方表面１ａの尖っている部分を少なくすることができるとともに、一方表面１ａの凹凸の高さの差（起伏）を小さくすることができるので、一方表面１ａ上に欠陥のない良質な光反射層１４および接続層１５を形成することができる。

【0067】

また、第１実施形態では、上記のように、リードフレーム１の一方表面１ａ（外側Ｃｕ層１１）上に光反射層１４を形成することによって、光を反射しにくいＣ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１が位置する一方表面１ａ上に光反射層１４が形成されているので、ＬＥＤ素子２からの光をより反射させることができる。

【0068】

また、第１実施形態では、上記のように、約２００℃以上約４００℃以下の高温条件下において、Ｃｕ合金層１２のビッカース硬さを約１００ＨＶ以上であるように構成することによって、リードフレーム１が２００℃以上４００℃以下の高温条件下におかれた場合であっても、Ｃｕ合金層１２の機械的な強度が維持されるので、リードフレーム１の機械的な強度を十分に確保することができる。

【0069】

また、第１実施形態では、上記のように、内側Ｃｕ層１３を、外側Ｃｕ層１１との間にＣｕ合金層１２を挟み込むように基台３側（内側）の他方表面１ｂに配置するとともに、外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２と内側Ｃｕ層１３の厚みｔ３とを略同一にすることによって、リードフレーム１が一方表面１ａ側または他方表面１ｂ側のいずれか一方に反って変形することを効果的に抑制することができる。これにより、リードフレーム１の一方表面１ａ上に配置されたＬＥＤ素子２にリードフレーム１の変形に伴う応力が加わることを抑制することができる。また、リードフレーム１の構造を表裏で略同一にすることができるので、リードフレーム１を表裏の区別が不要なように構成することができる。

【0070】

また、第１実施形態では、上記のように、リードフレーム１の板面方向の熱伝導率を約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上にするとともに、リードフレーム１の板厚方向の熱伝導率を約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上にすることによって、ＬＥＤ素子２からの熱を、外側Ｃｕ層１１の板面方向だけでなく板厚方向にも十分に拡散させることができる。これにより、ＬＥＤ素子２付近の熱を、リードフレーム１の全体により拡散させることができるので、ＬＥＤ素子２付近のリードフレーム１に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0071】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｃｕ合金層１２の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）を、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）と略同一にすることによって、Ｃｕ合金層１２の線膨張係数が外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の線膨張係数よりも大きい場合と異なり、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の熱膨張以上にＣｕ合金層１２が熱膨張することに起因して外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３とＣｕ合金層１２とが剥がれたり、リードフレーム１が変形したりすることを抑制することができる。

【0072】

また、第１実施形態では、上記のように、リードフレーム１を、アルミナからなる基台３の上面３ａの端部近傍と、Ｘ方向の両側面３ｂと、下面３ｃの一部とに沿うように折り曲げることによって、板状の基台３を覆うようにリードフレーム１を配置することができるので、リードフレーム１が折り曲げられていない場合と比べて、リードフレーム１の表面積を大きく確保することができる。これにより、ＬＥＤ素子２からの熱を広い範囲のリードフレーム１に迅速に拡散させて、リードフレーム１の広い範囲で放熱させることができるので、ＬＥＤ素子２付近のリードフレーム１に熱が蓄積されることをより抑制することができる。

【0073】

（第２実施形態）
次に、図８および図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、ＬＥＤモジュール３００において、リードフレーム３０１の一方表面３０１ａおよび他方表面３０１ｂに、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３をそれぞれ配置した場合について説明する。なお、ＬＥＤモジュール３００は、本発明の「発光モジュール」の一例であり、リードフレーム３０１は、本発明の「発光素子用基板」の一例である。また、外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３は、それぞれ、本発明の「第１層」および「第３層」の一例である。

【0074】

本発明の第２実施形態では、図８および図９に示すように、リードフレーム３０１は、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１と、Ｃｕ合金層１２と、外側Ａｇ層３１１と同一の金属（Ａｇ）からなる内側Ａｇ層３１３とが互いに圧延接合された３層構造のクラッド材（図９参照）からなる。つまり、図９に示すように、外側Ａｇ層３１１とＣｕ合金層１２との界面３０１ｃ、および、Ｃｕ合金層１２と内側Ａｇ層３１３との界面３０１ｄには、各々、互いに圧延接合された際に形成された金属間化合物が配置されている。また、外側Ａｇ層３１１は、ＬＥＤ素子２が配置される側（外側）である一方表面３０１ａに配置されているとともに、内側Ａｇ層３１３は、基台３側（内側）の他方表面３０１ｂに配置されている。また、リードフレーム３０１の板面方向の熱伝導率は、約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上であるとともに、リードフレーム３０１の板厚方向の熱伝導率は、約２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上であるように構成されている。

【0075】

また、外側Ａｇ層３１１の厚みｔ２と内側Ａｇ層３１３の厚みｔ３とが略同一の厚みになるように構成されている。また、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４は、リードフレーム３０１の厚みｔ１の厚みの約１０％以上約９０％以下になるように構成されている。

【0076】

なお、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３の熱伝導率は約４３０Ｗ／（ｍ×Ｋ）であり、Ｃｕ合金層１２の熱伝導率（約２６０Ｗ／（ｍ×Ｋ）（Ｃ１９４０）、約３４５Ｗ／（ｍ×Ｋ）（Ｃ１９２１））よりも大きい。これにより、ＬＥＤ素子２付近の外側Ａｇ層３１１の熱は、板厚方向に沿ってＣｕ合金層１２および内側Ａｇ層３１３の順にＺ２方向に伝わるよりも、板面方向に沿ってＬＥＤ素子２から離れた位置の外側Ａｇ層３１１に伝わりやすい。

【0077】

また、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３の線膨張係数は約１９×１０^−６／Ｋであり、Ｃ１９４０またはＣ１９２１からなるＣｕ合金層１２の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）よりも大きい。また、外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３は、Ｃｕ合金層１２よりも機械的な強度が小さい。

【0078】

また、リードフレーム３０１のＡｇからなる外側Ａｇ層３１１は、光を反射しやすい性質を有しているので、図８および図９に示すように、上記第１実施形態と異なり、リードフレーム３０１の一方表面３０１ａ上には光反射層が形成されていない。つまり、リードフレーム３０１の一方表面３０１ａ上には、接着部材４を介してＬＥＤ素子２が直接配置されている。これにより、光反射層を形成する製造プロセスを省略することが可能になる。また、リードフレーム３０１の外側Ａｇ層３１１の一方表面３０１ａは、全面に渡って、表面粗さを示す指標としてのクルトシス（Ｒｋｕ）が約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．１５μｍ以下になるように形成されている。なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

【0079】

また、第２実施形態のＬＥＤモジュール３００の製造プロセスは、一対のＣｕ板の代わりに一対のＡｇ板を用いる点と、光反射層を形成しない点とを除いて、上記第１実施形態と同様である。

【0080】

第２実施形態では、上記のように、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１を、ＬＥＤ素子２が配置される側（外側）である一方表面３０１ａに配置することによって、リードフレーム３０１に蓄積された熱によりＬＥＤ素子２の温度が上昇することを抑制することができるので、ＬＥＤ素子２の温度上昇に起因してＬＥＤ素子２の輝度が低下することを抑制することができるとともに、ＬＥＤ素子２の長寿命化を図ることができる。また、Ｃｕ合金層１２のＣｕ合金がＣ１９４０またはＣ１９２１からなることによって、機械的な強度を十分に確保してリードフレーム３０１の取り扱いが困難になることを抑制しつつ、外側Ａｇ層３１１のみならずＣｕ合金層１２を介してもＬＥＤ素子２からの熱を放熱させることができる。また、リードフレーム３０１が、外側Ａｇ層３１１と、Ｃｕ合金層１２と、内側Ａｇ層３１３とが互いに圧延接合された３層構造のクラッド材からなることによって、外側Ａｇ層３１１とＣｕ合金層１２とが剥がれることと、Ｃｕ合金層１２と内側Ａｇ層３１３とが剥がれることとを抑制することができるので、リードフレーム３０１の取り扱いが困難になることを抑制することができる。また、外側Ａｇ層３１１、Ｃｕ合金層１２および内側Ａｇ層３１３を共に十分な厚みを有して形成することができる。

【0081】

また、第２実施形態では、上記のように、Ｃｕ合金層１２の線膨張係数（約１７×１０^−６／Ｋ）が外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３の線膨張係数（約１９×１０^−６／Ｋ）よりも小さいことによって、Ｃｕ合金層１２によりリードフレーム３０１の熱膨張を抑制することができるので、熱膨張に起因するリードフレーム３０１の変形を抑制することができる。これにより、リードフレーム３０１の一方表面３０１ａ上に配置されたＬＥＤ素子２にリードフレーム３０１の変形に伴う応力が加わることをより抑制することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

【0082】

[実施例]
次に、図３、図５および図９〜図２２を参照して、本発明の効果を確認するために行った板面方向の熱伝導率、板厚方向の熱伝導率および線膨張係数のシミュレーションと、表面粗さの確認実験と、ビッカース硬さの確認実験とについて説明する。

【0083】

（シミュレーション）
以下に説明するシミュレーションでは、上記第１実施形態のリードフレーム１に対応する実施例１−１〜１−９として、Ｃ１０２０からなる外側Ｃｕ層１１、Ｃ１９４０からなるＣｕ合金層１２およびＣ１０２０からなる内側Ｃｕ層１３が板厚方向に積層された状態で接合された、３層構造のクラッド材からなるリードフレーム１（図３参照）を想定した。

【0084】

また、実施例１−１〜１−９のリードフレーム１として、それぞれ、外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２および内側Ｃｕ層１３の厚みｔ３が、リードフレーム１の厚みｔ１の５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％および４５％である場合を想定した。つまり、実施例１−１〜１−９のリードフレーム１として、Ｃｕ層が占める厚み（ｔ２＋ｔ３）の比率が、それぞれ、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％および９０％であるようなモデル化を行った。したがって、実施例１−１〜１−９のリードフレーム１では、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４は、それぞれ、リードフレーム１の厚みｔ１の９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％および１０％になる。

【0085】

また、実施例２−１〜２−９のリードフレーム１として、上記実施例１−１〜１−９のリードフレーム１と同様の厚みの比率であるとともに、実施例１−１〜１−９のＣ１９４０の代わりにＣ１９２１からなるＣｕ合金層１２を用いたリードフレーム１を想定した。

【0086】

また、上記第２実施形態のリードフレーム３０１に対応する実施例３−１〜３−９として、Ａｇからなる外側Ａｇ層３１１、Ｃ１９４０からなるＣｕ合金層１２およびＡｇからなる内側Ａｇ層３１３が板厚方向に積層された状態で接合された、３層構造のクラッド材からなるリードフレーム３０１（図９参照）を想定した。また、実施例４−１〜４−９として、実施例３−１〜３−９のＣ１９４０の代わりにＣ１９２１からなるＣｕ合金層１２を用いたリードフレーム３０１を想定した。なお、実施例３−１〜３−９および４−１〜４−９のリードフレーム３０１についても、それぞれ、上記実施例１−１〜１−９のリードフレーム１と同様の厚みの比率を想定した。

【0087】

また、比較例１−１および３−１として、第１層（Ｃ１０２０およびＡｇ）を全く含まずＣ１９４０のみからなるリードフレームを想定した。同様に、比較例２−１および４−１として、第１層を全く含まずＣ１９２１のみからなるリードフレームを想定した。また、比較例１−２および２−２として、第２層（Ｃ１９４０およびＣ１９２１）を全く含まずＣ１０２０のみからなるリードフレームを想定した。同様に、比較例３−２および４−２として、第２層を全く含まずＡｇのみからなるリードフレームを想定した。

【0088】

また、比較例１−１および３−１では、Ｃ１９４０の熱伝導率として２６２．０Ｗ／（ｍ×Ｋ）を用い、線膨張係数として１７．０×１０^−６／Ｋを用いた。また、比較例２−１および４−１では、Ｃ１９２１の熱伝導率として３４７．０Ｗ／（ｍ×Ｋ）を用い、線膨張係数として１７．０×１０^−６／Ｋを用いた。また、比較例１−２および２−２では、Ｃ１０２０の熱伝導率として３９４．０Ｗ／（ｍ×Ｋ）を用い、線膨張係数として１７．０×１０^−６／Ｋを用いた。また、比較例３−２および４−２では、Ａｇの熱伝導率として４２５．０Ｗ／（ｍ×Ｋ）を用い、線膨張係数として１９．１×１０^−６／Ｋを用いた。

【0089】

そして、上記比較例の数値と所定の算出式とを用いて、実施例１−１〜１−９、２−１〜２−９、３−１〜３−９および４−１〜４−９のそれぞれにおいて、板面方向の熱伝導率、板厚方向の熱伝導率および線膨張係数を算出した。

【0090】

図１０〜図１７に示すシミュレーションの結果から、リードフレームにおけるＣｕ層およびＡｇ層の占める厚みの比率を大きくすることによって、板面方向の熱伝導率および板厚方向の熱伝導率のいずれも大きくなることが分かった。この結果から、リードフレームにおけるＣｕ層およびＡｇ層の占める厚みの比率を大きくすることによって、ＬＥＤ素子付近の熱を、リードフレームの全体により拡散させることが可能になることが判明した。

【0091】

また、１層のみからなる比較例のリードフレームを除いて、板面方向の熱伝導率は、板厚方向の熱伝導率よりも大きくなることが分かった。これにより、３層構造を有するリードフレームにおいて、ＬＥＤ素子からリードフレームの第１層（外側Ｃｕ層１１、外側Ａｇ層３１１）に伝えられた熱は、リードフレームの板厚方向に伝わるよりも板面方向に伝わりやすいことが判明した。

【0092】

また、リードフレームにおけるＣｕ層の占める厚みの比率が１０％以上の場合（実施例１−１〜１−９および２−１〜２−９ならびに比較例１−２（２−２））、および、リードフレームにおけるＡｇ層の占める厚みの比率が１０％以上の場合（実施例３−１〜３−９および４−１〜４−９ならびに比較例３−２（４−２））、板面方向の熱伝導率および板厚方向の熱伝導率が、共に２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上になることが分かった。この結果から、Ｃｕ層の占める厚みの比率を１０％以上にすることによって、ＬＥＤ素子付近の熱を、リードフレームの全体に十分に拡散させることが可能であると考えられる。なお、リードフレームがＣ１９２１のみからなる場合（比較例２−１および４−１）においても、板面方向の熱伝導率および板厚方向の熱伝導率は、２７０Ｗ／（ｍ×Ｋ）以上（３４７．０Ｗ／（ｍ×Ｋ））になった。しかしながら、実施例２−１〜２−９および４−１〜４−９のように第２層（Ｃｕ合金層１２）だけでなく第１層（外側Ｃｕ層１１、外側Ａｇ層３１１）を設けることによって、リードフレームが第２層のみからなる場合よりも熱伝導率をより一層大きくすることが可能である。

【0093】

また、図１０〜図１３に示すように、リードフレームがＣｕ層（外側Ｃｕ層１１、内側Ｃｕ層１３）とＣｕ合金層１２とからなる場合、リードフレーム１の線膨張係数は、Ｃｕ層の占める厚みの比率に拘わらず一定（１７．０×１０^−６／Ｋ）であった。これにより、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３の熱膨張以上にＣｕ合金層１２が熱膨張することに起因して外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３とＣｕ合金層１２とが剥がれたり、リードフレーム１が変形したりすることを抑制することが可能であることが判明した。

【0094】

一方、図１４〜図１７に示すように、リードフレームがＡｇ層（外側Ａｇ層３１１、内側Ａｇ層３１３）とＣｕ合金層１２とからなる場合、リードフレーム３０１の線膨張係数は、Ａｇ層の占める厚みの比率を大きくすることによって大きくなることが分かった。この結果から、Ａｇ層の占める厚みの比率を小さくすることによって、リードフレーム３０１の熱膨張に起因するリードフレーム３０１の変形を抑制することが可能であることが判明した。

【0095】

（表面粗さの確認実験）
以下に説明する表面粗さの確認実験では、上記第１実施形態のリードフレーム１に対応する実施例１−１０〜１−１３として、外側Ｃｕ層１１の厚みｔ２、Ｃｕ合金層１２の厚みｔ４および内側Ｃｕ層１３の厚みｔ３（図３参照）が、それぞれ、リードフレーム１の厚みｔ１の２０％、６０％および２０％である板状のリードフレーム１を作製した。

【0096】

ここで、実施例１−１０のリードフレーム１（リードフレーム用材料２００、図５参照）を作製する際の一方表面１ａに接触するローラ２０１ａ（図５参照）として、ローラ表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１９μｍ以上０．３０μｍ以下の値を有するローラ２０１ａを用いて圧延した。つまり、実施例１−１０では、ローラ表面の算術平均粗さの値が一定ではないとともに、ローラ表面の算術平均粗さが大きいローラ２０１ａを用いた。

【0097】

また、実施例１−１１においては、ローラ表面の算術平均粗さが０．０５μｍであるローラ２０１ａを用いて圧延した。つまり、実施例１−１１では、実施例１−１０よりもローラ表面の算術平均粗さが小さいローラ２０１ａを用いた。また、実施例１−１２においては、ローラ表面の算術平均粗さが０．０２５μｍであるローラ２０１ａを用いて圧延した。つまり、実施例１−１２では、実施例１−１０および１−１１よりも、ローラ表面の算術平均粗さがさらに小さいローラ２０１ａを用いた。

【0098】

また、実施例１−１３においては、ローラ表面の算術平均粗さが０．０２５μｍであるローラ２０１ａを用いて圧延するとともに、圧延後のリードフレーム１の一方表面１ａを乾式ラッピングによって研磨した。

【0099】

その後、所定の計測機器を用いて、実施例１−１０〜１−１３のリードフレーム１の一方表面１ａの表面粗さを計測した。そして、得られた計測結果を用いて、実施例１−１０〜１−１３のリードフレーム１の圧延方向（Ｙ方向）および幅方向（Ｘ方向）における算術平均粗さ（Ｒａ）と、クルトシス（Ｒｋｕ）とをそれぞれ算出した。

【0100】

また、実施例１−１０〜１−１３の各々のリードフレーム１に対して、ローラ２０１ａが接触した側の一方表面１ａ上に、メッキ液に接触させることによって、Ａｇメッキ層からなる光反射層１４（図３参照）に対応するメッキ層を形成した。そして、メッキ層の状態を観察することによって、メッキ層の欠陥の有無を判断した。

【0101】

図１８に示す表面粗さの確認実験の結果から、ローラ表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以下のローラ２０１ａを用いた実施例１−１１〜１−１３において、一方表面１ａの算術平均粗さを０．１５μｍ以下にすることができることが分かった。また、ローラ表面のＲａが０．０２５μｍ以下のローラ２０１ａを用いるとともに、乾式ラッピングによって研磨した場合（実施例１−１３）を除いた実施例１−１０〜１−１２において、一方表面１ａのクルトシス（Ｒｋｕ）を１０．５以下にすることができることが分かった。

【0102】

また、実施例１−１１および１−１２の場合には、メッキ層の欠陥は観察されなかった。これは、実施例１−１１および１−１２の場合には、ローラ表面の算術平均粗さが０．０５μｍ以下であり十分に小さいので、ローラ２０１ａの表面が接触するリードフレーム１（リードフレーム用材料２００）の一方表面１ａもローラ２０１ａの表面に対応して、算術平均粗さが０．１５μｍ以下になるとともに、クルトシスが１０．５以下になったと考えられる。この結果、一方表面１ａを、凹凸形状がなだらかで、かつ、起伏が小さくなるように形成することができたので、一方表面１ａ上に形成されたメッキ層に欠陥が発生しなかったと考えられる。

【0103】

一方、実施例１−１０および１−１３の場合、メッキ層の欠陥が観察された。これは、実施例１−１０では、ローラ表面の算術平均粗さが０．１９μｍ以上０．３０μｍ以下であり大きいため、ローラ２０１ａの表面が接触するリードフレーム１（リードフレーム用材料２００）の一方表面１ａが、ローラ２０１ａの表面に応じて凹凸形状の起伏が大きくなったと考えられる。この結果、起伏が大きい凹凸形状に起因して、一方表面１ａ上に形成されたメッキ層に欠陥が発生したと考えられる。また、実施例１−１３では、ローラ２０１ａで圧延した後に乾式ラッピングによって研磨することによって、一方表面１ａの算術平均粗さをさらに小さくすることができたものの、一方表面１ａの凹凸形状が尖ってしまった（クルトシスが大きくなった）と考えられる。この結果、尖った凹凸形状に起因して、一方表面１ａ上に形成されたメッキ層に欠陥が発生したと考えられる。

【0104】

この結果、実施例１−１１および１−１２のように、ローラ表面の算術平均粗さが０．０５μｍ以下のローラ２０１ａを用いて圧延するとともに、乾式ラッピングによって研磨しないことによって、リードフレーム１の一方表面１ａの算術平均粗さを０．１５μｍ以下にするとともに、クルトシスを１０．５以下にすることができることが判明した。さらに、算術平均粗さが０．１５μｍ以下であるとともに、クルトシスが１０．５以下である一方表面１ａを形成することによって、一方表面１ａ上に欠陥のない良質なメッキ層を形成することが可能であることが判明した。

【0105】

（ビッカース硬さの確認実験）
以下に説明するビッカース硬さの確認実験では、試験体として、Ｃ１９４０の高銅合金と、Ｃ１９２１の高銅合金と、Ｃ１０２０の無酸素銅との３種類を用いた。そして、水素雰囲気下で、かつ、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃および５００℃のそれぞれの温度条件下で、試験体を３分間熱処理した。そして、室温に戻した試験体に対して、所定の計測機器を用いてビッカース硬さを計測した。また、熱処理なしの試験体に対しても、同様にビッカース硬さを計測した。

【0106】

図１９〜図２２に示した実験結果から、熱処理なしの試験体において、Ｃ１９４０のビッカース硬さ（１３２ＨＶ）およびＣ１９２１のビッカース硬さ（１３７ＨＶ）は、Ｃ１０２０のビッカース硬さ（１２２ＨＶ）と比べて、１０ＨＶ以上大きくなった。これにより、熱処理をしない状態において、Ｃ１９４０およびＣ１９２１のビッカース硬さは、Ｃ１０２０のビッカース硬さよりも大きくなることが分かった。

【0107】

また、Ｃ１９４０およびＣ１９２１は、２００℃、３００℃および４００℃の熱処理を行った場合であっても、ビッカース硬さは１００ＨＶ以上を維持して略低下しなかった。これにより、Ｃ１９４０およびＣ１９２１は、共に、２００℃以上４００℃以下の高温条件下における機械的な強度に優れていることが分かった。これは、Ｃ１９４０およびＣ１９２１が、２００℃以上４００℃以下の温度範囲においては焼鈍されなかったからであると考えられる。一方、Ｃ１０２０は、２００℃および３００℃の熱処理を行った場合のビッカース硬さは、熱処理なしの試験体のビッカース硬さ（１２２ＨＶ）の半分以下（５５ＨＶ以下）になった。これにより、Ｃ１０２０は、高温条件下における機械的な強度が劣ることが分かった。これは、Ｃ１０２０が、１００℃以上２００℃以下の温度範囲において焼鈍されたからであると考えられる。

【0108】

この結果、リードフレームに、２００℃以上４００℃以下の高温条件下においてもビッカース硬さが略低下しないＣ１９４０およびＣ１９２１のＣｕ合金を用いてＣｕ合金層を形成することによって、２００℃以上４００℃以下の高温条件下においてもリードフレームの機械的な強度を十分に確保することが可能であることが判明した。

【0109】

なお、Ｃ１９４０とＣ１９２１とを比較すると、Ｃ１９２１の方が、Ｃ１９４０よりもビッカース硬さが若干大きくなるとともに、高温条件下における機械的な強度の減少率も小さいことが判明した。これにより、Ｃｕ合金層のＣｕ合金としてＣ１９２１を用いる方が、リードフレームの機械的な強度を向上させるためには好ましいことが判明した。

【0110】

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0111】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、リードフレーム１（３０１）を、基台３の上面３ａの端部近傍と、Ｘ方向の両側面３ｂと、基台３の下面３ｃの一部とに沿うように折り曲げた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２３に示す第１実施形態の第１変形例のように、ＬＥＤモジュール４００のリードフレーム４０１を基台３の下面３ｃを覆わずに、基台３から離れる方向に向かって曲げ加工してもよい。なお、ＬＥＤモジュール４００は、本発明の「発光モジュール」の一例であり、リードフレーム４０１は、本発明の「発光素子用基板」の一例である。また、リードフレームを折り曲げずに、基台の上面にのみ配置してもよい。

【0112】

また、上記第１および第２実施形態では、リードフレーム１（３０１）を、略一様の厚みｔ１を有するように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２４に示す第１実施形態の第２変形例のように、ＬＥＤモジュール５００のリードフレーム５０１のうち、ＬＥＤ素子２が配置される基台３の上面３ａに対応する厚板部５０１ｅの厚みを他の領域（薄板部５０１ｆ）の厚みよりも大きくしてもよい。このように厚板部５０１ｅを設けることによって、ＬＥＤ素子２付近の熱を、リードフレーム５０１の全体に効果的に拡散させることが可能である。なお、厚板部５０１ｅにおけるリードフレーム５０１は、外側Ｃｕ層１１、Ｃｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３の３層構造（図３参照）から構成されている。一方、薄板部５０１ｆにおけるリードフレーム５０１は、厚板部５０１ｅと同一の構造であってもよいし、内側Ｃｕ層１３のみであってもよいし、Ｃｕ合金層１２および内側Ｃｕ層１３の２層構造であってもよい。なお、ＬＥＤモジュール５００は、本発明の「発光モジュール」の一例であり、リードフレーム５０１は、本発明の「発光素子用基板」の一例である。

【0113】

また、上記第１および第２実施形態では、リードフレーム１（３０１）が第１層（外側Ｃｕ層１１、外側Ａｇ層３１１）、第２層（Ｃｕ合金層１２）および第３層（内側Ｃｕ層１３、内側Ａｇ層３１３）の３層構造のクラッド材からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リードフレームが第１層と第２層との２層構造のクラッド材からなるように構成してもよいし、４層以上の積層構造を有するクラッド材からなるように構成してもよい。

【0114】

また、上記第１および第２実施形態では、Ｃｕ合金層１２がＣ１９４０またはＣ１９２１からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｃｕ合金層１２のＣｕ合金として、約０．０５質量％以上約０．１５質量％以下のＺｒと、ＣｕとからなるＣ１５１０（ＪＩＳ規格）や、約０．０８５質量％以下のＡｇと、ＣｕとからなるＣ１０７００（ＣＤＡ規格）などの、ＺｒおよびＡｇとＣｕとを含むＣｕ合金を用いてもよい。また、Ｃｕ合金層１２のＣｕ合金として、Ｆｅ、ＺｒおよびＡｇのうちの２つまたは３つと、Ｃｕとを含むＣｕ合金を用いてもよい。

【0115】

また、上記第１実施形態では、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３が約９９．９６質量％以上のＣｕを含む無酸素銅（Ｃ１０２０）からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側Ｃｕ層１１および内側Ｃｕ層１３を、Ｃ１０２０以外の約９９．７５質量％以上のＣｕを含むタフピッチ銅（Ｃ１１００（ＪＩＳ規格））やリン脱酸銅（Ｃ１２０１（ＪＩＳ規格））などからなるように構成してもよい。

【0116】

また、上記第２実施形態では、外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３がＡｇからなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、外側Ａｇ層３１１および内側Ａｇ層３１３を、Ｃｕを添加元素として含むＡｇ合金からなるように構成してもよい。これにより、リードフレームに対するプレス加工などの加工が容易になるとともに、リードフレームの高温条件下における機械的な強度をより向上させることが可能である。

【0117】

また、上記第１実施形態では、外側Ｃｕ層１１（第１層）および内側Ｃｕ層１３（第３層）が共にＣ１０２０からなる例を示し、上記第２実施形態では、外側Ａｇ層３１１（第１層）および内側Ａｇ層３１３（第３層）が共にＡｇからなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１層および第３層の組み合わせとして、それぞれ、ＣｕおよびＡｇ、ならびに、ＡｇおよびＣｕであってもよい。また、上記の組み合わせにおいて、ＡｇはＡｇ合金でもよい。

【0118】

また、上記第１実施形態では、リードフレーム１の外側Ｃｕ層１１側の一方表面１ａが、全面に渡って、クルトシス（Ｒｋｕ）が約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．１５μｍ以下になるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リードフレーム１の一方表面１ａのうち、少なくとも光反射層１４が形成されている領域のみクルトシスが約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さが約０．１５μｍ以下になるように形成してもよい。

【0119】

また、上記第１実施形態では、リードフレーム１の外側Ｃｕ層１１側の一方表面１ａにおいて、クルトシスが約１０．５以下になるとともに、算術平均粗さが約０．１５μｍ以下になるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リードフレーム１の一方表面１ａにおいて、クルトシスが約１０．５以下になる一方、算術平均粗さが約０．１５μｍより大きくなるように形成してもよい。この場合、一方表面１ａの凹凸形状の起伏が大きい一方、凹凸形状がなだらかである（尖らない）ので、一方表面１ａの凹凸形状の起伏が大きく、かつ、凹凸形状が尖る場合と比べて、メッキ層の欠陥が減少すると考えられる。また、逆に、リードフレーム１の一方表面１ａにおいて、算術平均粗さが約０．１５μｍ以下になる一方、クルトシスが約１０．５より大きくなるように形成してもよい。この場合、一方表面１ａの凹凸形状が尖る一方、凹凸形状の起伏が小さいので、メッキ層の欠陥が減少すると考えられる。

【0120】

また、上記第１実施形態では、Ａｇメッキ層からなる光反射層１４を、Ａｇを含むメッキ液に接触させることによって形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リードフレーム１の一方表面１ａ上にＡｇペーストを塗布することによって、光反射層１４を形成してもよい。また、光反射層１４を、Ａｌメッキ層などのＡｇ以外の金属材料のメッキ層からなるように構成してもよい。

【0121】

また、上記第１および第２実施形態では、基台３およびリフレクタ６がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、基台３およびリフレクタ６が窒化アルミ（ＡｌＮ）からなるように構成してもよい。

【0122】

また、上記第１および第２実施形態では、ＬＥＤ素子２を有するＬＥＤモジュール１００（３００）にリードフレーム１（３０１）を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レーザ光を出射するレーザ素子モジュールにリードフレーム１（３０１）を用いてもよい。

【符号の説明】

【0123】

１、３０１、４０１、５０１ リードフレーム（発光素子用基板）
１ａ、３０１ａ 一方表面
１ｂ、３０１ｂ 他方表面
２ ＬＥＤ素子（発光素子）
３ 基台
３ａ 上面（基台の表面）
３ｂ 側面（基台の表面）
３ｃ 下面（基台の表面）
１１ 外側Ｃｕ層（第１層）
１２ Ｃｕ合金層（第２層）
１３ 内側Ｃｕ層（第３層）
１４ 光反射層（メッキ層）
１００、３００、４００、５００ ＬＥＤモジュール（発光モジュール）
３１１ 外側Ａｇ層（第１層）
３１３ 内側Ａｇ層（第３層）

【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】