Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Bedingt durch die höhere Systemintegration wird optimales funktionales, mechanisches, elektrisches und thermisches Design zunehmend zum Schlüssel für wettbewerbsfähige Produkte. Ausgestattet mit eigener Hochleistungsrechentechnik und einem umfangreichen Pool aus Hi-fidelity-Software ist das Fraunhofer ENAS in der Lage, Multifeldsimulationen auf der Basis von adäquaten Material- und Schadensmodellen anzubieten. Elektrische, thermische und mechanische Felder werden in Simulationen mit Hilfe von 3-D Finite-Elemente-Codes wie ABAQUSTM und ANSYSTM gekoppelt. Um zuverlässige thermo-mechanische Zuverlässigkeitsprognosen zu erhalten, fließen neueste Entwicklungen in die Simulationen ein:
Realistische geometrische Modelle unter Berücksichtigung der Aufbautechnologie (sequentielles Build-up)
Elektrisches Modell: Berücksichtigung von Schaltverlusten und Leitungs- und Bauteilkennlinien, die zu Joulescher Wärmeentwicklung führen
Einbeziehung von Wärmeübergängen und effektiver Wärmeleitung in das thermische Modell
Erfassung temperaturabhängiger nichtlinearer Materialeigenschaften im mechanischen Modell
Intensive Bestätigung der Simulationsergebnisse durch experimentelle Tests
Über die Simulation der elektrischen, thermischen sowie Deformations- und Spannungszustände hinaus werden mittels Bruch- und Schädigungsmechanik Fehlermodi in elektronischen und mikrosystemtechnischen Komponenten analysiert sowie mögliche Ausfälle prognostiziert. Virtuelles Prototyping basierend auf neuesten Simulationstechnologien kommt dazu als intelligentes und effizientes Werkzeug umfassend bei der Produktentwicklung am ENAS/beim MMC zur Anwendung.