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Längst ist Kahlscheren keine Strafe mehr: Die Glatze ist heute als glattrasierter Kopf eine Modeangelegenheit, die mit Yul Brynner ein Markenzeichen wurde. Ob andererseits beim Scheren von Schafen verschiedene Kämme verwendet wurden, scheint ebenfalls dubios zu sein, denn die traditionellen Scheren werden auf Darstellungen anders gezeigt.
Ob diese grundlegende Idee auf die Produktion von oberflächig bestückten Leiterplatten übertragbar ist, fragen sich einige Prozessingenieure, die mit einer Vielzahl an verschiedenen Baugruppen zu kämpfen haben. Es ist nämlich eine ganz andere Geschichte, wenn man tagein und tagaus das gleiche Produkt tausendfach über die Linie schickt oder aber einem Kuddelmuddel an Baugruppen gegenübersteht, die nur in kleinen Chargen anfallen.

Auch wenn sich der Kupferpreis – auf hohem Niveau – stabilisiert hat, bleibt der Mangel des Metalls eine Herausforderung für die Leiterplattenindustrie. Die PLUS hat Stimmen aus der Branche gesammelt und wagt einen Blick auf die Hintergründe. Die Gemengelage ist komplex: Durch E-Mobilität und Dekarbonisierung steigt der Bedarf, während die Covid-19-Pandemie, Lieferengpässe und Umbrüche im Kupferbergbau den Nachschub unter Druck setzen. Eine Diebestour mit tragischen Folgen: Weil Unbekannte im Juni in einem Zementwerk in Hannover rund 100 Meter Kupferkabel stibitzten, musste die Produktion für mehrere Wochen ausgesetzt werden. Grund war ein Kurzschluss, bei dem nicht nur ein wichtiger Bagger beschädigt, sondern zudem einer der Langfinger schwer verletzt wurde. Der Fall steht exemplarisch für eine Reihe spektakulärer Kupferdiebstähle, die von der Polizei vermeldet werden. Geklaut werden Starkstromkabel, Dachrinnen, Autoteile, Rohre und elektrische Geräte jeder Art, die anschließend ausgeweidet werden.

Das in der Elektronikbranche fest etablierte Viscom Technologie-Forum erfolgte in diesem Jahr erstmals in Form einer digitalen Internetveranstaltung. Auf dem Viscom-Campus wurden hierzu der Konferenzsaal und einer der Schulungsräume in professionelle Aufnahmestudios verwandelt. Live-Streamings, fachbezogene Chats, persönliche Video-Meetings und Online-Umfragen sorgten dafür, dass auch ein Networking realisiert werden konnte. Die Teilnehmer konnten sich über den neuesten Stand der Inspektionstechnologien informieren, Fragen an das Fachpersonal stellen und ihrerseits eigene Erfahrungen rund um die Fertigung und Qualitätsprüfung teilen. Auf der Kundensupport-Website von Viscom standen im Nachgang die Workshop-Unterlagen zum Download bereit. „Wir freuen uns sehr, durch das rein digitale Technologieforum eine Möglichkeit geschaffen zu haben, unsere internationalen Kunden über all die neuen technologischen Innovationen von Viscom informieren zu können – trotz der Pandemie“, sagt Dr. Nicolas Thiemeyer, Head of Key Account Management bei Viscom und Moderator während des Events.

Seit mehr als einem Jahr sind vor allem in Deutschland viele größere Firmen in einer Wartehaltung. Zu der allgemeinen wirtschaftlichen unausgeglichenen Lage in den angestammten Märkten der Elektronik und des Maschinenbaus kam ein weiteres Globalisierungs-Problem hinzu: Abschottung der eigenen Märkte und eine weitere Verschiebung der Wertschöpfung nach Asien und Nordamerika. Für die Einen war es ein Weckruf und die Bestätigung für eine neue Denkweise, ein neues proaktives Handeln. Für die Anderen war es ein Grund, den Rückwärtsgang einzulegen. Dabei meine ich nicht einmal die so stark gebeutelte Automobilindustrie. Auch in ganz anderen Branchen wurde brav nach den erlernten betriebswirtschaftlichen Eckpunkten auf Notfallmodus umgeschaltet. Hätte die aktuelle Pandemie nicht so unverhofft all die bereits bestehenden wirtschaftlichen Unzulänglichkeiten überlagert (etwa die Aussetzung der Insolvenzantragspflicht und verlängerte Kurzarbeitregelungen), wären Stellenstreichungen und Streichungen von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten wahrscheinlich unmittelbarer und direkter ausgefallen.

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In May, a new project was started with the IGF project No. 21868 N, in which a gentle TLP joining process (LowTemp-TLP) is to be developed by using ternary systems.

Im Mai wurde mit dem IGF-Vorhaben Nr. 21868 N ein neues Projekt gestartet, bei dem ein schonendes TLP-Fügeverfahren (LowTemp-TLP) erarbeitet werden soll, indem ternäre Systeme zur Anwendung kommen.
Die erste Sitzung des Projekt-begleitenden Ausschusses fand bereits statt. Dort wurde über Einzelheiten und den Sachstand informiert. Ziel ist die Reduktion der Prozesstemperatur beim TLP-Bonden auf unter 150 °C. Transient Liquid Phase Bonding (kurz: TLP-Bonden, deutsch: Flüssigphasensintern) ist eine Verbindungstechnologie für Hochtemperaturanwendungen, die eine stressarme Montage von Mikrosystemen, z. B. Sensoren ermöglicht. Denn beim TLP-Bonden liegt die Prozesstemperatur unter dem Schmelzpunkt der dabei entstehenden Verbindung.

Summary of the final report of the research project ‘IGF Project 20133 N 3D-Copperprint’. The aim of the project was to develop a cost-effective and resource-saving process for the deposition of copper conductor structures.

Kurzfassung des Abschlussberichts des Forschungsprojekts ‚IGF Projekt 20133 N 3D-Copperprint‘. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines kosteneffektiven und ressourcenschonenden Verfahrens zur Abscheidung von Kupferleiterstrukturen. Im Forschungsvorhaben wurde der generative Druck von Kupferleiterstukturen auf dreidimensionalen Schaltungsträgern für elektrisch-mechanische Hybridbauteile als Alternative zu bestehenden Verfahren erarbeitet und untersucht. Zusammen mit dem Fokus auf Schaltungsträger aus dem 3D-Drucker stellt das Vorhaben eine Kombination aus drei Technologiefeldern dar: Der Gedruckten Elektronik, den Mechatronic Integrated Devices (MID) und der Additiven Fertigung (3D-Druck). Abbildung 1 visualisiert die Zielsetzung des Projektes.

Neue Projektidee ‚LAMP‘ – Laseraktivierung gedruckter Metall-Polymer-Komposite: Forschungsziel: Erzeugung einer durchgängigen, metallischen Struktur an der Oberfläche gedruckter Metall-Polymer-Komposite, wodurch die elektrische Leitfähigkeit der gedruckten Kompositstruktur erhöht wird. Formulierung von verdruckbaren Metall-Polymer-Kompositen (Dickschicht), welche sowohl mittels digitaler als auch maskenbasierter Druckverfahren verarbeitbar sind. Einstellung der Funktionalität der gedruckten Strukturen durch Laserbearbeitung. Verarbeitbarkeit von oxidationsempfindlichen Materialien durch laserbasierten Sinterprozess. Nutzbarkeit von Substraten mit eingeschränkter Temperaturbeständigkeit durch laserbasierten Sinterprozess. Angestrebte Forschungsergebnisse: Erweiterung des verfügbaren Spektrums an verdruckbaren metallischen Pasten um Reinelement- (z. B. Kupfer) und spezielle Legierungsmaterial-Pasten (z. B. CuNiMn). Signifikante Verbesserung der Eigenschaften aktuell verfügbarer Pasten durch eine Lasernachbehandlung. Innovativer Beitrag der angestrebten Forschungsergebnisse. Erweiterung der Dickschichtdrucktechnologie hin zu neuen Metallpulverlegierungen und temperatursensiblen Basissubtraten.

Im Auftrag eines großen Automobilherstellers testet das Beratungs- und Engineering-Unternehmen umlaut die Absicherungselemente von Batteriesystemen. Der verwendete modulare Kurzschluss-Tester kommt von Smart Testsolutions. Mit seinem Kurzschluss-Tester für Batteriesysteme bleibt der Stuttgarter Mess- und Testsystemspezialist Smart Testsolutions seinem modularen Entwicklungsansatz treu: Das Testsystem ist in zwei Schränke unterteilt, von denen der eine ausschließlich den Kurzschlussschalter enthält. So kann er sehr nah am Prüfling betrieben werden. Der andere beinhaltet die Messtechnik. Das für umlaut entwickelte System ist das erste dieser Art. Umlaut testet für einen großen Automobilhersteller die Batterie-Absicherungselemente: „Im Falle eines Unfalls muss die Batterie schnellstmöglich vom Bordnetz abgetrennt werden, damit die hohe elektrische Spannung nicht auf die Karosserie geleitet wird.

Mit seinem neuen PCB-Inspektionssystem der VT-S10 Serie führt Omron eine neue Imaging-Technologie in Verbindung mit AI-Funktionen ein und automatisiert damit die hoch präzise Inspektion von PCB Sub-Assemblies. Grundgedanke ist die Sicherstellung der Inspektionsprozesse ohne Spezialkenntnisse seitens des Bedienpersonals. VT-S10 zielt auf die Fertigung von hoch dichten und kompakten Board-Systemen, etwa für 5G-Equipment und autonome Elektrofahrzeuge, mit Blick auf Qualität, Safety und Security, bei denen die konventionelle PCB-Inspektion in der Erkennung von problematischen Löt-Topographien an ihre Grenzen stößt. VT-S10 ist mit der proprietären MDMC- (Multi-Direction Multi-Color) Imaging-Technologie von Omron ausgestattet. Es optimiert flexibel und automatisch den Beleuchtungswinkel, die Lichtintensität und Farbgebung entsprechend der Form der eingesetzten Komponenten und der Lötverbindungen auf dem Board.

Datenlogger von Metz Connect und Messgeräte der PowerLogic-Familie von Schneider Electric bilden nun ein System zur Energiedatenerfassung in der Industrie- und Gebäudetechnik. Im Rahmen einer neuen Partnerschaft zwischen Metz Connect und Schneider Electric wurde der Datenlogger EWIO2-M um weitere Templates ergänzt und kann nun über die Modbus-RTU- oder TCP-Schnittstelle einfach und schnell an die Messgeräte der iEM-, PowerTag-, PM- und ION-Serie des französischen Elektrotechnik-Konzerns angebunden werden. Darüberhinaus kann der Datenlogger über die erweiterte Weboberfläche auch konfiguriert werden. Der Logger ermöglicht die Erfassung der Messdaten von unterschiedlichen Medien (z. B. Strom, Wasser oder Wärme), die von den Messgeräten geliefert werden. Er verfügt über acht Zählimpulseingänge sowie über eine M-Bus-Schnittstelle mit integriertem Pegelwandler für bis zu 80 M-Bus-Lasten. Zusätzliche digitale und analoge Ein- und Ausgänge runden das System ab.

EMPC 2021 Nachlese: Die diesjährige 23. European Microelectronics Packaging Conference & Exhibition (EMPC 2021) lief vom 13. bis 16. September im Online-Modus. Sie wurde von IMAPS Nordic organisiert und sollte ursprünglich in Gothenburg, Schweden stattfinden. Mit großem Bedauern musste sich das Organisationskomitee in März 2021 für die Online-Konferenzform entscheiden, angesichts der damals fortschreitenden dritten Pandemiewelle in Europa und des Auftretens der Virusvarianten. Obwohl die Corona-bedingten Restriktionen zum September 2021 etwas entschärft wurden, sehen sich die Organisatoren in ihrer Entscheidung, komplett auf die Online-Plattform zu gehen, bestätigt. Die bis zum Konferenzbeginn verbliebene Zeit wurde in die Vorbereitung des reibungslosen Ablaufs der Konferenz investiert, und die Bemühungen ließen sich sehen.
Für die Konferenz haben sich 170 Teilnehmer/innen aus 22 Ländern und vier Kontinenten registriert, das geschaffene Netzwerk umspannte 21 Zeitzonen von Neuseeland bis Kalifornien.

Inzwischen können Unternehmen wieder problemlos besucht werden. Manfred Fink, Geschäftsführer der LM Electronic GmbH & Co. KG, Sigmarszell, nutzte dies, um über die aktuelle Situation zu informieren und neue Maschinen zu präsentieren. Die neuen Maschinen wurden von LM Electronic als Ersatz für ältere in die Jahre gekommene beschafft – die Investition trug auch zur Erhöhung der Produktionskapazität bei. Gerade Letzteres ist aktuell angesagt: Wie Manfred Fink erklärte, gab es zwar im Jahr 2020 Einbrüche beim Auftragseingang, jedoch ist schon in diesem Jahr wieder das hohe Niveau von 2019 erreicht worden und die weiteren Aussichten sind positiv. Derzeit werden am Standort Sigmarszell mit 25 Mitarbeitern ca. 115 Mio. Bauteile pro Jahr bestückt und damit rund 125 Kunden bedient.

Der international agierende Mechatronikdienstleister Elemaster hat an seinem Produktionsstandort in Rumänien drei Elektronik-Bestückungsautomaten der Serie AIMEXIIIc installiert. Mit der Investition wurden Portfolio erweitert und Auftragsvolumen erhöht. Elemaster bietet den kompletten Service rund um die Entwicklung und Herstellung elektronischer Baugruppen. Das Unternehmen wurde 1978 in Montevecchia, in der italienischen Provinz Lecco, gegründet, hat sich als Dienstleister im internationalen Umfeld etabliert und positioniert sich heute am Markt als One-Stop-Shop. Zu den Kunden zählen Akteure der Branchen wie Eisenbahn, Medizin, Avionik, Automobil, Industrieautomatisierung und Energie. Die Elemaster Group verfügt über weltweite Präsenz in Europa, Amerika, Afrika und Asien. Im Frühjahr 2021 hat Elemaster an seinem rumänischen Produktionsstandort drei Bestückautomaten der Serie AIMEXIIIc von FUJI installiert.

Der schwäbische Sondermaschinenbauer Eutect hat für den Luxemburger Automobilzulieferer IEE S. A. eine Thermodenlötanlage entwickelt, mit der sich Sensormatten für Pkw-Lenkräder verkabeln lassen: Im Fahrzeuginnenraum moderner Fahrzeuge steht Autofahrern ein breites Spektrum an hochwertigen Technologien zur Verfügung. Angesichts der Komplexität dieser Systeme ist deren Fertigung kein Leichtes. Für das IEE S. A. entwickelte HOD-Erkennungssystem (Hands Off Detection Sensing System) wurden spezielle Fertigungslösungen entwickelt. Die HOD-Technologie ermöglicht es festzustellen, ob ein Autofahrer während der Fahrt das Lenkrad hält – eine wichtige Information für Fahrerassistenzsysteme. So müssen beispielsweise Spurhalteassistenzsysteme laut der Verordnung UN-R79 warnen, falls die Hände länger als 15 Sekunden nicht am Lenkrad bleiben. Ein weiteres Beispiel sind automatisiert fahrende Fahrzeuge. Hier muss die Elektronik klar unterscheiden können, ob der Fahrer das Auto steuert oder der Wagen eigenständig fährt.

Eine neue Sprühbeschichtung für Elektronikbaugruppen erfordert keine Maskierung mehr für Kontaktierungsbereiche. Das spart enorm Zeit. Trotzdem schützt die Beschichtung selbst große Bauteile zuverlässig vor Feuchtigkeit und anderen schädlichen Einflüssen. Der Anbieter von ultradünnen Beschichtungen, actnano Inc. aus Massachusetts/USA hat in seiner Beschichtungstechnologie namens Advanced nanoGuard (ANG) nun ANG Titan vorgestellt. Diese unterscheidet sich von allen anderen derzeit in der Branche erhältlichen Elektronikschutzbeschichtungen deutlich: Sie schützt zuverlässig vor Feuchtigkeit, erhält aber die Leitfähigkeit blanker Kontaktbereiche – beispielsweise können Steckverbinder-Pins mit besprüht werden und benötigen anschließend keine Nachbehandlung, bevor der Steckverbinder aufgesetzt wird und zuverlässig kontaktiert.

Bereits seit zehn Jahren ist die Huber Automotive AG Kunde der ASYS Group und setzt in ihren SMT-Produktionslinien in Mühlhausen und Süßen Produkte aus deren Portfolio ein. Aufgrund einer Standorterweiterung kamen in den vergangenen Jahre weitere Maschinen von ASYS hinzu. Als etablierter Spezialist für Automotive Electronics deckt Huber Automotive mit erfolgreichen Entwicklungen, Produkten und Kooperationen den wachsenden Bedarf an allgemeiner Fahrzeugelektronik sowie für E-Mobility, Batteriemanagement- und Energiespeichersysteme ab. Martin Huber, CEO der Huber Automotive AG, erklärt: „Wir fertigen in unserem neuen Werk bis zu 100 000 Steuergeräte pro Monat. Eine Fertigungslinie mit einer Bestückungsleistung von rund 750 000 cph und direkt verkettete Maschinen über fast 50 m Länge erfordern höchste Zuverlässigkeit beim gesamten Equipment und da schließen wir Transport- und Handlingsgeräte mit ein. 

Mikroelektronik muss in Europa und Deutschland weiter gestärkt werden: „Europa muss seine Kapazitäten für die Produktion von Mikroelektronikchips steigern, um zukünftige Lieferengpässe besser vermeiden und als Industriestandort im internationalen Wettbewerb besser bestehen zu können“, so ZVEI-Geschäftsführer Wolfgang Weber mit Blick auf seine Teilnahme am Mikroelektronik-Roundtable-Termin des Bundeswirtschaftsministeriums. Aufgabe dieser wie auch der nächsten Bundesregierung müsse sein, wichtige europäische Industrieprojekte verlässlich und schnell umzusetzen. Die zügige Umsetzung des zweiten „Important Project of Common European Interest“ (IPCEI) für Mikroelektronik muss deshalb höchste politische Priorität haben. Im Mittelpunkt steht vor allem dessen finanzielle Gestaltung sowie die Sicherung der notwendigen personellen Kapazitäten.

Trackwise wurde bereits durch ein rekordverdächtiges 26 Meter langes Multilayer-Flexboard bekannt. Jetzt folgte eine 72 Meter lange flexible ,Leiterplatte‘. Anlass für eine Analyse, wie Trackwise die Zeit seit dem Brexit nutzte, um sich schrittweise eine Führungsposition in Europa zu erarbeiten. Mit dem am 31. Januar 2020 erfolgten EU-Austritt Großbritanniens begann für das Vereinigte Königreich eine neue Ära, die bis heute noch nicht bewältigt ist. Nach Ablauf der bis zum 31. Dezember 2020 vereinbarten Übergangsphase ist das Land seit dem 1. Januar 2021 nicht mehr Teil des EU-Binnenmarktes und der Zollunion. Der Brexit zwang die Firmen, ihre bisherigen Entwicklungs-, Produktions- und Absatzstrategien zu durchdenken und an die neue Situation anzupassen. Die Vorbereitungen auf die Zeit nach dem Austritt begannen bei Trackwise schon 2018 und 2019. Sie wurden in einem Plus-Beitrag vom Mai 2019 (S. 707ff) beschrieben.

Die Branche wusste sich zwar mit Online-Formaten zu helfen, hat aber dennoch gewohnte Präsenzveranstaltungen schmerzlich vermisst. So auch das traditionelle SGO-Leiterplattenseminar, das 2020 ausfiel und 2021 nicht zum gewohnten Frühsommer-Termin stattfinden konnte. Es fand im September statt – mit spürbarer Freude über das echte Wiedersehen. Knapp 80 Teilnehmer aus der Schweiz, Österreich und Süddeutschland begrüßte Peter Weber, Vorstand/Sprecher der Fachgruppe Leiterplatten der Schweizerischen Gesellschaft für Oberflächentechnik (SGO SST), am 22. September im Tagungssaal des Uediker-Huus in Uitikon bei Zürich. Bevor es mit den Fachvorträgen losging, gab Remo Fischer (Hofstetter PCB AG, Küssnacht) eine kurze Marktanalyse Europa mit speziellem Augenmerk auf die DACH-Region. Er stützte sich dabei vor allem auf die Data4PCB-Studie des auch als PLUS-Autor bekannten Analysten Michael Gasch, die die Situation der Branche in Europa und Deutschland, Österreich und Schweiz bis einschließlich 2020 beschreibt.