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Die Entwicklung der modernen Leistungselektronik zu energieeffizienten und kostenoptimierten Systemen hin zeigt sich bei den Innovationen in der Chiptechnologie und insbesondere im Packaging von Leistungsmodulen. Dieser Beitrag beschreibt eine neuartige Packaging-Technologie für Leistungsmodule, die zu einer signifikanten Verbesserung von elektrischen, thermischen und EMV-Eigenschaften führt und zudem die Robustheit und Lebensdauer erheblich erhöht. Diese Technologie ersetzt nicht nur die herkömmlichen Al-Bonddrähte durch eine planare Verbindungstechnik, sondern bietet auch einen integralen Ansatz zur Systemintegration.

Der Einsatz von Leistungselektronik bietet gerade im großen Markt für mittlere Leistungen die Chance, die Energieeffizienz deutlich zu erhöhen und damit einen erheblichen Beitrag zur Energieeinsparung zu leisten. Das vorgestellte intelligente 600 V-IGBT-Leistungsmodul MiniSKiiP® IPM vereinfacht den Einsatz durch hohe Integrationsdichte und einfache Montage auf der Leiterplatte. Der integrierte SOI-Treiber ist immun gegen Verschiebungen des Bezugspotentials durch das fortschrittliche Konzept bipolarer Pegelwandler und bietet so eine hohe Zuverlässigkeit in Anwendungen mit Antriebsleistungen bis 15 kW.

Der Fachverband Elektronik-Design e.V. lud am 12. April 2011 mehr als 40 gemeldete Teilnehmer zu einer Vortragsveranstaltung der Regionalgruppe Düsseldorf in die Räumlichkeiten der Digitronic GmbH nach Bergheim ein. Dort, westlich von Köln, informierten sich die angereisten FED-Mitglieder und Gäste über das Leistungsangebot des Gastgebers Digitronic, über Neuigkeiten aus der FED-Geschäftsstelle in Berlin sowie in zwei Fachvorträgen über die Leiterplattenoberfläche Chemisch Nickel/Gold ENIG und die Grenzen der heutigen Elektronikfertigung am Beispiel einer Sonderbaugruppe für die Modelleisenbahn.

Der DVS hat zusammen mit der Fachgesellschaft Löten im DVS am 8. Februar 2011 im Richard-Küch-Forum in Hanau die Tagung Weichlöten 2011 veranstaltet. Unter der Leitung von Prof. Dr. Mathias Nowottnick, Universität Rostock, wurde über aktuelle Entwicklungen und Untersuchungen für die Elektronik-Löttechnik berichtet. Gastgeber der Veranstaltung war die W.C. Heraeus GmbH, Contact Materials Division, Business Unit Assembly Materials, Hanau.

Am 17. März 2011 wurde im Institut für Mikrotechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg der zweite Workshop Packaging von Mikrosystemen durchgeführt. Die Veranstaltung wurde vom Fachausschuss 5.5 – Aufbau- und Verbindungstechnik – der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (GMM) in Frankfurt am Main ausgerichtet. Sie stand unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Wilde vom Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK der Universität Freiburg. Die Veranstaltung sollte relevante Trends bei den Technologien der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Systemintegration aufzeigen und es sollte insbesondere der neueste Stand der Technik mit Trends dargestellt werden. Während das erste Treffen in 2009 den Schwerpunkt auf der Bare-Chip-Integration hatte, lag nun der Fokus auf der Integration funktionaler Gesamtsysteme und speziell der Systemebenen übergreifenden Aufbau- und Verbindungstechnik.

Bericht von der 5th European Conference & Exhibition on Integration Issues of Miniaturized Systems 2011 in Dresden: Die Technologieentwicklung wird zunehmend durch die Systementwicklung von intelligenten multifunktionellen Mikro- und Mikroelektronischen Systemen mit eingebetteter Software bestimmt, immer neue Anwendungsmöglichkeiten werden erschlossen. Die Forschung und Entwicklung vieler Systeme, Einbettung von Funktionalitäten (more than Moore) ist nur teilweise abgeschlossen, das neue EU-Forschungsrahmenprogramm bis 2020 in Vorbereitung, die Phase der Volumenfertigung (more Moore) muss beginnen. Roger H. Grace formulierte es so: Lasst uns das Spiel beginnen! Die fünfte Smart Systems Integration 2011 – Konferenz und Ausstellung im März in Dresden stellte sich dieser Fragestellung mit einem deutlichen Plus an Teilnehmern. 303 Experten aus 21 Ländern (Europa, USA, Asien, Afrika) trafen sich zum Erfahrungsaustausch in 18 Sessions über MEMS, MOEMS, ICs und andere hochintegrierte elektronische Komponenten. Auf der begleitenden Ausstellung präsentierten sich 25 Aussteller aus Deutschland, Schweiz, Belgien, Frankreich, Großbritannien und Italien einer breiten Zielgruppe aus Interessenvertretern, Wissenschaftlern und Anwendern. Dabei wurden besonders Ergebnisse aus den Bereichen Integration und Packaging, Zuverlässigkeit im Mikro- und Nanobereich, neue Materialien und intelligente Kommunikation sowie Sensortechnik vorgestellt.

Vom 20. bis 22. Januar 2011 präsentieren 334 Aussteller ihre Produkte und Dienstleistungen auf der i+e in Freiburg. Die im Zweijahresturnus vom wvib (Wirtschaftsverband Industrieller Unternehmen Baden e.V.), der oft als Schwarzwald AG bezeichnet wird, veranstaltete Messe zählte nahezu 10 000 Besucher. Sie stand diesmal unter dem Motto Innovation erleben.

Die APL Oberflächentechnik GmbH, Lörrach, hat in ihren Räumlichkeiten am 2. Dezember 2010 einen Technologietag unter dem Motto – Von der Praxis für die Praxis – veranstaltet, bei dem über die Endoberfläche Chemisch Zinn sowie die entsprechenden Dienstleistungen von APL informiert wurde. Anlass dieser Veranstaltung war die Tatsache, dass immer wieder Fragen zum Thema Chemisch Zinn auftauchten, welche bisher teilweise unbeantwortet blieben.

Eine neue Hochleistungstrockeneinheit macht es erstmals möglich, die erforderliche Regeneration dynamisch an die Erfordernisse anzupassen. Dies spart gegenüber der zyklischen Methode viel Energie und steigert die Verfügbarkeit. Durch Kombination mit dem entsprechenden Schranktyp gibt es für jede Anwendung eine maßgeschneiderte Lösung. So lässt sich ein optimales Verhältnis zwischen eingesetzten Mitteln und angestrebten Nutzen erreichen.

Die traditionelle Herbstveranstaltung des IMAPS Deutschland e.V. fand am 12. und 13. Oktober 2010 in der Hochschule München in München statt. Nach mehreren Jahren haben wieder über 100 Teilnehmer die Veranstaltung besucht, die neben 18 Vorträgen eine Ausstellung mit 17 Firmen sowie die jährliche Mitgliederversammlung und ein abendliches Treffen im Augustinerkeller umfasste.

Der gesamte Back-Side-Reflow-Prozess wird beschrieben und ein dafür besonders geeignetes Reflowlötanlagenkonzept von Rehm vorgestellt. Dabei werden die von Endress+Hauser entwickelten Verfahren und Lösungen sowie die damit in der Serienproduktion erreichten Ergebnisse dargelegt.

Bericht über die BFE-Veranstaltung in Kronach

Im Rahmen des 2. Technologie-Forums präsentierte LaserJob am 15. Oktober 2010 zwei parallel stattfindende Vortragsreihen zum Thema Zukunftstechnologien im Schablonendruck und in der Laser-Mikrobearbeitung. Krönender Abschluss war die Einweihungsfeier des neuen Firmengebäudes in Fürstenfeldbruck.

Ein neu entwickelter energieautarker Drucksensor soll den Förderdruck im Kraftstoffsystem von Fahrzeugen drahtlos im 2,4-GHz-Frequenzband an einen Empfänger übertragen. Das System wird durch einen kinematischen Wandler mit Energie versorgt, wobei ein Messwert übertragen wird, sobald ausreichend Energie im System vorhanden ist. Da diese Art der Energieversorgung keine konstante Leistung an die Schaltung abgibt, wurde eine spezielle Anpassschaltung beziehungsweise eine Spannungsversorgungsschaltung entwickelt, bei der der Energiespeicher so lange mit Energie versorgt wird, bis ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist. Die Leistungsdichte des Wandlers kann durch eine Optimierung der Magnet/ Spule-Konfiguration auf Spitzenwerte bis 5,5 mW/cm3 im Resonanzbetrieb gesteigert werden. Gleichzeitig ist es gelungen, den Energiebedarf der Elektronik und des HF Transivers deutlich zu senken, so dass mit dem vorliegenden Wandler und der Elektronik ein Duty Cycle von ca. 1 Hz erreicht werden konnte. Das komplette System ist auch bei sehr rauen Umgebungsbedingungen (Vibration, Schock und Temperaturen von -40 °C bis 125°C) einsetzbar

In dem Beitrag wird über Arbeiten, die im Rahmen eines BMBF-Projektes PiezoEN erfolgen, berichtet. Es wird die Entwicklung eines Piezogenerators zur Versorgung eines Sensornetzwerks für Structural Health Monitoring, SHM, von Brücken und anderen großen Strukturen dargestellt. Ausgehend von der Notwendigkeit der Brückenüberwachung wird der Bedarf an derartigen Generatoren aufgerissen und es werden wesentliche Grundzüge von SHM-Methoden genannt, die sich auf modale Schwingungen gründen. Der Piezoeffekt wird in dem Projekt in zweifacher Hinsicht genutzt: einmal werden die dehnungsproportionalen Signale von einem neu entwickelten 3D-Piezofasersensor messtechnisch genutzt; zum anderen liefern flexible Piezopatches des Projektpartners Invent die Energie zur Versorgung der Messkette. Das Sensornetzwerk zur Brückenüberwachung besteht aus mehreren dezentralen Sensorknoten und einem zentralen Datenerfassungs- und Auswerterechner. Die einzelnen Sensorknoten enthalten jeweils einen Piezofasersensor inklusive Ladungsverstärker zur Erfassung der Strukturschwingungen, einen Piezogenerator zur Bereitstellung elektrischer Energie, ein Funkmodul zur Datenu?bertragung und zur Kommunikation sowie die notwendige Elektronik (Mikrocontroller, Speicher etc.). Softwareseitig können die Betriebsmodi der Hardware (Messdatenerfassung, Datenübertragung, Ruhezustand) gesteuert werden. Über diese Komponenten wird der Energiebedarf und damit die notwendige Leistungsfähigkeit des Wandlersystems definiert. Demonstriert wird die Entwicklung an der Überwachung einer Brücke über die BAB 3 bei Dettelbach.

Elektronische Steuergeräte und Baugruppen unterschiedlichster Art sind bei ihrer Herstellung und ihrem Einsatz dem Einfluss von Feuchte (z. B. bei Waschprozessen, Reparatur, Lagerung) ausgesetzt. Luftfeuchtigkeit und Wasser führen zur elektrischen Verbindung von benachbarten Metalloberflächen, die verschiedene elektrische Potentiale haben, und erzeugen aus diesem Grund Störungen der elektrischen Isolation durch Bildung zusätzlicher elektrischer Pfade.

Die Versorgungslage bei seltenen Metallen spitzt sich derzeit zu. Die Ankündigung des Quasi-Monopolisten China, seine Exporte weiter zu drosseln, bringt die weltweiten Technologieproduzenten unter Druck und lässt westliche Bergbauunternehmen über einen Förderneueinstieg spekulieren.