JP5420127B2 - 低応力ダイ・アタッチメント - Google Patents

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Description

（発明の背景）
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。
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。
（発明の概要）
パッケージ、該パッケージに結合されたマス、該マスを前記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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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ミクロンとするととができる。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の堯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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
第２のボンド・パッド５０６ｂは例えば、はんだ、ガラス・ブリット、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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のパンパ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。
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。
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のパンパ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図１Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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１Ｄの弾性カップリングの詳細図である。 図１Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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１Ｑの弾性カップリングの詳細図である。 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１Ｓの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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１Ｓの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 図１Ｓの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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２Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図２Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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２Ｄの弾性カップリングの詳細図である。 図２Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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２Ｑの弾性カップリングの詳細図である。 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２Ｓの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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２Ｓの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 図２Ｓの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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３Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図３Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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３Ｄの弾性カップリングの詳細図である。 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３Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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の弾性カップリングの詳細図である。 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３Ｔの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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３Ｔの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 図３Ｔの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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４Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図４Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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４Ｄの弾性カップリングの詳細図である。 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４Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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４Ｒの弾性カップリングの詳細図である。 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４Ｔの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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４Ｔの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 図４Ｔの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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５Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図５Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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５Ｄの第１の弾性カップリングの詳細図である。 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５Ｆの第２の弾性カップリングの詳細図である。 図５Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 図５Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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。 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５Ｘの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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５Ｘの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 図５Ｘの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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６Ａの装置の一実施形態の上面図である。 図６Ａの装置のマスの一実施形態の下面図である。 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６Ｄの第１の弾性カップリングの詳細図である。 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６Ｆの第２の弾性カップリングの詳細図である。 図６Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 図６Ａの装置のマスの代替実施形態の下面図である。 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。 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６Ｘの装置の滑り支持の一実施形態の上面図である。 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６Ｘの装置の滑り支持の代替実施形態の上面図である。 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１Ａの装置の代替実施形態の上面図である。 図１Ａの装置の代替実施形態の断面図である。 図１Ａの装置の代替実施形態の上面図である。 図１Ａの装置の代替実施形態の断面図である。

Claims (34)

  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、
    下面と、
    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、
    一つまたは複数のはんだプリフォームと、
    前記はんだプリフォームは、前記マスの下面と前記パッケージの底面の間に配置され、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、前記はんだプリフォームの有する弾性に応じた弾性的結合を作り出すように、前記はんだプリフォームの下面及び上面の各々を前記パッケージの底面及び前記マスの下面に取り付けるための一つ又は複数の部材であり、前記活性領域は、前記取り付け点から離間し、
    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耐熱性材料製滑動支持体を含み、
    前記パッケージの底面と前記マスの下面は前記滑動支持体を介して離間し、
    前記パッケージの側壁と前記滑動支持体の間に距離を有することを特徴とする、
    熱応力に対する保護を可能とする装置。

  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。

  3. 前記パッケージが前記はんだプリフォーム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。

  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。

  5. 前記結合パッドの俯瞰断面形状が、
    矩形、楕円形、三連楕円形、八連楕円形、波状辺付き矩形、８つ切りパイウェッジ形、中空８つ切りパイウェッジ形、９円形、星形及び日輪形、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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  15. 前記はんだプリフォームが、
    矩形、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。

  16. 前記はんだプリフォームが、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。

  17. 前記はんだプリフォームが、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。

  18. 前記一つ又は複数のはんだプリフォームが、一つ又は複数の第１のはんだプリフォームと一つ又は複数の第２のはんだプリフォームであり、
    前記第１のはんだプリフォームが、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のはんだプリフォームが、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。

  19. 前記滑動支持体の断面形状が、正方形、円形、三角形及び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。

  20. 前記パッケージがさらに、前記はんだプリフォーム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。

  21. 前記はんだプリフォームが、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。

  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からなり、
    該方法が、
    前記パッケージの底面上に、一つ又は複数のはんだプリフォーム、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耐熱性材料製滑動支持体を結合するステップと、次いで、
    前記一つ又は複数のはんだプリフォームを介して、前記マスの下面の少なくとも一つの点を前記パッケージに取り付け、前記マスと前記パッケージとの間に前記プリフォームの有する弾性に応じた弾性的結合を作り出すステップとを含み、
    前記活性領域の少なくとも一部分が、前記取り付け点から離間しており、及び
    前記パッケージの底面と前記マスの下面は前記滑動支持体を介して離間し、
    前記パッケージの側壁と前記滑動支持体の間に距離を有する
    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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。
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