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In der letzten Ausgabe stellten wir das Aluminiumnitridsubstrat AIN HP vor. Wir wollten mehr wissen und haben Hans Ulrich Voeller, Produkt Manager für die Business Line Substrate & E-Mobility bei CeramTec, befragt.

AIN HP weist eine sehr hohe thermische Leitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Temperatur-beständigkeit und Isolationsfähigkeit auf. Wo ist dies von Vorteil?

Die Kombination dieser Eigenschaften macht das Substrat zu einer herausragenden Wahl für Hochleistungs-Power-Module. Die Biegefestigkeit von 450 MPa verleiht ihm Robustheit und ermöglicht es, den Belastungen anspruchsvoller Anwendungen standzuhalten - etwa in industriellen Umgebungen, bei Windkraftanlagen und im Bereich der Mobilität, auch im Railway-Bereich. In Umrichterstationen für die Energieumwandlung und -verteilung stellt dies die langfristige, zuverlässige Leistungsfähigkeit sicher. ...

Aber wer würde denn schon sowas machen – außer natürlich im übertragenden Sinn? Wobei diese Redewendung wohl kaum auf ihren Ursprung zurückgeführt werden kann, obgleich die Essgewohnheiten des Mittelalters ab und an dafür herbeizitiert werden. In der elektronischen Industrie gibt es natürlich viele Verunreinigungen, aber eher wenige Teppiche. Zwar könnte man den Lötstopplack als solchen bezeichnen, aber Versuche mit gewissen Lacken die Chemikalien, die man als potentiell gefährliche Verunreinigungen sieht, einzukesseln, sind weitgehend erfolglos abgebrochen worden.
Immerhin hat sich eine ganze Industrie auf dieses umgekehrte Sauberkeitsproblem eingeschossen, weil rund 15 % aller Ausfälle von Produkten auf Verunreinigung und deren Folgen zurückgeführt werden – eine sehr kostspielige Angelegenheit! Natürlich hat man als Erstes eine meist sehr vereinfachte Liste aufgestellt, was einem so auf der Leiterplatte oder auf dem Endprodukt auffallen könnte.

Gegründet wurde der Verein im Jahr 2019 mit dem Hintergrund eines Wettbewerbs zwischen studentischen Teams aus der ganzen Welt. Es wurde die Planung eines Konzeptfahrzeugs gestartet, mit der Zielsetzung den Kraftstoffverbrauch so gering wie möglich zu halten. Bald nach der Gründung bildeten sich verschiedene Fachbereiche aus. Studierende aus allerlei Studiengängen, von Maschinenbau über Elektrotechnik und Informatik bis hin zu Wirtschaftswissenschaften bilden die Teams, die sich in die Bereiche Mechanik, Elektronik, Brennstoffzelle und Administration aufteilen lassen. In den ersten zwei Jahren lag der Fokus auf der Realisierung eines ersten Autos. Im Austausch mit verschiedenen Partnern der Universität und der Industrie ist die Ausarbeitung und Umsetzung eines vollständigen Brennstoffzellsystem und eines von Grund auf selbst gebauten Autos gelungen, welches mit Bezug auf die Heimatstadt ‚Charlemagne‘getauft wurde.

Wir führten ein Interview mit Peter Heynmöller, dem ersten Preisträger des PAUL-Awards 2023. Er wurde für seine durchdachte Power Distribution Unit ausgezeichnet.

PLUS: Herr Heynmöller, Sie wurden für Ihre Power Distribution Unit mit dem ersten Platz im PAUL Award ausgezeichnet. Wie waren die Anfänge dieses Projekts?

Peter Heynmöller: Ich bin als Student dem Verein Ecogenium beigetreten, wo wir ein wasserstoffbetriebendes elektrisches Auto für einen Effizienzwettbewerb bauen wollten. Es gab zwar ein bestehendes System aus dem Vorjahr, aber wie entschieden uns für den kompletten Neuanfang. Zunächst mussten wir entscheiden, wie der elektrische Antriebsstrang des neuen Fahrzeugs aussehen soll. Nach der Erfahrung aus dem Vorjahr entschieden wir uns für ein Hybridsystem, und dann ging es in die präzisere Ausarbeitung einer Power Distribution Unit, um das Hy­bridsystem gut zu verwalten. Grundsätzlich zeichnen sich Hybridsysteme dadurch aus, dass sie auf mehrere Energiequellen zurückgreifen. In diesem Fall ist es die Brennstoffzelle als unidirektionale Energiequelle: sie kann nur Wasserstoff in Strom umwandeln. Hinzu kommt der Energiespeicher. Superkondensatoren hatten wir schon und wollten sie nicht neu kaufen. Da sie eine andere Spannung haben, braucht man DC-DC-Wandler, die Superkondensatoren auf- und entladen können.

Das enorme Wachstum des Internets der Dinge (IoT) hat die Nachfrage nach dünnen, flexiblen, leichten und günstigen Einweg-Elektronikgeräten stark beflügelt. In den letzten zehn Jahren hat sich der Bereich der gedruckten Elektronik auf die kostengünstige Massenproduktion maßgeschneiderter elektronischer Geräte konzentriert und seine Reichweite von Konsumgütern auf die Bereiche Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Pharmazie, Biomedizin, Textilien und Mode ausgeweitet. Hybrid-gedruckte Elektronik (‚Hybrid printed electronics‘, HPE) sind gedruckte Produkte, in die während der Herstellung durch herkömmliche Druckverfahren und funktionelle Tinten elektrische oder elektronische Komponenten integriert werden. Gängige Beispiele für gedruckte elektronische Geräte sind RFID-Antennen, Schaltkreise, Batterien, Brennstoffzellen, Sensoren, Dünnschichttransistoren, Widerstände und Kondensatoren. Gedruckte elektronische Bauelemente werden in der Regel durch additive Fertigungsverfahren wie Tiefdruck, Flexodruck, Rotationssiebdruck, Tintenstrahl usw. hergestellt.

Für unser Spezialheft hatten wir die Gelegenheit, uns mit der Spitze der Organic and Printed Electronics Association (OE-A) auszutauschen. Der Vorstandsvorsitzende des OA-A Stan Farnsworth, Firma PulseForge, sowie der stellvertretende Vorsitzende für Europa, Dr. Alain Schumacher, Firma IEE S.E., haben unsere Fragen beantwortet.

PLUS: Seit Jahren verfolgen wir die Innovationen der flexiblen, organischen und gedruckten Elektronik, die auf der LOPEC vorgestellt werden. Bei den Lesern einer Zeitschrift der ‚klassischen‘ Leiterplattentechnologie und bei uns als Journalisten stoßen Sie auf Interesse, aber auch auf Skepsis. Herr Schumacher, Sie sprechen etwa davon, dass die technologische Entwicklung in diesem Bereich starke Fortschritte gemacht hat. Was hat sich konkret in den vergangenen Jahren getan?

Alain Schumacher: Seit langer Zeit gibt es Drucktechnologien, ohne dass sie von den Menschen groß wahrgenommen wurden. Unsere Firma IEE S.E. ist seit 35 Jahren auf diesem Gebiet aktiv. Alles begann 1989 mit einem kleinen Startup, der in Luxemburg unter dem Namen Interlink Electronics Europe gegründet wurde. Die kalifornische Firma Interlink wollte über diesen Weg in Europa gedruckte elektronische Sensoren für medizinische und industrielle Anwendungen entwickeln und vertreiben....

Nach einer kleinen Wackelpartie im Zuge der Ampel-Haushaltskrise in Berlin sind die Subventionszusagen für TSMC & Co. für die Ansiedlung und Ausbauten in der ostdeutschen Mikroelektronik anscheinend nun wieder gesichert. Das sorgt gerade im Mikroelektronik-Cluster in und um Dresden für Erleichterung. Nun dreht sich auch das Personalkarussell wieder – und die nächsten Investitionen sind in der Pipeline. Parallel zu Infineon, TSMC und Bosch baut auch die ‚X-Fab‘ angesichts der starken Nachfrage für Auto- und Industrieelektronik aus Sachsen ihre Dresdner Chipfabrik aus. Der europäische Halbleiter-Auftragsfertiger (Foundry) investiert dafür bis Anfang 2025 rund rund 43,5 Mio. $ (40,3 Mio. €) in neue Fertigungsanlagen und einen Erweiterungsbau, kündigte Frank-Michael Schulze vom Projektstab an.

• „„Termine 2024
  
  
• Verbände präsentieren sich im Verbund
  
  
• „„DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Mit Hilfe von Drucktechnolo-gien können SCs (Superkonden-satoren) hergestellt werden, mit dem Vorteil einer präzisen Kontrolle über ihre geometrische Form, Dicke, Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften - bei niedrigen Kosten, mini-maler Umweltbelastung und hoher Kompatibilität mit Substraten. Die Leistung der im Siebdruckverfahren hergestellten SCs hängt in hohem Maße von der während des Druckprozesses verwendeten Tinte ab. [1, 2] Wichtig ist die Erforschung optimaler Materialien für die Rezeptur effizienter Tinten. Eine jüngst erschienene Studie zeigt, wie sich durch Siebdruck Elektroden mit kohlenstoffbasierten Polymerkomposittinten unter Verwendung eines ungiftigen Chitosan-Bindemittels herstellen lassen.

Die Forschungsvereinigung auf der LOPEC 2024: Die Forschungsvereinigung wird bei der LOPEC 2024 vom 6. bis 7. März 2024 mit einem Stand dabei sein. Am Stand des 3-D MID e.V. erfahren die Besucher:innen alles über die verschiedenen Möglichkeiten der Nutzung räumlicher elektronischer Baugruppen, die Mitglieder der Vereinigung, ihre Angebote und aktuelle Forschungsprojekte im Bereich gedruckter Elektronik. Die LOPEC (Large-area, Organic & Printed Electronics Convention) ist die weltweit wichtigste Fachmesse und der bedeutendste Kongress für flexible, organische und gedruckte Elektronik. In München kommen jedes Jahr führende Akteure aus der Anwendung und Forschung aller Kontinente zusammen. Im Jahr 2023 waren 168 Ausstellende aus 25 Ländern und über 2.400 Besucher:innen aus 43 Ländern auf der LOPEC vertreten, was sie zum wichtigsten Treffpunkt der Branche machte.

Omron Europe erläutert im Zusammenhang mit der allgemeinen Situation die sechs wichtigsten Trends, die die industrielle Automatisierung im Jahr 2024 und darüber hinaus beeinflussen werden. Die aktuellen Entwicklungen rund um Fachkräftemangel, Ukraine-Krieg und Nahost-Konflikt erhöhen das Risiko weiterer politischer und wirtschaftlicher Herausforderungen. Zeitgleich wächst der Druck, Umwelt-, Nachhaltigkeits- und Soziale Aspekte (Environmental, Social, Governance, ESG) bei der betrieblichen Entscheidungsfindung noch stärker zu berücksichtigen. Industrieunternehmen reagieren, indem sie ihre Geschäftsmodelle widerstandsfähiger und flexibler machen und ihre weltweiten Lieferketten und Partnerschaften überdenken. Denn Widerstandsfähigkeit und Flexibilität sind das A und O, um in diesen Zeiten erfolgreich zu sein. KI, Data Science, digitale Zwillinge sowie Sensor-, Kontroll- und Bildverarbeitungstechnologien spielen bei der Entwicklung von Automatisierungs- und Steuerungslösungen, die die Fertigungsindustrie unterstützen, eine zentrale Rolle.

Von MEMS zu Menschen-Maschine-Kooperation: Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von Technologie und Innovation. Die Kombination von menschlicher Intuition und Kreativität mit der überwältigenden Rechenleistung von Computern schafft eine beeindruckende Konkurrenz. Unternehmen, die Maschinen als Partner anstatt als Diener oder Werkzeuge betrachten, haben die Möglichkeit, ihre Innovation und Leistung zu steigern, indem sie Teams aufbauen, die menschliche Fähigkeiten ergänzen, anstatt Menschen zu ersetzen. Die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine kann auch dazu beitragen, die Risiken menschlicher Fehler zu reduzieren und den Mitarbeitern Erleichterung zu verschaffen. Es ist wichtig, dass Unternehmen die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine priorisieren, um die Zukunft der Arbeit zu gestalten und die Talente anzuziehen, die sie benötigen, um neue Arbeitsweisen umzusetzen.

Die ‚embedded world Exhibition & Conference‘ ist auch in diesem Jahr wieder der Branchentreffpunkt für die weltweite Embedded-Community, Experten, Key Player und Branchenverbände.
Die ‚embedded world‘ gewährt einen umfassenden Einblick in die Welt der eingebetteten Systeme: von Bauelementen und Modulen über Betriebssysteme, Hard- und Software-Design, M2M-Kommunikation, bis hin zu Dienstleistungen und den zahlreichen Fragestellungen eines komplexen Systementwurfs. Die Besucher erwartet eine klare Fokussierung auf Technologien, Prozesse und zukunftsweisende Produkte, kombiniert mit hochkarätigem Expertenwissen. Die Ausstellung wird von zwei Konferenzen begleitet, der ‚embedded world‘- und der ‚electronic displays‘-Conference. Auf beiden Konferenzen teilen Referenten aus Forschung, Entwicklung und Praxis ihr Wissen mit den Besuchern. Sie diskutieren den Stand der Technik und Entwicklungen der Branche.

Sachsen, insbesondere Dresden, zählt zu den führenden Zentren der Halbleiterindustrie und elektronischen Gerätetechnik. Der Sächsische Arbeitskreis Elektronik-Technologie (SAET) strebt durch regelmäßige Treffen, gemäß den Arbeitsschwerpunkten der VDI/VDE-Gesellschaft Mikro- und Feinwerktechnik, eine offene Zusammenarbeit für Fachexperten in der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik an. Das 81. Treffen des SAET wurde im Fachkontext von ‚dresden elektronik ingenieurtechnik‘ ausgerichtet, einem Dienstleistungsbetrieb im Elektroniksektor. Die langjährige Verbindung zwischen dem SAET und diesem Unternehmen reicht bis ins Jahr 2015 zurück, als bereits ein Besuch stattfand, um das 25. Betriebsjubiläum des Unternehmens zu zelebrieren. Gegenwärtig beschäftigt ‚dresden elektronik‘ 110 Mitarbeiter, die aktiv zur Entwicklung und Innovation im Elektronikbereich beitragen. Seit 1990 agiert ‚dresden elektronik‘ als Partner für komplexe Elektronikentwicklung und Serienfertigung auf dem Markt.

Haushaltskompromiss mit Stärken und Schwächen: Wolfgang Weber, Vorsitzender der ZVEI-Geschäftsführung, zum Haushaltskompromiss:
„Die Zitterpartie ist vorläufig vorbei und die Industrie kann mit sicheren Zusagen in das Jahr 2024 starten. Die Einigung der drei Koalitionspartner in der Haushaltsfrage und bei der Finanzierung des Klima- und Transformationsfonds war überfällig für die Unternehmen, für den Standort Deutschland und die globalen Partner. Wichtig für die Industrie ist jetzt, dass die erzielten Kompromisse auch auf lange Sicht belastbar sind. Die Unternehmen brauchen endlich wieder Sicherheit für ihre Investitionsentscheidungen. Diese war zuletzt stark erodiert. Insbesondere positiv sieht der ZVEI, dass die bereits gemachten Förderzusagen unter anderem für die Halbleiter- und Elektronikbranche eingehalten werden und die wichtigen Unterstützungen im Bereich der Gebäudesanierung (BEG) wie auch für einen attraktiven, wettbewerbsfähigen Strompreis durch das Stromsteuerpaket gesichert sind.

Nachdem die letzte Sommerkonferenz des EIPC in München stattgefunden hatte, wurde auch die legendäre Winterkonferenz in den süddeutschen Raum verlagert. Diesmal führte die Reise ins badische Villingen. Das Programm sah ein besonderes Highlight vor – die Besichtigung von Schweizer Electronic in Schramberg. Das angekündigte Vortragsprogramm der Winterkonferenz stieß auf großes Interesse, so dass die Stuhlreihen des Veranstaltungsorts am ersten Konferenztag voll belegt waren. Das EIPC hatte sich das Haus der Wirtschaft an der IHK-Akademie Schwarzwald-Baar-Heuberg auserkoren, wo in modernem Ambiente die Zuhörerschaft von den neusten Trends der Leiterplattentechnik erfahren konnte.

Ankündiging: EIPC-Sommerkonferenz in Noordwijk (Niederlande) mit einem Besuch bei ESA/ESTEC, 4./5. Juni 2024
Dringende Empfehlung: Im Weltraum gibt es Schwarze Löcher und vielleicht auch Wurmlöcher und Weiße Löcher (white holes). Nun, ‚Holes‘ (etwa Through-Holes) liegen auch den EIPC-Mitgliedern sehr am Herzen, unabhängig von ihrer Farbe und Form. Mit großer Freude kündigen wir daher unsere Sommerkonferenz an, die am 4. und 5. Juni 2024 stattfinden wird, und zwar im ESTEC, dem technischen Zentrum der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Noordwijk, Niederlande. Am späten Nachmittag des 4. Juni wird es eine Führung durch das ‚Space Expo Museum‘ geben.

Rosige Aussichten für die weltweiten Chipumsätze prognostiziert Gartner. Dabei setzt sich die Achterbahnfahrt weiter fort. Mit rund 600 Mrd. $ 2021 und 2022 zwei ausgeglichene Jahre. Im letzten Jahr schrumpfte der Markt um 10,9 % auf 534 Mrd. $, vor allem aufgrund des schwachen ersten Halbjahres. Nach der neuesten Gartner-Prognose soll die Chipnachfrage in diesem Jahr auf 624 Mrd. $ wachsen, entsprechend +16,8 %. Auch für 2025 sieht Gartner ein Wachstum von 15,5 % auf 721 Mrd. $, insbesondere angetrieben durch die Segmente KI und Automotive.
Die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC) ist vor Intel und Samsung der weltweit umsatzstärkste Halbleiterhersteller und weltweit größter unabhängiger Auftragsfertiger für Halbleiterprodukte. Betrachtet man die Branchensegmente die TSMC beliefert, so stehen 2023 High Performance Computer (HPC) mit 43 % Anteil vor Smartphones mit 38 %.

Call for Papers zur FED-Konferenz am 18./19. September in Ulm: Design, Produktion und Management – Standortvorteile gemeinsam nutzen – so lautet das Motto der 32. FED-Konferenz am 18. und 19. September in Ulm, dem wichtigsten Termin im Veranstaltungskalender des FED. Auch in diesem Jahr planen wir 40 Fachvorträge, Diskussionen und Workshops. Bis zum 24. März können Sie Vorschläge für Konferenzbeiträge einreichen. Der lokale Service und die deutlich geringeren Risiken einer Produktion in Europa sind gefragt und die Lösungskompetenz, Verbindlichkeit und Flexibilität der hiesigen Lieferanten geschätzt. Doch unsere Leiterplatten- und Baugruppenindustrie steht nach wie vor unter großem internationalen Kosten- und Wettbewerbsdruck.

‚Den Nachwuchs feiern‘ - so hatte Christoph Bornhorn seinen Ankündigungstext eingeleitet, den wir in der PLUS-Ausgabe 11/2023 abgedruckt hatten. Bei der Preisverleihung des PAUL-Awards im letzten Dezember konnten wir uns davon überzeugen, wie ernst der Geschäftsführer der FED-Zentrale Berlin dies gemeint hatte.
Geladen waren neben den zehn Nominierten und ihren Begleitern etliche FED-Mitglieder, und viele waren gekommen. Der Spreespeicher, eine Eventlocation am Spreeufer unweit der Oberbaumbrücke, war klug gewählt - das Ambiente war angemessen wertig, zeitgleich fand ein ‚jugendaffines‘ TV-Medienevent im selben Gebäude statt. Die Preisverleihung folgte weitgehend dem ‚großen Bruder‘ - dem PCB-Design-Award. Wie bei diesem agierte Bornhorn als Moderator und begrüßte herzlich die jugendlichen Teilnehmer. Sie stellten ihre Designideen selbst in Videoclips dem Publikum vor – manche ganz seriös im Labor oder in der Elektronikwerkstatt, andere sehr kreativ, teilweise gar mit leichtem Humor und Schauspieltalent.