Reliability of Components and Systems
Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Die am Fraunhofer ENAS vorhandenen Kenntnisse und Erfahrungen zur Zuverlässigkeitsforschung sind das Entwicklungsergebnis der vergangenen 20 Jahre. Bei Gründung des Fraunhofer IZM wurden die Arbeiten zur Lebensdauerabschätzung, Bruch- und Schädigungsmechanik des Instituts für Mechanik der Akademie der Wissenschaften der DDR auf das Gebiet der elektronischen Miniaturbaugruppen übertragen. In der Abteilung "Micro Materials Center" wurden diese Arbeiten maßgeblich weiterentwickelt und um wesentliche Bestandteile erweitert. Dabei erfolgte die Ausrichtung auf den Mikro/ Nano-Übergangsbereich.
Die in der Arbeitsgruppe vorhandenen Kompetenzen ermöglichen es, Effekte und Wechselwirkungen, welche zu Drift oder Degeneration von Funktionsparametern sowie letztendlich zum Ausfall von Komponenten und Systemen der neuartigen Prodikte führen, hinsichtlich ihrer Mechanismen und Folgen aufzuklären, zu analysieren und zu bewerten. Damit ist es möglich, Zuverlässigkeitsrisiken zu quantifizieren, in Lebensdauermodelle zu überführen und damit letztendlich die Gestaltung der neuen Systeme aktiv zu unterstützen. Als höchste Form wird dabei angestrebt, bei der Optimierung des Produktdesigns weitgehend auf die zeitlich und personell aufwändigen Vorversuche verzichten zu können. Stattdessen soll dies durch "virtuell Prototyping" erfolgen, d.h. durch MIttel der numerischen Simulation. Dabei sollen mit einem Bruchteil des Aufwandes ebenfalls derart zuverlässige Lösungen entstehen, dass bereits ihre erste Realisierung experimentell qualifiziert werden kann. Die heutige Praxis im Mikroelektronik-Schaltungsentwurf und im Automobilbau gibt Anlass zu Optimismus, eine solche Vision auch für die komplexen Mikro- und Nanosysteme erfolgreich umsetzen zu können.
Getragen wird dieses Kompetenzfeld des Fraunhofer ENAS hauptsächlich durch die Abteilung Micro Materials Center sowie geringfügig durch die Abteilungen Advanced System Engineering und Multi Device Integration. Durch die langjährige Entwicklung und konsequente Verwirklichung der Integration von experimentellen Untersuchungen und realitätskonformer numerischer Simulation ist ein wissenschaftliches Niveau erreicht worden, das hinsichtlich Analyse, Bewertung und Prognose der Zuverlässigkeit von Mikrotechnologien in seiner Breite und Geschlossenheit ein klares Alleinstellungsmerkmal darstellt.




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