Software: FEM - Tutorial - Elektrisches Flussfeld - Waerme-Analogie
Für die Validierung eines Finite-Elemente-Modells ist es sehr günstig, wenn man eine Konfiguration des Modells besitzt, welche man analytisch nachrechnen kann. Dies ist mittels der Dimensionierungsgleichung für das Rechteck problemlos möglich (entspricht hier einem Quader der Dicke 20 µm):
- Ru = 171 Ω (Ungetrimmter Widerstandswert)
- Bu = 2,0 mm (Breite ungetrimmter Widerstand)
- L = 3,42 mm (Länge ungetrimmter Widerstand)
- RF=100 Ω/□ (Flächenwiderstand der Paste)
Den Widerstand zwischen den Kontakten kann man aus dem ohmschen Gesetz berechnen, indem man einen Strom einspeist (z.B. 1 A) und den Spannungsabfall aus der FEM-Simulation abliest.
Achtung:
Der zu realisierende ungetrimmte Widerstand von Ru=171 Ω besitzt eine Fertigungstoleranz σF=±30%. Wir arbeiten im Folgenden entsprechend der individuellen Teilnehmer-Nummer (xx) mit einen "konkreten" Widerstand Ru=171 Ω mit einer Abweichung von ‑xx%.
Für die Definition des Pasten-Materials im Finite-Elemente-Modell benötigen wir die spezifische Leitfähigkeit. Diese kann man über die Dimensionierungsgleichung aus dem Flächenwiderstand berechnen:
- Angenommen wird ein Quadrat mit der Kantenlänge B und der Dicke d (bei uns d=20 µm).
- Dieses Quadrat besitzt den Flächenwiderstand der gewählten Paste.
- Wir müssen bei der Berechnung der konkreten spezifischen Leitfähigkeit χ die Verringerung von RF um xx% berücksichtigen!
