Entwurf und Simulation

Entwicklungsarbeit ist heute ohne Computer kaum mehr vorstellbar. Sei es das Projekt selbst, das mit Hilfe einer Software geplant und kontrolliert wird. Erste Ideen und Skizzen werden vielleicht noch mit dem Bleistift auf Papier gebracht, der eigentliche Entwurf eines neuen Mikrosystems erfolgt ausschließlich am Computer. Der Vorteil liegt auf der Hand: Einmal die Entwurfsdaten erzeugt, lassen sie sich auf unterschiedliche und vielfältige Weise weiterverwerten. 

RC-Modellauto
Mit CAD erzeugtes Modell eines Autos

Vom Entwurf zur Simulation

So lassen sich die Konstruktionsdaten auf ihre mechanische Belastbarkeit untersuchen, ohne dass der Entwurf im Simulationsprogramm noch einmal gezeichnet werden muss. Ohne den 3D-Entwurf ist Prototyping mit unseren 3D-Druckern gar nicht denkbar. Ein häufiges Problem in der Technik ist die Abführung von Wärme aus einem Bauelement wie die Hochleistungs-LED oder dem Mikroprozessor. Auch hier sind der Entwurf, also das Konstruieren und Zeichnen zum Beispiel einer Baugruppe, und die Simulation von Wärmeleitungsvorgänge eng miteinander gekoppelt.

Schwerpunkt im Studium

Der Entwurf und die Simulation ist ein Schwerpunkt im Studium der Mikrosystemtechnik und umfasst weit mehr als nur die zuvor erwähnte Konstruktion und Simulation mechanischer sowie thermischer Stressfaktoren. Elektronische Schaltungen können am Computer entworfen und die Schaltung auf ihre Funktion hin simuliert werden. Stimmen die Erwartungen mit dem Simulationsergebnis überein, gibt das Entwurfsprogramm gleich noch die Layoutdaten für die Herstellung des Schaltungsträger aus. Ohne den Entwurf von Masken, die im Reinraum zur Fertigung benötigt werden, lassen sich Mikrostrukturen gar nicht herstellen. Mit Hilfe eines Simulationsprogrammes für technologische Prozessabläufe wird im Anschluss überprüft, ob die gewünschten Strukturen in den Silizium-Wafer geätzt werden.