Modulbeschreibung
Packaging von Halbleiterbauelementen: Modellierung und Simulation
Kurzzeichen:
ECTS-Credits:
Leitidee:
Integrierte Schaltkreise sind aus vielen Gründen mechanischen Belastungen ausgesetzt: Die Belastung kann durch den Herstellungsprozess der Wafer, durch die Verpackungsmaterialien, insbesondere Kunststoffkomponenten, durch das Auflöten des Gehäuses auf eine Leiterplatte, durch Spritzgussprozesse zur Herstellung eines Kunststoff-gekapselten Moduls, durch äussere Kräfte wie hydrostatischen Druck und Montagebeschränkungen verursacht werden.
Um die Wirkung der entstehenden mechanischen Spannungen beim Vergiessen eines Mikrochips auf die integrierten Schaltkreise zu verstehen, sollen folgende Effekte studiert, mathematisch beschrieben, präsentiert und zusammengefasst werden:
- Viskoelastizität der Polymere: empirische und konstitutive Modelle, Prony series, Maxwell-Modell, viscoelastic simple materials
- Planarer Hall-Effekt
- Piezo-Hall Effekt
- Leitfähigkeit in Halbleiter-Elementen, pn-Übergang, MOSFET, Raumladungszone, Junction-Effect
Modulverantwortung:
Standort (angeboten):
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Grundlagen der Mathematik und Informatik, wie sie im Bachelor-Studiengang Systemtechnik (OST) und in den FTP bzw. TSM-Modulen des MSE vermittelt werden.
Programmierkenntnisse in Python und/oder MATLAB.
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Während der Unterrichtsphase:
Abschlussbericht oder eine Publikation in einem Fachjournal.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Abschlussbericht oder eine Publikation in einem Fachjournal (Gewicht 100%).
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Integrierte Schaltkreise sind aus vielen Gründen mechanischen Belastungen ausgesetzt: Die Belastung kann durch den Herstellungsprozess der Wafer, durch die Verpackungsmaterialien, insbesondere Kunststoffkomponenten, durch das Auflöten des Gehäuses auf eine Leiterplatte, durch Spritzgussprozesse zur Herstellung eines Kunststoff-gekapselten Moduls, durch äussere Kräfte wie hydrostatischen Druck und Montagebeschränkungen verursacht werden.
Um die Wirkung der entstehenden mechanischen Spannungen beim Vergiessen eines Mikrochips auf die integrierten Schaltkreise zu verstehen, sollen folgende Effekte studiert, mathematisch beschrieben, präsentiert und zusammengefasst werden:
- Viskoelastizität der Polymere: empirische und konstitutive Modelle, Prony series, Maxwell-Modell, viscoelastic simple materials
- Planarer Hall-Effekt
- Piezo-Hall Effekt
- Leitfähigkeit in Halbleiter-Elementen, pn-Übergang, MOSFET, Raumladungszone, Junction-Effect
Modul- und Lerninhalt:
- Einarbeitung in die Theorie der Viskoelastizität
- Einarbeitung in die Theorie von Halbleiterbauelementen (pn-Junction, Junction-Effect, MOSFET)
- Studium des Hall-Effekts und des Piezo-Hall-Effekts in Silizium
- Zusammenfassung in Form eines Jupyter-Notebook
- Diskussion im Seminar