WO2002007490A2 - Assembly comprising a structured support element and a substrate functionally linked therewith - Google Patents

Assembly comprising a structured support element and a substrate functionally linked therewith Download PDF

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WO2002007490A2
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Norbert Martin
Stefan Mueller
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features

Definitions

  • the invention relates to an assembly with a structured carrier element and a substrate operatively connected to it, in particular with a semiconductor wafer, according to the preamble of claim 1.
  • a semiconductor wafer substrate
  • a metal carrier element which is also referred to as “the pad”
  • the carrier element can be part of a larger conductor comb, which is also known under the name "lead frame”.
  • thermomechanical voltages are induced in the semiconductor wafer after the assembly has cooled to room temperature, so that the functionality of the semiconductor wafer or the assembly can be adversely affected.
  • semiconductor structure for example in the form of a sandwich structure with connecting layers made of adhesive material, can further adversely affect the integrity of such a multi-layer assembly, particularly with regard to its geometrical extent, by thermomechanical stresses.
  • thermomechanically induced stresses in the semiconductor wafer or corresponding undesirable deformations thereof can occur.
  • the semiconductor wafer is, according to the prior art, attached to a plurality of smaller carrier sections distributed over its entire area on the carrier element by means of an adhesive connection or attached a solder joint.
  • the carrier sections are operatively connected to one another by means of connecting webs in such a way that a structured, lattice-shaped Support element is obtained.
  • This known embodiment of a carrier element ensures a reliable and stable operative connection extending over the entire substrate surface between the semiconductor wafer (substrate) and carrier element by means of an adhesive or soldered connection, but it is not suitable. To reduce an undesired elastic and / or plastic deformation of the semiconductor wafer to a minimum due to thermomechanically induced voltages.
  • the assembly of the type mentioned at the outset is characterized in that the carrier element has a plurality of spaced-apart carrier sections, by means of which the substrate is operatively connected to the carrier element.
  • a carrier element designed in this way is characterized in that, owing to the spacing of the carrier sections from one another, a connection region of the substrate for establishing an active connection with the carrier element can be defined or selected without restriction. A geometrically favorable and preferably slight deformation of the substrate, owing to thermomechanical stresses, can thus be achieved after the active connection has been established with the carrier element by suitable determination and / or arrangement of the connection area or areas.
  • the carrier sections can be operatively connected to one another by means of suitably designed connecting elements.
  • the carrier sections advantageously lie exclusively in an outer edge region of the substrate. This ensures that there is an active connection between the substrate and the carrier element only in an outer edge region of the substrate and not additionally in a central region thereof, so that thermomechanical stresses can only be induced in the substrate in the outer edge region. In this way, a uniform and relatively low elastic and / or plastic deformation of the substrate is obtained, in contrast to a deformation of the substrate extending in a wave-like manner over the substrate when there are a plurality of active connections between the carrier element distributed over the entire substrate surface (central region and outer edge region) and substrate.
  • the carrier element is in a plurality of both in In a central region and also in an outer edge region of the substrate, carrier sections are disadvantageously characterized by a relatively high deformation stiffness, while a carrier element of an assembly according to the invention has a relatively low deformation stiffness or a relatively high deformation resilience.
  • the weight of the support element can be reduced effectively since no support sections are provided in the central area thereof. Due to the comparatively high resilience of the support element according to the invention, when the assembly cools down to room temperature, it undergoes a favored elastic deformation, so that only slight thermo-mechanical stresses are induced in the outer edge region of the substrate and thus correspondingly lower elastic and / or plastic deformations of the substrate occur. This also results in less stress on the active connection, for example in the form of an adhesive layer, so that more types of adhesive material, such as so-called "soft" adhesives, can be used.
  • the carrier sections each advantageously lie in a corner region of the essentially rectangular substrate. This makes it possible to design the support element in a particularly flexible manner in order to achieve a desired elastic deformation thereof, since the support sections each lie in a corner region of the support element and the central region and a large part of the edge area empire of the support element can be freely designed. Furthermore, any thermomechanical stresses are only induced in the corner region of the substrate by the respective active connection, so that the uniform curvature of the substrate that results as a result of an elastic and / or plastic deformation of the same, in particular in the middle region, in which there is no active connection between the substrate and carrier element is present, is relatively small.
  • the carrier element preferably has straight connecting webs which form a closed frame and by means of which the carrier sections are connected to one another.
  • a support element designed in this way allows a stable operative connection to be made to a substrate and is further characterized by an increased flexibility in the case of a correspondingly thin design of the connecting webs, in particular with regard to a desired longitudinal expansion of the connecting webs.
  • the use of materials for producing a carrier element can also be reduced to a minimum.
  • the support sections each lie in a corner region of the substantially rectangular, frame-shaped support element.
  • This enables an active connection to be established between the substrate and the carrier element only in a corresponding corner region thereof, so that a deformation-compliant design of the carrier element can be implemented in order to achieve a favorable and reduced deformation of the substrate.
  • the preferably pure elastic deformation of the carrier element takes place in the form of an expansion or compression of the connecting webs.
  • each connecting web connecting two carrier sections in each case has a geometric structuring which favors a spring-elastic bending deformation.
  • a bending stress on the connecting webs a greater flexibility of the carrier element can be achieved in relation to a tensile or compressive stress in the longitudinal direction thereof.
  • an undesirable elastic and / or plastic deformation of the substrate, in particular in the central region thereof, is reduced to a minimum size by means of a more flexible carrier element.
  • the geometric structuring advantageously has in each case at least one corner or an arch connecting webs in the longitudinal direction.
  • Such connecting webs are particularly suitable for producing a resilient bending deformation by means of a linear expansion or shrinking movement thereof. In this way, an increased flexibility of the carrier element is obtained compared to straight connecting webs in the longitudinal direction.
  • the carrier element has at least one cross strut which is operatively connected at the end to connecting webs in a connecting region outside the carrier sections.
  • the cross struts are operatively connected at the end to the connecting webs in a respective connection area which lies outside the support sections, so that when the support element is deformed in a longitudinal direction, the cross struts allow a spring-elastic bending deformation of the connection webs in corresponding connection areas and thus ensure greater flexibility of the support element ,
  • no straight connecting line can be drawn between two support sections, which runs completely through a cross strut, but all the connecting lines lead at least once into a space between the cross struts and / or the connecting webs while favoring a corresponding bending deformation.
  • connecting regions between the connecting webs and / or the cross struts advantageously have rounded connecting corners.
  • Rounded connecting corners ensure that the bending deformation of the carrier element essentially takes place in an elastic deformation region and that the notch effect is significantly reduced compared to a pointed corner.
  • the connecting webs and the cross struts advantageously have an essentially constant and equally large wall thickness. It turns out by an essentially uniform elastic bending deformation or expansion or compression in the connecting webs and transverse struts, so that the substrate is also deformed uniformly and as little as possible due to the induced thermomechanical stresses.
  • the carrier sections are preferably essentially rectangular.
  • the corner regions of the substrate can be used particularly effectively completely by means of rectangular carrier sections for producing an operative connection with the carrier element, for example by means of an adhesive connection and a soldered connection.
  • a reliable operative connection between the substrate and the carrier element can thus be implemented, taking advantage of the advantages mentioned above.
  • the carrier element is advantageously made of metal and is operatively connected to the substrate by means of an adhesive or solder connection on the carrier sections.
  • the carrier element can be produced from copper and the substrate from silicon.
  • An adhesive or soldered connection is particularly suitable for ensuring a reliable and precise operative connection between the carrier element and the substrate by means of flat carrier sections.
  • Figure 1 is a schematic bottom view of a carrier element according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic bottom view of an assembly according to the invention consisting of the carrier element of FIG. 1 and a substrate operatively connected to it;
  • Figure 3 is a schematic cross section along the line III-III of Figure 2;
  • FIG. 4 shows a schematic bottom view of a carrier element according to the invention in accordance with a second, alternative embodiment
  • Figure 5 is a schematic bottom view of an assembly according to the invention consisting of the carrier element of Figure 4 and a substrate operatively connected thereto;
  • Figure 7 is a schematic bottom view of an assembly according to the invention according to a further alternative embodiment. Description of the invention
  • FIGS. 2 and 3 show a first embodiment of an assembly, generally designated 10, consisting of a carrier element 11 and a substrate 12, which is operatively connected to the latter in particular by means of an adhesive or soldered connection.
  • FIG. 1 shows the carrier element 11 of FIG. 2 in the unmounted state.
  • the carrier element 11 has a plurality of carrier sections 13 spaced apart from one another and lying exclusively in an outer edge region of the substrate 12, to which the substrate 12 is operatively connected to the carrier element 11, preferably by means of an adhesive or soldered connection.
  • the active connection between substrate 12 and carrier element 11 is limited to the corner regions of the substantially rectangular substrate 12 and the likewise substantially rectangular carrier element 11.
  • the carrier element 11 has straight connecting webs 14, which together with the carrier sections 13 form a closed frame, by means of which the carrier sections 13 are connected to one another.
  • the carrier sections 13 and the connecting webs 14 thus form a frame-shaped carrier element 11.
  • the carrier element 11 has two cross struts 15 which are arranged in a cross-like manner and are operatively connected at the ends to opposite connecting webs 14 in a connecting region 16 outside the carrier sections 13 or spaced apart therefrom.
  • the connecting areas 16 between the connecting webs 14 and / or the cross struts 15 preferably have rounded connecting corners 17.
  • the connection Extension webs 14 and the cross struts 15 are characterized by an essentially constant and equally large wall thickness.
  • the carrier sections 13 are of rectangular design and are surrounded by a free L-shaped edge 20 which is not used for the operative connection and which projects beyond the substrate 12 to the outside.
  • the edge 20 is used in particular for the reliable and easy-to-use application of an adhesive or solder to the corresponding carrier sections 13.
  • the substrate 12 is operatively connected to the carrier element 11 to form an interposed adhesive layer 18 on the carrier sections 13.
  • a corresponding solder layer can also be provided.
  • the operative connection is limited to the support sections 13 of the support element 11, so that between the support sections 13 the substrate 12 is arranged at a constant distance from the support element 11, forming a free gap 19.
  • the support element 11 is made of metal, preferably copper, and that Substrate 12 is preferably made of silicon.
  • the assembly 10 according to FIGS. 1 to 3 is characterized by a deformation in the form of an expansion or compression in the longitudinal direction of the connecting webs 14 and the cross struts 15, preferably in the elastic range.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show an alternative embodiment of a carrier element 11 according to the invention (FIG. 4) or a corresponding assembly 10 (FIGS. 5 and 6).
  • the carrier element 11 is shown as such, while Figures 5 and 6 show the assembled assembly 10.
  • the connecting webs 14 are formed in the shape of a corner in the longitudinal direction in order to implement a geometric structuring of the support element 11 which promotes spring-elastic bending deformation. This means that, for example, when the support element 11 is expanded in a longitudinal direction on account of a thermal stress, the connecting webs 14 are essentially elastically bent and not, or only slightly, elastically stretched.
  • the carrier element 11 Due to the bending deformation of the connecting webs 14, the carrier element 11 is characterized with a greater flexibility compared to an expansion or compression of the connecting webs 14, so that the carrier element 11 adapts relatively well to the respective geometrical deformation (expansion or compression in the longitudinal direction) of the substrate 12 can. In this way, an undesired elastic and / or plastic deformation of the substrate 12 is avoided or significantly reduced, and due to the increased flexibility of the support element 11, an unavoidable deformation of the assembly 10 is advantageously transferred in particular to the support element 11.
  • the deformation of the carrier element 11 should take place in the elastic range as much as possible, while the substrate 12 should be deformed as little as possible.
  • the geometric structuring of the carrier element 11 which favors a spring-elastic bending deformation is obtained in that, as shown in FIG. 6, a straight connecting line between two carrier sections 13 has at least one times leads from the material of the support element 11 into a free space (space), so that no continuous material connection can be obtained by connecting webs 14 and / or cross struts 15 by means of a straight connecting line between two support sections 13.
  • the geometrical structuring of the carrier element 11 is not limited to connecting webs 14 which each form a corner in the longitudinal direction, but the same can each form, for example, a uniformly curved arch.
  • the further structural design of the alternative embodiment according to FIGS. 4 to 6 corresponds to that of the first embodiment of FIGS. 1 to 3. Therefore, the same structural elements and sections of the assembly 10 of the two embodiments are provided with corresponding reference numerals, so that a further Description in relation to the rest of the construction of the second embodiment is omitted.
  • both the connecting webs 14 and the cross struts 15 of both embodiments should preferably take place in the pure elastic range.
  • FIG. 7 shows a further, alternative embodiment of an assembly 10 according to the invention, which is essentially the same as the assembly 10 according to FIG. 5 (corresponding reference numerals), a further support section 13 being provided in the central region of the support element 11, which has a plurality of Cross struts 15 is operatively connected.
  • the other carrier section 13 arranged centrally to a plane of symmetry (not shown) of the carrier element 11 or the assembly 10.
  • This embodiment of FIG. 7 is also characterized by an increased flexibility of the carrier element 11 and thus by a favorable elastic deformation of the assembly 10.
  • a carrier element 11 can be designed essentially according to FIGS. 1 or 4 and can be provided without cross struts 15.
  • a carrier element 11 with cross struts 15 is, however, easier to manufacture in terms of production technology.
  • the carrier element 11 does not necessarily have to be rectangular.
  • the number and the geometric configuration of the carrier sections 13 can also be different with respect to the figures.

Abstract

The invention relates to an assembly (10) comprising a structured support element (11) and a substrate (12) functionally linked therewith, especially a semiconductor waver. The invention is characterized in that the support element (11) is provided with a plurality of spaced apart support portions (13) that are preferably located in the outer edge area of the substrate (12) and that functionally link the substrate (12) with the support element (11). Said support portions (13) are preferably located in a corner section of the substrate (12) that has a substantially rectangular shape and of the support element (11) that has a corresponding shape.

Description

Baugruppe mit einem strukturierten Trägerelement und einem mit diesem wirkverbundenen SubstratAssembly with a structured carrier element and a substrate operatively connected to this
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem strukturierten Trägerelement und einem mit diesem wirkverbundenen Substrat, insbesondere mit einer Halbleiterscheibe, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an assembly with a structured carrier element and a substrate operatively connected to it, in particular with a semiconductor wafer, according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, eine Halbleiterscheibe (Substrat) mittels einer Klebverbindung oder einer Lötverbin- düng an einem metallenen Trägerelement, das auch als "Die Pad" bezeichnet wird, zu befestigen. Das Trägerelement kann dabei Bestandteil eines größeren Leiterkamms sein, der auch unter der Bezeichnung "Lead Frame" bekannt ist.It is known to attach a semiconductor wafer (substrate) to a metal carrier element, which is also referred to as "the pad", by means of an adhesive connection or a solder connection. The carrier element can be part of a larger conductor comb, which is also known under the name "lead frame".
Bei einer Klebverbindung zur Befestigung einer Halbleiterscheibe auf einem Trägerelement werden zur Aushärtung des Klebermaterials Betriebstemperaturen von über 150°C eingestellt. Nach Aushärten des Klebermaterials wird die Baugruppe, bestehend aus Halbleiterscheibe, Klebschicht und Trägerelement, auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend weiter verarbeitet. Da die Ausdehnungskoeffizienten - 2In the case of an adhesive connection for fastening a semiconductor wafer on a carrier element, operating temperatures of over 150 ° C. are set in order to cure the adhesive material. After the adhesive material has hardened, the assembly, comprising the semiconductor wafer, adhesive layer and carrier element, is cooled to room temperature and then processed further. Because the expansion coefficient - 2nd
insbesondere des Halbleitermaterials (beispielsweise Silicium) und des Trägerelements (beispielsweise Kupfer) unterschiedlich sind, werden nach Abkühlen der Baugruppe auf Raumtemperatur thermome- chanische Spannungen in die Halbleiterscheibe induziert, so dass es zu einer nachteilhaften Beeinträchtigung der Funktionalität der Halbleiterscheibe beziehungsweise der Baugruppe kommen kann. Im Falle einer komplexen . Halbleiterstruktur, bei- spielsweise in Form eines Sandwich-Aufbaus mit Verbindungsschichten aus Klebermaterial, kann ferner die Integrität einer derartigen vielschichtigen Baugruppe insbesondere hinsichtlich ihrer geometrischen Erstreckung durch thermomechanische Spannun- gen negativ beeinträchtigt werden.In particular, the semiconductor material (for example silicon) and the carrier element (for example copper) are different, thermomechanical voltages are induced in the semiconductor wafer after the assembly has cooled to room temperature, so that the functionality of the semiconductor wafer or the assembly can be adversely affected. In the case of a complex. Semiconductor structure, for example in the form of a sandwich structure with connecting layers made of adhesive material, can further adversely affect the integrity of such a multi-layer assembly, particularly with regard to its geometrical extent, by thermomechanical stresses.
Auch bei einer Lötverbindung zwischen Trägerelement und Halbleiterscheibe ergeben sich zeitweise erhöhte Betriebstemperaturen, so dass auch hier ther- momechanisch induzierte Spannungen in der Halbleiterscheibe beziehungsweise entsprechende unerwünschte Verformungen derselben auftreten können.Even with a soldered connection between the carrier element and the semiconductor wafer, there are occasionally increased operating temperatures, so that here, too, thermomechanically induced stresses in the semiconductor wafer or corresponding undesirable deformations thereof can occur.
Zur Vermeidung von thermomechanisch in die Halblei- terscheibe induzierten Spannungen und der darauf beruhenden elastischen und/oder plastischen Verformungen derselben wird die Halbleiterscheibe gemäß dem Stand der Technik an mehreren, über ihre gesamte Fläche verteilten, kleineren Trägerabschnit- ten an dem Trägerelement mittels einer Klebverbindung beziehungsweise einer Lötverbindung befestigt. Dabei sind die TrägerabscKnitte untereinander mittels Verbindungsstegen derart miteinander wirkverbunden, dass ein strukturiertes, gitterförmiges Trägerelement erhalten wird. Diese bekannte Ausführungsform eines Trägerelements gewährleistet eine sich über die gesamte Substratfläche erstreckende, zuverlässige und stabile Wirkverbindung zwischen Halbleiterscheibe (Substrat) und Trägerelement mittels einer Kleb- oder Lötverbindung, jedoch ist sie nicht geeignet, . eine nicht erwünschte elastische und/oder plastische Verformung der Halbleiterscheibe aufgrund thermomechanisch induzierter Span- nungen auf ein Mindestmaß zu reduzieren.In order to avoid thermomechanically induced stresses in the semiconductor wafer and the elastic and / or plastic deformations thereof based on the prior art, the semiconductor wafer is, according to the prior art, attached to a plurality of smaller carrier sections distributed over its entire area on the carrier element by means of an adhesive connection or attached a solder joint. The carrier sections are operatively connected to one another by means of connecting webs in such a way that a structured, lattice-shaped Support element is obtained. This known embodiment of a carrier element ensures a reliable and stable operative connection extending over the entire substrate surface between the semiconductor wafer (substrate) and carrier element by means of an adhesive or soldered connection, but it is not suitable. To reduce an undesired elastic and / or plastic deformation of the semiconductor wafer to a minimum due to thermomechanically induced voltages.
Auch ein Trägerelement mit einem geschlossenen, ringförmigen Trägerabschnitt, an welchem eine Wirkverbindung zwischen Halbleiterscheibe und Träger- element hergestellt wird, führt zu einer nachteilhaften Verformung der Halbleiterscheibe aufgrund thermomechanisch induzierter Spannungen.A carrier element with a closed, ring-shaped carrier section, on which an operative connection between the semiconductor wafer and carrier element is produced, leads to a disadvantageous deformation of the semiconductor wafer due to thermomechanically induced voltages.
Auch ist der Einsatz von Materialien in Bezug auf die Halbleiterscheibe und das Trägerelement mit ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten nicht ohne weiteres möglich, da nachteilhafterweise fertigungstechnische Verarbeitungsprobleme insbesondere des Trägerelements sowie Probleme hinsichtlich der Ver- bindungstechnik und/oder der Funktionalität . der Baugruppe auftreten können.Also, the use of materials with respect to the semiconductor wafer and the carrier element with similar expansion coefficients is not readily possible, since manufacturing processing problems, in particular of the carrier element, as well as problems with the connection technology and / or the functionality are disadvantageous. the assembly can occur.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Baugruppe der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Trägerabschnitten aufweist, mittels welchen das Substrat mit dem Trägerelement wirkverbunden ist. Ein derartig ausgebildetes Trägerelement zeichnet sich dadurch aus, dass aufgrund der Beabstandung der Trägerabschnitte zueinander ein Verbindungsbereich des Substrats zur Herstellung einer Wirkver- bindung mit dem Trägerelement einschränkungsfrei festlegbar beziehungsweise wählbar ist. Es kann somit eine geometrisch günstige und vorzugsweise geringe Verformung des Substrats -aufgrund von ther- momechanischer Spannungen- nach Herstellung der Wirkverbindung mit dem Trägerelement durch geeignete Bestimmung und/oder Anordnung des beziehungsweise der Verbindungsbereiche erzielt werden. Dabei können die Trägerabschnitte untereinander mittels geeignet ausgebildeter Verbindungselemente wirkver- bunden sein.The assembly of the type mentioned at the outset is characterized in that the carrier element has a plurality of spaced-apart carrier sections, by means of which the substrate is operatively connected to the carrier element. A carrier element designed in this way is characterized in that, owing to the spacing of the carrier sections from one another, a connection region of the substrate for establishing an active connection with the carrier element can be defined or selected without restriction. A geometrically favorable and preferably slight deformation of the substrate, owing to thermomechanical stresses, can thus be achieved after the active connection has been established with the carrier element by suitable determination and / or arrangement of the connection area or areas. The carrier sections can be operatively connected to one another by means of suitably designed connecting elements.
Vorteilhafterweise liegen die Trägerabschnitte ausschließlich in einem äußeren Randbereich des Substrats. Hierdurch wird erreicht, dass eine Wirkver- bindung zwischen dem Substrat und dem Trägerelement lediglich in einem äußeren Randbereich des Substrats und nicht zusätzlich in einem mittleren Bereich desselben vorliegt, so dass thermomechanische Spannungen ausschließlich im äußeren Randbereich in das Substrat induziert werden können. Hierdurch wird eine gleichmäßige und verhältnismäßig geringe elastische und/oder plastische Verformung des Substrats erhalten, im Gegensatz zu einer wellenförmig über das Substrat hin sich erstreckenden Verformung desselben bei Vorliegen einer Mehrzahl von auf der gesamten Substratfläche (mittlerer Bereich und äußerer Randbereich) verteilten Wirkverbindungen zwischen Trägerelement und Substrat. Ferner ist das Trägerelement bei einer Mehrzahl von sowohl in einem mittleren Bereich als auch in einem äußeren Randbereich des Substrats angeordneten Trägerabschnitten nachteilhafterweise durch eine verhältnismäßig hohe Verformungssteifigkeit gekennzeich- net, während ein Trägerelement einer erfindungsgemäßen Baugruppe eine relativ geringe Verformungssteifigkeit beziehungsweise eine verhältnismäßig hohe Verformungsnachgiebigkeit aufweist. Dabei kann gleichzeitig das Gewicht des Trägerelements in effektiver Weise reduziert werden, da im mittleren Bereich desselben keine Trägerabschnitte vorgesehen sind. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Verformungsnachgiebigkeit des erfindungsgemäßen Trägerelements erfolgt bei Abkühlen der Baugruppe auf Raumtemperatur eine begünstigte elastische Verformung desselben, so dass lediglich geringe ther o- mechanische Spannungen in den äußeren Randbereich des Substrats induziert werden und somit entsprechend geringere elastische und/oder plastische Ver- formungen des Substrats auftreten. Hierdurch kommt es auch zu einer geringeren Beanspruchung der Wirkverbindung beispielsweise in Form einer Klebschicht, so dass mehr Klebermaterialien-Arten, wie zum Beispiel auch sogenannte "weiche" Kleber, ein- gesetzt werden können.The carrier sections advantageously lie exclusively in an outer edge region of the substrate. This ensures that there is an active connection between the substrate and the carrier element only in an outer edge region of the substrate and not additionally in a central region thereof, so that thermomechanical stresses can only be induced in the substrate in the outer edge region. In this way, a uniform and relatively low elastic and / or plastic deformation of the substrate is obtained, in contrast to a deformation of the substrate extending in a wave-like manner over the substrate when there are a plurality of active connections between the carrier element distributed over the entire substrate surface (central region and outer edge region) and substrate. Furthermore, the carrier element is in a plurality of both in In a central region and also in an outer edge region of the substrate, carrier sections are disadvantageously characterized by a relatively high deformation stiffness, while a carrier element of an assembly according to the invention has a relatively low deformation stiffness or a relatively high deformation resilience. At the same time, the weight of the support element can be reduced effectively since no support sections are provided in the central area thereof. Due to the comparatively high resilience of the support element according to the invention, when the assembly cools down to room temperature, it undergoes a favored elastic deformation, so that only slight thermo-mechanical stresses are induced in the outer edge region of the substrate and thus correspondingly lower elastic and / or plastic deformations of the substrate occur. This also results in less stress on the active connection, for example in the form of an adhesive layer, so that more types of adhesive material, such as so-called "soft" adhesives, can be used.
Mit Vorteil liegen die Trägerabschnitte jeweils in einem Eckbereich des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Substrats. Hierdurch ist es möglich, das Trägerelement zur Erzielung einer erwünschten elastischen Verformung desselben besonders nachgiebig auszugestalten, da die Trägerabschnitte jeweils in einem Eckbereich des Trägerelements liegen und der mittlere Bereich sowie ein Großteil des Randbe- reichs des Trägerelements konstruktiv frei ausgestaltbar ist. Ferner werden eventuelle thermo- mechanische Spannungen durch die jeweilige Wirkverbindung lediglich in den Eckbereich des Substrats induziert, so dass die sich einstellende gleichmäßige Krümmung des Substrats in Folge einer elastischen und/oder plastischen Verformung desselben insbesondere im mittleren -Bereich, in welchem keine Wirkverbindung zwischen Substrat und Trägerelement vorliegt, verhältnismäßig gering ist.The carrier sections each advantageously lie in a corner region of the essentially rectangular substrate. This makes it possible to design the support element in a particularly flexible manner in order to achieve a desired elastic deformation thereof, since the support sections each lie in a corner region of the support element and the central region and a large part of the edge area empire of the support element can be freely designed. Furthermore, any thermomechanical stresses are only induced in the corner region of the substrate by the respective active connection, so that the uniform curvature of the substrate that results as a result of an elastic and / or plastic deformation of the same, in particular in the middle region, in which there is no active connection between the substrate and carrier element is present, is relatively small.
Vorzugsweise weist das Trägerelement geradlinige, einen geschlossenen Rahmen bildende Verbindungsstege auf, mittels welchen die Trägerabschnitte untereinander verbunden sind. Ein derartig ausgebildetes Trägerelement erlaubt die Herstellung einer stabilen Wirkverbindung mit einem Substrat und ist ferner bei entsprechend dünner Ausgestaltung der Verbindungsstege durch eine erhöhte Nach- giebigkeit insbesondere hinsichtlich einer erwünschten Längsdehnung der Verbindungsstege gekennzeichnet. Dabei kann ferner der Materialeinsatz zur Herstellung eines Trägerelements auf ein Minimum reduziert werden.The carrier element preferably has straight connecting webs which form a closed frame and by means of which the carrier sections are connected to one another. A support element designed in this way allows a stable operative connection to be made to a substrate and is further characterized by an increased flexibility in the case of a correspondingly thin design of the connecting webs, in particular with regard to a desired longitudinal expansion of the connecting webs. The use of materials for producing a carrier element can also be reduced to a minimum.
Vorteilhafterweise liegen die Trägerabschnitte jeweils in einem Eckbereich des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten, rah enförmigen Trägerelements. Dies ermöglicht die Herstellung einer Wirk- Verbindung zwischen Substrat und Trägerelement ausschließlich in einem entsprechenden Eckbereich derselben, so dass eine verformungsnachgiebige Ausbildung des Trägerelements realisierbar ist zur Erzielung einer günstigen sowie reduzierten Verformung des Substrats. Dabei erfolgt die vorzugsweise reine elastische Verformung des Trägerelements in Form einer Dehnung oder Stauchung der Verbindungsstege.Advantageously, the support sections each lie in a corner region of the substantially rectangular, frame-shaped support element. This enables an active connection to be established between the substrate and the carrier element only in a corresponding corner region thereof, so that a deformation-compliant design of the carrier element can be implemented in order to achieve a favorable and reduced deformation of the substrate. The preferably pure elastic deformation of the carrier element takes place in the form of an expansion or compression of the connecting webs.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist jeder jeweils zwei Trägerabschnitte verbindende Verbindungssteg eine eine federelastische Biegeverformung begünstigende geometrische Strukturierung auf. Mittels einer Biegebeanspruchung der Verbάndungs- stege lässt sich in Bezug auf eine Zug- beziehungsweise Druckbeanspruchung in Längsrichtung derselben eine größere Verformungsnachgiebigkeit des Trägerelements erzielen. Dabei wird mittels eines nachgiebigeren Trägerelements eine unerwünschte ela- stische und/oder plastische Verformung des Substrats insbesondere im mittleren Bereich desselben auf eine minimale Größe reduziert.According to an alternative embodiment, each connecting web connecting two carrier sections in each case has a geometric structuring which favors a spring-elastic bending deformation. By means of a bending stress on the connecting webs, a greater flexibility of the carrier element can be achieved in relation to a tensile or compressive stress in the longitudinal direction thereof. In this case, an undesirable elastic and / or plastic deformation of the substrate, in particular in the central region thereof, is reduced to a minimum size by means of a more flexible carrier element.
Mit Vorteil weist die geometrische Strukturierung in Längsrichtung jeweils mindestens eine Ecke oder einen Bogen bildende Verbindungsstege auf. Derartige Verbindungsstege eignen sich besonders zur Erzeugung einer federelastischen Biegeverformung mittels einer geradlinigen Ausdehnungs- beziehungs- weise Schrumpfbewegung derselben. In dieser Weise wird eine im Vergleich zu in Längsrichtung geradlinigen Verbindungsstegen erhöhte Nachgiebigkeit des Trägerelements erhalten.The geometric structuring advantageously has in each case at least one corner or an arch connecting webs in the longitudinal direction. Such connecting webs are particularly suitable for producing a resilient bending deformation by means of a linear expansion or shrinking movement thereof. In this way, an increased flexibility of the carrier element is obtained compared to straight connecting webs in the longitudinal direction.
Gemäß einer weiteren, alternativen Ausführungsform weist das Trägerelement wenigstens eine Querstrebe auf, die endseitig- mit Verbindungsstegen in einem Verbindungsbereich außerhalb der Trägerabschnitte wirkverbunden ist. Durch Vorsehen von Querstreben zwischen den Verbindungsstegen wird eine fertigungsgünstige Herstellung des Trägerelements gewährleistet, da die Querstreben dem Trägerelement zur präzisen Fertigung desselben eine notwendige, minimale Stabilität verleihen. Die Querstreben sind mit den Verbindungsstegen endseitig in einem jeweiligen Verbindungsbereich wirkverbunden, welcher außerhalb der Trägerabschnitte liegt, so dass bei einer Verformung des Trägerelements in eine Längs- richtung die Querstreben eine federelastische Biegeverformung der Verbindungsstege in entsprechenden Verbindungsbereichen erlauben und somit eine größere Nachgiebigkeit des Trägerelements gewährleisten. Zwischen zwei Trägerabschnitten kann vorteilhafterweise keine geradlinige Verbindungslinie gezogen werden, welche vollständig durch eine Querstrebe verläuft, sondern alle Verbindungslinien führen wenigstens einmal in einen Freiraum zwischen den Querstreben und/oder den Verbindungsstegen unter Begünstigung einer entsprechenden Biegeverformung.According to a further, alternative embodiment, the carrier element has at least one cross strut which is operatively connected at the end to connecting webs in a connecting region outside the carrier sections. By providing cross struts Between the connecting webs, a low-cost production of the carrier element is ensured, since the cross struts give the carrier element the necessary, minimal stability for the precise production thereof. The cross struts are operatively connected at the end to the connecting webs in a respective connection area which lies outside the support sections, so that when the support element is deformed in a longitudinal direction, the cross struts allow a spring-elastic bending deformation of the connection webs in corresponding connection areas and thus ensure greater flexibility of the support element , Advantageously, no straight connecting line can be drawn between two support sections, which runs completely through a cross strut, but all the connecting lines lead at least once into a space between the cross struts and / or the connecting webs while favoring a corresponding bending deformation.
Vorteilhafterweise weisen die Verbindungsbereiche zwischen den Verbindungsstegen und/oder den Quer- streben abgerundete Verbindungsecken auf. Mittels abgerundeter Verbindungsecken wird sichergestellt, dass die Biegeverformung des Trägerelements im Wesentlichen in einem elastischen Verformungsbereich erfolgt und die Kerbwirkung im Vergleich zu einer spitzen Ecke wesentlich reduziert ist.The connecting regions between the connecting webs and / or the cross struts advantageously have rounded connecting corners. Rounded connecting corners ensure that the bending deformation of the carrier element essentially takes place in an elastic deformation region and that the notch effect is significantly reduced compared to a pointed corner.
Mit Vorteil weisen die Verbindungsstege und die Querstreben eine im Wesentlichen konstante und gleich große Wandstärke auf. Es stellt sich hier- durch in den Verbindungsstegen und Querstreben eine im Wesentlichen gleichförmige elastische Biegeverformung beziehungsweise Dehnung oder Stauchung ein, so dass auch das Substrat aufgrund der induzierten, thermomechanischen Spannungen gleichförmig und möglichst wenig verformt wird.The connecting webs and the cross struts advantageously have an essentially constant and equally large wall thickness. It turns out by an essentially uniform elastic bending deformation or expansion or compression in the connecting webs and transverse struts, so that the substrate is also deformed uniformly and as little as possible due to the induced thermomechanical stresses.
Vorzugsweise sind die Trägerabschnitte im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Bei einer rechtecki- gen Substratkontur können die Eckbereiche des Substrats besonders effektiv mittels rechteckiger Trägerabschnitte vollständig zur Herstellung einer Wirkverbindung mit dem Trägerelement, beispielsweise mittels einer Klebverbindung und einer Löt- Verbindung, genutzt werden. Es ist somit eine zuverlässige Wirkverbindung zwischen Substrat und Trägerelement realisierbar unter Ausnutzung der oben erwähnten Vorteile.The carrier sections are preferably essentially rectangular. In the case of a rectangular substrate contour, the corner regions of the substrate can be used particularly effectively completely by means of rectangular carrier sections for producing an operative connection with the carrier element, for example by means of an adhesive connection and a soldered connection. A reliable operative connection between the substrate and the carrier element can thus be implemented, taking advantage of the advantages mentioned above.
Vorteilhafterweise ist das Trägerelement aus Metall hergestellt und mittels einer Kleb- oder Lötverbindung an den Trägerabschnitten mit dem Substrat wirkverbunden. Insbesondere kann das Trägerelement aus Kupfer und das Substrat aus Silicium herge- stellt sein. Eine Kleb- oder Lötverbindung ist besonders geeignet, eine zuverlässige und präzise Wirkverbindung zwischen Trägerelement und Substrat mittels ebener Trägerabschnitte zu gewährleisten.The carrier element is advantageously made of metal and is operatively connected to the substrate by means of an adhesive or solder connection on the carrier sections. In particular, the carrier element can be produced from copper and the substrate from silicon. An adhesive or soldered connection is particularly suitable for ensuring a reliable and precise operative connection between the carrier element and the substrate by means of flat carrier sections.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.Further advantageous embodiments of the invention result from the description.
Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:drawings The invention is explained in more detail below in several exemplary embodiments with the aid of the associated drawings. Show it:
Figur 1 eine schematische Unteransicht eines erfindungsgemäßen Trägerelements gemäß einer ersten Ausführungsform;Figure 1 is a schematic bottom view of a carrier element according to the invention according to a first embodiment;
Figur 2 eine schematische Unteransicht einer er- findungsgemäßen Baugruppe bestehend aus dem Trägerelement der Figur 1 und einem mit diesem wirkverbundene Substrat;FIG. 2 shows a schematic bottom view of an assembly according to the invention consisting of the carrier element of FIG. 1 and a substrate operatively connected to it;
Figur 3 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie III-III gemäß Figur 2;Figure 3 is a schematic cross section along the line III-III of Figure 2;
Figur 4 eine schematische Unteransicht eines erfindungsgemäßen Trägerelements gemäß einer zweiten, alternativen Ausführungs- form;FIG. 4 shows a schematic bottom view of a carrier element according to the invention in accordance with a second, alternative embodiment;
Figur 5 eine schematische Unteransicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe bestehend aus dem Trägerelement der Figur 4 und einem mit diesem wirkverbundenen Substrat;Figure 5 is a schematic bottom view of an assembly according to the invention consisting of the carrier element of Figure 4 and a substrate operatively connected thereto;
Figur 6 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie VI-VI gemäß Figur 5 und6 shows a schematic cross section along the line VI-VI of Figure 5 and
Figur 7 eine schematische Unteransicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe entsprechend einer weiteren, alternativen Ausführungsform. Beschreibung der ErfindungFigure 7 is a schematic bottom view of an assembly according to the invention according to a further alternative embodiment. Description of the invention
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer allgemein mit 10 bezeichneten Baugruppe bestehend aus einem Trägerelement 11 und einem mit diesem insbesondere mittels einer Kleb- oder Lötverbindung wirkverbundenen Substrat 12. Figur 1 zeigt das Trägerelement 11 der Figur 2 im nicht montierten Zustand. Das Trägerelement 11 weist eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten und ausschließlich in einem äußeren Randbereich des Substrats 12 liegenden Trägerabschnitten 13 auf, an welchen das Substrat 12 mit dem Trägerelement 11 vorzugsweise mittels einer Kleb- oder Lötverbindung wirkverbunden ist. Die Wirkverbindung zwischen Substrat 12 und Trägerelement 11 ist auf die Eckbereiche des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Substrats 12 und des ebenfalls im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Trägerelements 11 be- grenzt. Das Trägerelement 11 weist geradlinige, zusammen mit den Trägerabschnitten 13 einen geschlossenen Rahmen bildende Verbindungsstege 14 auf, mittels welchen die Trägerabschnitte 13 untereinander verbunden sind. Die Trägerabschnitte 13 und die Verbindungsstege 14 bilden somit ein rahmenförmiges Trägerelement 11. Ferner weist das Trägerelement 11 zwei zueinander kreuzartig angeordnete Querstreben 15 auf, die endseitig mit gegenüberliegenden Verbindungsstegen 14 in einem Verbindungsbereich 16 außerhalb der Trägerabschnitte 13 beziehungsweise von diesen beabstandet wirkverbunden sind. Die Verbindungsbereiche 16 zwischen den Verbindungsstegen 14 und/oder den Querstreben 15 weisen vorzugsweise abgerundete Verbindungsecken 17 auf. Die Verbin- dungsstege 14 und die Querstreben 15 sind durch eine im Wesentlichen konstante und gleich große Wandstärke gekennzeichnet. Die Trägerabschnitte 13 sind rechteckig ausgebildet und von einem freien, nicht zur Wirkverbindung genutzten L-förmigen und über das Substrat 12 nach außen hinausragenden Rand 20 umgeben. Der Rand 20 dient insbesondere zur zuverlässigen und handhabungsfreundlichen Auftragung eines Kleb- beziehungsweise Lötmittels auf die ent- sprechenden Trägerabschnitte 13. Entsprechend Figur 3 ist das Substrat 12 mit dem Trägerelement 11 unter Ausbildung einer zwischenangeordneten Klebschicht 18 auf den Trägerabschnitten 13 wirkverbunden. Statt einer Klebschicht 18 kann auch eine ent- sprechende Lötschicht vorgesehen sein. Die Wirkverbindung ist auf die Trägerabschnitte 13 des Trägerelements 11 beschränkt, so dass zwischen den Trägerabschnitten 13 das Substrat 12 vom Trägerelement 11 bleibend beabstandet angeordnet ist unter Aus- bildung eines freien Spalts 19. Das Trägerelement 11 ist aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer, und das Substrat 12 vorzugsweise aus Silicium hergestellt.FIGS. 2 and 3 show a first embodiment of an assembly, generally designated 10, consisting of a carrier element 11 and a substrate 12, which is operatively connected to the latter in particular by means of an adhesive or soldered connection. FIG. 1 shows the carrier element 11 of FIG. 2 in the unmounted state. The carrier element 11 has a plurality of carrier sections 13 spaced apart from one another and lying exclusively in an outer edge region of the substrate 12, to which the substrate 12 is operatively connected to the carrier element 11, preferably by means of an adhesive or soldered connection. The active connection between substrate 12 and carrier element 11 is limited to the corner regions of the substantially rectangular substrate 12 and the likewise substantially rectangular carrier element 11. The carrier element 11 has straight connecting webs 14, which together with the carrier sections 13 form a closed frame, by means of which the carrier sections 13 are connected to one another. The carrier sections 13 and the connecting webs 14 thus form a frame-shaped carrier element 11. Furthermore, the carrier element 11 has two cross struts 15 which are arranged in a cross-like manner and are operatively connected at the ends to opposite connecting webs 14 in a connecting region 16 outside the carrier sections 13 or spaced apart therefrom. The connecting areas 16 between the connecting webs 14 and / or the cross struts 15 preferably have rounded connecting corners 17. The connection Extension webs 14 and the cross struts 15 are characterized by an essentially constant and equally large wall thickness. The carrier sections 13 are of rectangular design and are surrounded by a free L-shaped edge 20 which is not used for the operative connection and which projects beyond the substrate 12 to the outside. The edge 20 is used in particular for the reliable and easy-to-use application of an adhesive or solder to the corresponding carrier sections 13. According to FIG. 3, the substrate 12 is operatively connected to the carrier element 11 to form an interposed adhesive layer 18 on the carrier sections 13. Instead of an adhesive layer 18, a corresponding solder layer can also be provided. The operative connection is limited to the support sections 13 of the support element 11, so that between the support sections 13 the substrate 12 is arranged at a constant distance from the support element 11, forming a free gap 19. The support element 11 is made of metal, preferably copper, and that Substrate 12 is preferably made of silicon.
Die Baugruppe 10 gemäß den Figuren 1 bis 3 ist durch eine Verformung in Form einer Dehnung beziehungsweise Stauchung in Längsrichtung der Verbindungsstege 14 und der Querstreben 15 vorzugsweise im elastischen Bereich gekennzeichnet.The assembly 10 according to FIGS. 1 to 3 is characterized by a deformation in the form of an expansion or compression in the longitudinal direction of the connecting webs 14 and the cross struts 15, preferably in the elastic range.
Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 11 (Figur 4) beziehungsweise einer entsprechenden Baugruppe 10 (Figur 5 und 6) . In Figur 4 ist das Trägerelement 11 als solches dargestellt, während die Figuren 5 und 6 die montierte Baugruppe 10 zeigen. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 sind die Verbindungsstege 14 in Längsrichtung eckenförmig ausgebildet zur Realisie- rung einer eine federelastische Biegeverformung begünstigenden geometrischen Strukturierung des Trägerelements 11. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einer Ausdehnung des Trägerelements 11 in eine Längsrichtung aufgrund einer thermischen Beanspru- chung die Verbindungsstege 14 im Wesentlichen elastisch biegeverformt und nicht, beziehungsweise wenig, elastisch gedehnt werden. Aufgrund der Biegeverformung der Verbindungsstege 14 ist das Trägerelement 11 mit einer im Vergleich zu einer Dehnung oder Stauchung der Verbindungsstege 14 größeren Nachgiebigkeit gekennzeichnet, so dass sich das Trägerelement 11 verhältnismäßig gut an die jeweilige geometrische Verformung (Dehnung oder Stauchung in Längsrichtung) des Substrats 12 anpassen kann. Hierdurch wird eine nicht erwünschte elastische und/oder plastische Verformung des Substrats 12 vermieden beziehungsweise maßgeblich reduziert, wobei aufgrund der erhöhten Nachgiebigkeit des Trägerelements 11 eine nicht zu vermeidende Verformung der Baugruppe 10 vorteilhafterweise insbesondere auf das Trägerelement 11 übertragen wird. Dabei soll die Verformung des Trägerelements 11 möglichst im elastischen Bereich erfolgen, während das Substrat 12 so wenig wie möglich verformt wer- den soll. Die eine federelastische Biegeverformung begünstigende geometrische Strukturierung des Trägerelements 11 wird dadurch erhalten, dass -wie in Figur 6 dargestellt- eine gerade Verbindungslinie zwischen zwei Trägerabschnitten 13 wenigstens ein- mal aus dem Material des Trägerelements 11 in einen freien Raum (Zwischenraum) führt, so dass mittels einer geraden Verbindungslinie zwischen zwei Trägerabschnitten 13 keine kontinuierliche Material- Verbindung durch Verbindungsstege 14 und/oder Querstreben 15 erhalten werden kann. Dabei ist die geometrische Strukturierung des Trägerelements 11 nicht auf in Längsrichtung jeweils eine Ecke bildende Verbindungsstege 14 beschränkt, sondern sel- bige können jeweils beispielsweise auch einen gleichmäßig gekrümmten Bogen bilden. Der weitere konstruktive Aufbau der alternativen Ausführungs- form gemäß den Figuren 4 bis 6 entspricht demjenigen der ersten Ausführungsform der Figuren 1 bis 3. Deshalb sind gleiche konstruktive Elemente und Abschnitte der Baugruppe 10 der zwei Ausführungsformen mit einander entsprechenden Bezugszeichen versehen, so dass auf eine weitere Beschreibung in Bezug auf den restlichen konstruktiven Aufbau der zweiten Ausführungsform verzichtet wird.FIGS. 4, 5 and 6 show an alternative embodiment of a carrier element 11 according to the invention (FIG. 4) or a corresponding assembly 10 (FIGS. 5 and 6). In Figure 4, the carrier element 11 is shown as such, while Figures 5 and 6 show the assembled assembly 10. In contrast to the first embodiment according to FIGS. 1 to 3, the connecting webs 14 are formed in the shape of a corner in the longitudinal direction in order to implement a geometric structuring of the support element 11 which promotes spring-elastic bending deformation. This means that, for example, when the support element 11 is expanded in a longitudinal direction on account of a thermal stress, the connecting webs 14 are essentially elastically bent and not, or only slightly, elastically stretched. Due to the bending deformation of the connecting webs 14, the carrier element 11 is characterized with a greater flexibility compared to an expansion or compression of the connecting webs 14, so that the carrier element 11 adapts relatively well to the respective geometrical deformation (expansion or compression in the longitudinal direction) of the substrate 12 can. In this way, an undesired elastic and / or plastic deformation of the substrate 12 is avoided or significantly reduced, and due to the increased flexibility of the support element 11, an unavoidable deformation of the assembly 10 is advantageously transferred in particular to the support element 11. The deformation of the carrier element 11 should take place in the elastic range as much as possible, while the substrate 12 should be deformed as little as possible. The geometric structuring of the carrier element 11 which favors a spring-elastic bending deformation is obtained in that, as shown in FIG. 6, a straight connecting line between two carrier sections 13 has at least one times leads from the material of the support element 11 into a free space (space), so that no continuous material connection can be obtained by connecting webs 14 and / or cross struts 15 by means of a straight connecting line between two support sections 13. The geometrical structuring of the carrier element 11 is not limited to connecting webs 14 which each form a corner in the longitudinal direction, but the same can each form, for example, a uniformly curved arch. The further structural design of the alternative embodiment according to FIGS. 4 to 6 corresponds to that of the first embodiment of FIGS. 1 to 3. Therefore, the same structural elements and sections of the assembly 10 of the two embodiments are provided with corresponding reference numerals, so that a further Description in relation to the rest of the construction of the second embodiment is omitted.
Die Verformungen sowohl der Verbindungsstege 14 als auch der Querstreben 15 beider Ausführungsformen sollen vorzugsweise im reinen elastischen Bereich erfolgen.The deformations of both the connecting webs 14 and the cross struts 15 of both embodiments should preferably take place in the pure elastic range.
Figur 7 zeigt eine weitere, alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe 10, die im Wesentlichen gleich der Baugruppe 10 gemäß Figur 5 ausgebildet ist (entsprechende Bezugszeichen) , wobei zusätzlich im mittleren Bereich des Trägerelements 11 ein weiterer Trägerabschnitt 13 vorgesehen ist, der mit einer Mehrzahl von Querstreben 15 wirkverbunden ist. Dabei ist der weitere Träger- abschnitt 13 mittig zu einer Symmetrieebene (nicht dargestellt) des Trägerelements 11 beziehungsweise der Baugruppe 10 angeordnet. Auch diese Ausführungsform der Figur 7 zeichnet sich durch eine er- höhte Nachgiebigkeit des Trägerelements 11 und somit durch eine günstige elastische Verformung der Baugruppe 10 aus.FIG. 7 shows a further, alternative embodiment of an assembly 10 according to the invention, which is essentially the same as the assembly 10 according to FIG. 5 (corresponding reference numerals), a further support section 13 being provided in the central region of the support element 11, which has a plurality of Cross struts 15 is operatively connected. The other carrier section 13 arranged centrally to a plane of symmetry (not shown) of the carrier element 11 or the assembly 10. This embodiment of FIG. 7 is also characterized by an increased flexibility of the carrier element 11 and thus by a favorable elastic deformation of the assembly 10.
Gemäß einer weiteren, alternativen, nicht darge- stellten Ausführungsform kann ein Trägerelement 11 im Wesentlichen gemäß den Figuren 1 oder 4 ausgebildet und ohne Querstreben 15 vorgesehen sein. Ein Trägerelement 11 mit Querstreben 15 ist allerdings fertigungstechnisch einfacher herstellbar. Ferner muss das Trägerelement 11 nicht notwendigerweise rechteckig ausgebildet sein. Auch kann die Anzahl und die geometrische Ausgestaltung der Trägerabschnitte 13 in Bezug auf die Figuren unterschiedlich sein. According to a further, alternative embodiment, not shown, a carrier element 11 can be designed essentially according to FIGS. 1 or 4 and can be provided without cross struts 15. A carrier element 11 with cross struts 15 is, however, easier to manufacture in terms of production technology. Furthermore, the carrier element 11 does not necessarily have to be rectangular. The number and the geometric configuration of the carrier sections 13 can also be different with respect to the figures.

Claims

Patentansprüche claims
1. Baugruppe mit einem strukturierten Trägerelement und einem mit diesem wirkverbundenen Substrat, insbesondere mit einer Halbleiterscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Trägerabschnitten (13) aufweist, mittels welchen das Substrat (12) mit dem Trägerelement (11) wirkverbunden ist .1. An assembly with a structured carrier element and a substrate operatively connected to it, in particular with a semiconductor wafer, characterized in that the carrier element (11) has a plurality of spaced-apart carrier sections (13) by means of which the substrate (12) with the carrier element ( 11) is connected.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerabschnitte (13) ausschließlich in einem äußeren Randbereich des Substrats (12) liegen.2. An assembly according to claim 1, characterized in that the carrier sections (13) lie exclusively in an outer edge region of the substrate (12).
3. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerabschnitte (13) jeweils in einem Eckbereich des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Substrats (12) liegen.3. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier sections (13) each lie in a corner region of the substantially rectangular substrate (12).
4. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) geradlinige, einen geschlossenen Rahmen bildende Verbindungsstege (14) aufweist, mittels wel- chen die Trägerabschnitte (13) untereinander verbunden sind.4. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (11) has rectilinear connecting webs (14) forming a closed frame, by means of which the carrier sections (13) are connected to one another.
5. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerab- schnitte (13) jeweils in einem Eckbereich des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten, rahmenförmi- gen Trägerelements (11) liegen.5. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the Trägerab- cuts (13) each lie in a corner region of the essentially rectangular, frame-shaped support element (11).
6. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder jeweils zwei Trägerabschnitte (13) verbindende Verbindungssteg (14) eine eine federelastische Biegeverformung begünstigende geometrische Strukturierung aufweist.6. An assembly according to one of the preceding claims, characterized in that each connecting web (14) connecting two respective carrier sections (13) has a geometrical structuring which favors a resilient bending deformation.
7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Strukturierung in Längsrichtung jeweils mindestens eine Ecke oder einen Bogen bildende Verbindungs- stege (14) aufweist.7. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the geometric structuring in the longitudinal direction in each case has at least one corner or an arch-forming connecting webs (14).
8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) wenigstens eine Querstrebe (15) aufweist, die endseitig mit Verbindungsstegen (14) in einem Verbindungsbereich (16) außerhalb der Trägerabschnitte (13) wirkverbunden ist.8. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (11) has at least one cross strut (15) which is operatively connected at the end to connecting webs (14) in a connecting region (16) outside the carrier sections (13).
9. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (16) zwischen den Verbindungsstegen (14) und/oder den Querstreben (15) abgerundete Verbindungsecken (17) aufweisen.9. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting areas (16) between the connecting webs (14) and / or the cross struts (15) have rounded connecting corners (17).
10. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs- stege (14) und die Querstreben (15) eine im Wesentlichen konstante und gleich große Wandstärke aufweisen. 10. Module according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting webs (14) and the cross struts (15) have a substantially constant and equally large wall thickness.
11. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerabschnitte (13) im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind.11. Module according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier sections (13) are substantially rectangular.
12. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) aus Metall hergestellt und mittels einer Kleboder Lötverbindung an den Trägerabschnitten (13) mit dem Substrat (12) wirkverbunden ist. 12. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (11) is made of metal and is operatively connected to the substrate (12) by means of an adhesive or soldered connection on the carrier sections (13).
PCT/DE2001/002600 2000-07-18 2001-07-17 Assembly comprising a structured support element and a substrate functionally linked therewith WO2002007490A2 (en)

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