低応力ダイ・アタッチメント
【課題】パッケージ、該パッケージに結合された該マス、前記マスをパッケージに取り付ける1つまたは複数の弾性カップリングを含む装置を提供する。
【解決手段】マスをパッケージに結合する方法であって、1箇所またはそれより多い異なる数箇所でマスをパッケージに弾性的に取り付けることを含む方法を提供する。
【解決手段】マスをパッケージに結合する方法であって、1箇所またはそれより多い異なる数箇所でマスをパッケージに弾性的に取り付けることを含む方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本開示は一般に、マスをパッケージに取り付ける方法に関し、詳細には、応力を最小化する目的でマスをパッケージに取り付けることに関する。
マスをパッケージに取り付ける際には、マスに、熱によって誘発された収縮/膨張効果ならびにその他のパッケージ応力効果が生じる。エラストマーまたはエポキシ・ベースの取付け材料はこの熱誘発性収縮/膨張効果を最小化するが、マスの耐衝撃性を制限し、ガスを放出するため真空封止を困難にする。機械的取付けプロセスは、マスに生じる熱誘発性収縮/膨張効果を最小化するが、複雑である。
【0002】
本発明は、マスおよびハウジングの熱誘発性収縮/膨張応力ならびにその他の応力効果を最小化し、同時に、良好なマニュファクチャビリティ(manufacturability)を提供し、真空封止プロセスを可能にすることを対象とする。
【0003】
(発明の概要)
パッケージ、該パッケージに結合された該マス、前記マスをパッケージに取り付ける1つまたは複数の弾性カップリングを含む装置を提供する。
マスをパッケージに結合する方法であって、1箇所またはそれより多い異なる数箇所でマスをパッケージに弾性的に取り付けることを含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図1B】図1Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図1C】図1Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図1D】図1Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図1E】図1Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図1F】図1Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図1G】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1H】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1J】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1K】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1L】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1M】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1N】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1P】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1Q】図1Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図1R】図1Qの弾性カップリングの詳細図である。
【図1S】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図1T】図1Sの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図1U】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図1V】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図1W】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図2B】図2Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図2C】図2Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図2D】図2Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図2E】図2Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図2F】図2Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図2G】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2H】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2J】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2K】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2L】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2M】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2N】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2P】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2Q】図2Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図2R】図2Qの弾性カップリングの詳細図である。
【図2S】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図2T】図2Sの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図2U】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2V】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2W】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図3B】図3Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図3C】図3Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図3D】図3Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図3E】図3Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図3F】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図3G】図3Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図3H】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3J】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3K】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3L】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3M】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3R】図3Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図3S】図3Sの弾性カップリングの詳細図である。
【図3T】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図3U】図3Tの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図3V】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3W】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3X】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図4B】図4Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図4C】図4Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図4D】図4Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図4E】図4Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図4F】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図4G】図4Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図4H】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4J】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4K】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4L】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4M】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4R】図4Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図4S】図4Rの弾性カップリングの詳細図である。
【図4T】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図4U】図4Tの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図4V】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4W】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4X】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図5B】図5Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図5C】図5Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図5D】図5Aの装置の第1の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図5E】図5Dの第1の弾性カップリングの詳細図である。
【図5F】図5Aの装置の第2の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図5G】図5Fの第2の弾性カップリングの詳細図である。
【図5H】図5Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図5J】図5Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図5K】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5L】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5M】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5N】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5P】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5Q】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5R】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5S】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5T】図5Aの装置の第1の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図5U】図5Tの第1の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図5V】図5Aの装置の第2の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図5W】図5Vの第2の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図5X】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図5Y】図5Xの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図5Z】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5AA】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5BB】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図6B】図6Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図6C】図6Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図6D】図6Aの装置の第1の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図6E】図6Dの第1の弾性カップリングの詳細図である。
【図6F】図6Aの装置の第2の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図6G】図6Fの第2の弾性カップリングの詳細図である。
【図6H】図6Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図6J】図6Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図6K】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6L】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6M】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6N】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6P】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6Q】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6R】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6S】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6T】図6Aの装置の第1の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図6U】図6Tの第1の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図6V】図6Aの装置の第2の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図6W】図6Vの第2の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図6X】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図6Y】図6Xの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図6Z】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6AA】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6BB】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図7A】図1Aの装置の代替実施形態の上面図である。
【図7B】図1Aの装置の代替実施形態の断面図である。
【図7C】図1Aの装置の代替実施形態の上面図である。
【図7D】図1Aの装置の代替実施形態の断面図である。
【0005】
(例示的な実施形態の詳細な説明)
まず図1Aから1Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態100は、パッケージ102、マス104、1つまたは複数のボンド・パッド106、1つまたは複数の弾性カップリング108、および1つまたは複数の電気接続112を含むことが好ましい。
【0006】
パッケージ102は、弾性カップリング108および電気接続112に結合されることが好ましい。パッケージ102は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ102がハウジングである。パッケージ102は、平行かつ平坦な上面114およびキャビティ116を含むことが好ましい。キャビティ116は、第1の壁118、第2の壁120、第3の壁122および第4の壁124を含むことが好ましい。第1の壁118と第3の壁122は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁120と第4の壁124は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁120および第4の壁124が第1の壁118および第3の壁122に対して垂直であることが好ましい。キャビティ116は底面126を含むことが好ましい。パッケージ102は、セラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ102の中にマス104を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ102がセラミックである。
【0007】
マス104は、弾性カップリング108によってパッケージ102に弾性的に取り付けられ、電気接続112によってパッケージ102に電気的に結合されることが好ましい。マス104は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス104が実質的に、2000年3月15日出願の同時係属米国特許出願第09/914,421号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0008】
好ましい実施形態ではマス104が、平行かつ平坦な上面128および平行かつ平坦な下面130を含む。マス104の平行かつ平坦な下面130は、第1の辺132、第2の辺134、第3の辺136および第4の辺138を含むことが好ましい。第1の辺132と第3の辺136は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺134と第4の辺138は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺134および第4の辺138は第1の辺132および第3の辺136に対してほぼ垂直であることが好ましい。マス104は一端に不活性領域140を含み、反対端に活性領域146を含むことが好ましい。
【0009】
好ましい実施形態では、マス104の平行かつ平坦な下面130がボンド・パッド106を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド106が、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置する。ボンド・パッド106は、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106が、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。ボンド・パッド106は例えば、はんだ、導電性エポキシ、非導電性エポキシまたはガラス・フリット・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106がはんだボンディングに使用される。マス104の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106の接触面積が最大化される。マス104内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド106がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド106aがある。ボンド・パッド106aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド106aの長さL106aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの長さL106aが約200から220ミルである。ボンド・パッド106aの幅W106aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの幅W106aが約18から22ミルである。ボンド・パッド106aの高さH106aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの高さH106aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0010】
弾性カップリング108は、ボンド・パッド106をパッケージ102に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング108は、パッケージ102のキャビティ116の底面126に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング108がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング108がほぼ長方形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング108がある。弾性カップリング108は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が共晶型である。弾性カップリング108は、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング108がある。弾性カップリング108の長さL108は例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の長さL108が約225から235ミルである。弾性カップリング108の幅W108は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の幅W108が約25から30ミルである。弾性カップリング108の高さH108は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の高さH108が約2.5から3ミルである。
【0011】
好ましい実施形態では弾性カップリング108がさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ142および1つまたは複数の第2のバンパ144を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ142がボンド・パッド106の一側面に位置し、第2のバンパ144がボンド・パッド106の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ142および第2のバンパ144がボンド・パッド106に近接する。第1のバンパ142の幅W142は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ142の幅W142が約3から5ミルである。第2のバンパ144の幅W144は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ144の幅W144が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング108が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド106に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング108が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ142および単一の第2のバンパ144がある。
【0012】
電気接続112はマス104をパッケージ102に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続112がある。電気接続112は、パッケージ102の平行かつ平坦な上面114をマス104の平行かつ平坦な上面128に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続112がワイヤ・ボンドである。電気接続112は、例えばアルミニウムまたは金の従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ102およびマス104のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続112が金である。好ましい実施形態では電気接続112が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ102に結合される。好ましい実施形態では電気接続112が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス104に結合される。
【0013】
図1Fを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく横方向に互いに近接した第1のボンド・パッド148aおよび第2のボンド・パッド148bがある。ボンド・パッド148aおよび148bは例えば、はんだ、導電性エポキシ、非導電性エポキシまたはガラス・フリット・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド148aおよび148bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド148aおよび148bの長さL148は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの長さL148が約200から220ミルである。ボンド・パッド148aおよび148bの幅W148は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの幅W148が約13から18ミルである。ボンド・パッド148aおよび148bの高さH148は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの高さH148が約0.24から0.72ミクロンである。
【0014】
第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0015】
第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0016】
図1Gを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106bがある。ボンド・パッド106bはほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド106bは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106bが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106bの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106bの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0017】
図1Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106cおよびボンド・パッド106dがある。ボンド・パッド106cと106dはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド106cおよび106dは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106cおよび106dが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106cおよび106dの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106cおよび106dの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0018】
図1Jを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106eがある。ボンド・パッド106eは、3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド106eは、約4000から8750平方ミルまでの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106eが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106eの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106eの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0019】
図1Kを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106fがある。ボンド・パッド106fは、8つの楕円がつながったような断面形状を有することができる。ボンド・パッド106fは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106fの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106fの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0020】
図1Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106gおよびボンド・パッド106hがある。ボンド・パッド106gと106hはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106gおよび106hは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106gおよび106hが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106gおよび106hの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106gおよび106hの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0021】
図1Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106i、ボンド・パッド106jおよびボンド・パッド106kがある。ボンド・パッド106i、106jおよび106kはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106i、106jおよび106kは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106i、106jおよび106kが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106i、106jおよび106kの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106i、106jおよび106kの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0022】
図1Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106lがある。ボンド・パッド106lは、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106lは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106lが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106lの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106lの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0023】
図1Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106mおよびボンド・パッド106nがある。ボンド・パッド106mと106nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106mのサイズはボンド・パッド106nのサイズよりも小さい。ボンド・パッド106mおよび106nは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106mおよび106nが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106mおよび106nの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106mおよび106nの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0024】
図1Qおよび1Rを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング150aおよび第2の弾性カップリング150bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング150aおよび150bがはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング150aと150bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング150aおよび150bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bが共晶型である。弾性カップリング150aおよび150bの長さL150は例えば、約90から120ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの長さL150が約101から112ミルである。弾性カップリング150aおよび150bの幅W150は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの幅W150が約25から30ミルである。弾性カップリング150aおよび150bの高さH150は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの高さH150が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。
【0025】
第1の弾性カップリング150aは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング150aが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0026】
第2の弾性カップリング150bは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約105から145ミルまでのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング150bが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約112から127ミルのところに配置される。
【0027】
好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ152を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ152がボンド・パッド106の一側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ152がボンド・パッド106に近接する。第1のバンパ152の幅W152は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ152の幅W152が約3から5ミルである。
【0028】
好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ154を含む。好ましい実施形態では第2のバンパ154が、第1のバンパ152とは反対側のボンド・パッド106の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第2のバンパ154がボンド・パッド106に近接する。第2のバンパ154の幅W154は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ154の幅W154が約3から5ミルである。
【0029】
図1Sから1Wを参照する。代替実施形態ではシステム100がさらに、マス104を滑り接触によって支持することが好ましい1つまたは複数の滑り支持110e、110f、110gまたは110hを含む。滑り支持110e、110f、110gまたは110hの数は、マス104を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持110e、110f、110gまたは110hがあるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持110e、110f、110gまたは110hはパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合されることが好ましい。
【0030】
滑り支持110eはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持110fはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持110gはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持110hはほぼ円形の断面形状を有する。滑り支持110e、110f、110gまたは110hはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持110e、110f、110gまたは110hの高さH110は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hの高さH110が約1から1.5ミルである。
【0031】
滑り支持110e、110f、110gまたは110hは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装手順を最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hが、パッケージ102に滑り支持110を組み込む従来の手段を使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。
【0032】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持110ea、第2の滑り支持110eb、第3の滑り支持110ecおよび第4の滑り支持110edがある。好ましい実施形態では、滑り支持110ea、110eb、110ecおよび110edがほぼ正方形の断面形状を有する。第1の滑り支持110eaは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持110eaが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0033】
第2の滑り支持110ebは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持110ebが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0034】
第3の滑り支持110ecは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持110ecが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0035】
第4の滑り支持110edは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持110edが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0036】
代替実施形態では弾性カップリング108がさらに、マス104をパッケージ102に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104をパッケージ102に電気的に結合する。
【0037】
図2Aから2Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態200は、パッケージ202、マス204、1つまたは複数のボンド・パッド206、1つまたは複数の弾性カップリング208、および1つまたは複数の電気接続212を含むことが好ましい。
【0038】
パッケージ202は、弾性カップリング208および電気接続212に結合されることが好ましい。パッケージ202は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ202がハウジングである。パッケージ202は、平行かつ平坦な第1の面214、平行かつ平坦な第2の面216およびキャビティ218を含むことが好ましい。キャビティ218は、第1の壁220、第2の壁222、第3の壁224および第4の壁226を含むことが好ましい。第1の壁220と第3の壁224は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁222と第4の壁226は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁222および第4の壁226が第1の壁220および第3の壁224に対して垂直であることが好ましい。キャビティ218は底面228を含むことが好ましい。パッケージ202は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ202の中にマス204を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ202がセラミックである。
【0039】
マス204は、弾性カップリング208によってパッケージ202に弾性的に取り付けられ、電気接続212によってパッケージ202に電気的に結合されることが好ましい。マス204は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス204は一端に不活性領域250を有し、反対端に活性領域256を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス204が、第1の部材230、第2の部材232および第3の部材234を含む。第1の部材230が第2の部材232の上にあり、第2の部材232が第3の部材234の上にあることが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材230、第2の部材232および第3の部材234が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。第1の部材230は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材が平行かつ平坦な上面236を含む。第2の部材232は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第2の部材232が平行かつ平坦な中位面238を含む。第3の部材234は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第3の部材234が平行かつ平坦な下面240を含む。マス204の平行かつ平坦な下面240は、第1の辺242、第2の辺244、第3の辺246および第4の辺248を含むことが好ましい。第1の辺242と第3の辺246は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺244と第4の辺248は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺244および第4の辺248は第1の辺242および第3の辺246に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0040】
好ましい実施形態では、マス204の平行かつ平坦な下面240がボンド・パッド206を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド206が、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置する。ボンド・パッド206は、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206が、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。ボンド・パッド206は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206がはんだボンディングに使用される。マス204の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206の接触面積が最大化される。マス204内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206が最小限の不連続部を有する。マス204内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド206がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド206aがある。ボンド・パッド206aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド206aの長さL206aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの長さL206aが約200から220ミルである。ボンド・パッド206aの幅W206aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの幅W206aが約18から22ミルである。ボンド・パッド206aの高さH206aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの高さH206aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0041】
弾性カップリング208は、ボンド・パッド206をパッケージ202に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング208は、パッケージ202のキャビティ218の底面228に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング208がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング208がほぼ長方形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が最小限の不連続部を有する。マス204内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング208がある。弾性カップリング208は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が共晶型である。弾性カップリング208は、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング208がある。弾性カップリング208の長さL208は例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の長さL208が約225から235ミルである。弾性カップリング208の幅W208は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の幅W208が約25から30ミルである。弾性カップリング208の高さH208は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の高さH208が約2.5から3ミルである。
【0042】
好ましい実施形態では弾性カップリング208がさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ252および1つまたは複数の第2のバンパ254を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ252がボンド・パッド206の一側面に位置し、第2のバンパ254がボンド・パッド206の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ252および第2のバンパ254がボンド・パッド206に近接する。第1のバンパ252の幅W252は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ252の幅W252が約3から5ミルである。第2のバンパ254の幅W254は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ254の幅W254が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング208が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド206に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング208が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ252および単一の第2のバンパ254がある。
【0043】
電気接続212はマス204をパッケージ202に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続212がワイヤ・ボンドである。電気接続212は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ202およびマス204のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続212が金である。好ましい実施形態で第1の電気接続212aおよび第2の電気接続212bがある。第1の電気接続212aは、パッケージ202の平行かつ平坦な第1の面214をマス204の平行かつ平坦な上面236に電気的に結合することが好ましい。第2の電気接続212bは、パッケージ202の平行かつ平坦な第2の面216をマス204の平行かつ平坦な中位面238に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続212が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ202に結合される。好ましい実施形態では電気接続212が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス204に結合される。
【0044】
図2Fを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく横方向に互いに近接したボンド・パッド258aおよびボンド・パッド258bがある。ボンド・パッド258aおよび258bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド258aおよび258bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド258aおよび258bの長さL258は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの長さL258が約200から220ミルである。ボンド・パッド258aおよび258bの幅W258は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの幅W258が約13から18ミルである。ボンド・パッド258aおよび258bの高さH258は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの高さH258が約0.24から0.72ミクロンである。
【0045】
第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0046】
第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0047】
図2Gを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206bがある。ボンド・パッド206bはほぼ楕円形の断面形状を有することができる。ボンド・パッド206bは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206bが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206bの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206bの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0048】
図2Hを参照する。代替実施形態では第1のボンド・パッド206cおよび第2のボンド・パッド206dがある。ボンド・パッド206cと206dはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド206cおよび206dは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206cおよび206dが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206cおよび206dの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206cおよび206dの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0049】
図2Jを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206eがある。ボンド・パッド206eは3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド206eは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206eが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206eの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206eの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0050】
図2Kを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206fがある。ボンド・パッド206fは、8つの楕円がつながったような断面形状を有することができる。ボンド・パッド206fは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206fの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206fの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0051】
図2Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206gおよびボンド・パッド206hがある。ボンド・パッド206gと206hはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206gおよび206hは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206gおよび206hが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206gおよび206hの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206gおよび206hの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0052】
図2Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206i、ボンド・パッド206jおよびボンド・パッド206kがある。ボンド・パッド206i、206jおよび206kはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206i、206jおよび206kは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206i、206jおよび206kが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206i、206jおよび206kの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206i、206jおよび206kの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0053】
図2Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206lがある。ボンド・パッド206lは、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206lは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206lが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206lの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206lの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0054】
図2Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206mおよびボンド・パッド206nがある。ボンド・パッド206mと206nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206mのサイズはボンド・パッド206nのサイズよりも小さい。ボンド・パッド206mおよび206nは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206mおよび206nが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206mおよび206nの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206mおよび206nの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0055】
図2Qおよび2Rを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング260aおよび第2の弾性カップリング260bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング260aおよび260bがはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング260aと260bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング260aおよび260bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが共晶型である。弾性カップリング260aおよび260bの長さL260は例えば、約90から120ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの長さL260が約101から112ミルである。弾性カップリング260aおよび260bの幅W260は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの幅W260が約25から30ミルである。弾性カップリング260aおよび260bの高さH260は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの高さH260が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド206に結合される。
【0056】
第1の弾性カップリング260aは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング260aが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0057】
第2の弾性カップリング260bは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約105から145ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング260bが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約112から127ミルのところに配置される。
【0058】
好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ262を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ262がボンド・パッド206の一側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ262がボンド・パッド206に近接する。第1のバンパ262の幅W262は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ262の幅W262が約3から5ミルである。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ262がある。
【0059】
好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ264を含む。好ましい実施形態では第2のバンパ264が、第1のバンパ262とは反対側のボンド・パッド206の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第2のバンパ264がボンド・パッド206に近接する。第2のバンパ264の幅W264は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ264の幅W264が約3から5ミルである。好ましい実施形態では単一の第2のバンパ264がある。
【0060】
図2Sから2Wを参照する。代替実施形態ではシステム200がさらに、1つまたは複数の滑り支持210e、210f、210gまたは210hを含む。滑り支持210e、210f、210gまたは210hはマス204を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持210e、210f、210gまたは210hの数は、マス204を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持210e、210f、210gまたは210hはパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合されることが好ましい。滑り支持210eはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持210fはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持210gはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持210hはほぼ円形の形状を有する。滑り支持210e、210f、210gまたは210hは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装手順を最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hが、パッケージ202に滑り支持210e、210f、210gまたは210hを組み込む従来の手段を使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。
【0061】
滑り支持210e、210f、210gまたは210hはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持210e、210f、210gまたは210hの高さH210は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hの高さH210が約1から1.5ミルである。
【0062】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持210ea、第2の滑り支持210eb、第3の滑り支持210ecおよび第4の滑り支持210edがある。第1の滑り支持210eaは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持210eaが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0063】
第2の滑り支持210ebは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持210ebが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0064】
第3の滑り支持210ecは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持210ecが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0065】
第4の滑り支持210edは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持210edが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0066】
代替実施形態では弾性カップリング208がさらに、マス204をパッケージ202に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204をパッケージ202に電気的に結合する。
【0067】
図3Aから3Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態300は、パッケージ302、マス304、1つまたは複数のボンド・パッド306、1つまたは複数の弾性カップリング308、および1つまたは複数の電気接続310を含むことが好ましい。
【0068】
パッケージ302は、弾性カップリング308および電気接続310に結合される。パッケージ302は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ302がハウジングである。パッケージ302は、平行かつ平坦な上面312およびキャビティ314を含むことが好ましい。キャビティ314は、第1の壁316、第2の壁318、第3の壁320および第4の壁322を含むことが好ましい。第1の壁316と第3の壁320は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁318と第4の壁322は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁318および第4の壁322が第1の壁316および第3の壁320に対して垂直であることが好ましい。キャビティ314は底面324を含むことが好ましい。パッケージ302は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ302の中にマス304を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ302がセラミックである。
【0069】
マス304は、弾性カップリング308によってパッケージ302に弾性的に取り付けられ、電気接続310によってパッケージ302に電気的に結合されることが好ましい。マス304は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス304が全て活性領域であることが好ましい。好ましい実施形態ではマス304が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0070】
好ましい実施形態ではマス304が、平行かつ平坦な上面338および平行かつ平坦な下面340を含む。マス304の平行かつ平坦な下面340は、第1の辺342、第2の辺344、第3の辺346および第4の辺348を含むことが好ましい。第1の辺342と第3の辺346は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺344と第4の辺348は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺344および第4の辺348は第1の辺342および第3の辺346に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0071】
好ましい実施形態では、マス304の平行かつ平坦な下面340がボンド・パッド306を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド306が実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置する。ボンド・パッド306は、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306が、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。ボンド・パッド306は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306がはんだボンディングに使用される。マス304の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306の接触面積が最大化される。マス304内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306が最小限の不連続部を有する。マス304内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド306がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド306aがある。ボンド・パッド306aはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド306aの直径D306aは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306aの直径D306aが約70から80ミルである。ボンド・パッド306の高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306の高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0072】
弾性カップリング308は、ボンド・パッド306をパッケージ302に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の底面324に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング308がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング308がほぼ円形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が最小限の不連続部を有する。マス304内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング308がある。弾性カップリング308は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が共晶型である。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。より好ましい実施形態では単一の弾性カップリング308がある。弾性カップリング308の直径D308は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308の直径D308が約70から80ミルである。弾性カップリング308の高さH308は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308の高さH308が約2.5から3ミルである。
【0073】
好ましい実施形態では弾性カップリング308がさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ350を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ350がある。好ましい実施形態ではバンパ350がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ350がボンド・パッド306を取り囲む。好ましい実施形態ではバンパ350がボンド・パッド306に近接する。バンパ350の幅W350は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ350の幅W350が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド306に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。
【0074】
電気接続310はマス304をパッケージ302に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続310がある。電気接続310は、パッケージ302の平行かつ平坦な上面312をマス304の平行かつ平坦な上面338に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続310がワイヤ・ボンドである。電気接続310は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ302およびマス304のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続310が金である。好ましい実施形態では電気接続310が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ302に結合される。好ましい実施形態では電気接続310が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス304に結合される。
【0075】
図3Fを参照する。代替実施形態ではパッケージ302の底面324がさらに、弾性カップリング308を受け取る凹部326を含む。凹部326は円形または正方形とすることができる。凹部326は、第1の壁328、第2の壁330、第3の壁332および第4の壁334を含むことが好ましい。第1の壁328と第3の壁332は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁330と第4の壁334は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁330および第4の壁334が第1の壁328および第3の壁332に対して垂直であることが好ましい。凹部326は底面336を含むことが好ましい。凹部326の長さL326は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の長さL326が約115から125ミルである。凹部326の幅W326は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の幅W326が約115から125ミルである。凹部326の高さH326は例えば、約1から2ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の高さH326が約1.25から1.75ミルである。好ましい実施形態では凹部326が実質的に、パッケージ302の底面324の中央に位置する。凹部326の第1の壁328は、キャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の第1の壁328が、キャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。凹部326の第2の壁330は、キャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の第2の壁330が、キャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。
【0076】
好ましい実施形態では弾性カップリング308が凹部326の中に位置する。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第1の壁328からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第2の壁330からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第1の壁328から垂直距離で約3から5ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第2の壁330から垂直距離で約3から5ミルのところに配置される。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用して凹部326の底面324に結合される。
【0077】
図3Gを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく縦方向に互いに近接した第1のボンド・パッド360aおよび第2のボンド・パッド360bがある。ボンド・パッド360aおよび360bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド360aおよび360bはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド360aおよび360bの合計直径D360は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bの合計直径D360が約70から80ミルである。ボンド・パッド360aおよび360bの高さH360は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bの高さH360が約0.24から0.72ミクロンである。
【0078】
第1のボンド・パッド360aは実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド360aは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド360aは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約43から47ミルのところに配置することが好ましい。
【0079】
第2のボンド・パッド360bは実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド360bは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド360bは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約143から157ミルのところに配置することが好ましい。
【0080】
図3Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306bがある。ボンド・パッド306bは、くさび形に8つに切ったパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド306bの全体直径D306bは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306bの全体直径D306bが約70から80ミルである。ボンド・パッド306bの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306bの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0081】
図3Jを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306cがある。ボンド・パッド306cは、くさび形に8つに切った中心のないパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド306cの全体直径D306cは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306cの全体直径D306cが約70から80ミルである。ボンド・パッド306cの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306cの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0082】
図3Kを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306dがある。ボンド・パッド306dは、9つの円から成る断面形状を有する。ボンド・パッド306dの全体直径D306dは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306dの全体直径D306dが約70から80ミルである。ボンド・パッド306dの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306dの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0083】
図3Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306eがある。ボンド・パッド306eは星形の断面形状を有する。ボンド・パッド306eの全体直径D306eは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306eの全体直径D306eが約70から80ミルである。ボンド・パッド306eの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306eの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0084】
図3Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306fがある。ボンド・パッド306fは日輪形の断面形状を有する。ボンド・パッド306fの全体直径D306fは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306fの全体直径D306fが約70から80ミルである。ボンド・パッド306fの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306fの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0085】
図3Rおよび3Sを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング362aおよび第2の弾性カップリング362bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング362aおよび362bがはんだプリフォームであり、ほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング362aと362bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング362aおよび362bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが共晶型である。弾性カップリング362aおよび362bの合計直径D362は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bの全体直径D362が約70から80ミルである。弾性カップリング362aおよび362bの高さH362は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bの高さH362が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド306に結合される。
【0086】
第1の弾性カップリング362aは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング362aが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約43から47ミルのところに配置される。
【0087】
第1の弾性カップリング362aはさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ364を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ364がある。好ましい実施形態ではバンパ364がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ364がボンド・パッド306に近接する。バンパ364の幅W364は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ364の幅W364が約3から5ミルである。
【0088】
第2の弾性カップリング362bは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング362bが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約147から157ミルのところに配置される。
【0089】
第2の弾性カップリング362bはさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ366を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ366がある。好ましい実施形態ではバンパ366がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ366がボンド・パッド306に近接する。バンパ366の幅W366は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ366の幅W366が約3から5ミルである。
【0090】
図3Tから3Xを参照する。代替実施形態ではシステム300がさらに、1つまたは複数の滑り支持354a、354b、354cまたは354dを含む。滑り支持354a、354b、354cまたは354dはマス304を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持354a、354b、354cまたは354dの数は、マス304を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持354a、354b、354cまたは354dはパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合されることが好ましい。滑り支持354aはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持354bはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持354cはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持354dはほぼ円形の形状を有する。滑り支持354a、354b、354cまたは354dは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装プロセスを最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dが、パッケージ302に滑り支持310を組み込む従来の手段を使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。
【0091】
滑り支持354a、354b、354cまたは354dはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持354a、354b、354cまたは354dの高さH354は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dの高さH354が約1から1.5ミルである。
【0092】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持354aa、第2の滑り支持354ab、第3の滑り支持354acおよび第4の滑り支持354adがある。第1の滑り支持354aaは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持354aaが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0093】
第2の滑り支持354abは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持354abが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0094】
第3の滑り支持354acは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持354acが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0095】
第4の滑り支持354adは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持354adが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0096】
代替実施形態では弾性カップリング308がさらに、マス304をパッケージ302に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング362aおよび362bがさらに、マス304をパッケージ302に電気的に結合する。
【0097】
図4Aから4Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態400は、パッケージ402、マス404、1つまたは複数のボンド・パッド406、1つまたは複数の弾性カップリング408、および1つまたは複数の電気接続410を含むことが好ましい。
【0098】
パッケージ402は、弾性カップリング408および電気接続410に結合される。パッケージ402は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ402がハウジングである。パッケージ402は、平行かつ平坦な第1の上面412、平行かつ平坦な第2の上面414およびキャビティ416を含むことが好ましい。キャビティ416は、第1の壁418、第2の壁420、第3の壁422および第4の壁424を含むことが好ましい。第1の壁418と第3の壁422は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁420と第4の壁424は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁420および第4の壁424が第1の壁418および第3の壁422に対して垂直であることが好ましい。キャビティ416は底面426を含むことが好ましい。パッケージ402は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ402の中にマス404を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ402がセラミックである。
【0099】
マス404は、弾性カップリング408によってパッケージ402に弾性的に取り付けられ、電気接続410によってパッケージ402に電気的に結合されることが好ましい。マス404は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス404が全て活性領域であることが好ましい。
【0100】
好ましい実施形態ではマス404が、第1の部材440、第2の部材442および第3の部材444を含む。第1の部材440が第2の部材442の上にあり、第2の部材442が第3の部材444の上にあることが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材440、第2の部材442および第3の部材444が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。第1の部材440は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材440が平行かつ平坦な上面446を含む。第2の部材442は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第2の部材442が平行かつ平坦な中位面448を含む。第3の部材444は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第3の部材444が平行かつ平坦な下面450を含む。マス404の平行かつ平坦な下面450は、第1の辺452、第2の辺454、第3の辺456および第4の辺458を含むことが好ましい。第1の辺452と第3の辺456は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺454と第4の辺458は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺454および第4の辺458は第1の辺452および第3の辺456に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0101】
好ましい実施形態では、マス404の平行かつ平坦な下面450がボンド・パッド406を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド406が実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置する。ボンド・パッド406は、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406が、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。ボンド・パッド406は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406がはんだボンディングに使用される。マス404の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406の接触面積が最大化される。マス404内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406が最小限の不連続部を有する。マス404内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド406がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド406aがある。ボンド・パッド406aはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド406aの直径D406aは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406aの直径D406aが約70から80ミルである。ボンド・パッド406aの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406aの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0102】
弾性カップリング408は、ボンド・パッド406をパッケージ402に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の底面426に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング408がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング408がほぼ円形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が最小限の不連続部を有する。マス404内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング408がある。弾性カップリング408は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が共晶型である。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング408がある。弾性カップリング408の直径D408は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408の直径D408が約70から80ミルである。弾性カップリング408の高さH408は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408の高さH408が約2.5から3ミルである。
【0103】
好ましい実施形態では弾性カップリング408がさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ460を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ460がある。好ましい実施形態ではバンパ460がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ460がボンド・パッド406を取り囲む。好ましい実施形態ではバンパ460がボンド・パッド406に近接する。バンパ460の幅W460は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ460の幅W460が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド406に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合される。
【0104】
電気接続410はマス404をパッケージ402に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続410がワイヤ・ボンドである。電気接続410は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージおよびマス404のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続410が金である。好ましい実施形態で第1の電気接続410aおよび第2の電気接続410bがある。第1の電気接続410aは、パッケージ402の平行かつ平坦な第1の面412をマス404の平行かつ平坦な上面446に電気的に結合することが好ましい。第2の電気接続410bは、パッケージ402の平行かつ平坦な第2の面414をマス404の平行かつ平坦な中位面448に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続410が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ402に結合される。好ましい実施形態では電気接続410が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス404に結合される。
【0105】
図4Fを参照する。代替実施形態ではパッケージ402の底面426がさらに、凹部428を含む。凹部428は円形または長方形とすることができる。凹部428は、第1の壁430、第2の壁432、第3の壁434および第4の壁436を含むことが好ましい。第1の壁430と第3の壁434は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁432と第4の壁436は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁432および第4の壁436が第1の壁430および第3の壁434に対して垂直であることが好ましい。凹部428は底面438を含むことが好ましい。凹部428の長さL428は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の長さL428が約115から125ミルである。凹部428の幅W428は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の幅W428が約115から125ミルである。凹部428の高さH428は例えば、約1から2ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の高さH428が約1.25から1.75ミルである。好ましい実施形態では凹部428が実質的に、パッケージ402の底面426の中央に位置する。凹部428の第1の壁430は、キャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の第1の壁430が、キャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。凹部428の第2の壁432は、キャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の第2の壁432が、キャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。
【0106】
好ましい実施形態では弾性カップリング408が凹部428の中に位置する。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第1の壁430からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第2の壁432からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第1の壁430から垂直距離で約3から5ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第2の壁432から垂直距離で約3から5ミルのところに配置される。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用して凹部428の底面438に結合される。
【0107】
図4Gを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく縦方向に互いに近接した第1のボンド・パッド468aおよび第2のボンド・パッド468bがある。ボンド・パッド468aおよび468bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468がはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド468はほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド468aおよび468bの合計直径D468は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468aおよび468bの合計直径D468が約70から80ミルである。ボンド・パッド468aおよび468bの高さH468は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468aおよび468bの高さH468が約0.24から0.72ミクロンである。
【0108】
第1のボンド・パッド468aは実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド468aは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド468aは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約43から47ミルのところに配置することが好ましい。
【0109】
第2のボンド・パッド468bは実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド468bは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド468bは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約147から157ミルのところに配置することが好ましい。
【0110】
図4Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406bがある。ボンド・パッド406bは、くさび形に8つに切ったパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド406bの全体直径D406bは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406bの全体直径D406bが約70から80ミルである。ボンド・パッド406bの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406bの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0111】
図4Jを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406cがある。ボンド・パッド406cは、くさび形に8つに切った中心のないのパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド406cの全体直径D406cは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406cの全体直径D406cが約70から80ミルである。ボンド・パッド406cの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406cの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0112】
図4Kを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406dがある。ボンド・パッド406dは9つの円から成る断面形状を有する。ボンド・パッド406dの全体直径D406dは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406dの全体直径D406dが約70から80ミルである。ボンド・パッド406dの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406dの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0113】
図4Lを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド406eがある。ボンド・パッド406eは星形の断面形状を有する。ボンド・パッド406eの全体直径D406eは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406eの全体直径D406eが約70から80ミルである。ボンド・パッド406eの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406eの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0114】
図4Mを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド406fがある。ボンド・パッド406fは日輪形の断面形状を有する。ボンド・パッド406fの全体直径D406fは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406fの全体直径D406fが約70から80ミルである。ボンド・パッド406fの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406fの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0115】
図4Rおよび4Sを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング470aおよび第2の弾性カップリング470bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング470aおよび470bがはんだプリフォームであり、ほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング470aおよび470bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが共晶型である。弾性カップリング470aおよび470bの合計直径D470は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bの合計直径D470が約70から80ミルである。弾性カップリング470aおよび470bの高さH470は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bの高さH470が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド406に結合される。
【0116】
第1の弾性カップリング470aは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング470aが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約43から47ミルのところに配置される。
【0117】
第1の弾性カップリング470aはさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ472を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ472がある。好ましい実施形態ではバンパ472がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ472がボンド・パッド406に近接する。バンパ472の幅W472は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ472の幅W472が約3から5ミルである。
【0118】
第2の弾性カップリング470bは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング470bが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約147から157ミルのところに配置される。
【0119】
第2の弾性カップリング470bはさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ474を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ474がある。好ましい実施形態ではバンパ474がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ474がボンド・パッド406に近接する。バンパ474の幅W474は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ474の幅W474が約3から5ミルである。
【0120】
図4Tから4Xを参照する。代替実施形態ではシステム400がさらに、1つまたは複数の滑り支持462a、462b、462cまたは462dを含む。滑り支持462a、462b、462cまたは462dはマス404を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの数は、マス304を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持462a、462b、462cまたは462dはパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合されることが好ましい。滑り支持462aはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持462bはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持462cはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持462dはほぼ円形の形状を有する。滑り支持462a、462b、462cまたは462dは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装プロセスを最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dがタングステンである。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの合計断面積はそれぞれ、約400から1600平方ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dの合計断面積がそれぞれ、約625から1225平方ミルである。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの高さH462は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dの高さH462が約1から1.5ミルである。
【0121】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持462aa、第2の滑り支持462ab、第3の滑り支持462acおよび第4の滑り支持462adがある。第1の滑り支持462aaは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持462aaが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0122】
第2の滑り支持462abは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持462abが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0123】
第3の滑り支持462acは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持462acが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0124】
第4の滑り支持462adは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持462adが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0125】
代替実施形態では弾性カップリング408がさらに、マス404をパッケージ402に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング470aおよび470bがさらに、マス404をパッケージ402に電気的に結合する。
【0126】
図5Aから5Gを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態500は、パッケージ502、マス504、1つまたは複数のボンド・パッド506、1つまたは複数の弾性カップリング508、および1つまたは複数の電気接続510を含むことが好ましい。
【0127】
パッケージ502は、弾性カップリング508および電気接続510に結合される。パッケージ502は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ502がハウジングである。パッケージ502は、平行かつ平坦な上面512およびキャビティ514を含むことが好ましい。キャビティ514は、第1の壁516、第2の壁518、第3の壁520および第4の壁522を含むことが好ましい。第1の壁516と第3の壁520は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁518と第4の壁522は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁518および第4の壁522が第1の壁516および第3の壁520に対して垂直であることが好ましい。キャビティ514は底面524を含むことが好ましい。パッケージ502は、例えば金属、プラスチックまたはセラミックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ502の中にマス504を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ502がセラミックである。
【0128】
マス504は、弾性カップリング508によってパッケージ502に弾性的に取り付けられ、電気接続510によってパッケージ502に電気的に結合されることが好ましい。マス504は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス504は一端に不活性領域538を有し、反対端に活性領域540を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス504が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0129】
好ましい実施形態ではマス504が、平行かつ平坦な上面526および平行かつ平坦な下面528を含む。マス504の平行かつ平坦な下面528は、第1の辺530、第2の辺532、第3の辺534および第4の辺536を含むことが好ましい。第1の辺530と第3の辺534は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺532と第4の辺536は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺532および第4の辺536は第1の辺530および第3の辺534に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0130】
好ましい実施形態では、マス504の平行かつ平坦な下面528がボンド・パッド506を含む。マス504の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506の接触面積が最大化される。マス504内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506が最小限の不連続部を有する。マス504内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド506がある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド506aおよび第2のボンド・パッド506bがある。好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第1のボンド・パッド506aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aがマス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0131】
好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド506bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0132】
第1のボンド・パッド506aは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aがはんだボンディングに使用される。第1のボンド・パッド506aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。第1のボンド・パッド506aの長さL506aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの長さL506aが約200から220ミルである。第1のボンド・パッド506aの幅W506aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの幅W506aが約18から22ミルである。第1のボンド・パッド506aの高さH506aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの高さH506aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0133】
第2のボンド・パッド506bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bがはんだボンディングに使用される。第2のボンド・パッド506bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。第2のボンド・パッド506bの長さL506bは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの長さL506bが約200から220ミルである。第2のボンド・パッド506bの幅W506bは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの幅W506bが約18から22ミルである。第2のボンド・パッド506bの高さH506bは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの高さH506bが約0.24から0.72ミクロンである。
【0134】
弾性カップリング508は、ボンド・パッド506をパッケージ502に弾性的に取り付けることが好ましい。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング508が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング508がある。好ましい実施形態では弾性カップリング508がはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング508は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング508が共晶型である。弾性カップリング508は、キャビティ514の底面524に結合されることが好ましい。
【0135】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aおよび第2の弾性カップリング508bがある。第1の弾性カップリング508aの長さL508aは例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの長さL508aが約225から235ミルである。第1の弾性カップリング508aの幅W508aは例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの幅W508aが約25から30ミルである。第1の弾性カップリング508aの高さH508aは例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの高さH508aが約2.5から3ミルである。
【0136】
第2の弾性カップリング508bの長さL508bは例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの長さL508bが約225から235ミルである。第2の弾性カップリング508bの幅W508bは例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの幅W508bが約25から30ミルである。第2の弾性カップリング508bの高さH508bは例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの高さH508bが約2.5から3ミルである。
【0137】
第1の弾性カップリング508aは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aが、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0138】
第2の弾性カップリング508bは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bが、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0139】
好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aがさらに、マス504を滑り接触によって支持する第1のバンパ542および第2のバンパ544を含む。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542が第1のボンド・パッド506aの一側面に位置し、第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544が第1のボンド・パッド506aの他の側面に位置する。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542および第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544が第1のボンド・パッド506aに近接する。第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542の幅W542は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542の幅W542が約3から5ミルである。第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544の幅W544は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544の幅W544が約3から5ミルである。
【0140】
好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bがさらに、マス504を滑り接触によって支持する第1のバンパ546および第2のバンパ548を含む。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546が第2のボンド・パッド506bの一側面に位置し、第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548が第2のボンド・パッド506bの他の側面に位置する。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546および第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548が第2のボンド・パッド506bに近接する。第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546の幅W546は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546の幅W546が約3から5ミルである。第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548の幅W548は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548の幅W548が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング508aおよび508bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング508aおよび508bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。
【0141】
電気接続510はマス504をパッケージ502に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続510がある。電気接続510は、パッケージ502の平行かつ平坦な上面512をマス504の平行かつ平坦な上面526に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続512がワイヤ・ボンドである。電気接続512は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ502およびマス504のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続512が金である。好ましい実施形態では電気接続512が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ502に結合される。好ましい実施形態では電気接続512が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス504に結合される。
【0142】
図5Hを参照する。代替実施形態ではマス504がさらに、マス504の平行かつ平坦な下面の不活性領域538とは反対側の端に第2の不活性領域552を含む。活性領域540は、不活性領域538と第2の不活性領域552の間に位置することが好ましい。好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが第2の不活性領域552に位置する。
【0143】
図5Jを参照する。代替実施形態では1つまたは複数のボンド・パッド562および1つまたは複数のボンド・パッド564がある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド562aおよび第2のボンド・パッド562bがある。ボンド・パッド562aと562bはサイズが実質的に等しく、横方向に互いに近接する。ボンド・パッド562aおよび562bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド562aおよび562bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド562aおよび562bの長さL562は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの長さL562が約200から220ミルである。ボンド・パッド562aおよび562bの幅W562は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの幅W562が約13から18ミルである。ボンド・パッド562aおよび562bの高さH562は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの高さH562が約0.24から0.72ミクロンである。
【0144】
好ましい実施形態では第1のボンド・パッド562aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第1のボンド・パッド562aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド562aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0145】
好ましい実施形態では第2のボンド・パッド562bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第2のボンド・パッド562bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド562bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0146】
好ましい実施形態では、第3のボンド・パッド564aおよび第4のボンド・パッド564bがある。ボンド・パッド564aおよび564bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564がはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド564aおよび564bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド564aおよび564bの長さL564は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの長さL564が約200から220ミルである。ボンド・パッド564aおよび564bの幅W564は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの幅W564が約13から18ミルである。ボンド・パッド564aおよび564bの高さH564は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの高さH564が約0.24から0.72ミクロンである。
【0147】
好ましい実施形態では第3のボンド・パッド564aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置する。第3のボンド・パッド564aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第3のボンド・パッド564aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0148】
第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置することが好ましい。第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0149】
代替実施形態では、第3のボンド・パッド564aおよび第4のボンド・パッド564bがマス504の第2の不活性領域552に位置する。
【0150】
図5Kから5Sを参照する。いくつかの代替実施形態では実質的に、図5Aを参照して先に説明したボンド・パッド506aおよび/または506bの代わりにボンド・パッド506c、一対のボンド・パッド506dおよび506e、ボンド・パッド506f、ボンド・パッド506g、一対のボンド・パッド506hおよび506i、一組のボンド・パッド506j、506kおよび5061l、ボンド・パッド506m、ならびに一対のボンド・パッド506nおよび506oを使用することができる。
【0151】
図5Kを参照する。ボンド・パッド506cはほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド506cは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506cが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506cの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506cの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0152】
図5Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506dおよびボンド・パッド506eが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド506dおよび506eは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506dおよび506eが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506dおよび506eの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506dおよび506eの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0153】
図5Mを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506fが、3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド506fは、約4000から8750平方ミルまでの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506fの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506fの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0154】
図5Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506gが、8つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド506gは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506gが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506gの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506gの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0155】
図5Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506hおよびボンド・パッド506iが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506hおよび506iは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506hおよび506iが約5625から8750平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506hおよび506iの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506hおよび506iの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0156】
図5Qを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506j、ボンド・パッド506kおよびボンド・パッド506lが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506j、506kおよび506lは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506j、506kおよび506lが約5625から8750平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506j、506kおよび506lの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506j、506kおよび506lの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0157】
図5Rを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506mが、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506mは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506mが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506mの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506mの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0158】
図5Sを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506mおよびボンド・パッド506nが、ボンド・パッド506mと506nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506nのサイズはボンド・パッド506oのサイズよりも小さい。ボンド・パッド506nおよび506oは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506nおよび506oが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506nおよび506oの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506nおよび506oの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0159】
図5T〜5Wを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数の弾性カップリング566および1つまたは複数の弾性カップリング568が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだの予備的形成品である。弾性カップリング566は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング566の長さL566が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の長さL566は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング566の幅W566が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の幅W566は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング566の高さH566が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の高さH566は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング566aおよび第2の弾性カップリング566bが有る。
【0160】
第1の弾性カップリング566aは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング566aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0161】
第1の弾性カップリング566aは、マス504を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ554をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ554は第1のボンド・パッド506aの両側に配置される。好ましい実施形態では、第1のバンパ554は第1のボンド・パッド506aに近接している。第1のバンパ554の幅W554が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のバンパ554の幅W554は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0162】
第2の弾性カップリング566bは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のくぼみ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング566bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0163】
第2の弾性カップリング566bは、マス504を滑動して支持する1つまたは複数の第2のバンパ556をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ556は第1のボンド・パッド506aの片側に配置される。好ましい実施形態では、第2のバンパ556は第1のボンド・パッド506aに近接している。第2のバンパ556の幅W556が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のバンパ556の幅W556は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0164】
好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、断面がほぼ長方形であることが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング568は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング568の長さL568が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の長さL568は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング568の幅W568が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の幅W568は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング568の高さH568が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の高さH568は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング568aおよび第4の弾性カップリング568bが有る。
【0165】
第3の弾性カップリング568aは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング568aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0166】
第3の弾性カップリング568aは、マス504を滑動して支持する1つまたは複数の第3のバンパ558をさらに含む。好ましい実施形態では、第3のバンパ558は第2のボンド・パッド506bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第3のバンパ558は第2のボンド・パッド506bに近接している。第3のバンパ558の幅W558が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第3のバンパ558の幅W558は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0167】
第4の弾性カップリング568bは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の弾性カップリング568bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0168】
第4の弾性カップリング568bは、マス504を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第4のバンパ560をさらに含む。好ましい実施形態では、第4のバンパ560は第2のボンド・パッド506bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第4のバンパ560は第2のボンド・パッド506bに近接している。第4のバンパ560の幅W560が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第4のバンパ560の幅W560は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0169】
図5X〜5BBを参照すると、代替実施形態では、システム500は1つまたは複数の滑り支持550a、550b、550c、または550dをさらに含む。滑り支持550a、550b、550c、または550dはマス504を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持550a、550b、550c、または550dはパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合されることが好ましい。滑り支持550a、550b、550c、または550dの数は、マス504を最適に滑り接触によって支持するために十分な数量の滑り支持を有しているかどうかに拠ることが好ましい。滑り支持550aは断面がほぼ正方形であることがある。滑り支持550bは断面がほぼ長方形であることがある。滑り支持550cは断面がほぼ三角形であることがある。滑り支持550dは断面がほぼ円形であることがある。滑り支持550a、550b、550c、または550dは、例えば、タングステンまたはセラミックである。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dは、標準実装プロセスを最適に施すためにタングステンである。滑り支持550a、550b、550c、または550dの断面積が、例えば、それぞれ約400〜1600平方ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dの断面積は、例えば、熱応力を最適に最小化するためにそれぞれ約625〜1225平方ミルであることがある。滑り支持550a、550b、550c、または550dの高さH550が、例えば、約0.5〜3ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dの高さH550は、熱応力を最適に最小化するために約1〜1.5ミルである。
【0170】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持550aa、第2の滑り支持550ab、第3の滑り支持550ac、および第4の滑り支持550adが有る。第1の滑り支持550aaは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の滑り支持550aaは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0171】
第2の滑り支持550abは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の滑り支持550abは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0172】
第3の滑り支持550acは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の滑り支持550acは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0173】
第4の滑り支持550adは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の滑り支持550adは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0174】
代替実施形態では、弾性カップリング508もまたマス504をパッケージ502に電気的に結合するかもしれない。
代替実施形態では、弾性カップリング566および568もまたマス504をパッケージ502に電気的に結合するかもしれない。
【0175】
図6A〜6Gを参照すると、マスをパッケージに弾性的に結合するシステム600の代替実施形態が、パッケージ602、マス604、1つまたは複数のボンド・パッド606、1つまたは複数の弾性的な結合608、および1つまたは複数の電気的接続610を含むことが好ましい。
【0176】
パッケージ602は、弾性カップリング608および電気的接続610に結合されることが好ましい。パッケージ602は、例えば、ケースまたは基板であることがある。好ましい実施形態では、パッケージ602は、表面実装部品を最適に与えるためにケースである。パッケージ602は、第1の平行な平面612、第2の平行な平面614、およびキャビティ616を含むことが好ましい。キャビティ616は、第1の壁618、第2の壁620、第3の壁622、および第4の壁624を含むことが好ましい。第1の壁618および第3の壁622は互いに平行に近接し、第2の壁620および第4の壁624は互いに平行に近接することが好ましい。第2の壁620および第4の壁624は第1の壁618および第3の壁622に対して直角であることもまた好ましい。くぼみ616は底面626を含むことが好ましい。パッケージ602は、例えば、金属、セラミック、またはプラスチックのタイプの多くの従来の市販のケースであることがある。好ましい実施形態では、パッケージ602は、パッケージ602内のマス604を最適に真空封止するためにセラミックである。
【0177】
マス604は弾性カップリング608によってパッケージ602に弾性的に取付けられ、電気的接続610によってパッケージ602に電気的に結合されることが好ましい。マス604は断面がほぼ長方形であることが好ましい。マス604は不活性領域648を一端に、活性領域650を対向する端に含むことが好ましい。
【0178】
好ましい実施形態では、塊り604は第1の部材628、第2の部材630、および第3の部材632を含む。第1の部材628は第2の部材630の上に在ること好ましく、そして第2の部材630は第3の部材632の上に在ることが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材628、第2の部材630、および第3の部材632は、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号第14737.737号で開示されたように実質的に微細加工されたセンサーであり、この開示は参照してここに取り入れられる。
第1の部材628は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材628は平行かつ平坦な上面634を含む。第2の部材630は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第2の部材630は平行かつ平坦な中間面636を含む。第3の部材632は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第3の部材632は平行かつ平坦な下面638を含む。マス604の平行かつ平坦な下面638は、第1の側面640、第2の側面642、第3の側面644、および第4の側面646を含むことが好ましい。第1の側面640および第3の側面644は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の側面642および第4の側面646は互いにほぼ平行であることが好ましく、そして第1の側面640および第3の側面644にほぼ直角あることが好ましい。
【0179】
好ましい実施形態では、マス604の平行かつ平坦な下面638はボンド・パッド606を含む。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606の接触面積は、マス604の耐衝撃性を最適化するために最大化される。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606は、マス604内の熱応力の分布を最適化するために不連続部を最小にする。いくつかの代替実施形態では、マス604内の熱応力の除去を最適化するために複数のボンド・パッド606が有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aおよび第2のボンド・パッド606bが有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aはマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648内に配置される。第1のボンド・パッド606aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0180】
好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bはマス604の平行かつ平坦な下面638の活性領域650内に配置される。第2のボンド・パッド606bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0181】
第1のボンド・パッド606aは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aは、良好なマニュファクチャビリティを最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。第1のボンド・パッド606aは断面がほぼ長方形であることが好ましい。第1のボンド・パッド606aの長さL606aが、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの長さL606aは、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。第1のボンド・パッド606aの幅W606aが、例えば、約15〜25ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの幅W606aは、熱応力を最適に最小化するために約18〜22ミルである。第1のボンド・パッド606aの高さH606aが、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの高さH606aは、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0182】
第2のボンド・パッド606bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは、はんだ付け性を最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。第2のボンド・パッド606bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。第2のボンド・パッド606bの長さL606bが、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの長さL606bは、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。第2のボンド・パッド606bの幅W606bが、例えば、約15〜25ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの幅W606bは、熱応力を最適に最小化するために約18〜22ミルである。第2のボンド・パッド606bの高さH606bが、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの高さH606bは、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0183】
弾性カップリング608はボンド・パッド606をパッケージ602に取付けることが好ましい。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、熱応力の分布を最適化するために不連続部を最小にする。いくつかの代替実施形態では、マス604内の熱応力の除去を最適化するために複数のボンド・パッド608が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、できれば断面がほぼ長方形であるはんだプリフォームである。好ましい実施形態では、弾性カップリング608はくぼみ616の底面626に結合される。弾性カップリング608は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだの予備的形成品であることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。
【0184】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aおよび第2の弾性カップリング608bが有る。第1の弾性カップリング608aの長さL608aが、例えば、約200〜250ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの長さL608aは、熱応力を最適に最小化するために約225〜235ミルである。第1の弾性カップリング608aの幅W608aが、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの幅W608aは、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。第1の弾性カップリング608aの高さH608aが、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの高さH608aは、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。
【0185】
第2の弾性カップリング608bの長さL608bが、例えば、約200〜250ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの長さL608bは、熱応力を最適に最小化するために約225〜235ミルである。第2の弾性カップリング608bの幅W608bが、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの幅W608bは、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。第2の弾性カップリング608bの高さH608bが、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの高さH608bは、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。
【0186】
第1の弾性カップリング608aは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0187】
第2の弾性カップリング608bは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0188】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aは、マス604を滑り接触によって支持する第1のバンパ652および第2のバンパ654をさらに含む。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652は第1のボンド・パッド606aの片側に配置され、第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654は第1のボンド・パッド606aの別の側に配置される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652および第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654は第1のボンド・パッド606aに近接している。第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652の幅W652が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652の幅W652は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654の幅W654が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654の幅W654は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0189】
好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bは、マス604を滑り接触によって支持する第1のバンパ656および第2のバンパ658をさらに含む。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656は第2のボンド・パッド606bの片側に配置され、第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658は第2のボンド・パッド606bの別の側に配置される。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656および第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658は第2のボンド・パッド606bに近接している。第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656の幅W656が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656の幅W656は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658の幅W658が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658の幅W658は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。
【0190】
電気的接続610がマス604をパッケージ602に結合することが好ましい。好ましい実施形態では、電気的接続610はワイヤ・ボンドである。電気的接続610は、例えば、金またはアルミニウムのタイプの多くの従来の市販のワイヤ・ボンドであることがある。好ましい実施形態では、電気的接続610は、パッケージ602およびマス604の金属被膜との適合性を最適に与えるために金である。好ましい実施形態では、第1の電気的接続610aおよび第2の電気的接続610bが有る。第1の電気的接続610aは、パッケージ602の第1の平行な平面612をマス404の平行かつ平坦な上面634に電気的に結合することが好ましい。第2の電気的接続610bは、パッケージ602の第2の平行な平面614をマス604の平行かつ平坦な中間面636に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では、電気的接続610は、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを用いてパッケージ602に結合される。好ましい実施形態では、電気的接続610は、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを用いてマス604に結合される。
【0191】
図6Hを参照すると、代替実施形態では、マス604は第2の不活性領域662をマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648と反対側にさらに含む。活性領域650は不活性領域648と第2の不活性領域662の間に配置されることが好ましい。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは第2の不活性領域662内に配置される。
【0192】
図6Jを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数のボンド・パッド672および1つまたは複数のボンド・パッド674が有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド672aおよび第2のボンド・パッド672bが有る。ボンド・パッド672aおよびボンド・パッド672bは実質上等しいことが好ましく、互いに横方向に近接している。ボンド・パッド672aおよび672bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、非導電性エポキシ、または導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672は、良好な製造性を最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。ボンド・パッド672aおよび672bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。ボンド・パッド672aおよび672bの長さL672が、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの長さL672は、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。ボンド・パッド672aおよび672bの幅W672が、例えば、約10〜20ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの幅W672は、熱応力を最適に最小化するために約13〜18ミルである。ボンド・パッド672aおよび672bの高さH672が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの高さH672は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0193】
第1のボンド・パッド672aはマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648内に配置されることが好ましい。第1のボンド・パッド672aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第1のボンド・パッド672aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0194】
第2のボンド・パッド672bはマス604の平行かつ平坦な下面638の受動領域648内に配置されることが好ましい。第2のボンド・パッド672bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約15〜45ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第2のボンド・パッド672bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約20〜30ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約5〜25ミルに配置されることがある。
【0195】
好ましい実施形態では、第3のボンド・パッド674aおよび第4のボンド・パッド674bが有る。ボンド・パッド674aおよび674bは実質上大きさが等しいことが好ましく、互いに横方向に近接している。ボンド・パッド674aおよび674bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ・ボンディングのために使用されることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bは、良好なマニュファクチャビリティを最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。ボンド・パッド674aおよび674bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。ボンド・パッド674aおよび674b長さL674が、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの長さL674は、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。ボンド・パッド674aおよび674bの幅W674が、例えば、約10〜20ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの幅W674は、熱応力を最適に最小化するために約13〜18ミルである。ボンド・パッド674aおよび674bの高さH674が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの高さH674は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0196】
第3のボンド・パッド674aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の能動領域650内に配置されることが好ましい。第3のボンド・パッド674aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約15〜45ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第3のボンド・パッド674aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約20〜30ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0197】
第4のボンド・パッド674bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の活性領域650内に配置されることが好ましい。第4のボンド・パッド674bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第4のボンド・パッド674bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0198】
代替実施形態では、第3のボンド・パッド674aおよび第4のボンド・パッド674bは、第2の不活性領域662内に配置される
【0199】
図6K〜6Sを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606c、1対のボンド・パッド606dおよび606e、ボンド・パッド606f、ボンド・パッド606g、1対のボンド・パッド606hおよび606i、三つ組みのボンド・パッド606jおよび606kおよび606l、ボンド・パッド606m、ならびに1対のボンド・パッド606nおよび606oが、図6Aを参照して上述されたボンド・パッド606aおよび606bの各々に対して実質的に置換されることがある。
【0200】
図6Kを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606cは断面がほぼ楕円形であることがある。ボンド・パッド606cは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有する。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606cは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの断面積をそれぞれ有する。ボンド・パッド606cの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606cの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0201】
図6Lを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ楕円形の断面を有する。ボンド・パッド606eおよび606dは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606eおよび606dの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0202】
図6Mを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606fはほぼ3つの楕円から成る断面を有する。ボンド・パッド606fは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606fは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積をそれぞれ有する。ボンド・パッド606fの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606fの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0203】
図6Nを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606gはほぼ8つの楕円から成る断面を有する。ボンド・パッド606gは約4000〜8750平方ミルの断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606gは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの断面積を有する。ボンド・パッド606gの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606gの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0204】
図6Pを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606hおよび606iは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606hおよび606iの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0205】
図6Qを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606j、606k、および606lは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606j、606k、および606lの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0206】
図6Rを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606mはほぼ両側が波状である長方形の断面を有する。ボンド・パッド606mは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606mは,熱応力を最適に最小化するために個々に約5625〜7050平方ミルの断面積を有する。ボンド・パッド606mの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606mの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0207】
図6Sを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oは互いに横方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606nは大きさがボンド・パッド606oよりほぼ小さい。ボンド・パッド606nおよび606oは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606nおよび606oの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0208】
図6T〜6Wを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数の弾性カップリング676および1つまたは複数の弾性カップリング678が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング676は実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接する。弾性カップリング676は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング676の長さL676が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676の長さL676は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング676の幅W676が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性的な結合676の幅W676は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング676の高さH676が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676の高さH676は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング676aおよび第2の弾性カップリング676bが有る。
【0209】
第1の弾性カップリング676aは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング676aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0210】
第1の弾性カップリング676aは、マス604を滑動して支持する1つまたは複数の第1のバンパ664をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパー664は第1のボンド・パッド606aの両側に配置される。好ましい実施形態では、第1のバンパ664は第1のボンド・パッド606aに近接している。第1のバンパ664の幅W664が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のバンパ664の幅W664は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0211】
第2の弾性カップリング676bは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング676bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0212】
第2の弾性カップリング676bは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ666をさらに含む。好ましい実施形態では、第2のバンパ666は第1のボンド・パッド606aの片側に配置される。好ましい実施形態では、第2のバンパ666は第1のボンド・パッド606aに近接している。第2のバンパ666の幅W666が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のバンパ666の幅W666は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0213】
好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング678は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング678の長さL678が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の長さL678は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング678の幅W678が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の幅W678は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング678の高さH678が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の高さH678は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング678aおよび第2の弾性カップリング678bが有る。
【0214】
第3の弾性カップリング678aは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング678aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0215】
第3の弾性カップリング678aは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第3のバンパ668をさらに含む。好ましい実施形態では、第3のバンパ668は第2のボンド・パッド606bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第3のバンパ668は第2のボンド・パッド606bに近接している。第3のバンパ668の幅W668が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第3のバンパ668の幅W668は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0216】
第4の弾性カップリング678bは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の弾性カップリング678bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0217】
第4の弾性カップリング678bは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第4のバンパ670をさらに含む。好ましい実施形態では、第4のバンパ670は第2のボンド・パッド606bの片側に配置される。好ましい実施形態では、第4のバンパ670は第2のボンド・パッド606bに近接している。第4のバンパ670の幅W670が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第4のバンパ670の幅W670は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0218】
図6X〜6BBを参照すると、代替実施形態では、システム600は1つまたは複数の滑り支持660a、660b、660c、または660dをさらに含む。滑り支持660a、660b、660c、または660dはマス604を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持660a、660b、660c、または660dはパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合されることが好ましい。滑り支持660aは断面がほぼ正方形であることがある。滑り支持660bは断面がほぼ長方形であることがある。滑り支持660cは断面がほぼ三角形であることがある。滑り支持660dは断面がほぼ円形であることがある。滑り支持660a、660b、660c、または660dは、例えば、タングステンまたはセラミックである。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dは、標準実装プロセスを最適に施すためにタングステンである。滑り支持660a、660b、660c、または660dのうちの1つの断面積が、例えば、それぞれ約400〜1600平方ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dの断面積は、熱応力を最適に最小化するためにそれぞれ約625〜1225平方ミルである。滑り支持660a、660b、660c、または660dの高さH660が、例えば、約0.5〜3ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dの高さH660は、熱応力を最適に最小化するために約1〜1.5ミルである。
【0219】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持660aa、第2の滑り支持660ab、第3の滑り支持660ac、および第4の滑り支持660adが有る。第1の滑り支持660aaは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の滑り支持660aaは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0220】
第2の滑り支持660abは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の滑り支持660abは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0221】
第3の滑り支持660acは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の滑り支持660acは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0222】
第4の滑り支持660adは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の滑り支持660adは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0223】
代替実施形態では、弾性カップリング608もまたマス604をパッケージ602に電気的に結合するかもしれない。
代替実施形態では、弾性カップリング676および678もまたマス604をパッケージ602に電気的に結合するかもしれない。
【0224】
図7A〜7Dを参照すると、いくつかの代替実施形態では、パッケージ102、202、302、402、502、および602は、1つまたは複数の弾性カップリング108、150、208、260、308、363、408、470、508、566、568、608、676、および678を支持する1つまたは複数のペデスタル702aまたは702bを含む。ペデスタル702aおよび702bは、例えば、タングステンまたはセラミックから製作されることがある。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bはセラミックから製作される。ペデスタル702aおよび702bの高さH702が、例えば、約0〜10ミルであることがある。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bの高さH702は約5ミルである。ペデスタル702aは長方形の支持パイプであることが好ましい。ペデスタル702aはまっすぐな端を有することが好ましい。代替実施形態では、ペデスタル702bは円筒形の部分である。ペデスタル702bは先細の側面を有することが好ましい。代替実施形態では、ペデスタル702bはまっすぐな側面を有する。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bは、ペデスタル702aおよび702bと支持される弾性カップリング108、150、208、260、308、363、408、470、508、566、568、608、676、および678との間の熱応力を最適に最小化する形状を有する。
【0225】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、5A、および6Aを参照して上に説明されたように、パッケージ102、202、502、および602は、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、1つまたは複数の弾性カップリング108、208、308、408、508、および608を受け入れる、図3Gを参照して上に説明されたような、1つまたは複数の凹み326を含む。
【0226】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、マス104、204、304、404、504、および604を、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、パッケージ102、202、302、402、502、および602に弾性的に取付けるのを分割することによって、取付けによる応力を小さくする。
【0227】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、弾性カップリング108、208、308、408、508、および608は、はんだプリフォーム、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、またはガラス・フリットを分割することによって、1つまたは複数の断片に分割される。
【0228】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、ボンド・パッド106、206、306、406、506、および606は、いずれかの従来の分割方法を使用して、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、ボンド・パッド106、206、306、406、506、および606を分割することによって、1つまたは複数の断片に分割される。
【0229】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、塊り104、204、304、404、504、および604は、微細加工デバイス、集積回路チップ、または光学デバイスであることがある。
【0230】
本発明の例示の実施形態が示され説明されたけれども、広範囲の変更、変化、および置換が上記の開示で予期される。いくつかの例で、本発明のいくつかの特徴が他の特徴を対応して使用すること無しに使用されることがある。従って、添付請求事項が広く、かつ本発明の範囲に合致するように解釈されることが適切である。
【背景技術】
【0001】
本開示は一般に、マスをパッケージに取り付ける方法に関し、詳細には、応力を最小化する目的でマスをパッケージに取り付けることに関する。
マスをパッケージに取り付ける際には、マスに、熱によって誘発された収縮/膨張効果ならびにその他のパッケージ応力効果が生じる。エラストマーまたはエポキシ・ベースの取付け材料はこの熱誘発性収縮/膨張効果を最小化するが、マスの耐衝撃性を制限し、ガスを放出するため真空封止を困難にする。機械的取付けプロセスは、マスに生じる熱誘発性収縮/膨張効果を最小化するが、複雑である。
【0002】
本発明は、マスおよびハウジングの熱誘発性収縮/膨張応力ならびにその他の応力効果を最小化し、同時に、良好なマニュファクチャビリティ(manufacturability)を提供し、真空封止プロセスを可能にすることを対象とする。
【0003】
(発明の概要)
パッケージ、該パッケージに結合された該マス、前記マスをパッケージに取り付ける1つまたは複数の弾性カップリングを含む装置を提供する。
マスをパッケージに結合する方法であって、1箇所またはそれより多い異なる数箇所でマスをパッケージに弾性的に取り付けることを含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図1B】図1Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図1C】図1Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図1D】図1Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図1E】図1Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図1F】図1Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図1G】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1H】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1J】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1K】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1L】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1M】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1N】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1P】図1Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図1Q】図1Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図1R】図1Qの弾性カップリングの詳細図である。
【図1S】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図1T】図1Sの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図1U】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図1V】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図1W】図1Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図2B】図2Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図2C】図2Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図2D】図2Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図2E】図2Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図2F】図2Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図2G】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2H】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2J】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2K】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2L】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2M】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2N】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2P】図2Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図2Q】図2Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図2R】図2Qの弾性カップリングの詳細図である。
【図2S】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図2T】図2Sの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図2U】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2V】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図2W】図2Sの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図3B】図3Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図3C】図3Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図3D】図3Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図3E】図3Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図3F】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図3G】図3Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図3H】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3J】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3K】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3L】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3M】図3Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図3R】図3Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図3S】図3Sの弾性カップリングの詳細図である。
【図3T】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図3U】図3Tの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図3V】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3W】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図3X】図3Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図4B】図4Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図4C】図4Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図4D】図4Aの装置の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図4E】図4Dの弾性カップリングの詳細図である。
【図4F】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図4G】図4Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図4H】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4J】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4K】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4L】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4M】図4Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図4R】図4Aの装置の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図4S】図4Rの弾性カップリングの詳細図である。
【図4T】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図4U】図4Tの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図4V】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4W】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図4X】図4Tの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図5B】図5Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図5C】図5Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図5D】図5Aの装置の第1の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図5E】図5Dの第1の弾性カップリングの詳細図である。
【図5F】図5Aの装置の第2の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図5G】図5Fの第2の弾性カップリングの詳細図である。
【図5H】図5Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図5J】図5Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図5K】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5L】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5M】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5N】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5P】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5Q】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5R】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5S】図5Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図5T】図5Aの装置の第1の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図5U】図5Tの第1の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図5V】図5Aの装置の第2の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図5W】図5Vの第2の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図5X】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図5Y】図5Xの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図5Z】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5AA】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図5BB】図5Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6A】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の一実施形態を示す断面図である。
【図6B】図6Aの装置の一実施形態の上面図である。
【図6C】図6Aの装置のマスの一実施形態の下面図である。
【図6D】図6Aの装置の第1の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図6E】図6Dの第1の弾性カップリングの詳細図である。
【図6F】図6Aの装置の第2の弾性カップリングの一実施形態の上面図である。
【図6G】図6Fの第2の弾性カップリングの詳細図である。
【図6H】図6Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図6J】図6Aの装置のマスの代替実施形態の下面図である。
【図6K】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6L】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6M】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6N】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6P】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6Q】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6R】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6S】図6Aの装置のボンド・パッドの代替実施形態の上面図である。
【図6T】図6Aの装置の第1の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図6U】図6Tの第1の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図6V】図6Aの装置の第2の弾性カップリングの代替実施形態の上面図である。
【図6W】図6Vの第2の弾性カップリングの代替実施形態の詳細図である。
【図6X】マスをパッケージに弾性的に取り付ける装置の代替実施形態を示す断面図である。
【図6Y】図6Xの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。
【図6Z】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6AA】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図6BB】図6Xの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。
【図7A】図1Aの装置の代替実施形態の上面図である。
【図7B】図1Aの装置の代替実施形態の断面図である。
【図7C】図1Aの装置の代替実施形態の上面図である。
【図7D】図1Aの装置の代替実施形態の断面図である。
【0005】
(例示的な実施形態の詳細な説明)
まず図1Aから1Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態100は、パッケージ102、マス104、1つまたは複数のボンド・パッド106、1つまたは複数の弾性カップリング108、および1つまたは複数の電気接続112を含むことが好ましい。
【0006】
パッケージ102は、弾性カップリング108および電気接続112に結合されることが好ましい。パッケージ102は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ102がハウジングである。パッケージ102は、平行かつ平坦な上面114およびキャビティ116を含むことが好ましい。キャビティ116は、第1の壁118、第2の壁120、第3の壁122および第4の壁124を含むことが好ましい。第1の壁118と第3の壁122は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁120と第4の壁124は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁120および第4の壁124が第1の壁118および第3の壁122に対して垂直であることが好ましい。キャビティ116は底面126を含むことが好ましい。パッケージ102は、セラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ102の中にマス104を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ102がセラミックである。
【0007】
マス104は、弾性カップリング108によってパッケージ102に弾性的に取り付けられ、電気接続112によってパッケージ102に電気的に結合されることが好ましい。マス104は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス104が実質的に、2000年3月15日出願の同時係属米国特許出願第09/914,421号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0008】
好ましい実施形態ではマス104が、平行かつ平坦な上面128および平行かつ平坦な下面130を含む。マス104の平行かつ平坦な下面130は、第1の辺132、第2の辺134、第3の辺136および第4の辺138を含むことが好ましい。第1の辺132と第3の辺136は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺134と第4の辺138は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺134および第4の辺138は第1の辺132および第3の辺136に対してほぼ垂直であることが好ましい。マス104は一端に不活性領域140を含み、反対端に活性領域146を含むことが好ましい。
【0009】
好ましい実施形態では、マス104の平行かつ平坦な下面130がボンド・パッド106を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド106が、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置する。ボンド・パッド106は、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106が、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。ボンド・パッド106は例えば、はんだ、導電性エポキシ、非導電性エポキシまたはガラス・フリット・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106がはんだボンディングに使用される。マス104の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106の接触面積が最大化される。マス104内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド106がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド106aがある。ボンド・パッド106aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド106aの長さL106aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの長さL106aが約200から220ミルである。ボンド・パッド106aの幅W106aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの幅W106aが約18から22ミルである。ボンド・パッド106aの高さH106aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106aの高さH106aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0010】
弾性カップリング108は、ボンド・パッド106をパッケージ102に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング108は、パッケージ102のキャビティ116の底面126に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング108がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング108がほぼ長方形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング108がある。弾性カップリング108は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が共晶型である。弾性カップリング108は、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108が、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング108がある。弾性カップリング108の長さL108は例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の長さL108が約225から235ミルである。弾性カップリング108の幅W108は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の幅W108が約25から30ミルである。弾性カップリング108の高さH108は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング108の高さH108が約2.5から3ミルである。
【0011】
好ましい実施形態では弾性カップリング108がさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ142および1つまたは複数の第2のバンパ144を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ142がボンド・パッド106の一側面に位置し、第2のバンパ144がボンド・パッド106の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ142および第2のバンパ144がボンド・パッド106に近接する。第1のバンパ142の幅W142は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ142の幅W142が約3から5ミルである。第2のバンパ144の幅W144は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ144の幅W144が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング108が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド106に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング108が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ142および単一の第2のバンパ144がある。
【0012】
電気接続112はマス104をパッケージ102に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続112がある。電気接続112は、パッケージ102の平行かつ平坦な上面114をマス104の平行かつ平坦な上面128に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続112がワイヤ・ボンドである。電気接続112は、例えばアルミニウムまたは金の従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ102およびマス104のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続112が金である。好ましい実施形態では電気接続112が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ102に結合される。好ましい実施形態では電気接続112が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス104に結合される。
【0013】
図1Fを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく横方向に互いに近接した第1のボンド・パッド148aおよび第2のボンド・パッド148bがある。ボンド・パッド148aおよび148bは例えば、はんだ、導電性エポキシ、非導電性エポキシまたはガラス・フリット・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド148aおよび148bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド148aおよび148bの長さL148は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの長さL148が約200から220ミルである。ボンド・パッド148aおよび148bの幅W148は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの幅W148が約13から18ミルである。ボンド・パッド148aおよび148bの高さH148は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド148aおよび148bの高さH148が約0.24から0.72ミクロンである。
【0014】
第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド148aは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0015】
第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の不活性領域140に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド148bは、マス104の平行かつ平坦な下面130の第1の辺132から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス104の平行かつ平坦な下面130の第2の辺134から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0016】
図1Gを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106bがある。ボンド・パッド106bはほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド106bは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106bが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106bの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106bの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0017】
図1Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106cおよびボンド・パッド106dがある。ボンド・パッド106cと106dはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド106cおよび106dは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106cおよび106dが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106cおよび106dの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106cおよび106dの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0018】
図1Jを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106eがある。ボンド・パッド106eは、3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド106eは、約4000から8750平方ミルまでの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106eが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106eの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106eの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0019】
図1Kを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106fがある。ボンド・パッド106fは、8つの楕円がつながったような断面形状を有することができる。ボンド・パッド106fは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106fの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106fの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0020】
図1Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106gおよびボンド・パッド106hがある。ボンド・パッド106gと106hはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106gおよび106hは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106gおよび106hが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106gおよび106hの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106gおよび106hの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0021】
図1Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106i、ボンド・パッド106jおよびボンド・パッド106kがある。ボンド・パッド106i、106jおよび106kはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106i、106jおよび106kは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106i、106jおよび106kが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106i、106jおよび106kの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106i、106jおよび106kの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0022】
図1Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド106lがある。ボンド・パッド106lは、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106lは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106lが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド106lの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106lの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0023】
図1Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド106mおよびボンド・パッド106nがある。ボンド・パッド106mと106nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド106mのサイズはボンド・パッド106nのサイズよりも小さい。ボンド・パッド106mおよび106nは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106mおよび106nが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド106mおよび106nの高さH106は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド106mおよび106nの高さH106が約0.24から0.72ミクロンである。
【0024】
図1Qおよび1Rを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング150aおよび第2の弾性カップリング150bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング150aおよび150bがはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング150aと150bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング150aおよび150bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bが共晶型である。弾性カップリング150aおよび150bの長さL150は例えば、約90から120ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの長さL150が約101から112ミルである。弾性カップリング150aおよび150bの幅W150は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの幅W150が約25から30ミルである。弾性カップリング150aおよび150bの高さH150は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bの高さH150が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。
【0025】
第1の弾性カップリング150aは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング150aが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0026】
第2の弾性カップリング150bは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約105から145ミルまでのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング150bが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約112から127ミルのところに配置される。
【0027】
好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ152を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ152がボンド・パッド106の一側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ152がボンド・パッド106に近接する。第1のバンパ152の幅W152は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ152の幅W152が約3から5ミルである。
【0028】
好ましい実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ154を含む。好ましい実施形態では第2のバンパ154が、第1のバンパ152とは反対側のボンド・パッド106の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第2のバンパ154がボンド・パッド106に近接する。第2のバンパ154の幅W154は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ154の幅W154が約3から5ミルである。
【0029】
図1Sから1Wを参照する。代替実施形態ではシステム100がさらに、マス104を滑り接触によって支持することが好ましい1つまたは複数の滑り支持110e、110f、110gまたは110hを含む。滑り支持110e、110f、110gまたは110hの数は、マス104を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持110e、110f、110gまたは110hがあるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持110e、110f、110gまたは110hはパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合されることが好ましい。
【0030】
滑り支持110eはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持110fはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持110gはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持110hはほぼ円形の断面形状を有する。滑り支持110e、110f、110gまたは110hはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持110e、110f、110gまたは110hの高さH110は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hの高さH110が約1から1.5ミルである。
【0031】
滑り支持110e、110f、110gまたは110hは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装手順を最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持110e、110f、110gまたは110hが、パッケージ102に滑り支持110を組み込む従来の手段を使用してパッケージ102のキャビティ116の底面126に結合される。
【0032】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持110ea、第2の滑り支持110eb、第3の滑り支持110ecおよび第4の滑り支持110edがある。好ましい実施形態では、滑り支持110ea、110eb、110ecおよび110edがほぼ正方形の断面形状を有する。第1の滑り支持110eaは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持110eaが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0033】
第2の滑り支持110ebは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持110ebが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0034】
第3の滑り支持110ecは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持110ecが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0035】
第4の滑り支持110edは、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持110edが、パッケージ102のキャビティ116の第1の壁118から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ102のキャビティ116の第2の壁120から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0036】
代替実施形態では弾性カップリング108がさらに、マス104をパッケージ102に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング150aおよび150bがさらに、マス104をパッケージ102に電気的に結合する。
【0037】
図2Aから2Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態200は、パッケージ202、マス204、1つまたは複数のボンド・パッド206、1つまたは複数の弾性カップリング208、および1つまたは複数の電気接続212を含むことが好ましい。
【0038】
パッケージ202は、弾性カップリング208および電気接続212に結合されることが好ましい。パッケージ202は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ202がハウジングである。パッケージ202は、平行かつ平坦な第1の面214、平行かつ平坦な第2の面216およびキャビティ218を含むことが好ましい。キャビティ218は、第1の壁220、第2の壁222、第3の壁224および第4の壁226を含むことが好ましい。第1の壁220と第3の壁224は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁222と第4の壁226は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁222および第4の壁226が第1の壁220および第3の壁224に対して垂直であることが好ましい。キャビティ218は底面228を含むことが好ましい。パッケージ202は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ202の中にマス204を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ202がセラミックである。
【0039】
マス204は、弾性カップリング208によってパッケージ202に弾性的に取り付けられ、電気接続212によってパッケージ202に電気的に結合されることが好ましい。マス204は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス204は一端に不活性領域250を有し、反対端に活性領域256を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス204が、第1の部材230、第2の部材232および第3の部材234を含む。第1の部材230が第2の部材232の上にあり、第2の部材232が第3の部材234の上にあることが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材230、第2の部材232および第3の部材234が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。第1の部材230は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材が平行かつ平坦な上面236を含む。第2の部材232は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第2の部材232が平行かつ平坦な中位面238を含む。第3の部材234は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第3の部材234が平行かつ平坦な下面240を含む。マス204の平行かつ平坦な下面240は、第1の辺242、第2の辺244、第3の辺246および第4の辺248を含むことが好ましい。第1の辺242と第3の辺246は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺244と第4の辺248は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺244および第4の辺248は第1の辺242および第3の辺246に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0040】
好ましい実施形態では、マス204の平行かつ平坦な下面240がボンド・パッド206を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド206が、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置する。ボンド・パッド206は、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206が、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。ボンド・パッド206は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206がはんだボンディングに使用される。マス204の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206の接触面積が最大化される。マス204内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206が最小限の不連続部を有する。マス204内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド206がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド206aがある。ボンド・パッド206aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド206aの長さL206aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの長さL206aが約200から220ミルである。ボンド・パッド206aの幅W206aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの幅W206aが約18から22ミルである。ボンド・パッド206aの高さH206aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206aの高さH206aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0041】
弾性カップリング208は、ボンド・パッド206をパッケージ202に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング208は、パッケージ202のキャビティ218の底面228に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング208がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング208がほぼ長方形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が最小限の不連続部を有する。マス204内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング208がある。弾性カップリング208は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が共晶型である。弾性カップリング208は、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208が、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング208がある。弾性カップリング208の長さL208は例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の長さL208が約225から235ミルである。弾性カップリング208の幅W208は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の幅W208が約25から30ミルである。弾性カップリング208の高さH208は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング208の高さH208が約2.5から3ミルである。
【0042】
好ましい実施形態では弾性カップリング208がさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ252および1つまたは複数の第2のバンパ254を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ252がボンド・パッド206の一側面に位置し、第2のバンパ254がボンド・パッド206の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ252および第2のバンパ254がボンド・パッド206に近接する。第1のバンパ252の幅W252は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ252の幅W252が約3から5ミルである。第2のバンパ254の幅W254は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ254の幅W254が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング208が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド206に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング208が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ252および単一の第2のバンパ254がある。
【0043】
電気接続212はマス204をパッケージ202に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続212がワイヤ・ボンドである。電気接続212は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ202およびマス204のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続212が金である。好ましい実施形態で第1の電気接続212aおよび第2の電気接続212bがある。第1の電気接続212aは、パッケージ202の平行かつ平坦な第1の面214をマス204の平行かつ平坦な上面236に電気的に結合することが好ましい。第2の電気接続212bは、パッケージ202の平行かつ平坦な第2の面216をマス204の平行かつ平坦な中位面238に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続212が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ202に結合される。好ましい実施形態では電気接続212が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス204に結合される。
【0044】
図2Fを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく横方向に互いに近接したボンド・パッド258aおよびボンド・パッド258bがある。ボンド・パッド258aおよび258bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド258aおよび258bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド258aおよび258bの長さL258は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの長さL258が約200から220ミルである。ボンド・パッド258aおよび258bの幅W258は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの幅W258が約13から18ミルである。ボンド・パッド258aおよび258bの高さH258は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド258aおよび258bの高さH258が約0.24から0.72ミクロンである。
【0045】
第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド258aは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0046】
第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の不活性領域250に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド258bは、マス204の平行かつ平坦な下面240の第1の辺242から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス204の平行かつ平坦な下面240の第2の辺244から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0047】
図2Gを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206bがある。ボンド・パッド206bはほぼ楕円形の断面形状を有することができる。ボンド・パッド206bは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206bが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206bの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206bの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0048】
図2Hを参照する。代替実施形態では第1のボンド・パッド206cおよび第2のボンド・パッド206dがある。ボンド・パッド206cと206dはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド206cおよび206dは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206cおよび206dが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206cおよび206dの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206cおよび206dの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0049】
図2Jを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206eがある。ボンド・パッド206eは3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド206eは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206eが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206eの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206eの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0050】
図2Kを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206fがある。ボンド・パッド206fは、8つの楕円がつながったような断面形状を有することができる。ボンド・パッド206fは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206fの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206fの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0051】
図2Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206gおよびボンド・パッド206hがある。ボンド・パッド206gと206hはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206gおよび206hは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206gおよび206hが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206gおよび206hの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206gおよび206hの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0052】
図2Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206i、ボンド・パッド206jおよびボンド・パッド206kがある。ボンド・パッド206i、206jおよび206kはサイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206i、206jおよび206kは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206i、206jおよび206kが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206i、206jおよび206kの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206i、206jおよび206kの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0053】
図2Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド206lがある。ボンド・パッド206lは、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206lは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206lが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド206lの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206lの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0054】
図2Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド206mおよびボンド・パッド206nがある。ボンド・パッド206mと206nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド206mのサイズはボンド・パッド206nのサイズよりも小さい。ボンド・パッド206mおよび206nは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206mおよび206nが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド206mおよび206nの高さH206は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド206mおよび206nの高さH206が約0.24から0.72ミクロンである。
【0055】
図2Qおよび2Rを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング260aおよび第2の弾性カップリング260bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング260aおよび260bがはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング260aと260bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング260aおよび260bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが共晶型である。弾性カップリング260aおよび260bの長さL260は例えば、約90から120ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの長さL260が約101から112ミルである。弾性カップリング260aおよび260bの幅W260は例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの幅W260が約25から30ミルである。弾性カップリング260aおよび260bの高さH260は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bの高さH260が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド206に結合される。
【0056】
第1の弾性カップリング260aは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング260aが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0057】
第2の弾性カップリング260bは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約105から145ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング260bが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約112から127ミルのところに配置される。
【0058】
好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ262を含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ262がボンド・パッド206の一側面に位置する。好ましい実施形態では第1のバンパ262がボンド・パッド206に近接する。第1のバンパ262の幅W262は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1のバンパ262の幅W262が約3から5ミルである。好ましい実施形態では単一の第1のバンパ262がある。
【0059】
好ましい実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ264を含む。好ましい実施形態では第2のバンパ264が、第1のバンパ262とは反対側のボンド・パッド206の他の側面に位置する。好ましい実施形態では第2のバンパ264がボンド・パッド206に近接する。第2のバンパ264の幅W264は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2のバンパ264の幅W264が約3から5ミルである。好ましい実施形態では単一の第2のバンパ264がある。
【0060】
図2Sから2Wを参照する。代替実施形態ではシステム200がさらに、1つまたは複数の滑り支持210e、210f、210gまたは210hを含む。滑り支持210e、210f、210gまたは210hはマス204を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持210e、210f、210gまたは210hの数は、マス204を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持210e、210f、210gまたは210hはパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合されることが好ましい。滑り支持210eはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持210fはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持210gはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持210hはほぼ円形の形状を有する。滑り支持210e、210f、210gまたは210hは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装手順を最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hが、パッケージ202に滑り支持210e、210f、210gまたは210hを組み込む従来の手段を使用してパッケージ202のキャビティ218の底面228に結合される。
【0061】
滑り支持210e、210f、210gまたは210hはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持210e、210f、210gまたは210hの高さH210は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持210e、210f、210gまたは210hの高さH210が約1から1.5ミルである。
【0062】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持210ea、第2の滑り支持210eb、第3の滑り支持210ecおよび第4の滑り支持210edがある。第1の滑り支持210eaは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持210eaが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0063】
第2の滑り支持210ebは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持210ebが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0064】
第3の滑り支持210ecは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持210ecが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0065】
第4の滑り支持210edは、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持210edが、パッケージ202のキャビティ218の第1の壁220から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ202のキャビティ218の第2の壁222から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0066】
代替実施形態では弾性カップリング208がさらに、マス204をパッケージ202に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング260aおよび260bがさらに、マス204をパッケージ202に電気的に結合する。
【0067】
図3Aから3Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態300は、パッケージ302、マス304、1つまたは複数のボンド・パッド306、1つまたは複数の弾性カップリング308、および1つまたは複数の電気接続310を含むことが好ましい。
【0068】
パッケージ302は、弾性カップリング308および電気接続310に結合される。パッケージ302は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ302がハウジングである。パッケージ302は、平行かつ平坦な上面312およびキャビティ314を含むことが好ましい。キャビティ314は、第1の壁316、第2の壁318、第3の壁320および第4の壁322を含むことが好ましい。第1の壁316と第3の壁320は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁318と第4の壁322は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁318および第4の壁322が第1の壁316および第3の壁320に対して垂直であることが好ましい。キャビティ314は底面324を含むことが好ましい。パッケージ302は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ302の中にマス304を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ302がセラミックである。
【0069】
マス304は、弾性カップリング308によってパッケージ302に弾性的に取り付けられ、電気接続310によってパッケージ302に電気的に結合されることが好ましい。マス304は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス304が全て活性領域であることが好ましい。好ましい実施形態ではマス304が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0070】
好ましい実施形態ではマス304が、平行かつ平坦な上面338および平行かつ平坦な下面340を含む。マス304の平行かつ平坦な下面340は、第1の辺342、第2の辺344、第3の辺346および第4の辺348を含むことが好ましい。第1の辺342と第3の辺346は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺344と第4の辺348は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺344および第4の辺348は第1の辺342および第3の辺346に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0071】
好ましい実施形態では、マス304の平行かつ平坦な下面340がボンド・パッド306を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド306が実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置する。ボンド・パッド306は、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306が、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。ボンド・パッド306は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306がはんだボンディングに使用される。マス304の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306の接触面積が最大化される。マス304内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306が最小限の不連続部を有する。マス304内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド306がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド306aがある。ボンド・パッド306aはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド306aの直径D306aは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306aの直径D306aが約70から80ミルである。ボンド・パッド306の高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306の高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0072】
弾性カップリング308は、ボンド・パッド306をパッケージ302に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の底面324に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング308がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング308がほぼ円形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が最小限の不連続部を有する。マス304内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング308がある。弾性カップリング308は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が共晶型である。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。より好ましい実施形態では単一の弾性カップリング308がある。弾性カップリング308の直径D308は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308の直径D308が約70から80ミルである。弾性カップリング308の高さH308は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308の高さH308が約2.5から3ミルである。
【0073】
好ましい実施形態では弾性カップリング308がさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ350を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ350がある。好ましい実施形態ではバンパ350がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ350がボンド・パッド306を取り囲む。好ましい実施形態ではバンパ350がボンド・パッド306に近接する。バンパ350の幅W350は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ350の幅W350が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド306に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。
【0074】
電気接続310はマス304をパッケージ302に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続310がある。電気接続310は、パッケージ302の平行かつ平坦な上面312をマス304の平行かつ平坦な上面338に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続310がワイヤ・ボンドである。電気接続310は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ302およびマス304のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続310が金である。好ましい実施形態では電気接続310が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ302に結合される。好ましい実施形態では電気接続310が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス304に結合される。
【0075】
図3Fを参照する。代替実施形態ではパッケージ302の底面324がさらに、弾性カップリング308を受け取る凹部326を含む。凹部326は円形または正方形とすることができる。凹部326は、第1の壁328、第2の壁330、第3の壁332および第4の壁334を含むことが好ましい。第1の壁328と第3の壁332は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁330と第4の壁334は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁330および第4の壁334が第1の壁328および第3の壁332に対して垂直であることが好ましい。凹部326は底面336を含むことが好ましい。凹部326の長さL326は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の長さL326が約115から125ミルである。凹部326の幅W326は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の幅W326が約115から125ミルである。凹部326の高さH326は例えば、約1から2ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の高さH326が約1.25から1.75ミルである。好ましい実施形態では凹部326が実質的に、パッケージ302の底面324の中央に位置する。凹部326の第1の壁328は、キャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の第1の壁328が、キャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。凹部326の第2の壁330は、キャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部326の第2の壁330が、キャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。
【0076】
好ましい実施形態では弾性カップリング308が凹部326の中に位置する。弾性カップリング308は、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第1の壁328からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第2の壁330からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング308が、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第1の壁328から垂直距離で約3から5ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の凹部326の第2の壁330から垂直距離で約3から5ミルのところに配置される。好ましい実施形態では弾性カップリング308が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用して凹部326の底面324に結合される。
【0077】
図3Gを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく縦方向に互いに近接した第1のボンド・パッド360aおよび第2のボンド・パッド360bがある。ボンド・パッド360aおよび360bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド360aおよび360bはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド360aおよび360bの合計直径D360は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bの合計直径D360が約70から80ミルである。ボンド・パッド360aおよび360bの高さH360は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド360aおよび360bの高さH360が約0.24から0.72ミクロンである。
【0078】
第1のボンド・パッド360aは実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド360aは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド360aは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約43から47ミルのところに配置することが好ましい。
【0079】
第2のボンド・パッド360bは実質的に、マス304の平行かつ平坦な下面340の中央に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド360bは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド360bは、マス304の平行かつ平坦な下面340の第1の辺342から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス304の平行かつ平坦な下面340の第2の辺344から垂直距離で約143から157ミルのところに配置することが好ましい。
【0080】
図3Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306bがある。ボンド・パッド306bは、くさび形に8つに切ったパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド306bの全体直径D306bは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306bの全体直径D306bが約70から80ミルである。ボンド・パッド306bの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306bの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0081】
図3Jを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306cがある。ボンド・パッド306cは、くさび形に8つに切った中心のないパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド306cの全体直径D306cは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306cの全体直径D306cが約70から80ミルである。ボンド・パッド306cの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306cの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0082】
図3Kを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306dがある。ボンド・パッド306dは、9つの円から成る断面形状を有する。ボンド・パッド306dの全体直径D306dは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306dの全体直径D306dが約70から80ミルである。ボンド・パッド306dの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306dの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0083】
図3Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306eがある。ボンド・パッド306eは星形の断面形状を有する。ボンド・パッド306eの全体直径D306eは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306eの全体直径D306eが約70から80ミルである。ボンド・パッド306eの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306eの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0084】
図3Mを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド306fがある。ボンド・パッド306fは日輪形の断面形状を有する。ボンド・パッド306fの全体直径D306fは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306fの全体直径D306fが約70から80ミルである。ボンド・パッド306fの高さH306は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド306fの高さH306が約0.24から0.72ミクロンである。
【0085】
図3Rおよび3Sを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング362aおよび第2の弾性カップリング362bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング362aおよび362bがはんだプリフォームであり、ほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング362aと362bは縦方向に互いに近接し、サイズが実質的に等しい。弾性カップリング362aおよび362bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが共晶型である。弾性カップリング362aおよび362bの合計直径D362は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bの全体直径D362が約70から80ミルである。弾性カップリング362aおよび362bの高さH362は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bの高さH362が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング362aおよび362bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド306に結合される。
【0086】
第1の弾性カップリング362aは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング362aが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約43から47ミルのところに配置される。
【0087】
第1の弾性カップリング362aはさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ364を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ364がある。好ましい実施形態ではバンパ364がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ364がボンド・パッド306に近接する。バンパ364の幅W364は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ364の幅W364が約3から5ミルである。
【0088】
第2の弾性カップリング362bは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング362bが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約147から157ミルのところに配置される。
【0089】
第2の弾性カップリング362bはさらに、マス304を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ366を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ366がある。好ましい実施形態ではバンパ366がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ366がボンド・パッド306に近接する。バンパ366の幅W366は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ366の幅W366が約3から5ミルである。
【0090】
図3Tから3Xを参照する。代替実施形態ではシステム300がさらに、1つまたは複数の滑り支持354a、354b、354cまたは354dを含む。滑り支持354a、354b、354cまたは354dはマス304を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持354a、354b、354cまたは354dの数は、マス304を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持354a、354b、354cまたは354dはパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合されることが好ましい。滑り支持354aはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持354bはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持354cはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持354dはほぼ円形の形状を有する。滑り支持354a、354b、354cまたは354dは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装プロセスを最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dがタングステンである。好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dが、パッケージ302に滑り支持310を組み込む従来の手段を使用してパッケージ302のキャビティ314の底面324に結合される。
【0091】
滑り支持354a、354b、354cまたは354dはそれぞれ、約400から1600平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dがそれぞれ、約625から1225平方ミルの近似断面積を有する。滑り支持354a、354b、354cまたは354dの高さH354は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持354a、354b、354cまたは354dの高さH354が約1から1.5ミルである。
【0092】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持354aa、第2の滑り支持354ab、第3の滑り支持354acおよび第4の滑り支持354adがある。第1の滑り支持354aaは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持354aaが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0093】
第2の滑り支持354abは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持354abが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0094】
第3の滑り支持354acは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持354acが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0095】
第4の滑り支持354adは、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持354adが、パッケージ302のキャビティ314の第1の壁316から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ302のキャビティ314の第2の壁318から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0096】
代替実施形態では弾性カップリング308がさらに、マス304をパッケージ302に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング362aおよび362bがさらに、マス304をパッケージ302に電気的に結合する。
【0097】
図4Aから4Eを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態400は、パッケージ402、マス404、1つまたは複数のボンド・パッド406、1つまたは複数の弾性カップリング408、および1つまたは複数の電気接続410を含むことが好ましい。
【0098】
パッケージ402は、弾性カップリング408および電気接続410に結合される。パッケージ402は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ402がハウジングである。パッケージ402は、平行かつ平坦な第1の上面412、平行かつ平坦な第2の上面414およびキャビティ416を含むことが好ましい。キャビティ416は、第1の壁418、第2の壁420、第3の壁422および第4の壁424を含むことが好ましい。第1の壁418と第3の壁422は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁420と第4の壁424は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁420および第4の壁424が第1の壁418および第3の壁422に対して垂直であることが好ましい。キャビティ416は底面426を含むことが好ましい。パッケージ402は、例えばセラミック、金属またはプラスチックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ402の中にマス404を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ402がセラミックである。
【0099】
マス404は、弾性カップリング408によってパッケージ402に弾性的に取り付けられ、電気接続410によってパッケージ402に電気的に結合されることが好ましい。マス404は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス404が全て活性領域であることが好ましい。
【0100】
好ましい実施形態ではマス404が、第1の部材440、第2の部材442および第3の部材444を含む。第1の部材440が第2の部材442の上にあり、第2の部材442が第3の部材444の上にあることが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材440、第2の部材442および第3の部材444が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。第1の部材440は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第1の部材440が平行かつ平坦な上面446を含む。第2の部材442は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第2の部材442が平行かつ平坦な中位面448を含む。第3の部材444は、1つまたは複数の平行かつ平坦な面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では第3の部材444が平行かつ平坦な下面450を含む。マス404の平行かつ平坦な下面450は、第1の辺452、第2の辺454、第3の辺456および第4の辺458を含むことが好ましい。第1の辺452と第3の辺456は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺454と第4の辺458は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺454および第4の辺458は第1の辺452および第3の辺456に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0101】
好ましい実施形態では、マス404の平行かつ平坦な下面450がボンド・パッド406を含む。好ましい実施形態ではボンド・パッド406が実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置する。ボンド・パッド406は、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406が、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。ボンド・パッド406は例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406がはんだボンディングに使用される。マス404の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406の接触面積が最大化される。マス404内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406が最小限の不連続部を有する。マス404内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド406がある。好ましい実施形態では単一のボンド・パッド406aがある。ボンド・パッド406aはほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド406aの直径D406aは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406aの直径D406aが約70から80ミルである。ボンド・パッド406aの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406aの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0102】
弾性カップリング408は、ボンド・パッド406をパッケージ402に弾性的に取り付けることが好ましい。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の底面426に結合されることが好ましい。好ましい実施形態では弾性カップリング408がはんだプリフォームである。好ましい実施形態では弾性カップリング408がほぼ円形の断面形状を有する。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が最小限の不連続部を有する。マス404内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング408がある。弾性カップリング408は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が共晶型である。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。好ましい実施形態では単一の弾性カップリング408がある。弾性カップリング408の直径D408は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408の直径D408が約70から80ミルである。弾性カップリング408の高さH408は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408の高さH408が約2.5から3ミルである。
【0103】
好ましい実施形態では弾性カップリング408がさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ460を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ460がある。好ましい実施形態ではバンパ460がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ460がボンド・パッド406を取り囲む。好ましい実施形態ではバンパ460がボンド・パッド406に近接する。バンパ460の幅W460は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ460の幅W460が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド406に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合される。
【0104】
電気接続410はマス404をパッケージ402に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続410がワイヤ・ボンドである。電気接続410は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージおよびマス404のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続410が金である。好ましい実施形態で第1の電気接続410aおよび第2の電気接続410bがある。第1の電気接続410aは、パッケージ402の平行かつ平坦な第1の面412をマス404の平行かつ平坦な上面446に電気的に結合することが好ましい。第2の電気接続410bは、パッケージ402の平行かつ平坦な第2の面414をマス404の平行かつ平坦な中位面448に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続410が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ402に結合される。好ましい実施形態では電気接続410が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス404に結合される。
【0105】
図4Fを参照する。代替実施形態ではパッケージ402の底面426がさらに、凹部428を含む。凹部428は円形または長方形とすることができる。凹部428は、第1の壁430、第2の壁432、第3の壁434および第4の壁436を含むことが好ましい。第1の壁430と第3の壁434は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁432と第4の壁436は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁432および第4の壁436が第1の壁430および第3の壁434に対して垂直であることが好ましい。凹部428は底面438を含むことが好ましい。凹部428の長さL428は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の長さL428が約115から125ミルである。凹部428の幅W428は例えば、約110から130ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の幅W428が約115から125ミルである。凹部428の高さH428は例えば、約1から2ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の高さH428が約1.25から1.75ミルである。好ましい実施形態では凹部428が実質的に、パッケージ402の底面426の中央に位置する。凹部428の第1の壁430は、キャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の第1の壁430が、キャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。凹部428の第2の壁432は、キャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では凹部428の第2の壁432が、キャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約85から95ミルのところに配置される。
【0106】
好ましい実施形態では弾性カップリング408が凹部428の中に位置する。弾性カップリング408は、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第1の壁430からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第2の壁432からの垂直距離で例えば約2から7ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング408が、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第1の壁430から垂直距離で約3から5ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の凹部428の第2の壁432から垂直距離で約3から5ミルのところに配置される。好ましい実施形態では弾性カップリング408が、従来のはんだ設備およびプロセスを使用して凹部428の底面438に結合される。
【0107】
図4Gを参照する。代替実施形態では、サイズが実質的に等しく縦方向に互いに近接した第1のボンド・パッド468aおよび第2のボンド・パッド468bがある。ボンド・パッド468aおよび468bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468がはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド468はほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド468aおよび468bの合計直径D468は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468aおよび468bの合計直径D468が約70から80ミルである。ボンド・パッド468aおよび468bの高さH468は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド468aおよび468bの高さH468が約0.24から0.72ミクロンである。
【0108】
第1のボンド・パッド468aは実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置することが好ましい。第1のボンド・パッド468aは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド468aは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約43から47ミルのところに配置することが好ましい。
【0109】
第2のボンド・パッド468bは実質的に、マス404の平行かつ平坦な下面450の中央に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド468bは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド468bは、マス404の平行かつ平坦な下面450の第1の辺452から垂直距離で約85から95ミルのところに配置することが好ましく、マス404の平行かつ平坦な下面450の第2の辺454から垂直距離で約147から157ミルのところに配置することが好ましい。
【0110】
図4Hを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406bがある。ボンド・パッド406bは、くさび形に8つに切ったパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド406bの全体直径D406bは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406bの全体直径D406bが約70から80ミルである。ボンド・パッド406bの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406bの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0111】
図4Jを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406cがある。ボンド・パッド406cは、くさび形に8つに切った中心のないのパイのような断面形状を有する。ボンド・パッド406cの全体直径D406cは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406cの全体直径D406cが約70から80ミルである。ボンド・パッド406cの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406cの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0112】
図4Kを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド406dがある。ボンド・パッド406dは9つの円から成る断面形状を有する。ボンド・パッド406dの全体直径D406dは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406dの全体直径D406dが約70から80ミルである。ボンド・パッド406dの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406dの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0113】
図4Lを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド406eがある。ボンド・パッド406eは星形の断面形状を有する。ボンド・パッド406eの全体直径D406eは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406eの全体直径D406eが約70から80ミルである。ボンド・パッド406eの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406eの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0114】
図4Mを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド406fがある。ボンド・パッド406fは日輪形の断面形状を有する。ボンド・パッド406fの全体直径D406fは例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406fの全体直径D406fが約70から80ミルである。ボンド・パッド406fの高さH406は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド406fの高さH406が約0.24から0.72ミクロンである。
【0115】
図4Rおよび4Sを参照する。代替実施形態では第1の弾性カップリング470aおよび第2の弾性カップリング470bがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング470aおよび470bがはんだプリフォームであり、ほぼ円形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング470aおよび470bは、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが共晶型である。弾性カップリング470aおよび470bの合計直径D470は例えば、約50から100ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bの合計直径D470が約70から80ミルである。弾性カップリング470aおよび470bの高さH470は例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bの高さH470が約2.5から3ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング470aおよび470bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド406に結合される。
【0116】
第1の弾性カップリング470aは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約40から50ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング470aが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約43から47ミルのところに配置される。
【0117】
第1の弾性カップリング470aはさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ472を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ472がある。好ましい実施形態ではバンパ472がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ472がボンド・パッド406に近接する。バンパ472の幅W472は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ472の幅W472が約3から5ミルである。
【0118】
第2の弾性カップリング470bは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約80から100ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約135から165ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング470bが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約85から95ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約147から157ミルのところに配置される。
【0119】
第2の弾性カップリング470bはさらに、マス404を滑り接触によって支持する1つまたは複数のバンパ474を含む。好ましい実施形態では単一のバンパ474がある。好ましい実施形態ではバンパ474がほぼ環形の断面形状を有する。好ましい実施形態ではバンパ474がボンド・パッド406に近接する。バンパ474の幅W474は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態ではバンパ474の幅W474が約3から5ミルである。
【0120】
図4Tから4Xを参照する。代替実施形態ではシステム400がさらに、1つまたは複数の滑り支持462a、462b、462cまたは462dを含む。滑り支持462a、462b、462cまたは462dはマス404を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの数は、マス304を滑り接触によって最適に支持するために十分な量の滑り支持があるかどうかに基づいて決定されることが好ましい。滑り支持462a、462b、462cまたは462dはパッケージ402のキャビティ416の底面426に結合されることが好ましい。滑り支持462aはほぼ正方形の断面形状を有する。滑り支持462bはほぼ長方形の断面形状を有する。滑り支持462cはほぼ三角形の断面形状を有する。滑り支持462dはほぼ円形の形状を有する。滑り支持462a、462b、462cまたは462dは例えば、タングステンまたはセラミックとすることができる。標準実装プロセスを最適に提供するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dがタングステンである。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの合計断面積はそれぞれ、約400から1600平方ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dの合計断面積がそれぞれ、約625から1225平方ミルである。滑り支持462a、462b、462cまたは462dの高さH462は例えば、約0.5から3ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では滑り支持462a、462b、462cまたは462dの高さH462が約1から1.5ミルである。
【0121】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持462aa、第2の滑り支持462ab、第3の滑り支持462acおよび第4の滑り支持462adがある。第1の滑り支持462aaは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の滑り支持462aaが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0122】
第2の滑り支持462abは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約45から75ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の滑り支持462abが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約52から62ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0123】
第3の滑り支持462acは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約15から30ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第3の滑り支持462acが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約20から25ミルのところに配置される。
【0124】
第4の滑り支持462adは、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができ、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420からの垂直距離で例えば約85から115ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第4の滑り支持462adが、パッケージ402のキャビティ416の第1の壁418から垂直距離で約90から105ミルのところに配置され、パッケージ402のキャビティ416の第2の壁420から垂直距離で約90から105ミルのところに配置される。
【0125】
代替実施形態では弾性カップリング408がさらに、マス404をパッケージ402に電気的に結合する。
代替実施形態では弾性カップリング470aおよび470bがさらに、マス404をパッケージ402に電気的に結合する。
【0126】
図5Aから5Gを参照する。マスをパッケージに弾性的に結合するシステムの一実施形態500は、パッケージ502、マス504、1つまたは複数のボンド・パッド506、1つまたは複数の弾性カップリング508、および1つまたは複数の電気接続510を含むことが好ましい。
【0127】
パッケージ502は、弾性カップリング508および電気接続510に結合される。パッケージ502は例えばハウジングまたは基板である。表面実装構成部品を最適に提供するため、好ましい実施形態ではパッケージ502がハウジングである。パッケージ502は、平行かつ平坦な上面512およびキャビティ514を含むことが好ましい。キャビティ514は、第1の壁516、第2の壁518、第3の壁520および第4の壁522を含むことが好ましい。第1の壁516と第3の壁520は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の壁518と第4の壁522は互いにほぼ平行であることが好ましい。さらに、第2の壁518および第4の壁522が第1の壁516および第3の壁520に対して垂直であることが好ましい。キャビティ514は底面524を含むことが好ましい。パッケージ502は、例えば金属、プラスチックまたはセラミックの従来の任意の市販ハウジングとすることができる。パッケージ502の中にマス504を最適に真空封止するため、好ましい実施形態ではパッケージ502がセラミックである。
【0128】
マス504は、弾性カップリング508によってパッケージ502に弾性的に取り付けられ、電気接続510によってパッケージ502に電気的に結合されることが好ましい。マス504は、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。マス504は一端に不活性領域538を有し、反対端に活性領域540を有することが好ましい。好ましい実施形態ではマス504が実質的に、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号14737.737に開示の微細機械加工されたセンサである。この出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0129】
好ましい実施形態ではマス504が、平行かつ平坦な上面526および平行かつ平坦な下面528を含む。マス504の平行かつ平坦な下面528は、第1の辺530、第2の辺532、第3の辺534および第4の辺536を含むことが好ましい。第1の辺530と第3の辺534は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺532と第4の辺536は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の辺532および第4の辺536は第1の辺530および第3の辺534に対してほぼ垂直であることが好ましい。
【0130】
好ましい実施形態では、マス504の平行かつ平坦な下面528がボンド・パッド506を含む。マス504の耐衝撃性を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506の接触面積が最大化される。マス504内の熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506が最小限の不連続部を有する。マス504内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数のボンド・パッド506がある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド506aおよび第2のボンド・パッド506bがある。好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第1のボンド・パッド506aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aがマス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0131】
好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置することが好ましい。第2のボンド・パッド506bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0132】
第1のボンド・パッド506aは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aがはんだボンディングに使用される。第1のボンド・パッド506aはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。第1のボンド・パッド506aの長さL506aは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの長さL506aが約200から220ミルである。第1のボンド・パッド506aの幅W506aは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの幅W506aが約18から22ミルである。第1のボンド・パッド506aの高さH506aは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1のボンド・パッド506aの高さH506aが約0.24から0.72ミクロンである。
【0133】
第2のボンド・パッド506bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bがはんだボンディングに使用される。第2のボンド・パッド506bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。第2のボンド・パッド506bの長さL506bは例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの長さL506bが約200から220ミルである。第2のボンド・パッド506bの幅W506bは例えば、約15から25ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの幅W506bが約18から22ミルである。第2のボンド・パッド506bの高さH506bは例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bの高さH506bが約0.24から0.72ミクロンである。
【0134】
弾性カップリング508は、ボンド・パッド506をパッケージ502に弾性的に取り付けることが好ましい。熱応力の分布を最適化するため、好ましい実施形態では弾性カップリング508が最小限の不連続部を有する。マス104内の熱応力の除去を最適化するため、いくつかの代替実施形態では複数の弾性カップリング508がある。好ましい実施形態では弾性カップリング508がはんだプリフォームであり、ほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。弾性カップリング508は、例えば共晶型または非共晶型の従来の任意の市販はんだプリフォームとすることができる。合理的な溶融温度での良好な降伏強度を最適に提供するため、好ましい実施形態では弾性カップリング508が共晶型である。弾性カップリング508は、キャビティ514の底面524に結合されることが好ましい。
【0135】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aおよび第2の弾性カップリング508bがある。第1の弾性カップリング508aの長さL508aは例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの長さL508aが約225から235ミルである。第1の弾性カップリング508aの幅W508aは例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの幅W508aが約25から30ミルである。第1の弾性カップリング508aの高さH508aは例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの高さH508aが約2.5から3ミルである。
【0136】
第2の弾性カップリング508bの長さL508bは例えば、約200から250ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの長さL508bが約225から235ミルである。第2の弾性カップリング508bの幅W508bは例えば、約20から35ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの幅W508bが約25から30ミルである。第2の弾性カップリング508bの高さH508bは例えば、約2から4ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの高さH508bが約2.5から3ミルである。
【0137】
第1の弾性カップリング508aは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aが、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0138】
第2の弾性カップリング508bは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bが、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520から垂直距離で約7から12ミルのところに配置され、パッケージ502のキャビティ514の第2の壁518から垂直距離で約7から12ミルのところに配置される。
【0139】
好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aがさらに、マス504を滑り接触によって支持する第1のバンパ542および第2のバンパ544を含む。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542が第1のボンド・パッド506aの一側面に位置し、第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544が第1のボンド・パッド506aの他の側面に位置する。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542および第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544が第1のボンド・パッド506aに近接する。第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542の幅W542は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの第1のバンパ542の幅W542が約3から5ミルである。第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544の幅W544は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第1の弾性カップリング508aの第2のバンパ544の幅W544が約3から5ミルである。
【0140】
好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bがさらに、マス504を滑り接触によって支持する第1のバンパ546および第2のバンパ548を含む。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546が第2のボンド・パッド506bの一側面に位置し、第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548が第2のボンド・パッド506bの他の側面に位置する。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546および第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548が第2のボンド・パッド506bに近接する。第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546の幅W546は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの第1のバンパ546の幅W546が約3から5ミルである。第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548の幅W548は例えば、約2から6ミルとすることができる。熱応力を最小化するため、好ましい実施形態では第2の弾性カップリング508bの第2のバンパ548の幅W548が約3から5ミルである。好ましい実施形態では弾性カップリング508aおよび508bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では弾性カップリング508aおよび508bが、従来のはんだ設備およびプロセスを使用してパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。
【0141】
電気接続510はマス504をパッケージ502に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では単一の電気接続510がある。電気接続510は、パッケージ502の平行かつ平坦な上面512をマス504の平行かつ平坦な上面526に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では電気接続512がワイヤ・ボンドである。電気接続512は、例えば金またはアルミニウムの従来の任意の市販ワイヤ・ボンドとすることができる。パッケージ502およびマス504のメタライゼーションに最適に適合させるため、好ましい実施形態では電気接続512が金である。好ましい実施形態では電気接続512が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してパッケージ502に結合される。好ましい実施形態では電気接続512が、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを使用してマス504に結合される。
【0142】
図5Hを参照する。代替実施形態ではマス504がさらに、マス504の平行かつ平坦な下面の不活性領域538とは反対側の端に第2の不活性領域552を含む。活性領域540は、不活性領域538と第2の不活性領域552の間に位置することが好ましい。好ましい実施形態では第2のボンド・パッド506bが第2の不活性領域552に位置する。
【0143】
図5Jを参照する。代替実施形態では1つまたは複数のボンド・パッド562および1つまたは複数のボンド・パッド564がある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド562aおよび第2のボンド・パッド562bがある。ボンド・パッド562aと562bはサイズが実質的に等しく、横方向に互いに近接する。ボンド・パッド562aおよび562bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bがはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド562aおよび562bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド562aおよび562bの長さL562は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの長さL562が約200から220ミルである。ボンド・パッド562aおよび562bの幅W562は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの幅W562が約13から18ミルである。ボンド・パッド562aおよび562bの高さH562は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド562aおよび562bの高さH562が約0.24から0.72ミクロンである。
【0144】
好ましい実施形態では第1のボンド・パッド562aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第1のボンド・パッド562aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第1のボンド・パッド562aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0145】
好ましい実施形態では第2のボンド・パッド562bが、マス504の平行かつ平坦な下面528の不活性領域538に位置する。第2のボンド・パッド562bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第2のボンド・パッド562bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第1の辺530から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0146】
好ましい実施形態では、第3のボンド・パッド564aおよび第4のボンド・パッド564bがある。ボンド・パッド564aおよび564bは例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシまたは非導電性エポキシ・ボンディングに使用することができる。良好なマニュファクチャビリティを最適に提供するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564がはんだボンディングに使用される。ボンド・パッド564aおよび564bはほぼ長方形の断面形状を有することが好ましい。ボンド・パッド564aおよび564bの長さL564は例えば、約180から240ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの長さL564が約200から220ミルである。ボンド・パッド564aおよび564bの幅W564は例えば、約10から20ミルとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの幅W564が約13から18ミルである。ボンド・パッド564aおよび564bの高さH564は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド564aおよび564bの高さH564が約0.24から0.72ミクロンである。
【0147】
好ましい実施形態では第3のボンド・パッド564aが、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置する。第3のボンド・パッド564aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約15から45ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第3のボンド・パッド564aは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約20から30ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0148】
第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の活性領域540に位置することが好ましい。第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができ、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532からの垂直距離で例えば約5から25ミルのところに配置することができる。熱応力を最適に最小化するため、第4のボンド・パッド564bは、マス504の平行かつ平坦な下面528の第3の辺534から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましく、マス504の平行かつ平坦な下面528の第2の辺532から垂直距離で約7から12ミルのところに配置することが好ましい。
【0149】
代替実施形態では、第3のボンド・パッド564aおよび第4のボンド・パッド564bがマス504の第2の不活性領域552に位置する。
【0150】
図5Kから5Sを参照する。いくつかの代替実施形態では実質的に、図5Aを参照して先に説明したボンド・パッド506aおよび/または506bの代わりにボンド・パッド506c、一対のボンド・パッド506dおよび506e、ボンド・パッド506f、ボンド・パッド506g、一対のボンド・パッド506hおよび506i、一組のボンド・パッド506j、506kおよび5061l、ボンド・パッド506m、ならびに一対のボンド・パッド506nおよび506oを使用することができる。
【0151】
図5Kを参照する。ボンド・パッド506cはほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド506cは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506cが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506cの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506cの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0152】
図5Lを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506dおよびボンド・パッド506eが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ楕円形の断面形状を有する。ボンド・パッド506dおよび506eは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506dおよび506eが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506dおよび506eの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506dおよび506eの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0153】
図5Mを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506fが、3つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド506fは、約4000から8750平方ミルまでの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506fが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506fの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506fの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0154】
図5Nを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506gが、8つの楕円がつながったような断面形状を有する。ボンド・パッド506gは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506gが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506gの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506gの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0155】
図5Pを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506hおよびボンド・パッド506iが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506hおよび506iは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506hおよび506iが約5625から8750平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506hおよび506iの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506hおよび506iの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0156】
図5Qを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506j、ボンド・パッド506kおよびボンド・パッド506lが、サイズが実質的に等しく、縦方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506j、506kおよび506lは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506j、506kおよび506lが約5625から8750平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506j、506kおよび506lの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506j、506kおよび506lの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0157】
図5Rを参照する。代替実施形態では単一のボンド・パッド506mが、両側が波打った長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506mは、約4000から8750平方ミルの近似断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506mが約5625から7050平方ミルの近似断面積を有する。ボンド・パッド506mの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506mの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0158】
図5Sを参照する。代替実施形態ではボンド・パッド506mおよびボンド・パッド506nが、ボンド・パッド506mと506nは横方向に互いに近接し、ほぼ長方形の断面形状を有する。ボンド・パッド506nのサイズはボンド・パッド506oのサイズよりも小さい。ボンド・パッド506nおよび506oは、約4000から8750平方ミルの近似合計断面積を有することができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506nおよび506oが約5625から7050平方ミルの近似合計断面積を有する。ボンド・パッド506nおよび506oの高さH506は例えば、約0.1から1ミクロンとすることができる。熱応力を最適に最小化するため、好ましい実施形態ではボンド・パッド506nおよび506oの高さH506が約0.24から0.72ミクロンである。
【0159】
図5T〜5Wを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数の弾性カップリング566および1つまたは複数の弾性カップリング568が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだの予備的形成品である。弾性カップリング566は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング566の長さL566が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の長さL566は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング566の幅W566が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の幅W566は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング566の高さH566が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング566の高さH566は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング566は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング566aおよび第2の弾性カップリング566bが有る。
【0160】
第1の弾性カップリング566aは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング566aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0161】
第1の弾性カップリング566aは、マス504を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第1のバンパ554をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ554は第1のボンド・パッド506aの両側に配置される。好ましい実施形態では、第1のバンパ554は第1のボンド・パッド506aに近接している。第1のバンパ554の幅W554が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のバンパ554の幅W554は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0162】
第2の弾性カップリング566bは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のくぼみ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング566bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0163】
第2の弾性カップリング566bは、マス504を滑動して支持する1つまたは複数の第2のバンパ556をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパ556は第1のボンド・パッド506aの片側に配置される。好ましい実施形態では、第2のバンパ556は第1のボンド・パッド506aに近接している。第2のバンパ556の幅W556が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のバンパ556の幅W556は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0164】
好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、断面がほぼ長方形であることが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング568は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング568の長さL568が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の長さL568は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング568の幅W568が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の幅W568は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング568の高さH568が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング568の高さH568は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング568は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド506に結合される。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング568aおよび第4の弾性カップリング568bが有る。
【0165】
第3の弾性カップリング568aは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング568aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0166】
第3の弾性カップリング568aは、マス504を滑動して支持する1つまたは複数の第3のバンパ558をさらに含む。好ましい実施形態では、第3のバンパ558は第2のボンド・パッド506bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第3のバンパ558は第2のボンド・パッド506bに近接している。第3のバンパ558の幅W558が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第3のバンパ558の幅W558は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0167】
第4の弾性カップリング568bは、パッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の弾性カップリング568bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第3の壁520からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0168】
第4の弾性カップリング568bは、マス504を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第4のバンパ560をさらに含む。好ましい実施形態では、第4のバンパ560は第2のボンド・パッド506bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第4のバンパ560は第2のボンド・パッド506bに近接している。第4のバンパ560の幅W560が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第4のバンパ560の幅W560は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0169】
図5X〜5BBを参照すると、代替実施形態では、システム500は1つまたは複数の滑り支持550a、550b、550c、または550dをさらに含む。滑り支持550a、550b、550c、または550dはマス504を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持550a、550b、550c、または550dはパッケージ502のキャビティ514の底面524に結合されることが好ましい。滑り支持550a、550b、550c、または550dの数は、マス504を最適に滑り接触によって支持するために十分な数量の滑り支持を有しているかどうかに拠ることが好ましい。滑り支持550aは断面がほぼ正方形であることがある。滑り支持550bは断面がほぼ長方形であることがある。滑り支持550cは断面がほぼ三角形であることがある。滑り支持550dは断面がほぼ円形であることがある。滑り支持550a、550b、550c、または550dは、例えば、タングステンまたはセラミックである。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dは、標準実装プロセスを最適に施すためにタングステンである。滑り支持550a、550b、550c、または550dの断面積が、例えば、それぞれ約400〜1600平方ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dの断面積は、例えば、熱応力を最適に最小化するためにそれぞれ約625〜1225平方ミルであることがある。滑り支持550a、550b、550c、または550dの高さH550が、例えば、約0.5〜3ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持550a、550b、550c、または550dの高さH550は、熱応力を最適に最小化するために約1〜1.5ミルである。
【0170】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持550aa、第2の滑り支持550ab、第3の滑り支持550ac、および第4の滑り支持550adが有る。第1の滑り支持550aaは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の滑り支持550aaは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0171】
第2の滑り支持550abは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の滑り支持550abは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0172】
第3の滑り支持550acは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の滑り支持550acは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0173】
第4の滑り支持550adは、パッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の滑り支持550adは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第1の壁516からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ502のキャビティ514の第2の壁518からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0174】
代替実施形態では、弾性カップリング508もまたマス504をパッケージ502に電気的に結合するかもしれない。
代替実施形態では、弾性カップリング566および568もまたマス504をパッケージ502に電気的に結合するかもしれない。
【0175】
図6A〜6Gを参照すると、マスをパッケージに弾性的に結合するシステム600の代替実施形態が、パッケージ602、マス604、1つまたは複数のボンド・パッド606、1つまたは複数の弾性的な結合608、および1つまたは複数の電気的接続610を含むことが好ましい。
【0176】
パッケージ602は、弾性カップリング608および電気的接続610に結合されることが好ましい。パッケージ602は、例えば、ケースまたは基板であることがある。好ましい実施形態では、パッケージ602は、表面実装部品を最適に与えるためにケースである。パッケージ602は、第1の平行な平面612、第2の平行な平面614、およびキャビティ616を含むことが好ましい。キャビティ616は、第1の壁618、第2の壁620、第3の壁622、および第4の壁624を含むことが好ましい。第1の壁618および第3の壁622は互いに平行に近接し、第2の壁620および第4の壁624は互いに平行に近接することが好ましい。第2の壁620および第4の壁624は第1の壁618および第3の壁622に対して直角であることもまた好ましい。くぼみ616は底面626を含むことが好ましい。パッケージ602は、例えば、金属、セラミック、またはプラスチックのタイプの多くの従来の市販のケースであることがある。好ましい実施形態では、パッケージ602は、パッケージ602内のマス604を最適に真空封止するためにセラミックである。
【0177】
マス604は弾性カップリング608によってパッケージ602に弾性的に取付けられ、電気的接続610によってパッケージ602に電気的に結合されることが好ましい。マス604は断面がほぼ長方形であることが好ましい。マス604は不活性領域648を一端に、活性領域650を対向する端に含むことが好ましい。
【0178】
好ましい実施形態では、塊り604は第1の部材628、第2の部材630、および第3の部材632を含む。第1の部材628は第2の部材630の上に在ること好ましく、そして第2の部材630は第3の部材632の上に在ることが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材628、第2の部材630、および第3の部材632は、 年 月 日出願の同時係属米国特許出願第 号、弁理士整理番号第14737.737号で開示されたように実質的に微細加工されたセンサーであり、この開示は参照してここに取り入れられる。
第1の部材628は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第1の部材628は平行かつ平坦な上面634を含む。第2の部材630は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第2の部材630は平行かつ平坦な中間面636を含む。第3の部材632は1つまたは複数の平行な平面を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、第3の部材632は平行かつ平坦な下面638を含む。マス604の平行かつ平坦な下面638は、第1の側面640、第2の側面642、第3の側面644、および第4の側面646を含むことが好ましい。第1の側面640および第3の側面644は互いにほぼ平行であることが好ましく、第2の側面642および第4の側面646は互いにほぼ平行であることが好ましく、そして第1の側面640および第3の側面644にほぼ直角あることが好ましい。
【0179】
好ましい実施形態では、マス604の平行かつ平坦な下面638はボンド・パッド606を含む。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606の接触面積は、マス604の耐衝撃性を最適化するために最大化される。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606は、マス604内の熱応力の分布を最適化するために不連続部を最小にする。いくつかの代替実施形態では、マス604内の熱応力の除去を最適化するために複数のボンド・パッド606が有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aおよび第2のボンド・パッド606bが有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aはマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648内に配置される。第1のボンド・パッド606aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0180】
好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bはマス604の平行かつ平坦な下面638の活性領域650内に配置される。第2のボンド・パッド606bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0181】
第1のボンド・パッド606aは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aは、良好なマニュファクチャビリティを最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。第1のボンド・パッド606aは断面がほぼ長方形であることが好ましい。第1のボンド・パッド606aの長さL606aが、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの長さL606aは、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。第1のボンド・パッド606aの幅W606aが、例えば、約15〜25ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの幅W606aは、熱応力を最適に最小化するために約18〜22ミルである。第1のボンド・パッド606aの高さH606aが、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド606aの高さH606aは、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0182】
第2のボンド・パッド606bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは、はんだ付け性を最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。第2のボンド・パッド606bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。第2のボンド・パッド606bの長さL606bが、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの長さL606bは、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。第2のボンド・パッド606bの幅W606bが、例えば、約15〜25ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの幅W606bは、熱応力を最適に最小化するために約18〜22ミルである。第2のボンド・パッド606bの高さH606bが、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bの高さH606bは、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0183】
弾性カップリング608はボンド・パッド606をパッケージ602に取付けることが好ましい。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、熱応力の分布を最適化するために不連続部を最小にする。いくつかの代替実施形態では、マス604内の熱応力の除去を最適化するために複数のボンド・パッド608が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、できれば断面がほぼ長方形であるはんだプリフォームである。好ましい実施形態では、弾性カップリング608はくぼみ616の底面626に結合される。弾性カップリング608は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだの予備的形成品であることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。
【0184】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aおよび第2の弾性カップリング608bが有る。第1の弾性カップリング608aの長さL608aが、例えば、約200〜250ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの長さL608aは、熱応力を最適に最小化するために約225〜235ミルである。第1の弾性カップリング608aの幅W608aが、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの幅W608aは、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。第1の弾性カップリング608aの高さH608aが、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの高さH608aは、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。
【0185】
第2の弾性カップリング608bの長さL608bが、例えば、約200〜250ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの長さL608bは、熱応力を最適に最小化するために約225〜235ミルである。第2の弾性カップリング608bの幅W608bが、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの幅W608bは、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。第2の弾性カップリング608bの高さH608bが、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの高さH608bは、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。
【0186】
第1の弾性カップリング608aは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0187】
第2の弾性カップリング608bは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0188】
好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aは、マス604を滑り接触によって支持する第1のバンパ652および第2のバンパ654をさらに含む。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652は第1のボンド・パッド606aの片側に配置され、第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654は第1のボンド・パッド606aの別の側に配置される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652および第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654は第1のボンド・パッド606aに近接している。第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652の幅W652が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第1のバンパ652の幅W652は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654の幅W654が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング608aの第2のバンパ654の幅W654は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0189】
好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bは、マス604を滑り接触によって支持する第1のバンパ656および第2のバンパ658をさらに含む。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656は第2のボンド・パッド606bの片側に配置され、第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658は第2のボンド・パッド606bの別の側に配置される。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656および第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658は第2のボンド・パッド606bに近接している。第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656の幅W656が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第1のバンパ656の幅W656は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658の幅W658が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング608bの第2のバンパ658の幅W658は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング608は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。
【0190】
電気的接続610がマス604をパッケージ602に結合することが好ましい。好ましい実施形態では、電気的接続610はワイヤ・ボンドである。電気的接続610は、例えば、金またはアルミニウムのタイプの多くの従来の市販のワイヤ・ボンドであることがある。好ましい実施形態では、電気的接続610は、パッケージ602およびマス604の金属被膜との適合性を最適に与えるために金である。好ましい実施形態では、第1の電気的接続610aおよび第2の電気的接続610bが有る。第1の電気的接続610aは、パッケージ602の第1の平行な平面612をマス404の平行かつ平坦な上面634に電気的に結合することが好ましい。第2の電気的接続610bは、パッケージ602の第2の平行な平面614をマス604の平行かつ平坦な中間面636に電気的に結合することが好ましい。好ましい実施形態では、電気的接続610は、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを用いてパッケージ602に結合される。好ましい実施形態では、電気的接続610は、従来のワイヤ・ボンディング設備およびプロセスを用いてマス604に結合される。
【0191】
図6Hを参照すると、代替実施形態では、マス604は第2の不活性領域662をマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648と反対側にさらに含む。活性領域650は不活性領域648と第2の不活性領域662の間に配置されることが好ましい。好ましい実施形態では、第2のボンド・パッド606bは第2の不活性領域662内に配置される。
【0192】
図6Jを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数のボンド・パッド672および1つまたは複数のボンド・パッド674が有る。好ましい実施形態では、第1のボンド・パッド672aおよび第2のボンド・パッド672bが有る。ボンド・パッド672aおよびボンド・パッド672bは実質上等しいことが好ましく、互いに横方向に近接している。ボンド・パッド672aおよび672bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、非導電性エポキシ、または導電性エポキシ結合のために使用されることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672は、良好な製造性を最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。ボンド・パッド672aおよび672bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。ボンド・パッド672aおよび672bの長さL672が、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの長さL672は、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。ボンド・パッド672aおよび672bの幅W672が、例えば、約10〜20ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの幅W672は、熱応力を最適に最小化するために約13〜18ミルである。ボンド・パッド672aおよび672bの高さH672が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド672aおよび672bの高さH672は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0193】
第1のボンド・パッド672aはマス604の平行かつ平坦な下面638の不活性領域648内に配置されることが好ましい。第1のボンド・パッド672aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第1のボンド・パッド672aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0194】
第2のボンド・パッド672bはマス604の平行かつ平坦な下面638の受動領域648内に配置されることが好ましい。第2のボンド・パッド672bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、例えば、約15〜45ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第2のボンド・パッド672bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第1の側面640からの垂直な距離、約20〜30ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約5〜25ミルに配置されることがある。
【0195】
好ましい実施形態では、第3のボンド・パッド674aおよび第4のボンド・パッド674bが有る。ボンド・パッド674aおよび674bは実質上大きさが等しいことが好ましく、互いに横方向に近接している。ボンド・パッド674aおよび674bは、例えば、はんだ、ガラス・フリット、導電性エポキシ、または非導電性エポキシ・ボンディングのために使用されることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bは、良好なマニュファクチャビリティを最適に与えるためにはんだボンディングのために使用される。ボンド・パッド674aおよび674bは断面がほぼ長方形であることが好ましい。ボンド・パッド674aおよび674b長さL674が、例えば、約180〜240ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの長さL674は、熱応力を最適に最小化するために約200〜220ミルである。ボンド・パッド674aおよび674bの幅W674が、例えば、約10〜20ミルであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの幅W674は、熱応力を最適に最小化するために約13〜18ミルである。ボンド・パッド674aおよび674bの高さH674が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド674aおよび674bの高さH674は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0196】
第3のボンド・パッド674aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の能動領域650内に配置されることが好ましい。第3のボンド・パッド674aは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約15〜45ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第3のボンド・パッド674aは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約20〜30ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0197】
第4のボンド・パッド674bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の活性領域650内に配置されることが好ましい。第4のボンド・パッド674bは、マス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。第4のボンド・パッド674bは、熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第3の側面644からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがあり、そして熱応力を最適に最小化するためにマス604の平行かつ平坦な下面638の第2の側面642からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置されることがある。
【0198】
代替実施形態では、第3のボンド・パッド674aおよび第4のボンド・パッド674bは、第2の不活性領域662内に配置される
【0199】
図6K〜6Sを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606c、1対のボンド・パッド606dおよび606e、ボンド・パッド606f、ボンド・パッド606g、1対のボンド・パッド606hおよび606i、三つ組みのボンド・パッド606jおよび606kおよび606l、ボンド・パッド606m、ならびに1対のボンド・パッド606nおよび606oが、図6Aを参照して上述されたボンド・パッド606aおよび606bの各々に対して実質的に置換されることがある。
【0200】
図6Kを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606cは断面がほぼ楕円形であることがある。ボンド・パッド606cは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有する。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606cは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの断面積をそれぞれ有する。ボンド・パッド606cの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606cの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0201】
図6Lを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ楕円形の断面を有する。ボンド・パッド606eおよび606dは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606eおよび606dの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606eおよび606dの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0202】
図6Mを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606fはほぼ3つの楕円から成る断面を有する。ボンド・パッド606fは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606fは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積をそれぞれ有する。ボンド・パッド606fの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606fの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0203】
図6Nを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606gはほぼ8つの楕円から成る断面を有する。ボンド・パッド606gは約4000〜8750平方ミルの断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606gは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの断面積を有する。ボンド・パッド606gの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606gの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0204】
図6Pを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606hおよび606iは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606hおよび606iの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606hおよび606iの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0205】
図6Qを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lは実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606j、606k、および606lは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606j、606k、および606lの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606j、606k、および606lの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0206】
図6Rを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606mはほぼ両側が波状である長方形の断面を有する。ボンド・パッド606mは約4000〜8750平方ミルの断面積をそれぞれ有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606mは,熱応力を最適に最小化するために個々に約5625〜7050平方ミルの断面積を有する。ボンド・パッド606mの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606mの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0207】
図6Sを参照すると、代替実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oは互いに横方向に近接し、ほぼ長方形の断面を有する。ボンド・パッド606nは大きさがボンド・パッド606oよりほぼ小さい。ボンド・パッド606nおよび606oは約4000〜8750平方ミルの全断面積を有することがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oは,熱応力を最適に最小化するために約5625〜7050平方ミルの全断面積を有する。ボンド・パッド606nおよび606oの高さH606が、例えば、約0.1〜1ミクロンであることがある。好ましい実施形態では、ボンド・パッド606nおよび606oの高さH606は、熱応力を最適に最小化するために約0.24〜0.72ミクロンである。
【0208】
図6T〜6Wを参照すると、代替実施形態では、1つまたは複数の弾性カップリング676および1つまたは複数の弾性カップリング678が有る。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング676は実質的に大きさが等しく、互いに縦方向に近接する。弾性カップリング676は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング676の長さL676が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676の長さL676は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング676の幅W676が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性的な結合676の幅W676は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング676の高さH676が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング676の高さH676は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング676は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング676aおよび第2の弾性カップリング676bが有る。
【0209】
第1の弾性カップリング676aは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の弾性カップリング676aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0210】
第1の弾性カップリング676aは、マス604を滑動して支持する1つまたは複数の第1のバンパ664をさらに含む。好ましい実施形態では、第1のバンパー664は第1のボンド・パッド606aの両側に配置される。好ましい実施形態では、第1のバンパ664は第1のボンド・パッド606aに近接している。第1のバンパ664の幅W664が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第1のバンパ664の幅W664は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0211】
第2の弾性カップリング676bは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の弾性カップリング676bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0212】
第2の弾性カップリング676bは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第2のバンパ666をさらに含む。好ましい実施形態では、第2のバンパ666は第1のボンド・パッド606aの片側に配置される。好ましい実施形態では、第2のバンパ666は第1のボンド・パッド606aに近接している。第2のバンパ666の幅W666が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第2のバンパ666の幅W666は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0213】
好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、ほぼ長方形の断面を有するのが好ましいはんだプリフォームである。弾性カップリング678は、例えば、共晶または非共晶タイプの多くの従来の市販のはんだプリフォームであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、良好な降伏強度を適当な溶融温度で最適に与えるために共晶タイプである。弾性カップリング678の長さL678が、例えば、約90〜120ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の長さL678は、熱応力を最適に最小化するために約101〜112ミルである。弾性カップリング678の幅W678が、例えば、約20〜35ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の幅W678は、熱応力を最適に最小化するために約25〜30ミルである。弾性カップリング678の高さH678が、例えば、約2〜4ミルであることがある。好ましい実施形態では、弾性カップリング678の高さH678は、熱応力を最適に最小化するために約2.5〜3ミルである。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合される。好ましい実施形態では、弾性カップリング678は、従来のはんだ付け設備およびプロセスを用いてボンド・パッド606に結合される。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング678aおよび第2の弾性カップリング678bが有る。
【0214】
第3の弾性カップリング678aは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の弾性カップリング678aは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置される。
【0215】
第3の弾性カップリング678aは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第3のバンパ668をさらに含む。好ましい実施形態では、第3のバンパ668は第2のボンド・パッド606bの両側に配置される。好ましい実施形態では、第3のバンパ668は第2のボンド・パッド606bに近接している。第3のバンパ668の幅W668が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第3のバンパ668の幅W668は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0216】
第4の弾性カップリング678bは、パッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、例えば、約5〜25ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約105〜145ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の弾性カップリング678bは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第3の壁622からの垂直な距離、約7〜12ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約112〜127ミルに配置される。
【0217】
第4の弾性カップリング678bは、マス604を滑り接触によって支持する1つまたは複数の第4のバンパ670をさらに含む。好ましい実施形態では、第4のバンパ670は第2のボンド・パッド606bの片側に配置される。好ましい実施形態では、第4のバンパ670は第2のボンド・パッド606bに近接している。第4のバンパ670の幅W670が、例えば、約2〜6ミルであることがある。好ましい実施形態では、第4のバンパ670の幅W670は、熱応力を最適に最小化するために約3〜5ミルである。
【0218】
図6X〜6BBを参照すると、代替実施形態では、システム600は1つまたは複数の滑り支持660a、660b、660c、または660dをさらに含む。滑り支持660a、660b、660c、または660dはマス604を滑り接触によって支持することが好ましい。滑り支持660a、660b、660c、または660dはパッケージ602のキャビティ616の底面626に結合されることが好ましい。滑り支持660aは断面がほぼ正方形であることがある。滑り支持660bは断面がほぼ長方形であることがある。滑り支持660cは断面がほぼ三角形であることがある。滑り支持660dは断面がほぼ円形であることがある。滑り支持660a、660b、660c、または660dは、例えば、タングステンまたはセラミックである。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dは、標準実装プロセスを最適に施すためにタングステンである。滑り支持660a、660b、660c、または660dのうちの1つの断面積が、例えば、それぞれ約400〜1600平方ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dの断面積は、熱応力を最適に最小化するためにそれぞれ約625〜1225平方ミルである。滑り支持660a、660b、660c、または660dの高さH660が、例えば、約0.5〜3ミルであることがある。好ましい実施形態では、滑り支持660a、660b、660c、または660dの高さH660は、熱応力を最適に最小化するために約1〜1.5ミルである。
【0219】
好ましい実施形態では、第1の滑り支持660aa、第2の滑り支持660ab、第3の滑り支持660ac、および第4の滑り支持660adが有る。第1の滑り支持660aaは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第1の滑り支持660aaは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0220】
第2の滑り支持660abは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約45〜75ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第2の滑り支持660abは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約52〜62ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0221】
第3の滑り支持660acは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約15〜30ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第3の滑り支持660acは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約20〜25ミルに配置される。
【0222】
第4の滑り支持660adは、パッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがあり、そしてパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、例えば、約85〜115ミルに配置されることがある。好ましい実施形態では、第4の滑り支持660adは、熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第1の壁618からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置され、そして熱応力を最適に最小化するためにパッケージ602のキャビティ616の第2の壁620からの垂直な距離、約90〜105ミルに配置される。
【0223】
代替実施形態では、弾性カップリング608もまたマス604をパッケージ602に電気的に結合するかもしれない。
代替実施形態では、弾性カップリング676および678もまたマス604をパッケージ602に電気的に結合するかもしれない。
【0224】
図7A〜7Dを参照すると、いくつかの代替実施形態では、パッケージ102、202、302、402、502、および602は、1つまたは複数の弾性カップリング108、150、208、260、308、363、408、470、508、566、568、608、676、および678を支持する1つまたは複数のペデスタル702aまたは702bを含む。ペデスタル702aおよび702bは、例えば、タングステンまたはセラミックから製作されることがある。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bはセラミックから製作される。ペデスタル702aおよび702bの高さH702が、例えば、約0〜10ミルであることがある。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bの高さH702は約5ミルである。ペデスタル702aは長方形の支持パイプであることが好ましい。ペデスタル702aはまっすぐな端を有することが好ましい。代替実施形態では、ペデスタル702bは円筒形の部分である。ペデスタル702bは先細の側面を有することが好ましい。代替実施形態では、ペデスタル702bはまっすぐな側面を有する。好ましい実施形態では、ペデスタル702aおよび702bは、ペデスタル702aおよび702bと支持される弾性カップリング108、150、208、260、308、363、408、470、508、566、568、608、676、および678との間の熱応力を最適に最小化する形状を有する。
【0225】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、5A、および6Aを参照して上に説明されたように、パッケージ102、202、502、および602は、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、1つまたは複数の弾性カップリング108、208、308、408、508、および608を受け入れる、図3Gを参照して上に説明されたような、1つまたは複数の凹み326を含む。
【0226】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、マス104、204、304、404、504、および604を、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、パッケージ102、202、302、402、502、および602に弾性的に取付けるのを分割することによって、取付けによる応力を小さくする。
【0227】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、弾性カップリング108、208、308、408、508、および608は、はんだプリフォーム、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、またはガラス・フリットを分割することによって、1つまたは複数の断片に分割される。
【0228】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、ボンド・パッド106、206、306、406、506、および606は、いずれかの従来の分割方法を使用して、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、ボンド・パッド106、206、306、406、506、および606を分割することによって、1つまたは複数の断片に分割される。
【0229】
いくつかの代替実施形態では、図1A、2A、3A、4A、5A、および6Aを参照して上に説明されたような、塊り104、204、304、404、504、および604は、微細加工デバイス、集積回路チップ、または光学デバイスであることがある。
【0230】
本発明の例示の実施形態が示され説明されたけれども、広範囲の変更、変化、および置換が上記の開示で予期される。いくつかの例で、本発明のいくつかの特徴が他の特徴を対応して使用すること無しに使用されることがある。従って、添付請求事項が広く、かつ本発明の範囲に合致するように解釈されることが適切である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パッケージと、
前記パッケージに結合するマスと、
前記マスが、
表面と、
活性領域とを含み、
前記マスは、微細加工デバイス、集積回路チップ、及び光学デバイスのうちの少なくとも一つからなり、
一つまたは複数の実質的な剛性はんだプリフォームと、
前記プリフォームは、熱応力を減少させるために前記マスと前記パッケージとの間に弾性的結合を作り出すように、前記表面上の少なくとも一つの点を前記パッケージに取り付けるための一つ又は複数の実質的な剛性部材であり、前記活性領域の少なくとも一部分は、前記少なくとも一つの取り付け点から離間している、
前記マスの滑動を支持するために前記パッケージに結合した一つ又は複数の滑動支持体を含むことを特徴とする、
熱応力に対する保護を可能とする装置。
【請求項2】
前記パッケージが前記マスを受けるためのキャビティを含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記パッケージが前記剛性部材を受けるためのくぼみを有することを特徴とする、請求項1及び2のいずれかに記載の装置。
【請求項4】
前記マスが、前記マスを前記パッケージに結合させるための一つ又は複数の結合パッドを含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の装置。
【請求項5】
前記結合パッドの俯瞰断面形状が、
略矩形、略楕円形、略三連楕円形、略八連楕円形、略波状辺付き矩形、略8つ切りパイウェッジ形、略中空8つ切りパイウェッジ形、略9円形、略星形及び略日輪形、からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記マスが、一つ又は複数の受動領域を含み、前記結合パッドが前記受動領域内に位置づけられることを特徴とする、請求項4及び5のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項7】
前記マスが、さらに第1の受動領域を含み、前記結合パッドが前記第1の受動領域内に位置づけられることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項8】
前記第1の受動領域が、前記マスの一端部に配置されることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
前記マスがさらに、第1の受動領域と第2の受動領域とを含み、
前記結合パッドが、前記第1の受動領域及び第2の受動領域に配置されることを特徴とする、請求項7及び8のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項10】
前記第1の受動領域が前記マスの一端部に配置され、前記第2の受動領域が前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記マスがさらに、前記第1の受動領域と第1の活性領域とを含み、
前記結合パッドが、前記第1の受動領域及び前記第1の活性領域とに配置されることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項12】
前記第1の受動領域が前記マスの一端部に配置され、
前記第1の活性領域が前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記マスがさらに、活性領域を含み、
前記結合パッドが、前記活性領域内に配置されることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項14】
前記結合パッドが、前記活性領域の中心近傍に配置されることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
【請求項15】
前記剛性部材が、
略矩形、略円形のうちから選択される断面形状を有することを特徴とする、 請求項1乃至14に記載の装置。
【請求項16】
前記剛性部材が、前記パッケージの一端部近傍に配置されることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項17】
前記剛性部材が、前記パッケージの中心近傍に配置されることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項18】
前記一つ又は複数の剛性部材が、一つ又は複数の第1の剛性部材と一つ又は複数の第2の剛性部材であり、
前記第1の剛性部材が、前記パッケージの一端部近傍に配置されており、
前記第2の剛性部材が、前記パッケージの反対側の端部近傍に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項19】
前記滑動支持体の断面形状が、略正方形、略円形、略三角形及び略矩形からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項1乃至18のいずれかに記載の装置。
【請求項20】
前記パッケージがさらに、前記剛性部材を支持する台座をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項21】
前記剛性部材が、前記マスを前記パッケージに電気的に結合するように適合されている、請求項1乃至20に記載の装置。
【請求項22】
熱応力の効果を低減させるために、活性領域を有するマスをパッケージに結合させる方法であり、前記マスが微細加工デバイス、集積回路チップ、及び光学デバイスのうちの少なくとも一つを含み、
該方法が、
熱応力を減少させるために前記マスと前記パッケージとの間の弾性結合を作り出すために、一つ又は複数の実質的な剛性はんだプリフォームを用いて、前記マス上の少なくとも一つの表面上の点を前記パッケージに取り付けるステップと、前記活性領域の少なくとも一部分が、前記少なくとも一つの取り付け点から離間しており、及び 前記マスの滑動を支持するために前記パッケージに一つ又は複数の滑動支持体を結合するステップとを含む熱応力を減ずるために活性領域を有するマスをパッケージに結合させる方法。
【請求項23】
前記マスを取り付けるステップが、前記マスを複数の場所に取り付けるステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記マスが、受動領域を含み、前記マスを取り付けるステップが、前記受動領域を前記パッケージに取り付けるステップをさらに含む、請求項22及び23のいずれかに記載の方法。
【請求項25】
前記受動領域が、前記マスの一端部に配置されることを特徴とする、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記マスを取り付けるステップが、前記活性領域を前記パッケージに取り付けることを含むことを特徴とする、請求項22乃至25のいずれかに記載の方法。
【請求項27】
前記活性領域を取り付けるステップが、前記活性領域の中心近傍を前記パッケージに取り付けることを含むことを特徴とする、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記マスが、第1の受動領域と第2の受動領域とを含み、
前記マスを取り付けるステップが、前記第1の受動領域を前記パッケージに取り付け、
前記第2の受動領域を前記パッケージに取り付けること含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
【請求項29】
前記第1の受動領域が、前記マスの一端部に配置され、前記第2の受動領域が、前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記受動領域が、前記マスの一端部にあり、前記活性領域が、前記マスの反対側の端部にあることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
【請求項31】
前記マスを取り付けるステップが、前記マス内の応力を誘発することなくして、前記マスが膨張し、収縮することを許容するステップを含む、請求項22乃至30のいずれかに記載の方法。
【請求項32】
前記マスを取り付けるステップが、前記マス内の応力を誘発することなくして、前記パッケージの膨張及び収縮を提供するステップをさらに含む、請求項22乃至31のいずれかに記載の方法。
【請求項33】
一つ又は複数の異なる場所において、前記マスをスライド可能に支持するステップをさらに含む、請求項22乃至32のいずれかに記載の方法。
【請求項34】
一つ又は複数の異なる場所において、前記マスを前記パッケージと電気的に結合するステップをさらに含む、請求項22乃至33のいずれかに記載の方法。
【請求項1】
パッケージと、
前記パッケージに結合するマスと、
前記マスが、
表面と、
活性領域とを含み、
前記マスは、微細加工デバイス、集積回路チップ、及び光学デバイスのうちの少なくとも一つからなり、
一つまたは複数の実質的な剛性はんだプリフォームと、
前記プリフォームは、熱応力を減少させるために前記マスと前記パッケージとの間に弾性的結合を作り出すように、前記表面上の少なくとも一つの点を前記パッケージに取り付けるための一つ又は複数の実質的な剛性部材であり、前記活性領域の少なくとも一部分は、前記少なくとも一つの取り付け点から離間している、
前記マスの滑動を支持するために前記パッケージに結合した一つ又は複数の滑動支持体を含むことを特徴とする、
熱応力に対する保護を可能とする装置。
【請求項2】
前記パッケージが前記マスを受けるためのキャビティを含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記パッケージが前記剛性部材を受けるためのくぼみを有することを特徴とする、請求項1及び2のいずれかに記載の装置。
【請求項4】
前記マスが、前記マスを前記パッケージに結合させるための一つ又は複数の結合パッドを含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の装置。
【請求項5】
前記結合パッドの俯瞰断面形状が、
略矩形、略楕円形、略三連楕円形、略八連楕円形、略波状辺付き矩形、略8つ切りパイウェッジ形、略中空8つ切りパイウェッジ形、略9円形、略星形及び略日輪形、からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記マスが、一つ又は複数の受動領域を含み、前記結合パッドが前記受動領域内に位置づけられることを特徴とする、請求項4及び5のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項7】
前記マスが、さらに第1の受動領域を含み、前記結合パッドが前記第1の受動領域内に位置づけられることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項8】
前記第1の受動領域が、前記マスの一端部に配置されることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
前記マスがさらに、第1の受動領域と第2の受動領域とを含み、
前記結合パッドが、前記第1の受動領域及び第2の受動領域に配置されることを特徴とする、請求項7及び8のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項10】
前記第1の受動領域が前記マスの一端部に配置され、前記第2の受動領域が前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記マスがさらに、前記第1の受動領域と第1の活性領域とを含み、
前記結合パッドが、前記第1の受動領域及び前記第1の活性領域とに配置されることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項12】
前記第1の受動領域が前記マスの一端部に配置され、
前記第1の活性領域が前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記マスがさらに、活性領域を含み、
前記結合パッドが、前記活性領域内に配置されることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載の装置。
【請求項14】
前記結合パッドが、前記活性領域の中心近傍に配置されることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
【請求項15】
前記剛性部材が、
略矩形、略円形のうちから選択される断面形状を有することを特徴とする、 請求項1乃至14に記載の装置。
【請求項16】
前記剛性部材が、前記パッケージの一端部近傍に配置されることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項17】
前記剛性部材が、前記パッケージの中心近傍に配置されることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項18】
前記一つ又は複数の剛性部材が、一つ又は複数の第1の剛性部材と一つ又は複数の第2の剛性部材であり、
前記第1の剛性部材が、前記パッケージの一端部近傍に配置されており、
前記第2の剛性部材が、前記パッケージの反対側の端部近傍に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれかに記載の装置。
【請求項19】
前記滑動支持体の断面形状が、略正方形、略円形、略三角形及び略矩形からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項1乃至18のいずれかに記載の装置。
【請求項20】
前記パッケージがさらに、前記剛性部材を支持する台座をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項21】
前記剛性部材が、前記マスを前記パッケージに電気的に結合するように適合されている、請求項1乃至20に記載の装置。
【請求項22】
熱応力の効果を低減させるために、活性領域を有するマスをパッケージに結合させる方法であり、前記マスが微細加工デバイス、集積回路チップ、及び光学デバイスのうちの少なくとも一つを含み、
該方法が、
熱応力を減少させるために前記マスと前記パッケージとの間の弾性結合を作り出すために、一つ又は複数の実質的な剛性はんだプリフォームを用いて、前記マス上の少なくとも一つの表面上の点を前記パッケージに取り付けるステップと、前記活性領域の少なくとも一部分が、前記少なくとも一つの取り付け点から離間しており、及び 前記マスの滑動を支持するために前記パッケージに一つ又は複数の滑動支持体を結合するステップとを含む熱応力を減ずるために活性領域を有するマスをパッケージに結合させる方法。
【請求項23】
前記マスを取り付けるステップが、前記マスを複数の場所に取り付けるステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記マスが、受動領域を含み、前記マスを取り付けるステップが、前記受動領域を前記パッケージに取り付けるステップをさらに含む、請求項22及び23のいずれかに記載の方法。
【請求項25】
前記受動領域が、前記マスの一端部に配置されることを特徴とする、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記マスを取り付けるステップが、前記活性領域を前記パッケージに取り付けることを含むことを特徴とする、請求項22乃至25のいずれかに記載の方法。
【請求項27】
前記活性領域を取り付けるステップが、前記活性領域の中心近傍を前記パッケージに取り付けることを含むことを特徴とする、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記マスが、第1の受動領域と第2の受動領域とを含み、
前記マスを取り付けるステップが、前記第1の受動領域を前記パッケージに取り付け、
前記第2の受動領域を前記パッケージに取り付けること含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
【請求項29】
前記第1の受動領域が、前記マスの一端部に配置され、前記第2の受動領域が、前記マスの反対側の端部に配置されることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記受動領域が、前記マスの一端部にあり、前記活性領域が、前記マスの反対側の端部にあることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
【請求項31】
前記マスを取り付けるステップが、前記マス内の応力を誘発することなくして、前記マスが膨張し、収縮することを許容するステップを含む、請求項22乃至30のいずれかに記載の方法。
【請求項32】
前記マスを取り付けるステップが、前記マス内の応力を誘発することなくして、前記パッケージの膨張及び収縮を提供するステップをさらに含む、請求項22乃至31のいずれかに記載の方法。
【請求項33】
一つ又は複数の異なる場所において、前記マスをスライド可能に支持するステップをさらに含む、請求項22乃至32のいずれかに記載の方法。
【請求項34】
一つ又は複数の異なる場所において、前記マスを前記パッケージと電気的に結合するステップをさらに含む、請求項22乃至33のいずれかに記載の方法。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図1M】
【図1N】
【図1P】
【図1Q】
【図1R】
【図1S】
【図1T】
【図1U】
【図1V】
【図1W】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2J】
【図2K】
【図2L】
【図2M】
【図2N】
【図2P】
【図2Q】
【図2R】
【図2S】
【図2T】
【図2U】
【図2V】
【図2W】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3J】
【図3K】
【図3L】
【図3M】
【図3R】
【図3S】
【図3T】
【図3U】
【図3V】
【図3W】
【図3X】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4J】
【図4K】
【図4L】
【図4M】
【図4R】
【図4S】
【図4T】
【図4U】
【図4V】
【図4W】
【図4X】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図5J】
【図5K】
【図5L】
【図5M】
【図5N】
【図5P】
【図5Q】
【図5R】
【図5S】
【図5T】
【図5U】
【図5V】
【図5W】
【図5X】
【図5Y】
【図5Z】
【図5AA】
【図5BB】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図6H】
【図6J】
【図6K】
【図6L】
【図6M】
【図6N】
【図6P】
【図6Q】
【図6R】
【図6S】
【図6T】
【図6U】
【図6V】
【図6W】
【図6X】
【図6Y】
【図6Z】
【図6AA】
【図6BB】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図1M】
【図1N】
【図1P】
【図1Q】
【図1R】
【図1S】
【図1T】
【図1U】
【図1V】
【図1W】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2J】
【図2K】
【図2L】
【図2M】
【図2N】
【図2P】
【図2Q】
【図2R】
【図2S】
【図2T】
【図2U】
【図2V】
【図2W】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3J】
【図3K】
【図3L】
【図3M】
【図3R】
【図3S】
【図3T】
【図3U】
【図3V】
【図3W】
【図3X】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4J】
【図4K】
【図4L】
【図4M】
【図4R】
【図4S】
【図4T】
【図4U】
【図4V】
【図4W】
【図4X】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図5J】
【図5K】
【図5L】
【図5M】
【図5N】
【図5P】
【図5Q】
【図5R】
【図5S】
【図5T】
【図5U】
【図5V】
【図5W】
【図5X】
【図5Y】
【図5Z】
【図5AA】
【図5BB】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図6H】
【図6J】
【図6K】
【図6L】
【図6M】
【図6N】
【図6P】
【図6Q】
【図6R】
【図6S】
【図6T】
【図6U】
【図6V】
【図6W】
【図6X】
【図6Y】
【図6Z】
【図6AA】
【図6BB】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【公開番号】特開2012−4602(P2012−4602A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−220255(P2011−220255)
【出願日】平成23年10月4日(2011.10.4)
【分割の表示】特願2000−605453(P2000−605453)の分割
【原出願日】平成12年3月15日(2000.3.15)
【出願人】(598126782)アイオーエヌ ジオフィジカル コーポレーション (1)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月4日(2011.10.4)
【分割の表示】特願2000−605453(P2000−605453)の分割
【原出願日】平成12年3月15日(2000.3.15)
【出願人】(598126782)アイオーエヌ ジオフィジカル コーポレーション (1)
【Fターム(参考)】
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