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Die Erfindung betrifft das Gebiet der innovativen Kunststofftechnologien zur spannungsfreien Montage von flachen mikroelektronischen Komponenten bestehend aus Halbleitermaterialien (meist Silizium), die über ein Kunststoffformteil auf einem Träger möglichst spannungsarm (thermomechanische Spannungen) befestigt werden sollen. Ein Aufbau gemäß Standard-Ausführungsform weist ein mikroelektronisches Element, im Folgenden „Halbleiterplatte“ genannt, und einen Träger auf. Unter dem Begriff „Träger“ versteht man alle Leiterplatten oder Substrate für elektronische Bauteile. Dabei besitzt die Halbleiterplatte einen geringen LCTE (<10 ppm/K) und der Träger einen größeren LCTE (> 10 ppm/K). Die aufgrund der Differenzen der linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten ΔLCTE der eingesetzten Materialkombinationen resultierenden Dehnungsunterschiede bei Temperaturänderungen sollen keine bzw. geringe Spannungen an kritischen Stellen verursachen. Unter dem Begriff LCTE (Linear Coefficient of Thermal Expansion) versteht man den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement zum Abbau der thermomechanischen Spannungen zu entwickeln. Diese Aufgabe wird durch ein flexibles Verbindungselement aus thermoplastischem Kunststoff, das zwischen einer Halbleiterplatte, meist aus Silizium (Si) und einem Träger aus einem elektrisch isolierenden Trägermaterial angeordnet ist, nach Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.
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Nach dem Stand der Technik sind mehrere Lösungen zur Eliminierung der aus den verschiedenen LCTE resultierenden Probleme bekannt.
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Eine erste bekannte Lösung besteht in einer Spannungsabbau-Montage. Als Lösung wird bei allen Varianten zwischen Halbleiterelement (LCTE niedrig) und Träger (LCTE hoch) ein Bereich mit erhöhter Beweglichkeit geschaffen, sodass die hohe Deformation keine hohen mechanischen Spannungen verursacht und auch nicht an die kritischen Stellen übertragen wird. Bei allen Lösungen sind die Kontakte unmittelbar an der spannungsabbauenden Funktion durch mechanische flexible und elektrisch leitende Verbindungen (Kontaktierung) beteiligt. Durch eine Erhöhung des Kontaktabstandes sind die Standardlösungen mit Hilfe von Lötballverbindungen bekannt, vgl. die Patentliteratur
US 2007/0069000 A1 ,
US 5 611 884 A oder
DE 10 2009 012 643 A1 . Es ist auch möglich, eine Kontakterhöhung mit Hilfe eines zusätzlichen Bauelementes oder einer Zwischenschicht zu schaffen. Bekannt ist auch, wie z.B. in
DE 11 2007 003 083 T5 oder
DE 10 2005 020 059 B3 , den Abstand mit einer Unterfüllzusammensetzung zu füllen.
Der Spannungsabbau kann auch durch eine laterale, flexible und elektrisch leitende Verbindung, wie z. B. in
DE 10 2010 012 042 A1 , erfolgen. Die Flexibilisierung des Untergrundes durch gefrästen Graben, wie in der Patentschrift
US 6 184 560 B1 beschrieben, ist auch eine Möglichkeit, um den Spannungsabbau zu erreichen.
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Eine zweite bekannte Lösung um die LCTE-Fehlanpassung zu eliminieren, besteht bei der Vermeidung der Spannung darin, dass keine unterschiedlichen Dehnungen entstehen. In
DE 10 2012 202 421 A1 wird die Spannungsvermeidung durch die Verwendung von Werkstoffen mit ähnlichem LCTE erreicht. In
US 5 900 675 A ist die Grundplatte mit INVAR-Material verstärkt. Dieses Material ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit einem sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
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Eine weitere bekannte Lösung um die CTE-Fehlanpassung zu vermeiden, besteht in der „ΔCTE-Kompensation“. Eine gezielte Materialwahl erzeugt entgegengesetzte Dehnungen, die wie in
DE 199 31 004 C2 an bestimmten Stellen die Verschiebungen eliminieren. Aus der Patentschrift
DE 199 31 004 C2 ist ein Zwischenträgersubstrat (Interconnect) zwischen Halbleiterchip und Leiterplatte bekannt. Die Lötkontakte liegen zwischen den Interconnect und der Leiterplatte. Die Kompensation der thermischen Ausdehnung in Bezug auf die Leiterplatten-Ausdehnung erfolgt durch einen mittleren Bereich (B), der einen Längenausdehnungskoeffizienten hat, welcher größer als der des Chipbereiches und der des Trägersubstrat-Rahmens ist. Das Material dieses Kompensationsgebiets besteht aus Polyimid, PBO, BCB oder Epoxydharz mit einem CTE von ca. 60 ppm/K.
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Eine vierte bekannte Lösung um die LCTE resultierenden Probleme zu eliminieren, besteht in einer mechanischen Stabilisierung wie z. B. in
DE 10 2011 016 361 A1 durch eine Verstärkung der Kontakte.
Bei diesen Varianten des Stands der Technik bestehen wesentliche Mängel. Durch Verwindung und Biegung wird die stabile Funktion des Aufbaus verhindert und die aktive Schicht deformiert. Durch Umformung bzw. spanende Bearbeitung (z. B. Fräsen von länglichen Gräben, Spalten oder kammartigen Strukturen) wird die Struktur des Trägers geschwächt. Durch Mehr-Schicht-Aufbauten wird die Bauhöhe der Montage des Aufbaus vergrößert.
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Die LCTE-Fehlanpassung (ΔLCTE) zwischen der Halbleiterplatte (LCTE niedrig) und dem Träger (LCTE hoch) erzeugt negative Wirkungen auf die Effizienz und die Genauigkeit des Aufbaus und kann zu verminderten Leistungen, Funktionsstörungen oder Beschädigungen des Aufbaus führen.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung gemäß zweier Alternativen nach Anspruch 1 und Anspruch 2 diese genannten Probleme zu lösen, um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Aufbaus zu verbessern. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die mechanischen Kräfte (Deformationen), die in der Halbleiterplatte aufgrund der ungleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Träger und der Halbleiterplatte entstehen, zu kompensieren. Die Erfindung stellt ein mechanisches und elektrisch nichtleitendes Element zur Verfügung, das direkt zwischen der Halbleiterplatte und dem Träger angeordnet ist. Dieses Verbindungselement kann die Deformationen in der Halbleiterplatte kompensieren. Mit Hilfe des flexiblen Verbindungselements der Erfindung werden die thermomechanischen Deformationen nicht übertragen, sondern kompensiert.
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Die vorliegende Erfindung sieht zwei Alternativen für ein Verbindungselement für einen Aufbau vor. Die Anordnung des Aufbaus der Erfindung weist eine Halbleiterplatte und einen Träger mit unterschiedlichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (LCTE) aus. Der Träger wird aus einem elektrisch isolierenden Trägermaterial (Basismaterial) mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (LCTE) höher als 10 ppm/K gebildet. Vorzugsweise besteht das Trägermaterial aus mit Epoxidharz getränkten Glasfasermatten, wie z. B. FR4- oder FR5-Material. Der LCTE dieses Materials liegt zwischen 10 und 24 ppm/K, vorzugweise von 15 bis 18 ppm/K. Die Halbleiterplatte besteht aus einem Material, deren linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (LCTE) kleiner als 10 ppm/K ist, vorzugsweise aus Silizium mit einem LCTE im Bereich von 2 bis 4 ppm/K. Die Halbleiterplatte ist mittels jeweils eines geeignet gestalteten Verbindungselements mit dem Träger verbunden. Durch das erfindungsgemäße Verbindungselement werden die Dehnungsunterschiede zwischen der Halbleiterplatte und dem Träger kompensiert. Das Verbindungselement ist flexibel und hat keine elektrisch leitende, sondern nur eine dehnungskompensierende Funktion. Aus diesem Grund besteht das Verbindungselement aus thermoplastischem Kunststoff. Die elektrische Funktion des Aufbaus ist mittels elektrischer Verbindungen bzw. Kontakte zwischen der Halbleiterplatte und den Leiterbahnen auf dem Träger hergestellt.
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Das Verbindungselement weist vier identische längliche Kompensationselemente Ki auf, die entweder getrennt oder miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement ist ein Mikroformteil mit Abmessungen von wenigen Millimetern. Die gesamte Höhe des Verbindungselements beträgt maximal 2 mm, vorzugweise 1 mm.
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Das Kompensationselement Ki ist ein „L“-förmiger Körper, wobei der längere Schenkel „ArmA1“ genannt wird und der kürzere Schenkel „Arm A2“. Im Folgenden wird das Ende des Armes A1 „Ende E1“ und das Ende des Armes A2 „Ende E2“ genannt.
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Im Vergleich zu der Position der Halbleiterplatte und des Trägers, die horizontal parallel zueinander liegen, hat der Arm A1 eine horizontale und der Arm A2 eine vertikale Orientierung.
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In einer ersten Alternative der Erfindung gemäß Anspruch 1 weist das Verbindungselement vier identische Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) auf, die voneinander getrennt sind. Jedes Kompensationselement ist ein Einkomponenten-Mikrospritzgussformteil aus thermoplastischem Kunststoff. Das Verbindungselement selbst ist elektrisch nichtleitend. Jedes Kompensationselement (K1, K2, K3, K4) wird auf einer der Diagonalen der Halbleiterplatte ausgerichtet, sodass der Arm A1 waagerecht nach außen zur Halbleiterplatte positioniert wird und an seinem Endpunkt E1 an der unteren Fläche im Bereich einer Ecke der Halbleiterplatte fixiert wird, während der Arm A2 senkrecht zum Träger positioniert und durch seinen Endpunkt E 2 an der oberen Fläche des Trägers befestigt wird. Bei allen Ausführungsformen der ersten Alternativen werden die Kompensationselemente K1 und K2 auf einer Diagonale der Halbleiterplatte angeordnet, während die Kompensationselemente K3 und K4 sich auf der anderen Diagonale befinden und so angeordnet, dass sich die Kompensationselemente K1 und K4 auf einer der längeren Seite der Halbleiterplatte befinden. Um eine mechanische Befestigung jedes Kompensationselements zu gewährleisten, befindet sich der Endpunkt E1 des Armes A1 an der unteren Fläche in einer Ecke der Halbleiterplatte, während der Endpunkt E2 des Armes A2 an der oberen Fläche des Trägers angeordnet ist. Der Arm A2 ist so gestaltet, dass es einen minimalen Spalt zwischen der unteren Fläche des Armes A1 und dem Träger gibt. Dieser Spalt muss groß genug sein, damit der Klebstoff den Arm A1 nicht benetzt. Am Endpunkt E1 jedes Armes A1, gibt es eine Kontaktfläche zwischen dem Kompensationselement und einer Ecke der Halbleiterplatte, die sich an der unteren Fläche befindet. Diese Überlappungslänge an jeder Ecke der Halbleiterplatte überschreitet typischerweise nicht 1/6 der Länge der Diagonale der Halbleiterplatte. Jedes Kompensationselement wird an die Halbleiterplatte und an den Träger geklebt. Die Geometrie der Querschnitte der Endpunkte E1 und E2 jedes Kompensationselementes (K1, K2, K3, K4) sind entweder scharfkantig oder abgerundet. Vorzugweise ist der Querschnitt des Endpunktes E1 abgerundet und, für eine gute Haftfestigkeit, ist der Querschnitt des Endpunktes E2 scharfkantig.
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Das Problem der thermischen Fehlanpassung wird durch entsprechende Materialwahl und Dimensionierung des Verbindungselements gelöst. Nach dieser ersten Alternative der Erfindung ist jedes Kompensationselement des Verbindungselements ein Einkomponenten-Mikrospritzgussformteil aus thermoplastischem Kunststoff. Das Kompensationsprinzip beruht auf der Auswahl von einer optimalen Material-Kombination und auf dem lateralen Ausgleich des LCTE. Bei dieser ersten Alternative muss dafür der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient (LCTE) des thermoplastischen Kunststoffs des Verbindungselements bzw. jedes Kompensationselementes höher als der LCTE des Trägers sein. Der LCTE des Verbindungselements bzw. jedes Kompensationselementes ist dann höher als 10 ppm/K, in der Regel bis zu 50 ppm/K. Daraus resultierend, wird die Deformation des Trägers nicht auf der Halbleiterplatte übertragen, sondern bleibt als Deformation in den vier Kompensationselementen (K1, K2, K3, K4).
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Die Länge des Armes A1 wird unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Größe der Halbleiterplatte, des LCTE des Trägers und des LCTE des Verbindungselements berechnet. Je größer das LCTE des Verbindungselements ist, umso kürzer wird die Länge m des Armes A1. Weiterhin ist der Arm A1 umso kürzer, je kleiner der LCTE des Trägers und/oder je kleiner die Abmessungen der Halbleiterplatte werden.
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Abhängig von der geforderten Stabilität und der besseren Handhabung des gesamten Aufbaus ist eine zweite Alternative der Erfindung gemäß Anspruch 2 dargestellt. In diesem Fall weist das Verbindungselement die vier vorhergehenden Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) auf, die aber durch flexible, gekrümmte Zweige miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement ist ein Einkomponenten-Mikrospritzgussformteil aus thermoplastischem Kunststoff. Das Verbindungselement selbst ist wiederum elektrisch nichtleitend.
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Das gesamte Verbindungselement ist so gestaltet, dass ab dem Zentralpunkt im Bereich des Schnittpunktes der Diagonalen der unteren Fläche der Halbleiterplatte zwei flexible, gekrümmte Zweige (Za, Zb) starten, welche sich in weitere je zwei laterale, flexible, gekrümmte Zweige teilen (Z1, Z4 für Za und Z2, Z3 für Zb) und an den Endpunkten E2 des Kompensationselementes (K1, K2, K3, K4) angebunden sind. Konkret formuliert ist der Zweig Z1 am Endpunkt E2 des Kompensationselementes K1 angebunden, der Zweig Z2 am Endpunkt E2 des Kompensationselementes K2, der Zweig Z3 am Endpunkt E2 des Kompensationselementes K3 und der Zweig Z4 am Endpunkt E2 des Kompensationselementes K4. Die Geometrie des Verbindungselements ist so gestaltet, dass der Zentralpunkt das Symmetriezentrum des Verbindungselements ist.
Das gesamte Verbindungselement ist an vier Klebeflächen (vier Endpunkten E1) auf der Halbleiterplatte und an 5 Klebeflächen (die vier Endpunkten E2 + den Zentralpunkt) auf dem Träger befestigt. Der Zentralpunkt ist vollflächig an dem Träger befestigt. Das gesamte Verbindungselement wird an die Halbleiterplatte und an den Träger geklebt.
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Das Problem der thermischen Fehlanpassung wird durch entsprechende Materialwahl und Dimensionierung des Verbindungselements gelöst.
Nach dieser zweiten Alternative der Erfindung ist das gesamte Verbindungselement ein Einkomponenten-Mikrospritzgussformteil aus thermoplastischem Kunststoff. Das Kompensationsprinzip beruht auf der Auswahl einer optimalen Material-Kombination und auf dem lateralen Ausgleich des LCTE. Bei dieser zweiten Alternative muss dafür der LCTE des thermoplastischen Kunststoffs des Verbindungselements höher als der LCTE des Trägers sein. Der LCTE des Verbindungselements ist dann höher als 10 ppm/K, in der Regel bis zu 50 ppm/K. Der daraus resultierende Effekt ist der, dass die Deformation des Trägers nicht auf die Halbleiterplatte übertragen wird sondern als Deformation in den vier Kompensationselementen (K1, K2, K3, K4) bleibt.
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Die Länge des Armes A1 wird unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Größe der Halbleiterplatte, des LCTE des Trägers und des LCTE des Verbindungselements berechnet. Je größer das LCTE des Verbindungselements ist, umso kürzer wird die Länge m des Armes A1. Weiterhin ist der Arm A1 umso kürzer, je kleiner der LCTE des Trägers und/oder je kleiner die Abmessungen der Halbleiterplatte werden.
Die resultierenden vorteilhaften Wirkungen der beiden Alternativen der Erfindung sind, dass die Halbleiterplatte und der Träger mittels des nichtleitenden Verbindungselements verbunden sind, und demzufolge sich die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten nicht nachteilig auswirken. Dadurch kann die Auswahl der Materialien der Halbleiterplatte sowie des Trägers erweitert werden, um spezifische Eigenschaften des Aufbaus zu erreichen. Die Herstellung des Verbindungselementes durch Spritzgießen führt zu einer preisgünstigen Struktur ohne weiteres Umformverfahren durch spanende Bearbeitung. Die Anordnung gemäß der Erfindung verbessert die Effizienz und Genauigkeit eines Aufbaus, wie die Temperaturunabhängigkeit des Messsignals der Halbleiterplatte und die Ausfallsicherheit von mikroelektronischen Komponenten. Die einfache Anordnung der vorliegenden Erfindung mit einer begrenzten Zahl von Schichten, führt zu einer kontrollierten thermischen Masse der gesamten Struktur des Aufbaus. Dazu wird durch die Montage gemäß der Erfindung die Herstellung vom flachen Aufbau erreicht.
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Die beiden Alternativen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von je einem Ausführungsbeispiel und Figuren näher erläutert. Dabei werden weitere Merkmale und Vorteile gemäß der Erfindung offenbart. Verschiedene Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden.
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In diesen Ausführungsbeispielen der beiden Alternativen der Erfindung werden die thermischen Simulationen, wie die Abmessungen des Verbindungselements, mit den folgenden Kennwerten berechnet:
Tabelle 1
| | Halbleiterplatte | Träger |
| Material | Silizium | FR4 |
| CTE (ppm/K) | 3 | 15 |
| E-Modul (GPa) | 107 | 20 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/mK) | 150 | 0,58 |
| Abmessungen (mm) | 4x6 | 20 x 30 |
| Dicke (mm) | 0,8 | 2 |
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Die Verbindungselemente wurden mit drei verschiedenen Werkstoffmischungen berechnet, wobei:
- - PEI ein ungefülltes Polyetherimid-Produkt ist;
- - PEI GF20 ein Polyetherimid-Produkt, gefüllt mit 20% Glasfaser ist und
- - PEI GF30 ein Polyetherimid-Produkt, gefüllt mit 30% Glasfaser ist.
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Als ein Beispiel der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird die Konfiguration dargestellt, in der die vier Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) des Verbindungselements getrennt sind.
Für die Gestaltung des Verbindungselementes wurden die folgenden Parameter berücksichtigt:
- - m ist die Länge des Armes A1 jedes Kompensationselements Ki;
- - x ist der Abstand zwischen dem Endpunkt E1 und dem Zentralpunkt des Verbindungselementes;
- - In diesem ersten Beispiel ist der Arm A1 jedes Kompensationselements Ki 0,3 mm dick und 0,8 mm breit. Der Arm A2 ist so gestaltet, dass es einen minimalen Spalt zwischen der unteren Fläche des Armes A1 und dem Träger gibt. Dieser Spalt muss groß genug sein, damit der Klebstoff den Arm A1 nicht benetzt. In diesem Beispiel ist dieser Spalt 0,4 mm hoch.
Tabelle 2 | Material des Verbindungselements | LCTE ppm/K | m [mm] | × [mm] |
| PEI | 50 | 1,41 | 3 |
| PEI GF20 | 25 | 5,33 | 3 |
| PEI GF30 | 20 | 12,00 | 3 |
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Als ein Beispiel der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird die Konfiguration dargestellt, bei dem vier Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) des Verbindungselements miteinander verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die thermischen Simulationen, wie die Abmessungen des Verbindungselementes, mit den Kennwerten der Tabelle 1 berechnet.
Für die Gestaltung des Verbindungselementes wurden die folgenden Parameter berücksichtigt:
- - m ist die Länge des Armes A1 jedes Kompensationselements Ki;
- - x ist der Abstand zwischen dem Endpunkt E1 und dem Zentralpunkt des Verbindungselementes;
- - B ist der Abstand zwischen zwei Endpunkten E2 von paarweise angeordneten Kompensationselementen (K1 verknüpft mit K4 und K2 verknüpft mit K3);
- - H ist der maximale Platzbedarf der Ausdehnung;
- - Die flexiblen, gekrümmten Zweige (Za, Zb, Z1, Z2, Z3, Z4) sind in diesem Beispiel kreisbogenförmige Zweige.
- - Genau wie in dem ersten Beispiel ist der Arm A1 jedes Kompensationselements Ki 0,3 mm dick und 0,8 mm breit. Der Arm A2 ist so gestaltet, dass es einen minimalen Spalt zwischen der unteren Fläche des Armes A1 und dem Träger gibt. Dieser Spalt muss groß genug sein, damit der Klebstoff den Arm A1 nicht benetzt. In diesem Beispiel ist dieser Spalt 0,4 mm hoch.
Tabelle 3 | Material des Verbindungselements | LCTE ppm/K | m [mm] | × [mm] | B [mm] | H [mm] |
| PEI | 50 | 1,41 | 3 | 8,27 | 7,41 |
| PEI GF20 | 25 | 5,33 | 3 | 14,76 | 13,47 |
| PEI GF30 | 20 | 12,00 | 3 | 25,9 | 23,89 |
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Die Tabellen 2 und 3 zeigen, dass je größer das LCTE des Verbindungselements ist, umso kürzer die Länge m des Armes A1 ist. Das heißt, dass für einen LCTE von
- - 50 ppm/K entspricht die Länge m jedes Armes A1 1,41 mm.
- - 25 ppm/K entspricht die Länge m jedes Armes A1 5,33 mm.
- - 20 ppm/K entspricht die Länge m jedes Armes A1 12 mm.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele beider Alternativen werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.
- 1a und 1b zeigen beispielhaft ein einzelnes Kompensationselement eines Verbindungselements in Seitenansicht und in dreidimensionaler Darstellung gemäß der ersten Alternative.
- 2 zeigt den gesamten Aufbau mit einem Verbindungselement gemäß der
- 1 in Draufsicht.
- 3 zeigt die Deformation des gesamten Aufbaus mit dem Verbindungselement in Diagonalansicht C-C gemäß 2.
- 4 zeigt beispielhaft ein Verbindungselement in Draufsicht gemäß der zweiten Alternative.
- 5a zeigt den gesamten Aufbau mit dem Verbindungselement gemäß des Ausführungsbeispiels in Seitenansicht nach 4.
- 5b zeigt den gesamten Aufbau mit dem Verbindungselement gemäß des Ausführungsbeispiels in Draufsicht nach 4.
- 6 zeigt die Deformation des gesamten Aufbaus mit dem Verbindungselement gemäß des Ausführungsbeispiels in Diagonalansicht E-E nach 5b.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halbleiterplatte
- 2
- Träger
- 3, 3'
- Verbindungselement
- K1, K2, K3, K4
- Kompensationselement Ki
- A 1
- Arm 1: längerer Schenkel jedes Kompensationselementes
- A 2
- Arm 2: kürzerer Schenkel jedes Kompensationselementes
- E 1
- Endpunkt 1 jedes Kompensationselementes
- E 2
- Endpunkt 2 jedes Kompensationselementes
- 4
- Zentralpunkt
- 5
- elektrische Verbindung(en)
- 6
- Aufbau
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In 1a und 1b ist jeweils ein einzelnes Kompensationselement des Verbindungselements (3) gemäß eines Ausführungsbeispiels der ersten Alternative dargestellt. Das Kompensationselement Ki ist ein „L“-förmiger Körper, der einen horizontalen großen Arm (A1) mit einem Endpunkt E1 und einen vertikalen kurzen Arm (A2) mit einem Endpunkt (E2) aufweist.
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In 2 ist der gesamte Aufbau (6) des Verbindungselements (3) dargestellt. In dieser Konfiguration sind die vier Kompensationselemente K1, K2, K3 und K4 getrennt bzw. unabhängig voneinander und werden nach außen von der Halbleiterplatte (1) positioniert. Der Endpunkt E1 jedes Kompensationselements ist an der unteren Fläche einer Ecke der Halbleiterplatte (1) und der Endpunkt E2 jedes Kompensationselements ist an der oberen Fläche der Träger (2) angeordnet. Jedes Kompensationselement (K1, K2, K3, K4) ist mit einer Ecke der Halbleiterplatte (1) verbunden, sodass jeder Arm A1 auf einer Achse der Diagonalen der Halbleiterplatte positioniert wird.
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In 3 wird der unbelastete Zustand des gesamten Aufbaus (6) mit dem Zustand des Aufbaus (6) unter erhöhter Temperatur verglichen. Die Ausdehnung in dem Verbindungselement (3) ist durch die Deformation des Trägers (2) dargestellt.
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In 4 ist das Verbindungselement (3') gemäß eines Ausführungsbeispiels der zweiten Alternative dargestellt. In dieser Konfiguration weist das Verbindungselement (3') die vier vorhergehenden Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) auf, die miteinander verbunden sind. Im Zentralpunkt (4) der Halbleiterplatte (1) starten zwei flexible, gekrümmte Zweige (Za, Zb), welche sich in weitere je zwei laterale, flexible, gekrümmte Zweige teilen (Z1, Z4 für Za und Z2, Z3 für Zb) und an den Endpunkten E2 der Kompensationselemente (K1, K2, K3, K4) angebunden sind. Der Zentralpunkt (4) ist das Symmetriezentrum des Verbindungselements (3').
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Die 5a und 5b zeigen das gesamte Mikrosensorsystem (6) nach dem Ausführungsbeispiel des Verbindungselements (3') gemäß 4. Die vier Endpunkte E1 jedes Kompensationselements (K1, K2, K3, K4) sind auf die Halbleiterplatte (1) geklebt, während die vier Endpunkte E2 jedes Kompensationselements (K1, K2, K3, K4) und des Zentralpunkts (4) auf dem Träger (2) befestigt sind. Die elektrische Funktion des Aufbaus (6) ist mittels elektrischer Verbindungen (5) zwischen der Halbleiterplatte (1) und dem Träger (2) hergestellt.
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In 6 wird der unbelastete Zustand des gesamten Aufbaus (6) mit dem Zustand des Aufbaus (6) unter erhöhter Temperatur verglichen. Die Ausdehnung in dem Verbindungselement (3') ist durch die Deformation des Trägers (2) dargestellt.
