2020 haben Lieferengpässe und globale Abhängigkeiten deutlich gezeigt, wie wichtig genaueste Kenntnisse über eigene Materialbestände sind. Auf Basis erprobter Röntgen-Bauteilzählung hat Nordson eine vollautomatisierte Lösung geschaffen.

CMOS-Sensoren haben sich in der industriellen Bildverarbeitung durchgesetzt. Ein Spezialverfahren ermöglicht kostengünstiges und nahezu void-freies Konvektionslöten auch für anspruchsvolle CMOS-Sensoren.

Seit knapp 20 Jahren können Leiterbahnen mittels Laserdirektstrukturierung (LDS) in der Serienherstellung direkt auf Kunststoffteile aufgebracht werden. Automatisierte Herstellungsprozesse machen das Verfahren in jüngster Zeit wirtschaftlich immer attraktiver.

Innovationsführerschaft für KI steht auf dem Spiel:Dynamisches Abstandsradar oder Park-, Brems- und Spurhalteassistenten sind heute in vielen Mittelklasse-Pkw verbaut. Sie gehören zur Stufe 2 (Teilautomatisiertes Fahren) in der Abstufung der automobilen Automatisierung (Abb. 1). Auf dieser Ebene ist ein automatisiertes Fahren auf Autobahnen oder Schnellstraßen durchaus möglich, allerdings dürfen die Hände das Lenkrad nur einige Sekunden verlassen. In der erweiterten Version ist auch ein automatisierter Spurwechsel durch Betätigen des Blinkers realisierbar. Der Fahrer muss das System nicht mehr dauerhaft überwachen, aber innerhalb von 10 Sekunden das Lenkrad wieder übernehmen.

Eine neue Lösung von LPKF ermöglicht, zeit- und platzsparend gehäuseintegrierte Antennen in SiPs zu erzeugen. Das Active Mold Packaging (AMP) genannte Verfahren arbeitet mit Laser Direct Structuring (LDS). Anschließend werden die gelaserten Bereiche selektiv mit Kupfer metallisiert.

Durch den Austritt aus der EU gilt seit 1. Januar 2021 im Vereinigten Königreich (UK) eine neue Konformitätskennzeichnung: UK Conformity Assessed (UKCA). Dieses Zeichen ersetzt in Großbritannien (England, Schottland, Wales) die CE-Kennzeichnung, die nur noch während bestimmter Übergangsfristen gilt. DEKRA befindet sich derzeit auf dem Weg, um offiziell als anerkannte Konformitätsbewertungsstelle im UK (UK Approved Body) benannt zu werden. Das Ziel ist es, Hersteller, beispielsweise von Explosionsschutz (ATEX)- und Medizinprodukten, langfristig zu unterstützen.

DEKRA befindet sich derzeit mit der Akkreditierungsbehörde des UK (UKAS) im Anerkennungsprozess als Konformitätsbewertungsstelle für den Explosionsschutz. Die Benennung für Medizinprodukte muss letztlich durch die Regulierungsbehörde für Medizin- und Gesundheitsprodukte MHRA erfolgen.

Derzeit erlangen Kunden von DEKRA die UKCA-Kennzeichnung für ihre Produkte über Kooperationen: und zwar gemäß den Richtlinien für ATEX, Funkanlagen (RED), Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Niederspannung (NSR), Persönliche Schutzausrüstung (PSA-Verordnung), Outdoor-Lärm (OND) und nach Maschinenrichtlinie. Diese Produkte benötigen vom 1. Januar 2022 an ein UKCA-Zertifikat.

Für Medizinprodukte wird die CE-Kennzeichnung noch bis zum 1. Juli 2023 anerkannt. Hersteller, die weiterhin ihre Produkte auf dem UK-Markt anbieten wollen, müssen ab dann zwingend den Regeln für die UKCA-Kennzeichnung entsprechen. Nach der bevorstehenden Anerkennung durch UKAS und MHRA wird DEKRA Hersteller bei diesem neuen Prozess unterstützen.

Bei der Metallbearbeitung wird die Qualität der gefertigten Komponenten häufig durch Spannungen im Material beeinträchtigt.

Thermische Spannungen bilden sich, wie der Name schon sagt, wenn bei der Metallbearbeitung Wärme freigesetzt wird. Dieses Problem tritt vor allem beim Laserschneiden auf. Die Hitzeentwicklung kann dabei so stark sein, dass sich das Material verformt. Selbst wenn diese Verformungen nur gering sind, also z. B. im 1/3 Mikrometerbereich liegen, genügen laserbearbeitete Bauteile oft nicht mehr den strengen Qualitätsanforderungen, die an diese Teile gestellt werden.

Mechanische Spannungen hingegen sind typisch für das Stanzen. Bei diesem Verfahren werden die gewünschten Bauteile mit Hilfe von Stempeln aus den Blechen herausgeschnitten, wodurch an der Oberbzw. Unterseite des bearbeiteten Blechs Druck- bzw. Zugspannungen entstehen. Diese können von der Schnittkante aus bis weit in das Werkstück hinein reichen, wirken sich nachteilig auf die Ebenheit der Blechtafeln aus und beeinträchtigen letztendlich auch die Qualität der ausgestanzten Rohlinge. Bei Präzisionsteilen müssen solche Unzulänglichkeiten überwunden oder besser noch von vornherein vermieden werden.

Natürlich wurde bereits nach Möglichkeiten gesucht, diese Spannungen zu verringern. Thermisch eingebrachte Spannungen waren bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Heute kann daher genau vorhergesagt werden, wie stark diese ausfallen, so dass man besser damit umgehen kann.

Bei Precision Micro ist man der Ansicht, dass das eigentliche Problem in den traditionellen Blechbearbeitungsverfahren selbst liegt.

Durch photochemisches Ätzen können Hersteller präzisionsgefertigte und spannungsfreie Komponenten produzieren. Die oben genannten Probleme, also die beim Laserschneiden auftretende Hitzeentwicklung und die beim Stanzen und anderen mechanischen Verfahren zu beobachtenden Druck- und Zugspannungen, treten gar nicht erst auf. Somit kommt es auch nicht mehr zu einer unerwünschten Verformung. Eine etwaige Nachbehandlung zur Einhaltung der geforderten Qualitätsvorgaben erübrigt sich.

Beim Fotoätzen wird ein Blech mit einer CAD-gedruckten Fotomaske laminiert und anschließend belichtet. Dadurch bildet sich auf ausgewählten Bereichen eine säurebeständige Oberfläche, während sich die freiliegenden Bereiche nach Besprühen mit einer Säurelösung auflösen. Somit ist das Fotoätzen ein Verfahren, bei dem das Blech weder mechanischen noch thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Außerdem erlaubt es sehr individuelle Gestaltungsmöglichkeiten und gewährleistet eine hohe Wiederholgenauigkeit. Folglich eignet es sich bestens zur Herstellung komplexer Komponenten von höchster
Qualität.

Gegenüber den herkömmlichen Verfahren des Laserschneidens und Stanzens bietet das Fotoätzen den Herstellern zudem den nicht zu unterschätzenden Vorteil, dass die Komponenten immer wieder ohne großen
Aufwand an die Vorgaben der OEMs angepasst werden können.

Die Multi Components GmbH aus Schwabach verzeichnete 2020 ein leicht positives Ergebnis und hat für 2021 eine solide Auftragsbasis aufbauen können: Im Vorfeld der leider abgesagten Electronica gelangen Auftragsabschlüsse für Maschinen-Module zur Bestückung, Inspektion und Dampfphasenlöten, von denen die ersten bereits im vierten Quartal 2020 ausgeliefert werden konnten. Der größere Teil wird im ersten Halbjahr 2021 geliefert und sorgt damit für eine gesunde Beschäftigungslage, wie die Geschäftsführer Jürgen Zeh und Jörg Stöcker betonen.

Wärmeleitende Lösungen für Elektronikanwendungen der Henkel-Marke Bergquist hat nun die Bodo Möller Chemie Gruppe im Rahmen ihrer Vertriebskooperation mit Henkel ins Programm aufgenommen. Die Thermomanagement-Materialien umfassen Gap Filler und Pads sowie wärmeleitende Klebstoffe und Fette für Elektronikanwendungen in der Energiewirtschaft und Industrieautomation, der Konsumgüter- und Industrie-Elektronik sowie der LED-Lichttechnik (siehe auch PLUS 11/2020 S. 1436 und PLUS 12/2020 S. 1574).

Seit mehr als fünfzehn Jahren entwickelt die Gruppe von ETH-Professor Andreas Hierlemann Mikroelektrodenchips, mit denen man Nervenzellen in Zellkultur präzise elektrisch anregen sowie die Aktivität der Zellen messen kann. Die Entwicklungen ermöglichen es, Nervenzellen in Zellkulturschalen wachsen zu lassen und mit dem am Kulturschalenboden liegenden Chip jede einzelne Zelle eines zusammenhängenden Neuronengewebes genau zu untersuchen.