(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-09
(45)【発行日】2022-01-12
(54)【発明の名称】電子装置パッケージ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/04 20060101AFI20220104BHJP
H01L 23/02 20060101ALI20220104BHJP
【ＦＩ】
H01L23/04 E
H01L23/02 C
【請求項の数】
30
(21)【出願番号】P 2019572177
(86)(22)【出願日】2018-04-12
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-09-17
(86)【国際出願番号】 US2018027226
(87)【国際公開番号】W WO2019005265
(87)【国際公開日】2019-01-03
【審査請求日】2020-01-09
(31)【優先権主張番号】15/636,870
(32)【優先日】2017-06-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】597115727
【氏名又は名称】ローズマウント インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100092772
【弁理士】
【氏名又は名称】阪本 清孝
(74)【代理人】
【識別番号】100119688
【弁理士】
【氏名又は名称】田邉 壽二
(72)【発明者】
【氏名】アンドリュー，デイヴィッド，アレクサンダー
(72)【発明者】
【氏名】ストレイ，デイヴィッド，マシュー
(72)【発明者】
【氏名】ウォルターズ，ジェームズ，サード
(72)【発明者】
【氏名】カッター，デイヴィッド
【審査官】正山 旭
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－３５１９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５１８１４１７（ＵＳ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１２１４８６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６１７６１３７（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２００１－２７４２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１２１４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５０４２０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－００２８２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０４４５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０７３９６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０３２２２０４５（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００３０７９０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平０８－２０１２０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３３２８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／０４
Ｈ０１Ｌ ２３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラットフォームと、前記プラットフォームに実装された基板であって、その上に実装された電子装置を有する基板と、
前記プラットフォームが実装され、外面を有する少なくとも１つのフィードスルーボディと、
前記フィードスルーボディを通過して前記フィードスルーボディに気密封止され、前記基板に接続されたフィードスルーピンと、
前記フィードスルーボディの前記外面に取り付けられて前記フィードスルーボディの前記外面を囲んで、前記プラットフォームおよび前記基板を収容する気密封止チャンバを生成するカバーと、を備え、
前記基板が前記フィードスルーボディから離間され、前記フィードスルーボディの表面が前記気密封止チャンバに露出して成る
ことを特徴とする電子装置パッケージ。
【請求項2】
前記プラットフォームは、少なくとも１つのダボによって前記フィードスルーボディに接続される請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項3】
少なくとも１つのセンサを囲んで外面を有するセンサボディをさらに備え、前記カバーは、前記センサボディの前記外面の部分に接合されて前記センサボディの前記外面の部分を囲む請求項２に記載の電子装置パッケージ。
【請求項4】
前記プラットフォームは、前記センサボディに実装される請求項３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項5】
前記カバーおよび前記センサボディならびに前記カバーおよび前記フィードスルーボディの間の前記接合は、前記センサボディがプロセスシステムに実装される場合の、圧力の二次的封じ込めとして作用する請求項３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項6】
前記カバーは円筒状である請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項7】
前記プラットフォームは、ろう付けおよび溶接のいずれかにより前記フィードスルーボディに接合される請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項8】
前記プラットフォームは、前記プラットフォームが前記フィードスルーボディに接合される場所に近接して配置された少なくとも１つの逃切欠きを備える請求項７に記載の電子装置パッケージ。
【請求項9】
前記プラットフォームおよび前記基板は、同様の熱膨張係数を有する請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項10】
前記プラットフォームは、前記フィードスルーボディまたは前記カバーとは異なる熱膨張係数を有する請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項11】
実装された電子構成要素を有する第２の基板をさらに備え、前記第２の基板は前記基板に実装される請求項１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項12】
前記第２の基板は、前記基板に実装された少なくとも１つの電子構成要素を収容するためのカットアウトを備える請求項１１に記載の電子装置パッケージ。
【請求項13】
フィードスルーボディと、第２のボディと、
前記フィードスルーボディおよび前記第２のボディに接合されて気密封止チャンバを形成するカバーと、
前記フィードスルーボディと前記第２のボディの少なくとも一つが実装され、 前記気密封止チャンバに露出した前記フィードスルーボディの表面と、前記気密封止チャンバ内の前記第２のボディと、の間に配置されたプラットフォームと、
前記プラットフォーム上に実装される電気構成要素を有する基板であって、前記気密封止チャンバ内で前記プラットフォームに実装され、且つ、前記フィードスルーボディから離間される基板と、
を備えることを特徴とする電子装置パッケージ。
【請求項14】
前記第２のボディは、センサを格納するセンサボディである請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項15】
前記基板は、前記センサに接続された導体にワイヤボンディングされる請求項１４に記載の電子装置パッケージ。
【請求項16】
前記プラットフォームは、前記センサボディに実装される請求項１５に記載の電子装置パッケージ。
【請求項17】
前記フィードスルーボディから延びる少なくとも２つのピンが、前記プラットフォームの中に圧入される請求項１６に記載の電子装置パッケージ。
【請求項18】
前記基板は、接着剤およびエポキシのいずれかによって前記プラットフォームに実装される請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項19】
前記基板は、スプリングレールを使用して前記プラットフォームに実装される請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項20】
前記第２のボディは、第２のフィードスルーボディを備える請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項21】
前記気密封止チャンバは、前記基板および前記カバーの間に充填材料をさらに備える請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項22】
前記基板および前記プラットフォームは、互いに同様の熱膨張係数を有するが、前記プラットフォームは、前記カバーまたは前記フィードスルーボディとは異なる熱膨張係数を有する請求項１３に記載の電子装置パッケージ。
【請求項23】
電子装置を有する基板をプラットフォームに実装する工程と、フィードスルーボディおよび第２のボディの間に前記プラットフォームおよび前記基板を配置する工程と、
前記フィードスルーボディを通過するフィードスルーピンを前記基板にワイヤボンディングする工程と、
前記プラットフォームの周りに開放上部および下部を有するカバーを配置する工程と、
前記フィードスルーボディおよび前記第２のボディに前記カバーを封止して前記基板を格納するチャンバを形成する工程と、
を備えることを特徴とする電子装置パッケージの製造方法。
【請求項24】
前記基板および前記プラットフォームは、同様の熱膨張係数を有する、請求項２３に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項25】
前記プラットフォームは、前記カバーまたは前記フィードスルーボディとは異なる熱膨張係数を有する請求項２４に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項26】
前記第２のボディは、センサを収容するセンサボディを備える請求項２３に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項27】
前記フィードスルーボディおよび第２のボディの間に前記プラットフォームおよび前記基板を配置することは、前記センサボディに前記プラットフォームを取り付けて少なくとも１つの押圧ピンによって前記フィードスルーボディに前記プラットフォームを接続することを備える請求項２６に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項28】
前記カバーを配置する前に、前記基板を前記センサに接続された導体にワイヤボンディングすることをさらに備える請求項２７に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項29】
スロットを有するフィードスルーボディと、前記フィードスルーボディに接合されて気密封止チャンバを形成するカバーと、
その上に実装された電気構成要素を有し、前記フィードスルーボディの前記スロットに配置されて実装される基板と、を備えるとともに、
前記カバーは、少なくとも１つのスロットを備え、前記基板の部分は、前記少なくとも１つのスロットに配置されることを特徴とする電子装置パッケージ。
【請求項30】
スロットを有するフィードスルーボディと、前記フィードスルーボディに接合されて気密封止チャンバを形成するカバーと、
その上に実装された電気構成要素を有し、前記フィードスルーボディの前記スロットに配置されて実装される基板と、を備えるとともに、
前記カバーの内部に実装されるレールをさらに備え、前記基板は前記レール内に配置されることを特徴とする電子装置パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
さまざまな実施形態は、電子パッケージに関する。特に、実施形態は、ハイブリッド電子装置基板を格納する電子パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
ハイブリッド集積回路は、基材またはプリント回路基板に実装された個々の構成要素で構成される電子回路である。構成要素のいくつかは、構成要素が基材に実装された後に、基材上の導電性パッドと構成要素上のパッドとの間にワイヤを接続することにより、基材にワイヤボンディングされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
プロセス制御産業では、ハイブリッド電子装置はしばしば、ワイヤボンドまたはハイブリッド集積回路の構成要素を腐食するであろう腐食性環境にまたはその近くに配置される。ハイブリッド回路は、適切にパッケージ化されていない場合には、酸化または金属間形成を引き起こす可能性がある高温用途で一般的に使用される。他の用途では、パッケージングサイズ上の制約がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
電子装置パッケージは、プラットフォームに実装された基板であって、その上に実装された電子装置を有する基板を含む。少なくとも１つのフィードスルーボディは外面を有し、フィードスルーピンは、フィードスルーボディを通過して、フィードスルーボディに気密封止され、基板に接続される。カバーは、フィードスルーボディの外面に取り付けられて、フィードスルーボディの外面を囲み、プラットフォームおよび基板を収容する気密封止チャンバを生成する。
【0005】
さらなる実施形態において、電子装置パッケージは、フィードスルーボディ、第２のボディ、ならびに、フィードスルーボディおよび第２のボディに接合されて気密封止チャンバを形成するカバーを含む。プラットフォームは、封止チャンバ内でフィードスルーボディおよび第２のボディの間に配置される。その上に実装された電気構成要素を有する基板は、チャンバ内でプラットフォームに実装される。
【0006】
さらに別の実施形態において、方法は、電子装置を欠いたプラットフォーム上に電子装置を有する基板を実装することと、フィードスルーボディおよび第２のボディの間にプラットフォームおよび基板を配置することとを含む。フィードスルーボディを通過するフィードスルーピンは、基板にワイヤボンディングされる。開放上部および下部を有するカバーは次に、プラットフォームの周りに配置され、カバーは、フィードスルーボディおよび第２のボディに封止されて、基板を格納するチャンバを形成する。
【0007】
さらに別の実施形態において、電子装置パッケージは、スロットを有するフィードスルーボディとフィードスルーボディに接合されたカバーとを含み、気密封止チャンバを形成する。その上に実装された電気構成要素を有する基板は、フィードスルーボディのスロットに配置されて、フィードスルーボディのスロットに実装される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】ハイブリッド回路パッケージの第１の実施形態の側部断面図である。
【図3】ハイブリッド回路パッケージの第２の実施形態の側部断面図である。
【図5】ハイブリッド回路パッケージの第３の実施形態の側部断面図である。
【図7】ハイブリッド回路パッケージの第４の実施形態の側部断面図である。
【図10】ハイブリッド回路パッケージの第５の実施形態の側部断面図である。
【図12】ハイブリッド回路パッケージの第６の実施形態の側部断面図である。
【図14】ハイブリッド回路パッケージの第７の実施形態の側部断面図である。
【図16】ハイブリッド回路パッケージの第８の実施形態の側部断面図である。
【図19】ハイブリッド回路パッケージの第９の実施形態の端部断面図である。
【図20】一実施形態によるハイブリッド回路パッケージを製造する工程を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
多くのハイブリッド電子装置パッケージにおいて、電子装置を担持する基板は、カバーまたはパッケージングのフィードスルーボディの外部に実装される。カバーおよびフィードスルーボディが電子装置基板とは異なる熱膨張特性を有する材料で構成されているので、基板とカバーまたはフィードスルーボディとの間の実装媒体は、電子装置パッケージが複数の加熱および冷却サイクルに曝される場合に故障する傾向がある。電子装置パッケージがカバーまたはフィードスルーボディから分解されてしまうと、電子装置基板の移動により、電子装置基板と電子装置パッケージにてフィードスルーボディを通過するフィードスルーピンとの間の１つ以上のワイヤボンドが破壊される傾向がある。
【0010】
本明細書に記載の実施形態において、基板の熱膨張特性に類似または一致する熱膨張特性を有するプラットフォームに電子装置基板を実装することにより、パッケージ内の電子装置基板の移動は低減される。フィードスルーピンを格納するフィードスルーボディおよび１つ以上のセンサを格納するセンサボディなどの、パッケージの各端部におけるボディの間にプラットフォームを配置することによって、またいくつかの実施形態においては、それらのボディにプラットフォームを接続することによって、プラットフォームは、パッケージ内の安定した位置に維持される。したがって、プラットフォームから分解されることなく、加熱サイクルの間に基板は膨張および収縮することができ、プラットフォームは、パッケージの端部におけるフィードスルーボディおよび／またはセンサボディとの接触および／または接続に基づいてパッケージ内のその位置に維持される。
【0011】
図１および図２は、一実施形態による電子装置パッケージ１００の側部断面図および上部断面図をそれぞれ提供する。電子装置パッケージ１００は、プラットフォームの上に実装されたハイブリッド電子装置基板１０４を有するプラットフォーム１０２を含む。一実施形態によれば、電子装置がプラットフォーム１０２に直接実装されず、プラットフォーム１０２が電気トレース、パッドまたは導体を含まないという意味で、プラットフォーム１０２は電子装置を欠いている。プラットフォーム１０２およびハイブリッド電子装置基板１０４は、同様の熱膨張係数を含む同様の熱膨張特性を有する。ハイブリッド電子装置基板１０４の材料の例には、アルミナ、窒化アルミニウムおよび同時焼成セラミックスが含まれる。一実施形態によれば、ハイブリッド電子装置基板１０４は、低オフガスの積層電子装置基板で作製される。
【0012】
カバー１１０、フィードスルーボディ１０６およびセンサボディ１０８によって画定されるチャンバ１１１内の、フィードスルーボディ１０６とセンサボディ１０８との間に、プラットフォーム１０２およびハイブリッド電子装置基板１０４は配置される。一実施形態によれば、カバー１１０は中空であって２つの開放端部１１３および１１５を有し、センサボディ１０８は、開放端部１１３に配置されてそこに封止され、フィードスルーボディ１０６は、開放端部１１５に配置されてそこに封止される。図１および図２の実施形態において、カバー１１０は、円筒として示されているが、他の実施形態では、カバー１１０は、任意の所望のｎ個の側部を有するｎ角柱の形をとり得る。
【0013】
この実施形態では、カバー１１０は、フィードスルーボディ１０６の外面１１７を囲んでそれに接触し、ろう付けまたは溶接によってフィードスルーボディ１０６に気密封止され、端部１１５にて円筒状封止部１５８を形成する。同様に、カバー１１０は、センサボディ１０８の外面１１９を囲んでそれに接触し、ろう付けまたは溶接によってセンサボディ１０８に気密封止され、端部１１３にて円筒状封止部１６０を形成する。封止部１５８および１６０は、プラットフォーム１０２およびハイブリッド電子装置基板１０４が配置される気密封止チャンバ１１１を作り出す。一実施形態によれば、カバー１１０、フィードスルーボディ１０６、センサボディ１０８ならびに気密封止部１５８および１６０は、チャンバ１１１とカバー１１０の外部の領域との間の外部圧力差に耐えることができる。また、カバー１１０、フィードスルーボディ１０６ならびに気密封止部１５８および１６０は、プロセス流体がセンサボディ１０８の中に流入する場合のプロセス流体および圧力に対する第２のバリアとして作用する。
【0014】
いくつかの実施形態によれば、チャンバ１１１は、真空または不活性ガスを格納する。他の実施形態では、さらに後述するように、チャンバ１１１には、ワイヤボンド振動を低減／防止するために、高密度ガス、液体または粉末が充填される。
【0015】
一実施形態によれば、カバー１１０は、プラットフォーム１０２およびハイブリッド電子装置基板１０４のものとは異なる熱膨張係数を含む異なる熱膨張特性を有する。
【0016】
ハイブリッド電子装置基板１０４は、ハイブリッド電子装置基板１０４に実装された電子装置構成要素１１２、１１４および１１６などの電子装置構成要素を含む。構成要素をハイブリッド電子装置基板１０４に実装するための実装技術の例は、はんだ、ろう付け、ガラス焼結および接着剤を含む。また、ワイヤボンド１１８、１２０、１２２、１２４および１２６などのワイヤボンドは、電子装置構成要素上のパッドに電子装置ハイブリッド基板１０４上の金属化層に形成された導電性パッドを接続する。例えば、ワイヤボンド１２２は、電子装置構成要素１１６上のパッドに電子装置ハイブリッド基板１０４上のパッド１２３を接続する。金属化層は、例えば、ｅＮｉＰｉＧ、ＥＮｉＧ、電気めっき金、厚膜銀およびスパッタアルミニウムで形成することができる。ワイヤボンドは、例えば、金またはアルミニウムで作製することができる。図１に示すように、いくつかの実施形態の下では、構成要素はハイブリッド電子装置基板１０４の両側に配置される。プラットフォーム１０２に面する電子装置構成要素について、凹部１２５などの凹部がプラットフォーム１０２に提供されて、電子装置構成要素を収容する。
【0017】
この実施形態では、ハイブリッド電子装置基板１０４はまた、それぞれのワイヤボンド１３２および１３４により、センサアレイ１０９の電気接続面１２９上のセンサパッド１２８および１３０にワイヤボンディングされる。センサパッド１２８および１３０は、センサボディ１０８またはチャンバ１１１内に収容されたセンサアレイ１０９の１つ以上のセンサモジュールに接続された導体であり、センサ信号および／または電力をセンサから／センサへと送信する。可能なセンサモジュールの例には、圧力および／または温度センサモジュールが含まれる。
【0018】
ハイブリッド電子装置基板１０４はまた、フィードスルーピン１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６および１４８にワイヤボンディングされ、これらのフィードスルーピンは、フィードスルーボディ１０６を通過して、ガラスまたはセラミックなどの封止材料によりフィードスルーボディ１０６に封止される。例えば、ピン１４２は、フィードスルーボディ１０６内の開口部１５４を通過し、ガラス円筒状封止層１５６によりフィードスルーボディ１０６に封止される。ワイヤボンド１５０および１５２などのワイヤボンドは、ハイブリッド電子装置基板１０４上の導電性パッド１５１および１５３などの導電性パッドに、各フィードスルーピンを接続する。
【0019】
プラットフォーム１０２は、好ましくは、センサボディ１０８の円筒状部分１６３とプラットフォーム１０２の端部部分１６５とを通過する締結具１６２によってセンサボディ１０８に実装される。特に、プラットフォーム１０２は、センサボディ１０８の円筒状部分１６３を受け入れるように端部部分１６５にて切り欠かれている。代替的実施形態では、プラットフォーム１０２は、他の種類の機械的締結具によって、または溶接もしくは接着剤によって、センサボディ１０８に取り付けられる。この実施形態では、プラットフォーム１０２はまた、フィードスルーボディ１０６およびプラットフォーム１０２の間およびそれらの中に延びる２つのピンまたはダボ１６４および１６６によって支持される。一実施形態によれば、プラットフォーム１０２をフィードスルーボディ１０６およびセンサボディ１０８に対して安定した位置に維持しながら、加熱および冷却サイクル中にプラットフォーム１０２が膨張および収縮できるように、ピン１６４および１６６がフィードスルーボディ１０６およびプラットフォーム１０２の中に圧入され得、それにより、ワイヤボンド１５０および１５２ならびに１３２および１３４などのワイヤボンドは、電子装置パッケージ１００の移動中に損傷しない。
【0020】
一実施形態では、ハイブリッド電子装置基板１０４は、締結具１６８および１７０などの１つ以上の締結具を使用してプラットフォーム１０２に実装される。一実施形態によれば、締結具１６８および１７０は、ボルト１７２およびナット１７４で構成される。
【0021】
一実施形態によれば、センサアレイ１０９は、圧力チャンバ１１１に実装された基準圧力センサ１７６を含み、それにより、センサの出力を、センサアレイ１０９の他のセンサについての基準圧力として使用することができる。
【0022】
図３および図４は、電子装置パッケージの第２の実施形態を提供する電子装置パッケージ３００の側部断面図および上部断面図をそれぞれ提供する。電子装置パッケージ３００は、パッケージ１００のハイブリッド電子装置基板１０４およびプラットフォーム１０２の代わりにハイブリッド電子装置基板３０４およびプラットフォーム３０２が使用されていることを除いて、電子装置パッケージ１００と同一である。プラットフォーム３０２は、ハイブリッド電子装置基板３０４と同様の熱膨張特性、および、カバー１１０とは異なる熱膨張特性を有する。
【0023】
プラットフォーム３０２およびプラットフォーム１０２ならびにハイブリッド電子装置基板３０４およびハイブリッド電子装置基板１０４の間の差は、ハイブリッド電子装置基板３０４のプラットフォーム３０２への実装方法である。特に、ハイブリッド電子装置基板３０４をプラットフォーム３０２に実装するために締結具１６８および１７０を使用する代わりに、電子装置パッケージ３００は、プラットフォーム３０２にハイブリッド電子装置基板３０４を実装するために、ろう付け、はんだ、ガラス、エポキシまたは接着剤のいずれかを使用する。一実施形態では、接着剤により、基板３０４は、プラットフォーム３０２とは異なる熱膨張特性を有することができる。これらのタイプの接続の結果として、締結具１６８および１７０を収容するためのプラットフォーム３０２およびハイブリッド電子装置基板３０４における開口部または凹部は、まったく必要とされない。電子装置パッケージ１００の他のすべての要素は、図３および図４の電子装置パッケージ３００と同じである。
【0024】
図５および図６は、第３の実施形態に係る電子装置パッケージ５００の側部断面図および上部断面図を提供する。電子装置パッケージ５００において、ハイブリッド電子装置基板１０４は、エポキシまたは接着剤を使用する代わりに、スプリングレール５０８および５１０を使用してプラットフォーム５０２に実装されることを除いて、電子装置パッケージ５００は電子装置パッケージ１００と同じである。スプリングレール５０８および５１０は、プラットフォーム５０２の一部として機械加工され、または、ろう付け、抵抗溶接または他の実装技術を介してプラットフォーム５０２に実装され、それにより、スプリングレールは、プラットフォーム５０２の両側にて互いに平行に延びる。スプリングレール５０８および５１０の各々は、開放チャネルを含み、開放チャネルは対向するスプリングレールに面し、その中にハイブリッド電子装置基板１０４が配置される。いくつかの実施形態では、ハイブリッド電子装置基板１０４は、隆起部分５１２および５１４などの、レール５０８および５１０内の隆起部分によってレール５０８および５１０内に固定される。レール５０８および５１０により、ハイブリッド電子装置基板１０４は、プラットフォーム５０２に対して横方向に移動することができる。プラットフォーム５０２は、好ましくは、ハイブリッド電子装置基板１０４と同様の熱膨張特性を有するが、レール５０８および５１０を使用してプラットフォーム５０２にハイブリッド電子装置基板１０４を実装することにより、プラットフォーム５０２および基板１０４の熱膨張の差によって基板１０４がプラットフォーム５０２から分解されてしまう可能性をさらに減少させる。あるいは、スプリングレールは、基板１０４がプラットフォーム５０２とは異なる熱膨張特性を有することを可能にする。
【0025】
図５および図６において、プラットフォーム５０２は、図１および図２の実施形態のプラットフォーム１０２について上述したのと同様に、センサボディ１０８に実装され、ピン１６４および１６６によってフィードスルーボディ１０６に接続される。また、電子装置パッケージ１００について上述したのと同様に、ハイブリッド電子装置基板１０４は、フィードスルーピン１３６～１４８ならびにセンサパッド１２８および１３０にワイヤボンディングされる。カバー１１０、フィードスルーボディ１０６、センサボディ１０８ならびに封止部１５８および１６０は、電子装置パッケージ５００において電子装置パッケージ１００のそれらと同じである。
【0026】
図７および図８は、さらなる実施形態による電子装置パッケージ７００の側部断面図および上部断面図を提供する。電子装置パッケージ７００は、プラットフォーム７０２とピン１６４および１６６の除去とを除いて、図１および図２の電子装置パッケージ１００と同じである。特に、センサボディ１０８に取り付けられる代わりに、プラットフォーム７０２は、接合部７１０にてフィードスルーボディ１０６にろう付けされ、湾曲リッジ７１２によってカバー１１０に支持される。プラットフォーム７０２は、電子装置を欠いており、ハイブリッド電子装置基板１０４の熱膨張特性に実質的に一致する熱膨張特性を有する。プラットフォーム７０２の熱膨張特性は、フィードスルーボディ１０６の熱膨張特性とは異なる。熱膨張特性の差に対処するために、プラットフォーム７０２は、図９に示すプラットフォーム７０２の正面図においてより良好に詳細を見ることができる切欠きまたはカット７１４、７１６、７１８、７２０、７２２、７２４、７２６および７２８を含む。一端にてフィードスルーボディ１０６にろう付けされており、他端にてプラットフォーム７０２と連続してプラットフォーム７０２から延在する可撓性部材７３０などの可撓性部材を、カット７１４～７２８は形成する。可撓性部材は、プラットフォーム７０２に対してフィードスルーボディ１０６の熱膨張の差に応答して曲がり、それによって、プラットフォーム７０２とハイブリッド電子装置基板１０４との間の接合部にかかる応力を回避する。電子装置パッケージ７００の残りの要素は、図１および図２のパッケージ１００と同じである。
【0027】
図１０および図１１は、フィードスルーボディ１００６およびプラットフォーム１００２が単一ブロックの材料から形成された電子装置パッケージ１０００を示す第５の実施形態の側部断面図および上部断面図を提供する。特に、プラットフォーム１００２は、フィードスルーボディ１００６の下部から延びており、湾曲支持リッジ１１１２を含み、これは、プラットフォーム１００２の支持を提供するためにカバー１１０に接触する。一実施形態によれば、支持リッジ１１１２は、プラットフォーム１００２の残りの部分の上面１１１６と同じ面である上面１１１４を有する。
【0028】
プラットフォーム１００２は、フィードスルーボディ１００６と同じブロックの材料から作製されているので、プラットフォーム１００２およびフィードスルーボディ１００６は同様の熱膨張特性を有し、これはハイブリッド電子装置基板１０４の熱膨張特性と異なる。熱膨張特性における差のため、いくつかの接着剤を使用してハイブリッド電子装置基板１０４をプラットフォーム１００２に実装すれば、接着剤上に応力をもたらし、繰り返される加熱および冷却サイクル中に接着剤の障害を引き起こす可能性がある。この問題を克服するために、電子装置パッケージ１０００は、スプリングレール１００８および１０１０のペアを使用して、プラットフォーム１００２にハイブリッド電子装置基板１０４を実装する。スプリングレール１００８および１０１０は、プラットフォーム１００２における孔（図示せず）にスプリングレール１００８および１０１０のポスト（図示せず）を通過させることによって、プラットフォーム１００２に実装され、それにより、スプリングレールは、プラットフォーム１００２の両側において互いに平行に延びる。スプリングレール１００８および１０１０のそれぞれは、開放チャネルを含み、開放チャネルは、対向するスプリングレールに面して、その中にハイブリッド電子装置基板１０４が配置される。いくつかの実施形態では、ハイブリッド電子装置基板１０４は、隆起部１０１２および１０１４などの、レール１００８および１０１０内の隆起部によってレール１００８および１０１０内に固定される。レール１００８および１０１０により、ハイブリッド電子装置基板１０４をプラットフォーム１００２に対して横方向に膨張および収縮させることができる。
【0029】
カバー１１０は、フィードスルーボディ１００６の外面１０１７を囲んでこれと接触し、ろう付けまたは溶接を介してフィードスルーボディ１００６に気密封止されてカバー１１０の端部１１５にて円筒状封止部１０５８を形成する。電子装置パッケージ１０００の残りの部分は、封止部１６０によりセンサボディ１０８の外面へとカバー１１０を封止することを含んで電子装置パッケージ１００と同様に作用する。封止部１０５８および１６０は、プラットフォーム１００２およびハイブリッド電子装置基板１０４が配置される気密封止チャンバ１１１を作り出す。一実施形態によれば、カバー１１０、フィードスルーボディ１００６、センサボディ１０８ならびに気密封止部１０５８および１６０は、チャンバ１１１とカバー１１０の外部の領域との間の外部圧力差に耐えることができる。また、カバー１１０、フィードスルーボディ１００６ならびに封止部１０５８および１６０は、プロセス流体がセンサボディ１０８の中に流入する場合のプロセス流体に対する第２のバリアとして作用する。電子装置パッケージ１０００の残りの要素は、図１および図２の電子装置パッケージ１００の要素と同じである。
【0030】
図１２および図１３は、電子装置パッケージ１２００を示す第６の実施形態の側部断面図および上部断面図をそれぞれ提供する。電子装置パッケージ１２００において、センサボディ１０８は、第２のフィードスルーボディ１２０８に置き換えられている。図１２の実施形態では、プラットフォーム１２０２は、それに実装されたハイブリッド電子装置基板１０４を有する。プラットフォーム１２０２は、フィードスルーボディ１０６またはフィードスルーボディ１２０８のいずれにも実装されない。代わりに、プラットフォーム１２０２は、フィードスルーボディ１２０８および１０６の円筒状外部１２１７および１１７の部分の周りにそれぞれ延びる２つの湾曲タブ１２１０および１２１２を含み、それにより、タブ１２１０は、フィードスルーボディ１２０８とカバー１１０との間に挟まれ、タブ１２１２は、フィードスルーボディ１０６とカバー１１０との間に挟まれる。その結果、タブ１２１０および１２１２は、フィードスルーボディ１２０８および１０６とカバー１１０との間に摩擦嵌合され、それによって、チャンバ１１１内のプラットフォーム１２０２の移動が制限される。
【0031】
カバー１１０は、フィードスルーボディ１０６の外面１１７を囲んでこれと接触し、ろう付けまたは溶接を介してフィードスルーボディ１０６に気密封止されて端部１１５にて円筒状封止部１５８を形成する。同様に、カバー１１０は、フィードスルーボディ１２０８の外面１２１７を囲んでこれと接触し、ろう付けまたは溶接を介してフィードスルーボディ１２０８に気密封止されて端部１１３にて円筒状封止部１２６０を形成する。封止部１５８および１２６０は、プラットフォーム１２０２およびハイブリッド電子装置基板１０４が配置される気密封止チャンバ１１１を作り出す。一実施形態によれば、カバー１１０、フィードスルーボディ１０６、フィードスルーボディ１２０８ならびに気密封止部１５８および１２６０は、チャンバ１１１とカバー１１０の外部の領域との間の外部圧力差に耐えることができる。
【0032】
ハイブリッド電子装置基板１０４は、フィードスルーピン１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６および１４８にワイヤボンディングされ、これらのフィードスルーピンはフィードスルーボディ１０６を通過して、ガラスまたはセラミックなどの封止材料でフィードスルーボディ１０６に封止される。例えば、ピン１４２は、フィードスルーボディ１０６内の開口部１５４を通過して、ガラス円筒状封止層１５６によりフィードスルーボディ１０６に封止される。ワイヤボンド１５０および１５２などのワイヤボンドは、ハイブリッド電子装置基板１０４上の導電性パッド１５１および１５３などの導電性パッドに、各フィードスルーピンを接続する。ハイブリッド電子装置基板１０４は、フィードスルーピン１２３６、１２３８、１２４０、１２４２、１２４４、１２４６および１２４８にワイヤボンディングされ、これらのフィードスルーピンはフィードスルーボディ１２０８を通過して、ガラスまたはセラミックなどの封止材料でフィードスルーボディ１２０８に封止される。例えば、ピン１２４２は、フィードスルーボディ１２０８内の開口部１２５４を通過して、ガラス円筒状封止層１２５６によりフィードスルーボディ１２０８に封止される。ワイヤボンド１２５０および１２５２などのワイヤボンドは、ハイブリッド電子装置基板１０４上の導電性パッド１２５１および１２５３などの導電性パッドに、各フィードスルーピンを接続する。
【0033】
電子装置パッケージ１２００において、プラットフォーム１２０２は、ハイブリッド電子装置基板１０４と同様の熱膨張特性を有する。しかし、プラットフォーム１２０２は、フィードスルーボディ１２０８および１０６とは異なる熱膨張特性を有する。ハイブリッド回路基板１０４は、機械的締結具１６８および１７０を使用してプラットフォーム１２０２に実装される。しかし、他の実施形態では、ハイブリッド回路基板１０４は、接着剤またはエポキシを使用してプラットフォーム１２０２に実装される。
【0034】
図１４および図１５は、電子装置パッケージ１４００を示す第７の実施形態の側部断面図および上部断面図を提供する。電子装置パッケージ１４００は、プラットフォーム１２０２の代わりにプラットフォーム１４０２が使用されることを除いて、電子装置パッケージ１２００と同一である。プラットフォーム１４０２は、フィードスルーボディ１０６にろう付けされた接続部分１４０４を含む。接続部分１４０４は、電子装置パッケージ７００の切欠きまたはカット７１４、７１６、７１８、７２０、７２２、７２４、７２６および７２８と同様の切欠きまたはカット１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８および１４２０を含む。切欠き１４０６～１４１４は、フィードスルーボディ１０６およびプラットフォーム１４０２の熱膨張特性の差に対処するために可撓性である曲げ可能領域１４２２などの曲げ可能領域を提供する。プラットフォーム１４０２およびハイブリッド電子装置基板１０４は、互いに同様の熱膨張特性を有するが、フィードスルーボディ１０６およびフィードスルーボディ１２０８とは熱膨張特性が異なる。
【0035】
さらなる実施形態では、フィードスルーボディの１つにプラットフォームをろう付けする代わりに、フィードスルーボディに対して安定した位置にプラットフォームを維持しつつ加熱および冷却サイクル中にプラットフォームの膨張および収縮を可能にするように、プラットフォームは、フィードスルーボディおよびプラットフォームの中に圧入されるピンを用いて両方のフィードスルーボディに接続され、それにより、ワイヤボンドは、電子装置パッケージ１００の移動中に損傷しない。
【0036】
上記実施形態は、電力および／または信号を伝えるためのフィードスルーボディにおけるフィードスルーピンを参照したが、他の実施形態では、電力および／または信号は、誘導により基板上の電子装置と基板の外部の電子装置との間で伝えられる。
【0037】
図１６、図１７および図１８は、電子装置パッケージ１６００の第８の実施形態の側部断面図、上部断面図および端部断面図を提供する。電子装置パッケージ１６００において、ハイブリッド電子装置基板１０４は、ろう付けまたはなんらかの他の取付手段を使用してフィードスルーボディ１０６内のスロット１６０２に実装されてこれに接合される。また、ハイブリッド電子装置基板１０４の側部は、端部部分１６１６に対して中央部分１６１２にて増加した厚さを有するカバー１６１０のスロット１６１４および１６１５内に配置される。一実施形態によれば、スロット１６１４は、熱膨張および収縮の間にカバー１６１０に対してハイブリッド電子装置基板１０４を移動させることを可能にしながら、スプリング力をハイブリッド電子装置基板１０４に印加する形状を有する。電子装置パッケージ１６００は、カバー１６１０と一体のまたはそれに溶接される閉鎖端部１６４０を有する。
【0038】
図１９は、カバー１９１０がカバー１６１０の代わりに使用されることを除いて、図１６～図１８の実施形態と同一である第９の実施形態の端部断面図を提供する。カバー１９１０の中央部分は、カバー１６１０の中央部分１６１２よりも小さい厚さを有し、スロットを有しない。代わりに、２つのレール１９００および１９０２が、カバー１９１０の内部に実装される。ハイブリッド電子装置基板１０４の側部がカバー１６１０のスロット１６１４および１６１５内に実装されたのと同じように、ハイブリッド電子装置基板１０４の側部は、レール１９００および１９０２に実装される。
【0039】
一実施形態によれば、各電子装置パッケージ１００、３００、５００、７００、１０００、１２００、１４００および１６００におけるチャンバ１１１は、充填管１９０を使用してガスまたは粉末で充填される。充填管は、フィードスルーボディ１０６を通過し、円筒状ガラス層１９２によってフィードスルーボディ１０６に封止される。充填粉末またはガスがチャンバ１１１の中にポンプ注入されると、充填管１９０は、図に示すように、はんだで管を封止すること、またはピッチングまたは溶接して管を閉鎖することのいずれかにより閉鎖される。充填材料は、ワイヤボンドの密度に一致するよう選択され、それによって、それぞれのパッケージが移動されたときにワイヤボンドの移動を低減する。これは、ワイヤボンドへの損傷を防ぐのに役立つ。他の実施形態では、充填管は、カバー１１０の側部に位置するボール封止部で置き換えられ得る。
【0040】
図２０は、一実施形態による電子装置パッケージの製造方法を提供する。ステップ１８００において、構成要素は、ハイブリッド電子装置基板上にワイヤボンディングされる。ハイブリッド電子装置基板は次に、ステップ１８０２において電子装置を欠いたプラットフォーム上に実装される。プラットフォームは次に、ステップ１８０４においてフィードスルーボディとセンサボディとの間に配置される。基板は次に、ステップ１８０６においてフィードスルーピンおよびセンサ接続にワイヤボンディングされる。カバーは次に、ステップ１８０８においてフィードスルーボディ、基板およびセンサボディの端部上でスライドされる。ステップ１８１０において、カバーは、センサボディおよびフィードスルーボディに溶接されて気密封止チャンバを形成する。ステップ１８１２において、材料で気密封止チャンバを充填する任意選択的なステップが行われ、次に、充填管が気密封止される。
【0041】
上述の実施形態は、プラットフォームに実装された単一のハイブリッド電子装置基板を示すが、他の実施形態では、複数のハイブリッド電子装置基板が、プラットフォーム上で互いに相互に次々と積層される。複数のハイブリッド電子装置基板が使用される場合、ハイブリッド電子装置基板を互いにワイヤボンディングすることができ、１つ以上のハイブリッド電子装置基板は、他のハイブリッド電子装置基板に実装された構成要素のための余地を作るためにカットアウトを含むことができる。また、複数のハイブリッド電子装置基板が存在する場合、プラットフォームを、２つ以上のハイブリッド電子装置基板の間に配置することができる。
【0042】
要素が上記の別々の実施形態として示され、または説明されたが、各実施形態の部分は、上述の他の実施形態の全部または一部と組み合わされ得る。
【0043】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明してきたが、当該技術分野における当業者は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更がなされ得ることを認識するであろう。
【符号の説明】
【0044】
１００…電子装置パッケージ
１０２…プラットフォーム
１０４…基板
１０６…フィードスルーボディ
１１０…カバー
１１１…気密封止チャンバ
１３６～１４８…フィードスルーピン
１０２…プラットフォーム
１０４…基板
１０６…フィードスルーボディ
１１０…カバー
１１１…気密封止チャンバ
１３６～１４８…フィードスルーピン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】