(57)【要約】      （修正有）【課題】位置決め用印の位置や配線パターンの形状を確認することなく位置決めを行なうことのできるセラミック配線基板を提供する。【解決手段】セラミック基板１２の一面側に形成された配線パターンと、セラミック基板１２の一面側に対して平行面である他面側に形成された配線パターンとが、互いに電気的に接続されているセラミック配線基板において、該セラミック基板１２の両面の各々には、セラミック基板１２の中央部近傍に形成された中央配線パターン１６ａ，１６ｂと、中央配線パターン１６ａ，１６ｂを囲むように、前記両面の各々の周縁近傍に形成された周縁配線パターン１８ａ，１８ｂとから成る同一形状の配線パターンが形成され、且つセラミック基板１２に形成された配線パターンは、同一平面上でセラミック基板１２を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板１２の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成されている。【選択図】図１
2005317789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の一面側に形成された配線パターンと、前記セラミック基板の一面側に対して平行面である他面側に形成された配線パターンとが、互いに電気的に接続されているセラミック配線基板において、
該セラミック基板の両面の各々には、前記セラミック基板の中央部近傍に形成された中央配線パターンと、前記中央配線パターンを囲むように、前記両面の各々の周縁近傍に形成された周縁配線パターンとから成る同一形状の配線パターンが形成され、
且つ前記セラミック基板に形成された配線パターンは、前記セラミック基板を同一平面上で９０°回転するごとに、回転前の前記セラミック基板の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成されていることを特徴とするセラミック配線基板。
【請求項２】
セラミック基板の両面に形成された中央配線パターン及び周縁配線パターンは、前記セラミック基板を貫通するヴィア及び／又は前記セラミック基板の側面に形成されたキャスタレーションによって電気的に接続されている請求項１記載のセラミック配線基板。
【請求項３】
中央配線パターンが、半導体素子が搭載される搭載パターンでもある請求項１又は請求項２記載のセラミック配線基板。
【請求項４】
セラミック基板が、矩形状であって、前記セラミック基板の両面の各々に形成された周縁配線パターンが、前記セラミック基板の一面側及び他面側の直線状周縁近傍に形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載のセラミック配線基板。
【請求項５】
セラミック基板が、正四角形である請求項１〜４のいずれか一項記載のセラミック配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のセラミック配線基板を用い、前記セラミック基板の一面側に形成された中央配線パターンに搭載された半導体素子と、前記半導体素子が搭載された搭載面に形成された周縁配線パターンとが電気的に接続され、
且つ前記セラミック配線基板の他面側に形成された中央配線パターン及び周縁配線パターンに、外部接続用リードが接続されていることを特徴とする半導体装置。                                                         
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック配線基板及び半導体装置に関し、更に詳細にはセラミック基板の一面側に形成された配線パターンと、前記セラミック基板の一面側に対して平行面である他面側に形成された配線パターンとが、互いに電気的に接続されているセラミック配線基板、及び前記セラミック配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック配線基板には、下記特許文献１に提案されているセラミック配線基板がある。このセラミック配線基板を図５（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）はセラミック配線基板１００の斜視図であり、図５（ｂ）はセラミック配線基板１００の底面図である。
図５に示すセラミック配線基板１００は、図５（ａ）に示す様に、正四角形のセラミック基板１０２ａの一面側にキャビティ１０４が形成されたセラミック板１０２ｂが一体化されている。かかるキャビティ１０４の底面を形成するセラミック基板１０２ａの一面側には、その中央部近傍に形成され、半導体素子を搭載するステージ１０６と、このステージ１０６を囲むように形成され、ステージ１０６に搭載される半導体素子とワイヤ等で電気的に接続される端部１０８，１０８・・とが形成されている。
かかる端部１０８，１０８・・の各々は、セラミック基板１０２ａの一面側に形成された配線回路の一部を形成するものであり、セラミック基板１０２ａ内に形成されたヴィア等を介してセラミック基板１０２ａの他面側に形成されたパッド１１０，１１０・・と電気的に接続されている。このセラミック基板１０２ａの他面側に形成されたパッド１１０，１１０・・の各々には、図５（ｂ）に示す様に、外部接続用リード１１２，１１２・・が接続されている。
【特許文献１】特開平４−３４８０５６号公報（第４頁第４欄、図１、図２，図３）
【０００３】
図５（ａ）（ｂ）に示すセラミック配線基板１００は、正四角形のセラミック基板１０２ａの一面側に形成したステージ１０６及び端部１０８，１０８・・から成るパターンは、左右対称形に形成されており、その他面側に形成したパッド１１０，１１０・・も、左右対称形に形成されている。
しかし、セラミック基板１０２ａの両面の各々に形成されたパターンは、互いに異なる形状である。
このため、セラミック配線基板１００のセラミック基板１０２ａの他面側に形成されたパッド１１０，１１０・・と外部接続用リード１１２，１１２・・との接続は、セラミック配線基板１００の表裏について注意して行なうことを要する。特に、外部接続用リード１１２，１１２・・の固定時には、セラミック配線基板１００の表裏を認識して作業を行なう必要がある。
【０００４】
ところで、高周波用の半導体素子を搭載するセラミック配線基板では、半導体素子を搭載するステージ１０６も接地したい場合がある。その場合は、図６（ａ）（ｂ）に示すセラミック配線基板２００の様に、正四角形のセラミック基板２０２の一面側に、その一端から他端に中央部を所定幅で横断する帯状配線パターン２０６を形成し、図６（ａ）に示す様に、帯状配線パターン２０６の中央部に半導体素子２０４を搭載する。この帯状配線パターン２０６は、図６（ｂ）に示す様に、その端部２０６ａ，２０６ａをセラミック基板２０２の他面側に形成する。この端部２０６ａ，２０６ａには、外部接続用リード２０８が接続される。
図６（ａ）（ｂ）に示すセラミック基板２０２の一面側には、帯状配線パターン２０６に搭載される半導体素子２０４とワイヤ２１０，２１０によって電気的に接続される端部２１２ａ，２１２ａが形成されている。かかる端部２１２ａ，２１２ａが一端部に形成された周縁配線パターン２１２，２１２の各他端部２１２ｂは、図６（ｂ）に示す如く、セラミック基板２０２の他面側に形成されており、外部接続用リード２１４，２１４と接続されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６（ａ）（ｂ）に示すセラミック配線基板２００は、半導体素子２０４を搭載する帯状配線パターン２０６を接地でき、高周波用の半導体素子２０４の背面電位を接地電位とすることができる。
しかしながら、セラミック配線基板２００の一面側に形成された配線パターンには、帯状配線パターン２０６が形成されているため、セラミック配線基板２００の両面に形成された配線パターンは、互いに異なる形状である。
更に、帯状配線パターン２０６に搭載された半導体素子２０４との電気的接続は、周縁配線パターン２１２，２１２の端部２１２ａ，２１２ａに限られている。
このため、セラミック配線基板２００の他面側に形成された他端部２１２ｂ，２０６ａと外部接続用リード２１４，２０８とを接続する際には、セラミック配線基板２００の表裏のみならず、帯状配線パターン２０６の向き（セラミック配線基板２００の同一平面上での向き）にも注意することを要する。
【０００６】
通常、セラミック配線基板１００、２００に外部接続用リード２１４，２０８を接続する際には、半導体素子が搭載されていないセラミック配線基板１００、２００を位置決めしてカーボン製の治具に挿入した後、外部接続用リード２１４，２０８をはんだ等によってろう付けして接続する。
かかるセラミック配線基板１００、２００を位置決めする際に、セラミック配線基板１００については、その表裏を、セラミック配線基板２００については、その表裏及び向きを、形成された配線パターンの形状に基いて決定することを要する。
この様に、配線パターンの形状に基いてセラミック配線基板１００，２００の表裏や向きを決定するには、配線パターンの形状を確認することを要するため、従来、人が肉眼で配線パターンの形状を確認し、セラミック配線基板１００、２００を位置決めしてカーボン製の治具に挿入していた。
しかし、近年、セラミック配線基板１００、２００も、そのサイズの小型化が進展し、配線パターンの形状を肉眼で確認することが困難になりつつあり、顕微鏡で配線パターンの形状を確認することが必要となってきた。
このため、セラミック配線基板１００、２００を位置決めしてカーボン製の治具に挿入する作業性が低下してきた。
【０００７】
一方、かかるセラミック配線基板１００、２００を位置決めしてカーボン製の治具に挿入する作業を自動化する場合には、セラミック配線基板１００、２００に、その位置決め用印を予め形成しておき、位置決め用印の形成面及び位置を検出することによって、セラミック配線基板の位置決めを行なってきた。
しかし、近年における、セラミック配線基板１００、２００の小型化によって、予め位置決め用印を形成できなくなりつつある。
しかも、セラミック配線基板１００、２００に形成する配線パターンも、その使用用途等に応じて変更されるため、その都度、位置決め用印を形成し直すことも煩雑な作業を伴う。
そこで、本発明の課題は、位置決め用印の位置や配線パターンの形状を確認することなく位置決めを行なうことのできるセラミック配線基板、及び前記セラミック配線基板を用いた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、セラミック基板の両面に同一形状の配線パターンを形成することによって、セラミック配線基板の位置決定の際に、その表裏を考慮することを不要にできること、この配線パターンを、同一平面上でセラミック基板を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成することによって、セラミック配線基板の位置決定の際には、その向きを考慮することを不要にできることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、セラミック基板の一面側に形成された配線パターンと、前記セラミック基板の一面側に対して平行面である他面側に形成された配線パターンとが、互いに電気的に接続されているセラミック配線基板において、該セラミック基板の両面の各々には、前記セラミック基板の中央部近傍に形成された中央配線パターンと、前記中央配線パターンを囲むように、前記両面の各々の周縁近傍に形成された周縁配線パターンとから成る同一形状の配線パターンが形成され、且つ前記セラミック基板に形成された配線パターンは、前記セラミック基板を同一平面上で９０°回転するごとに、回転前の前記セラミック基板の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成されていることを特徴とするセラミック配線基板にある。
また、本発明は、前記セラミック配線基板を用い、前記セラミック基板の一面側に形成された中央配線パターンに搭載された半導体素子と、前記半導体素子が搭載された搭載面に形成された周縁配線パターンとが電気的に接続され、且つ前記セラミック配線基板の他面側に形成された中央配線パターン及び周縁配線パターンに、外部接続用リードが接続されていることを特徴とする半導体装置にある。
【０００９】
かかる本発明において、セラミック基板の両面に形成された中央配線パターン及び周縁配線パターンを、前記セラミック基板を貫通するヴィア及び／又は前記セラミック基板の側面に形成された側面パターンによって電気的に接続することにより、セラミック基板の両面に形成された配線パターンを相互に電気的に接続できる。
また、中央配線パターンを、半導体素子が搭載される搭載パターンとすることによって、半導体素子の背面電位を制御できる。
更に、セラミック基板を、矩形状のセラミック基板とし、各面の直線状の周縁近傍に周縁配線パターンを形成することによって、外部接続用リードとの接続を容易に行なうことができる。
尚、セラミック基板としては、正四角形のセラミック基板を好適に採用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るセラミック配線基板は、その表裏に同一形状の配線パターンが形成されていると共に、この配線パターンは、同一平面上でセラミック基板を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成されている。
このため、本発明に係るセラミック配線基板をカーボン製の治具に挿入し、外部接続用リードをはんだ等によって接続する際に、位置決め用印の位置や配線パターンの形状を確認することなく、セラミック配線基板をその外形に合わせて治具に挿入できる。
この様に、セラミック配線基板の表裏及び向きを考慮することなく、セラミック配線基板の外形に合わせて治具に挿入できる結果、セラミック配線基板を治具に挿入する作業性を向上でき、自動化も可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るセラミック配線基板の一例を図１（ａ）（ｂ）に示す。図１（ａ）はセラミック配線基板１０の斜視図であり、図１（ｂ）はセラミック配線基板１０の底面図である。
かかるセラミック配線基板１０は、正四角形のセラミック基板１２の一面側に、半導体素子１４が搭載される中央配線パターン１６ａと、中央配線パターン１６ａを囲むように、セラミック基板１２の直線状周縁近傍に形成された周縁配線パターン１８ａ，１８ａ・・とから成る配線パターンが形成されている。周縁配線パターン１８ａ，１８ａ・・の各々は、同一形状である。
このセラミック基板１２の一面側に形成された配線パターンは、同一平面上でセラミック基板１２を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板の一面側に形成された配線パターンと重なり合う形状である。
【００１２】
かかるセラミック基板１２の半導体素子１４が搭載される一面側に対して反対側面（平行面）となる他面側にも、図１（ｂ）に示す様に、一面側の配線パターンと同一形状の配線パターンが形成されている。
つまり、セラミック基板１２の他面側には、一面側の中央配線パターン１６ａと同一形状の中央配線パターン１６ｂと、一面側の周縁配線パターン１８ａ，１８ａ・・と同一形状の周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂ・・とから成る配線パターンが形成されている。
この周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂ・・は、その各々が同一形状であって、中央配線パターン１６ｂを囲むように形成されている。
この様に、セラミック基板１２の他面側に形成された配線パターンも、同一平面上でセラミック基板１２を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板の他面側に形成された配線パターンと重なり合う形状である。
かかるセラミック基板１２の一面側に形成された周縁配線パターン１８ａ，１８ａ・・と、他面側に形成された周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂ・・とは、図１（ａ）に示す様に、対応する周縁配線パターン１８ａ，１８ｂが、セラミック基板１２の側面に形成された側面パターン２０によって電気的に接続されている。
また、一面側に形成された中央配線パターン１６ａと他面側に形成された中央配線パターン１６ｂとも、図２に示す様に、セラミック基板１２を貫通するヴィア２２によって、電気的に接続されている。
【００１３】
図１及び図２に示すセラミック配線基板１０は、その両面に同一形状の配線パターンが形成されていると共に、その両面の各々に形成された配線パターンは、同一平面上でセラミック基板１２を９０°回転するごとに、回転前のセラミック基板の同一面に形成された配線パターンと重なり合う形状に形成されている。
したがって、図１及び図２に示すセラミック配線基板１０は、その表裏及び同一平面上での回転による向きの区別がなく、中央配線パターン１６ａ，１６ｂのいずれにも半導体素子１４の搭載が可能である。
更に、このセラミック配線基板１０は、中央配線パターン１６ａと周縁配線パターン１８ａ，１８ａ（又は中央配線パターン１６ｂと周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂ）とに外部接続用の接地リード２４を掛け渡すことができ、残りの周縁配線パターン１８ａ，１８ａ（又は周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂ）に外部接続用の信号リード２６，２６を接合できる。
【００１４】
このため、図１及び図２に示すセラミック配線基板１０に、外部接続用の接地リード２４及び信号リード２６，２６を接合する際に、カーボン製の治具にセラミック配線基板１０を挿入するとき、治具に形成されたセラミック配線基板１０の外形形状に倣って形成された挿入部に、セラミック配線基板１０を、その表裏及び向きを考慮することなく挿入することによって、その位置決めをすることができる。
この様に、セラミック配線基板１０を、その表裏及び向きを考慮することなく治具の挿入部に挿入することができ、セラミック配線基板１０を治具に挿入する作業の作業性を向上でき、自動化も可能である。
【００１５】
図１（ａ）（ｂ）に示す様に、セラミック配線基板１０の他面側の配線パターンに接地リード２４及び信号リード２６，２６を接合した後、一面側の中央配線パターン１６ａに搭載した半導体素子１４と、信号リード２６，２６が接合された他面側の周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂと電気的に接続されている周縁配線パターン１８ａ，１８ａとをワイヤ２８，２８によって電気的に接続し、図１（ａ）に示す半導体装置を得ることができる。
図１（ａ）に示す半導体装置では、半導体素子１４が搭載された中央配線パターン１６ａは、接地リード２４を接地することによって接地電位とすることができる。
尚、図１（ａ）に示す半導体装置では、図２に示す様に、搭載された半導体素子等はセラミック基板１２の一面側に被着されるキャップ３１によって気密に封止される。
【００１６】
図１及び図２に示す接地リード２４は、両面が平坦な接地リード２４であるが、図３（ａ）に示す様に、中央配線パターン１６ｂと周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂとの間を凹状部２４ａ，２４ａに形成してもよく、図３（ｂ）に示す様に、中央配線パターン１６ｂと周縁配線パターン１８ｂ，１８ｂとに対応する部分を凸状部２４ｂ，２４ｂ，２４ｂに形成してもよい。
また、図１及び図２に示す中央配線パターン１６ａ，１６ｂは、セラミック基板１２を貫通するヴィア２２によって電気的に接続されているが、図４に示す様に、中央配線パターン１６ａ，１６ｂからセラミック基板１２の各角部に向かって放射状に延びる放射状パターン３０，３０・・と、セラミック基板１２の角部に形成されたキャスタレーション３２，３２・・とによって電気的に接続してもよい。
更に、図１〜図４に示すセラミック基板１２は、正四角形であったが、円形であってもよい。
【００１７】
ところで、セラミック配線基板が長方形である場合は、セラミック基板の両面の各々に、その中央部近傍に形成された中央配線パターンと、中央配線パターンを囲むように、セラミック基板の各々の周縁近傍に形成された周縁配線パターンとから成る同一形状の配線パターンを形成し、セラミック基板の両面に形成した中央配線パターンを互いに電気的に接続することによって、セラミック配線基板に外部接続用リードをはんだ等によって接続する際に、セラミック配線基板の表裏を考慮することを要しない。
唯、長方形のセラミック配線基板は、その外形形状に基く方向性が生じるが、セラミック配線基板の外形形状は容易に認識できるため、セラミック配線基板の外形形状に倣って治具に形成された挿入部に、外形形状が認識されたセラミック配線基板を容易に挿入できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るセラミック配線基板の一例を説明する斜視図及び底面図である。
【図２】図１に示すセラミック配線基板の横断面図である。
【図３】本発明に係るセラミック配線基板の他の例を説明する横断面図である。
【図４】本発明に係るセラミック配線基板の他の例を説明する斜視図である。
【図５】従来のセラミック配線基板の一例を説明する斜視図及び底面図である。
【図６】従来のセラミック配線基板の他の例を説明する斜視図及び底面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  セラミック配線基板
１２  セラミック基板
１４  半導体素子
１６ａ，１６ｂ  中央配線パターン
２０  側面パターン
２２  ヴィア
２４  接地リード（外部接続用リード）
２４ａ  凹状部
２４ｂ  凸状部
２６  信号リード（外部接続用リード）
２８  ワイヤ
３０  放射状パターン
３１  キャップ
３２  キャスタレーション                                                        
【図１】
2005317789.tif 000003
【図２】
2005317789.tif 000004
【図３】
2005317789.tif 000005
【図４】
2005317789.tif 000006
【図５】
2005317789.tif 000007
【図６】
2005317789.tif 000008