Artikelarchiv Elektronikfertigung

Neue Halbleiter­material­ien für energie­sparende Computer: In dem Projekt Zeppelin untersucht die Hochschule München zusammen mit Partnern die Halbleitermaterialien Hafnium- und Zirkonoxid zur Herstellung energie­sparender Bauelemente, in denen die Schaltvorgänge durch Polarisation dieser ferroelektrischen Materialien erfolgen. Richard Ganser arbeitet im Rahmen seiner Promotion an dem Projekt mit.

Worin besteht Ihr Beitrag zum Zeppelinprojekt?

Meine Aufgabe ist es, den Einfluss der Kristallstruktur, der atomaren Wechselwirkungen und der Dotierung auf die Materialeigenschaften zu simulieren, um die physikalischen Vorgänge zu verstehen. Unser Partner an der TU Dresden führt Versuche praktisch durch, sodass Erkenntnisse aus Simulation und Praxis zusammengeführt werden können.

Neben der ganz offensichtlichen Arroganz dieser Aussage ist sie auch witzig, weil sie einen Hysteron-Proteron (Zirkelschluss) widergibt. Dadurch wird klar, dass die werten Wissenschaftler nach wie vor bei der Definition von ‘Intelligenz’ im Dunkeln tappen. Das ist nicht weiter verwunderlich, denn Intelligenz als Begriff ist schwammig und vielschichtig und kann sich auf viele menschliche wie auch tierische Fähigkeiten beziehen. Wie viel komplexer wird es dann bei der ‘künstlichen Intelligenz’ (KI), die zwar als Schlagwort weit verbreitet ist, aber eigentlich nur aus Rechnerprogrammen und mathematischen Modellen besteht. Der Mischmasch, den man in journalistischen Veröffentlichungen vorfindet, macht die Durchsicht nicht einfacher. Die enormen Geschwindigkeiten, mit denen inzwischen Daten verarbeitet werden können, sind wohl folgerichtig der Ursprung der Verunsicherung jener, denen die Ausbildung oder das wissenschaftliche Verständnis entgeht.

Jahrzehntelang war die europäische Automobilindustrie die tragende Säule der Wirtschaft. Mit Innovationskraft, Design und Ingenieurskunst schuf sie Millionen Arbeitsplätze und setzte weltweit Maßstäbe. Heute steht sie an einem kritischen Wendepunkt. Globale Wettbewerbsverschärfung, Produktionsverlagerung nach Asien, der Aufstieg der Elektromobilität und softwarebasierte Technologien verändern die Automobilbranche in Europa grundlegend. Zudem erhöhen verschärfte Umweltauflagen den Anpassungsdruck. In diesem Kontext stellt sich eine entscheidende Frage: Wie kann die europäische Automobilindustrie auf veränderte Marktanforderungen und Kostenstrukturen reagieren, um ihre Zukunftsfähigkeit zu sichern? Dieser Artikel beleuchtet die wichtigsten Trends, die den Wandel der Automobilindustrie prägen, skizziert die sich daraus ergebenden Handlungsfelder und zeigt schließlich auf, welche Chancen sich durch Verhandlungen und strategische Kooperationen eröffnen.

Das Technologieunternehmen Jenoptik aus Jena setzt eine sächsisch-thüringische Erfolgsgeschichte fort. Derweil kristallisieren sich die Arbeitsplatzeffekte durch die jüngsten Infineon-Investitionen heraus: 7.000 Jobs sollen durch die Fab IV entstehen. Die Subventionen für solche Projekte bleiben aber umstritten, und der starke KI-Einsatz sorgt für Diskussionen. Derweil nimmt die Uni Dresden einen weltweit einmaligen Neuro-Großrechner in Betrieb. Leicht überschattet durch die zeitgleiche Kanzlerwahl und Regierungsbildung in Berlin hat Jenoptik Anfang Mai seine neue Reinraum-Fabrik für innovative Mikrooptiken und -sensoren in Dresden in Betrieb genommen. Die dort produzierten Komponenten und Baugruppen werden für Hightechausrüstungen gebraucht, mit denen Halbleiterfabriken weltweit modernste Prozessoren, Speicher und KI-Chips herstellen.

• DVS-Merkblätter zum Weichlöten
  DVS 2951 ‚Widerstandsschweißen in der Elektronik und Feinwerktechnik – Zerstörende und zerstörungsfreie Prüfungen‘
  DVS 2612-1 (Ausgabedatum 2020-06) ‚Flussmittel für das Weichlöten in der Elektronik – Hinweise für den Praktiker‘
  DVS 2612-2 (Ausgabedatum 2020-09) ‚Flussmittel für das Weichlöten in der Elektronik – Reaktionsmechanismen, Reaktionsprodukte, Rückstände, Prüfmethoden‘
  DVS 2613 (Ausgabedatum 2018-05) ‚Temperaturprofiloptimierung beim Reflowlöten‘
• DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik
  DVS 2615 (Ausgabedatum 2015-12) ‚Verunreinigungen bleifreier Lotbäder‘
  DVS 2809 (Ausgabedatum 1993-03) ‚Laserstrahlschweißen in Elektronik und Feinwerktechnik‘
  DVS 2810 (Ausgabedatum 1992-09) ,Drahtbonden‘
  DVS 2811 (Ausgabedatum 2017-02) ‚Prüfverfahren für Drahtbondverbindungen‘

Es wurde nachgewiesen, dass es mit einer CT-Röntgenanalyse möglich ist, zuverlässig Fehler in Epoxidharzstrukturen von verfüllten Buried Vias zu detektieren. Die gefundenen Fehler wurden im Querschliff analysiert und verifiziert. Durch den Einsatz verschiedener Teststrukturen mit unterschiedlichen Prepregs konnten kausale Zusammenhänge und Abhängigkeiten für die Entstehung der Fehler im Epoxidharz identifiziert und daraus Empfehlungen für den Layoutprozess und Lagenaufbau abgeleitet werden.

It has been proven that it is possible with a CT-X-ray analysis to reliably detect defects in epoxy resin structures of filled buried via. The defects found were analyzed and verified in crosssection. Through the use of various test structures with different pregregs, causal relationships and dependencies for the formation of defects could be identified and recommendations for the layout process and layer structure could be derived.

Durch Metaoberflächen lassen sich optische Funktionen direkt auf strukturierten Flächen umsetzen. Aktuelle Entwicklungen am Fraunhofer IOF, KIT, der LMU und Fraunhofer ENAS zeigen Lösungen für fokussierende, spektral selektive und schaltbare Metaoptiken. Diese lassen sich prozesstauglich herstellen und in Sensorik, Mikrospektroskopie, AR-Komponenten und industrielle Bildverarbeitung integrieren. Auch flexible Substrate und photonische Systeme werden berücksichtigt.

Metasurfaces allow optical functions to be implemented directly on structured surfaces. Recent advances at Fraunhofer IOF, KIT, LMU and Fraunhofer ENAS present scalable solutions for focusing, spectral selection and tunable optics. These can be integrated into sensors, microspectroscopy, AR components and machine vision systems, including flexible substrates and photonic architectures.

Forschungsvereinigung 3D MID auf der Rapid.Tech 3D 2025: Additive Mechatronics im Fokus: Vom 13. bis 15. Mai 2025 wurde die Messe Erfurt erneut zum Zentrum der additiven Fertigungstechnologien. Im Rahmen der Rapid.Tech 3D präsentierte sich die Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V. als zentraler Partner des neuen Fachforums „Elektronik & Komponenten“. Ein Highlight war der Eröffnungsvortrag von Prof. Dr. Florian Risch, Geschäfsführer des 3D-MID e.V. und Professor an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Er beleuchtete die Potenziale der „Additive Mechatronics“, einer innovativen Verbindung von additiver Fertigung und mechatronisch integrierten Baugruppen (MIDs). Diese Technologie ermöglicht die Integration mechanischer, elektrischer, thermischer und optischer Funktionen in einem einzigen Bauteil und eröffnet neue Möglichkeiten für Miniaturisierung, Designfreiheit und Effizienzsteigerung.

Auf der Semicon China wurde im März 2025 das Softwarefeature Dynamic Planar CT von Nordson Test & Inspection für automatisierte Röntgeninspektionssysteme (AXI) mit dem EM Innovation Award 2025 ausgezeichnet. In der PLUS stellt Andrew Mathers, Principal Product Line Manager bei Nordson, die Innovation näher vor. Dynamic Planar CT ist ein softwarebasiertes Produkt für die automatische Röntgeninspektion. Es vereinfacht maßgeblich die Identifikation kritischer Fehler während der Produktion. Die Technologie erzeugt hochauflösende 3D-Bildgebung mit hoher Geschwindigkeit und Präzision. Davon profitiert insbesondere die Qualitätskontrolle in der Elektronikproduktion und damit auch die Sicherheit im alltäglichen Leben. Das markiert einen bedeutenden Fortschritt in der automatisierten Röntgeninspektion (AXI) für die Halbleiterfertigung.

Veränderung im Vorstand des IMAPS Deutschland e.V.: Seit Oktober 2024 verstärkt Alexander Hensel, M.Sc., den Vorstand der IMAPS Deutschland e.V. im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit. Nach dem Studium der Ingenieurwissenschaften arbeitete er sieben Jahre am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) an der Universität Erlangen-Nürnberg und forschte dort im Bereich thermischer Beschichtungsverfahren für leistungselektronische Anwendungen. Weiterhin leitete er den Forschungsbereich Elektronikproduktion mit den Schwerpunkten datengetriebene Verfahren und Digitalisierung in der SMT- und THT-Fertigung, Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik sowie additive Fertigung in der Elektronikproduktion. Als Fertigungstechnologe verantwortet er derzeit bei der Siemens AG in Erlangen Prozesse der Flachbaugruppenfertigung.

Das EE-Kolleg-Format auf Mallorca zum branchenweiten Wissensaustausch und Networking ist einzigartig. Auch das 25. Event begeisterte. Fazit: Geschätzter denn je. ‚Die Zukunft der Fertigung: Additive Technologien, Exzellenz im Design und Managementstrategien‘ war das Motto der Jubiläumskonferenz. Zu diesen hochaktuellen Themenbereichen haben die Veranstalter ASMPT, ASYS Automatisierungssysteme, Balver Zinn Josef Jost, Christian Koenen, kolb Cleaning Technology, Rehm Thermal Systems und ZEVAC mit Beiträgen von Experten aus Industrie und Forschung wieder ein exzellentes Programm geboten.
Ulf Oestermann, Fraunhofer IZM, Berlin, der die Veranstaltung moderierte, ging bei der Eröffnung anlässlich des Jubiläums auf die wichtigsten Ereignisse im Jahr 1998 ein. Denn damals ist das erste EE-Kolleg veranstaltet worden und hat die Erfolgsgeschichte begonnen, die nur durch die Corona-Pandemie unterbrochen wurde. Danach informierte er über das Programm und stellte die Veranstaltungspartnerfirmen samt deren anwesenden Repräsentanten vor.

Deutsche Elektroexporte mit leichtem Plus nach erstem Quartal 2025: Die Exporte der deutschen Elektro- und Digitalindustrie sind im März 2025 um 7,1 % gegenüber Vorjahr auf 21,9 Mrd. € gestiegen. „Nach moderatem Rückgang im Januar und Stagnation im Februar war dies der deutlichste Anstieg seit zwei Jahren“, sagte ZVEI-Chefvolkswirt Dr. Andreas Gontermann. „Nicht zuletzt wegen möglicher negativer Auswirkungen der erratischen US-Zollpolitik im nächsten Berichtsmonat April bleibt es aber noch zu früh, die Trendwende auszurufen.“ Durch den Anstieg im März wurde auch die Entwicklung im gesamten ersten Quartal ins Positive gezogen. Hier summierten sich die Branchenausfuhren auf 63,8 Mrd. €, womit sie ihren entsprechenden Vorjahreswert um 1,9 % übertrafen.

Angetrieben durch den digitalen und ökologischen Wandel hat der Begriff ‚EcoReliability‘ an Popularität gewonnen. Während der Terminus in der Wissenschaft schon Einzug gehalten hat, ist für die Industrie die Zuverlässigkeit der Produkte wichtiger. Um unseren Planeten zu schützen, reicht es nicht mehr aus, sich lediglich mit der Zuverlässigkeit der Produkte auseinanderzusetzen. Konkrete Lösungsansätze müssen die ökologische Nachhaltigkeit weiter in den Mittelpunkt stellen. Genau dies hat zur Gründung des Arbeitskreises ‚EcoReliability‘ geführt. Für die Produktion und Nutzung ökologisch nachhaltiger Elektronikprodukte erarbeiten die Teilnehmenden innovative Forschungs- und Entwicklungslösungen. Denn: Nachhaltigkeit muss nicht nur teuer sein – sie kann sich auch als Wettbewerbsvorteil entpuppen.
Der Begriff ‚EcoReliability‘ bezeichnet das Zusammenspiel von Zuverlässigkeit (Reliability) und Umweltaspekten (Ecological) sowohl in der Produktentwicklung als auch in der Produktnutzung.

Am 26. Februar 2025 versammelten sich in der Stadthalle Erding nahe München Experten des Netzwerkes ‚Bavarian Chips Alliance‘, um über resiliente Lieferketten für kostengünstige Leiterplatten zu debattieren und nachhaltige Ansätze aus Industrie und Forschung zu präsentieren. Das von Bayern Innovativ organisierte und mit den Partnern FED, ZVEI und VDMA gemeinsam präsentierte Leiterplattenforum genießt einen guten Ruf. Die ursprünglich von Prof. Dr. Josef Nassauer, TU München, ins Leben gerufene Veranstaltung findet seit 2003 statt und hat sich nach mehrjährigen Treffen in München und Nürnberg die Stadt Erding als Standort auserkoren – gut erreichbar von München, ob mit dem Auto oder mit der S-Bahn. Ehrensache, dass auch wir von der PLUS in der altbayrischen Herzogstadt vorbeischauten, zumal ein ‚Matador‘ unserer Zeitschrift, der Kolumnist und Leiterplattenexperte Hans-Joachim Friedrichkeit, zu den Urgesteinen des Leiterplattenforums zählt.

Das Aufladen von Smartwatches, Tastaturen etc. könnte bald der Vergangenheit angehören: Ein Spin-off der Eidgenössischen Materialprüfungs- und For­schungs­anstalt (Empa) druckt Solarzellen für fast jedes elektronische Gerät – sogar für den Einsatz in Innenräumen. Jede Person besitzt im Durchschnitt sieben elektronische Geräte. Weltweit sind mehrere Milliarden Geräte im Einsatz – und mit dem Internet of Things (IoT) werden es immer mehr. Diese müssen regelmäßig aufgeladen oder die Batterien gewechselt werden. Das Empa-Spin-off ‚Perovskia Solar‘ hat sich deshalb auf Solarzellen nach Maß für alle erdenklichen elektronischen Geräte spezialisiert. Herkömmliche Silizium-Solarzellen sind in der maßgefertigten Herstellung aufwendig, teuer und bei schlechten Lichtverhältnissen ineffizient. „Wir können neuartige Perovskit-Solarzellen in beliebiger Größe drucken – und das kostengünstig“, verspricht Firmengründer Anand Verma. „Mit ihrem hohen Wirkungsgrad versorgen sie bei hellem Wohn- und Bürolicht fast jedes elektronische Gerät in Innenräumen mit Strom.“

EIPC Winterkonferenz in Luxemburg - 4./5. Februar 2025: Teil 4: Weitere Präsentationen und Ausflug nach Wiltz

Der erste Tag der EIPC-Konferenz ging mit aufschlussreichen Präsentationen weiter und wurde von einer Firmenführung bei Circuit Foil in Wiltz gekrönt. Auch am zweiten Konferenztag ging es mit spannenden Vorträgen weiter.

First day of EIPC Winter Conference continued with insightful presentations and was topped off with a company tour at Circuit Foil in Wiltz. The second day also featured exciting presentations by knowledgeable experts.

Mercedes und NIO/China sind am Start und ZF Friedrichshafen ist als Zulieferant mit dabei. Steer-by-Wire ist das Lenkungssystem der Zukunft, denn für autonomes Fahren ist die Technologie eine Grund­­voraussetzung. Damit entsteht ein neues Marktsegment für Leiterplatten und elektronische Systeme. In der Flugzeugtechnik war der 22. Februar 1987 ein Meilenstein. Mit dem Erstflug des Airbus A320 ging das System ‚Fly-by-Wire‘ in Serie. Eine dreifache Redundanz von Leitungen und Systemen hat schon damals für eine hohe Sicherheit gesorgt. In der Automobilindustrie sind rund 40 Jahre vergangen, bevor jetzt ‚Steer- by-Wire‘ (SbW) in Serie geht. Bereits in der PLUS 8/2018 berichtete der Autor dieser Kolumne über die Entwicklung von Steer-by-Wire für zukünftige Pkws.

FED-Konferenz 2025 in Lübeck – Starke Verbindungen für die Elektronik: In hanseatisch-maritimem Ambiente trifft sich am 24. und 25. September 2025 die Elektronikbranche bei der 33. FED-Konferenz, unserem Forum für Wissenstransfer, Vernetzung und strategischen Dialog. Die Konferenz-App mit allen Daten ist freigeschaltet und bis zum 21. Juli wird auf alle Anmeldungen 10 % Frühbucherrabatt gewährt.
Unter dem Motto „Starke Verbindungen“ bringt die Konferenz Entwickler, Fertigungsspezialisten, Softwareanbieter und Entscheider aus der gesamten Wertschöpfungskette zusammen. Auf dem Programm stehen 48 Fachvorträge in vier parallelen Slots, praxis­orientierte Workshops und eine begleitende Ausstellung mit 42 Ständen. Hier präsentieren sich Experten aus Design und Fertigung, Softwarehäuser sowie spezialisierte Zulieferer. Zwei profilierte Keynotes setzen zukunftsweisende Impulse: Der renommierte Gehirnforscher Dr. Henning Beck zeigt, was menschliches Denken anders macht als Algorithmen. Der Hamburger Tech-Unternehmer Manfred Garz spricht über die Chancen in einer Zeit der Umbrüche und Disruptionen.

Gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (Kalifornien, USA) mit einem neuartigen 3D-Druckverfahren, das empfindliche Elektronik sowohl vor mechanischen Schäden schützt als auch vor Schäden, die durch elektromagnetische Strahlung und elektrostatische Entladungen entstehen. Realisiert wird dies durch den Einbau einwandiger Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) in 3D-druckbare Siloxan-Elastomere zur Ladungsableitung wie auch zur Festigkeitserhöhung. Der Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) ist in der Chemie- und Elektronikindustrie ein wichtiges Anliegen. In der Elektronik führt ESD häufig zu Ausfällen integrierter Schaltkreise aufgrund schneller Spannungs- und Stromstöße von geladenen Objekten wie menschlichen Fingern oder Werkzeugen. Ein zwölfköpfiges Wissenschaftlerteam um Jeremy Armas des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL, Abb. 2) befasste sich erfolgreich mit diesem Problem.

Anwendungen von Halbleiterschaltkreisen und -bauelementen in der Leistungselektronik, der Elektronik für erneuerbare Energien und in der künstlichen Intelligenz sind wahre Energiefresser. Um dennoch dringend notwendige Energieeinsparungen zu erreichen, um die drohende Klimakrise aufzuhalten, ist noch viel Forschungsarbeit zu leisten. Das geschieht etwa an der Hochschule München. Richard Ganser arbeitet an seiner Promotion im Labor für Modellbildung an der Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik an der Hochschule München (HM). Dort arbeitet er am Zeppelin-Projekt mit, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert wird. Ziel ist die Weiterentwicklung von ferroelektrischem Hafnium- und Zirkonoxid – zwei Materialien, die in der Halbleitertechnik für Aufsehen sorgen.