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Nachfolgend wird über das vor kurzem gestartete Forschungsprojekt „Produktions- und Organisations- flexibilisierung im Life Cycle" (ProfiL) informiert, das im Rahmenkonzept „Forschung für die Pro- duktion von morgen" im Wettbewerbsfeld „Integrierte Modernisierung von Organisation und Führung produzierender Unternehmen" durchgeführt wird. Zielstellung von ProfiL ist, ein KMU-gerechtes Gesamtkonzept zu entwickeln, das es ermöglicht, ein Unternehmen mit mehr Selbst- organisation sicher in die Zukunft zu führen und seine nachhaltige Weiterentwicklung sicherzu- stellen.// 

A description is given of the recently initiated research project “Increased Flexibility in Production and Organisation through the Life Cycle” (ProfiL) which falls within the framework con- cept “Research into the Production Methods of Tomorrow”. This is part of the wider competitiveness strategy “Integrated Modernisation of Orga- nisations and Management of Manufacturing Businesses”. The aim of the ProfiL project is to develop an overall concept suitable for SME’s, allowing a business to embody a high degree of self-organisation and thus to ensure its long-term survival and future evolution.

3. Adara-Anwender-Workshop am 21./22. September 2004 in Faulquemont/Frankreich

Nach einer Führung durch das Teknolam-Werk lag der Schwerpunkt des Workshops neben dem regen Informationsaustausch unter Adara-Anwendern und Basismaterialherstellern diesmal auf der Vor- stellung neuer Maschinen von Cedal: Indubond 130 und die Monolamination Presse.

Der als freier Erfahrungsaustausch unter Anwendern angelegte Workshop kam ohne festes Vortragsprogramm aus. In lockerer Atmosphäre moderierte Giuseppe Santagati, Geschäftsführer von der Vertriebsgesellschaft Cedal Europa GmbH in Roth bei Nürnberg, die Themen rund um Cedal-Pro- dukte. Unterstützt wurde er dabei von Kundendienst-Mitarbeiter Volker Schüller und dem tech- nischen Experten Alfredo Carnovale vom Haupt- sitz der Firma in Varese. Im Mittelpunkt standen das Induktionsschweißen, die Vorstellung der neuen „mobilen“ Monolaminationspresse und Erfahrungen mit Adara-Pressen und verschiedenen Basismaterialien. Zur Begrüßung gab es eine Führung durch das Werk von Teknolam.

Flexibilität wird heute praktisch in bzw. von allen Dingen vehement gefordert. Die Lieferanten sollen flexibel sein, um alle Kundenwünsche möglichst sofort zufrieden stellen zu können. Die Mitarbeiter sollen flexibel sein, so dass alle Unternehmens- forderungen problemlos umsetzbar sind. Auch die Forderung nach Flexibilität bezüglich des Wohn- bzw. Standorts ist heute selbstverständlich. Flexibilität ist Trumpf, starre Systeme sind out. Denn im harten Wettbewerb ist vor allem schnelles Reagieren auf Änderungen gefragt, wozu Flexibilität eine Grundvoraussetzung ist, und ständige Änderungen gehören inzwischen zum Alltag – auch in der Leiterplatten- und Baugruppentechnik.

Die Weinheimer Firma enmech ist Entwicklungspartner und Hersteller von Mechatronik auf Basis der Flachleitertechnologie. Das Unternehmen beliefert überwiegend die Automobilindustrie und fertigt in Berlin flexible Leiterplatten. Mit zwei innovativen Lösungen tut sich enmech jetzt wieder hervor: Da gibt es zum einem neues Flex-Basis-Material für verbessertes Thermomanagement in der Frontlicht-Anwendung und zum anderen flexible, gedruckte Schaltungen, die die Verdrahtung von Batteriezellen perfektionieren sollen. Beide Innovationen stellte das Unternehmen auf der Messe electronica vor und seien hier kurz beschrieben.

Auf ein Weltmarktvolumen von 400 Mio. $ schätzt der britische Marktforscher IDTechEx das Weltmarktvolumen für dünne, flexible Batterien in zehn Jahren (Abb. 1). Bis 2026 sollen daraus sogar 460 Mio. $ werden. Heute beläuft sich dieser Markt jedoch nur auf magere 6,9 Mio. $.

Getrieben wird diese viel versprechende zukünftige Entwicklung vor allem von den Erwartungen an die elektronisch lesbaren Smart Tags, also Funketiketten, die in der Warenwirtschaft Anwendung finden sollen. Das ist aber nur eine Facette des Aufstiegs der flexiblen Batterien, die auch in viele, heute noch nicht absehbare Produkte des Internets der Dinge Eingang finden sollen. Andere sind Smartcards, RFID-Tags, Smart Packaging (mit Verbrauchshinweisen und Lagerdaten von Produkten) und smarte Pflaster und Binden für medizinisch-diagnostische Anwendungen.

Erfolg verpflichtet: Das 50-jährige Firmenbestehen, eine fünf Jahre währende NXT-Erfolgsgeschichte und 22.500 verkaufte NXT-Bestücker seit der Einführung im Jahr 2004 – Fuji Machine hat das Ende der Fahnenstange noch lange nicht erreicht. Mit einer Fülle von Neuerungen strebt der Japaner voran. Klaus Gross lehnt sich entspannt zurück. Er hat auch allen Grund dazu: In der Zurückgezogenheit des kleinen Besprechungszimmers kurz den massiven Trubel auf dem Productronica-Messestand vergessend, kommt der Senior Sales Manager von Fuji Machine Europe schnell zum Punkt: Klar gebe es die Krise, von der Fuji genauso wenig verschont blieb, wie der Rest der Branche. Doch eigentlich hätte man keine Zeit zum Jammern.

Die neoplace304modula, eine Messeneuheit der Osai Automation Systems GmbH auf der SMT2010, ermöglicht modulare Produktionslinien und macht somit die Fertigung skalierbar und hiermit anpassbar an die aktuellen Gegebenheiten. Aufgebaut auf einer Granitbasis ermöglichen die verwendeten Linear- motoren mit ihren optischen Linearmaßstäben höchste Beschleunigungen und Geschwindigkeiten einhergehend mit hoher Präzision für die flexible Bestückung von Odd-Shape- und THT-Komponenten.

Setting out from a review of the state-of-art in fle- xible electronics, areas of present and future application are discussed as well as ways in which the materials used and the associated processes might be exploited. For large-scale production, reel-to-reel printing techniques, much the same as those used in the paper printing industry, appear most promi- sing. It should be possible to use these not only for passive components, but also for active components such as transistors and IC's. Novel materials are now available for such an approach. // 

Ausgehend vom aktuellen Status der flexiblen Elektronik werden deren Anwendungsgebiete sowie die Forderungen an die verwendeten Materialien und Prozesse erläutert. Für Massenanwendungen werden für die Realisierung – auch aktiver Bauelemente wie Transistoren und IC – Druckprozesse im Rolle-zu-Rolle-Verfahren ähnlich wie bei Papierdruck- erzeugnissen benötigt. Erste neue Materialien stehen zur Verfügung.

Im Gegensatz zur starren Platinen- Elektronik lassen sich in der flexiblen Elektronik dünne, flexible Bauelemente auch auf gewölbte Oberflächen aufbringen und relativ unkompliziert in verschiedene Materialien, z. B. in Verpackungen, integrieren. In der Regel werden dazu Einzelkomponenten in ein elastisches Material eingebracht und über dehnbare Leitungen miteinander verbunden.

Erfolgreiches Technologie-Forum im ZVE-Oberpfaffenhofen
Die Zielsetzung dieses von Prof. Dr. W. Scheel moderierten Forums war es, anhand vieler bereits realisierter Anwendungen die mit flexiblen Leiterplatten gemachten, vielseitigen Erfahrungen dem Auditorium zu vermitteln und für eine breitere Anwendung dieser Technik im Rahmen von Miniaturisierungen, einfach oder doppelseitig mit Bauteilen belegten Flexfolien (Flexible Leiterplatte) Interesse zu wecken. Dazu waren sieben Referenten, vorwiegend aus einschlägig tätigen Industrieunternehmen eingeladen, die mit ihren interessanten Vortragsthemen die ZVE-Zielsetzung unterstützten.

Möglichkeit für Miniaturisierungen

Ganz gleich ob Medizintechnik, Sensorik, Aktuatorik, Mechatronik, Miniaturmotoren, Steuerungen oder instrumentelle Analytik - die Elektronik packt immer mehr Intelligenz in immer kleinere Räume, Die Leistungsdichte steigt so auf immer neue Rekordmarken. Mit Hilfe von flexiblen Leiterplatten eröffnen sich Elektronikern und Konstrukteuren gleichermaßen völlig neue Horizonte. Flexible Leiterplatten kombinieren komplexe und räumlich individuell anpassbare Leiterbahnarchitekturen von elektronischen Schaltungen mit Bauteilen auf flexiblen Trägermaterialien.

Stanzgitter werden zunehmend durch die Integration mehrerer Funktionen in einem Bauteil ersetzt. Der Stanzgitterersatz ermöglicht dezentrale Lesungen mit zusätzlichen Funktionen und intelligenten Schaltungen oder Sensoren.

Im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung und zunehmenden Komplexität werden Systemlösungen immer wichtiger. Diese lassen sich oft vorteilhaft – auch aus Kostensicht – mit Flex- und Starrflex-Technologie realisieren. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über diese Technologien und Hinweise darauf, wann welche Technologie eingesetzt werden sollte. Dabei werden speziell die Einsparpotenziale betrachtet und ein Ausblick auf die neuesten Entwicklungen gegeben.// 

As the trends to miniaturisation and increased complexity continue, systems-based solutions become ever more attractive. In many instances, these are best implemented using flex or rigid-flex pcb’s, which can bring cost savings also. An overview is provided of these technologies, noting how the most appropriate technology can be selected, with cost-savings very much in mind. The latest technological developments are also highlighted.

Beta LAYOUT ist ein in Europa führendes Unternehmen im Bereich Leiterplattenservice. An drei deutschen Standorten produziert der Betrieb Leiterplatten-Prototypen und Kleinserien nach dem Kostenteilungs-Prinzip PCB-POOL. Dieses hat Beta LAYOUT nun erweitert.

Nachdem es für die europäische Hersteller immer schwieriger wird, gegen den Preisdruck auf in Asien in Volumen gefertigte, starre Standardleiterplatten anzukämpfen, ist die flexible Leiterplatte ein Innovationsfeld, über das sie sich profilieren und unter europäischen Rahmenbedingungen Gewinne erzielen können, die für eine Prosperität in Zukunft Voraussetzung sind. Die gegenwärtige „Konjunktur" der flexiblen Leiterplatte hat das Programmkommitee des SMT/ HYBRID/PACKAGING Kongresses aufgegriffen und dem diesjährigen Kongress am 20. April das Thema „Flexible Leiterplatten – Innovationsfaktor mit Mehrwert für die Baugruppe" vorgegeben. Führende Fachkräfte aus der Industrie und wissenschaftlichen Institutionen gaben Einblicke in den gegenwärtigen Stand der Entwicklung dieser Technologie und ihre Anwendungsfelder.

Vielen Geräteentwicklern, Designern und Ge- räteproduzenten sind die umfangreichen Vorteile flexibler Leiterplatten noch immer unbekannt. Sie schwören traditionsgemäß auf starre Leiterplatten, im progressiven Fall auch auf FPGA- und ASIC-Einsatz. Der nachfolgende Beitrag soll eine Grundübersicht über die Arten, Möglich- keiten und Besonderheiten von Flex-Leiterplatten bieten. Im Anschluss werden Hinweise für ergänzende weiterführende Richtlinien gegeben. // 

A surprisingly large number of product developers, designers and product manufacturers appear unaware of the numerous advantages offered by flexible PCB’s. So they swear by conventional rigid boards, albeit in some cases using FPGA and ASIC’s. The paper provides a basic overview of the various types of flexible PCB, the options that these offer and special features. The paper concludes with suggestions for further reading and guidelines.

Die TBK - Technisches Büro Kullik GmbH ist deutscher Vertriebspartner für die Firmen DEN-ON, Filtronic Filter Systems, HAKKO und seit Herbst 2008 auch für Optilia. Mit einem landesweiten Netz von Repräsentanten und in enger Zusammenarbeit mit den Herstellern werden von TBK Lösungen für die Kunden entwickelt und ein zuverlässiger Service geboten.

Flexible elektronische Schaltungsträger, auch FPC – Flexible Printed Circuits – genannt, besitzen ein weites Anwendungsfeld. Vornehmlich aus Luft- und Raumfahrtanwendungen stammend, sind sie in Computer- und Telekommunikationstechnologien, wie beispielsweise Klapphandys, Laptops und Festplatten, zu finden. In den letzten Jahren hat sich der Anwendungsbereich auch in Automotive-Anwendungen, Sensortechnik und Medizintechnik ausgeweitet. Für die Zukunft werden Wachstumsraten bei den Anwendungen von flexiblen elektronischen Schaltungsträgern von 10 % und mehr prognostiziert. // 

Flexible Printed Circuits (FPC) offer a wide range of potential applications. Primarily developed for aerospace applications, they are now widely used in computer and telecoms technology, as for example in hinged cell phones or laptops and hard disk drives. More recently, they have been incorporated in automotive applications, sensor technology and medical appliances. Looking to the future, an annual growth rate of 10 % is predicted for this area of technology.

Ziel des hier vorgestellten technologischen Konzepts ist die Herstellung von Elektroden zur störungsarmen Ableitung von Nervensignalströmen, die in tierisches Gewebe dauerhaft implantiert werden können. Für eine optimale Signalableitung kommt es darauf an, einen möglichst engen Elektroden-Nerv-Kontakt zu erzielen. Dazu werden die Elektroden mit nanostrukturierten Goldoberflächen, so genannten Haizahn- elektroden, versehen. Implantierbare Elektroden, Leiterzüge und Substrate/Verkapselungen bedeuten besonders hohe Anforderungen an Reinheit und Biokompatibilität der verwendeten Materialien. Das anwendbare technologische Portfolio wird dadurch stark eingegrenzt. Hinzu kommen Deformationsbelastungen im Gewebe, die nicht zu Reizungen, Wundbildung oder Abstoßung führen dürfen. Die dargestellte Entwicklung beruht auf dünnen, flexiblen und dehnbaren Polyurethanfolien, in die Goldleiterzugstrukturen einlaminiert werden. Vorgestellt werden Layoutentwicklung, Konzept zur Signalableitung und ausgewählte Zuverlässigkeitsaspekte. Die technologische Umsetzung im Herstellungsprozess wird diskutiert. Schwerpunkte sind der additive Strukturaufbau mit galvanischen Verfahren, die besonderen Randbedingungen für die Mehrfachlamination von Polyurethan, die Anforderungen an die Laserstrukturierung zum Vereinzeln und zum Öffnen der Elektrodenflächen, und die Verfahren zur Erzeugung von Spitzenkontakten an den Elektrodenoberflächen. Vorgestellt werden auch das vom BMBF geförderte Konsortium, das Gesamtkonzept und die Ziele der beteiligten Projektpartner.

Großflächige Beleuchtungsanwendungen mit Organischen Leuchtdioden (OLED) auf flexiblen Substraten waren Ziel des vom BMBF geförderten und im Dezember 2021 beendeten Gemeinschaftsprojektes LAOLA (Förderkennzeichen: 03INT509AF). Im Fokus stand dabei Ultradünnglas, das durch seine hervorragenden Barriereeigenschaften Vorteile gegenüber Kunststoff als Substrat bietet. Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP wurden die OLED auf das flexible Glas im Rolle-zu-Rolle-Verfahren aufgebracht. Eine damit gestaltete OP-Leuchte wird auf der LOPEC 2022 (23. und 24. März 2022, München) auf dem Gemeinschaftsstand des Projektkoordinators Organic Electronics Saxony e.V. (OES), vorgestellt.

Large-area lighting applications with organic light-emitting diodes (OLEDs) on flexible substrates were the goal of the joint project LAOLA, which was funded by the german BMBF and ended in December 2021. The focus was on ultra-thin glass, which offers advantages over plastic as a substrate due to its excellent barrier properties. At the Fraunhofer Institute FEP, the OLEDs were applied to flexible glass using a reel-to-reel process. An operating room light based on this technology will be presented at LOPEC 2022 (March 23 and 24, 2022, Munich) at the joint booth of the project coordinator Organic Electronics Saxony e.V. (OES).

Unter PLM (Product Lifecycle Management) versteht man eine ganzheitlichen Sicht auf die Entwicklung, Herstellung und Markteinführung der Produkte eines Unternehmens. Dabei werden alle anfallenden Produktdaten integriert – von den ursprünglichen E-CAD und M-CAD-Entwürfen über die Stücklisten (Bills of Materials, BOMs) bis zu sämtlichen produktbezogenen Daten und Dokumenten über die gesamte Wertschöpfungs- kette hinweg. Diese Daten werden in die gesamten unternehmenskritischen Prozesse der internen und externen Arbeitsteams eingebunden, die notwendig sind, um ein Produkt zu entwickeln und schließlich auf den Markt zu bringen.

Die modernen Verfahren der Großserienproduktion lieferten den Schlüssel zur Lieferung hochkomplexer Produkte zu erschwinglichen Preisen. Auf dieser Grundlage entwickelte sich die schlanke Produktion (Lean Manufacturing) zur Steigerung von Produktivität und Kosteneffizienz, indem Verschwendung entlang der gesamten Versorgungskette aufgedeckt und abgestellt wurde. Die Automobilbranche ist weiterhin der Innovationstreiber für die Produktion, da die Abnehmer ständig höhere Leistung und mehr Funktionen als erschwingliches Gesamtpaket fordern. Zudem zwingt der Innovationsdruck zu immer kürzeren Markteinführungszeiten.

Zum Produktionsstart der FISCHER Baugruppen GmbH, AmtzelI

Flexible Elektronikbaugruppen finden dank ihrer konstruktiven Vorteile zunehmend Interesse. Sie benötigen weniger Platz und sind leichter als entsprechende starre Aufbauten. Zudem bieten sie vielfältigere und kostengünstigere Integrationsmöglichkeiten in Geräte und/oder Systeme. Bisher war allerdings - vor allem bei kleineren Stückzahlen - der relativ große Aufwand für die Bestückung eine Barriere für viele potentielle Anwendungen. Die FISCHER Baugruppen GmbH, Amtzell, hat ein innovatives Rolle-zu-Rolle-Bestückungskonzept für flexible Schaltungen entwickelt und realisiert, das diesen Nachteil nicht mehr aufweist, sondern sehr kostengünstig und flexibel ist.

Aktive und passive Bauelemente werden zunehmend in die Leiterplatte integriert. Diese steht nun vor einer weiteren Evolutionsstufe und wandelt sich zum komplexen Schaltungsträger. Die Leiterplatte entwickelt sich damit immer mehr zum tragenden zentralen Element für Lösungen der Elektronik. Durch neuartige Möglichkeiten der Aufbau und Verbindungstechnik (AVT), neue Bauelemente und Materialien wird die- ser Trend nun in den Bereich der flexiblen Schaltungsträger weitergetragen. Dieser Aufsatz stellt unterschiedliche Szenarien zur Vervollständigung des flexiblen Leiterplattenaufbaus mit dem Ziel der Entwicklung flexibler intelligenter Schaltungsträger für kosteneffiziente Produkte dar.

Forscher am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena, Kalifornien, haben eine neuartige Solarzelle entwickelt, in der sie einen Wald aus vielen senkrecht stehenden Siliziumdrähten benutzen. Die Drähte sind zwischen 30 und 100 Mikrometer lang und haben einen Durchmesser von nur einem Mikro- meter. Sie sind in einer Matrix aus transparentem Polymer eingebettet, in dem sich außerdem auch lichtstreuende Partikel befinden. Jeder einzelne Siliziumdraht ist eine eigene, winzige Solarzelle. In der Kombination aus vielen einzelnen Drähten entsteht jedoch ein synergetischer Effekt bei der Sammlung von Licht.