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Neue Veranstaltungen der Forschungsvereinigung 3-D MID e. V. im Jahr 2021: MID Days: In den ab diesem Jahr neu entstehenden MID Days werden mittels einer virtuellen Veranstaltung jeweils zwei der aktuell über die Forschungsvereinigung laufenden AiF-IGF-Vorhaben von den wissenschaftlichen Bearbeitern vorgestellt. Durch diese „technical hour“ erhalten Sie einen kurzen Einblick in die neuesten Entwicklungen der Forschung und bleiben mit den Instituten und den beteiligten Unternehmen in Kontakt. Im Anschluss an die Vorstellung stehen die Wissenschaftler für Rückfragen zur Verfügung. Die Termine und weitere Details werden zeitnah veröffentlicht.

Am Fraunhofer IZM wird die Quantenphysik aus den Lehrbüchern in die Realität geholt. Mit optischen glas-integrierten Wellenleitern entsteht eine universelle Plattform, die Lösungen für abhörsichere Quantenkommunikation und hochgenaue Quantensensoren ermöglicht – miniaturisiert, schnell und kundenspezifisch.

At Fraunhofer IZM, quantum physics is being brought out of the textbooks and into reality. With optical glass-integrated waveguides, a universal platform is being created that enables solutions for tap-proof quantum communication and high-precision quantum sensors – miniaturized, fast and customized.

Ausblick: Projekt ‚Leittechnologie Energiewende‘: Für die deutsche Industrie ist die Energiewende Herausforderung und Chance zugleich. Als Energieverbraucher ist sie massiv betroffen, als Anbieter von Effizienztechnologien hat sie aber auch große Potenziale für die Steigerung von Umsätzen und die Sicherung von Arbeitsplätzen. Aus diesem Grund gilt es, die Fügetechnik bei den Forschungsaktivitäten zur Energiewende zu platzieren und die Möglichkeiten für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) in diesem Bereich auszuloten. Lokal wirtschaftlich produzierbare Solarmodule für die Energiewende sind Schwerpunkte eines Forschungsprojektes, das soeben im Rahmen der ‚AiF-Forschungsallianz Energiewende‘ bewilligt wurde. Federführend sind dabei die Forschungsgemeinschaft Technik und Glas e. V. und die Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS, kurz: DVS Forschung.

Robotikunternehmen und -Forschungseinrichtungen im ‚Silicon Saxony‘ bringen immer mehr international vielbeachtete Innovationen in den Robotertechnologien hervor. Dazu tragen universitäre Ausgründungen und zugezogene Robotikfirmen ebenso bei, wie gewachsene Automatisierungsunternehmen und einzigartige Exzellenzcluster. Gebildet wurde jetzt die Allianz ‚Robot Valley Dresden‘, um die Region als Tal der Robotertechnologien zu profilieren und die Wirtschaftskraft auf diesem Gebiet zu steigern. „In und um Dresden haben sich inzwischen zahlreiche Unternehmen angesiedelt, die auf die eine oder andere Weise mit Robotik zu tun haben“, betonte der Amtsleiter der Wirtschaftsförderung Dresden, Robert Franke. Die Robotik ergänzt sehr gut die Schwerpunkte der Mikroelektronik- und Softwareindustrie im Silicon Saxony im Zusammenspiel mit dem starken Maschinenbau der Region, der sich auch auf die starke Ära der Feinwerk- und Büromaschinentechnik sowie der Uhrenindustrie in der Historie Sachsens begründet.

„Der Sinn – und dieser Satz steht fest – ist stets der Unsinn, den man lässt“, wandelte der Philosoph Odo Marquard Wilhem Busch ab. Wie so oft haben Entscheidungen mehrere Seiten: Blei ist giftig und gefährlich, aber das Bleiverbot durch RoHS ist dennoch zu hinterfragen. Elizabeth I. von England wurde gewöhnlich mit einem weiß gepuderten Gesicht dargestellt. Es wird vermutet, dass Blei in dem verwendeten Pulver zu einer Vergiftung führte, die zu ihrem Tod beigetragen hat. Vielleicht hilft es, sich die Beschreibung des Michel de Castelnau, Sieur de la Mauvissière vorzunehmen, um einen etwas objektiveren Eindruck zu erhalten als britische Historiker meist zu geben gewillt sind.
 

Sehr zu begrüßen sei zwar, dass mit IPCEI2 Mikroelektronik ein Beitrag zur Sicherung der europäischen Technologie-Souveränität aufgesetzt wurde, doch müsse die Umsetzung auch schneller und ohne viel Federlesens erfolgen. Soweit die Essenz dessen, was der Silicon Saxony e.V. uns und der Politik mit seinem offenen Brief von Anfang März auf den Weg gab. Leser der PLUS online News (www.plus-fachzeitschriften.de) haben ihn im Original-Wortlaut sicher schon gefunden – nachzulesen ist er auch unter https://kurzelinks.de/jt1w. IPCEI steht für ‚Important Project of Common European Interest‘ – transnationale, wichtige Vorhaben von gemeinsamem europäischen Interesse, die mittels staatlicher Förderung einen wichtigen Beitrag zu Wachstum, Beschäftigung und Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie und Wirtschaft leisten. Es gibt beispielsweise IPCEI Wasserstoff und – Ende 2018 zur Interessensbekundung aufgesetzt – IPCEI2 Mikroelektronik.

• Harting als Vorsitzender des ZVEI ECS bestätigt
• Zum Vice President CRM aufgestiegen
• Senior Business Development Manager bei CCI Eurolam
• Automotive: TISAX-Prüfung sichert Marktzugang
• Engagement: Forschungskooperation in Indien
• Leichtes Umsatzwachstum
• Vertriebsabkommen: Weidinger und Kissel + Wolf
• Multi Components: 2020 positiv – solide Auftragsbasis
• EMS: Networking für neue Industrie 4.0-Lösungen
• BM-Chemie vertreibt Bergquist-Materialien
• PCB-Broker Elmatica feiert 50-Jähriges Jubiläum
• Weitere Bestellungen für Direct Imaging Systeme

Chemical Vapor Deposition (CVD) gilt als zukunftsfähiges Herstellungsverfahren für industriell eingesetztes Graphen. Bis zur breiten kommerziellen Realität sind „noch mannigfache Probleme zu überwinden“, resümiert eine aktuelle IDTechEx-Studie: Das CVD-Verfahren erzeugt einen perfekten einatomigen Layer im Low-Cost Roll-to-Roll-Verfahren. Fertigungsreife ist absehbar, so der britische Marktforscher in der Studie ‚Graphene Market & 2D Materials Assessment 2021–2031‘. Die Studie unterscheidet zwei Verfahren zur Graphen-Herstellung: Die ‚Top-Down‘-Methode startet mit dem regulären Graphit und erzeugt daraus ein Graphen-Pulver und so genannte Nano-Platelets (Graphen-Stapel mit 1 bis 15 nm Dicke und Durchmesser bis 100 µm). Diese Methode wird im Urteil von IDTechEx die nahe und mittlere Zukunft dominieren, mit Anwendungen bei Energiespeicherung, Polymerverbindungen, Beschichtungen, im thermischen Management und anderen.

EMV 2021: Networking – Wissenstransfer – Trends: 22. bis 26. März 2021 digital: Die EMV, Europas bedeutendste Plattform auf diesem Gebiet, wird in diesem Jahr digital und verlängert stattfinden. Die 5-tägige Dauer ermöglicht vielfältigere Kombinationsmöglichkeiten und Teilnahme an bis zu neun statt bisher sechs Workshops. Zudem wird mehr Flexibilität bei individuellen Gesprächsterminen und die bessere Integration in den Berufsalltag möglich. Die Event-Plattform der ‘EMV goes digital‘ unterstützt Networking mit Funktionalitäten, die von Social-Mediabekannt sind. Die EMV wird am 22. März von Prof. Dr.-Ing. Thorsten Schrader, PTB, eröffnet – mit einer Keynote ,Elektromagnetische Verträglichkeit von Windenergieanlagen und terrestrischer Navigations-Einrichtungen der Luftfahrt‘. Am 24.03.2021 spannt Jörg Bärenfänger, EMC TEST NRW GmbH, mit seiner Keynote mit dem Titel „EMV und Elektromobilität – Haben wir die EMV bei der Elektromobilität im Griff? Und… lädt es?“ einen Bogen über die EMV-Herausforderungen bei Lademöglichkeiten von Elektrofahrzeugen.

Erfahrungen aus 226 Mrd. Betriebsstunden von eGaN-Komponenten im Feldeinsatz liegen nun als Phase-12-Zuverlässigkeitsbericht vor. Er dient als Lebensdauerprognose anhand physikalischer Modelle und bestätigt: eGaN-Bauelemente erreichen eine Lebensdauer und Robustheit, die über der von Silizium-Leistungshalbleitern liegt. Leistungselektronik-Spezialist Finepower hat einen Phase-12 Reliability Report zu den eGaN-Bauelementen des Herstellers EPC vorgestellt. Diese werden seit über 11 Jahren als Serienprodukte hergestellt und haben in mehr als 226 Mrd. Betriebsstunden eine sehr hohe Zuverlässigkeit unter rauen Betriebsbedingungen bewiesen – etwa in Fahrzeugen, LTE-Basisstationen und Satelliten. Der Bericht ergänzt nun die umfangreiche Wissensbasis der ersten elf Reports und beschreibt im Detail, wie mithilfe einer Test-to-Fail-Methodik intrinsische Ausfallmechanismen aufgespürt und zur Entwicklung physikalischer Modelle verwendet werden können. Ziel ist, die sichere Betriebslebensdauer der Produkte präzise vorherzusagen.

Das Ende der Technologie: Das vergangene Jahr ist überraschenderweise – vom allgemeinen Standpunkt des Komponentenmarktes aus betrachtet – um einige Prozent gewachsen, auch wenn es leider bei der Distribution etwas anders aussieht. Tatsächlich sind die Aussichten für 2021 eher positiv als negativ. Laut den renommierten Marktforschern IC Insights und VLSI Research (2018) sind die längerfristigen Aussichten für den Komponentenmarkt mit einem Marktvolumen von mehr als 1 Billion US-Dollar bis 2030 sehr positiv. Gäbe es da nicht einige große ‚WENNs‘. Bedenkt man, dass trotz Covid-19 einige große gesellschaftliche Probleme – insbesondere der Klimawandel – nach wie vor sehr präsent sind, und berücksichtigt man die weit verbreitete Vorstellung, dass der Wendepunkt zur Klimaregulierung nach Ansicht vieler Experten weniger als 10 Jahre entfernt ist, liegt es nahe, die Trends in der High-Tech-Industrie zu betrachten. Denn diese Branche verspricht Innovation zum Wohle der Allgemeinheit und vermittelt den Mythos, dass nur die Technologie das Spiel verändern kann. Ist das wirklich wahr? Und wenn nicht, was muss dann geschehen? Was muss die Industrie tun, um das Versprechen in eine glaubwürdige Realität umzuwandeln?

Immer höhere Verdrahtungsdichte auf der Leiterplattenfläche wird zur Herausforderung für CAD-Design und PCB-Produktion. Komplexere Kontaktierungsstrategie, reduzierte Via-, Pad- und Leiterbahnflächen und komplexere Konstruktion des Multilayers sind Lösungsansätze. Die Evolution elektromechanischer Baugruppen ist offensichtlich: Die Dichte der Anschlüsse auf den Komponenten nimmt zu. Am deutlichsten wird das bei der Betrachtung der Pinabstände (~ Pitch) von BGAs. Noch liegt der übliche Wert bei 800 µm, die Tendenz geht jedoch in Richtung 650 µm. Mit BGAs mit einem Pitch von 500 µm ist die Evolution der Bauteile noch nicht beendet. Das Limit sind BGAs mit einem Pitch von 400 µm, die bereits in hunderttausenden Handys eingesetzt sind. Auch die Platzierungsdichte von Komponenten auf der Fläche einer Leiterplatte nimmt zu. Doppelseitige Bestückung ist üblich und wenn der verfügbare Platz auf zwei Seiten nicht mehr ausreicht, wird Bestückung auf dritter oder vierter Ebene in Betracht gezogen: Das Prinzip ‚Embedded Components‘ lässt die Testphase hinter sich und wird bald eine anspruchsvolle, aber gängige Option sein.

Vereinfachte Datenabfrage, optimierte Konfiguration und erleichterte Bedienbarkeit – das sind die wichtigsten Aspekte des umfangreichen Versionsupdates des CAE-Pakets ToolSystems von AmpereSoft. Die Neuerungen unterstützen einen beschleunigten sowie möglichst reibungslosen Engineering-Prozess. In die neue Version 2021.1 sind zahlreiche Weiterentwicklungen eingeflossen. So wurden im Materialverwaltungs- und Pflegetool MatClass regelwerksbasierte Konfiguratoren für Komponenten und deren Zubehör in die Herstellerdatenbanken von Eaton und Schneider Electric integriert Hierdurch wird die Möglichkeit einer direkten Konfiguration in einer ,herkömmlichen‘ Artikeldatenbank geschaffen und sehr einfach und zuverlässig können vollständige Materialkombinationen aufgrund technischer Anforderungen erstellt werden.

Fachartikel aus der Praxis: Intelligentes Design for Manufacturing (DFM): Fertigungsoptimierte Leiterplattenentwicklung gewinnt immer mehr an Bedeutung
Die Anforderungen an Leiterplattenentwickler werden nicht nur aus funktionellen Gesichtspunkten immer komplexer. Wer sich mit dem Thema Leiterplattendesign beschäftigt, sollte zwangsläufig auch nachgelagerte Fertigungs-, Test- und Handlungsspielräume kennen und Software verwenden, die all diese Facetten unter Kontrolle behält. Unter dem neuen Namen ‚Siemens EDA‘ integriert Siemens nun das umfassende Softwareportfolio für Electronic Design Automation (EDA) von Mentor Graphics/Valor mit Siemens-Technologie für Simulation, mechanisches Design, Fertigung, Cloud, Internet of Things (IoT) und Systemdesign. Das Ergebnis ist eine breit gefächerte Produktpalette, die ganzheitlich interagieren oder als Teillösung in einer bestehenden Tool-Umgebung integriert werden kann.

Pkw-Hersteller – bis 2022 wieder auf Vorkrisen-Niveau? Erfolg ist nur gemietet, Mietzahlungen sind täglich fällig erstärkt durch die Corona-Pandemie brach der weltweite Automobilmarkt 2020 um weitere 15 % ein, nachdem 2019 bereits ein Minus von 5,2 % zu verzeichnen war (Abb. 3). Der Absturz des europäischen Pkw-Marktes 2020 war mit -24 % noch gewaltiger. Auch die USA mussten einen Rückgang von 14,7 % für das Gesamtjahr verkraften. Der weltgrößte Markt China knickte nur kurz Anfang 2020 ein, erholte sich aber schnell wieder und blieb für das Gesamtjahr nur noch um -6,1 % unter Vorjahres-Niveau (Abb. 4). Nur der Absatz von Elektrofahrzeugen in Deutschland erreichte dank großzügiger Prämien neue Rekordstände. 194 000 Vollelektrische Pkw (BEV) und 200 500 Plugin Hybride (PHEV) wurden hier 2020 zugelassen (Abb. 1 u. 2).

Report from the fifth Technical Snapshot Webinar (Feb. 17, 2021) John Ling’s invitation to the fifth in EIPC’s series of Technical Snapshots was as droll as we have come to expect: “In these confined days of lock down, and exhortations to stay at home and only go out for exercise, this only exercises the natural inclination to hop on a plane to some sunshine. Although not the same as Factor 20, one of our Webinars gives a high degree of protection from harmful ignorance, and you do not have to go out in the cold”. ,Sauberkeit‘ war zentrales Thema der von Tarja Rapala-Virtanen, der technischen Direktorin des EIPC, eingeleiteten Veranstaltung – der nunmehr 5. der EIPC-Webinar-Reihe. Moderiert wurde sie von Christian Behrendt, EIPC-Vorstandsmitglied und Geschäftsführer des deutschen Leiterplattenherstellers ILFA.
Freddy Gilbert, Technologieanalyst bei Zestron Europe, startete mit einer Präsentation, die detailliert die Technik der Ionenchromatographie und ihre Vorteile bei der Beurteilung der Sauberkeit von PCB-Baugruppen durch die Bestimmung der Art und des Ausmaßes der ionischen Kontamination beschrieb.

Wärmemanagement in Leiterplatten und Baugruppen ist eine immer größere Herausforderung: Ob LED-Anwendungen großer Lichtleistung, HF-Technologie oder Leistungselektronik – bessere Wärmeübertragung und Kühlung sind immer mehr gefragt: Bei einer Leiterplatte bzw. einer elektronischen Baugruppe hat Wärmemanagement zum Ziel, die Wärme von den wärmeerzeugenden Komponenten weg zu bekommen und nach außen abzuleiten. Eine verbesserte Wärmeübertragung reduziert das Risiko der thermischen Überlastung von aktiven Bauteilen und ist oft ein entscheidender Faktor für die Erfüllung der Lebensdaueranforderungen des Produktes. Folgende Technologien auf Leiterplatten-Ebene verbessern die Wärmeableitung: Die Metall-Core-Technik; Die Kupfersäulen-Technik; Die Copper-Coin-Technik

Räumliche Schaltungsträger (3D-MID), seit Markteintritt vor ca. 25 Jahren stetig weiterentwickelt, sind zunehmend im Markt präsent. Gründe sind Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung. Die Möglichkeiten, mechanische, sensorische, optische, fluidische und thermische Funktionalitäten in 3D-Module einzubeziehen sind längst nicht ausgeschöpft. In der Einführung zu Teil 1, der als Kern-thema Printed Electronics (PE) hatte, ging der Autor bereits auf einige grundlegende Dinge zu 3D-MID ein. Der Buchstabem M im Kürzel steht für viele für ‚Mechatronic‘ statt ‚Molded‘. Tatsächlich wurde der ursprüngliche Begriff Molded Interconnect Devices laut [1] schon während des MID-Kongresses 2010 zu Mechatronic Integrated Devices umbenannt.

Ende Januar fand das Zweite der KSG-Webinare zu 3D-Leiterplatten statt. Thema: ‚Mehrdimensionale PCBs konstruieren, designen und optimal einsetzen‘.Über das erste Webinar, (zu Starrflex-, Semiflex- und HSMtec-Aufbauten) berichtete die PLUS 1/2021. Im 2. Webinar wurden die verschiedenen Aufbauten, Funktionsprinzipien und Technologien von starrflexiblen, semiflexiblen und HSMtec-Leiterplatten vorgestellt. Die Entscheidung, welche Aufbauten und Leiterplattentypen in der Baugruppe zum Einsatz kommen, hängt von den jeweiligen technischen Anforderungen ab, welche die Platine zu erfüllen hat. Auswahl der richtigen Technologie: Die Herstellung für Leiterplattenaufbauten ist unterschiedlich komplex und bestimmt u. a. die Kosten. Auch die Wahl des Basismaterials beeinflusst die Kosten. So wird z. B. für Starrflex-Aufbauten im Biegebereich hochwertiges Polyimid eingesetzt. Auch in der Herstellung sind starrflexible Aufbauten am aufwendigsten, sodass diese im Vergleich zu Semiflex- und HMSTec-Leiterplatten am teuersten sind. Sie erfüllen im Gegenzug hohe Anforderungen z. B. in Bezug auf Biegeradien- und zyklen sowie Impedanzkontrolle.

Kompromiss zum Sorgfaltspflichtengesetz: Umsetzung bleibt für viele Unternehmen eine große Herausforderung: Die Bundesregierung hat sich offenkundig auf einen Kompromiss zum geplanten Sorgfaltspflichtengesetz geeinigt. Mit Blick auf die Diskussion des Gesetzentwurfs im Bundestag plädiert der ZVEI weiterhin für einen Ansatz, der die EU-Mitgliedsstaaten und die Industrie zur Wahrung der Menschenrechte zusammenbringt. „Die Unternehmen können nicht allein gelassen werden bei der Detektivarbeit, mit welchen Unternehmen und Personen Geschäftsbeziehungen eingegangen werden können. Die EU und die Mitgliedstaaten müssen durch Hinweise auf Verstöße gegen die Menschenrechte unterstützen“, erklärt Wolfgang Weber, Vorsitzender der ZVEI-Geschäftsführung. Eine solche Liste mit Warnhinweisen könne sich an den bestehenden EU-Sanktionsvorschriften orientieren, die heute schon von den Unternehmen zwingend zu beachten sind. Eine solche Regulierung könne von den Unternehmen schnell aufgenommen werden und positive Effekte bei der Wahrung der Menschenrechte in den Lieferketten erzielen.