CN108348760B - 包括电子装置和电源的密封封装体 - Google Patents

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Abstract

公开了一种密封封装体和一种形成这种封装体的方法的各个实施例。所述封装体可以包括具有内表面和外表面的壳体、以及具有第一主表面和第二主表面的基板。所述封装体还可以包括被布置在所述基板的第一主表面上的电子装置、以及被至少部分地布置在所述壳体内的电源。所述基板可以被密封到所述壳体上，使得在所述电子装置的装置触头与所述电源的电源触头之间形成非粘结式电连接。

Description

包括电子装置和电源的密封封装体
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月3日提交的美国临时专利申请号62/250,194和于2016年10月21日提交的美国专利申请序列号15/299,941的优先权，这两个专利申请的内容通过援引并入本文。
背景技术
各种系统需要布置在密封外壳或壳体内的电气装置与外壳外部的装置或系统之间的电耦合。通常，这种电耦合需要承受各种环境因素，使得从外壳的外表面到外壳内部的一条或多条导电通路保持稳定。例如，包括电子电路系统和一个或多个电源的可植入式医疗装置(IMD)需要外壳或壳体来将这些元件容纳并密封在患者身体内，所述可植入式医疗装置例如为心脏起搏器、除颤器、神经刺激器以及药物泵。这些IMD中许多包括一个或多个电馈通组件、或容置在连接器头内的电触头，所述电馈通组件用于提供壳体内容纳的元件与IMD的在壳体外部的部件之间的电连接，所述部件例如为安装在壳体的外表面上的一个或多个传感器、电极、以及导线，所述连接器头被安装在壳体上以便为一个或多个可植入导线提供耦合，所述可植入导线通常携带一个或多个电极和/或一种或多种其他类型的生理传感器。结合在导线本体内的生理传感器(例如压力传感器)也可能需要用于容纳传感器的电子电路系统的气密密封壳体、以及用于提供一条或多条导线与所容纳的电路系统之间的电连接的电馈通组件，所述导线在可植入导线本体内延伸。
发明内容
总体上，本公开提供了密封封装体以及形成这种封装体的方法的不同实施例。在一个或多个实施例中，密封封装体包括具有内表面和外表面的壳体、以及包括第一主表面和第二主表面的基板。所述封装体还可以包括被布置在所述基板的第一主表面上的电子装置，其中所述装置包括装置触头。所述封装体还可以包括被布置在所述壳体内的电源，其中，所述电源包括电源触头。在一个或多个实施例中，所述基板被气密地密封到所述壳体上，使得在所述装置触头与所述电源触头之间形成非粘结式(non-bonded)电连接。
在一方面，本公开提供了一种气密密封封装体，所述气密密封封装体包括具有内表面和外表面的壳体、以及包括第一主表面和第二主表面的基板。所述封装体进一步包括被布置在所述基板的第一主表面上的电子装置、以及被至少部分地布置在所述壳体内的电源，其中，所述装置包括装置触头，并且其中，所述电源包括电源触头。所述基板被气密地密封到所述壳体上，使得在所述装置触头与所述电源触头之间形成非粘结式电连接。
在另一方面，本公开提供了一种形成气密密封封装体的方法。所述方法包括将电源至少部分地布置在壳体内、将电子装置布置在基板的主表面上、以及将所述基板气密地密封到所述壳体上以使得在所述电子装置的装置触头与所述电源的电源触头之间形成非粘结式电连接。将所述基板气密地密封到所述壳体上包括将所述基板的主表面激光接合(bonding)到所述壳体上。
在另一方面，本公开提供了一种形成气密密封封装体的方法，所述方法包括在圆片的主表面上形成凹陷、将电源布置在所述圆片的凹陷内、以及将电子装置布置在基板的主表面上。所述方法进一步包括将所述装置基板的主表面气密地密封到所述圆片上以使得在所述电子装置的装置触头与所述电源的电源触头之间形成非粘结式电连接、以及去除所述圆片和基板的一部分以形成所述气密密封封装体。
在另一方面，本公开提供了一种形成气密密封封装体的方法，所述方法包括将电源布置在壳体的空腔内、以及将电子装置布置在基板圆片的主表面上。所述方法进一步包括将所述基板圆片的主表面气密地密封到所述壳体上以使得所述电子装置被布置在所述壳体的空腔内并且在所述电子装置的装置触头与所述电源的电源触头之间形成非粘结式电连接。所述方法进一步包括去除所述基板圆片的一部分以形成所述气密密封封装体。
在另一方面，本公开提供了一种形成气密密封封装体的方法。所述方法包括形成穿过焊接环圆片的开口、将电子装置布置在基板的主表面上、以及将所述基板的主表面气密地密封到所述焊接环圆片的第一主表面上以使得电子装置与形成为穿过所述焊接环圆片的所述开口对齐。所述方法进一步包括将电源的壳体气密地密封到所述焊接环圆片的第二主表面上，以使得所述电源与形成为穿过所述焊接环圆片的所述开口对齐，其中，当所述电源的壳体被气密地密封到所述焊接环圆片的第二主表面上时在所述电子装置的装置触头与所述电源的电源触头之间形成非粘结式电连接。所述方法进一步包括去除所述焊接环圆片和所述基板的一部分以形成所述气密密封封装体。
根据以下详细说明，本公开的这些和其他方面将变得明显。然而，以上概述决不应当被解释为是对所要求主题的限制，所述主题仅由所附权利要求限定，并且可以在审查过程中进行修改。
附图说明
贯穿本说明书，参考附图，其中类似附图标记表示类似元件，并且在附图中：
图1是密封封装体的一个实施例的示意性透视图。
图2是图1的密封封装体的示意性分解视图。
图3是图1的密封封装体的基板的第一主表面的示意性平面视图。
图4是图1的密封封装体的基板的第二主表面的示意性平面视图。
图5是密封封装体的另一实施例的示意性分解俯视透视图。
图6是图5的密封封装体的示意性分解仰视透视图。
图7是密封封装体的另一实施例的示意性分解视图。
图8是形成密封封装体的方法的一个实施例的流程图。
图9是形成密封封装体的方法的另一实施例的流程图。
图10是形成密封封装体的方法的另一实施例的流程图。
图11是形成密封封装体的方法的另一实施例的流程图。
图12是焊接环圆片的一个实施例的示意性透视图。
图13是基板圆片的一个实施例的示意性透视图。
图14是图12的焊接环圆片的示意性透视图，具有布置在所述焊接环圆片上的多个电源。
具体实施方式
总体上，本公开提供了密封封装体以及形成这种封装体的方法的不同实施例。在一个或多个实施例中，密封封装体包括具有内表面和外表面的壳体、以及包括第一主表面和第二主表面的基板。所述封装体还可以包括被布置在所述基板的第一主表面上的电子装置，其中所述装置包括装置触头。所述封装体还可以包括被布置在所述壳体内的电源，其中，所述电源包括电源触头。在一个或多个实施例中，所述基板被密封到所述壳体上，使得在所述装置触头与所述电源触头之间形成非粘结式电连接。进一步地，在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术或技术组合将基板气密地密封到壳体上。
可以利用任何合适的技术或技术组合将基板密封到壳体上。例如，壳体可以包括被适配成将壳体密封到基板的凸缘。在一个或多个实施例中，这种凸缘可以与壳体成一体。如本文所使用的，术语“一体”是指两个或更多个元件同时制造在一起，即，一起制造成一个零件而不是随后连结在一起的分开制造的两个或更多个零件。在一个或多个实施例中，凸缘可以与基板成一体并且使用任何合适的技术或技术的组合来密封到壳体上。在一个或多个实施例中，凸缘可以是密封到基板和壳体上的单独零件或部件，例如焊接环。
进一步地，电源可以包括壳或容器，使得由电源提供所述封装体的壳体。在一个或多个实施例中，封装体可以包括单独的壳体，电源和电源壳可以被布置在所述壳体内。在一个或多个实施例中，电源不包括壳，使得电源的活性材料和部件被直接布置在壳体内，并且盖或壁可以被布置在电源上以将其密封在壳体内。
本文所描述的密封封装体的各个实施例可以包括需要密封导电通路的任何装置或系统或与其一起使用。例如，本文所描述的密封封装体的一个或多个实施例可以包括被布置在密封封装体内的可植入式医疗装置或系统。在一个或多个实施例中，密封封装体可以被电连接到可植入式医疗装置。几乎任何采用导线的可植入式医疗装置或系统都可以与本文所描述的密封封装体的各个实施例结合使用。包括在本文描述的密封封装体的各个实施例中或与其一起使用的可植入式医疗装置的代表性实例包括：听力植入物，例如，耳蜗植入物；感测或监测装置；信号发生器，如心脏起搏器或除颤器；神经刺激器(如脊髓刺激器、脑刺激器或脑深部刺激器、外周神经刺激器、迷走神经刺激器、枕神经刺激器、皮下刺激器等)；胃刺激器；等等。
图1-4是密封封装体10的一个实施例的不同示意图。封装体10包括壳体20和基板30。壳体20包括内表面22和外表面24。进一步地，基板30包括第一主表面32和第二主表面34。封装体10还包括被布置在基板30的第一主表面32上的一个或多个电子装置40。电子装置40可以包括一个或多个装置触头42(图3)。封装体10还包括至少部分地布置在壳体20内的电源50。在一个或多个实施例中，电源50可以被布置在壳体20的空腔26内。如本文进一步描述的，电源50包括一个或多个电源触头52、54。
基板30可以被密封到壳体20上。在一个或多个实施例中，基板30可以被气密地密封到壳体20上。进一步地，在一个或多个实施例中，基板30可以被密封到壳体20上，使得可以在一个或多个装置触头42与一个或多个电源触头52、54之间形成非粘结式电连接。
壳体20可以包括任何合适的材料或材料组合，例如金属、聚合物、陶瓷、或无机材料。在一个或多个实施例中，壳体20可以包括以下各项中的中的至少一项：玻璃、石英、二氧化硅、蓝宝石、碳化硅、金刚石、MP35N(可从伊利诺伊州梧桐市Elgiloy特种金属公司获得)、以及氮化镓。在一个或多个实施例中，壳体20可以包括以下各项中的中的至少一项：铜、银、钛、铌、锆、钽、不锈钢、铂、以及铱。在一个或多个实施例中，壳体20可以包括与基板30相同的材料或材料组合。进一步地，在一个或多个实施例中，壳体20可以包括生物相容性材料，使得封装体10可以植入患者体内。进一步地，一个或多个涂层或层可以被布置在壳体的提供生物相容性的外表面24上。在一个或多个实施例中，壳体20可以是导电的，以便为封装体10提供接地电极，如本领域中已知的那样。在一个或多个实施例中，壳体20可以是不导电的。
进一步地，壳体20可以采用任何合适的形状或形状组合并且可以具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施例中，壳体20采用形成空腔26的形状，所述空腔可以容纳电源50(包括活性材料和电源电子器件)和电子装置40，如本文进一步描述的那样。
基板30被密封到壳体20上。在一个或多个实施例中，基板30可以是不导电的或绝缘的基板，使得电子装置40、外部电极74、76、以及被布置基板上的任何导体或其他装置如果需的话要都可以被电隔离。基板30可以包括任何合适的材料或材料组合。在一个或多个实施例中，基板30可以包括以下各项中的中的至少一项：玻璃、石英、二氧化硅、蓝宝石、碳化硅、金刚石、以及氮化镓、或其任何组合。在一个或多个实施例中，基板30可以包括与壳体20相同的一种或多种材料。与壳体20一样，基板30可以包括生物相容性材料。进一步地，基板30可以包括可提供生物相容性的一个或多个涂层或层。
进一步地，基板30可以是透明基板。如本文所使用的，短语“透明基板”是指在使用本文所述的激光接合技术期间可以透射入射到其上的给定百分比的光的基板，以优先仅加热基板的外表面(例如，基板30的第一主要表面32或第二主表面34)而不是基板的内部块体，并且由此产生具有比基板的块体强度相对更大的强度的接合。在一个或多个实施例中，基板30可以在期望的波长或波长范围是基本透明的。如本文所使用的，短语“基本透明”是指对于选定的波长或波长范围，基板透射大于50％的入射到基板上的光，假定在空气-基板边界处没有反射。在一个或多个实施例中，基板30可以基本上透射具有至少200nm波长的光。在一个或多个实施例中，基板30可以基本上透射具有大于10,000nm波长的光。在一个或多个实施例中，基板30可以基本上透射具有在200nm到10,000nm范围内波长的光。在一个或多个实施例中，基板30可以基本上透射UV光、可见光、以及IR光中的至少一种。
基板30可以包括任何合适的尺寸，例如厚度。进一步地，基板30可以采用任何合适的形状或形状组合。在一个或多个实施例中，基板30可以采用与壳体20的形状互补的形状或形状组合，使得基板可以被密封到壳体上并且为密封封装体10提供小轮廓形状。进一步地，基板30可以是单一整体基板或连结在一起的多个基板。
电子装置40被布置在基板30的第一主表面32上。虽然被描绘为布置在第一主表面32上，但电子装置40可以被布置在第二主表面34上，或者多个电子装置可以被布置在第一主表面和第二主表面两者上。在一个或多个实施例中，一个或多个电子装置可以被布置在壳体20内并且不附接到基板30上。任何合适的电子装置40或装置可以被布置在第一主表面32上，例如电容器、晶体管、集成电路，包括控制器和多路复用器、传感器等。进一步地，可以在第一主表面32上布置任何合适数量的电子装置40。进一步地，可以利用任何合适的技术或技术组合将电子装置40布置在第一主表面32上。在一个或多个实施例中，电子装置40可以形成在基板30的第一主表面32上。在一个或多个实施例中，装置40可以单独形成并且然后附接到第一主表面32上。可以利用任何合适的技术或技术组合将电子装置40附接到基板30上，例如，可以在电子装置与基板的第一主表面32之间形成接合。
如本文所提及的，电子装置40可以包括一个或多个传感器，例如一个或多个光学传感器。在一个或多个实施例中，基板30的至少一部分可以是透明的，使得当将封装体10布置在患者内时，布置在第一主表面32上的光学传感器可以检测例如来自患者的一个或多个外部信号。在一个或多个实施例中，基板30的所述至少一部分可以足够透明以使得能够透射全部或足够量的入射到基板上的光，以供光学传感器接收，使得可以对所接收到的光进行处理来检测外部信号。例如，电子装置40可以包括红外或近红外氧传感器，所述氧传感器可以通过基板30检测患者的血液的氧水平。
电子装置40可以电连接到一个或多个附加电子装置，所述附加电子装置被布置在第一主表面32和第二主表面34中的一个或两个上、或者被布置在壳体20内。例如，可以使用任何合适的技术或技术组合将电子装置40电连接到电源50上。在一个或多个实施例中，电子装置40可以包括一个或多个装置触头42，使用任何合适的技术或技术组合将所述装置触头电连接到电子装置上。例如，图3是基板30的第一主表面32的示意性平面视图。装置触头42通过导体44电连接到装置40上。虽然被展示为包括两个装置触头42，但封装体10可以包括任何合适数量的装置触头。装置触头42可以包括提供到其他装置(例如电源50)的电连接的任何合适的触头、焊盘、端子等。触头42可以采用任何合适的形状或形状组合，并且可以被布置在基板30的第一主表面32上或中的任何合适位置。可以利用任何合适的技术或技术组合来形成装置触头42和导体44，例如化学气相沉积、等离子体气相沉积、物理气相沉积等，然后进行光刻、化学蚀刻等。进一步地，装置触头42和导体44可以包括任何合适的导电材料或导电材料组合。在一个或多个实施例中，电子装置40可以电连接到被布置在基板30之上或附近、或在壳体20内的其他电子电路系统或装置。
可以使用任何合适的技术或技术组合将电子装置40电连接到装置触头42。例如，在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术或技术组合、例如钎焊、焊接、激光接合、机械连接(例如，直接压力接触)等将电子装置40的焊料凸点和/或触头焊盘直接附接到一个或多个触头42上。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术或技术组合、例如钎焊、焊接、激光接合、机械连接(例如，直接压力接触)等将一个或多个导体44电连接到电子装置40的一个或多个装置触头42上以及一个或多个焊料凸点和/或触头焊盘上。
可以利用任何合适的技术或技术组合将装置触头42和导体44布置在基板30上，例如题为《KINETICALLY LIMITED NANO SCALE DIFFUSION BOND STRUCTURES AND METHODS(动力学受限纳米级扩散接合结构和方法)》的美国专利申请号62/096,706(Medtronic参考号C00008775.USP1)中描述的技术。例如，电磁辐射可以通过基板基板30从第二主表面34引导到装置触头42、导体44、与基板30之间的区域。电磁辐射可以形成将装置触头42和导体44以任何合适的图案或形状密封到基板30的接合。所述接合可以是激光接合。
封装体10还可以包括电源50。任何合适的电源或电源组合都可以与封装体10一起使用，所述电源例如为一个或多个电池、电容器、感应耦合能量装置、光伏装置、β辐射伏打装置、α辐射伏打装置、以及热电装置。
电源50可以被布置在任何合适的位置。在一个或多个实施例中，电源50被至少部分地布置在壳体20内。如本文所使用的，术语“至少部分地在……内”是指电源50的至少一部分被布置在壳体20内。在一个或多个实施例中，整个电源50可以被布置在壳体20内。如本文所进一步描述的，电源50可以包括其自己的壳体或壳。在一个或多个实施例中，壳体20提供电源的外壳的至少一部分。例如，壳体20的内表面22可以提供电源50的壳的一部分，并且可以在壳体内布置单独的盖或保护层，使得电源位于保护层与壳体的内表面之间。电源50可以与壳体20成一体。在一个或多个实施例中，电源50是单独制造并且然后布置在壳体20内的单独元件。
电源50包括一个或多个电源触头52、54。虽然被描绘为包括三个触头52、54，但电源50可以包括任何合适数量的触头，所述触头可以电连接到一个或多个装置，以从电源向这样的装置提供电能。电源触头52、54可以相对于电源50被布置在任何合适的位置。如图2所展示的，电源触头52、54被布置在电源50的第一末端53处。
电源触头52、54可以包括任何合适的触头，例如与关于装置触头42描述的相同的触头。在一个或多个实施例中，电源触头52、54可以包括一个或多个可压缩构件或弹性构件，当基板30被密封到壳体20上时所述可压缩或弹性构件可以接合一个或多个装置触头，例如装置触头42。每个电源触头52可以是相同的触头或相同类型的触头。在一个或多个实施例中，每个电源触头52可以不同于每个附加电源触头。例如，如图2所展示的，电源50包括可以与电源触头52相同或不同的附加电源触头54。
在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术或技术组合将电子装置40电连接到电源50上。在一个或多个实施例中，当基板30被密封到壳体20上时，电子装置40可以电连接到电源50上。当基板30被密封到壳体20上时，可以利用任何合适的技术或技术组合将电子装置40电连接到电源50上。例如，当基板30被密封到壳体20上时，一个或多个电源触头52、54可以电连接到一个或多个装置触头42上。可以利用电源触头52、54与装置触头42之间的任何合适的电耦合。在一个或多个实施例中，当基板30被密封到壳体20上时，可以在一个或多个装置触头42与一个或多个电源触头52、54之间形成非粘结式电连接。如本文所使用的，术语“非粘结式电连接”是指在两个或更多个触头、端子、电极等之间形成电连接，所述电连接可以通过所述两个或更多个触头之间的合适的接触压力来维持以保持电连接，而无需使用接合剂，例如导电粘合剂、焊料等。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的一个或多个连接元件(例如销和套筒连接元件)在一个或多个装置触头42与一个或多个电源触头52、54之间通过在这样的触头之间的机械接合来形成此非粘结式电连接。在一个或多个实施例中，装置触头42和电源触头52、54中的至少一种可以包括可压缩构件或弹性构件，当基板30被密封到壳体20上时，所述可压缩构件或弹性构件机械地接合另一触头。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术、例如焊接、使用导电粘合剂(例如可UV固化或可热固化的粘合剂)粘附、钎焊、激光接合等在一个或多个电源触头52、54与一个或多个装置触头42之间提供接合式电连接。
使用任何合适的技术或技术组合例如机械紧固、粘附、压配合、激光接合、磁耦合等将基板30密封到壳体20上。在一个或多个实施例中，基板30的第一主表面32可以被密封到凸缘28的边缘表面29上。凸缘28可以与壳体20成一体。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术或技术组合将凸缘28附接到壳体上。
在一个或多个实施例中，基板30可以被气密地密封到壳体20上。可以利用任何合适的技术或技术组合将基板30气密地密封到壳体20上。例如，在一个或多个实施例中，基板30可以通过接合而被气密地密封到壳体20。可以利用任何合适的技术或技术组合来形成这样的接合，例如在共同拥有和共同提交的题为《KINETICALLY LIMITED NANO SCALEDIFFUSION BOND STRUCTURES AND METHODS(动力学受限纳米级扩散接合结构和方法)》的美国专利申请号62/096,706(Medtronic参考号C00008775.USP1)中描述的技术。在一个或多个实施例中，电磁辐射(例如光)可以从第二主表面34引导通过基板30并且聚焦在基板与壳体20之间的区域。可以利用任何合适的电磁辐射来形成所述接合。在一个或多个实施例中，电磁辐射可以包括激光，所述激光可以包括任何合适的波长或波长范围。在一个或多个实施例中，激光可以包括具有至少200nm的波长的光。在一个或多个实施例中，激光可以包括不大于2000nm的波长。例如，激光可以包括UV光、可见光、IR光、以及其组合。UV光可以由具有任何合适的波长或波长范围和任何合适的脉冲宽度的UV激光器提供。在一个或多个实施例中，可以利用UV激光器来提供具有在100nm到400nm范围内的波长和在1ns到100ns范围内的脉冲宽度的光。在一个或多个实施例中，用于基板30和壳体20的材料以及所使用的光的功率水平和波长可以被选择成使得光不会直接损坏、烧蚀、翘曲、或切割基板和壳体，并且使得基板和壳体保持其块体特性。
通常，光可以由任何合适的激光器或激光系统提供。例如，激光器可以产生具有相对较窄的波长集(例如，单一波长)的光。在一个或多个实施例中，由激光器发射的光可以形成可能未被聚焦在特定点的准直射束。在一个或多个实施例中，由激光器发射的光可以聚焦在基板30的第一主表面32与壳体20之间的区域的焦点处，以产生激光接合。
虽然激光器可以提供具有窄波长范围的光，但在一个或多个实施例中，激光器可以表示发射具有比单一典型激光器更宽的波长范围的电磁辐射的一个或多个装置。可以使用各种各样的装置来发射具有窄或宽波长范围的电磁辐射。在一个或多个实施例中，激光器可以包括包含二极管和光纤激光器的一个或多个激光装置。激光源还可以包括例如TI蓝宝石激光器、氩离子激光器、Nd:YAG激光器、XeF激光器、HeNe激光器、染料激光器、GaAs/AlGaAs激光器、变石激光器、InGaAs激光器、InGaAsP激光器、Nd：玻璃激光器、Yb:YAG激光器、以及Yb光纤激光器。激光装置还可以包括连续波、调制或脉冲模式之一。因此，在接合过程中可以使用各种各样的激光装置。在一个或多个实施例中，激光器的功率水平可以被设定为大致1W，以10μm的大致聚焦射束直径分布，具有高帽形、高斯或其他合适的空间能量曲线。
如本文所提及的，一个或多个电子装置40可以被布置在基板30的第一主表面32上。在一个或多个实施例中，还可以将一个或多个附加装置或特征布置在基板30的第二主表面34上。例如，在图1-4所展示的实施例中，第一电极74和第二电极76被布置在基板30的第二主表面34上。第一电极74和第二电极76可以包括任何合适的电极或电极组合并且可以采用任何合适的形状并具有任何合适的尺寸。
可以利用第一电极74和第二电极76中的一个或两个来将封装体10电连接到封装体外部的任何合适的一个或多个装置。例如，第一电极74和第二电极76中的一个或两个可以将封装体10电连接到可植入式医疗装置的导线上。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76中的一个或两个可以将封装体10电连接到一个或多个附加电源上。进一步地，在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76中的一个或两个可以是治疗电极，所述治疗电极可以用于在封装体位于患者体外或体内时向患者递送一个或多个电信号和/或从患者接收一个或多个电信号。可以利用任何合适的技术或技术组合将封装体10通过第一电极74和第二电极76中的一个或两个、例如钎焊、物理接触、焊接等电连接到一个或多个装置上。第一电极74和第二电极76可以包括任何合适的导电材料或导电材料组合，例如铜、银、钛、铌、锆、钽、不锈钢、铂、铱、或其组合。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以包括两种或更多种材料，例如双金属、覆层层压材料等。
进一步地，第一电极74和第二电极76可以采用任何合适的形状或形状组合。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以在与基板30的第二主表面34平行的平面中采用圆形形状。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以在平行于第二主表面34的平面中采用矩形形状。进一步地，第一电极74和第二电极76可以在与第二主表面34正交的平面中采用任何合适的形状或形状组合，例如正方形、锥形、圆顶形等。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以包括复杂的形状，如在电极中形成的凹槽或通道，以便于将导体或电子装置附接到触头上。
第一电极74和第二电极76还可以包括任何合适的尺寸。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以在垂直于基板30的第二主表面34的方向上具有任何合适的厚度。在一个或多个实施例中，此厚度可以是至少10微米。在一个或多个实施例中，所述厚度可以不大于200微米。在一个或多个实施例中，第一电极74和第二电极76可以具有足够的大小和厚度，以使激光焊、电阻焊或其他焊接和连结技术能够用于将导体和/或电子装置电耦合到电极上。
第一电极74和第二电极76可以电连接到被布置在封装体之上或之内的一个或多个电子装置，例如电子装置40。可以利用任何合适的技术或技术组合将第一电极74和第二电极76中的一个或两个电连接到被布置在壳体之上或之内的一个或多个装置上。在一个或多个实施例中，第一电极74可以经由过孔78(图3)电连接到装置40，所述过孔经由导体75电连接到装置40。过孔78可以形成在基板30的第一主表面32与第二主表面34之间，并且可以使用任何合适的技术或技术组合将导电材料布置在过孔内。类似地，第二电极76可以经由过孔79(图3)电连接到电子装置40上，所述过孔经由导体77电连接到所述装置。同样，过孔79可以形成在基板30的第一主表面32与第二主表面34之间，并且可以使用任何合适的技术或技术组合将导电材料布置在过孔内。
图1-4的封装体10还可以包括导体70，所述导体被布置在基板30的第二主表面34上或在所述基板内位于第一主表面32与第二主表面34之间。导体70可以包括任何合适的形状或形状组合，并且可以使用任何合适的导电材料来形成。虽然被描绘为包括一个导体70，但是可以在基板30的第二主表面34上或在基板内形成两个或更多个导体。进一步地，导体70可以被图案化以包括任何合适的形状或形状组合。
在一个或多个实施例中，导体70可以形成为提供天线，并且封装体10可以通过这样的天线无线耦合到装置或系统上。进一步地，在一个或多个实施例中，导体70可以形成感应线圈，所述感应线圈可以提供到一个或多个外部装置(例如一个或多个感应电源)的感应耦合。
可以使用任何合适的技术或技术组合将导体70电连接到被布置在封装体10的壳体内的一个或多个电子装置。例如，过孔72(图3)可以形成在基板30的第一主表面32与第二主表面34之间、并且经由导体73电连接到例如电子装置40上。导电材料可以被布置在过孔72内，所述过孔电连接导体72和电子装置40。可以使用任何合适的技术或技术组合将导体70电连接到过孔72上。
总体上，可以使用任何合适的技术或技术组合将封装体10的基板30密封到壳体20上。例如，图5-6是封装体100的另一实施例的示意性分解视图。封装体100包括壳体120、具有第一主表面132和第二主表面134的基板130、被布置在基板的第一主表面132上的一个或多个电子装置140、以及被至少部分地布置在壳体内的电源150。电子装置140包括装置触头142。进一步地，电源150包括电源触头152。关于图1-4的封装体10的所有设计考虑和可能性都同样适用于图5-6的封装体100。
图5-6的封装体100与图1-4的封装体10之间的一个区别在于，使用焊接环180将基板130密封到壳体120上。焊接环180可以包括任何合适的材料或材料组合，例如铜、银、钛、铌、锆、钽、不锈钢、铂，铱、或其组合。在一个或多个实施例中，焊接环180可以包括两种或更多种材料，例如双金属、覆层层压材料等。在一个或多个实施例中，焊接环180可以包括任何合适的生物相容性和可焊接材料。进一步地，焊接环180可以采用任何合适的形状并且具有任何合适的尺寸。焊接环180可以被布置在基板130的第一主表面132与壳体120之间。在一个或多个实施例中，焊接环180可以被气密地密封到基板130的第一主表面132和壳体120中的一个或两个上。可以使用任何合适的技术或技术组合(例如激光接合)将焊接环180密封到基板130和壳体120中的一个或两个。在一个或多个实施例中，焊接环180首先附接到基板130的第二主表面132上、并且然后附接到壳体120上。在一个或多个实施例中，焊接环180首先附接到壳体120上并且然后附接到基板130的第一主表面132上。
在一个或多个实施例中，焊接环180可以包括被适配成与壳体120的凸缘或凹陷部分122配合的凸缘或凹陷部分182。凹陷部分182和凹陷部分122可以提供用于将焊接环180密封到壳体120上的附加表面积。虽然未示出，但焊接环180可以包括被适配成与基板130中形成的凹陷部分(也未示出)配合的第二凹陷部分。
在图5-6所展示的实施例中，电源触头152包括一个或多个可偏转接片154。所述一个或多个可偏转接片154将电源150电连接到电子装置140上。在一个或多个实施例中，当基板130被密封到壳体120上时，可以在一个或多个装置触头142与电源触头152的可偏转接片154之间形成非粘结式电连接。
本文所描述的封装体的各个实施例的壳体可以由电源壳提供，使得封装体包括单一壳体。在一个或多个实施例中，壳体可以是单独的壳体，包括电源壳的电源可以被布置在所述壳体内。例如，图7是封装体200的另一实施例的示意性分解视图。封装体200包括：壳体220，其包括内表面222和外表面224；基板230，其包括第一主表面232和第二主表面234；以及电子装置240，其被布置在基板的第一主表面232上。封装体200还包括可以被至少部分地布置在壳体220内的电源250。电子装置240可以包括一个或多个装置触头(未示出)，并且电源250可以包括一个或多个电源触头252、254。电源250包括围合住所述电源的一个或多个部件的壳251，所述部件例如为活性材料(如液体或固体电解质)和电源电子器件。关于图1-4的封装体10以及图5-6的封装体100的所有设计考虑和设计可能性都同样适用于图7的封装体200。
封装体200与封装体10之间的一个区别在于，电源250包括保持(retaining)构件256，所述保持构件被适配成当电源250被至少部分地布置在壳体内的空腔226中时与壳体220的内表面222相接触。在一个或多个实施例中，保持构件256可以提供电源250与壳体220的内表面222之间的摩擦配合。在一个或多个实施例中，保持构件256可以使电源250相对于壳体220的内表面222稳定。在一个或多个实施例中，保持构件256可以电连接到电源250并且提供到壳体220的电连接，例如保持构件可以提供从电源到壳体的接地。
保持构件256可以采用任何合适的形状或形状组合。进一步地，保持构件256可以包括任何合适的材料或材料组合。在一个或多个实施例中，保持构件256可以包括当电源250被至少部分地布置在壳体内时接合壳体220的内表面222的弹性材料或可压缩材料。例如，在一个或多个实施例中，保持构件256可以包括弹簧板，所述弹簧板附接到或布置在电源250的壳251上(或与壳成一体)，当电源被至少部分地布置在壳体220内时所述弹簧板偏转。在这样的实施例中，弹簧板256提供与壳体220的内表面222的摩擦配合并且使电源250相对于壳体稳定。
封装体200与封装体10之间的另一个区别在于，电源250包括位于电源的第一末端258和第二末端259两者处的电源触头252。电源触头252可以相对于电源250被布置在任何合适的位置。进一步地，在所展示的实施例中，电源250包括附加触头254。附加触头254可以被布置在电源250之上或之内的任何合适的位置。虽然被描绘为包括五个电源触头252、254，但电源250可以包括任何合适数量的电源触头，所述电源触头被适配成将电源电连接到一个或多个电子装置240、或布置在壳体220内或壳体外部的其他部件上。在一个或多个实施例中，当基板230被密封到壳体220上时，可以在电子装置240的一个或多个装置触头(未示出)与电源触头252、254中的一个或多个电源触头之间形成非粘结式电连接。
可以使用任何合适的技术或技术的组合来形成本公开的各种密封封装体。例如，图8是一种用于形成密封封装体的方法300的流程图。虽然可以利用方法300来形成任何密封封装体，但所述方法将参考图1-4的封装体10进行描述。方法300包括在302处使用任何合适的技术或技术组合将电源50布置在壳体20内。在304，可以使用任何合适的技术或技术组合将一个或多个电子装置40布置在基板30上、例如布置在基板30的第一主表面32上。例如，电子装置40可以与基板30分开形成、并且然后例如通过将装置钎焊或焊接到基板上而附接到基板上。在306，可以使用任何合适的技术或技术组合将基板30密封到壳体20上，例如基板的第一主表面32或第二主表面34可以被激光接合到壳体20上。在一个或多个实施例中，基板30可以被气密地密封到壳体20上。进一步地，在一个或多个实施例中，基板30可以被密封到壳体20上，使得可以在装置触头42中的一个或多个装置触头与电源触头52、54中的一个或多个电源触头之间形成非粘结式电连接。在一个或多个实施例中，可以在将基板密封到壳体20上之前或之后使用任何合适的技术或技术组合将一个或多个附加装置或元件(例如导体70、电极74、76)布置在基板30的第二主表面34上。
进一步地，例如，图9是用于形成密封封装体(例如图7的封装体200)的方法400的另一实施例的流程图。可以提供壳体圆片，并且在402处可以在所述圆片中形成一个或多个凹陷。壳体圆片可以包括任何合适的材料或材料组合，例如与关于图7的壳体220所描述的相同的材料。在404，可以使用任何合适的一种或多种技术将一个或多个电源250各自布置在所述圆片中形成的凹陷中的一个或多个凹陷内。在一个或多个实施例中，电源250可以分开形成并且然后被布置在凹陷内。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的技术将电源250形成在凹陷内。
进一步地，在406，一个或多个电子装置240可以被布置在基板230的主表面上、例如在第一基板的主表面232上。在一个或多个实施例中，多个装置可以被布置在基板圆片上，所述装置与电源250和凹陷对齐或对准。在408，可以使用任何合适的技术或技术组合将基板230的主表面密封到圆片上，例如可以使用激光接合将基板密封到圆片上。在一个或多个实施例中，当基板230被密封到圆片上时，可以在装置触头242中的一个或多个装置触头与电源250的电源触头252中的一个或多个电源触头之间形成非粘结式电连接。在410，可以去除圆片和基板230的一部分，以形成一个或多个密封封装体，例如，多个密封封装体210可以与壳体圆片和基板分割开。可以利用任何合适的一种或多种技术来去除圆片和基板的一部分，例如激光切割、机械切割、蚀刻等。
图10是一种形成密封封装体(例如图1-4的密封封装体10)的方法500的另一实施例的示意性流程图。在502，可以使用任何合适的技术或技术组合将电源50布置在壳体20的空腔26内。例如，在一个或多个实施例中，电源50的活性材料可以被密封在形成于壳体20中的腔室内。在504，可以将一个或多个电子装置40布置在基板圆片的主表面上。在506，可以使用任何技术或技术组合将基板圆片的主表面密封到壳体50上，例如将圆片激光接合到壳体上。在一个或多个实施例中，基板圆片的主表面可以被气密地密封到壳体50上。进一步地，在一个或多个实施例中，可以在电子装置40的一个或多个装置触头42与电源50的一个或多个电源触头52、54之间形成非粘结式电连接。在508，可以去除基板圆片的一个或多个部分以形成一个或多个封装体，例如可以使用任何合适的技术或技术组合来从基板圆片上分割所述一个或多个封装体。
图11是一种用于形成密封封装体(例如图5-6的密封封装体10)的方法600的另一实施例的示意性流程图。方法600包括在602处形成穿过焊接环圆片的开口。可以使用任何合适的焊接环圆片。例如，图12是焊接环圆片702的示意性透视图。可以利用任何合适的材料或材料组合来形成焊接环圆片702，例如与关于图5-6的封装体100的焊接环180所描述的相同的材料。焊接环圆片702包括形成为穿过圆片的多个开口704。
在604，方法600进一步包括将一个或多个电子装置140布置在基板圆片706的主表面708上，如图13所示。基板圆片706可以包括任何合适的材料或材料组合，例如关于与图1-4的基板30所描述的相同的材料。电子装置140可以被布置在基板圆片706的任何合适的主表面上。在606，可以使用任何合适的技术或技术组合将基板圆片706密封到焊接环圆片702上，例如将基板圆片激光接合到焊接环圆片。进一步地，在一个或多个实施例中，装置基板圆片706的主表面708可以被气密地密封到焊接环圆片702的第一主表面703。在一个或多个实施例中，基板圆片706可以被密封到焊接环圆片702，使得一个或多个电子装置在形成为穿过焊接环圆片702的一个或多个开口704内对齐。在一个或多个实施例中，可以在基板圆片706上布置多个电子装置，使得一个或多个电子装置140与所述多个开口704中的一个或多个开口对齐。所述多个开口704中的每个开口内可以布置任何合适数量的电子装置140。
在608，可以使用任何合适的技术或技术组合将一个或多个电源150密封到焊接环圆片702的第二主表面705上，如图14所示，例如将一个或多个电源激光接合到焊接环圆片的第二主表面上。在一个或多个实施例中，密封到焊接环圆片702上的每个电源150可以与焊接环圆片702中的所述多个开口704中的开口对齐。在一个或多个实施例中，一个或多个电源150被气密地密封到焊接环圆片702的第二主表面705上。进一步地，在一个或多个实施例中，当装置基板130的主表面703被密封到焊接环圆片702上时，可以在一个或多个电子装置140的一个或多个装置触头142与一个或多个电源150的一个或多个电源触头152之间形成非粘结式电连接。
在610，可以去除焊接环圆片702和基板圆片706的一个或多个部分，以形成一个或多个密封封装体100。可以利用任何合适的技术或技术组合来去除焊接环圆片702和基板圆片706的一个或多个部分。在一个或多个实施例中，可以在去除焊接环圆片702的多个部分之前去除基板圆片706的一个或多个部分。基板圆片706的形成用于每个封装体100的基板130的其余部分的一个或多个边缘可以被修圆或光滑化。可使用任何合适的技术或技术组合来去除焊接环圆片702的一个或多个部分，以从焊接环圆片上分割一个或多个封装体100。在一个或多个实施例中，可以去除焊接环圆片702和基板圆片706的一个或多个部分，以形成包括一个或多个装置和焊接环圆片的单独基板，然后将电源150密封到所述单独基板的焊接环上。换言之，可以在将一个或多个电源150密封到焊接环圆片和基板圆片的分割部分之前分割焊接环圆片702和基板圆片706。
本文中所提供的所有标题是为了阅读的方便，并不应被用于限制所述标题之后的任何文本的含义，除非如此指定。
术语“包括(comprises)”及其变型在说明书和权利要求中出现这些术语的地方不具有限制的含义。这种术语将被理解为隐含包括了所陈述的步骤或元件或者步骤或元件组，但不排除任何其他步骤或元件或者步骤或元件组。
在本申请中，术语如“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”并不旨在仅指单一实体，而是包括可用于说明的具体示例的一般类别。术语“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”可与术语“至少一个(at least one)”互换使用。其后是列表的短语“...中的至少一个(atleast one of)”和“包括...中的至少一个(comprises at least one of)”指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
其后是列表的短语“...中的至少一个(at least one of)”和“包括...中的至少一个(comprises at least one of)”指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
如本文中所使用的，术语“或(or)”一般按其通常的意义使用，包括“和/或(and/or)”，除非内容清楚地指出并非如此。
如本文结合测得的量所使用，术语“约(about)”是指所述测得量的变化将由技术人员通过测量并运用与测量的目标和所用测量设备的精确度相对应的小心程度而预期。本文中，“最高达(up to)”某个数字(例如，最高达50)包括所述数字(例如，50)。
还是在本文中，所记载的由端点表示的数值范围包括归入所述范围内的所有数值以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
本文中引证的所有参考和公布明确地通过引用以其全文结合到本公开中，除非到了它们可能与本公开直接抵触的程度。讨论了本公开的说明性实施例并且参考了在本公开范围内的可能变化。在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的这些和其他变化和修改对于本领域的技术人员来说将是明显的，并且应当理解的是，本公开不限于本文中列出的这些说明性实施例。因此，本公开仅受以下提供的权利要求限制。

Claims (16)

1.一种气密密封封装体，包括：
壳体，所述壳体包括内表面和外表面；
基板，所述基板包括第一主表面和第二主表面；
电子装置，所述电子装置被布置在所述基板的所述第一主表面上并且包括装置触头；以及
电源，所述电源被至少部分地布置在所述壳体内并且包括电源触头；
其中，所述基板通过激光接合被气密地密封到所述壳体上，使得在所述装置触头与所述电源触头之间形成非粘结式电连接。
2.如权利要求1所述的封装体，其中，所述电源进一步包括保持构件，所述保持构件与所述壳体的内表面接触并且使所述电源相对于所述壳体的内表面稳定。
3.如权利要求2所述的封装体，其中，所述保持构件在所述电源与所述壳体的内表面之间提供摩擦配合。
4.如权利要求2至3中任一项所述的封装体，其中，所述保持构件包括被布置在所述电源上的弹簧板。
5.如权利要求1所述的封装体，其中，所述壳体形成所述电源的外壳的至少一部分。
6.如权利要求1至5中任一项所述的封装体，进一步包括被布置在所述基板的所述第一主表面与所述壳体之间的焊接环，其中，所述焊接环被气密地密封到所述基板的所述第一主表面和所述壳体两者上。
7.如权利要求1至5中任一项所述的封装体，其中，所述壳体包括围绕所述壳体的空腔的凸缘，其中，所述基板被气密地密封到所述凸缘上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的封装体，进一步包括被布置在所述基板的所述第二主表面上的电极，其中，所述电极通过在所述基板的所述第一主表面与所述第二主表面之间形成的过孔被电连接到所述电子装置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的封装体，其中，所述基板的所述第一主表面被气密地密封到所述壳体上，使得所述电子装置被布置在所述基板与所述壳体的内表面之间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的封装体，进一步包括天线，所述天线被布置在所述基板的所述第二主表面上并且通过在所述基板的所述第一主表面与所述第二主表面之间形成的过孔被电连接到所述电子装置。
11.如权利要求1至9中任一项所述的封装体，进一步包括天线，所述天线被布置在所述基板内并且通过在所述天线与所述基板的所述第一主表面之间形成的过孔被电连接到所述电子装置。
12.如权利要求1至11中任一项所述的封装体，其中，所述电子装置包括多路复用器。
13.如权利要求1至12中任一项所述的封装体，其中，所述电子装置包括控制器。
14.如权利要求1至13中任一项所述的封装体，其中，所述电子装置包括可植入式医疗装置。
15.如权利要求1至14中任一项所述的封装体，其中，所述电源包括电池。
16.如权利要求1至15中任一项所述的封装体，其中，所述电源触头包括被布置在所述电源的第一末端处的正端子和负端子。
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