Mikromechanische Prüfung und Simulation

Verständnis zum komplexen Material und Degradationsverhalten wichtig für den Entwicklungsprozess

Erhöhte Anforderungen an Zuverlässigkeit kombiniert mit schwierigen Einsatzbedingungen von Elektronikkomponenten im Bereich der regenerativen Energien, der Elektromobilität oder in der automatisierten Industrietechnik führen zu erweiterten Fragestellungen der richtigen Werkstoffauswahl sowie deren Kenndatenermittlung bezüglich Material- und Ermüdungsverhalten. Für diese Bewertung müssen relevante und belastungsnahe Materialieneigenschaften identifiziert werden, um eine zuverlässige Bauteilauslegung zu ermöglichen. Dazu werden nicht zuletzt prozess- und anwendungsnahe Betriebssimulationen kritischer Komponenten für ein Verständnis potenzieller Fehlermoden in den Entwicklungsprozess einbezogen.

Erhöhung der Simulationsgenauigkeit durch angepasste Materialmodelle

© Fraunhofer IMWS
FEA-Analyse der Beanspruchung von Halbleitern beim Drahtbonden

Unsere Kunden profitieren von einer verbesserten thermomechanischen Zuverlässigkeits- und Robustheitsbewertung ihrer elektronischen Systeme sowie einer dadurch beschleunigten Produktentwicklung und gesteigerten Kosteneffizienz. Nicht zuletzt bieten wir mit unserer Arbeit unseren Kunden verbesserte Vorhersagen zum Bauteilverhalten in der Simulation sowie ein vertieftes Verständnis zum Materialverhalten für kritische Belastungen.

Was Sie erwarten können: Dienstleistungen zur spezifischen Materialbewertung von Werkstoffen für elektronische Anwendungen

Wir unterstützen unsere Partner bei:

  • der thermomechanischen Materialcharakterisierung von Werkstoffen der Mikro- und Leistungselektronik
  • der Parameteridentifikation für erweiterte Materialmodelle der Finiten-Element-Methode
  • der Parameteridentifikation für Versagensmodelle/ Schädigungshypothesen
  • Sub-Modellierung von spezifischen Fehlermoden (z.B. Werkstoffermüdung, Bruchmechanik)
  • Abgleich von FEM-Simulation mit Informationen der hochauflösenden Fehlerdiagnostik
  • Identifikation von potenziellen Fehlermechanismen und Erarbeitung von Konzepten zur Lebensdauervorhersage

Ihr Nutzen: unsere langjährige Erfahrung

Wir bieten unseren Kunden individuell angepasste Lösungen zur mikromechanischen Materialcharakterisierung unter belastungsnahen Einsatzbedingungen. Hierfür kombinieren wir experimentelle Verfahren der makro- und mikromechanischen Materialcharakterisierung mit numerischen Simulationsansätzen, als auch Techniken der hochauflösenden Fehlerlokalisation und Fehleranalyse. Dies ermöglicht ein verbessertes Verständnis der Materialwechselwirkung unter Einsatzbedingungen sowie der Entstehung von Degradationsmechanismen. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir angepasste Testverfahren und unterstützen diese bei Simulationsansätzen zur Abbildung von physikalisch basierten Fehlermoden.

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      Leistungsangebote

       

      Simulation und Modellierung

       

      Testentwicklung für die Materialcharakterisierung

       

      Materialcharakterisierung

       

      Kenndatenermittlung für Versagens- und Schädigungsmodelle

      Publikationen

      Jahr/Year Titel/Autor Title/Author
      2022

      Flyer: Mikromechanische Prüfung und Simulation

      2020

      Mechanical and microstructural characterization of LTCC and HTCC ceramics for high temperature and harsh environment application

      Naumann, Falk; Lorenz, Georg; Bernasch, Michael; Boettge, Bianca; Schischka, Jan; Ziesche, Steffen; Pernau, Hans-Fridtjof; Jägle, M.; Klengel, Sandy; Kappert, Holger
      2020

      Numerical material design for reliable power electronics with cement-based encapsulation

      Naumann, F.; Boettge, B.; Behrendt, S.; Eisele, R.; Klengel, S.
      2019

      Micro-Transfer-Printing and Potential Process Optimizations by FEA

      Bühler, K.; Lorenz, G.; Mittag, M.; Krieger, U.; Heise, N.; Wicht, S.; Gerbach, R.; Naumann, F.
      2016

      Reliability evaluation of Si-dies due to assembly issues

      Naumann, F.; Gottschalk, V.; Burchard, B.; Altmann, F.
      2013

      Fracture mechanics life-time modeling of low temperature Si fusion bonded interfaces used for 3D MEMS device integration

      Naumann, F.; Bernasch, M.; Siegert, J.; Carniello, S.; Petzold, M.