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Chemnitz erhält neuen Institutsteil des Fraunhofer-Institutes für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM – Enge Kooperation mit Forschern der TU

Die Fraunhofer-Gesellschaft verstärkt ihr Engagement in Chemnitz. In unmittelbarer Nähe der Technischen Universität und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU wird der Instituts- teil Chemnitz des Fraunhofer-Institutes für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM Berlin ausgebaut. Die Leitung dieses Institutsteils wurde Prof. Dr. Thomas Geßner übertragen, der gleichzeitig das Zentrum für Mikrotechnologien der TU?Chemnitz leitet und an der Universität ab 1. April 2006 als Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik vorsteht. Zudem wurde Prof. Geßner bereits im Herbst 2005 vom Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft zum Stellvertreter des Institutsleiters des Fraunhofer IZM Berlin berufen. Das IZM wird von Prof. Dr. Herbert Reichl geleitet, der übrigens auch Ehrendoktor der TU Chemnitz ist.

Im Rahmen des Forschungsratings Elektrotechnik und Informationstechnik wurden alle 47 in diesen Bereichen tätigen deutschen Forschungseinrichtungen in Bezug auf Forschungsleistung, Effektivität, Effizienz, Nachwuchsförderung und Transferleistung eingehend untersucht. In allen Disziplinen bescheinigte der Wissenschaftsrat dem Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) sehr gute bis herausragende Leistungen.

Das Fraunhofer IZM hatte 2013 allen Grund zum Feiern. Denn das Institut besteht seit 20 Jahren und bereits seit 25 Jahren existiert der mit dem Institut eng verbundene Forschungsschwerpunkt ,Technologien der Mikroperipherik' der TU Berlin. Zur Feier dieser Jubiläen ist in Berlin ein Symposium und ein Festakt veranstaltet worden. Beide sind von Prof. Dr. Klaus-Dieter Lang, Leiter des Fraunhofer IZM, Berlin, und Leiter des Forschungsschwerpunkts ,Technologien der Mikroperipherik' der TU Berlin, eröffnet wurden.

Die praktisch sehr relevante Frage, ob bei im Rahmen der Gewährleistung erfolgter Nachlieferung oder Nachbesserung nach Lieferung eines mangelhaften Produkts eine neue Verjährungsfrist für die Gewährleistungsansprüche in Gang gesetzt wird oder die ursprüngliche Frist weiterläuft, ist auch durch die Schuldrechtsreform?2002 nicht hinreichend beantwortet worden. Mit dieser Problematik – der den Herstellern unter Umständen drohenden so genannten „Kettengewähr- leistung" – und den optimalen Reaktionsmöglichkeiten hierauf setzt sich dieser Beitrag auseinander.

Sollen im Labor sowohl Standard-FR4-Leiterplatten als auch PCBs aus empfindlichen HF-Materialien schnell und präzise bearbeitet werden, bietet sich der neue ProtoLaser ST von LPKF als passendes Werkzeug. Mit hochspeziellem Laser und optimal programmierter Software bietet Leiterplatten-Prototyping ohne Ätztechnik.

Die Hochleistungs-Maschine zur besonders materialschonenden Bearbeitung erreicht hohe Geschwindigkeiten, welche durch Fräsprozesse beispielsweise nicht zu erreichen wären.

Vor neun Jahren beschloss der Berliner Dienstleister endtest, sich künftig allein auf Flying Probe Tests zu konzentrieren. Wichtigster Vorteil laut endtest-Geschäftsführer Sinan Saglar: „Die Kunden können schneller über ihre Baugruppen verfügen.“ Aufgrund der derzeitigen Geschäftsentwicklung plant die endtest GmbH aktuell die Investition in das nächste FPT System.

Als sich eine kleine Internet-Community im Jahr 2004 anschickte, knifflige Fragen und Probleme rund um die FPGA-Entwicklung im globalen Teamwork zu lösen, war nicht abzusehen, dass sich daraus gar eine Konferenz entwickeln würde: Die FPGAworld Conference hat sich über die Jahre als Diskussions- und Netzwerkforum für Forscher und Ingenieure etabliert, deren besonderes Interesse und Fokus dem Einsatz von FPGAs gilt. Erst- malig fand die Konferenz nun auch in Deutschland statt, mit Altium als Hauptpartner.

Durch die Vereinigung diverser digitaler Funktionen auf nur einem FPGA-Chip, die bisher in separaten Schaltungsteilen aufgebaut waren, wird die Leistungsfähigkeit einer Schaltung drastisch erhöht und der Platzbedarf minimiert. Auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen ist der Einsatz von FPGAs mehr und mehr im Kommen. Nachfolgend werden die Bedrohungen vorgestellt, denen elektronische Schaltungen – insbesondere solche mit FPGAs – ausgesetzt und welche Gegenmaßnahmen dazu vorhanden sind.

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) finden vermehrt Anwendung in nahezu allen Bereichen, in denen elektronische Geräte und Informationsverarbeitungssysteme zum Einsatz kommen. Aufgrund ihrer immer weiter ansteigenden Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit werden sie immer häufiger auch zur Beschleunigung von Berechnungen in Großrechenzentren verwendet (z.B. Amazon Web Services).

Mit Blick auf neuartige Plattformen für industrielle Netzwerke und Bildverarbeitung sowie Motorsteuerungen hat Xilinx drei Targeted-Design-Plattformen angekündigt, die auf der FPGA-Familie Spartan 6 basieren. Sie sollen die Entwicklung und die Integration von Hardware, Software und IP für das Design von Hochleistungssystemen auf einem Chip (SoCs) verkürzen.

Entwickler von digitaler Elektronik erlebten in der Vergangenheit ein stetiges Wachstum an Funktionalität und Komplexität bei Field Programmable Gate Arrays (FPGA). Durch den immer beliebter werdenden Einsatz von FPGA wird sich dieser Trend auch in Zukunft weiter fortsetzen. Je mächtiger und größer aller- dings FPGA werden, umso schwieriger wird es für das Entwickler-Team, die Konsistenz zwischen dem HDL-Design und der Leiterplatte zu garantieren.

Integration von Hochgeschwindigkeitselektronik und Mikro-Optik ermöglich ultra-breitbandige optische Übertragung. Das hier präsentierte Projekt kombiniert die Vielseitigkeit und hohe Leistung moderner FPGA-Chips, Hochgeschwindigkeitsleiterplattendesign für mehrkanalige Systeme und die Vorteile von optischen Übertragungssystemen. Das können beispielsweise ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis, geringere Dämpfung, geringeres Übersprechen, höhere Bandbreite und kleinere Baugröße der Verbinder als die von gängigen elektrischen Steckern sein.

Auch in kleiner Stückzahl verfügbar und dabei auch bezahlbar soll Fan-out Wafer Level Packaging (FOWLP) für elektronische Bauelemente werden. Das Fraunhofer IZM schließt sich deshalb der Plattform Europractice IC Service an. FOWLP wird damit für Forschungsinstitute, Universitäten und KMU interessant: Indem bis zu zehn Kunden ein individuelles Fan-out Wafer Level Packaging für ihre ICs oder anderen Komponenten auf einem Multi-Project Wafer realisieren, können die Kosten deutlich reduziert werden. Zielgruppe sind alle, die nicht in Massen produzieren, sondern Prototypen benötigen.

Der in Taipeh/Taiwan ansässige Marktanalyst TrendForce prognostiziert für 2023 sinkende Umsätze bei den Auftragsfertigern der Halbleiterindustrie.
Ein Rückgang von mindestens 4 % wird in der Marktanalyse angenommen. Auslöser sind die nachlassende Nachfrage seitens der führenden IC-Häuser und die gestörten Lieferketten durch Exportrestriktionen des US-Handelsministeriums. Die größeren Designhäuser, so TrendForce, haben ihre Waferbestellungen für das erste Quartal 2023 gekürzt, und sie dürften dies im zweiten Quartal in noch größerem Umfang tun. Die Foundries rechnen also mit geringerer Auslastung ihrer Fabs. Erst in der zweiten Jahreshälfte könnten die Bestellmengen einiger Chiptypen wieder zunehmen, die momentan eine Korrektur der Lagerhaltung seitens der Abnehmer durchlaufen. Die konjunkturelle Entwicklung der Weltwirtschaft ist allerdings die größte Variable. Deswegen prognostiziert TrendForce für 2023 den generellen Rückgang. Ähnliches hatte sich 2019 ereignet.

Warum Mikroviatechnologie?

Die rasch fortschreitende Miniaturisierung von Schaltungen zur Reduzierung von Gewicht und Baugröße wie auch aus funktionellen Gründen (Steigerung der Verdrahtungsdichte durch komplexere Bauelemente, kurze Leitungslängen)
verlangt zunehmend neue Lösungen in der Leiterplattenkonstruktion und Produktion.
Die Verringerung der Leiterzugbreite ist hierfür ein relativ teuerer Weg, da er mit einer kostentreibenden Verringerung der Ausbeute einher geht. Eine hohe Verdrahtungsdichte läßt sich bei gegenüber Feinstleitertechnik reduziertem Ausbeuterisiko mit Mikrovias von etwa 100 gm bis 200 gm Durchmesser erzielen. Mittels zusätzlicher Feinstleitertechnik 75 gm kann die Verdrahtungsdichte in Zukunft immens gesteigert werden.

Die 5G-Kommunikationstechnik stellt auch die klassische Dickschicht-Hybridtechnik vor neue technologische Herausforderungen. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts IKTS haben zusammen mit Partnern Verfahren und Pasten entwickelt, mit denen erstmals 20 μm feine Dickschichtstrukturen für beispielsweise Antennenmodule in Serie gefertigt wer- den können.//

5G communication technology also poses new technological challenges for classic thick-film hybrid technology. Together with partners, scientists at the Fraunhofer Institute IKTS have developed processes and pastes which, for the first time, allow to mass- produce 20 micrometers of fine thick-film structures. This can be used for antenna modules, for example.

Die Fotoinitiatoren Typ 907 und Typ 369, die weltweit in Lötstopplacken für die Strukturierung von Leiterplatten verwendet werden, stehen wegen ihrer teils besorgniserregenden Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt auf der SVHC-Liste (Substances of Very High Concern). Peters hat Lötstopplacke entwickelt, die frei von diesen Fotoinitiatoren sind und sich auch hervorragend für die Direktbelichtung mit LED oder Laser-Lichtquellen eignen.

Zu seinem 50. Treffen war der Sächsische Arbeitskreis Elektronik-Technologie (SAET) vom Fachbereich Elektrotechnik der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden eingeladen. Die Tagung spiegelte das Grundanliegen des SAET – Forum zwischen Praxis, Forschung und Bildung – in voller Breite wider. Dargestellt wurden Ziele, Aufgaben und die Ergebnisse des SAET in den letzten 11 Jahren. Weiterhin wurden das Ingenieur-Studium an der HTW und ausgewählte Forschungsergebnisse der HTW erläutert. Die Fachvorträge zur Simulation von Halbleiterbauelementen, Vibrometrie und Refraktovibrometrie, zur Analyse der Maschinenfähigkeit und zur hochauflösenden 3D-Darstellung sowie die Besichtigung der für Lehre und Forschung praxisnah eingerichteten Labore der HTW als auch die Gerätevorführungen und Fachdiskus- sionen ließen das 50. Treffen des SAET zum Erfolg für alle werden.

Am 2, und 3. März 1999 führte das Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) in Itzehoe ein Technologie-Forum mit einer angeschlossenen Mini- messe zum Thema AOI= Automatische optische lnspektion in der Fertigung elektronischer Baugruppen durch. Die Veranstaltung wurde von Dr. Thomas Ahrens organisiert und geleitet. Dr. Ahrens ist Mitarbeiter des ISIT in der Abteilung Modulintegration und dort verantwortlich für die Arbeitsgruppe Qualität und Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen.

Bayern Innovativ hat am 22.?Januar das 4.?Kooperationsforum der Leiterplattentechnologie mit Schwerpunkt auf der Hochfrequenztechnik in Nürnberg initiiert. Themen waren unter anderem Qualifizierung und Test, Schnittstelle Steckverbinder, High-Speed-Signalübertragung, Substrattechnologien für planar integrierte Mikro- und Millimeterwellenschaltungen und die Hochfrequenztechnik für Leiterplatten der Telekom-Applikationen, in der Automobilindustrie sowie Medizinapplikation und Medizinelektronik.

Die technologischen Entwicklungen im Bereich der flexiblen Elektronik haben in den letzten Jahren stark zugenommen. Sie umfassen eine Vielzahl von technischen Bereichen. Der Begriff ,flexibel' wird über das verwendete Trägermaterial für elektronische Komponenten und Systeme definiert. Die flexible Elektronik ist schon seit Jahrzehnten in Produkten vertreten. Ihre Sichtbarkeit ist dabei nicht immer sofort gegeben. So sind z.?B. Leiterplatten auf Basis von flexiblen Folien aus Polyimid Standard in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen. // 

Over the last couple of years the technological developments in the area of flexible electronics have tremendously increased. They now encompass a multitude of technical fields. The term ,flexible‘ is defined by the carrier material of the electronic components and systems. Products based on flexible electronics have been marketed for decades. Yet their visibility is not always clear. Printed circuit boards based on flexible polyimide films, for example, have become standard in many applications and industrial branches.