特許 6303614 リードフレーム及び半導体装置

(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】6303614

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】リードフレーム及び半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/48 20060101AFI20180326BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20180326BHJP

   H01L 23/50 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/48 Q

   H01L33/48

   H01L23/50 M

   H01L23/48 F

   H01L23/48 J

   H01L23/50 V

   H01L23/48 V

【請求項の数】19

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-42501(P2014-42501)

(22)【出願日】2014年3月5日

(65)【公開番号】特開2014-197674(P2014-197674A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2016年10月20日

(31)【優先権主張番号】特願2013-43559(P2013-43559)

(32)【優先日】2013年3月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中林 拓也

(72)【発明者】

【氏名】板東 義尚

(72)【発明者】

【氏名】玉置 寛人

【審査官】 ▲吉▼澤 雅博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８２２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３３７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１５５９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１０２３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１８８６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２９２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１３６８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１７５３２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに離間しかつ対向して配置され、半導体素子を載置して該半導体素子の一対の電極と電気的にそれぞれ接合するための一対のリード部を含むユニットが複数連結されたリードフレームであって、
前記リード部は、その表面に配置され、前記半導体素子を載置する素子載置領域と、
該素子載置領域を囲み、かつ前記一対のリード部の対向する端面から、前記半導体素子の外周に対応するように、該端面から離れる方向に向かって延長して屈曲する溝部と、を含み、
前記素子載置領域は、表面に、その一端が前記リード部間の端面におよぶ凹部を有するリードフレーム。

【請求項2】

互いに離間しかつ対向して配置され、半導体素子を載置して該半導体素子の一対の電極と電気的にそれぞれ接合するための一対のリード部を含むユニットが複数連結されたリードフレームであって、
前記リード部は、その表面に配置され、前記半導体素子を載置する素子載置領域と、
該素子載置領域を囲み、かつ前記一対のリード部の対向する端面から、前記半導体素子の外周に対応するように、該端面から離れる方向に向かって延長して屈曲する溝部と、を含み、
該溝部の内側に、該溝部の一辺と平行な内溝部を有するリードフレーム。

【請求項3】

前記溝部は、Ｌ字形状、Ｔ字形状及び十字形状からなる形状群から選択される部位を含む請求項１又は２に記載のリードフレーム。

【請求項4】

前記溝部は、一対のリード部のうちの一方において、前記素子載置領域をＵ字状に囲む形状である請求項１〜３のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項5】

前記溝部は、一対のリード部のうちの一方において、前記素子載置領域に対して２つ以上に分離されて配置される請求項１〜４のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項6】

前記溝部は、前記一対のリード部間の端面におよぶ請求項１〜５のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項7】

前記溝部は、前記一対のリード部間の端面に対向するリード部の端面におよぶ請求項１〜６のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項8】

前記溝部は、前記一対のリード部間の端面と交差するリード部の端面におよぶ請求項１〜７のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項9】

前記素子載置領域は、表面に、その一端が前記リード部間の端面におよぶ凹部を有する請求項２及び請求項２に従属する請求項３〜８のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項10】

前記リードフレームは、少なくとも第１金属層と、該第１金属層と異なる金属からなる第２金属層とが積層されたクラッド材によって形成されている請求項１〜９のいずれか１つのリードフレーム。

【請求項11】

前記第１金属層が前記第２金属層よりも線膨張係数が大きい特性を有する請求項１０に記載のリードフレーム。

【請求項12】

前記第１金属層が前記第２金属層よりもエッチング液に対する溶解性が大きい特性を有する請求項１０に記載のリードフレーム。

【請求項13】

前記エッチング液が塩化第二鉄又は塩化第二銅の溶液である請求項１２に記載のリードフレーム。

【請求項14】

前記クラッド材の表面又は裏面がめっき層で被覆された請求項１０〜１３のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項15】

前記第１金属層が銅又は銅合金であり、前記第２金属層が鉄又は鉄合金である請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項16】

前記クラッド材が、前記第１金属層、前記第２金属層及び前記第１金属層がこの順に積層されて構成される請求項１０〜１５のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項17】

前記リードフレームは、前記第１金属層、前記第２金属層及び前記第１金属層がこの順に積層されたクラッド材によって形成されており、
前記溝部が、前記第１金属層及び前記第２金属層の２層構造である請求項１０〜１６のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項18】

前記リード部は、前記溝部の内側に、該溝部の一辺と平行な内溝部を有する請求項１及び請求項１を従属する請求項３〜１７のいずれか１つに記載のリードフレーム。

【請求項19】

同一面側に一対の電極を有する半導体素子と、
請求項１〜１８のいずれか１つに記載のリードフレームと、
少なくとも前記互いに離間しかつ対向して配置されたリード部間に配置され、前記リードフレームを固定し、前記リードフレームの溝部を被覆する樹脂部材とを含む半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リードフレームならびに、表示装置、照明器具、ディスプレイ及び液晶ディスプレイ等のバックライト光源等に利用可能な半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、様々な電子部品が提案、実用化されており、これらに求められる性能が高くなっている。特に、電子部品には、厳しい使用環境下でも長時間性能を維持することが求められている。
メモリ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をはじめとする半導体装置も同様で、特に、一般照明分野、車載照明分野等で使用される発光装置では、さらなる高出力（高輝度）化、高信頼性が要求されている。
そのために、例えば、硬度及び導電性が高いリードフレーム材として、圧延圧着による積層構造のクラッド材を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

また、半導体装置の用途によって、これらの高性能を維持しながら、より一層の小型化が求められている。
そのために、半導体素子の構造のみならず、パッケージ構造においても種々の工夫がなされている。
例えば、より薄膜化を実現し得る半導体装置において、半導体素子を封止樹脂とリードとの密着性を図るために、リード表面に凹凸を設けて表面積を広げるなどによって接合部材と対向する端面に凹凸を形成することが提案されている（例えば、特許文献２〜５等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−１０２３８６号公報

【特許文献2】特開２００１−２２３３９１号公報

【特許文献3】特開２００９−１４１０３０号公報

【特許文献4】特開平１１−２８８９５７号公報

【特許文献5】特開２０１１−１５９８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、半導体素子とリードとの封止樹脂での一体化によって密着性を確保しても、半導体装置のさらなる小型化、薄膜化を図るためには、金属部材に、直接、素子電極に接合する構造が採用されるなどの工夫がさらに要求されている。
その一方、素子電極と金属部材との直接接合では、素子と金属部材との間の線膨張係数の差異、特に、素子を構成する半導体層と金属部材との間で、接合破壊が起こりやすいという課題があった。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、素子との直接接合に耐え得る高品質なリードフレーム及びそれを利用した信頼性の高い半導体装置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】

【0007】

本発明は、以下の発明を含む。
（１）互いに離間しかつ対向して配置され、半導体素子を載置して該半導体素子の一対の電極と電気的にそれぞれ接合するための一対のリード部を含むユニットが複数連結されたリードフレームであって、
前記リード部は、その表面に配置され、前記半導体素子を載置する素子載置領域と、
該素子載置領域を囲み、かつ前記一対のリード部の対向する端面から、前記半導体素子の外周に対応するように、該端面から離れる方向に向かって延長して屈曲する溝部と、を含むリードフレーム。
（２）同一面側に一対の電極を有する半導体素子と、
請求項１〜１７のいずれか１つに記載のリードフレームと、
少なくとも前記互いに離間しかつ対向して配置されたリード部間に配置され、前記リードフレームを固定し、前記リードフレームの溝部を被覆する樹脂部材とを含む半導体装置。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、半導体素子との直接接合に耐え得る、高品質なリードフレームを提供することができる。
また、これを用いることにより、高品質かつ高信頼性であり、より小型化及び薄膜化を実現し得る半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】本発明の実施形態１に係るリードフレームの１単位が複数単位連結されたリードフレームを示す平面図である。

【図1B】図１Ａのリードフレームの１単位を示す平面図である。

【図1C】図１ＢのＡ−Ａ'線断面図である。

【図1D】図１Ｃの要部Ｘの拡大図である。

【図2A】本発明の実施形態２に係るリードフレームの部分拡大図である。

【図2B】本発明の実施形態２の変形例に係るリードフレームの部分拡大図である。

【図3】本発明の実施形態３に係るリードフレームの部分拡大図である。

【図4A】本発明の実施形態４に係る発光装置の平面図である。

【図4B】図４ＡのＢ−Ｂ'線の要部の断面図である。

【図4C】本発明の実施形態４に係る発光装置の概略断面図である。

【図5】本発明の実施形態５に係る発光装置の平面図である。

【図6】本発明のリードフレームの溝部の形状を説明するための要部の平面図である。

【図7A】本発明の実施形態６に係るリードフレームの平面図である。

【図7B】本発明の実施形態６に係る発光装置の平面図である。

【図8】本発明の実施形態７に係るリードフレームを示す断面図である。

【図9A】本発明の実施形態８に係るリードフレームの平面図である。

【図9B】図９Ａのリードフレームに載置する発光素子の電極パターンを示す発光素子の平面図である。

【図9C】図９Ａのリードフレームを発光装置とする場合の裏面におけるリードフレームの露出形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るリードフレーム及び半導体装置の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

【0011】

〔リードフレーム〕
本実施形態のリードフレームは、金属部材であり、電極として機能する一対のリード部を含むユニットが複数連結されて構成される。ユニットは、通常、このような形状を実現するパターンの間、それらの外周等に、枠体を有する。半導体装置とする際に、リードフレームは、ユニットごとに切断される。以下、リードフレームにおける１ユニットについて説明する。
（リード部）
一対のリード部は、互いに離間しており、対向して配置されている。つまり、一対のリード部のうち、一方のリード部は、後述する半導体素子の一対の電極のうちの一方の電極と、他方のリード部は、半導体素子の他方の電極と、それぞれ電気的に接合されるように配置され、少なくとも正又は負の電極端子として機能する。
本実施形態において、リード部とは、後述する樹脂部材から露出し、半導体素子の電極と電気的に接続されて電流を流す部位を指す。

【0012】

従って、一対のリード部は、その双方の表面において、半導体素子を載置する領域をそれぞれ有する。この半導体素子を載置する領域（以下、「素子載置領域」ということがある）は、後述する溝部によって画定される。
素子載置領域は、その上に配置される後述する半導体素子の外周に対応した形状で、半導体素子の平面形状に対応する形状を有する部位を指す。つまり、一対の素子載置領域とその間の隙間（後に樹脂部材が設けられる領域）を含む外形が、その上に配置される半導体素子の外周形状と一致するか、略一致するか、若干大きい又は小さい形状（例えば、±１０％以内の面積割合）を有する。
ただし、素子載置領域上に配置される半導体素子は１つであってもよいし、２つ以上でもよい。後者の場合は、並べて配置された複数の半導体素子の最外形を、上述した半導体素子の外周形状とみなすことができる。

【0013】

具体的なリード部及び素子載置領域の面積は、その上に搭載する半導体素子の平面積、数、配列状態等によって適宜設定することができる。また、一対の素子載置領域の間の隙間の形状、位置は、半導体素子に設けられる正負の素子電極の形状によって適宜設定することができる。

【0014】

リード部の表面は、平坦であることが好ましいが、リードフレーム材料自体に若干の凹凸が形成されていてもよい。また、リードフレーム材料の凹凸によって、特に、素子載置領域においては、リードフレーム材料と樹脂とが交互に配列し得るパターン形状を有していてもよい。例えば、素子載置領域の表面において、櫛状及び鋸歯状等の形状を形成するような凹部（内溝部）を有していてもよい。この凹部は、その一端が、一対のリード部間の端面に及ぶことが好ましい。これにより、半導体装置の樹脂部材の成形に、リード部間の端面から樹脂が注入されて、この内溝部内を樹脂で被覆することができる。その結果、半導体素子のアライメント効果を顕著に発揮させることができる。リード部は、溝部の内側に、この溝部の一辺と平行な内溝部を有することが好ましい。また、リード部は、素子載置領域を囲む溝部の一辺と平行な溝部を有することが好ましい。
さらに、リード部の裏面は、リード部の表面と異なる形状（凹凸など）を有していてもよい。図１Ｂに示すように、素子載置領域１１ｃは、そのリード部の一部に厚みの薄い領域（クロスハッチングで示す部分）を有している。この厚みの薄い領域は、リード部の裏面側からエッチング又はプレス等によって表面の端部よりも裏面の端部が内側に位置するように加工された領域であり、素子載置領域の１／５〜１倍程度の面積を占めるように形成することができる。

【0015】

（溝部）
リード部は、上述したように、素子載置領域を、つまり、半導体素子が一対のリード部を跨いで載置される領域を画定するように、素子載置領域を囲む溝部をその表面に有している。ここでの「素子載置領域を囲む」とは、素子載置領域の全外周を取り囲むのみならず、素子載置領域の全外周に相当する部位を、２以上の分離した溝部で囲むことも包含される。このような領域によって、画定された素子搭載領域に半導体素子を接合部材によって接合するために、半導体素子をリード部（特に、素子載置領域）の適所に効果的にアライメントさせることができる。

【0016】

溝部は、半導体素子の外周に対応するように、一対のリード部の端面から始まり、この端面から離れる方向に向かって延長する部位を有する。溝部が端面から始まることにより、半導体装置の樹脂部材の成型時に、リード部の端面側から樹脂が注入されて、この溝部内を樹脂で被覆することができる。これによって、上述したアライメント効果をより顕著に発揮させることができる。ここでの離れる方向とは、例えば、その端面によって構成されるリード部の縁に対して、直交又は略直交（±１０度）する方向、傾斜する方向（４５度±１０度）に延長することが好ましい。この延長する部位は、直線状に形成されることが好ましい。

【0017】

溝部は、半導体素子の外周に対応するように、この延長する部位から屈曲する部位を有する。つまり、溝部は、延長して、折れ曲がることにより、半導体素子の外周の２辺に相当する部位に沿った形状となる。これによって、適所へのアライメント効果を確保することができる。折れ曲がりは、角を形成できる程度であればよく、鈍角状から鋭角状のいずれでもよいが、直交又は略直交することが好ましい。

【0018】

溝部としては、もっともシンプルな形状として、例えば、図６ａに示すように、１つのリード部１１ａにおける１つの素子載置領域１１ｃをＵ字状に取り囲む形状の溝部１６ａが挙げられる。ここでの両端部は、一対のリード部間の端面１１ｆにおよぶ。
また、溝部としては、Ｌ字形状の部位を含む溝部１６ａ（図６ｂ等）、Ｔ字形状の部位を含む溝部１６ａ（図６ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｉ、ｊ）及び十字形状の部位を含む溝部１６ａ（図６ｇ、ｈ）であってもよい。この場合、溝部１６ａは、通常１つの素子載置領域に対して２つ以上に分離されて配置されることが好ましい（図６ｂ、ｃ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ）。このような形状であっても、溝部１６ａは、一対のリード部間の端面（図６ａ中、１１ｆ）、一対のリード部間の端面（図６ａ中、１１ｆ）に対向するリード部１１ａａの端面（図６ｉ中、１１ｇ）又は一対のリード部間の端面（図６ａ中、１１ｆ）と交差するリード部１１ａａの端面（図６ｊ中、１１ｈ）におよぶことが好ましい。
このような溝部によって、その表面を後述する樹脂部材で被覆することが容易となる。その結果、適所へのアライメント効果を確保することができる。

【0019】

溝部の幅は、樹脂部材の成形時に溶融樹脂が充填できる程度の幅が必要であり、６０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。溝部の幅が広すぎると、樹脂部材を硬化する際の収縮により、溝部に充填された樹脂部材の上面が凹み易く、ダイスの実装異常が懸念される。また、狭すぎると、樹脂が充填されず（ショート）、特に、リードの端部から離れている屈曲部に樹脂が充填されにくくなるため、好ましくない。溝部の深さは、溝部の幅と同程度とするのが好ましく、例えば、６０μｍ〜２００μｍ程度がより好ましい。溝部の断面形状は、四角形、三角形、半円形、またはそれを組み合わせた形状とすることができる。溝部の全体に渡って同じ幅、深さ、断面形状であるのが好ましいが、これに限らず、部位によって異なる幅、深さ、断面形状であってもよい。ただし、溝部の内側縁（素子載置領域側の縁）は、素子外周に対応した形状とすることが好ましい。そのため、部分的に幅が広くなる場合、狭くなる場合は、溝部の外側縁が曲線又は段差斜線など変化させるのが好ましい。

【0020】

リードフレームとしてクラッド材を用いる場合は、溝部の断面形状は、図１Ｄ、２Ａ、２Ｂ、３に示すように、用いる材料とエッチャントとの組み合わせによって、凹凸を有する種々の形状とすることができる。
溝部は素子形状に合わせて構成されるが、外周に溝を設けることにより、フレームと素子との間の応力を緩和させる効果がある。第１金属層が第２金属層よりも線膨張係数及び／又は熱膨張係数が大きいクラッド材を用いる場合は、溝深さを第１金属層以上にすることにより、さらに応力を緩和することができる。

【0021】

リードフレームの端部で、樹脂部材から剥離しにくいよう、下面側からハーフエッチしている場合、リード部の上面に溝部を設けることで、リードの上面から下面まで貫通して、上面視においてリード形状の外周が凹凸を有するように形成されてもよい。

【0022】

（その他の部位）
リードフレームは、一対のリード部のような一単位のみを含むもののみならず、複数単位を含むものが包含される。従って、リードフレームは、さらに、リード部が延長した部位、リード部を互いに連結する連結部位、リードフレームを補強する部位、樹脂部材の外部又は端面に引き出されて外部端子として機能する部位等を含んでいてもよい。さらに、リードフレームは、放熱性、補強性等の付加的な機能を与えるための部位を含んでいてもよい。この場合、一対のリードフレームとは電気的に分離されていてもよいし、一部が連結されていてもよい。
これらの部位は、後述する樹脂部材に埋設される部位であってもよいし、露出される部位であってもよいし、一部埋設及び一部露出する部位であってもよい。

【0023】

リードフレームの形状は、互いに離間して対向して配置されているリード部を含む限り特に限定されるものではない。例えば、板状及び波状であってもよいし、部分的に厚くなる又は薄くなっていてもよいし、板状又は波状のものを屈曲させたものであってもよい。

【0024】

（材料）
リードフレームは、通常、端子として機能する導電性材料によって形成される。例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｎ等の金属又はこれらの合金が挙げられる。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。主成分としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕを用いるものが好ましい。また、微量含有元素としてＳｉ及びＰなどの非金属が含まれていてもよい。
リードフレームの膜厚は、例えば、１００〜１０００μｍ程度が挙げられる。

【0025】

（クラッド材）
本実施形態のリードフレームは、クラッド材を含んで形成されていることが好ましい。
クラッド材は、少なくとも第１金属層と、第１金属層と異なる金属からなる第２金属層との積層構造を含むものが好ましい。
第１金属層及び第２金属層は、互いに異なる組成を有していればよく、同じ金属元素をその一部に含む材料によって形成されているものでもよい。
互いに異なる金属としては、線膨張係数及び／又は熱膨張係数、特定のエッチング液に対する溶解性、導電率、熱伝導率、反射率及び／又は硬度が互いに異なるものが挙げられる。なかでも、線膨張係数及び特定のエッチング液に対する溶解性が互いに異なるものが好ましい。

【0026】

第１金属層及び第２金属層は、上述した金属又は合金等から選択することができる。具体的には、第１金属層は、第２金属層よりも線膨張係数又は特定のエッチング液に対する溶解性が大きい特性を有するものが好ましく、銅又は銅合金がより好ましく、放熱性に優れる銅がさらに好ましい。特に、不純物が少なく、熱伝導率が高い無酸素銅がさらに好ましい。例えば、電極端子として用いる部分にＣｕを用いることにより、放熱性に優れた半導体装置を得ることができる。後述する樹脂部材との接合部分には無酸素銅を用いることで、樹脂部材とリードフレームとの密着性を向上させ、これらの剥離を抑制することができる。Ｃｕを主成分とする１９４系合金、ＥＦＴＥＣ系合金、ＫＦＣ系合金とすることでクラッド材の生産性が向上し、加工時の反り、変形などを抑制することができる。
第２金属層は、鉄又は鉄合金であることが好ましく、Ｉｎｖｅｒ、ＳＰＣＣ、Ｋｏｖａｒ、ＳＵＳ等がより好ましく、汎用性や加工性に優れた又は常温付近での線膨張率が小さいＦｅ−Ｎｉ系合金がさらに好ましい。

【0027】

このように、異なる金属からなる第１金属層及び第２金属層の積層構造のクラッド材を採用することにより、各金属の特性を適宜組み合わせて利用することができるために、リードフレームとして、さらにこれを用いた半導体装置において、それらの信頼性をより一層確保しながら、高品質を与えることが可能となる。

【0028】

特に、第１金属層が第２金属層よりも線膨張係数が大きい特性を有するものである場合には、半導体素子等に対する線膨張係数の差を最小限に留めること、または半導体素子の接合に用いる接合部材の線膨張係数を半導体素子に近づけることができる。その結果、半導体素子とリードフレームとの接合破壊を有効に防止することが可能となる。この効果は、半導体素子の一対の電極に接合部材を介してリード部が電気的に接続されたフェイスダウンタイプの半導体装置に対して顕著である。

【0029】

第１金属層が第２金属層よりもエッチング液に対する溶解性が大きい特性を有する場合には、第１金属層及び第２金属層の一方の端面が他方の端面よりも突出した形状に容易に加工することができる。これによって、リードフレームと樹脂部材との接触面積の増大させることが可能となる。また、リードフレームの樹脂部材に対するアンカー効果を発揮させることができる。
さらに、上述したリード部における溝部を、エッチング液に対する溶解性の差を利用することにより容易に形成することができる。

【0030】

特定のエッチング液としては、代表的には、塩化第二鉄又は塩化第二銅の溶液が挙げられる。この溶液の濃度は特に限定されるものではなく、第１金属層及び第２金属層の種類、厚み、エッチングの際に用いるマスクパターン等を考慮して、通常の金属エッチングに使用される濃度に設定することができる。

【0031】

クラッド材は、第１金属と第２金属との積層構造を含んでいればよく、いわゆる全面においてオーバーレイ型であることが好ましいが、オーバーレイ型、インレイ型、エッジレス型の部分を一部含む構造を有していてもよい。また、３層構造、４層以上の構造を含んでいてもよい。この場合、第１金属層と第２金属層とのいずれか又は双方が複数層積層された構造を含んでいてもよいし、これら金属層とは異なる第３、第４、・・・第ｎ金属層等が、第１金属層と第２金属層との間に積層されていてもよいし、第１金属層と第２金属層との積層体の一面又は両面に積層されていてもよい。この場合の異なる第３金属層等は、上述した第１金属層及び第２金属層等の例示材料から選択することができる。

【0032】

なかでも、リードフレームは、第１金属層及び第２金属層の２層構造を含むか、第１金属層及び第２金属層がこの順に交互に接合されてなる３層構造又は５層構造を含むクラッド材によって形成されていることが好ましい。２層構造のクラッド材を含む場合は、半導体素子側に第２金属層が配置されることが好ましい。このような構造は、端面における凹凸を適切な形状に容易に制御することができる。また、第１金属層及び第２金属層の材料を適切に選択することにより、線膨張係数を制御することを通じて上述した接合破壊の防止を確実に行うことができ、放熱性を確保することができる。

【0033】

特に、リードフレームは、第１金属層／第２金属層／第１金属層の３層構造が好ましい。これによって、上述した溝部を、一方の第１金属層がエッチング除去された部分とすることができる。つまり、溝部の下部を、第１金属層及び第２金属層の２層構造とすることができる。このような構成によって、加工条件の設定が簡略化され、容易に溝部を形成することができる。

【0034】

第１金属層及び第２金属層の厚みは特に限定されるものではなく、例えば、第１金属層及び第２金属層は、それぞれ、数十μｍ〜数百μｍ程度の厚みとすることができる。特に、第１金属層及び第２金属層の２層構造では、第１金属層は１０〜３００μｍ程度、第２金属層は１０〜３００μｍ程度の厚みとすることが挙げられる。第１金属層、第２金属層及び第１金属層がこの順に接合されてなる３層構造では、第１金属層はそれぞれ５０〜２００μｍ程度、第２金属層は５０〜２００μｍ程度の厚みとすることが挙げられる。この場合、第１金属層は、同じ厚みでもよいし、異なる厚みでもよい。特に、半導体装置に用いる場合には、半導体素子から遠い側に厚い膜厚の第１金属層を配置することが好ましい。

【0035】

なお、第１金属層及び第２金属層の一方の端面を他方の端面よりも突出した形状とする場合、アンカー効果を最大限に発揮させ得る形状とすることが好ましい。
例えば、（１）第２金属層の端面が第１金属層の端面よりも突出している、（２）第１金属層及び第２金属層の一方の厚み方向の全端面が他方の端面よりも突出している、（３）第１金属層、第２金属層及び第１金属層がこの順に接合されてなる３層構造のクラッド材では、第２金属層の端面は、第１金属層の端面よりも突出している、（４）第２金属層の端面は、第１金属層の第２金属層側の縁部から、第１金属層の第２金属層側の縁部に一致するように傾斜している、（５）第１金属層の端面は、第２金属層の全端面よりも内側に位置している、（６）第２金属層側に位置する第１金属層の縁部は、第２金属層とは反対側に位置する第１金属層の縁部よりも外側に位置しているなどの形状が挙げられる。

【0036】

（めっき膜）
リードフレームは、上述した第１金属層及び第２金属層又は第３金属層等を含むクラッド材の表面又は裏面の一方に、表裏面の双方に、表面又は裏面の一方あるいは表裏面の双方と端面とに、めっき膜が被覆されていてもよい。
めっき膜の材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ又はこれらの合金等が挙げられる。なかでも、Ａｇによるめっき膜が好ましい。これにより、半導体素子が発光素子である場合、特に、発光素子からの光を効率よく取り出すことが可能となる。なお、クラッド材において、第１金属層及び／又は第２金属層が最表面に存在しない場合には、めっき膜はこれら第１金属層及び第２金属層に接触して被覆されるものではなく、クラッド材の最表面に存在する層に接触して被覆される。また、クラッド材の表面（端面、上面、下面）には、下地めっき膜を形成することが好ましい。例えば、最表面をＡｇめっきとする場合は、その下地めっきとしてＣｕ、Ｎｉめっき膜などを形成するのが好ましい。
めっき膜は、後述するリードフレームを加工（パターン化）した後に形成することが好ましい。それによって、クラッド材の端面までをもめっき膜で被覆することができる。
めっき膜の厚みは特に限定されるものではなく、例えば、１〜１０μｍ程度が挙げられる。

【0037】

（リードフレームの製造方法）
リードフレームは、公知の方法によって又はそれに準じて製造することができる。
特に、クラッド材は、例えば、芯材及び皮材を固相状態において熱間圧延により高温下で加圧して接合する方法、肉盛溶接、鋳込み、鋳かけ等による溶融接合する方法、圧延接合、爆着接合、拡散接合等の非溶融接合する方法、焼結、溶射の半溶融接合する方法等によって製造することができる。具体的には、特開平５−１０２３８６号公報に記載された方法を利用することが挙げられる。クラッド材は、強磁性体であるフェライト系ステンレス鋼などの鉄系合金で形成された芯材の上に、銅または銅合金を接合したものが好ましい。

【0038】

リードフレームを加工方法としては、特に限定されるものではなく、プレス、パンチ、ブラスト、エッチング等の通常のリードフレームの加工に利用される方法によって、リード部等の所定形状にパターニングすることができる。

【0039】

例えば、クラッド材を利用する場合、第１金属層及び第２金属層の一方の端面を他方の端面よりも突出させる加工を行うことが好ましい。
このような方法としては、第１金属層及び第２金属層に対するエッチングレートが異なるエッチング液を利用したウェットエッチング法が挙げられる。この場合、リードフレームの一面に意図する形状をマスクする又は開口するマスクパターンを利用してエッチングすることが適しており、リードフレームの両面に意図する形状をマスクする又は開口するマスクパターンを利用してエッチングすることが好ましい。これによって、加工時間及び加工コストを低減させることができる。両面に形成するマスクパターンは、同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。

【0040】

なお、ウェットエッチング法では、マスクの開口の大きさ（幅）、マスクの厚み、マスク材料の種類、エッチング液の種類、エッチング液の濃度、エッチング液の適用法（例えば、浸漬時間の長短、シャワーの強さ）、エッチング液の適用及び洗い流しの頻度／時間、エッチング液の温度、リードフレームの材料の種類、リードフレームの厚み（積層構造の場合は各層の厚み）等によって、リードフレームの端面の形状、パターン形状等を容易に制御することができる。

【0041】

また、プレス、パンチ、ブラスト等の通常のリードフレームの加工に利用される方法によってリードフレームに所望のパターンに成形し、その後、第１金属層及び第２金属層等のうちの最表面に配置される金属層のみに開口を有するマスクパターンを形成し、ブラスト、エッチング等を行って、第１金属層及び第２金属層の一方の端面が他方の端面よりも突出する形状に加工してもよい。

【0042】

これらの加工方法では、上述した１単位に相当する形状のみを加工してもよいが、複数配列した形状で加工することが好ましい。
このような加工方法を利用することにより、容易に第１金属層及び第２金属層の一方の端面を他方の端面よりも突出させることができ、容易に突出の程度を制御することができる。その結果、リードフレームが半導体装置に使用される場合には、後述する樹脂部材に対して、よりアンカー効果を有効に発揮させることが可能となる。特に、チップサイズが極小であり、半導体装置の高さが極めて低いものへの適用に対して、より有効に作用する。

【0043】

溝部を形成する方法としては、リードフレームを所定形状にパターニングした後、リードフレームの裏面全面をマスクし、リードフレームの表面に溝部に対応する及び／又は素子載置領域内の凹部に対応する位置に開口を有するマスクを形成し、上述したウェットエッチングの種々の条件を適宜調整して、その表面のみをエッチングすることが挙げられる。特に、上述したクラッド材を用いる場合には、エッチング液に対する溶解性の差異を利用して、第１金属層及び第２金属層のいずれかをエッチングすることにより、簡便に溝部等を形成することができる。

【0044】

上述したように、リードフレームが、その表面及び／又は裏面及び／又は端面にめっき膜を有する場合には、上述したリードフレームの加工の後にめっきを施すことが好ましい。この場合、リードフレームの加工された端面は露出しない場合があり、特に、クラッド材を用いる場合は、第１金属層及び第２金属層等が露出しない場合もある。
また、リードフレームは、めっき膜を施した後、切断される場合がある。クラッド材を用いる場合は、リードフレームの端面の一部において、第１金属層及び第２金属層等が露出することがあり、それらの端面が面一又は略面一となることもある。

【0045】

〔半導体装置〕
本実施形態の半導体装置は、上述したリードフレームと、このリードフレーム上に載置された半導体素子と、リードフレームを固定する樹脂部材とを含む。

【0046】

（半導体素子）
半導体素子は、特に限定されるものではなく、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体、III−Ｖ族等の化合物半導体から構成されるものであれば、どのような素子であってもよい。
特に、発光素子であることが好ましい。発光素子は、通常、基板上に積層された、発光層を含む半導体層から構成される。あるいは、基板上に発光層を含む半導体層を積層した後に基板を除去することにより得られる半導体層から構成されていてもよい。以下、半導体素子である発光素子を一例として説明する。

【0047】

（基板）
基板としては、特に限定されるものではなく、例えば、窒化物半導体層を成長させるために通常用いられるものが挙げられる。なかでも、透光性の基板が好ましい。ここでの透過性とは、発光素子から出射される光の６０％、６５％、７０％又は８０％程度以上を透過し得る性質を指す。基板としては、サファイア、スピネル、ＮＧＯ、ＬｉＡｌＯ₂、ＬｉＧａＯ₃、ＧａＮ等が挙げられる。なかでも、酸化物からなる基板が好ましく、ウルツ鉱型結晶からなる基板がより好ましく、特にサファイア基板がさらに好ましい。

【0048】

（半導体層）
基板上（例えば、第１の主面上）に積層される半導体層は、少なくとも発光構造を有するものが好ましい。具体的には、半導体層は、例えば、基板上に、任意にバッファ層等の１層又は複数層を介して、第１半導体層（ｎ型半導体層）、発光層及び第２半導体層（ｐ型半導体層）がこの順に積層されて構成されるものが挙げられる。

【0049】

半導体層は、第２半導体層側から厚み方向に一領域が除去され、つまり、部分的に除去され、そこから第１半導体層が露出しており、この露出した領域以外の第１半導体層の他の領域上に、発光層および第２半導体層が順に積層されて構成されている。
半導体層を構成する第１半導体層、発光層及び第２半導体層としては、特に限定されるものではなく、例えば、Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系化合物半導体が好適に用いられる。これらの窒化物半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、発光層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。

【0050】

（電極）
半導体素子が有する一対の電極は、半導体層の同一面側に配置されている。これらの一対の電極は、上述した第１半導体層及び第２半導体層と、それぞれ、電流−電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。例えば、十数μｍ〜３００μｍが好ましい。

【0051】

特に、後述するように、半導体素子の一対の電極がそれぞれ接合部材を介してリード部と電気的に接続される場合には、一対の電極の最も半導体層側の層として、反射層（めっき膜、ＤＢＲ膜等）を配置することが好ましい。

【0052】

反射層としては、可視光域における反射率の波長依存性が比較的大きく、特に、近紫外域から長波長側において、反射率が急激に増大する材料によって形成されることが好ましい。具体的には、３５０ｎｍ以上の波長域（赤色まで）の光を効果的に反射し得る材料によって形成されることが好ましく、より好ましくは３８０ｎｍ以上、さらに好ましくは４００ｎｍ以上である。具体的には、Ａｇ又はＡｇ合金が挙げられる。
Ａｇ合金としては、Ａｇと、Ｐｔ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｉｒ、Ｇａ、Ｎｄ及びＲｅ（Ｒｅは希土類）からなる群から選択される１種又は２種以上の合金が挙げられる。反射層の厚みは、照射された光を効率的に反射させること等を考慮して、例えば、数十ｎｍ〜数μｍ程度が適している。
ＤＢＲ膜としては、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＦ₂等が挙げられる。
このような材料を用いることにより、特に発光素子の場合には、半導体層から出射された光を反射させて、光を効率的に取り出すことができる。また、放熱性の良好な半導体装置を得ることができる。その結果、大電流を流した際の発熱を緩和することができ、半導体素子をより高出力とすることが可能となる。

【0053】

半導体素子の一対の電極は、通常、後述するリードフレームのリード部（特に素子載置領域）に接合部材を介して電気的に接続されている。つまり、フェイスダウンにて接続されている。
ここで、半導体素子の「電極の形状」とは、素子載置領域と接する電極（パッド電極）の表面形状を指す。パッド電極の下に形成され、半導体層と接している電極（オーミック電極）はパッド電極の形状及び素子載置領域と異なる形状であってもよい。例えば、ｐ電極の上方に、絶縁膜を介してｎ電極を積層させるなど、ｐ電極とｎ電極とを部分的に積層させた構造とする場合、最表面に露出されているｐ電極及びｎ電極の形状が、リードフレームの素子載置領域と対応する形状とすることが好ましい。

【0054】

また、発光素子としては、あらかじめ蛍光体層を形成した白色発光素子、発光素子の側面を樹脂又は金属などの反射層で被覆して上面に蛍光体層を形成した白色発光素子を用いてもよい。さらに、発光素子から実装面に配置される電極の厚みを厚くして、その周囲に樹脂（白色樹脂）などの応力緩和層を備えた発光素子を用いることもできる。

【0055】

（接合部材）
接合部材としては、一般に、半導体素子をボンディングする際に用いる材料、例えば、共晶合金及び半田が挙げられる。好ましい共晶合金としては、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金などが挙げられる。半田としては、ＡｇとＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＢｉとＳｎとを主成分とする合金などが挙げられる。これらの中でもＡｕ−Ｓｎの共晶合金が好ましい。Ａｕ−Ｓｎの共晶合金を用いると、半導体素子の電極に対する熱圧着による劣化を低減させることができ、リードフレームに対して強固に接合させることができる。

【0056】

（樹脂部材）
樹脂部材は、リードフレームを固定する部材である。また、リードフレームにおける溝部及び／又は素子載置領域表面の凹部を被覆する部材である。なお、溝部及び／又は凹部を被覆する場合には、その表面は面一となるように被覆することが好ましい。
半導体素子として発光素子を用いる場合、発光素子からの光を反射可能な反射面を有するものが好ましい。

【0057】

樹脂部材としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂によって形成することができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられる。特に、熱硬化樹脂が好ましい。なかでも、半導体装置として、発光素子を用いた発光装置とする場合、樹脂部材は、発光素子からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、より好ましくは７０％、８０％又は９０％以上であるものが好ましい。

【0058】

例えば、樹脂部材には、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどの光反射材が含有されていてもよい。これにより、発光素子からの光を効率よく反射させることができる。光反射材は、樹脂成形法や樹脂流動性などの成形条件、反射率及び機械強度などの特性等によって適宜調整することができる。例えば、酸化チタンを用いる場合は、樹脂部材の全重量に対して、２０〜４０重量％、さらに２５〜３５重量％含有させることが好ましい。

【0059】

樹脂部材は、上述した一対のリードフレーム（つまり、リード部）の間に配置され、両者を絶縁分離している。互いに離間しかつ対向して配置されたリード部の間に配置された樹脂部材は、リードフレームの厚み方向の全端面を被覆することが好ましい。
上述したように、リードフレームの端面の一部が突出した形状の場合、例えば、リードフレームがクラッド材であって、第１金属層及び第２金属層の一方の端面が他方の端面よりも突出した形状を有している場合には、このような厚み方向の全端面が、樹脂部材に被覆され、埋め込まれていることにより、リードフレームと樹脂部材との接触面積を増大させ、両者の密着性を向上させることができる。また、リードフレームの端面の部分的な突出によって、効果的にアンカー効果を発揮させることができる。

【0060】

特に、上述したように、第１金属層、第２金属層及び第１金属層がこの順に接合されてなる３層構造で、第１金属層及び第２金属層の一方の厚み方向の全端面が他方の端面よりも突出している場合には、上下方向の双方に対するアンカー効果を確保することができる。また、第２金属層の厚み方向の全端面が、第１金属層の全端面よりも突出していること又は第１金属層の最も突出した端面よりも突出している場合においても、第１金属層及び第２金属層の線膨張係数の差異によって、より効果的に樹脂部材に対してアンカー効果を発揮させることができる。

【0061】

本実施形態の半導体装置は、特に、半導体素子として発光素子を用いる場合、上述した樹脂部材とは別に、発光素子及びリードフレームの一部を被覆する透光性部材が配置されていてもよい。この透光性部材は、発光素子から出射される光の配光性及び指向性を考慮して、凹レンズ又は凸レンズ形状が挙げられる。
このような透光性部材は、例えば、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂によって形成することができる。

【0062】

この透光性部材には、発光素子から出射される光を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換部材を含有されていてもよい。例えば、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系（βサイアロン）、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ₂ＳｉＦ₆：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体等の蛍光体の単独又は組み合わせが挙げられる。また、光散乱材（硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素など）を含有していてもよい。

【0063】

なお、半導体装置においては、ツェナーダイオード、ブリッジダイオードなどの保護素子等が、リードフレーム上に配置されていてもよい。

【0064】

実施形態１
この実施形態のリードフレーム１０は、特に、図１Ａに示すように、半導体装置として、１つの発光装置を構成する１単位Ｕの形状が、長手方向及びそれに直交する方向において複数配列されている。
このようなリードフレーム１０の１単位Ｕは、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、平面視において、２つに分割されて、正負一対を構成するリード部１１ａ、１１ｂが配置されている。この２つに分割されたリード部１１ａ、１１ｂは、リードフレーム１０の表面に形成された溝部１６によって素子載置領域１１ｃが画定されている。
この溝部１６の配置によって、発光素子を半田等の接合部材によってボンディングする際に、接合部材のフローを防止して、セルフアライメント効果によって適所に発光素子をボンディングさせることを可能にする。
特に、この溝部１６には、後述する樹脂部材が充填されていることが好ましい。この部材の配置によって、より効果的にセルフアライメント効果を発揮させることができる。

【0065】

また、このリードフレーム１０には、２つのリード部１１ａ、１１ｂの両側において、リード部１１ａからリード部１１ｂを跨ぐように、その側面に平行にサポートバー１２が配置されている。

【0066】

このリードフレーム１０は、特に、図１Ｄに示すように、上から（発光素子が載置される側から）第１金属層として銅合金（１９４）からなる層（厚み約１００μｍ）と、第２金属層１４として鉄合金（Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ：３６％）からなる層（厚み約５０μｍ）とが、第１金属層１３ａ／第２金属層１４／第１金属層１３ｂの積層構造となるように積層されたクラッド材によって形成されている。このクラッド材の表裏面、つまり、第１金属層１３ａ、１３ｂの外側の面と、これらクラッド材の端面に、Ａｇからなるめっき膜１５（厚み約２〜３μｍ）が被覆されている。

【0067】

リードフレーム１０では、第１金属層１３ａの端面は、第２金属層１４の端面よりも突出している。これにより、アンカー効果を効果的に発揮させることができる。
また、第２金属層１４の端面は、第１金属層１３ａの第２金属層１４側の縁部から、第１金属層１３ｂの第２金属層１４側の縁部に一致するように傾斜している。
さらに、第１金属層１３ｂの端面は、第１金属層１３ａの全端面よりも内側に配置されている。
加えて、第２金属層１４側に位置する第１金属層１３ｂの縁部は、第２金属層１４とは反対側に位置する第１金属層１３ｂの縁部よりも外側に配置されている。
このような形状により、樹脂部材との密着性を上げると共に、樹脂部材とリードフレームとの間、発光素子とリードフレームとの間の線膨張差を低減することができ、これらの接合の信頼性を高めることができる。

【0068】

このようなリードフレームは、以下の製造方法によって製造することができる。
まず、第１金属層１３ａ／第２金属層１４／第１金属層１３ｂの積層構造からなるクラッド材を準備する。このクラッド材は、第１の金属層と、第２金属層との接合界面が拡散結合されており、金属層間での剥離が生じないように形成されている。
クラッド材の表面に、例えば、レジストを全面に設け、フォトリソグラフィ工程を利用し、所望形状のパターンの露光用マスクを用いて露光し、現像する工程を経ることによって、レジストからなる所望形状のマスクを形成する。このマスクを、リードフレームのエッチング用のマスクとする。この場合のパターン形状は、図１Ａ及び図１Ｄ等に示したリード部１１ａ、１１ｂ及びサポートバー１２等の形状に対応するものとする。
クラッド材の裏面に、同様に所定形状のパターンを形成してレジストからなるマスクを形成する。この場合のパターン形状は、表面に形成したものと同じ形状であってもよい。
また、表面に形成されたマスクの開口幅よりも若干幅広となる開口を形成してもよい。ただし、表裏面それぞれのマスクの開口の中心線が、投影視において重なるように配置することが好ましい。
クラッド材の表裏面にレジストからなるマスクを形成した後、例えば、４５℃、塩化第二鉄溶液（ＦｅＣｌ₃濃度：３．２ｍｏｌ／Ｌ、塩素濃度：０．７〜２．０ｗｔ％、比重１．４ｇ／ｃｃ）、で約６分間スプレーし、クラッド材をエッチングし、パターンニングする。
この際、リードフレームの表面側に溝部形成用の開口の狭いマスクを設けて溝部を同時形成してもよい。

【0069】

次いで、先に形成したマスクを除去し、リードフレーム１０の表面（上面）に、溝部１６に対応する形状の開口を有するマスクを形成し、かつ裏面全面を被覆するマスクを形成する。その後、例えば、４５℃、塩化第二鉄溶液（ＦｅＣｌ３濃度：３．２ｍｏｌ／Ｌ、塩素濃度：０．７〜２．０ｗｔ％、比重１．４ｇ／ｃｃ）で約４分間スプレーし、クラッド材をエッチングして溝部１６を形成する。
あるいは、表面に溝部１６に対応する形状の開口を有するマスクを形成し、裏面においては全面マスクを形成する代わりに、素子載置領域１１ｃ及び溝部１６を含むリード部１１ａ、１１ｂの外周、この外周に連結される部位、任意にサポートバー１２に対応する形状の開口を有するマスクを形成し、上記と同様にクラッド材をエッチングしてもよい。

【0070】

これにより、溝部１６が表面側から厚み方向に部分的に（例えば、第１金属層１ａの厚み方向の一部又は全部が）エッチングされる。さらに、素子載置領域１１ｃ及び溝部１６を含むリード部１１ａ、１１ｂの外周、この外周に連結される部位、任意にサポートバー１２（図１Ａ及び図１Ｂでクロスハッチングにて示す部位）が裏面側から厚み方向に部分的に（例えば、第１金属層１ａの厚み方向の一部又は全部が）エッチングなどにより加工される。よって、これらの部位において、その平面形状を変化させることなく、厚みを小さくすることができる。このようなエッチングは、以下の問題を解消することができる。
例えば、リードフレームの厚み方向の厚みを部分的に変化させる方法として、従来から、プレス加工などが用いられていた。しかし、プレス加工を施すと、減少する厚みに対応する金属が面内方向に押しやられ、その平面形状を変化させることとなる。このような平面形状の変化は、近年の発光装置の微細化などにより、電極／端子間距離、それらのマージンが縮小する状況下では、電極／端子間でのショートを招く。

【0071】

このような厚みの変化は、半導体装置のリードフレームとして利用する場合に、リードの一部分（リード部１１ａ、１１ｂ、素子載置領域１１ｃ）を樹脂部材の上面及び下面の両方から露出させて利用することができ、発光素子の放熱性を向上させることができる。
また、リードフレームの表面は、溝部１６に樹脂部材など、金属の接合部材（半田など）と濡れ性の悪い部材を充填することができる。これにより、接合部材を適所において、適当な大きさに容易に画定することができる。その結果、発光素子のボンディング時にセルフアライメント効果を適切に発揮させ、発光素子を適所に容易に配置することが可能となる。
さらに、素子載置領域１１ｃ及び溝部１６を含むリード部１１ａ、１１ｂの外周、この外周に連結される部位、任意にサポートバー１２の裏面側に、樹脂部材を被覆することができるため、リードフレームの短絡を有効に防止することが可能となる。

【0072】

その後、銀イオンを含むめっき液を用いて、リードフレーム表面にめっき膜を形成する。めっきの条件は、材料等に応じて適宜調整することができる。めっき膜形成前には、前処理として、リードフレーム表面の有機物質を除去するために、脱脂工程を設けることが好ましい。さらに、脱脂工程に次いで、酸処理などによりリードフレームの表面活性化を行うことが好ましい。また、ストライクめっきなど０．２μｍ程度の薄いめっきを下地層として設けるなど、銀めっきとリードフレームとの密着性を向上させる層を設けてもよい。
銀めっきを最表面とするめっき膜は種々の積層構造とすることができ、例えば、下からＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ／Ａｇとすることで、耐熱性の高いめっき膜とすることができる。リードフレームが鉄を含む場合、例えば、Ｃｕ／Ｆｅ／Ｃｕなどのクラッド材の場合、加工して露出するＦｅの端面をめっき膜で覆うことにより、Ｆｅの端面が腐食することを抑制することができる。
これにより、上述したリードフレームを得ることができる。

【0073】

実施形態２
この実施形態のリードフレーム５０は、特に、図２Ａに示すように、第１金属層２３ａとして、銅合金（１９４）からなる層（厚み約１００μｍ）と、第２金属層２４として鉄合金（Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ：３６ｗｔ％）からなる層（厚み約１００μｍ）とが、第１金属層２３ａ／第２金属層２４／第１金属層２３ｂの積層構造となるように積層されたクラッド材によって形成されており、その端面形状において、第２金属層２４が第１金属層２３ａ、２３ｂよりも突出した形状となっている以外、実施形態１のリードフレームの構成と同様である。
このようなリードフレーム５０は、以下の方法によって製造することができる。例えば、実施形態１で用いたリードフレームのエッチング液を、実施形態２では塩化第二銅とし、レジストからなるマスクの開口部の大きさ及びエッチング条件を調整する以外は実施形態１と同じようにすることができる。一例を挙げると、リードフレーム（クラッド材）の表裏面にレジストからなるマスクを形成した後、４５℃、塩化第二銅溶液（ＣｕＣｌ₃濃度：２．２ｍｏｌ／Ｌ、塩素濃度：３．０ｍｏｌ／Ｌ、比重１．２８ｇ／ｃｃ）で約６分間スプレーし、クラッド材をエッチングし、パターンニングする。塩化第二銅液はＦｅ系合金に対するエッチングレートが第二塩化鉄より低いため、層の中央部のＦｅ系合金を容易に残すことが可能となる。
このようなリードフレームによって実施形態１と同様の効果を発揮させることができるのみならず、特に、リードフレームの厚み方向の真ん中付近で顕著に端面が突出するために、容易な手法によって、より一層のアンカー効果を発揮させることができる。

【0074】

実施形態２の変形例
この実施形態のリードフレーム６０は、特に、図２Ｂに示すように、第１金属層３３ａとして、銅からなる層（厚み約１５０μｍ）と、第２金属層３４として鉄合金（Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ：３６％）からなる層（厚み約５０μｍ）とが、第１金属層３３ａ／第２金属層３４／第１金属層３３ｂの積層構造となるように積層されたクラッド材によって形成されており、その端面形状において、第２金属層３４が第１金属層３３ａ、３３ｂよりも突出した形状となっている以外、実施形態１及び２のリードフレームの構成と同様である。
このようなリードフレーム６０では、第２金属層の膜厚を小さくする以外、実施形態２の方法と同様の方法によって製造することができる。
このようなリードフレームによって実施形態２と同様の効果を発揮させることができる。特に、第２金属層の厚みを調整するという極簡便な方法により、突出の程度を調整することが可能となり、リードフレーム間の短絡等を確実に防止することが可能となる。

【0075】

実施形態３
この実施形態のリードフレーム７０は、特に、図３に示すように、第１金属層４３ａとして、銅からなる層（厚み約１００μｍ）と、第２金属層４４として鉄合金（Ｆｅ―Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ：３１％、Ｃｏ：５％）からなる層（厚み約１００μｍ）とが、第１金属層４３ａ／第２金属層４４ａ／第１金属層４３ｂ／第２金属層４４ｂ／第１金属層４３ｂの積層構造となるように積層されたクラッド材によって形成されており、その端面形状において、第２金属層２４ａ、２４ｂが第１金属層４３ａ、４３ｂ、４３ｃよりも突出した形状となっている以外、実施形態１のリードフレームの構成と同様である。
このようなリードフレーム７０は、実施形態２と同様の方法によって製造することができる。
このようなリードフレームによって実施形態１及び２と同様の効果を発揮させることができるのみならず、特に、リードフレームの厚み方向の真ん中付近で２段階で端面が突出するために、容易な手法によって、より一層のアンカー効果を発揮させることができる。

【0076】

実施形態４
この実施形態の半導体装置（発光装置）２０は、特に、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、実施形態１のリードフレーム１０と、リードフレーム１０の一部を埋設して固定する樹脂部材１８と、リードフレーム１０上に載置された発光素子（図４Ｃ中、２１参照）とを備える。図４Ａ及び図４Ｂでは、リードフレーム、その端子部１７及び樹脂部材の位置関係を明確にするために、これら以外の部材の図示を省略している。

【0077】

樹脂部材１８は、互いに離間し、対向して配置されたリード部１１ａ、１１ｂの間において、リードフレーム１０の厚み方向の全端面を被覆している。
発光素子２１は、同一面側に正負一対の素子電極を有している。そして、リードフレーム１０の２つのリード部１１ａ、１１ｂの素子載置領域１１ｃの間を跨いでフェイスダウンで配置されている。つまり、発光素子２１の各電極が、正負の端子部１７に延長するリードフレーム１０のリード部１１ａ、１１ｂにそれぞれ、接合部材として共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ）を用いて接続されている。発光素子の正負の素子電極は、リードフレームの素子載置領域に対応する形状であり、ここでは、正極側と負極側の素子電極が略同じ形状及び大きさの長方形で形成されている。このような、正負の素子電極を略同じ大きさとすることにより、接合時にかかる応力が均等になり易く、高い接着強度を得ることができる。
また、図４Ｃに示すように、樹脂部材１８の上方であって、リードフレーム１０の一部及び発光素子２１を被覆する透光性部材１９が、凸レンズ形状で配置している。

【0078】

図示していないが、発光素子２１が載置されていないリードフレーム１０上には保護素子が載置され、リードフレーム１０と導電ワイヤにより電気的に接続されている。

【0079】

ここで用いられているリードフレームは、第２金属層１４として、リードフレームとして通常用いられるＣｕよりも線膨張係数の低いＦｅ合金を用いているために、リードフレーム自体の線膨張係数を低下させることができる。
これによって、リードフレームの線膨張係数を、発光素子自体の線膨張係数に近づけることができる。その結果、発光素子（例えば、電極）とリードフレームとの間の接合破壊を抑制することができる。この効果は、特に、発光素子をフェイスダウンでリードフレームに接合する場合に顕著である。
また、発光素子とリードフレームとを接合する接合部材としてどのような部材を用いる場合においても、接合部材と発光素子との間に線膨張係数の差があっても、リードフレームの線膨張係数の低減によって、この差を相殺することが可能になり、発光素子とリードフレームとの間の接合破壊をより一層抑制することができる。

【0080】

さらに、リードフレームの線膨張係数の低減を実現しながら、一般に線膨張係数が発光素子よりも相当大きいが放熱性が良好な材料をも用いることができる。これにより、発光素子の放熱性の維持、向上を実現することが可能となる。
リードフレームの線膨張係数の低減を実現しながら、樹脂部材及び／又は接合部材との密着性の良好な材料をも用いることができる。これにより、より信頼性の高い発光装置を得ることが可能となる。

【0081】

このリードフレームは、例えば、第１金属層（表面）が銅又は銅合金の場合には、銅と半導体素子（発光素子）との線膨張差による応力を緩和することができる。半導体素子（発光素子）をリードフレームに直接フェイスダウン実装すると、銅と素子との線膨張係数との差により破断が起こりやすくなるが、上述したように一部をエッチングすることにより、第１金属層の銅の実装エリアを外周と溝部とで分断するために、銅と素子との線膨張差の影響を緩和することができる。
一方、第１金属層（表面）が鉄又は鉄合金の場合には、第２金属層の端面エッチングにより、樹脂との密着性を向上させることができる。また、鉄がエッチング液に溶解しにくいために、上面に被覆するエッチングマスクの開口を小さくしてエッチングすることにより、内部に向かって膨らむ形状でエッチングすることができるため、リードフレームと樹脂との密着性を向上させることができる。

【0082】

実施形態５
この実施形態の発光装置は、図５に示したように、リードフレーム４０の素子載置領域４１ｃの形状が、溝部４６によって、リード部４１ａ側で小さく画定されている。また、リード部４１ｂの表面に、櫛状に凹部（内溝部）を配置した以外は、実質的に実施形態４の発光装置と同様の構成である。図５では、リードフレーム４０、その端子部４７及び樹脂部材１８の位置関係を明確にするために、これら以外の部材の図示を省略している。

【0083】

リード部４１ｂ表面の櫛状の凹部は、実施形態１におけるリードフレームの製造方法において、溝部４６を形成する際のマスクに、溝部の開口とともに、櫛状のパターンをも開口して、溝部４６のエッチングと同時にエッチングして、形成することができる。
このような櫛状の凹部によって、リード部４１ａの素子載置領域４１ｃの形状を、発光素子の電極形状に対応させることができる。したがって、より一層、発光素子のセルフアライン効果を発揮させることができる。その結果、適所に、容易に発光素子をボンディングすることが可能となる。

【0084】

実施形態６
この実施形態の発光装置８４は、図７Ａ及び７Ｂに示したように、リードフレーム８０の素子載置領域８１ｃの形状が、溝部８６によって画定されており、リード部８１ａ、８１ｂの対向する辺に対して平行な溝部８６の辺が、リード部８１ａ、８１ｂの端部まで延長している以外は、実質的に実施形態４の発光装置と同様の構成である。図７Ａ、７Ｂでは、リードフレーム８０及び樹脂部材の位置関係を明確にするために、これら以外の部材の図示を省略している。また、リードフレーム８０においては外枠等を表しているため、発光装置８４とした場合の樹脂部材の開口８３も一緒に表している。

【0085】

実施形態７
この実施形態のリードフレームは、図８（ａ）〜（ｆ）に示したように、図１Ｂに示すＡ−Ａ'線に相当する断面における１つの溝部１６ａの端面形状及び／又は各金属層の積層順序が異なる以外、実施形態１のリードフレームと同様の構成である。
図８においては、第１金属層１３ａａが銅又は銅合金、第２金属層１４ａが鉄又は鉄合金を示す。溝部１６ａの幅は、例えば、６０〜２００μｍである。深さは、それぞれ、１０〜２００μｍである。図８（ａ）〜（ｅ）は、表層に銅又は銅合金を有するクラッド材を示しているが、溝部１６ａの溝深さ及び形状は充填する樹脂の流動性、実装する素子との応力に緩和の必要性により選択される。例えば、素子との線膨張差を緩和する場合は、図８（a）、（ｃ）〜（ｅ）でより深い方が好ましい。また、充填する樹脂との密着性を確保し、脱落を防止する場合は、図８（ｄ）〜（ｆ）の様に異種材料間で突起を設ける。特に、図８（ｆ）は、鉄又は鉄系合金の低溶解度を利用して、樹脂脱落が起こりにくい構造とすることができる。

【0086】

実施形態８
この実施形態のリードフレーム９０は、半導体装置（発光装置）用のリードフレームであり、発光装置の１単位Ｕを示す。１単位Ｕが行列方向に複数配列されており、その１単位Ｕでは、図９Ａに示したように、リード部９１ａ、９１ｂの素子載置領域９１ｃ、９１ｄの形状が、表面に形成された溝部９６によって画定されている。素子載置領域９１ｃ、９１ｄは、複数配列における長手方向及びそれに直交する方向に対して、載置される発光素子の対角線が平行になるように、言い換えると、発光素子の対向する２つの角がリード部９１ａの端部に位置するように配置される形状を有する。従って、溝部９６は、リード部９１ａ、９１ｂにおいて、それぞれ、Ｌ字状に形成されている。

【0087】

図９Ｂは発光素子９７の上面図を示し、正負一対の素子電極９５が設けられている。ここでは、四角形の一つの角を中心とする１／４円形のｎ電極９５ｂと、そこから離間して設けられるｐ電極９５ａとを有している。
リードフレーム９０の素子載置領域９１ｄ、９１ｃは、それぞれ、図９Ｂに示す発光素子のｐ電極９５ａとｎ電極９５ｂのパターンに対応した形状を備える。つまり、発光素子のｎ電極に対応するリード部９１ｂの素子載置領域９１ｃは、上面視においてその端部が円弧状に突出した形状を有する。この突出した部分を囲むようにＬ字型の溝部９６が設けられている。この素子載置領域９１ｃは、リード部９１ｂの内側、つまり、溝部に近い側において厚みが厚く、突出した形状の部位は、溝部９６と同様に、厚みが薄い。

【0088】

発光素子のｐ電極に対応するリード部９１ａの素子載置領域９１ｄは、その端部が、１／４円形の弧に沿って凹んだ形状に突出した形状を有する。この素子載置領域９１ｄは、リード部９１ａの内側、つまり、溝部に近い側において厚みが厚く、突出した形状の部位は、溝部９６と同等に、厚みが薄い。
このような素子載置領域９１ｃ、９１ｄによって、発光素子の面積の半分、つまり、対向する角部を結ぶ対角線を挟んで片方が、リードフレーム９０の厚みの厚い領域に、残り半分は、ほぼ厚みの薄い領域に載置される。
上述した素子載置領域９１ｃ、９１ｄの厚みの薄い領域は、リードフレーム９０の裏面側からのエッチング等によって薄膜化することができる。この場合、リードフレーム９は、積層構造を有していてもよいが、例えば、銅からなる単層構造としてもよい。薄い領域は、素子載置領域９１ｃ、９１ｄが切断されない限り、突出した部位よりも溝部６９側に拡張させていてもよい。

【0089】

リードフレーム９０には、２つのリード部９１ａ、９１ｂの両側において、リード部９１ａからリード部９１ｂを跨ぐように、その側面に平行にサポートバー９２が配置されている。

【0090】

リードフレーム９０は、素子載置領域９１ｃ、９１ｄのほか、その外周（クロスハッチングにて示す部位）にも、裏面側から厚み方向に部分的にエッチングされた部位を有する。これによって、発光装置とするために、リードフレーム９０に樹脂部材を適用する場合に、発光装置の裏面側において、図９Ｃに示すように、リードフレーム９０のリード部９１ａ、９１ｂが、それぞれ、略四角形で露出されることとなる。
このようなリードフレームによって実施形態１と同様の効果を発揮させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明に係る発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。また、所謂サイドビュー型の発光装置など、リードフレームを用いる全ての発光装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0092】

１０、４０、５０、６０、７０、８０、９０ リードフレーム
１１ａ、１１ａａ、１１ｂ、４１ａ、４１ｂ、８１ａ、８１ｂ、９１ａ、９１ｂ リード部
１１ｃ、４１ｃ、８１ｃ、９１ｃ、９１ｄ 素子載置領域
１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ 端面
１２、４２、８２、９２ サポートバー
１３ａ、１３ａａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 第１金属層
１４、１４ａ、２４、３４、４４ａ、４４ｂ 第２金属層
１５ めっき膜
１６、１６ａ、４６、８６、９６ 溝部
１７、４７ 端子部
１８ 樹脂部材
１９ 透光性部材
２０、３０、８４ 発光装置
２１ 発光素子
Ｕ １単位
８３ 開口
９５ 素子電極
９５ａ ｐ電極
９５ｂ ｎ電極
９７ 発光素子

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】