Forschungsschwerpunkte

Molecular Modelling

Molecular Modelling ist eine Simulationsmethode, mit der die Wechselwirkung von Materialien auf atomarer Skala beschrieben werden kann. In der Gruppe Micro-Nano Reliability werden damit die Eigenschaften von Epoxidharzen (Moulding Compound, Kleber etc.) und deren Grenzflächen (z. B. zur Chipoberfläche) untersucht.

Der Ausfall von mikro-elektronischen Bauteilen kann häufig auf ein Versagen von Material-Grenzflächen (Delamination) oder dem Bruch eines Materials durch Spannungsübertrag an der Grenzfläche (CTE-Mismatch) zurückgeführt werden.
Für die Abschätzung der Lebensdauer und eine Vorhersage der Zuverlässigkeit ist das physikalische Verständnis dieser Vorgänge von elementarer Wichtigkeit (physics of failure approach). Die Methode des Molecular Modelling, oft auch Molekulardynamik-Simulation genannt, kann durch das Aufbauen von Modellen Atom für Atom und die Lösung der Newtonschen Gleichungen für dieses Ensemble Eigenschaften darstellen und Vorgänge sichtbar machen, die experimentell nur sehr aufwändig oder gar nicht zugänglich sind. Auf diese Weise werden in Kombination mit komplementärer experimenteller Charakterisierung die folgenden Phänomene untersucht:

  • Vernetzung von Epoxidharzen
  • Thermische Ausdehnung von Epoxidharzen
  • Glasübergang von Epoxidharzen
  • Thermodynamische Wechselwirkung an Epoxid/SiO2-Grenzflächen
  • Transport von Feuchte an Grenzflächen