Via-Arrays in Mehrlagensubstraten für den Einsatz in schnellen, energie- und ressourcensparenden digitalen Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Schuster
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 146128452

Mehrlagensubstrate, wie sie z.B. Leiterplatten und Multi-Chip-Module darstellen, sind ein wichtiges Mittel zur Verbindung und Integration von digitalen und analogen Systemen. Beispiele sind in jedem handelsüblichen PC, Handy, und MP3-Player, aber auch in den leistungsfähigen Servern der Großrechenzentren zu finden. Neben ständig steigenden Anforderungen an Rechenkapazität und thermische Eigenschaften dieser Systeme kommt neuerdings auch der Ruf nach dem effizienten Einsatz von Energie und Ressourcen (Materialien) hinzu. Dieses Projekt soll einen Beitrag zur Entwurfsmethodik von Mehrlagensubstraten leisten, indem eine schnelle Methode für die Simulation ihrer elektromagnetischen Eigenschaften erstellt, mit Messungen verglichen, und auf energie- und ressourcensparende Design-Alternativen angewendet werden wird. Von zentralem Interesse sind hierbei Via-Arrays, d.h. regelmäßige Anordnungen von Durchkontaktierungen, die eine besondere Schwierigkeit im Entwurf darstellen. Die zu erstellenden Simulations-Modelle für Via-Arrays basieren auf analytischen Formulierungen der zweidimensionalen Greenschen Funktion paralleler Platten und erlauben gleichermaßen die Abschätzung der Qualität der Spannungsversorgung und der Signalintegrität. Mit Hilfe dieser schnellen Simulations-Modelle werden mehrere Design-Alternativen untersucht und im Hinblick auf ihren Energie- und Ressourcenbedarf bewertet werden. Als Ergebnis können dann Aussagen getroffen werden, inwieweit Einsparungen in Herstellung und Betrieb von Via-Arrays bei gleichwertiger Übertragungsleistung möglich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen