KR102446571B1 - 비자성 패키지를 실링하기 위한 리드 및 방법 - Google Patents

비자성 패키지를 실링하기 위한 리드 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀봉 패키지를 실링하기 위한 비자성 리드를 제공한다. 본 리드는, 스퍼터링된 접착층과 구리 시드층을 갖는 몰리브덴 기판을 포함한다. 본 리드는, 또한 도금된 팔라듐 솔더 베이스층을 포함하고, 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼을 갖는다.

Description

비자성 패키지를 실링하기 위한 리드 및 방법{LID AND METHOD FOR SEALING A NON-MAGNETIC PACKAGE}
관련 출원으로의 교차 참조
본 출원은, 2014년 10월 31일자 출원된 미국 특허 출원 번호 14/529.410에의 우선권을 주장하며, 그 전체가 여기서 참조용으로 사용되었다.
본 발명의 실시예는 일반적으로, 온도, 습도, 및/또는 대기 성분에 민감한 구성 요소의 패키징에 관한 것이다. 특정 실시예는, 자기 공명 영상(magnetic-resonance imaging; MRI) 장비에서 그리고 비자성 구성 요소를 요하는 다른 애플리케이션에서 사용하기에 적합한 마이크로 전기 기계 시스템(micro-electrical-mechanical systems; MEMS)과 같은 민감성 구성 요소를 포함하는 밀봉 실링 패키지에 적합한 리드(lid)에 관한 것이다.
MEMS는 약 20 마이크로미터 내지 약 1 밀리미터(0.02 ~ 1.0 mm)의 범위 내에 그 최대 치수를 갖는 디바이스이다. 이들 상당히 작은 전기 기계는, 많은 애플리케이션, 예컨대 페이지에 글자를 적기 위한 잉크젯 프린터의 카트리지로부터 잉크를 분출하는 것; 차량의 또는 셀룰러 폰 또는 게임 제어기와 같은 핸드헬드 장치의 가속도를 측정하는 것; 음향을 기록하기 위하여 기압파(air pressure wave) 또는 표면 진동을 변환하는 것; 파이버 어레이들 중 광학 신호들을 전환하는 것; 등에서 유용하다.
일반적으로, MEMS는 작은 풋프린트(footprint) 또는 체적 엔벨로프(volume envelope) 내에서 움직임 센싱과 같은, 고응답성(작은 시상수)의 전자기계적 기능성을 신뢰성있게 제공하는 데 유용하다. 따라서, 수년간 MRI 시스템 내에서 센싱 및 제어용으로 MEMS를 사용하는 것이 요구되어 왔다. 그러나, MRI 시스템에서 "비자성(non-magnetic)", 즉 강자성도 상자성도 아닌 구성 요소를 제공하는 것이 필수적이다.
지금까지, MEMS 패키징은, 강자성 및/또는 상자성인 재료에 의존해 왔다. 이는 부분적으로, 비자성 재료, 예컨대 세라믹스 또는 플라스틱으로 제조된 패키지가, 패키지 내에 둘러싸인 MEMS에 대하여, 열적 손상, 예컨대 브레이징(brazing), 및/또는 화학적 손상, 예컨대 활성 또는 투습(moisture-permeable) 접착제의 위험을 감수하는 폐쇄 방법(closure method)을 요하는 것으로 이해되어 왔기 때문인 경우이다. MEMS는, 특히 또는 화학적으로 그들의 환경에 민감하고, 또한 패키징 처리 조건에 민감하며, 따라서 프로세스가 조건과 패키지 환경을 제어할 필요가 있다. 사실상, MEMS는 패키징시 특별 주의를 요하는 "민감성" 구성 요소의 카테고리를 특징으로 한다. 이 카테고리의 다른 요소들은 압전성, 상자성, 및 형상 기억 합금 장치를 포함할 수도 있다.
상기의 관점으로, 민감성 구성 요소를 비자성 밀봉 패키지 내에 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 패키지를 제공하는 데 중점적으로 어려운 점은, 민감성 구성 요소를 개방형 비자성 패키지 공동(cavity)에 본딩(bonding)하고, 그 후 민감성 구성 요소로의 열적 및/또는 화학적 손상을 유도하지 않고 패키지 공동을 실링하는 방법을 고안하는 것이었다.
본 발명의 실시예는 밀봉 패키지를 실링하기 위한 비자성 리드를 제공한다. 본 리드는, 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼은 물론, 몰리브덴 기판, 스퍼터링된 접착층, 스퍼터링된 구리 시드층, 및 도금된 팔라듐 솔더(solder) 베이스층을 포함한다.
본 발명의 태양은, 몰리브덴 블랭크(blank)로부터 리드 형상 기판을 형성하는 단계; 티타늄, 탄탈, 또는 크롬과 같은 하나 이상의 재료들을 포함하는 또는 본질적으로 이들로 구성된 접착층을 기판 상에 스퍼터링하는 단계; 상기 접착층 상에 구리 시드층을 스퍼터링하는 단계; 상기 구리 시드층 상에 팔라듐 솔더 베이스층을 전기도금하는 단계; 및 금/주석 솔더 프리폼을 리드의 실링 표면에 부착하는 단계를 포함하는 방법에 따라, 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 비자성 심-실러블(seam-sealable) 리드를 제조하는 것을 제공한다.
본 발명의 다른 태양은, 비자성 금속성 실 링으로 규정되는 실링 에지를 포함하는 비자성 패키지 본체 내에 MEMS 디바이스를 본딩하는 단계, 및 패키지 본체의 실링 에지에 실링된 금/주석 솔더 프리폼을 포함하는 실링 표면을 갖는 비자성 리드를, 패키지 본체의 실링 에지에 실링하는 단계를 포함하는, 비자성 MEMS 패키지를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 태양은, 몰리브덴 기판, 물리적 기상 증착된 접착층, 구리 시드층, 팔라듐 솔더 베이스층, 및 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼을 포함하는 밀봉 패키지를 실링하기 위한 금속 비자성 리드를 제공한다.
본 발명은, 이하의 첨부된 도면을 참조하여, 다음의 비제한적인 실시예들의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 비자성 리드의 부분 투시 단면도이다.
도 2는, 비자성 패키지 본체의 상면도이다.
도 3a 내지 도 3c는, 글로브 박스(globe box)의 투시도이며, 글로브 박스에 수용된 택커(tacker) 및 심 실러(seam sealer)의 상세도이다.
도 4는, 도 2의 비자성 패키지 본체에 부착된 본 발명의 실시예의 부분 단면도이다.
상세하게는 이하의 본 발명의 예시적인 실시예를 참조하며, 그 예들은 첨부된 도면에 도시되어 있다. 가능한 어느 곳이든지, 도면 전체에 걸쳐 사용된 동일한 도면 부호는, 중복 설명없이 동일하거나 유사한 부분에 관련된다. 본 발명의 예시적인 실시예들이 MRI 시스템에서의 그 사용에 관하여 설명되었지만, 본 발명의 실시예들은 비자성 패키징으로부터 이익을 취할 수 있는 임의의 설정에서 사용시 적용 가능하다.
여기서 사용된 바와 같은, "실질적으로(substantially)", "일반적으로(generally) " 및 "약(about)"의 용어는, 구성 요소 또는 어셈블리의 기능적 목적을 달성하는 데 적합한 이상적인 요구되는 상태에 관하여, 합리적으로 달성가능한 제조 및 어셈블리 허용 오차 내의 상태들을 나타낸다.
일반적으로 도 1 내지 도 4를 참조하여, 예시적인 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같은 심-실러블 비자성 리드(100)가, 도 2에 도시된 바와 같이 비자성 MEMS 패키지 본체(200)를 실링하기 위하여 제공된다. 리드(100)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 건공기(dry air) 글로브 박스(310) 내에 배치된 심 실러(300)(seam sealer)를 사용하여 비자성 MEMS 패키지 본체(200) 상에 실링된다. 심 실러(300)는, 그 전극(302)으로부터의 전류를 계속해서 리드 표면(100)에 그리고 패키지 본체(200)의 패터닝된 금속성 실 링(250)에 인가하고, 이로써 금/주석 실링 프리폼(150)을 갖는 리드와 금속성 실 링(250)을 함께 국부적으로 리플로우(reflow)한다. 심 실링 처리를 완료함으로써, 도 3c에 투시도로 도시되고 도 4에 부분 개략 단면도로서 도시된 밀봉 비자성 MEMS 패키지(400)를 생성한다.
여기서 사용된 바와 같은, "밀봉(hermetic)"이라는 것은, 적어도 60 psi 헬륨 하에 2시간 유지된 후, 헬륨 미세 누설 테스터(예컨대, AlcatelTM ASM180 모델)를 사용하여 3x10^-8 mBarr L/s의 헬륨 누설률을 획득하는 것; 및 FC-40의 125C 용액에서 기포없음을 나타내는 것; 또는 동등한 테스트 결과를 의미한다.
이제 도 1을 참조하여, 리드(100)는, 리드로서 성형된 몰리브덴 기판(110)을 포함한다. 예컨대, 기판(110)은 편평한 형상으로 스탬핑(stampe)되거나 절단될 수도 있고, 또는 오목형 또는 계단형 형상으로 스탬핑되거나 안출될 수도 있다. 기판은, 적어도 약 5 mil (0.005 인치) 두께, 일반적으로 약 10 mil 두께이나, 더 두꺼울 수 있다. 통상적으로, 기판(110)의 최소 두께는, 기판의 영구 변형없이, 감압된 항공 화물 수송 동안에도, 패키지(400) 내의 대기압에서 건공기를 유지하고자 하는 희망으로 설정된다. 몰리브덴 기판은 또한 바람직하게는, 심 실링 처리를 용이하게 하는 열적 및 전기적 저항률을 제공한다.
리드(100)는 또한, 몰리브덴 기판(110) 위에, 적어도 약 500 옹스트롬 두께이고 약 2000 옹스트롬 두께까지일 수 있는 접착층(120)을 포함한다. 접착층은, 티타늄으로부터 또는 탄탈 또는 크롬과 같은 유사한 몰리브덴-호환가능한 금속으로부터 기판(110) 상에 스퍼터링될 수 있다. 특정 실시예들에서, 물리적 기상 증착(PVD)의 동등한 방법들이 스퍼터링 대신 사용될 수 있다. PVD 프로세스는, 음극 아크(cathodic arc), 전자 빔, 저항성 증발, 펄싱된 레이저, 및 자기 스퍼터링 증착 기술을 포함한다. 특정 실시예들에서, 자기 스퍼터링은, 주로 전기도금 또는 화학적 기상 증착(CVD)에서의 화학적 어려움으로 인한 코팅 방법이다. 스퍼터링된 접착층은 보다 균일한 것으로 밝혀졌고, 도금되거나 CVD 접착층보다 양호한 접착성을 제공하며, 스퍼터 시스템은 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 후면 스퍼터 능력을 제공한다. 다른 PVD 기술은 전기화학의 또는 CVD 기술에 비교하여 동일하게 적합한 것으로 여겨진다. 접착층(120)은, 기판의 넓은 양 표면들 상에 스퍼터링되고, 스퍼터링 영역의 에지들이 연결되어 기판의 에지들을 덮는 데 충분히 적어도 두껍게 스퍼터링되며, 따라서 접착층의 최소 허용 가능한 두께는 기판의 두께에 따라 변할 것이다. 접착층(120)은 일반적으로, 2개의 넓은 표면들로부터 기판의 에지들을 덮는 데 필요한 것보다 많이 더 두껍지 않다.
접착층(120) 위에, 리드는, 적어도 약 1000 옹스트롬 두께로 스퍼터링되는 구리 시드층(130)을 갖는다. 구리는, 티타늄/탄탈/크롬 접착층과의 호환성의 관점에서 그리고 팔라듐을 전기 도금하기 위한 수용의 관점에서 구리 시드층(130)에 적합한 것으로 알려져 왔다. 구리 시드층(130)은, 접착층(120)이 구리 시드층(130)의 기판(110)으로의 부착성을 상당히 향상시키는 것으로 알려져 왔기 때문에, 몰리브덴 상으로 바로 스퍼터링되지 않는다. 일부 실시예들에서, 구리 시드층(130)은 약 2000 옹스트롬 두께일 수도 있고, 특정 실시예들에서 구리 시드층은 약 6000 옹스트롬 두께 정도로 클 수도 있다. 보다 두꺼운 구리 시드층은, 전기도금의 후속 단계로부터 백-에칭을 완화하는(buffer) 것을 돕고, 기판의 에지들을 덮는 것을 돕고, 추가적인 도금 단계없이 구리 상으로의 팔라듐의 용이한 도금을 허용한다. 한편, 두께의 증가는 비용과 중량을 부가시키고, 고도의 열적으로 및 전기적으로 도전성인 구리의 과잉 두께는 MEMS 패키지를 폐쇄하기 위한 리드의 심-실링의 이후 단계에서 문제점을 제시할 수도 있다.
구리 시드층(130) 외부에, 리드(100)는 약 1 - 2 ㎛ 두께인 팔라듐 솔더 베이스층(140)을 포함하고, 다시 기판(110)의 에지들이 덮히는 것을 보장하도록 두께가 선택된다. 팔라듐 솔더 베이스층(140)은 통상적으로 구리 시드층(130) 상으로 전기도금된다. 따라서, 팔라듐 솔더 베이스층(140)은 구리 시드층의 변색(tarnishing)을 경감시키도록 리드(100)의 모든 표면을 덮을 것이다. 다른 실시예들에서, 솔더 베이스층(140)은 리드(100)의 하나의 표면(실링 표면(104))만 상에 스퍼터링될 수도 있다. 그러나, 솔더 프리폼의 실링 동작을 향상시키기 위하여 리드(100)의 에지들 상으로의 솔더 베이스층의 순응성(conformality)이 도움이 되며, 이하에 더욱 논의된다. 특정 실시예에서, 솔더 베이스층의 구리 시드층으로의 부착성을 향상시키기 위하여, 구리 시드층(140)과 솔더 베이스층(130) 사이에 금 스트라이크층(145)이 전기도금될 수도 있다.
다음, 리드(100)의 실링 표면(104) 상에, 그 에지 부근에, 금/주석 솔더 프리폼(150)이, 예컨대 가용접(tack welding)에 의하여 솔더 베이스층(140)에 부착된다. 전체적으로, 리드(100)의 재료와 다양한 층 두께는, 리드 자체를 용접하는 것과는 달리, 솔더 프리폼(150)의 스폿 심 실링을 위한 전류를 포커싱하는 데 충분히 높은 벌크 저항률을 갖도록 선택된다. 따라서, 본 발명의 리드(100)는, 리드가 부착된 구조의 또는 리드의 벌크 가열을 부과하지 않는 저압 심 실링 처리를 허용한다. 따라서, 패키지 내의 MEMS 디바이스에의 열적 손상의 위험성없이, MEMS 패키지의 밀봉 실링을 위한 리드를 사용하는 것이 가능하다. 리드(100)는 또한, 팔라듐 솔더 베이스층(140)과 솔더 프리폼(150) 사이의 금 플래시층(gold flash layer)(160)을 포함할 수도 있다.
이제 도 2 및 도 4를 참조하여, 리드(100)에 의한 폐쇄에 적합한 MEMS 패키지 본체(200)의 예는, 일반적으로 평면의 금속성 실 링(250)을 위에 얹은 벽(201)을 포함한다. 이로써 실 링(250)은 패키지 본체의 실링 에지를 규정한다. 벽(201)은 공동(204)을 둘러싼다. 공동(204) 내에, MEM(micro-electro-mechanical) 디바이스(210)는 패키지 본체(200)에 본딩된다.
다시 도 3을 참조하여, 태킹(tacking) 및 심 실링의 단계들은, 건조 상태(약 -40℃ 이슬점보다 낮고, 0% 상대 습도, 약 10,000 ppm 수증기보다 작은) 하의 청정 공기를 유지하는 글로브 박스(310) 내에 달성된다. 태킹 동안, 리드(100)는 패키지 본체(200) 상에 배치되고, 2개의 구성 요소들이 글로브 박스 내의 택-용접기(tack-welder)(320) 내로 함께 배치된다. 택 용접기(320)는, 리드(100)를 가볍게 아래로 가압하고, 하나 또는 2개의 위치에서 금속성 실 링(250) 상으로 금/주석 솔더 프리폼(150)을 갖는 리드를 태킹하는 데 사용된다. 태킹 전에, 리드(100)와 패키지 본체(200)는, O2 애싱/세정된 후, 글로브 박스(310)에 연결되고 이 글로브 박스(310)로 개방된 진공 오븐(330)에서 CDA(이하 논의되는 바와 같은 청정 건공기)로 퍼징되어 가열될 수도 있다. 심 실링에 대하여, 패키지 본체(200)는, 심 실러(300)의 회전 가능한 스테이지(304) 상으로 글로브 박스 내에서 전달된다.
다음, 심 실러(300)는, 리드(100)의 에지(102)를 따라 전극 접촉을 이동시키도록, 전극들(302)을 수축시키고 확장시키면서, 리드와 본체와 함께 스테이지(304)를 회전시키도록 동작되어, 프리폼(150)과 실 링(250)이 계속해서 국부적으로 가열되고 솔더 베이스층 및 마주보는 실 링 사이에 밀봉 용접 필릿(fillet)을 형성하도록 용접된다. 이에 관하여, 도 4에 도시된 바와 같이(필릿이 리드의 측면 에지를 올리는 것을 도시하도록 도면을 갱신할 필요가 있음), 균일한 필릿(450)을 형성하도록, 솔더 베이스층(140)과 종속(subordinate)층들(120)로 완전히 덮힌 기판(110)의 에지를 갖는 것이 도움이 된다. 부가적으로, 전극들(302)이 심-실링 처리를 시작할 것인 한 위치에서만 리드와 패키지 본체가 함께 태킹되는 것이 도움이 된다.
본 발명의 태양에 따르면, 국부화된 가열 처리인 심 실링은 브레이징(솔더 프리폼을 실링하기 위하여 공지된) 대신 사용할 수 있다. 브레이징이 본 발명의 패키지(400)와 같은 패키지의 실링용으로 통상적이었으나, 브레이징 동안 획득된 일반적으로 높은 온도는, 밀봉 MEMS 패키지 제품 내에 둘러싸여야 하는 MEMS 디바이스를 손상시키고 변형시킬 수 있는 것이 밝혀졌다. 그러나, 심 실링을 실행하기 위하여, 리드(100)가 국부화된 가열을 가능하게 해야 한다는 것이 필수적이다. 많은 비자성 금속들은 국부적 영역에만 가열을 제공하는 것을 상당히 어렵게 하고, 이는 그러한 금속들이 상당히 열적으로 및/또는 전기적으로 도전성인 경향이 있기 때문이다. 따라서, 리드(100)의 재료와 층 두께는, 프리폼(150)을 국부적으로 가열시키고 용융시키기 위하여 저항 용접을 사용하는 심 실링을 위한 그 열적 및 전기적 속성을 최적화하도록 주의깊게 선택된다.
상기 설명된 바와 같은 처리는, MRI 인클로저 내에 포함되는 다양한 애플리케이션에서 사용할 수 있는 밀봉 및 비자성 MEMS 패키지(400)를 생성한다. 대기압의 건공기는 패키지(400) 내에 포획되기 때문에, MEMS가 이전에 고려되지 않았던 다른 환경에서도 또한 사용할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 밀봉 패키지를 실링하기 위한 비자성 리드를 제공한다. 리드는, 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼은 물론, 몰리브덴 기판, 스퍼터 증착된 접착층, 구리 시드층, 및 팔라듐 솔더 베이스층을 포함한다. 접착층은 스퍼터링될 수도 있다. 기판은, 접착층을 스퍼터링하기 전에, 후면 스퍼터링, 화학적 에칭, 및/또는 기계적 에칭될 수도 있다. 솔더 베이스층은 적어도 약 1000 옹스트롬(1 미크론) 두께일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 솔더 베이스층은 약 2 미크론(2 ㎛) 두께 이하일 수도 있다. 리드는 또한, 솔더 베이스층 위에, 약 1000 옹스트롬 - 2㎛ 두께로의 전기도금 금 코팅을 포함할 수도 있다. 리드는, 금/주석 프리폼에 부착되기 전에 진공 베이킹될 수도 있다. 예컨대, 리드는 팔라듐 솔더 베이스층에서 약 6 ppm H 농도보다 작도록 달성하기 위하여 진공 베이킹될 수도 있고, 이로써 솔더 베이스층으로부터 리드에 의하여 실링될 패키지로 확산하기 위하여 사용 가능한 H를 감소시킨다. 리드는 그 외부 에지에서 약 30 밀(mil)의 코너 반경을 가질 수도 있다. 접착층은 적어도 약 500 옹스트롬 두께일 수도 있다. 접착층은 약 2000 옹스트롬 두께일 수도 있다. 구리 시드층은 적어도 약 1000 옹스트롬 두께 또는 약 2000 옹스트롬 두께일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 구리 시드층은 약 6000 옹스트롬 두께 이하일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 접착층은, 티타늄, 탄탈, 또는 크롬과 같은 하나 이상의 재료들을 포함할 수도 있다. 예컨대, 접착층은 티타늄을 포함할 수도 있고, 본질적으로 티타늄으로 구성될 수도 있다. 접착층, 구리 시드층, 및 솔더 베이스층은, 적어도 기판의 실링 표면, 및 실링 표면의 경계를 이루는 기판의 에지를 덮을 수도 있다. 일부 실시예들에서, 접착층, 구리 시드층, 및 솔더 베이스층은 기판을 균일하게 덮는다.
본 발명의 태양은, 몰리브덴 블랭크로부터 리드 형상 기판을 형성하는 단계; 티타늄, 탄탈, 또는 크롬과 같은 하나 이상의 재료를 포함하거나, 본질적으로 이 하나 이상의 재료로 구성된 접착층을 기판 상에 물리적 기상 증착하는(예컨대 스퍼터링하는) 단계; 접착층 상에 구리 시드층을 물리적 기상 증착하는(예컨대, 스퍼터링하는) 단계; 상기 구리 시드층 상에 팔라듐 솔더 베이스층을 전기도금하는 단계; 및 구리/주석 솔더 프리폼을 리드의 실링 표면에 부착하는 단계를 포함하는 방법에 따라, 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 비자성 심-실러블 리드를 제조하는 것을 제공한다. 본 방법은 또한, 접착층을 스퍼터링하기 전에, 기판의 후면 에칭, 화학적 에칭, 또는 기계적 에칭 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 본 방법은 또한, 금/주석 솔더 프리폼을 부착하기 전에 리드를 진공 베이킹하는 단계, 예컨대 솔더 베이스층에서 약 6 ppm H 농도보다 작게 진공 베이킹하는 단계를 포함할 수도 있다. 접착층은 본질적으로 티타늄으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 다른 태양은, 비자성 금속성 실 링으로 규정된 실링 에지를 갖는 비자성 벽으로 규정된 내부 공동 내에 민감성 구성 요소를 본딩하는 단계, 및 실링 에지에 실링되는, 금/주석 솔더 프리폼을 포함하는 실링 표면을 갖는 비자성 리드를 실링 에지에 실링하는 단계를 포함하는 비자성 밀봉 패키지를 제조하는 방법을 제공한다. 본 리드는, 몰리브덴 기판, 티타늄, 탄탈, 또는 크롬과 같은 재료를 포함하는 물리적 기상 증착된 접착층, 구리 시드층, 및/또는 팔라듐 솔더 베이스층을 포함할 수도 있다.
본 발명의 또다른 태양은, 몰리브덴 기판, 물리적 기상 증착된 접착층, 구리 시드층, 팔라듐 솔더 베이스층, 및 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼을 포함하는 밀봉 패키지를 실링하기 위한 금속성 비자성 리드를 제공한다.
상기 설명은 설명하고자 하는 것이고 제한적이고자 하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 예컨대, 상술된 실시예들(및/또는 그 태양들)은 서로 조합되어 사용될 수도 있다. 추가적으로, 발명의 범위를 벗어나지 않고, 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 많은 변형이 행해질 수도 있다. 여기서 설명된 재료의 치수 및 형태는 본 발명의 파라미터들을 정의하고자 함이지만, 이들은 결코 제한적이 아니고, 예시적인 실시예들이다. 상기 설명을 검토하면 많은 다른 실시예들이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는, 첨부된 청구항을 참조하여, 이러한 청구항들의 자격을 갖는 완전한 범위의 등가물들과 함께 결정되어야 한다. 첨부된 청구항에서, "포함하는(including)"과 "여기서(in which)"라는 용어는, "구비하는(comprising)"과 "여기서(wherein)"라는 각 용어의 쉬운 영어(plain-English)의 등가물로서 사용된다. 또한, 다음 청구항에서, "제1", "제2", "제3", "상부(upper)", "하부(lower)", "바닥(bottom)" , "정상(top)" 등과 같은 용어는 단지 라벨로서 사용되고, 그 대상물의 개수 또는 위치적 요건을 부과하고자 함이 아니다. 또한, 다음의 청구항의 한정은, 그러한 청구항 한정이 추가의 구조없이 기능의 진술이 뒤따른 "~를 위한 수단(means for)"의 구문을 명확히 사용하지 않는 한, 그리고 이를 명확히 사용하기 전까지, 민즈-플러스-펑션(means-plus-function) 포맷으로 기재되지 않고, 35 U.S.C.§112, 6문단에 기초하여 해석되고자 함이 아니다.
이 기재된 설명은, 최상 모드를 포함하여, 본 발명의 일부 실시예들을 개시하기 위하여, 그리고 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것과 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 당업자가 본 발명의 실시예들을 실행하도록 하기 위하여 예들을 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구항들에 의하여 규정되고, 당업자에게 발생되는 다른 예들을 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예들은, 이 다른 예들이 청구항의 문자대로의 언어(literal language)와는 상이하지 않는 구조적 요소들을 갖는 경우에, 또는 이 다른 예들이 청구항의 문자대로의 언어와는 중요하지 않은(insubstantial) 차이점을 갖는 동등한 구조의 요소들을 포함하는 경우에, 청구항의 범위 내에 있는 것이고자 한다.
여기서 사용된 바와 같이, 단수로 기재되고, "하나의(a)(본 명세서에서는 번역되지 않음)" 또는 "하나의(an)(본 명세서에서는 번역되지 않음)"라는 단어로 진행되는 요소 또는 단계는, 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한, 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로서 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 "하나의 실시예"로의 참조는, 또한 언급된 특징을 사용하는 추가적인 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되고자 함이 아니다. 또한, 반대로 명시적으로 언급되지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소들을 "구비하거나(comprising)" "포함하거나(including)" 또는 "갖는(having)" 실시예들은, 그 특성을 갖지 않는 부가적인 그러한 요소들을 포함할 수도 있다.
여기서 포함된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 상술된 제품 및 리드의 제조 방법에서 특정 변화들이 행해질 수도 있으므로, 상기 설명에서 또는 첨부된 도면에 도시된 주제 모두는, 여기서 신규한 개념을 설명하는 예로서만 해석될 것이고, 본 발명을 제한하는 것으로 이해되지 않고자 한다.

Claims (29)

  1. 밀봉 패키지를 실링(sealing)하기 위한 금속성 비자성 리드(lid)로서,
    몰리브덴 기판;
    스퍼터링된 접착층;
    구리 시드층(seed layer);
    금 스트라이크층(strike layer);
    상기 리드의 모든 표면을 덮고 1000 옹스트롬 내지 2 ㎛ 두께 사이로 도금되는 팔라듐 솔더(solder) 베이스층; 및
    상기 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼
    을 포함하는 금속성 비자성 리드
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은 Ti를 포함하는 것인 금속성 비자성 리드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 팔라듐 솔더 베이스층은 적어도 1 미크론 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 팔라듐 솔더 베이스층 위에, 1000 옹스트롬 내지 2 ㎛ 두께로의 전기도금 금 코팅을 더 포함하는 금속성 비자성 리드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금/주석 솔더 프리폼에 부착되기 전에 팔라듐 코팅 리드가 진공 베이킹되는 것인 금속성 비자성 리드.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 리드는, 상기 팔라듐 솔더 베이스층에서 6 ppm H 농도보다 작게 달성되도록 진공 베이킹되는 것인 금속성 비자성 리드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 금속성 비자성 리드의 외부 에지들에 30 mil의 코너 반경을 갖는 금속성 비자성 리드.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은 적어도 500 옹스트롬 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은 2000 옹스트롬 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 구리 시드층은 적어도 1000 옹스트롬 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 구리 시드층은 1000 내지 6000 옹스트롬 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 구리 시드층은 2000 옹스트롬 두께인 것인 금속성 비자성 리드.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은, 티타늄, 탄탈 또는 크롬으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함하는 것인 금속성 비자성 리드.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은 티타늄을 포함하는 것인 금속성 비자성 리드.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층, 상기 구리 시드층, 및 상기 팔라듐 솔더 베이스층은, 적어도 상기 몰리브덴 기판의 실링 표면, 및 상기 실링 표면의 경계를 이루는 상기 몰리브덴 기판의 에지를 덮는 것인 금속성 비자성 리드.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 접착층, 상기 구리 시드층, 및 상기 팔라듐 솔더 베이스층은 상기 몰리브덴 기판을 균일하게 덮는 것인 금속성 비자성 리드.
  17. 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 리드를 제조하는 방법으로서,
    몰리브덴 블랭크로부터 리드 형상 기판을 형성하는 단계;
    티타늄, 탄탈, 또는 크롬으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함하는 접착층을 상기 기판 상에 스퍼터링하는 단계;
    상기 접착층 상에 구리 시드층을 스퍼터링하는 단계;
    금 스트라이크층을 전기도금하는 단계;
    상기 리드의 모든 표면을 덮기 위해 1000 옹스트롬 및 2 ㎛ 사이의 두께로 팔라듐 솔더 베이스층을 상기 금 스트라이크층 상에 전기도금하는 단계; 및
    금/주석 솔더 프리폼을 상기 리드의 실링 표면에 부착하는 단계
    를 포함하는 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 리드를 제조하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 접착층을 스퍼터링하는 단계 이전에, 기판을 후면 스퍼터링하는 단계, 화학적 에칭하는 단계, 또는 기계적 에칭하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 리드를 제조하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 금/주석 솔더 프리폼을 부착하는 단계 이전에, 상기 리드를 진공 베이킹하는 단계를 더 포함하는 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 리드를 제조하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 접착층은 티타늄을 포함하는 것인 비자성 밀봉 패키지를 실링하기 위한 리드를 제조하는 방법.
  21. 비자성 밀봉 패키지를 제조하는 방법으로서,
    비자성 금속성 실 링(seal ring)으로 규정된 실링 에지를 갖는 비자성 벽으로 규정된 내부 공동(cavity) 내에 민감성 구성 요소를 본딩하는 단계; 및
    상기 실링 에지를 비자성 리드에 실링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 비자성 리드는, 상기 실링 에지에 실링되는, 금/주석 솔더 프리폼을 포함하는 실링 표면을 갖고,
    상기 비자성 리드는 몰리브덴 기판을 포함하고,
    상기 비자성 리드는 티타늄, 탄탈, 또는 크롬을 포함하는 스퍼터링된 접착층을 포함하고,
    상기 비자성 리드는 구리 시드층을 포함하고,
    상기 비자성 리드는 금 스트라이크층을 포함하고,
    상기 비자성 리드는 상기 리드의 모든 표면을 덮고 1000 옹스트롬 내지 2 ㎛ 두께 사이로 도금되는 팔라듐 솔더 베이스층을 포함하는 것인 비자성 밀봉 패키지를 제조하는 방법.
  22. 밀봉 패키지를 실링하기 위한 금속성 비자성 리드로서,
    몰리브덴 기판;
    물리적 기상 증착된 접착층;
    구리 시드층;
    금 스트라이크층;
    상기 리드의 모든 표면을 덮고 1000 옹스트롬 내지 2 ㎛ 두께 사이로 도금되는 팔라듐 솔더 베이스층; 및
    상기 리드의 실링 표면에 부착된 금/주석 솔더 프리폼
    을 포함하는 밀봉 패키지를 실링하기 위한 금속성 비자성 리드.
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