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JP6947988B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、発光装置の製造方法に関する。
特許文献１には、リードフレームの表面上にマスクを配置し部分的にめっき層を設ける製造方法が開示されている。
特開２００８−１９２８３７号公報
しかしながら、特許文献１の発光装置の製造方法では、例えば、各リードの角部または側面にマスクを確実に配置することが難しく、その結果めっき層を所望の領域にのみ設けることが難しい場合がある。
そこで、本発明の一実施形態では、リードフレームの所望の領域にめっき層を容易に形成する発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態の発光装置の製造方法は、一対の金属部を複数備える金属板と、金属部の表面上にある第１領域に電着法により形成されたレジスト膜をマスクとし金属部の表面上にある第１領域以外の第２領域に形成された銀または銀合金を含む第１めっき層と、を含み、レジスト膜が除去されてなるリードフレームと、リードフレームの下面の一部を露出させてリードフレームと一体形成された樹脂成形体と、を有し、上面側に複数の凹部を有し、凹部の底面に第１めっき層の少なくとも一部が位置する第１構造体を準備する工程と、凹部の底面に位置する第１めっき層上に発光素子を配置し、凹部内に発光素子を被覆する封止部材を配置して第２構造体を形成する工程と、第２構造体を個片化し、複数の発光装置を得る工程と、を備える。
本発明の一実施形態により、リードフレームの所望の領域にめっき層を容易に形成する発光装置の製造方法を提供することが可能となる。
一の実施形態に係る金属板を上面側から見たときの模式的上面図である。 図１Ａ中の破線部を拡大した部分拡大図である。 図１Ｂ中の１Ｃ−１Ｃ線における模式的端面図である。 第１領域にレジスト膜が形成された後の金属部を示す模式的端面図である。 表面にレジスト膜が形成された金属部を示す模式的端面図である。 露光工程の一例を示す模式的端面図である。 露光工程の一例を示す模式的端面図である。 第１めっき層を形成する工程を示す模式的端面図である。 レジスト膜を除去する工程を示す模式的端面図である。 リード部の一例を示す模式的端面図である。 一の実施形態に係る第１構造体の模式的端面図である。 図３Ａ中の破線部を拡大した部分拡大図である。 一の実施形態に係る第２構造体の模式的端面図である。 一の実施形態に係る発光装置の模式的端面図である。 一の実施形態に係る発光装置の模式的斜視図である。 図５Ｂ中の破線部を拡大した部分拡大図である。 一対のリードを上から見たときの模式的上面図である。 第１めっき層の配置の一例を示す模式的上面図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本開示による発光装置の製造方法は、以下の実施形態に限られない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。
図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際のリードフレームや発光装置等における、寸法、形状および構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。
以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向または位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。
本明細書において、金属部およびリード部等の用語は、個片化する前と後で同じ用語を用いることがある。
本開示の実施形態に係る発光装置１００の製造方法は、第１構造体５０を準備する工程と、第２構造体６０を形成する工程と、第２構造体６０を個片化し、複数の発光装置１００を得る工程とを備える。第１構造体５０を準備する工程は、（Ａ）金属板３０を準備する工程と、（Ｂ）所望の領域に銀または銀合金を含む第１めっき層５が形成されたリードフレーム４０を形成する工程と、（Ｃ）リードフレーム４０に樹脂成形体８を形成する工程と、を含む。
図１Ａ〜図５Ｄを参照して、各工程について詳細に説明する。
［（Ａ）金属板３０を準備する工程］
まず、一対の金属部３５を複数備え、上面３０ａ、下面３０ｂおよび一対の金属部３５それぞれが対向する端面３５ｃを有する金属板３０を準備する。金属板３０は、予め製造された金属板３０を購入して準備してもよく、銅、銅合金又はニッケル合金からなる平板状の板材にエッチング加工またはプレス加工等を施すことにより製造して準備してもよい。図１Ａは金属板３０を上面側から見たときの模式的上面図であり、図１Ｂは図１Ａ中の破線部を拡大した部分拡大図（二対の金属部３５を示す）であり、図１Ｃは図１Ｂ中の１Ｃ−１Ｃ線における模式的端面図である。本明細書において、端面３５ｃとは、一対の金属部３５それぞれが対向する面であって、上面３５ａと下面３５ｂとの間にある面をいう。
図１Ｃで示す金属部３５は、金属部３５の上面３５ａと端面３５ｃとを接続する第１角部Ｃ１と、金属部３５の下面３５ｂと端面３５ｃとを接続する第２角部Ｃ２とを有する。本明細書において、角部は角の一部に曲面を有していても良い。一対の金属部３５のうち一方の金属部３５において、第１角部Ｃ１は第２角部Ｃ２よりも他方の金属部３５に近い位置にある。また、金属部３５の端面３５ｃは、第１角部Ｃ１および第２角部Ｃ２よりも他方の金属部３５に近い位置にある凸部Ｐを有している。端面３５ｃが凸部Ｐを備えることで、端面３５ｃが上面３５ａに対して垂直である場合に比べて、端面３５ｃの表面積を容易に増加させることができ、後述する樹脂成形体８との密着強度を向上させることができる。
また、図１Ｂで示すように、金属部３５は上面３５ａに溝１３または貫通孔を有することができる。これにより、溝１３または貫通孔内に樹脂成形体８を入り込ませることで、一対の金属部３５（一対のリード部３６となる部分）と樹脂成形体８とを強固に固定することができる。溝１３や貫通孔を形成する工程は、一対の金属部３５を形成する工程と同じ工程で行ってもよく、別の工程で行ってもよい。
［（Ｂ）リードフレーム４０を形成する工程］
次に、電着法により金属部３５の表面上にある第１領域Ｘにレジスト膜７を形成する。図２Ａは、図１Ｂ中の２Ａ−２Ａ線における模式的端面図であり、第１領域Ｘにレジスト膜７が形成された後の金属部３５を示す。図２Ａでは、レジスト膜７は、金属部３５の端面３５ｃの上側に位置する領域とその領域と連続する上面３５ａの一部とを連続して被覆している。また、端面３５ｃの反対側に位置する端面３５ｄの上側に位置する領域と、上面３５ａの一部とを被覆している。レジスト膜７は、端面３５ｃの一部を被覆してもよく、端面３５ｃの全面を被覆してもよい。また、レジスト膜７は、金属部３５の端面３５ｃに加え、金属部３５の上面３５ａと端面３５ｃとを接続する第１角部Ｃ１と、金属部３５の下面３５ｂと端面３５ｃとを接続する第２角部Ｃ２との少なくとも一方を連続して被覆することが好ましい。これにより、レジスト膜７を除去した後において、該領域には銀または銀合金を含む第１めっき層５が形成されないため、銀のマイグレ-ションが生じることを抑制したり、銀または銀合金が硫化等により劣化し全光束が低下することを抑制することができる。また、銀または銀合金の使用量を低減することで、各発光装置のコストを低減することができる。
図２Ａで示すように、金属部３５の表面は、レジスト膜７が形成されている第１領域Ｘと、レジスト膜７が除去または形成されていない第２領域Ｙを有する。第２領域Ｙ上には、後の工程で銀または銀合金を含む第１めっき層５が形成される。また、発光素子１０は、第１めっき層５上に載置される。
金属部３５の第１領域Ｘにレジスト膜７を形成する工程は、例えば、以下の工程を含む。
［（Ｂ-１）電着法によるレジスト膜７の形成工程］
まず、荷電粒子となる物質（例えば、アクリル）およびレジスト膜７となる物質を含む水溶液中に金属板３０を浸漬し、電気を印加する。この浸漬工程は、例えば、電圧１００Ｖ〜２５０Ｖで浸漬時間１０秒〜３０秒の条件で行われ、好適には電圧１５０Ｖ〜２００Ｖで浸漬時間１０秒〜２０秒の条件で行われる。これにより、図２Ｂで示すように、金属部３５の上面３５ａ、下面３５ｂ、端面３５ｃおよび角部を含む表面にレジスト膜７が形成される。図２Ｂでは、分かりやすさのためレジスト膜７のハッチングは省略している。レジスト膜７となる物質は、好適には感光性のフォトレジスト材料が用いられる。レジスト膜７としてフォトレジスト材料を用いることで、所望の領域に光を当て、不要な部分を現像液により除去することにより、レジスト膜７を精度良く加工することができる。
［（Ｂ-２）レジスト膜７の乾燥工程］
次に、水溶液から金属板３０を取り出した後、レジスト膜７に熱を加える乾燥工程を行う。レジスト膜７が形成された金属板３０に対して、例えば、６０℃〜１００℃で４５秒〜９０秒、好適には６０℃〜８０℃で６０秒〜９０秒間熱を加える。これにより、金属板３０の表面において、厚みのばらつきが少ないレジスト膜７を形成することができる。また、乾燥工程を行うことで、レジスト膜７となる成分が金属部３５の角部近傍にも効果的に付着し、レジスト膜７が金属部３５の角部を被覆しやすくなる。
マスクを用いたり、レジスト膜７を塗布により形成する従来の方法では、マスクまたはレジスト膜７が金属部３５の角部および／または端面を確実に被覆することは難しい。しかし、本開示の発光装置の製造方法においては、電着法によりレジスト膜７を形成することで、金属部３５の所望の領域にレジスト膜７を容易に形成することができる。
また、レジスト膜７を塗布により形成する従来の方法では、、金属部３５の角部に形成されるレジスト膜７の厚みは、金属部３５の上面３５ａおよび下面３５ｂに形成されるレジスト膜の厚みに比べて薄くなる傾向がある。しかし、本開示の発光装置の製造方法では、電着法によりレジスト膜７を形成することで、金属部３５の角部に形成されるレジスト膜７の厚みと、金属部３５の上面３５ａおよび下面３５ｂに形成されるレジスト膜の厚みとのばらつきを低減することができる。これにより、銀または銀合金を含む第１めっき層が金属部３５の角部に意図せず形成されることを抑制することができる。金属部３５の上面３５ａに形成されるレジスト膜の厚みｈ１と、金属部３５の第１角部Ｃ１または第２角部Ｃ２に形成されるレジスト膜７の厚みｈ２との差は、例えば０μｍ〜３０μｍであり、０μｍ〜５μｍであることが好ましい。これにより、後述する露光工程において、レジスト膜７が十分に硬化しない可能性を低減することができる。また、後述するレジスト膜７を除去または剥離する工程において、除去または剥離を容易に行うことができる。なお、金属部３５の第１角部Ｃ１または第２角部Ｃ２に形成されるレジスト膜７の厚みｈ２は、金属部３５の第１角部Ｃ１または第２角部Ｃ２とレジスト膜７の角部ＲＣとの間の距離を指す。
金属板３０の表面に形成されるレジスト膜７の厚みは、例えば２０μｍ以下であり、１０μｍ以下であることが好ましい。レジスト膜７の厚みを２０μｍ以下にすることで、レジスト膜７の膜厚のばらつきを効果的に抑制することができる。また、レジスト膜７の厚みを２０μｍ以下にすることで、レジスト膜７を除去または剥離する工程において、除去または剥離を容易に行うことができる。なお、レジスト膜７の厚みは、２０μｍよりも大きくてもよい。
［（Ｂ-３）第１領域Ｘ以外のレジスト膜７を除去する工程］
次に、第１領域Ｘに形成されたレジスト膜７以外のレジスト膜７を除去する。この工程は、例えば、金属部３５の表面のうち所望の領域に光を当てる露光工程と、不要な部分を現像液により除去する工程（現像工程）とを含む。
レジスト膜７としてネガ型のフォトレジスト材料を用いる場合は、金属板３０の上方、下方または上方及び下方から第１領域Ｘに位置するレジスト膜７に光を当て、第１領域Ｘに位置するレジスト膜７を現像液に対して不溶性にする露光工程を行う。次に、金属板３０を現像液に浸漬または現像液を金属板３０の表面にスプレー等で噴射する。これにより、金属部３５の表面に位置するレジスト膜７のうち、第１領域Ｘ以外の第２領域Ｙに位置するレジスト膜７が現像液により除去される。なお、レジスト膜７と金属部３５との密着力を向上させるため、現像工程の後に加熱処理を行ってもよい。これらの工程を経ることにより、図２Ａで示すように、金属部３５の表面のうち第１領域Ｘにのみレジスト膜７が形成された金属板３０を形成することができる。
また、レジスト膜７としてポジ型のフォトレジスト材料を用いる場合は、金属板３０の上方、下方または上方及び下方から第１領域Ｘ以外の第２領域Ｙに位置するレジスト膜７に光を当て、第２領域Ｙに位置するレジスト膜７を現像液に対して可溶性にする露光工程を行う。次に、金属板３０を現像液に浸漬または現像液を金属板３０の表面に噴射等する。これにより、金属部３５の表面に位置するレジスト膜７のうち、第２領域Ｙに位置するレジスト膜７が現像液により除去される。なお、レジスト膜７と金属部３５との密着力を向上させるため、現像工程の後に加熱処理を行ってもよい。これらの工程を経ることにより、図２Ａで示すように、金属部３５の表面のうち第１領域Ｘにのみレジスト膜７が形成された金属板３０を形成することができる。
露光工程は、例えば遮光用マスクを配置して光を当てることにより行うことができる。図２Ｃにおいて、ネガ型のフォトレジスト材料を用い、遮光用マスクＭＳを用いた場合の露光工程を示す。図２Ｃは、金属部３５の上面に対して垂直な方向における模式的端面図である。図２Ｃでは、第１角部Ｃ１は第２角部Ｃ２よりも外側にある。遮光用マスクは洗浄することにより、繰り返し使用することができる。なお、露光工程は、その他に所定のパターニング光を照射する照射装置を用いることにより行うことができる。照射装置としては、例えば、マスクレス露光装置、ダイレクトイメージング装置または直描露光装置を用いることができる。
露光工程を含むレジスト膜７を除去する工程（Ｂ-３）では、金属部３５の下面全面に位置するレジスト膜７を除去することが好ましい。これにより、後述する第１めっき層５を形成する工程（Ｂ-４）において、金属部３５の下面全面に第１めっき層５を形成することができる。その結果、例えば、発光装置１００と実装基板とのはんだを介する接合が良好となる。
金属部３５の下面全面に位置するレジスト膜７を除去する方法として、例えば図２Ｃで示す露光工程を行う。具体的には、金属板３０の下方からレジスト膜７に光を当てる際に、金属部３５の下面を覆うように遮光用マスクＭＳを配置し、さらに遮光用マスクＭＳの端部Ｅを金属部３５の第１角部Ｃ１と第２角部Ｃ２との間に位置させて露光を行う。これにより、金属部３５の下面３５ｂおよび下面３５ｂと連続する端面３５ｃの一部に光が当たることが抑制され、その領域に位置するレジスト膜が現像液に対して不溶性になることを抑制することができる。その結果、金属部３５の下面３５ｂおよび下面３５ｂと連続する端面３５ｃの一部に位置するレジスト膜７は現像液により容易に除去される。また、端面３５ｃの反対側に位置する金属部３５の端面３５ｄにおいても、同様にすることができる。また、露光工程において、所定のパターニング光を照射する照射装置を用いる場合は、パターニング光の端部を金属部３５の第１角部Ｃ１と第２角部Ｃ２との間に位置させ、その端部から外側（第１角部Ｃ１側）を照射するように露光を行う
また、ポジ型のフォトレジスト材料を用いた場合は、図２Ｄで示すように、金属部３５の下面３５ｂおよび下面３５ｂと連続する端面３５ｃの一部に光が当たるように、遮光用マスクＭＳの端部Ｅまたは照射装置のパターニング光の端部を金属部３５の第１角部Ｃ１と第２角部Ｃ２との間に位置させて行う。これにより、金属部３５の下面３５ｂおよび下面３５ｂと連続する端面３５ｃの一部に位置するレジスト膜７は現像液に対して可溶性になる。その結果、その領域に位置するレジスト膜７は現像液により容易に除去される。
なお、金属部３５の下面３５ｂにおいて、レジスト膜７を除去しない、または、レジスト膜７の一部のみを除去してもよい。レジスト膜７の一部のみを除去する場合、例えば、下面３５ｂの幾何中心を含む中央領域に位置するレジスト膜７を除去し、下面３５ｂの縁部に位置するレジスト膜７を残すことができる。また、下面３５ｂの縁部に位置するレジスト膜７を除去し、下面３５ｂの幾何中心を含む中央領域に位置するレジスト膜７を残すこともできる。これにより、金属部３５の下面において、金属部３５の表面が位置する、または、後述する第２めっき層６が位置することになり、銀のマイグレ-ションが生じることを抑制したり、銀または銀合金が硫化等により劣化し全光束が低下することを抑制することができる。
［（Ｂ-４）第１めっき層５を形成する工程］
次に、第１領域Ｘにレジスト膜７が形成された金属板３０に、めっき法により銀または銀合金を含む第１めっき層５を形成する。第１めっき層５は、部分めっき層である。めっき法は、電解めっき法または無電解めっき法を用いることができる。図２Ｅで示すように、第１めっき層５は、少なくとも金属部３５の上面３５ａ上に形成される。この場合の上面または上面上に形成されるとは、上面に直接形成される場合と、他のめっき層を介して上方に間接的に形成される場合の双方を含む。換言すると、第１めっき層５は、金属部３５の上面３５ａと直接接していてもよく、金属部３５の上方に位置し金属部３５の上面３５ａと直接接していなくてもよい。第１めっき層５と金属部３５の上面３５ａとの間には第２めっき層６が位置する場合、第１めっき層５は第２めっき層６を介して金属部３５の上方に位置する。
図２Ｅで示す第１めっき層５は、金属部３５の上面３５ａ側、下面３５ｂ側、端面３５ｃ側および端面３５ｃの反対側に位置する端面３５ｄ側に形成されている。金属部３５の表面に銀または銀合金を含む第１めっき層５が形成されることで、発光素子１０が発する光を効率よく外部に取り出すことができる。第１めっき層５の厚みは、例えば、０．１μｍ以上であり、０．５μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましい。これにより、例えば、発光素子１０が発する光を効率よく反射させることができる。
第１めっき層５の銀または銀合金の含有率は、例えば、８５質量％以上であり、９０質量％以上が好ましい。これにより、例えば、発光素子１０が発する光を効率よく反射させることができる。また、第１めっき層５が銀合金である場合、銀合金は、銀金合金、銀インジウム合金または銀パラジウム合金を用いることができる。
［（Ｂ-５）第１領域Ｘに位置するレジスト膜７を除去する工程］
次に、第１領域Ｘに位置するレジスト膜７を剥離液により除去する。レジスト膜７の表面に第１めっき層５が形成されている場合は、レジスト膜７と、レジスト膜７の表面に形成されている第１めっき層５とは同時に除去されうる。以上の工程を経ることにより、図２Ｆで示すように、第１めっき層５が形成されていない第１領域Ｘと、第１めっき層５が形成されている第２領域Ｙとを備えるリード部３６を有するリードフレーム４０を形成することができる。以降の説明では、第１めっき層５を備える金属板３０をリードフレーム４０とし、第１めっき層５を備える金属部３５をリード部３６として説明する。
［（Ｂ-６）第２めっき層６を形成する工程］
リードフレーム４０を形成する工程は、第１めっき層５を形成する工程（Ｂ-４）の前に、金属部３５の表面に第２めっき層６を形成する工程を含むことが好ましい。第２めっき層６は、電解めっき法または無電解めっき法により形成することができる。第２めっき層６は、第１領域Ｘを被覆する、又は、第１領域Ｘおよび第２領域Ｙの双方を被覆することができる。第２めっき層６が金属部３５の表面に位置することで、銅合金等からなる金属板３０の表面が外部に露出し、その表面が酸化等することを抑制することができる。また、金属板３０の銅等の成分が最表層となる第１めっき層５の表面に析出する可能性を低減することができる。その結果、例えば、発光素子１０の電極と第１めっき層５とをワイヤ等（ワイヤまたは接合部材を含む）で接続する際に、第１めっき層５とワイヤ等との接続強度が低下することを抑制することができる。なお、第２めっき層６は、金属部３５の全面に形成してもよく、金属部３５の表面のうち一部のみに形成してもよい。リードフレーム４０が第１めっき層５および第２めっき層６を有する場合、第１めっき層５は最表層となり、第２めっき層６は中間層または下地層とすることができる。
第２めっき層６は、例えば、銅、銅合金、金、金合金、ニッケル、ニッケル合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウムまたはロジウム合金を含む金属層を１層または複数層備える。第２めっき層６は、銀または銀合金を実質的に含まない。銀または銀合金を実質的に含まないとは、銀または銀合金が不可避的に混入することを排除しないことを意味し、銀または銀合金の含有率は例えば０．０５質量％以下である。第２めっき層６が複数層である場合、第２めっき層６は、例えば、金属部３５側から順に、ニッケルまたはニッケル合金を含む金属層と、パラジウム、パラジウム合金、ロジウムまたはロジウム合金を含む金属層と、金または金合金を含む金属層とを備える構成とすることができる。なお、めっき法により形成される第２めっき層６の代わりに、スパッタ、導電性ペーストまたは蒸着等により形成される金属層を用いることができる。金属層は、第２めっき層６で挙げた材料を用いることができる。
第２めっき層６を形成する工程（Ｂ-６）は、例えば、金属板３０を準備する工程（Ａ）の後であってリードフレーム４０を形成する工程（Ｂ）の前、または、第１領域Ｘ以外のレジスト膜７を除去する工程（Ｂ-３）の後であって第１めっき層５を形成する工程（Ｂ-４）の前に行うことができる。第２めっき層６が複数層である場合、各層を形成する工程のタイミングは、上記の２つの工程間のうち一方の工程間に全て行ってもよく、２つの工程間に分けて別々に行ってもよい。例えば、第２めっき層６がニッケル等を含む金属層とパラジウム等を含む金属層と金等を含む金属層とを備える場合は、工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間にニッケル等を含む金属層とパラジウム等を含む金属層と金等を含む金属層とを形成してもよく、工程（Ｂ−３）と工程（Ｂ−４）の間にニッケル等を含む金属層とパラジウム等を含む金属層と金等を含む金属層とを形成してもよく、工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間にニッケル等を含む金属層を形成し、工程（Ｂ−３）と工程（Ｂ−４）の間にパラジウム等を含む金属層と金等を含む金属層とを形成してもよい。
図２Ｇにおいて、第１めっき層５および第２めっき層６を備えたリード部３６の一例を示す。図２Ｇで示す第２めっき層６は、下層金属層６ａと上層金属層６ｂとを含んでいる。第２めっき層６のうち下層金属層６ａは、例えば工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間に形成され、第１領域Ｘおよび第２領域Ｙの双方を被覆する。また、上層金属層６ｂは、例えば工程（Ｂ−３）と工程（Ｂ−４）の間に形成され、第２領域Ｙを被覆する。下層金属層６ａが金属部３５の第１領域Ｘおよび第２領域Ｙの双方を被覆することで、金属部３５の表面が外部に露出することを抑制することができ、その表面が酸化等することを抑制することができる。また、上層金属層６ｂが金属部３５の第２領域Ｙを被覆することで、金属部３５の銅等の成分が最表層となる第１めっき層５の表面に析出する可能性を低減することができる。
第１めっき層５の厚みは、金属板３０の上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで同じ厚みでもよく、金属板３０の上面３０ａ側の厚みが金属板３０の下面３０ｂ側の厚みよりも厚くてもよく、金属板３０の上面３０ａ側の厚みが金属板３０の下面３０ｂ側の厚みよりも薄くてもよい。例えば、電解めっき法において、金属板３０の上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで、それぞれの陰極電流密度分布を異ならせるように陽極と陰極との間に異なる大きさの遮蔽板を配置することによって、上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで厚みが異なる第１めっき層５を容易にかつ同時に形成することができる。金属板３０の上面３０ａ側に位置する第１めっき層５の厚みが下面３０ｂ側に位置する第１めっき層５の厚みよりも厚い場合は、上面３０ａ側に位置する第１めっき層５の平坦度が向上するため、発光素子１０から出射される光を効率的に上側に反射させることができる。また、金属板３０の上面３０ａ側に位置する第１めっき層５の厚みが下面３０ｂ側に位置する第１めっき層５の厚みよりも薄い場合は、接合部材を介して発光装置１００を実装基板に実装する際に、発光装置１００と接合部材との接合強度を向上させることができる。
また、第２めっき層６の厚みは、金属板３０の上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで同じ厚みでもよく、金属板３０の上面３０ａ側の厚みが金属板３０の下面３０ｂ側の厚みよりも厚くてもよく、金属板３０の上面３０ａ側の厚みが金属板３０の下面３０ｂ側の厚みよりも薄くてもよい。例えば、電解めっき法において、金属板３０の上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで電流密度を異ならせることで、上面３０ａ側と下面３０ｂ側とで厚みが異なる第２めっき層６を容易にかつ同時に形成することができる。金属板３０の上面３０ａ側に位置する第２めっき層６の厚みが下面３０ｂ側に位置する第２めっき層６の厚みよりも厚い場合は、上面３０ａ側に位置する第１めっき層５および第２めっき層６の平坦度が向上するため、発光素子１０から出射される光を効率的に上側に反射させることができる。金属板３０の上面３０ａ側に位置する第２めっき層６の厚みが下面３０ｂ側に位置する第２めっき層６の厚みよりも薄い場合は、接合部材を介して発光装置１００を実装基板に実装する際に、発光装置１００と接合部材との接合強度を向上させることができる。なお、第２めっき層６が複数層である場合、上記の第２めっき層６の厚みは、各層の厚みとしてもよく、複数層の合計の厚みとしてもよい。
［（Ｃ）樹脂成形体８を形成する工程］
次に、リードフレーム４０に樹脂成形体８を一体成型する。この工程を経ることにより、リードフレーム４０と樹脂成形体８とを備え、上面側に複数の凹部２を有する第１構造体５０（樹脂成形体付リードフレーム）を準備することができる。図３Ａは図２Ｇで説明したリード部３６を有するリードフレーム４０を用いた場合の第１構造体５０の模式的端面図である。また、図３Ｂは図３Ａ中の破線部を拡大した部分拡大図である。第１構造体５０は、複数のパッケージ領域１を備え、凹部２は各パッケージ領域１に形成されている。第１構造体５０は、例えば、リードフレーム４０を、樹脂成型金型のキャビティー内に一対のリード部３６を所定の位置に支持した状態で、樹脂成型金型内に配置する。そして、キャビティー内に樹脂成形体８となる樹脂材料を注入して固体化させる。以上のようにして、各パッケージ領域１の樹脂部８ａが一体に形成された樹脂成形体８を含む第１構造体５０を準備することができる。樹脂成形体８の形成は、例えば、トランスファモールド法や射出成形法などによって行うことができる。
凹部２の底面において、一対のリード部３６の上面が位置し、金属部３５の上面上にある第１めっき層５が位置する。これにより、個片化後の発光装置１００において、発光素子１０が発する光を効率よく外部に取り出すことができる。
樹脂成形体８は、リードフレーム４０の下面の一部を露出させる。これにより、個片化後の発光装置１００において、凹部２の底面に配置される発光素子１０から発生する熱を、下面側から効率的に放出することができる。また、図３Ａでは、第１構造体５０の下面において、リードフレーム４０の下面と樹脂成形体８の下面とは略同一面に形成されている。高さ方向において、リードフレーム４０の下面と、樹脂成形体８の下面との高低差は、例えば±１０μｍ以下である。
なお、第１構造体５０を準備するとは、第１構造体５０を製造して準備する場合と、予め製造された第１構造体５０を購入して準備する場合の双方を含む。
［（Ｄ）第２構造体６０を形成する工程］
次に、第１構造体５０の凹部２の底面に位置する第１めっき層５上に発光素子１０を配置する。第１めっき層５上に発光素子１０を配置するとは、発光素子１０の下方の全てに第１めっき層５が位置する場合と、発光素子１０の下方の一部にのみ第１めっき層５が位置する場合の双方を含む。図４Ａで示すように、発光素子１０は、例えば、一の面に正負の電極（図示せず）を有し、凹部２の底面に露出した一対のリード部３６の上面に配置される。そして、発光素子１０の正負の電極と一対のリード部３６とはワイヤ４により接続される。なお、発光素子１０は、一の面に正負の電極を有し、正負の電極と一対のリード部３６の上面とを対向させて、導電性の接合部材を介して一対のリード部３６の上面上に配置することもできる。
次に、発光素子１０を被覆するように凹部２内に封止部材９を配置する。封止部材９は、蛍光体および／または光拡散材を含有することができる。封止部材９は、例えば、母材となる樹脂材料に蛍光体および／または光拡散材を含有させた混合材料を、ディスペンサー等により凹部２内に吐出することにより配置することができる。その後、硬化工程を経ることにより封止部材９を形成することができる。なお、混合材料を凹部２内に配置した後であって硬化工程を行う前に、沈降工程を行ってもよい。沈降工程を行うことで、蛍光体等を凹部２の底面側に偏在させることができるため、個片化後の発光装置１００の色むらを効果的に低減させることができる。
［（Ｅ）複数の発光装置１００を得る工程］
最後に、第２構造体６０を個片化し、複数の発光装置１００を得る。個片化の方法としては、例えば、リードカット金型、ダイシングソー又はレーザー光を用いて個片化することができる。これにより、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃで示す発光装置１００を得ることができる。図５Ａは一の実施形態に係る発光装置１００の模式的端面図であり、図５Ｂは一の実施形態に係る発光装置１００の模式的斜視図であり、図５Ｃは図５Ｂ中の破線部を拡大した部分拡大図である。また、図５Ｄは、一対のリード部３６のみを上から見たときの模式的上面図であり、第１めっき層５が形成されている領域にハッチングを施している。
図５Ａで示すように、発光装置１００は、外側面においてリード部３６と樹脂部８ａとが同一面になることが好ましい。発光装置１００の外側面において、リード部３６が樹脂部８ａよりも外側に延出しないことで、占有面積の小さい小型の発光装置１００を提供することができる。なお、リード部３６は、発光装置１００の外側面において、樹脂部８ａよりも外側に延出していてもよい。これにより、発光素子１０が発する熱を効率的に外側に放出することができる。
また、図５Ａおよび図５Ｃで示すように、発光装置１００の外側面において、リード部３６と樹脂部８ａとの間に第１めっき層５が位置しないことが好ましい。これにより、銀のマイグレ-ションが生じることを抑制することができる。図５Ｃでは、発光装置１００の外側面において、金属部３５と金属部３５を被覆する下層金属層６ａ（例えば、ニッケルまたはニッケル合金を含む金属層）とが樹脂部８ａから露出している。
以下、本発明の発光装置１００の製造方法に用いられる各部材について説明する。
（金属板３０、一対の金属部３５）
金属板３０および一対の金属部３５の材料は、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金を用いることができる。金属板３０および一対の金属部３５は、銀または銀合金を実質的に含まない。銀または銀合金を実質的に含まないとは、銀または銀合金が不可避的に混入することを排除しないことを意味し、銀または銀合金の含有率は例えば０．０５質量％以下である。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。特に、金属板３０および一対の金属部３５の材料として、安価で放熱性が高い銅または銅合金を好適に用いることができる。金属板３０の厚みや形状は、発光装置１００の厚みや形状等に応じて種々選択することができる。金属板３０は、平板状でもよく、一部が折れ曲がった形状でもよく、一部が厚いまたは一部が薄い形状であってもよい。
金属板３０は、一対の金属部３５を複数備える。金属板３０は、一つのパッケージ領域１において、一対の金属部３５以外に他の金属部を備えることができる。他の金属部は、放熱部材として機能してもよく、一対の金属部３５と同様に電極として機能してもよい。
（樹脂成形体８、樹脂部８ａ）
樹脂成形体８および樹脂部８ａは、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることができる。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、変成シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、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樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、樹脂成形体８および樹脂部８ａの樹脂材料として、耐熱性および耐光性に優れたエポキシ樹脂組成物やシリコーン樹脂組成物を用いることが好ましい。
樹脂成形体８および樹脂部８ａは、上記の母材となる樹脂材料に、光反射性物質を含有することが好ましい。光反射性物質としては、発光素子１０からの光を吸収しにくく、且つ、母材となる樹脂材料に対して屈折率差の大きい部材を用いることが好ましい。このような光反射性物質は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等である。
また、樹脂成形体８および樹脂部８ａは、発光装置１００のコントラストを向上させるために、発光装置１００の外光（多くの場合、太陽光）に対して光反射率が低い充填剤を含有してもよい。この場合、樹脂成形体８および樹脂部８ａは、例えば、黒色ないしそれに近似した色である。充填剤としては、アセチレンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボンや、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物、もしくは有色有機顔料などを目的に応じて利用することができる。
（発光素子１０）
発光素子１０は、発光装置１００の光源として機能し、さらに蛍光体の励起源となる。発光素子１０には、発光ダイオード素子などを用いることができ、可視域の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を好適に用いることができる。図５Ａで示す発光装置１００は、１つの発光素子１０を備えているが、本実施形態の発光装置はこれに限られない。発光装置１００は、少なくとも１つの発光素子を備えていればよく、発光素子の個数は目的や用途に応じて変更可能である。
発光装置１００が複数の発光素子１０を備える場合、複数の発光素子１０は、例えば、青色光を出射する複数の青色発光素子、青色光、緑色光および赤色光をそれぞれ出射する３つの発光素子、または、青色光を出射する発光素子と緑色光を出射する発光素子とを組み合わせたものを含むことができる。発光装置１００を液晶表示装置等の光源として用いる場合、発光素子として、青色光を出射する発光素子、または、青色光を出射する発光素子と緑色光を出射する発光素子との組み合わせを用いることが好ましい。青色光を出射する発光素子と緑色光を出射する発光素子は、いずれも半値幅が４０ｎｍ以下の発光素子を用いることが好ましく、半値幅が３０ｎｍ以下の発光素子を用いることがより好ましい。これにより、青色光や緑色光が容易に鋭いピークを持つことができる。その結果、例えば、発光装置１００を液晶表示装置等の光源として用いる場合、液晶表示装置は高い色再現性を達成することができる。また、複数の発光素子１０は、直列、並列、または直列と並列を組み合わせて接続される。
（封止部材９）
発光装置１００は、発光素子１０を被覆する封止部材９を備える。封止部材９は、発光素子等を外力や埃、水分などから保護する。封止部材９は、発光素子１０から出射される光の６０％以上を透過するもの、さらに９０％以上を透過するものが好ましい。封止部材９の母材としては、樹脂成形体８で用いられる樹脂材料を用いることができる。封止部材９は単一層であってもよく、複数層であってもよい。また、封止部材９には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光拡散材を分散させることができる。
封止部材９は、発光素子１０からの光の波長を変換する１種または複数種の蛍光体を含むことができる。蛍光体は、発光素子１０の光で励起する蛍光体であればよく、例えば、（Ｃａ,Ｓｒ,Ｂａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、（ｘ-ｓ）ＭｇＯ・（ｓ/２）Ｓｃ２Ｏ３・ｙＭｇＦ２・ｕＣａＦ２・（１-ｔ）ＧｅＯ２・（ｔ/２）Ｍｔ ２Ｏ３：ｚＭｎ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、（Ｌａ，Ｙ）３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ９Ｎ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ)Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｋ２（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ６：Ｍｎ、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）、の蛍光体を用いることができる。
光拡散材および／又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材９の全重量に対して１０〜１５０重量％程度であることが好ましい。
（ワイヤ４）
ワイヤ４の材料として、例えば、金、銅、銀、白金、アルミニウム、パラジウム等の金属またはこれらの１種以上を含む合金を用いることができる。
（接合部材）
接合部材は、導電性の接合部材および絶縁性の接合部材を用いることができる。導電性の接合部材は、例えば、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、金−錫、錫−銀−銅などの共晶はんだ材料、低融点金属等のろう材、銀または金などを含むバンプ等を用いることができる。絶縁性の接合部材は、例えば、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物やその変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、発光素子１０からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子１０の実装面にアルミニウム膜や銀膜などの反射率の高い金属層や誘電体反射膜を設けることができる。
（変形例）
リードフレーム４０を形成する工程（Ｂ）において、（Ｂ-１）工程〜（Ｂ-３）工程の代わりに、金属板３０の第１領域Ｘ以外の第２領域Ｙにマスクを形成する工程と、マスクが形成された金属板３０に対して電着法によりレジスト膜７を形成する工程と、レジスト膜７を乾燥する工程と、マスクを除去する工程とを行ってもよい。これにより、第１領域Ｘにのみレジスト膜７が形成された金属板３０を形成することができる。マスクは、導電性または絶縁性の部材を用いることができ、好適には絶縁性のマスクが用いられる。絶縁性のマスクを用いることで、マスクが形成された領域にはレジスト膜７が形成されず、マスクを除去する工程が容易になる。マスクとしては、例えば、メタルマスクまたはラバーマスク等を用いることができる。
また、一対のリード部３６の上面上に形成される第１めっき層５の配置は種々変更可能である。第１めっき層５は、凹部２の底面において金属部３５の上面の全てを被覆することができる。これにより、発光素子１０が発する光を効率よく外部に取り出すことができる。また、図６で示すように、第１めっき層５は、凹部２の底面において発光素子１０の下方に位置する領域のみを被覆することができる。図６では、２つの発光素子１０が配置される場合の一形態を例示している。これにより、発光素子１０が発する光を効率よく外部に取り出しつつ、銀または銀合金を含む第１めっき層５の使用量を低減することができるため、発光装置１００の硫化等に対する耐性を向上させることができる。また、銀または銀合金の使用量を低減することで、各発光装置のコストを低減することができる。該領域の平面積は、例えば、発光素子１０の平面積に対して８０％〜１６５％であり、９５％〜１５０％であることが好ましい。
１００ 発光装置
３０ 金属板
４０ リードフレーム
５０ 第１構造体
６０ 第２構造体
１ パッケージ領域
２ 凹部
４ ワイヤ
５ 第１めっき層
６ 第２めっき層
６ａ 下層金属層
６ｂ 上層金属層
７ レジスト膜
８ 樹脂成形体
８ａ 樹脂部
９ 封止部材
１０ 発光素子
１３ 溝
３０ａ 上面
３０ｂ 下面
３５ 金属部
３５ａ 上面
３５ｂ 下面
３５ｃ 端面
３５ｄ 端面
３６ リード部
３６ｃ 端面
Ｃ１ 第１角部
Ｃ２ 第２角部
Ｄ 配置領域
Ｅ 端部
ＭＳ マスク
Ｐ 凸部
ＲＣ 角部
Ｘ 第１領域
Ｙ 第２領域

Claims (14)

  1. 一対の金属部を複数備える金属板と、前記金属部の表面上にある第１領域に電着法により形成されたレジスト膜をマスクとし前記金属部の表面上にある前記第１領域以外の第２領域に形成された銀または銀合金を含む第１めっき層と、を含み、前記レジスト膜が除去されてなるリードフレームと、前記リードフレームの下面の一部を露出させて前記リードフレームと一体形成された樹脂成形体と、を有し、上面側に複数の凹部を有し、前記凹部の底面に前記第１めっき層の少なくとも一部が位置する第１構造体を準備する工程と、
    前記凹部の底面に位置する前記第１めっき層上に発光素子を配置し、前記凹部内に前記発光素子を被覆する封止部材を配置して第２構造体を形成する工程と、
    前記第２構造体を個片化し、複数の発光装置を得る工程と、を備え、
    前記一対の金属部それぞれが対向する両端面において、前記レジスト膜が、前記金属部の上面と端面の上側に位置する領域とを接続する第１角部を連続して被覆する、発光装置の製造方法。
  2. 前記第１構造体を準備する工程は、
    前記金属板を準備する工程と、
    前記金属部の表面上にある前記第１領域に電着法により前記レジスト膜を形成し、前記金属部の表面上にある前記第１領域以外の第２領域に前記第１めっき層を形成し、前記レジスト膜を除去することにより前記リードフレームを形成する工程と、
    前記リードフレームに前記樹脂成形体を形成する工程と、を含む、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記レジスト膜は、前記金属部の下面と端面とを接続する第２角部を連続して被覆する、請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記第１構造体を準備する工程は、
    前記レジスト膜を前記金属部の上面、下面、端面および角部を含む表面に配置する工程と、
    前記レジスト膜を乾燥する工程と、
    前記第１領域に位置する前記レジスト膜に光を当て、前記第１領域に位置する前記レジスト膜を現像液に対して不溶性にする露光工程と、
    前記金属部の表面に位置する前記レジスト膜のうち、前記第１領域以外の第２領域に位置する前記レジスト膜を現像液により除去する工程と、
    前記第１めっき層を形成した後に、前記第１領域に位置する前記レジスト膜を剥離液により除去する工程と、を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記第１構造体を準備する工程は、
    前記レジスト膜を前記金属部の上面、下面、端面および角部を含む表面に配置する工程と、
    前記レジスト膜を乾燥する工程と、
    前記第１領域以外の第２領域に位置する前記レジスト膜に光を当て、前記第２領域に位置する前記レジスト膜を現像液に対して可溶性にする露光工程と、
    前記金属部の表面に位置する前記レジスト膜のうち、前記第２領域に位置する前記レジスト膜を現像液により除去する工程と、
    前記第１めっき層を形成した後に、前記第１領域に位置する前記レジスト膜を剥離液により除去する工程と、を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記露光工程は、前記金属板の上方、下方または上方及び下方から前記レジスト膜に光を当てる工程であって、遮光用マスクを配置して光を当てる工程、又は、所定のパターニング光を照射する照射装置を用いる工程を含む、請求項４または５に記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記一対の金属部の上面に垂直な方向な断面視において、
    前記一対の金属部のうち、一方の金属部の上面と端面とを接続する第１角部は、前記一方の金属部の下面と端面とを接続する第２角部よりも他方の金属部に近い位置にあり、
    前記露光工程は、前記金属板の下方から前記レジスト膜に光を当てるとともに、前記遮光用マスクの端部またはパターニング光の端部を前記一方の金属部の前記第１角部と前記第２角部との間に位置させる工程を含む、請求項６に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記銀または銀合金を含む第１めっき層の厚みは、０．１μｍ以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記第１めっき層は、前記凹部の底面において前記金属部の上面の全てを被覆する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記第１めっき層は、前記凹部の底面において前記発光素子の下方に位置する領域のみを被覆し、
    前記領域の平面積は、前記発光素子の平面積に対して８０％〜１６５％である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  11. 前記金属部の上面と前記第１めっき層との間に第２めっき層をさらに有し、
    前記第２めっき層は、前記第１領域を被覆する、又は、前記第１領域および前記第１領域以外の第２領域の双方を被覆する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  12. 前記第２めっき層は、銅、銅合金、金、金合金、ニッケル、ニッケル合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウムまたはロジウム合金を含む金属層を１層または複数層備える、請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
  13. 前記第１めっき層の銀または銀合金の含有率は、８５質量％以上である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  14. 前記第１めっき層の銀合金は、銀金合金、銀インジウム合金または銀パラジウム合金である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
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