Elektronik Fallbeispiele

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Fallbeispiele

UM2013-2.14.02.JPG

J.Fan, J.Krome, A.Groove, M.Thoben:
"The Influence Of the Mechanical Deformation On the Heat Transfer Efficiency in a Semiconductor Power Module"
CADFEM Users Meeting 2013, Mannheim, 2.14.2
     www.usersmeeting.com

Stichworte

Simulation



UM2012-1.11.03.jpg

U.Killat
Zuverlässigkeit von Steckverbindern
CADFEM Users Meeting 2012, Kassel, 1.11.03
     www.usersmeeting.com

Stichworte

Simulation



UM2012-1.11.02.jpg

J.Herr
Thermomechanische Simulation von vergossenen Elektronikbaugruppen
CADFEM Users Meeting 2012, Kassel, 1.11.02
     www.usersmeeting.com

Stichworte

Simulation



Consulting Flyer AB Elektronik Steckerverbindung.jpg

Verformungsanalyse in Leiterplatten

Stichworte

Simulation



Consulting Flyer Atotech Electroplating.jpg

Electric Field of an Electroplating Cell , Analysis of the Current Density Distribution and Plating Thickness fpor Plated Parts using Nonlinear Potential Field Simulation

Stichworte

Simulation



Consulting Flyer Braun Iontophoresis.jpg

Electrically Driven Ion Migration within Biological Tissue , Transient Electric Field Analysis Incorporating Materials with both Conductive and Dielectric Properties

Stichworte

Simulation



Consulting Flyer CADFEM ICEPAK Control Unit.jpg

Electronic Cooling with ANSYS® Icepak® , Case Study of a Control Unit

Stichworte

Simulation



UM2011-1.9.8.jpg

T.Iberer, L.Krüger
Technologische Möglichkeiten innerhalb ANSYS® zu typischen Aufgabenstellungen der Mikroelektronik
CADFEM Users Meeting 2011, Stuttgart, 1.9.8
     www.usersmeeting.com

Stichworte

Simulation



Consulting Flyer CADFEM Thermalanalyse IGBT Module.jpg

Heat Transfer , Thermal Analysis using FLUID116 Elements in ANSYS®

Stichworte

Simulation



Aus Fachzeitschriften und Publikationen

Time-to-market ist speziell in der sich rasch verändernden Elektronikindustrie von Bedeutung. Deshalb hatte sich Motorola 1992 das ehrgeizige Ziel gesetzt, bis 1997 den Produktzyklus auf ein Zehntel zu reduzieren. Um dies zu erreichen, wurden Projektteams definiert und in größtem Umfang FEM-Simulationen mit dem Programmsystem ANSYS® durchgeführt, um sowohl Entwürfe als auch Fertigungsmethoden zu untersuchen. Die Simulationen reichten von thermischen und thermisch-elektrischen Anwendungen bis hin zu viskoplastischen Analysen von Lotstellen, Eigenfrequenzberechnungen und elektromagnetischen Analysen. Über die Vielfalt der Simulationen und die Erfahrungen bei Motorola wird von /Fusaro/ berichtet. Das Programm ANSYS® wurde gewählt, weil es mit leistungsfähigen Pre- und Postprozessoren ausgestattet ist, auf eine Datenbank aufbaut, eine gute Anbindung an CAD ermöglicht und weil es viele Berechnungsmöglichkeiten bietet, darunter gekoppelte Feldberechnungen, wie sie z.B. bei magnetisch-thermischen Problemen erforderlich sind.


Die Mikrosystemtechnik ist eine Schlüsseltechnologie, deren Bedeutung in Zukunft stark zunehmen wird. Im Vordergrund steht die Sensorik. Sensoren werden benötigt zur Messung von unterschiedlichen Größen wie Kraft, Druck, Weg, Beschleunigung, Drehzahl, Volumenstrom, Temperatur oder Feuchtigkeit. Überall sind sie heutzutage anzutreffen, man sieht sie allerdings selten, weil sie kleinste Abmessungen haben. Im Auto stellen sie starke Verzögerungen fest und zünden den Airbag. Im PC achten sie auf hohe Temperaturen, um den Lüfter einzuschalten. Und eine Unzahl anderer Anwendungen könnte genannt werden.


Bei der Entwicklung von Mikrosystemen spielt die rechnerische Simulation eine entscheidende Bedeutung, weil Versuche aufgrund der kleinen Dimensionen nur begrenzt möglich sind.

Bei der Siemens AG wurden Pumpen und Ventile kleinster Abmessungen zum Mischen und Dosieren kleiner Flüssigkeitsmengen entwickelt, zum Beispiel für Dosierungen in der Medizin. Um das Ziel zu erreichen, waren transiente Strukturberechnungen des Ventils unter Berücksichtigung des Dämpfungsverhaltens des Fluids durchzuführen /Ulrich/.


Von Siemens-Hausgeräte wurde eine FEM-Analyse zur Optimierung einer Kaffeemaschine herangezogen. Ziel war es, die Wassertemperatur für das Aufbrühen des Kaffees heraufzusetzen, weil dadurch das Aroma verbessert wird. Als Konstruktionsverbesserung wurde vorgeschlagen, die Querschnitte von Wasserrohr und Heizungsrohr so zu ändern, dass weniger Wärme verloren geht. Mit Hilfe der FEM-Analyse konnten die Rohrquerschnitt so optimiert werden, dass das Ziel erreicht wurde.


Mikro-Schwenk-Aktoren sind winzige Bauteile, die sich durch eine elektrische Stellgröße verformen. Solche Aktoren werden in optischen Geräten eingesetzt, bei denen Licht definiert abgelenkt werden soll, zum Beispiel bei Scannern, Druckern, in der Messtechnik. Die Simulation dient dazu, bei der Auslegung der Aktoren die Eigenfrequenzen und das Schwingungsverhalten zu berechnen, bevor die Aktoren gebaut werden. Dadurch wird der Aufwand für Prototypen deutlich reduziert.


Trophacile hat einen neuen Korkenzieher aus Kunststoff entwickelt. Die Anwendung der FEM während der Entwicklungsphase half 25.000 Euro einzusparen.


Bei der Robert Bosch GmbH wurden SMD-Bauteile (surface mounted devices) für elektronische Bauteile im Fahrzeugbau untersucht. In diesem Einsatzbereich werden hohe Anforderungen an die Ausfallsicherheit bei Temperaturschwankungen und äußeren Einflüssen gestellt. Die Simulation untersuchte verschiedene Anordnungen der Bauteile. Durch die Superelementtechnik konnten diese Simulationen besonders effektiv durchgeführt werden. Damit konnte die Optimierung der Bauteilauslegung um einen Faktor von 10 beschleunigt werden /Lemm/.


Literatur

/Fusaro/,J.: Analysis in Action: Reducing Time to Market in Electronic Packaging. White Paper Motorola, Inc., Phoenix, U.S.A. Veröffentlicht von ANSYS, Inc. Houston, PA, U.S.A. 1996

/Ulrich/,J.: Simulation mechanischer Bewegungen in Flüssigkeit einer Fluid-Struktur-Kopplung. CADFEM Users Meeting 1995, Bad Wildungen, Tagungsband der CAD-FEM GmbH

/Lemm/,C.: Application of superelements within the finite element analysis of electronic control units (ECU) applied in automotive industry, 21. CADFEM Users Meeting 2003, Potsdam, 1.1.15

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