Artikelarchiv

Best-Practice Leitfaden ,Software-Release'

Mit der steigenden Bedeutung von Software im Fahrzeug, der zunehmenden Vernetzung von Steuergeräten und der damit rapide wachsenden Komplexität tritt die Notwendigkeit eines robusten und effizienten Software-Entwicklungsprozesses immer mehr in den Fokus der Automobilindustrie.

ZVEI begrüßt die Neufassung der EU-F-Gase-Verordnung
„Die neue F-Gase-Verordnung treibt den europaweiten Klimaschutz voran und erhöht die Versorgungsicherheit mit elektrischer Energie", sagt Anke Hüneburg, Geschäftsführerin des Fachverbands Energietechnik im ZVEI.

Energiewende erfordert weitere politische Weichenstellungen
Der ZVEI fordert die Bundesregierung auf, für die nächsten Schritte der Energiewende die Tatkraft der Reform des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) beizubehalten.

ZVEI begrüßt neue EU-Verordnung zur Effizienzsteigerung von Verteil-und Leistungstransformatoren
Der ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. begrüßt, dass die Europäische Union engagiert das Thema Energieeffizienz im Bereich der Energieversorgung vorantreibt.

Europa nach der Wahl – Was macht der ZVEI?
Europa hat gewählt und vieles ist so gekommen, wie erwartet – aber nicht alles.

Leichtes Auftragsplus für Elektroindustrie
Die Auftragseingänge in der deutschen Elektroindu-strie haben ihren Vorjahreswert im April 2014 leicht übertroffen. Insgesamt stiegen sie um 0,4 %.

Welt-Elektromarkt bleibt auf Expansionskurs
Der globale Markt für elektrotechnische und elektronische Produkte wird in diesem Jahr um fünf und im nächsten Jahr um 6 % wachsen – und damit stärker als die Weltwirtschaft insgesamt.

Deflation im Euroraum?
Spätestens seit der Finanzkrise haben die Zentralban¬ken ihre Geldschleusen weit geöffnet.

Termine für die Fachverbände Electronic Components and Systems sowie PCB and Electronic Systems

Leiterplatten: Gut 10 % mehr Bestellungen als im Vorjahreszeitraum
Der Umsatz der Leiterplattenhersteller ging im April 2014 zwar um 1,8 % zum Vorjahresmonat zurück, erreichte aber pro Arbeitstag gerechnet 3,2 % mehr. Dies berichtet der ZVEI-Fachverband PCB and Electronic Systems.

Die Martin GmbH, Wessling, ein führender Anbieter von Rework- und Dosiergeräten, hat während der letzten Monate neue Produkte für das Rework von sogenannten Bottom Termination Components (BTC) entwickelt. Anlässlich der Markteinführung hat Geschäftsführer Felix Frischkorn diese der PLUS-Redaktion vorgestellt und dabei ihre Anwendungen erläutert. Zudem wurden die Entwicklungstrends im Packaging und Rework diskutiert.

Warum neue Bauteil-Bauformen und neue Rework-Prozesse?

Immer mehr neue Bauteil-Bauformen kommen auf den Markt, insbesondere im Bereich der IC-Packages. Die Vielfalt ist kaum noch zu überblicken. Die neuen Bauformen werden v.a. entwickelt und eingesetzt, um Platz einsparen zu können, wobei meistens auch eine möglichst geringe Bauhöhe gefordert und realisiert wird. Deshalb wird bei den modernsten Bauformen generell auf Drahtanschlüsse verzichtet und werden die Anschlüsse nur auf der Bauteilunterseite platziert. Diese sogenannten Bottom Termination Components (BTC) sind zudem sehr robust und für das Unterfüllen tauglich.

Das vielfach bewährte Laser-Markierungssystem FlexMarker von IPTE ist jetzt als FlexMarker II im Angebot. Diese Version kann optional mit einer integrierten Dreheinheit für das Werkstück ausgerüstet werden, so dass die Laser-Kennzeichnung auf beiden Seiten erfolgen kann.

Pickering Interfaces gab bekannt, dass ein namhafter Hersteller von Steuergeräten für Flugmotoren einen Auftrag über eine hohe Stückzahl an High-Density- PXI-Multiplexer-Modulen (Modell 40-651) für den Einsatz in neuen Prüfsystemen erteilt hat. Die Systeme werden zum Test von Blitzschlag-Schutzkomponenten auf den FADECs (Full Authority Digital Engine Controller) eingesetzt, die sowohl im Airbus A330 und A350 als auch im Dreamliner von Boeing in Betrieb sind.

Fertigungstechnologien standen im Mittelpunkt des 17. Europäischen Elektroniktechnologie-Kollegs in Colonia de Sant Jordi, Mallorca, Spanien. Denn Fertigungstechnologien ebnen die Wege zum Erfolg. Ergänzend zu neuen Technologien wie z.B. das Einbetten von Komponenten in Leiterplatten wurde auch auf Design, Fertigungsstrategien und Wissensmanagement eingegangen. Zudem wurde ein Rahmenprogramm mit reichlich Gelegenheit zum Erfahrungsaustausch mit Teilnehmern, Referenten und Vertretern der Partnerfirmen des Kollegs geboten.

Wie in den Vorjahren erfolgte die offizielle Eröffnung und Einführung durch Dr. Hans Bell, Rehm Thermal Systems GmbH, Blaubeuren, der die Veranstaltung auch moderierte. Neben dem Programm stellte er die Partnerfirmen des Kollegs vor. Das sind die ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG, die ASYS Group Asys Automatisierungssysteme GmbH, die Balver Zinn Josef Jost GmbH & Co. KG, die Christian Koenen GmbH, die kolb Cleaning Technology GmbH, die Rehm Thermal Systems GmbH und die Zevac AG. Die TBB Technologie Beratung Bell hat das EE-Kolleg organisiert.

Das seit 2006 verfügbare Beta Reflow Kit von Beta Layout wird durch die neueste Generation des Reflow Controller V3 PRO im Pultgehäuse mit einfacher Handhabung ergänzt. Mit dem Beta Reflow Kit ermöglicht der V3 PRO kostengünstiges Löten mit gleichmäßigem Lötergebnis von Prototypen von SMD-Baugruppen in semiprofessioneller Qualität.

Intelligente Roboter-Dosierlösungen von Nordson EFD sind als Tisch- oder SCARA-(Gelenkarm-) Roboter verfügbar. Sie können mit Kamerasystem, Nadel- und Höhensensor ausgerüstet werden. Der kalifornische Hersteller Techcon Systems hat sich auf Fluid Dispensing als wichtigem, kostenintensiven Schritt in der Elektronikfertigung spezialisiert. Techcon liefert Dispensierroboter für die Medizintechnik, Automobilindustrie, Telekommunikation, Aerospace und industrielle Prozesse.

Dispensiersysteme im Tischformat und als Inline-Konfiguration
Nordson EFD (www.nordsonefd.com) vermarktet automatisierte Tisch- und Inline-Dosiersysteme für präzise Klebstoff-, Dichtungsmittel- und Schmiermittelanwendungen in Montage- und Herstellungsprozessen, die zuverlässigen Betrieb und hervorragende Wiederholgenauigkeit erfordern. Diese Robotersysteme bieten Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Dosiertechnik mit Aufgaben wie Dosieren, Schrauben, Schneiden, aber auch in der Medizin- und Montagetechnik, mit Handling, Montieren, Palettieren, Sortieren, Umsetzen und Greifen.

Das optimale Lötergebnis ist nicht nur eine Frage der Lötanlage, sondern auch des Equipments. Die Firma Leutz Lötsysteme beschäftigt sich beinahe 30 Jahren mit diesem Thema und entwickelt das individuell passende Equipment.

Warum Lötmasken aus Titan? Die ersten Lötmasken aus Titan wurden gefertigt, um die dünnen Auflagestege der Großnutzen haltbarer zu machen. Mit dem Einzug der SMD-Bauteile wurden die Lötmasken aus Titan immer wichtiger.
Um die SMD-Bauteile abdecken und die THT-Bauteile löten zu können, trotz immer kleiner werdender Abstände zwischen den Bauteilen. Durch die hohe Packungsdichte der SMD-Bauteile auf der Leiterplatte wird die Wärmeeinbringung in die Leiterplatte immer schwieriger. Zur Zeit wird 80 bis 90 % der Leiterplatte abgedeckt und durch 10 bis 20 % offene Lötfenster kann die Vorheizung die Wärme in die Leiterplatte bringen.

ERNI Electronics sorgt auch bei extrem miniaturisierten Anwendungen wie beispielsweise in Retrofit- Glühbirnen oder LED-Beleuchtungen für zuverlässige Leiterplattenverbindungen.
Die IDC-Leiterplattenanschlüsse mit einer Gesamtbauhöhe von nur 2,0 mm in Schneidklemmtechnik erfordern keine manuelle Vorbereitung (Abisolierung) der Litzen vor dem Anschließen.

Die politischen Geschehnisse in der Ukraine beherrschen seit Monaten die deutsche Presse. Die Spitzen der deutschen Wirtschaft fordern die Bundesregierung auf, in ihrer politischen Arbeit gegenüber Russland als auch der Ukraine mit äußerster Sorgfalt vorzugehen, denn beide Länder sind von großem und vor allem wachsenden Interesse für deutsche Unternehmen. Während über die russische Elektronikindustrie in den letzten Jahren in der PLUS wiederholt berichtet wurde, spielte dieser Industriebereich der Ukraine in der Fachzeitschrift keine Rolle. Der vorliegende Beitrag will deshalb einen kleinen Einblick in Teile der ukrainischen Elektronikindustrie, insbesondere den CEM-Dienstleistungssektor geben.
Vladimir Brednikov, Geschäftsführer der Firma OOO Vlabreks [1], hat sich Ende 2013 mit der Situation der ukrainischen Dienstleister für Baugruppen- und Gerätefertigung (CEM) auseinander gesetzt [2, 3]. Der Unternehmer war viele Jahre bei VD Mais in Kiew für den Aufbau des CEM-Bereiches zuständig und betreibt jetzt selbständig den An- und Verkauf von Ausrüstungen für die Elektronikfertigung [4]. Seine Veröffentlichung ,Analytische Sicht auf die Elektronikfertigung in der Ukraine und mögliche Wege der weiteren Entwicklung des industriellen Gerätebaus' wird als Grundlage dieses Beitrags genommen.

Electronic System Integration Technology (ESTC) Conference

16.-18. September 2014, Helsinki, Finnland

Für die ESTC in Helsinki ist das Programm herausgegeben worden, aus diesem Anlass möchten wir alle Interessenten nochmals auf das Event hinweisen. Es konnten einige hochrangige Sprecher für Keynotes gewonnen werden:

Lauri Oksanen, Nokia: ,Developing Future Telecom Systems'
Rao Tummala, Georgia Institute of Technology: ,Next Frontier in Electronics: Systems Scaling for Smart and Wearable Systems'
Charles Bauer, TechLead Corp.: ,Nanotechnology in Electronics Packaging, Interconnect, and Assembly – Hype or Reality?'
Thomas Schafbauer, Infineon Technologies : ‚Package as a Product Feature'

Am Vormittag des 16. September finden mehrere Short Professional Courses statt, bevor um 13.00 Uhr die Eröffnung geschieht.

Eindrücke von der IMAPS-Konferenz ,High Temperature Electronics HiTEC 2014'

Veranstaltungskalender

Die Proceedings

IMAPS Deutschland – Ihre Vereinigung für Aufbau- und Verbindungstechnik
IMAPS Deutschland, Teil der ,International Microelectronics and Packaging Society' (IMAPS), stellt seit 1973 in Deutschland das Forum für alle dar, die sich mit Mikroelektronik und Aufbau- und Verbindungstechnik beschäftigen.

Anfangs beschränkte sich der Einsatz der 3D-Inspektionstechnologien zur Qualitätssicherung in der Elektronikfertigung auf die Kontrolle des Lotpastendrucks durch SPI-Systeme (Solder Paste Inspection). Schon bald wurde der Einsatz auf die Kontrolle von bestückten Leiterplatten ausgedehnt. In diesem Werdegang sind die Limitierungen konventioneller 3D-AOI-Systeme (Automatische Optische Inspektion) begründet. Nachfolgend wird eine neuartige 3D-AOI-Systemlösung vorgestellt, die eine 3D-Vermessung von Baugruppen ohne Kompromisse ermöglicht.

Herkömmliche 3D-AOI-Verfahren

Zunächst muss bei den am Markt etablierten 3D-AOI-Technologien zwischen interpretativen und echten Messverfahren differenziert werden. Interpretative Verfahren stützen sich zumeist auf farbige Beleuchtungen aus unterschiedlichen Einfallswinkeln oder auf Mehrkamerasysteme, bei denen zusätzliche Kameras aus geneigtem Blickwinkel die Leiterplattenoberfläche inspizieren. Beide Verfahren setzen auf die Interpretation von Sekundärmerkmalen wie beispielsweise Reflexionen der Oberfläche und liefern keine Messwerte. Echte Höheninformationen können nicht gewonnen werden, bestenfalls Informationen über den Anstiegswinkel der reflektierenden Flächen, z.B. bei farbiger Ringbeleuchtung.
Im Gegensatz dazu liefern Messverfahren echte Höhenwerte und können so eine dreidimensionale Bewertung der Szenerie bieten.

Nach drei sehr gut besuchten Messetagen ist die 21. Messtechnik-Messe Sensor+Test in Nürnberg erfolgreich zu Ende gegangen. Insgesamt konnten sich mehr als 8 000 Fachbesucher an den Ständen der Aussteller sowie in Fachvorträgen über den neuesten Stand in der Sensorik, Mess- und Prüftechnik informieren.

Nicht nur die Zahl der Besucher, sondern auch die Ausstellerzahl konnte der Veranstalter AMA Service GmbH mit jetzt 575 (Vorjahr: 543) leicht steigern. Der Anteil internationaler Aussteller stieg dabei auf einen Rekordwert von über 36 %.

Christoph Kleye, Geschäftsführer der IS-LINE GmbH und Vorsitzender des Ausstellerbeirats bestätigt die überwiegende Zufriedenheit der Aussteller: „Die Sensor+Test 2014 ist für uns Aussteller sehr positiv verlaufen. Wir spüren, dass die Innovationskraft in der Industrie zunimmt. Daraus ergeben sich viele neue, hochwertige Projekte auch für Sensorik und Messtechnik. Die Quantität und Qualität der Anfragen ist sehr gut. Damit die Sensor+Test auch in Zukunft entsprechend mitwachsen kann, wünschen wir uns nun noch ein verbessertes Platzangebot seitens der Messe Nürnberg.“

Mit Beiträgen zur Verarbeitung von Chips der Bauform 01005, zum Pin-in-Paste-Prozess, zur optimalen Lötverbindung, zur 3D-Messtechnik und über neue Packages gab es Informationen zu aktuellen Themen. Zudem wurden Weiterentwicklungen der Viscom-Produkte vorgestellt. Mit dem Keynote-Vortrag von Wissenschaft-astronaut Dr. Ulf Merbold gab es gleich zu Beginn der Veranstaltung ein besonderes Highlight und weitere folgten, auch beim Get-Together. Denn Viscom feiert dieses Jahr das 30. Jubiläum.

Schon vor dem Technologie-Forum hatte das Anwendertreffen mit seinen Workshops begonnen. Das Workshop-Angebot umfasste Themen wie Möglich¬keiten der Durchsatzerhöhung oder die nächste Generation der statistischen Prozesskontrolle sowie Tipps zu besseren Prüfmöglichkeiten mit Hilfe erweiterter Analysen. Auch die Bereiche Draht-Bond-Inspektion und Röntgenprüfung waren mit einem Workshop vertreten.
Wie alljährlich ist das Technologie-Forum und Anwendertreffen 2014 mit der Begrüßung durch Volker Pape, Vorstand der Viscom AG, Hannover, offiziell eröffnet worden. Nach kurzen Informationen zum Unternehmen und zum weiteren Veranstaltungsablauf folgte der Keynote-Vortrag.
Viscom hatte dieses Mal den Physiker Dr. Ulf Merbold eingeladen, der als Astronaut der NASA mit dem Space-Shuttle Columbia 1983 einer der populärsten deutschen Wissenschaftler ist.

Ergonomische und einfach bedienbare Messgeräte bieten genaue Spannungs- und Widerstandsmessungen sowie Durchgangsprüfungen. RS Components (RS) liefert nun zwei neue Zangenmessgeräte mit besonders hoher Zuverlässigkeit für sichere Strommessungen ohne Auftrennen des Stromzweigs.
Zangenmessgeräte sind praktische Werkzeuge für schnelle Messungen und Prüfungen von Systemeigenschaften, bevor speziellere Messgeräte eingesetzt werden und damit weitere Kosten auftreten. Die kompakten und ergonomisch gestalteten Zangenmessgeräte ISO-TECH ILCM03A und ICM30R sollen etwa 30 % preisgünstiger als vergleichbare Messgeräte führender Hersteller sein.

Der MicReD-Industrial-Power-Tester 1500A von Mentor Graphics ermittelt über Lastwechsel- und thermische Tests die Lebensdauer von Leistungsbausteinen für Automobile, Hybrid-Elektrofahrzeuge und Eisenbahnen, sowie in der Stromerzeugung, etwa in Windanlagen. Der MicReD-Power-Tester ist der einzige kommerzielle thermische Tester, der Lastwechsel und thermische Transienten-Messungen mit der Analyse von Strukturfunktionen verbindet. Dazu müssen die Komponenten nicht aus der Testumgebung entfernt werden.

Die neue Generation der von SmartRep erhältlichen Mittelklasse-Temperaturprofiler hat viele Vorteile und ersetzt die Profiler mit älteren Technologien. Der neue KIC Profiler K2 ist kompakt und robust. Die robuste Hardware wurde speziell für raue Produktionsbedingungen und für höchst genaue Messungen entwickelt. Der K2 passt mit Geräteabmessungen von 206 mm x 60 mm x 17 mm (7 TC) und einem Hitzeschutz mit 302 mm x 75 mm x 23 mm bzw. mit Geräteabmessungen von 206 mm x 75 mm x 17 mm (9 TC) und einem Hitzeschutz von 312 mm x 90 mm x 23 mm auch durch enge Heizzonen.

Kongressprogramm von MID 2014 steht fest

Das Programm für den 11. Internationalen Kongress MID 2014 steht fest. Der von der Forschungsvereinigung 3-D MID e.V. zweijährig veranstaltete Kongress zur Technologie spritzgegossener, räumlicher Schal¬tungsträger (Molded Interconnect Devices – MID) findet vom 24. bis 26. September 2014 wieder im Kongresszentrum Fürth statt.

HARTING Mitronics mit neuer Webseite online

Veröffentlichungen

MID-Kalender

Ansprechpartner und Adressen

Insbesondere für den Aufbau leistungselektronischer Baugruppen sind neue Löttechnologien erforderlich, um eine hohe Qualität der Verbindungsstelle gewährleisten zu können. Hierzu kann das Überdrucklöten eine Lösung für Baugruppen mit erhöhten Anforderungen darstellen. Im Bereich des Selektivlötens muss die Anlagentechnik flexibel auf das Produkt konfigurierbar sein um bedarfsgerecht und mit niedrigem Wartungsaufwand fertigen zu können. Zur Temperaturkompensation zwischen Bauteilen unterschiedlicher thermischer Masse beim Konvektionslöten ist eine Selektivheizung in den Durchlaufprozess integrierbar.

Especially for the assembly of power electronics, new soldering technologies are necessary to ensure a high quality of the connection. High pressure soldering can be a solution for as-semblies with high demands. In the area of selective soldering, the system must be flexible configurable to produce the product according to its needs with low maintenance. For temperature compensation between components of different thermal mass in convection heating, a selective heating can be integrated in the process.

Die Elektronik gehört nach wie vor zu den Wirtschaftszweigen mit der größten Dynamik. Innovative Elektronikprodukte sind in fast allen Lebensbereichen anzutreffen. Dazu gehören u. a. die Bereiche Kommunikation, Automobil, Energie und Medizin. Im Automotive-Bereich werden zunehmend mechanische Systeme durch mechatronische Systeme ersetzt. Dies führt zu einer erheblichen Wachstumsrate im Bereich der Leistungselektronik. Zusätzlich wird Elektronik verstärkt in hochbeanspruchten Bereichen, wie z. B. Motor und Getriebe eingesetzt, was zu immer höheren Anforderungen an die Qualität und Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen führt.

Als Ersatz für das alt-bewährte Wellenlöten gewinnt das Selektivlöten immer mehr Verbreitung in der modernen Elektronikfertigung. Mit Einführung der Pb-freien Löttechnik wurden zunächst für das Wellen-und Selektivlöten Legierungen mit hohem Ag-Gehalt wie etwa SnAg3,5 oder SAC305 eingesetzt. Infolge des steigenden Materialpreises für Ag wurden mittlerweile unterschiedliche Legierungen ohne oder mit stark reduziertem Ag-Gehalt auf den Markt gebracht.

Mit diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Studie zu den Löteigenschaften zweier Legierungen mit reduziertem Ag-Gehalt in Kombination mit unterschiedlichen Flussmittelsystemen beim Selektivlöten vorgestellt. Unter Nutzung der statistischen Versuchsplanung (DoE) werden optimierte Prozessfenster (Bewertungskriterium: Vertikaler Lotdurchstieg) in Hinblick auf Flussmittelmenge, Vorheiztemperatur, Lotbadtemperatur und Kontaktzeit erarbeitet und somit ein Vergleich der Prozesseigenschaften der eingesetzten Flussmittel in Kombination mit den zwei Legierungen ermöglicht.

A variety of selective soldering processes have been used by different industries for over 30 years now. Starting with manual soldering, in the last decade an increase in the popularity of automated selective soldering processes such as mini-wave soldering can be observed. Today, the trend is even further accelerated due to several reasons such as reduced energy consumption, better process control and higher first pass yield.
With the introduction of lead-free soldering 10-15 years ago, initially solder alloys with a relatively high Ag content such as SnAg3,5 or SAC305 (SnAg3,0Cu0,5) have been used for wave and selective soldering. Due to the increasing silver price in the meantime promising alloys with low or no Ag content are now available on the market. Nevertheless, only little information about their performance in selective soldering has been published so far. In this paper, the authors want to have a closer look at the soldering performance of two lead-free alloys with reduced Ag content in combination with different no-clean liquid fluxes. Following a DoE approach, relevant factors and factor settings will be identified. Based on these results, proposals for optimum settings will be given.

1 Einführung und Motivation
Selektive Lötprozesse
Trotz des hohen Entwicklungsstandes der (quasi-) simultan arbeitenden Massenlötverfahren wie Reflow- und Wellenlöten und des steigenden Einsatzes oberflächenmontierbarer Bauteile gibt es heute und in absehbarer Zukunft in vielen elektronischen Produkten immer noch Lötstellen, die mit Massenlötverfahren nicht sinnvoll hergestellt werden können und deshalb einzeln im Sinne von selektiv gelötet werden müssen. Selektive Lötverfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass während des Lötvorganges im Gegensatz zu Massenlötverfahren einzelne oder wenige Fügestellen auf dem Schaltungsträger auf Arbeitstemperatur gebracht werden. Damit wird die Wärmeeinbringung in Schaltungsträger und Bauelemente drastisch verringert. Als nachteilig erweist sich bei dieser Art der Prozessführung die relativ geringe Produktivität infolge der mehr oder weniger sequentiellen Arbeitsweise.

In vielen Einsatzgebieten von elektronischen Baugruppen wie in der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt, in militärischen Bereichen, in der Energieversorgung und im Automotiv-Sektor muss auf flussmittelhaltige Lote verzichtet werden, da diese zu Qualitätseinbußen und zusätzlichen Reinigungsprozessen führen. Das flussmittelfreie Löten zieht aber eine Reihe von Problemen mit sich. Generell ist hier ein schwieriges Verbindungsverhalten vorhanden. Beim Benetzen ist der Kontaktwinkel größer, es müssen häufiger höhere Löttemperaturen gefahren werden und es gibt keine Oxidbeseitigung durch das Lot selbst. Ein Ausweg ist hier das Vakuumlöten.

In many areas of heavy use of electronic components such as medical electronics, aerospace, military fields, in energy supply applications and in the automotive sector soldering has to be carried out using fluxless solder because fluxes would lead to losses in quality and require additional cleaning procedure. But fluxless soldering induces a number of problems of its own. Generally it shows a difficult to predict interconnect behavior. Wetting creates a larger contact angle and more often higher soldering temperatures must be used. Also there is no oxide removal by the solder itself. A way out is using vacuum soldering.

Als Lot werden vorzugsweise fertige Lote als Preform verwendet. Durch dieses Verfahren können die Schmelztemperaturen erniedrigt werden und es besteht Oxidationsfreiheit während des gesamten Prozesses. Weiterhin können Reduktionsmittel in Form von Gasen, wie Formiergas oder Ameisensäure, zur Konditionierung der Lote und der Oberflächen eingesetzt werden. Bei problematischen Materialien wie dem Nickel genügt dies häufig nicht. Ein weiteres Hindernis sind die strengen Aufheiz- und Abkühlphasen bei den Prozessprofilen. Für kritische Lötprozesse (Gehäuselötungen, Flächenlötungen für Heatsink etc.) gelten strikte Anforderungen an die Verbindungstechnik, hier stößt die reine Vakuumlöttechnik oft an ihre Grenzen.

Eine Möglichkeit bietet die Vorkonditionierung mittels einer vorgelagerten Plasmareinigung – idealerweise in einer kombinierten Plasma-Vakuumlötanlage (Abb. 1).

Moderne Leistungselektronik ist der Schlüssel zur Energieeffizienz. Vor dem Hintergrund explodierender Rohstoff- und Energiepreise und der Endlichkeit unserer fossilen Energieträger, ist unsere Gesellschaft gezwungen mit den Ressourcen unseres Planeten sorgfältiger umzugehen, als dies in der Vergangenheit der Fall war. Speziell für Länder die nur über beschränkte Quellen von Rohstoffen und fossilen Energieträgern verfügen, wird der nachhaltige Umgang mit diesen kostbaren Gütern immer wichtiger. Die Entwicklung alternativer Energieerzeugung aus regenerativen Quellen, der effiziente Umgang mit elektrischer Energie, so wie die Schaffung völlig neuer Mobilitätskonzepte sind nur mit einem hohen Anteil modernster Leistungselektronik realisierbar. Genau aus diesen Gründen erfährt die Leistungselektronik seit geraumer Zeit einen unheimlichen Aufschwung. Die Möglichkeiten die sich durch neue leistungsstarke Bauteile eröffnen, erlauben heute sehr energieeffiziente Steuerungen und Systeme. Gleichzeitig sehen sich die Entwickler, aber auch das Personal in den Elektronikfertigungen, mit derartigen Baugruppen ganz speziellen Herausforderungen ausgesetzt
Modern power electronics is the key for energy efficiency. Against the background of exploding commodity and energy prices as well as finite availability of fossil energy carriers our society is forced to deal more carefully with the natural resources of our planet than in previous times. Specifically for countries that have only limited sources of raw materials and fossil energy carriers the sustainable use of these precious goods is becoming more important than ever. The development of an alternative energy generation from renewable sources, the efficient use of electrical energy as well as the development of absolutely new mobility concepts are feasible only by deploying a high content of state-of-the-art power electronics. It is exactly for these reasons that power electronics lately is experiencing an astounding upswing. The possibilities opened up by new powerful components enable control mechanisms and systems that deliver very high energy efficiency. At the same time system designers as well as the electronics manufacturing operators are confronted here with very special challenges
Auf Baugruppen der Leistungselektronik müssen hohe Ströme gehandhabt werden, die physikalisch bedingt, größere Querschnitte der Leiterbahnen benötigen als üblich. Gleiches gilt für die Anschlussquerschnitte der Pins von Leistungsbauteilen wie Halbleiter, Drosseln, Elektrolytkondensatoren, etc.
Im Bereich der Leiterplatten sind die üblicherweise genutzten Kupferdicken von 35 bis 70 µm für die Leiterbahnen nicht mehr ausreichend. Die Leiterplatten- Technologie für die Leistungselektronik stellt heute Multilayer mit bis zu 4 x 400 µm Innenlagen und z. B. 2 x 100 µm Außenlagen zur Verfügung, bei einer Gesamtstärke von bis zu 4 bis 5 mm. Reicht die Stärke der Kupferlagen für das Handling der Ströme nicht aus, kommen sehr massive Stromschienen zum Einsatz, die dann mit den LPs verlötet werden müssen.
Ein Fehler, der nun immer wieder häufig begangen wird, ist der, dass beim Design der Leiterplatten für die massereichen Lötstellen der Leistungsbauteile dieselben Grundlagen angewendet werden wie für einfache Bauteile geringer Masse.

Teil 1: Porenbildung in bleifreien Lötverbindungen auf LDS-MID

Seit der Umstellung auf bleifreie Lote hat die Porenproblematik in Lötstellen rasant an Bedeutung gewonnen. Poren in Lötverbindungen können insbesondere in der Leistungselektronik die Zuverlässigkeit der Lötstellen negativ durch eine schlechtere Wärmeableitung oder einer spürbaren Reduktion des tragenden Querschnittes beeinflussen. Während die Porenbildung in der klassischen Leiterplattentechnik im Fokus vieler Forschungsprojekte steht, verlangt die zunehmende Anwendung der MID-Technologie (Molded Interconnect Devices) eine tiefere Betrachtung der Porenbildung und deren Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit. Anhand der hier vorgestellten Ergebnisse wird zuerst gezeigt, dass die MID-spezifischen Einflussfaktoren auf die Porenbildung in SAC305- Lotdepots keinen signifikanten Einfluss haben. Eine chem.Sn-Oberflächenbeschichtung dagegen führt zu einer stärkeren Porenbildung als NiP-Au. Die ermittelten Porenflächenanteile der SMD-Lötstellen (Surface-Mounted Devices) weisen nur auf eine geringfügig stärkere Porenbildung auf MID-Substraten im Vergleich zur Leiterplatte hin. Mit der Anwendung von drei Lötverfahren: Konvektion, Kondensation und Kondensation mit Vakuum, konnte die Porenbildung in den SAC305-Lötstellen auf den untersuchten Substrattypen deutlich verringert werden.

Since the introduction of solder-free interconnects, the impact of voids in solder-joints has rapidly gained importance. Particularly in power electronics, voids in solder joints can reduce their reliability due to less heat dissipation and a significant reduction of the load bearing cross sectional area. While void formation in the classical pcb (printed circuit board) technology has been the focus of many research projects, the increasing application of the MID (Molded Interconnect Device) technology demands a vivid understanding of void formation and its impact on the reliability. In this report, it will be shown that those processes specific to the MID technology do not significantly influence the void formation in SAC305 sol¬der joints. It will also be shown that a chemical-Sn surface finish is inclined to having more voids compared to a NiP/Au surface finish. Furthermore, the measured fractional void volume of the SMD (surface mount device)-solder joint on MID substrates shows only a slight increase in comparison to pcb substrates. Three solder processes were investigated: convection, condensation and vacuum condensation soldering. The vacuum condensation processes greatly reduced the voids in SAC305 solder joints on all investigated substrates.

1 Einführung
Molded Interconnect Devices (MID) haben in den letzten Jahren immer weiter an Bedeutung gewonnen. Durch die Integration mechanischer und elektronischer Funktionen auf einem räumlichen Schaltungsträger lassen sich Baugruppen mit hoher Funktionsdichte und erheblichem Miniaturisierungsgrad realisieren. Darüber hinaus ermöglicht die MID-Technologie die Gestaltung neuartiger Bauteilkonzepte, die in dieser Form mit konventionellen Technologien nicht realisierbar sind.

Ein Teilprojekt im Spitzencluster MicroTEC Südwest.

Immer mehr Applikationen aus verschiedensten Bereichen erreichen als Moulded Interconnect Devices (MID) Serienreife und Marktakzeptanz. Wesentliche Gründe hierfür sind die dreidimen-sionale Gestaltungsfreiheit der MID bei gleichzeitig vielfältigen Möglichkeiten der Miniaturisierung von mechatronischen Systemen. Die Herstellung von MID hat sich in den letzten Jahren ständig weiterentwickelt und bietet zunehmend auch Potenzial für die Kosteneinsparung bei der Fertigung von innovativen Produkten. Eine wesentliche Herausforderung bei der Kostenreduzierung war bislang der Übergang von der Einzelstückfertigung zu Massenfertigungsverfahren.

Ever more applications in various fields conceived as moulded interconnect devices (MID) are reaching volume production and gaining acceptance in the market. The essential reasons for this development are three-dimensional freedom in MID design and manifold ways for miniaturizing mechatronic systems. The manufacture of MIDs has continuously progressed in the last few years and now also offers a growing potential for cost reduction in the production of innovative products. Up to now the transition from single piece manufacturing to mass production was regarded a significant challenge for cost reduction.

Eine mögliche Lösung für ein Massenfertigungsverfahren wurde in dem vom BMBF geförderten Verbundprojekt ,PRONTO – Neue Produkte durch Rolle-zu-Rolle-Fertigung von MID-basierten Mikrosystemen (PRONTO R2R-MID)' erarbeitet.
Die Projektpartner A. Raymond GmbH & Co KG (Koordinator), 2E mechatronic GmbH & Co. KG, ACI-ecotec GmbH, acp – advanced clean production GmbH, Gramm Technik GmbH, Hahn-Schickard- Gesellschaft – Institut für Mikroaufbautechnik, Institut für Mikroelektronik Stuttgart, LPKF AG, Häcker Automation GmbH und Rehm Thermal Systems GmbH bildeten gemeinsam die technologische Prozesskette eines Rolle-zu-Rolle-Fertigungs-prozesses ab.
Dieser Artikel beschreibt die Lösungsansätze, die im Zusammenhang mit der Reflow-Löttechnologie in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern A. Raymond und HSG IMAT erarbeitet worden sind.

In der Juni-Ausgabe der PLUS wurde die deutsche Innovationsallianz Photovoltaik vorgestellt. Ein Thema, das nicht Gegenstand der 25 Teilprojekte der Vorhaben dieser Allianz ist, betrifft die Frage nach den generell nutzbaren Flächen für neue Solaranlagen eines Landes und deren optimale Auswahl aus Sicht der Makroökonomie, des Umweltschutzes und der Ästhetik. Wie das Beispiel Japan zeigt, ist man aufgrund der geografischen und weiteren Besonderheiten des Landes gezwungen, neue und auch sehr individuelle Wege der Flächennutzung für Solarparks zu gehen. Das belegen die nachfolgenden Beispiele aus jüngster Zeit. Deutschland könnte möglicherweise davon lernen.

Zwar hat dieses Thema keinen direkten Bezug zur technischen Realisierung von Solarmodulen, aber es ist wesentlicher Bestandteil des Übergangs auf die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien und damit der Energiewende. Aus systemtechnischer Sicht kann man die Installation der Solaranlagen als eines der hinteren Glieder der Gesamtkette von der Produktion bis hin zur effektiven Nutzung des Solarstroms einordnen. Ohne ausreichend geeignete Standorte für die Errichtung von Solaranlagen – dabei insbesondere von Großanlagen – ist allerdings auch die beste Strategie zum verstärkten Einsatz von Solarenergie nutzlos. Dessen ist man sich gerade in Japan sehr bewusst. Denn während sich in Deutschland abzeichnet, dass neben Dächern von Wohnhäusern, Unternehmen und öffentlichen Gebäuden auch zunehmend landwirtschaftliche Nutzflächen in Form von Solarparks belegt werden, ist es in Japan anders. Das Land verfügt aufgrund seiner großenteils bergigen Struktur über vergleichsweise wenig landwirtschaftliche Nutzfläche. Man kann nicht so großzügig wie in Deutschland an die Installation neuer Solaranlagen größeren und mittleren Umfangs auf Nutzflächen herangehen. Das geht schon nicht aus Ernährungssicht. In PLUS 10/2013 wurde auf den Seiten 2237-2244 darüber berichtet.

Hohe Ziele – großer Flächenbedarf
Die Ziele Japans für die Inbetriebnahme neuer Solar¬kapazitäten waren 2013 nicht gerade klein: Während man bis Ende 2012 Solarkraftwerke auf Photovoltaik- Basis für 7000 MW installiert hatte, sollten allein 2013 noch 5300 MW hinzu kommen.

Die Zukunft soll man nicht voraussehen wollen, sondern möglich machen, formulierte Dr. Thomas Krech von Jenoptik Katasorb GmbH anlässlich des vierten ULT-Symposiums zur Umwelt-Luft-Technik Ende Mai in Löbau. Themen dieses Berichtes sind:

Die Fertigung der Produkte von morgen schon heute vorbereiten, Modellfabriken und Technologien für die Zukunft

Fortgeschrittene Mikrostrukturierung mittels Lasertechnologie

Die Kompetenzen Leistungshalbleiter und effektive 450mm-Wafertechnologie für Sachsen erhalten

Schadstoffen, die im Zuge der Technikentwicklung erst morgen entstehen könnten, Lebens- und Produktqualität bedrohen, schon jetzt Paroli bieten

Fertigung zukünftig benötigter Hightech-Produkte
Die Prozesstechnologie entwickelt sich heute nach dem Schneeball-Prinzip. Ständig entstehen neue Werkstoffe und Fertigungsverfahren. Einige Wege erweisen sich als Sackgassen, der Markt entscheidet. Bereiten wir das Umfeld für die Fertigung der Zukunft richtig vor?
Johanna Wanka, die Bundesministerin für Bildung und Forschung, hat im Mai in Chemnitz die erste E3-Forschungsfabrik eröffnet. Im Jahr 2009 startete das Fraunhofer-IWU gemeinsam mit der TU Chemnitz bereits das sächsische Spitzentechnologie- Cluster ,Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik' (Eniprod).

Die Bremer Erecon AG wurde Ende 2013 für das Projekt ,Energieeffizienter Umbau eines Rechenzentrums' mit dem Energy Efficiency Award 2013 (EEA) der dena ausgezeichnet. Dem IT-Beratungsunternehmen aus Bremen gelang es, den Leistungsverbrauch durch einen konsequenten Green-IT-Ansatz für die energieeffiziente Auslegung von Rechenzentren erheblich zu senken. Die Bundesregierung unterstützt mit einem neuen Förderprogramm viele betriebliche Maßnahmen zur Energieeinsparung.

Der Preis wurde der Erecon AG von der dena (Deutsche Energie-Agentur) für die beispielgebende Optimierung des eigenen Rechenzentrums verliehen [1]. Im Vergleich zu 2003 verbrauchte das hauseigene Rechenzentrum in 2012 um 67 % weniger Strom – und das bei einer Verdoppelung der Rechenleistung.
Im 400-Quadratmeter-Büroloft ist ein Rechenzentrum integriert, das die Erecon AG gemeinsam mit der IT-Beratungsfirma b.r.m. nutzt, aus der das Unternehmen hervorging (Abb. 1). Um den hohen Strombedarf einzudämmen, gestaltet Erecon seine Netz- und IT-Strukturen seit 2003 immer energieeffizienter. Beide Unternehmen heizen und kühlen ihre Räume komplett mit Hilfe der im Serverraum entstehenden Abwärme.

Schlendert man durch die Handlötabteilung, so findet der neugierige Blick, dass alle Lötstationen auf Anschlag gedreht wurden, schließlich lötet es sich mit einem heißen Lötkolben schneller und einfacher. Da diese Arbeiter oft unter Akkordbedingungen ihre Leistung erbringen, wundert das wenig.

Es macht sich Frust bemerkbar, wenn das (bleifreie) Lot mal wieder nicht richtig fließen will oder an der Lötspitze festfriert – also ‚volle Pulle'. So ein Vorgehen mag zwar schneller sein, ist aber der Qualität der so produzierten Lötstelle abträglich. Beim Handlöten sollte eine ähnliche Kontrolle des Prozesses stattfinden wie beim Reflow- oder Schwalllöten. Dazu gehört neben der Verweildauer auch die Temperatur.
Sowohl der MIL-Standard wie auch die IPC [2] fordern zumindest eine gewisse Wiederholbarkeit der Temperatur und somit eine Messung und eventuell Kalibrierung. Diese beiden Themen unterscheiden sich, fließen aber in gewisser Weise zusammen.

Er kann fast alles und ist bis jetzt die Erfindung nach dem Faustkeil, dem Rad, dem Mikroprozessor und dem Google-Suchalgorithmus, welche die Alltagskultur und Lebensweise der Menschheit tiefgreifend verändert hat. Zum Universalwerkzeug Laserstrahl gibt es (außer vielleicht Informationstechnik und Internet) kaum etwas Vergleichbares – oder es wurde noch nicht erfunden. Der Laserstrahl analysiert, bearbeitet, bestimmt, erkennt, misst, navigiert, sieht, schneidet, schreibt, strukturiert, tastet, überträgt und zerstört – erschafft aber auch Neues.