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Seit mehr als einem Jahr sind vor allem in Deutschland viele größere Firmen in einer Wartehaltung. Zu der allgemeinen wirtschaftlichen unausgeglichenen Lage in den angestammten Märkten der Elektronik und des Maschinenbaus kam ein weiteres Globalisierungs-Problem hinzu: Abschottung der eigenen Märkte und eine weitere Verschiebung der Wertschöpfung nach Asien und Nordamerika. Für die Einen war es ein Weckruf und die Bestätigung für eine neue Denkweise, ein neues proaktives Handeln. Für die Anderen war es ein Grund, den Rückwärtsgang einzulegen. Dabei meine ich nicht einmal die so stark gebeutelte Automobilindustrie. Auch in ganz anderen Branchen wurde brav nach den erlernten betriebswirtschaftlichen Eckpunkten auf Notfallmodus umgeschaltet. Hätte die aktuelle Pandemie nicht so unverhofft all die bereits bestehenden wirtschaftlichen Unzulänglichkeiten überlagert (etwa die Aussetzung der Insolvenzantragspflicht und verlängerte Kurzarbeitregelungen), wären Stellenstreichungen und Streichungen von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten wahrscheinlich unmittelbarer und direkter ausgefallen.

In der Elektronikfertigung ist das Löten nach wie vor eine der am häufigsten verwendeten Verbindungstechnologien. Vor vielen Jahren hat man begonnen, dort das Blei zu verbannen, und damit aus der Elektronik insgesamt. Ist es dort ganz verschwunden? Nein. Ist das ein Problem? – Nun, problematisch ist bei diesem Thema vielleicht etwas ganz anderes. man stößt bei näherer Betrachtung auf ein Dilemma. Bisher war das Recycling in der Elektronik eher ein ungeliebtes bzw. kritisch zu bewertendes Thema. Viele kennen noch die Bilder und Videos, wo zu sehen war, wie man in Asien und Afrika über offenem Feuer Bauelemente entlötete. … kein schönes Thema – bei dem Gedanken an all die Flammschutzmittel und die anderen kritischen Stoffe. Blei war/ist da nur ein Element von vielen. In Deutschland wurde sehr zeitig über die Wiederverwendung und Wiederverwertung nachgedacht. Anfang der 90er Jahre gab es einige Lösungsansätze und Vorschläge.

Von Smartphone über Smart-Energy bis SmartHome – inzwischen leben wir in einer völlig neuen Welt der smarten Dinge. Die ‚Smartworld‘ beherrscht mittlerweile das tägliche Miteinander im öffentlichen sozialen und beruflichen Umfeld. Doch was muss passieren, damit unsere Welt wirklich smart wird? Häufig hört man: „Eigentlich will ich mich nicht so abhängig von den sozialen Medien machen“. Doch allzu oft ist die smarte virtuelle Welt ja nur einen Klick entfernt – und leider hat das Ganze auch einiges an Suchtpotential. Es ist, wie so oft, Fluch und Segen zugleich. Dass Social Media und IoT so allumfassend erfolgreich sind und rund um den Globus technisch funktionieren, ist nicht zuletzt der Technik-R-Evolution zu verdanken. Physiker und Ingenieure haben 1992 ein System entwickelt, das neben vielen anderen Innovationen die Welt revolutioniert hat – ein perfektes Zusammenspiel aus Hardware und Software.

Die Karawane zieht weiter. China ist inzwischen fast zu teuer geworden. Vor allem aber unsicherer. Leiterplatten lässt man zunehmend auch in Ländern wie Vietnam fertigen. Wird die Wertschöpfung in Europa im Handel oder in der Produktion liegen? Die Headline haben Sie schon irgendwo gelesen? Ja! In meiner Kolumne ‚Was bringt uns das Jahr 2023?‘ im Januarheft, in dem es um Prognosen für die Leiterplatten- und Halbleiterindustrie 2023 ging. Elektronik wird immer smarter. Baugruppen, Multi-Funktionale-Boards und Sub-Module erhalten zunehmend künstliche Intelligenz (KI). All dies funktioniert nicht ohne die entsprechende Aufbau- und Verbindungstechnik. In den meisten Fällen sind entsprechende Schaltungsträger wesentlicher Bestandteil und unabdingbar. Ohne diese produkt- und zu meist auch kundenspezifischen Schaltungsträger wäre eine schnelle, kostengünstige Umsetzung kaum möglich.

Eigentlich wollte ich ein weiteres technisches Thema in meiner Kolumne aufgreifen. Aber irgendwie gibt es da wenig Neues und Erfolgreiches zu berichten und zu betrachten. Und über die boomende Rüstungsindustrie wollte ich nun doch nicht schreiben – zumindestens nicht als Innovationskraft und Jobmotor.
Ein Engpass jagt den Nächsten. Wo ist hier der eigentliche Fehler? Zuallererst bei der Tatsache, dass die westliche Welt es geschafft hat, sich so enorm abhängig von China zu machen. Der Transfer von Technologie und Know-how nach China – zur Erhöhung der Profite – hat dazu geführt, dass inzwischen eine Wirtschaftsmacht außerhalb der westlichen Welt entstanden ist, die auch politisch eigene Wege geht. Taiwan ist inzwischen zum riskanten Spielball geworden – auf politischer wie auch auf wirtschaftlicher Ebene.

So modern wie eh und je oder wie nie zuvor. Sie ist nicht mehr aus unserer Technikwelt wegzudenken. Die grundlegenden Herstellungsverfahren wurden 1943 im Patent von Paul Eisler beschrieben. Damit war der Grundstein für die wirtschaftliche Fertigung gelegt.
Nach Eislers Patent kamen viele evolutionäre, technologische und funktionelle Weiterentwicklungen hinzu. USA und BRD waren die Innovationsschmieden. Der Blütezeit in den 1980ern mit vielen Inhouse-Fertigungen folgte eine grundlegende Umstrukturierung. Dieser Umbau der Wertschöpfung und der Wertschöpfungskette läutete ein unhaltbares Sterben von Leiterplattenstandorten in Europa ein.

Die Smarte Elektronik oder auch Smart electronics ist in aller Munde. Die vielen Schlagwörter der neuen smarten Helferlein – Smart World, Smart Health, Smart grid und Smart Robotics – vermögen es, die Zukunft der Elektronik kurz und knapp zu beschreiben. In der ersten ‚PlattenTektonik‘ des neuen Jahres möchte ich mich der tragbaren Elektronik widmen. ‚Tragbar‘ im Sinne des Gewichtes, also im eigentlichen Sinne leichte und damit auch einfach zu tragende Elektronik. ‚Tragbar‘ auch im Sinne der Ethik, Kunst und natürlich Mode sowie Funktionalität – im allgemeinen Sprachgebrauch auch als ‚Wearable Electronics‘ bekannt.

Seminar des OTTI Technik Koileg, Regensburg

Chemiker, Physiker, Materialwissenschaftler, Ingenieure und Techniker der Oberflächentechnik und des Oberflächenschutzes, aber auch Konstrukteure aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Elektronikindustrie und allgemein metallverarbeitender Betriebe waren die Teilnehmer dieses gut besuchten Seminars, das am 25./26. Mai 2000 im OTTI Technik Kolleg in Regensburg stattfand.

Der Einfluss von korrosiven Phänomenen auf mikroelektronische Systeme ist einer der kritischsten Effekte im Hinblick auf die Langzeitbeständigkeit. Beschleunigte Zuverlässigkeitstests berücksichtigen diese Problematik nur unzureichend. Systeme für den Bereich ,Power Elektronik' sind durch die hochkritischen und zum Teil extremen Umgebungsbedingungen besonders gefordert. Als Schutzmaßnahme nutzt man oft polymere Schutzverkapselungen. Diese sind zwar nicht hermetisch, bieten aber einen guten Kompromiss zwischen Systemgröße und Kosten für die Mehrzahl der Anwendungen. Problematisch ist hierbei die Permeabilität der Polymere, die den Zugang von Feuchte und auch korrosiv wirkenden Gasen in das Gehäuse erlauben, somit die elektronischen Funktionsstrukturen auf dem Chip, die Bond-Drähte und -Flächen, die Leadframes und gar die Lotkontakte schädigen können. Korrosion ist somit ein besonders für die Langzeitbeständigkeit persistentes Problem und kann nur aus Systemsicht angegangen werden. Hier wird nun versucht die korrosionsinduzierte Degradation von mikroelektronischen Gehäusen in einer Übersicht darzustellen und Messverfahren zum Nachweis der Schutzeignung von Verkapselungslagen unter Nutzung elektrochemischer Messtechniken darzulegen.

The impact of corrosion phenomena on micro-electronic systems is one of the most critical influences on their long-term durability. Accelerated reliability tests are treating this problem not sufficiently. Systems for the realm of ‚power electronics' are especially affected by highly critical, and partly extreme, environmental conditions. As a protective measure often polymeric encapsulations are used. These are not hermetic but they offer a good compromise of system size and cost in the majority of applications. Problematic in this regard is the permeability of these polymers, which allow the intrusion of humidity and also of corrosive gases into the package. This can damage the functional electronic structures on the chip, including the bond wires and bonding areas, the lead frames and even the solder joints. Corrosion therefore persists as a problem especially in view of long-term durability. It can be treated only in a systemic approach. This investigation is intended as an overview of the degradation of microelectronic packages induced by corrosion and a description of measurement methods to prove the protective properties of encapsulation layers based on electrochemical measurement techniques.

Das Thema Korrosion und die wichtigsten Korrosionsmechanismen, die bei kontaktbehafteten Chipkartenmodulen während der Anwendung im Feld auftreten, werden betrachtet und vor dem Hintergrund der einschlägigen Korrosionstests im Bereich der Chipkartenmodule diskutiert. Die wesentlichen Korro- sionsbeschleuniger und Korrosionsarten im Feld werden beschrieben, ein möglicher Simulationstest für die Korrosionsbeschleunigung von Chipkartenmodulen vorgestellt und ein Ausblick für die Zukunft gegeben. // 

Discussion of corrosion and the relevant mechanism of corrosion related to contact based Chip Card modules during use in the field against the background of standard corrosion tests in area of chip card modules. The identification of main corrosion drivers in the field is described, potential corrosion acceleration tests for chip card modules will be introduced and an outlook for the future will be given.