Die Entwicklung hochpräziser, langzeitstabiler Drucksensoren erfordert einen durchgängigen Simulationsablauf, der die Kopplung mechanischer, thermischer und elektrischer Effekte zur Berechnung der Sensorkennlinie berücksichtigt. Aktuelle Werkzeuge lieferten bisher lediglich einzelne Teilschritte und haben oft keine Schnittstellen untereinander, wodurch manueller Datentransfer und -konvertierung zwischen den Systemen notwendig wird. In dem abgeschlossenen Projekt KTB wurde erfolgreich ein Ansatz etabliert, diese Lücke zu schließen.
Ergebnisse vorhandener FEM-Simulatoren wie Silvaco Athena und ANSYS wurden mit eigenen Modulen verbunden, um eine nahtlose Berechnung der Sensorkennlinie zu ermöglichen. Dazu wurden halbleiterphysikalische Technologiesimulation, FEM-Simulation der mechanischen Eigenschaften mit Hilfe eigener Modelle kombiniert. Durch die Berücksichtigung thermischer Effekte und anschließender Kalibrierung gegen experimentelle Daten entstand ein automatisiertes Tool, welches den Entwicklungsprozess erheblich verkürzt und kundenspezifische Applikationen gestattet. Vor allen für klein- und mittelständische Unternehmen, die hochpräzise Prozessmesstechnik anbieten, bietet dieses integrierte Simulations- und Design-Tool ein hohes Einsparpotential, da zeit- und kostenintensive Fertigungs- und Messdurchläufe in der Entwicklungsphase auf ein Minimum reduziert werden können.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt „Komplexe Tools zur Bauelementesimulation“ (KTB) werden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
FKZ: 49VF220014
