Raport Tehnic Etapa 1

Evenimente

11.10.2017

Marius Purcar si Adrian Bojita, fac o vizita de scurta durata la: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania. unde sunt intampinati de Cristian Boinceanu

11-14.10.2017

Participare la The 40th edition of the INTERNATIONAL SEMICONDUCTOR CONFERENCE 2017, Sinaia, Romania cu articolul:

Adrian Bojita, Purcar M., Boianceanu C., Tomas E., Topa V., "A Study of Adaptive Mesh Refinement Techniques for an Eficient Capture of the Thermo-Mechanical Phenomena in Power Integrated Circuits"

27-29.09.2017

Participare la 23rd INTERNATIONAL WORKSHOP on Thermal Investigations of ICs and Systems - THERMINIC 2017, Amsterdam, netherlands cu articolul:

Bojita A., Boianceanu C., Purcar M, Plesa C, Florea C., "A Simple Metal-Semiconductor Substructure For The Advanced Thermo-Mechanical Numerical Modeling Of The Power Integrated Circuits"

31.07.2017-1.09.2017

Marius Lungociu si Razvan Pitu, in calitate de studenti practicanti ai UTCN fac un stagiu de pregatire la: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania. sub coordonarea lui Cristian Boinceanu

31.07.2017-1.09.2017

Adrian Bojita, in calitate de cercetator UTCN face un stagiu de pregatire la: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania. sub coordonarea lui Cristian Boinceanu

12.07.2017

Cristian Boianceanu si Ciprian Florea, fac o vizita de scurta durata la: Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Baritiu 26-28, Cluj-Napoca, Romania. unde sunt intampinati de Marius Purcar

6.07.2017

Marius Purcar, in calitate de director de proiect face o vizita de scurta durata la la: Infineon Technologies Munchen Germania. unde este intampinat de Johan Massoner

6-9.06.2017

Participare la 7th International Conference on Modern Power Systems 2017, Cluj-Napoca, Romania cu articolul:

Bojita A., Avram A., Purcar M., Munteanu C., Topa V., "Thermo-Mechanical Simulation of the Metal-Semiconductor Structures of Power Integrated Circuits"

5-18.02.2017

Adrian Bojita, in calitate de cercetator UTCN face un stagiu de pregatire la: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania. sub coordonarea lui Cristian Boinceanu

12.12.2016

Proiectul SET4CIP a fost prezentat in cadrul lansarii oficiale a proiectului P_40_437 Parteneriate pentru transfer de cunostinte si tehnologie in vederea dezvoltarii de circuite integrate specializate pentru cresterea eficientei energetice a noilor generatii de vehicule - PartenerIC din cadrul actiunii Parteneriate pentru transfer de cunostinte POC-A1-A1.2.3-G-2015.

06.12.2016

S-a desfasurat concursul de ocupare a postului vacant de asistent cercetare din cadrul proiectului. Concursul a fost castigat de dl. ing. Adrian Bojita student masterand in cadrul programului de studii "Tehnici Moderne de Proiectare Asistata de Calculator in Inginerie Electrica" al Facultatii de Inginerie Electrica. Dl. ing. Adrian Bojita isi va incepe activitatea in cadrul proiectului la 01.01.2017.

29.11.2016

Vizita la Infineon Tehnologies Romania. Vizita are ca obiective:

(1) discutarea si stabilirea struturilor de test,

(2) modalitatile de publicare a rezultatelor si,

(3) stabilirea subiectelor pentru practica studentilor.

07.11.2016

Inlanirea de lansare oficiala a proiectului in cadrul careia s-au reunit membrii echipei UTCN. S-au discutat si alocat resursele pentru desfasurarea activitatilor proiectului.

Rezumatul activitatilor desfasurate

Activitatile desfasurate in prima etapa a proiectului au avut ca scop principal dezvoltarea platformei de modelare/simulare SET4CIP V0 folosind pachetele software open source Salome Meca si Code_Aster, elaborarea instructiunilor de utilizare, investigarea impactului produs de rezolutia scarilor de modelare si rezolutia meshului in solutionarea problemei. Activitatile specifice sunt sintetizate in Tabelul 1.

Diseminarea rezultatelor

Diseminarea rezultatelor - prezentari conferinte si lucrari in proceedings-uri indexate IEEE

1. Bojita A., Avram A., Purcar M., Munteanu C., Topa V., "Thermo-Mechanical Simulation of the Metal-Semiconductor Structures of Power Integrated Circuits" 7th International Conference on Modern Power Systems, 2017, Cluj-Napoca, Romania.

2. Bojita A., Boianceanu C., Purcar M, Plesa C, Florea C., "A Simple Metal-Semiconductor Substructure For The Advanced Thermo-Mechanical Numerical Modeling Of The Power Integrated Circuits", 23rd INTERNATIONAL WORKSHOP on Thermal Investigations of ICs and Systems - THERMINIC 2017, September 2017, Amsterdam /NL, ISBN 978-1-5386-1928-8.

3. Adrian Bojita, A. Purcar M., Boianceanu C., Tomas E., Topa V., "A Study of Adaptive Mesh Refinement Techniques for an Eficient Capture of the Thermo-Mechanical Phenomena in Power Integrated Circuits", The 40th edition of the INTERNATIONAL SEMICONDUCTOR CONFERENCE 2017, Sinaia, Romania, pp 205 - 208.

Diseminarea rezultatelor - lucrari ISI

1. Plesa C.S., Neag M., Boianceanu C., Negoita A., "Design methodology for over-temperature and over-current protection of an LDO voltage regulator by using electro-thermal simulations", Microelectronics Reliability Vol. 79, December, pp 509-516, 2017.

Vizite si stagii de pregatire

1. Stagii de pregatire personal UTCN

Perioada Stagiului: 5.Feb.2017-18.Feb.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania.

Cercetator UTCN: Adrian Bojita.

Coordonator: Cristian Boianceanu

Perioada Stagiului: 31.Iul.2017-1.Sept.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania.

Cercetator UTCN: Adrian Bojita

Coordonator: Cristian Boianceanu

2. Stagii de pregatire studenti masteranzi/doctoranzi UTCN

Perioada Stagiului: 31.Iul.2017-1.Sept.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania.

Student practicant: Marius Lungociu/ Razvan Pitu

Coordonator: Cristian Boianceanu

3. Vizite de scurta durata

Cercetator UTCN: Marius Purcar

Perioada Stagiului: 06.Iul.2017-06.Iul.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Munchen Germania.

Coordonator: Johan Massoner

Cercetatori UTCN: Adrian Bojita si Marius Purcar

Perioada Stagiului: 11.Oct.2017-11.Oct.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania.

Coordonator: Cristian Boianceanu

Ingineri IFRO: Cristian Boianceanu si Florea Ciprian

Perioada Stagiului: 11.Oct.2017-11.Oct.2017

Locul de desfasurare: Infineon Technologies Romania Scs & Co, B-dul Dimitrie Pompeiu Nr. 6, Sector 2, Bucuresti, Romania.

Coordonator: Marius Purcar

Concluzii

S-au partitionarea modelelor de calcul 3D preluate de la IFRO pentru abordarea macro, meso ?i microscalara si s-au studiat configuratiile tipice in regim termo-mecanic tranzitoriu pentru mai multe intervale de temperatura si dimensiuni ale metalizarii.

Tipul mesh-ului joaca un rol important in capturarea cu acuratete a solutiei. De aceea s-a implementat omogenizarea iterativa a mesh-ului la interfetele subdomeniilor de materiale diferite. Algoritmul de omogenizare iterativa s-a demonstrat substructura 3D obtinuta din partitionarea modelelor de calcul 3D preluate de la IFRO. S-au studiat doua tehnici de rafinare adaptiva a mesh-ului bazate pe: criterii de eroare reziduala a campului (1) termic si (2) mecanic. Comparatia intre cele doua tehnici arata ca pentru a capta valorile de varf ale deformarilor mecanice in regim tranzitoriu este necesar un mesh mai fin.

Cel mai bun criteriu de rafinare a mesh-ului s-a obtinut prin integrarea abordarilor rafinarii adaptive bazate pe combinarea erorilor relative mecanice si termice intr-o singura bucla. Prin urmare, mesh-ul a convers la un numar constant de elemente dupa 5 iteratii cu o scadere de 50% din numarul de elementele fata de abordarea rafinarii dupa eroarea termica. Precizia de captare a deformarilor plastice ramane neschimbata in cele doua cazuri. Deformarile plastice acumulate in regimul tranzitoriu incep sa aiba acelasi profil de variatie pe mesh-urile obtinute prin rafinare dupa a treia iteratie.

S-a testat modelul modulul existent in Code_Aster bazat pe metodele LSM si X-FEM pentru modelarea discontinuitatilor 2D si 3D in cazul in care interfata de separatie dintre domeniile de material cu proprietati diferite nu este conforma cu mesh-ul. Aceste discontinuitati sunt caracteristice interfetelor mobile de tip fisura. Datorita X-FEM, discontinuitatile sunt complet independente de reteaua de discretizare bazata pe element finit. Acestea pot intersecta elementele de discretizare.

S-a studiat precizia X-FEM pe mesh-uri cu elemente triunghiulare. Precizia este foarte buna dar utilizarea X-FEM pentru rezolvarea problemelor de dimensiuni mari este greoaie necesitand resurse importante de calcul din cauza introducerii de variabile auxiliare in matricea sistemului dar si a timpilor ridicati de factorizare a matricei sistemului.

UTCN a implementat o noua tehnologie de constructie si setare automata a modelelor de calcul bazate pe tehnologiile de proiectare IFRO. Fluxul de date necesar unei simulari electro-termo-mecanice este optimizat facilitand schimbul de date dintre tehnologiile de proiectare IFRO si schema de simulare. Schema de simulare implementata de UTCN permite transferul de rezultate si compararea acestora cu cele obtinute de catre IFRO.

S-au prezentat in conferinte internationale si publicat in proceedings-uri indexate IEEE 3 lucrari. De asemenea sa publicat o lucrare ISI.

De-a lungul anului s-au efectuat 2 stagii de lunga durata la IFRO de catre personalul UTCN si doua stagii de lunga durata de tip internship pentru studentii masteranzi a cate un student fiecare. De asemenea s-au efectuat trei vizite de scurta durata de catre personalul UTCN doua la sediul IFRO (la Bucuresti) si una la sediul central Infineon Technologies Munchen pentru discutarea rezultatelor si initierea unui consortiu de colaborare in cadrul ECSEL Joint Undertaking iDev40.

Doi ingineri de la IFRO s-au deplasat la UTCN pentru supervizarea a doua lucrari de diploma pe teme conexe cu proiectul de cercetare Set4Cip, discutii rezultate pe termen mediu si stabilirea obiectivelor proiectului iDev40 ECSEL Joint Undertaking apel H2020-ECSEL-2017-2-RIA-two-stage.