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In this article Bob Willis informs on BGA and lead-free solder joint defects and there causes. He will be at SMT 2005 in Nuremberg with two free seminars concentrating on the latest and prac- tical advice on lead-free introduction.// 

Bob Willis informiert nachfolgend über BGA- und Bleifrei-Lötstellenfehler und deren Ursachen. Er wird auf der SMT 2005 in Nürnberg sein und dort zwei kostenlose Seminare halten, in denen die neuesten und praktische Hinweise zur Einführung der Bleifreitechnik im Mittelpunkt stehen.

Wertvolle Hinweise für hohe Ausbeute und Effizienz gab es bei den jüngst von der DEK Printing Machines GmbH in Bad Vilbel veranstalteten Stencil Days.

Durch die Umstellung auf die Bleifrei-Technik ändern sich auch die Forderungen beim Schablonendruck. Sie beeinflusst nicht nur Lotpasten, Lötanlagen und Temperaturprofile, sondern hat auch Auswirkungen auf das Pad-Design. Deshalb waren die Einführung der blei- freien Fertigung und deren Auswirkungen auf die Druck- schablonen ein beherrschendes Thema dieser Veranstaltung. Die Teilnehmer konnten unter zwei Veranstaltungstagen auswählen, was die Terminplanung für sie erleichterte und es DEK ermöglichte, sehr viele Anwender anzusprechen. Das Ziel war, praktisch gut verwertbare Informationen zu vermitteln und den gegenseitigen Er- fahrungsaustausch anzuregen. Als Bonbon konnte sich jeder Teilnehmer einen DEK VectorGuard Schablonenrahmen zu Testzwecken ausleihen bzw. auch zu einem äußerst attraktiven Sonderpreis erwerben. Die Mitarbeiter des DEK Bereichs Verbrauchsmaterialien gaben profunde Hinweise, z. B. wann galvanogeformte Schablonen aus einer Nickel-Legierung und wann lasergeschnittene Ausführungen angemessen sind. U. a. geht es darum, mit aufeinander abgestimmten Verbrauchs- materialien dafür zu sorgen, dass die Fertigung weit- gehend komplikationslos laufen kann.

43. Treffen des sächsischen Arbeitskreises Elektronik-Technologie in Leuna

Technische Gase und Spezialgase sind mit ständig steigender Bedeutung unverzichtbarer Bestandteil der Produktionsprozesse in der Elektronikindustrie. Diese Gase werden als Schutzgas, Ätz- und Reaktions- gase sowie als Spülgase eingesetzt. Insbesondere bleifrei und umweltgerecht hergestellte Elektronikpro- dukte erfordern zunehmend den Einsatz z.B. von Schutzgas- oder Plasmaprozessen. Diese Entwicklung nahm der Sächsischen Arbeitskreises Elektronik-Technologie zum Anlass, sich bei der Linde Gas AG in Leuna zu treffen.

Bericht über die NEDA-RoHS-Konferenz vom 11. Januar 2005

Mit dem Näherrücken des Inkrafttretens der EU-Richtlinien WEEE und RoHS nimmt die Anzahl der Veranstaltungen zu diesem Thema auch in den USA merklich zu. Nach der NEMI-Konferenz im Herbst letzten Jahres hatte auch der US-amerikanische Distributoren-Verband NEDA (National Electronic Distributor Association) im Januar zu einem Vortrags- und Austauschtag zwischen Distributoren und Kunden eingeladen. Dort wurden viele Punkte behandelt, die auch die deutschen Baugruppenproduzenten stark interessieren und berühren.

Ein aktuelleres Workshopthema als das vom ZVEI für seinen gleichnamigen Workshop gewählte, der am 26. Januar 2005 in Frankfurt a. M. veranstaltet wurde, gibt es derzeit wohl nicht. Entsprechend groß war der Zuspruch, so dass aus Platzgründen nicht alle Interessenten teilnehmen konnten. Moderiert wurde dieser intensive Erfahrungsaustausch zwischen den Partnern in der Elektroniklieferkette von Dieter Weiss vom gleichnamigen Ingenieurbüro.

Bernhard Klee, ZVEI, eröffnete die Beiträge mit einem Überblick über die weltweite Situation, bevor er den aktuellen Stand der europäischen und deutschen Gesetzgebung RoHS, WEEE, ElektroG sowie deren Forderungen darlegte. In Japan führt die Entsorgungsverantwortlichkeit der Gerätehersteller sowie deren Nachhaltigkeitspoli- tik zu einem Verzicht auf Blei und andere Schadstoffe. China plant eine ähnliche Gesetzgebung wie in Europa. In USA tun dies nur einzelne Bundesstaaten wie z. B. Kalifornien. Trotzdem werden auch dort bleifreie Produkte kommen, auch wenn es dagegen noch manche Vorbehalte gibt. Der Deutsche Bundestag hat das ElektroG am 20.01.2005 beschlossen.

Beispiel: Hitachi entwickelte neues bleifreies Hochtemperaturlot für BGA

Die Geschichte vom Hasen und dem Igel kennt jeder von uns – und in vielfältiger abgewandelter Form. Eine Variante ist gegenwärtig bei der Präzisierung der Ausnahmen der Bleiablösung gemäß RoHS durch die TAC der Europäischen Kommission zu erleben. Während die EU-Kommission in einem Ergänzungsentwurf (Draft) vom Dezember 2004 zur Direktive 2002/95/EC (RoHS) die Anzahl der vorläufigen Ausnahmen zur Bleiablösung noch erweitert hat und diese Diskussion auch im Februar 2005 noch nicht beendet ist, arbeiten die japanischen Elektronikkonzerne bereits an der Eli- minierung eines Teils der Ausnahmen.

Der Startschuss für den E2MS-Award 2005 ist gefallen

Workshop „Bleifrei & RoHS: auch eine logistische Herausforderung!“

3. ZVEI Kompetenztreffen: „Mikrosystemtechnik und Mikroelektronik im Automobil“

Zweitägiger Kongress mit Fachausstellung des ZVEI und BITKOM zum Thema Elektro- Altgeräte-Entsorgung in Frankfurt am Main zog 400 Führungskräfte an

Aufbau- und Verbindungstechnik in der Mikrosystemtechnik

VdL auf der SMT Hybrid Packaging 2005

Messe-Highlight 2005: Productronica in München

componex/electronicIndia 2005 mit Konferenzen zu Automobilelektronik sowie Mikrosysteme und Nanotechnologie

Termine Fachverband

Seminartermine ZSG: ZVEI-Veranstaltungen

Halbleiterumsatz in Deutschland im Januar 9 % über Vorjahr

Am 25. Januar 2005 führte die Bayern Innovativ GmbH als Projektträger der BAIKEM das Koope- rationsforum Leiterplattentechnologie in Zusammenarbeit mit dem ZVEI Bayern, dem VDMA Bayern, dem VdL und dem Lehrstuhl FAPS der Universität Erlangen-Nürnberg sowie mit Unterstützung des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie in der Nürnberger Akademie durch. Namhafte Referenten aus Industrie und Forschung präsen- tierten aktuelle Entwicklungen für die Fertigung neuartiger Leiterplatten sowie deren Potenzial für Innovationen in elektronischen Geräten. Die mit über 130 Teilnehmern sehr gut besuchte Veranstaltung wurde von einer TableTop-Ausstellung begleitet.

„Mastering the challenges of the future": Mehr als 110 Teilnehmer zog das Thema der diesjährigen EIPC-Winterkonferenz am 27./28. Januar nach Barcelona. Neue Technologien wurden vorgestellt und genügend Zeit zum „Networking" gefunden. In der begleitenden Posterausstellung zeigten einige Firmen die neuesten technologischen Entwicklungen in der Leiterplattenherstellung. Erst- malig wurde taiwanesische MassLam-Technik für Europa vorgestellt. 12 der zwanzig Vorträge wur- den von der Zulieferindustrie vorgetragen und 8 kamen von europäischen Leiterplattenherstellern. Ein Schwerpunkt war auch die Mechatronik, die Kombination von Leiterplatte und Elektromechanik.

Paul Waldner, Präsident des EIPC, unterrichtete über die Aktivitäten des EIPC und den Mitglieder-Service. Neben technischen Workshops wurden Konferenzen veranstaltet und sog. “Technical Snapshots“ vorgestellt. Das EIPC verfügt über eine „Hotline“, über die die Mitglieder technische Fragen stellen können und innerhalb 24 Stunden eine Antwort erhalten. Dieser Service trägt dazu bei, die Kommunikation zwischen den EIPC-Mitgliedern zu intensivieren und eine zusätzliche Wertschöp- fung durch die Mitgliedschaft im EIPC zu erreichen.

Die SMF & MORE GmbH wurde im Sommer 2003 gegründet und besitzt trotz ihrer kurzen Existenz eine Erfahrung von mehr als einem Jahrzehnt auf dem Gebiet der Oberflächenbeschichtung von Leiter- platten. Aufgrund dieser Erfahrung und einer hohen Anlagenkapazität können Leiterplatten mit allen gängigen Endoberflächen in hoher Qualität oftmals innerhalb von Stunden beschichtet werden.

Wachstumsmarkt Automobilelektronik

Hohe Anforderungen, niedrige Preise, aber auch Zukunftsperspektiven

Die Welt macht mobil! Seit Gottfried Daimler das Auto- mobil erfunden hat, zeigt diese Branche ein permanentes Wachstum. 5,6 % soll die weltweite Auto- mobilproduktion – dazu gehören PKW, LKW und Busse – stückzahlmäßig wachsen (Abb. 1). Dabei ist Deutschland als einer der größten Hersteller nicht nur in Europa, son- dern auch in China bestens positioniert. Betrug der Weltmarkt der Automobilelektronik 2002 noch 11,8 Mrd. US$, so soll er bis 2007 auf 18,1 Mrd. US$ steigen. Damit wächst die Elektronik deutlich überproportional zur Stück- zahl mit rd. 10 %.

Ein neues Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten wird vorgestellt, das ohne Anwendung von Fotoresisten auskommt und die Herstellung von Leiterstrukturen bis zu einer minimalen Breite von ca. 15 µm gestattet. Das Verfahren wird am Bei- spiel des Prozesses zur Herstellung einer Leiter- platte aus Polyimid beschrieben. // 

A new approach to production of fine-pitch PCB’s is described, which does not involve the use of a photoresist, yet allows features including trackwidths as small as 15 µm. As example, the manu- facture of a polyimide-based PCB is described.

Dr. Hayao Nakahara, N.T. Information Ltd., analysiert die gegenwärtige Situation der nordamerikani- schen Leiterplattenindustrie (Stand Februar 2005) und sieht hier durchaus Parallelen zu Europa. Sowohl für die nordamerikanische als auch die westeuropäische Leiterplattenindustrie ergibt sich die ziemlich offensichtliche Schlussfolgerung: Volumenhersteller sollten nach China gehen.

Die nordamerikanische Leiterplattenindustrie stand im Jahre 2000 mit Japan an der Spitze der Weltproduktion (Tab. 1). Nach dem verheerenden Rück- gang in 2001 und 2002 hat sie sich seit 2003 wie- der erholt, aber der Ausstoß lag 2004 immer noch unter der Hälfte von dem im Jahre 2000. Die Massenproduktion von bis zu 18lagigen Multilayern wanderte nach Asien ab und neuerdings macht sich sogar auch im Bereich über 18 Lagen dieser Trend bemerkbar. Low-volume, High-mix Produk- tion, Eilaufträge, Prototypen, die von den asiatischen Herstellern nicht in angemessener Zeit zu Verfügung gestellt werden können, sowie Leiterplatten für militärische und medizinische Anwendungen scheinen die einzigen Produktionsfelder zu sein, die in Nordamerika verblieben sind. Der Automotivsektor stellte viele Jahre für nordameri- kanische Hersteller eine sichere Zuflucht dar, aber die meisten großen Automotivhersteller wurden infolge der aggressiven Preise aus Fernost aus dem Geschäft gedrängt oder stehen nahe davor. Die Situation in Westeuropa scheint sich nicht viel von der in Nordamerika zu unterscheiden.

In jüngerer Zeit hat die Elektronikindustrie einen Quantensprung in Richtung Verwendung von HiSpeed-Systemen und -Komponenten für Telekommunikations-, Computer- und Verteidigungsanwendungen erlebt. OEMs und Verarbeiter stellen fest, dass Designänderungen an bestehenden Systemen sich nicht mehr nur auf die Komponentenebene beschränken, sondern sich auch auf die Material- ebene ausweiten. Daher geht man nun bei vielen OEMs einen neuen Weg: vom Anfang der Design- prozesse an bezieht man die Materialhersteller eng mit ein.

Für jegliche Anwendung spezifizieren OEMs und Schaltungsdesigner die Materialeigenschaften, die es ihnen dann erlauben, die elektrische Perfor- mance des Endproduktes zu maximieren. Dielektrische Konstante (Dk), Verlustfaktor (Df), Stärke des Dielektrikums und Leiterbahnbreite und -dicke haben alle Einfluss auf die elektrische Performance für HiSpeed- und Hochfrequenzsignalverarbei- tung. Mechanische Eigenschaften wie Dimen- sionsstabilität und chemische Eigenschaften wie Feuchtigkeitsaufnahme beeinflussen die Auswahl der Verarbeitungsausstattung und -prozesse.

Neue Verbandsmitglieder

FED-Veranstaltungskalender

Aus dem Verbandsleben

Die FED-Geschäftsstelle teilt mit

Kurz notiert

Mentor Graphics und Xilinx verkürzen gemeinsam die Entwicklungszeiten bei Leiterplatten

Neue Hochleistungsklemmen von WECO

Kohlefaser Piezo-Bimorph bietet eine verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit

ELECTRA Version 1.4.5 für EAGLE User

Präzise Entfernungsmessung trotz verschiedenfarbiger oder reflektierender Oberflächen

Chip-Kondensatoren: Polymertypen für 125 °C

Folien-Kondensatoren: Neue Snubber-Serie für IGBT

Aufwertung von CircuitStudio 2004 durch Verilog-Unterstützung

Flexibles Flachbandkabel ab 0,3 mm in bleifrei

Die FED-Regionalgruppe Darmstadt startete am 19. Januar 2005 an der Fachhochschule Aschaffenburg die neue Veranstaltungsreihe, wobei sich zeigte, dass das Thema Teststrategieplanung großes Interesse findet.

Da der Regionalgruppenleiter verhindert war, begrüßte sein Stellvertreter Hugo Schlereth im Namen des FED die zahlreichen Gäste und Mitglieder und bedankte sich bei der Fachhochschule Aschaffenburg für die Möglichkeit, hier wieder eine Veranstaltung durchführen zu können. Als Moderator, der selbst Designer ist und damit auch ständig mit der Teststrategieplanung konfrontiert ist, führte er in das Thema ein. Designziele sind neben dem Entwurf der Aufbau und der Test sowie die Inbetriebnahme eines elektronischen Systems. Diese Tätigkeiten erfolgen in der Regel in ver- schiedene Abteilungen und Produktionsstätten. Je nach eingesetzter Technologie sind unterschiedli- che Teststrategien möglich und sinnvoll. Eine frühzeitige Abstimmung ist deshalb notwendig. Die Testvorbereitungen beginnen bisher aber meist erst nach der Entwurf- und Aufbauphase. Hier sind Änderungen notwendig, wozu der FED mit seiner neuen Veranstaltungsserie beitragen möchte. Er wies darauf hin, dass es leider nicht, wie ursprünglich geplant, möglich war, dass ein Mit- arbeiter der Zollner AG als Anwender bei dieser ersten Veranstaltung dieser Reihe einen Vortrag über seine Erfahrungen hält, dass dies aber bei den Folgeveranstaltungen der Fall sein wird.

Der Entwurf von Leiterplatten ist heute ohne die Verwendung von CAD-Werkzeugen nicht mehr vorstellbar. Es treten elektrische Effekte wie Reflektionen, Überschwingungen, Übersprechen, Mehrfachschalten u.a. auf, welche die Funktion der Schal- tung erheblich beeinflussen. Diese Effekte können mit CAD-Werkzeugen unter Anwendung von IBIS-Modellen simuliert und analysiert werden. Durch Auswahl verschiedener Vorgehensweisen lassen sich schnell geeignete Lösungen finden und Redesigns vermeiden. Teil 1 des zweiteiligen Beitrags führt in die auftretenden Effekte und die Anwen- dung der Signalintegritätsanalyse ein. // 

The idea of designing a printed circuit board without using a CAD tool would today be inconceivable. A whole range of potentially deleterious effects must be avoided or minimised, such as reflections, oscillation overshoots, crosstalk, multiple switching (bounce) etc. Effects such as these can be simulated and analysed using CAD software in conjunction with IBIS models. By choosing the appropriate procedures, optimum solutions can be speedily found and re-designs avoided. Part 1. of this two-part contribution introduces the various type of effect that can occur and the use of signal inte- grity analysis.

Altium gab die Einführung von P-CAD 2004, seines Systems für professionelles Leiterplatten-Design bekannt. Mit insgesamt mehr als 50 neuen und verbesserten Features wartet diese Version mit technologischen Upgrades für Layout sowie automatisches und inter- aktives Routing auf. Hinzu kommen erweiterter Sup- port für das Editieren von CAM-Files und die Schal- tungssimulation sowie eine Vielzahl weiterer Verbesserungen in Leistungsfähigkeit und Kontrolle des Design-Prozesses. P-CAD 2004 bringt eine ganze Palette neuer Technologien, baut dabei aber auf den Stärken der bis- herigen Versionen auf. Insbesondere der neue, leistungsfähige und interaktive Advanced Router führt zu einer deutlichen Verbesserung des interaktiven Routing-Prozesses und ermöglicht dem Anwender automatisches Verschieben von Leiterbahnen um Objekte auf der Lei- terplatte. Mit ihm kann der Designer das Routing mit jedem beliebigen Netz-Objekt beginnen, unabhängig von der Position im Raster oder in der Verbindungslei- tung. Der Designer hat einfache Möglichkeiten, existie- rende Objekte beim Routing zu umgehen, in Kupfer- flächen, an Leiterplattenrändern, Cutouts und Keepouts zu routen sowie zur Verlagerung bestehender Leiter- bahnen und Vias. Der Designer hat die vollständige Kontrolle über sämtliche interaktiven Routing-Features und kann sogar das Ausmaß der „Leiterbahnbereini- gung" beeinflussen, die vom Tool während des interak- tiven Routings durchgeführt wird.

Experten erwarten in den nächsten Jahren Daten-Raten bis hin bis zu einigen Terabytes. Durch diese wachsenden Datenraten wird parallele Daten- Übertragung zunehmend unangebrachter für High-Speed-Applikationen. Alternative Übertragungs- verfahren werden somit immer wichtiger, um so gleichzeitig Signalqualität und hohe Signalübertragungsgeschwindigkeit sicherzustellen. Dieser zweiteilige Beitrag betrachtet deshalb neue Entwurfsstrategien bei der Anwendung differentieller Signale. Teil 1 befasst sich mit den theoretischen Grundlagen, während Teil 2 auf die Methodik zum erfolgreichen Entwurf anhand eines Praxisbei- spiels eingeht. // 

Experts are predicting for the near future, data transfer rates up to a few terabytes/sec. Thanks to such developments, parallel data transfer will become increasingly unacceptable for high-speed applications and alternative data transfer proces- ses will accordingly become more important, in order to assure signal integrity and high transfer rates. This two-part report describes novel con- cept strategies in using differential signals. Part 1 covers theoretical principles while Part 2 considers methodologies for successful designs, illustrated with a practical example.