Werken aan goedkope elektronica

Aan de Technische Hochschule Mittelhessen in Gießen wordt gewerkt aan de ontwikkeling van complexe elektronische schakelingen die met conventionele drukmethoden worden geproduceerd.

In het kader van de transitie in de industriële productie, in Duitsland bekend als Industrie 4.0, is er grote behoefte aan goedkope elektronica. Daarbij gaat het om te toepassing van informatietechnologie in netwerken, die een individualisering van de industriële productie mogelijk moet maken en klanten en partners in waarde toevoegende processen integreert.

De toepassingsmogelijkheden gaan van de productie via de logistiek tot aan digitale communicatie tussen eindverbruikers en dienstverleners, bijvoorbeeld in de vorm van een display op het product dat radiografisch contact heeft met de producent. Zo is bijvoorbeeld denkbaar dat een fabrikant op deze manier een product kan terugroepen wanneer deze een gevaar voor de gebruiker ontdekt.

Hiervoor komen elektronische componenten uit organische halfgeleidende materialen in aanmerking die via conventionele methoden kunnen worden gedrukt. De technologie is veel minder krachtig dan de klassieke siliciumtechnologie, maar duidelijk goedkoper. Een veelheid aan kunststoffen, die voor die speciale doel worden samengesteld, is voor dit doel heel geschikt.

Simulatiemodellen

Complexe micro-elektronische systemen vereisten in het ontwerpproces wel omvangrijke simulaties. Hierbij worden zogeheten compacte modellen gebruikt, die het elektrisch gedrag van de afzonderlijke componenten beschrijven en in netwerksimulaties een analyse van ook complexe schakelingen binnen een redelijke rekentijd mogelijk maken.

De werkgroep in Gießen wil zulke modellen ontwikkelen voor een speciaal soort componenten, zogeheten organische veldeffecttransistoren en in software voor het ontwerpen van schakelingen integreren. Ze worden gebruikt voor het ontwerpen van schakelingen en gevalideerd door het uitvoeren van metingen aan teststructuren die worden geproduceerd door het Max-Plank-Institut. De Hochschule werkt in het project samen met het Max-Plank-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart en Admos (Advanced Modeling Solutions) in Frickenhausen. De modellen voor de simulatie van de schakelingen worden uiteindelijk via het open source concept gepubliceerd en zijn daarmee beschikbaar voor softwarehuizen die schakelingen ontwerpen.

Het onderzoeksprogramma heeft een looptijd van vier jaar en wordt gesubsidieerd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung in het kader van het programma 'IngenieurNachwuchs' (nieuwe generatie ingenieurs). Doel van dit programma is het vestigen van groepen jonge onderzoekers aan de Hochschulen voor toegepaste wetenschappen.