Artikelarchiv

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.

Nachrichten/Verschiedenes

Globale Partnerschaft der Siemens VDO Automotive AG mit Cognex

IPTE restrukturiert Fabrik-Automatisierungssparte

GÖPEL electronic Mitglied im LIN-Konsortium

FUBA zeichnet „Lieferanten des Jahres“ aus

ScanWorks JTAG System von ASSET InterTech gewinnt High-Speed Bus Test

Top-Arbeitgeber 2004 ausgezeichnet

Seica und JTAG Technologies kombinieren die Vorteile von Flying-Probe und Boundary-Scan

Enthone gemäß EN ISO 14001 zertifiziert

Die-Bonder von Delvotec jetzt auch in Skandinavien

Wechsel in der Geschäftsführung und -leitung von Rohde & Schwarz

FEINFOCUS öffnet neues Büro in China

Ormecon eröffnet DemoCenter für chem. Zinn in China

Neuer Katalog für die Elektronikfertigung

Grenzwerte bei Geräuschemissionen einhalten

Pierre Becker verstärkt HMS Vertriebsteam

ElektroG am 20. Januar 2005 von Bundestag beschlossen

RUWEL und FUBA lösen Kooperation wieder auf

Neuer Entwicklungsleiter bei Schlafhorst Electronics

Dyconex mit eigener Ni/Au-Linie

Dyconex hat neuen Geschäftsführer

Neue Produktmanagerin für DEK Verbrauchsmaterialien

RUWEL AG steigerte Umsatz in 2004 um 12 %

Neuer Produktmanager Simulation bei FlowCAD

Fällt der Begriff Hochtemperaturelektronik – und er fällt in jüngerer Zeit immer häufiger – so assoziiert ihn jeder mit der Automotive-Anwendung. Seitdem sich das Prinzip der dezentralen Elektronik im Auto durchgesetzt hat, Sensoren und Steuerungen dort platziert werden, wo sie benötigt werden, sind die Forderungen in Richtung Hochtemperaturelek- tronik Bestandteil der Roadmaps aller Hersteller. Per definitionem beginnt Hochtemperaturelektronik bei Dauertemperaturbelastung über 125 °C. Doch dabei hält man sich schon lange nicht mehr auf; allge- mein sind heute 200 °C im Gespräch, aber auch weitergehende Forderungen stehen bereits im Raum. Andererseits bleiben derzeit 90 % aller Elektronikanwendungen im Automobil im Bereich unter 200 °C.

Die negativen Schlagzeilen aus der Wirtschaft reißen nicht ab. Dabei schließen sich unter- nehmerische Freiheit, Gewinn und Moral nicht aus – das belegt gerade der Mittelstand täg- lich aufs Neue. „Ethics in Business" fördert deshalb Mittelständler, die sich ihrer gesellschaftlichen Verantwortung bewusst sind und danach handeln.

Bericht von der Informationsveranstaltung der Verbände BDA, BDI, BITKOM und ZVEI am 4. November 2004 in Berlin

Die Problematik der alternden Gesellschaft und auch der Behinderten ist vielen Menschen bekannt, jedoch werden die daraus resultierenden Notwendigkeiten, Möglichkeiten und zu lösenden Aufgaben vielfach nicht bewusst wahrgenommen. Das gilt auch für Unternehmen der Wirtschaft. Kein Wunder also, dass das Thema „Barrierefreie Gestaltung von Produkten und Dienstleistungen“ derzeit unter großem Druck von den Politikern und auch von der Öffentlichkeit in der EU behandelt wird. Wie jede Herausforderung bringt „Design for All“ nicht nur Ausgaben, sondern auch neue Wirtschaftschancen.

Die Unternehmensfinanzierung in Deutschland wandelt sich in beträchtlicher Geschwindigkeit. In der Vergangenheit finanzierten sich Unternehmen aus der Leiterplatten- und Bestückungsbranche fast ausschließlich über ihre Hausbank, die den Unternehmern lange Zeit bereitwillig und mit günstigen Konditionen zur Seite stand. In den letzten Jahren hat sich dieses Bild sehr stark verändert. Banken finanzieren nicht, kaum oder zu wesentlich veränderten Bedingungen und hinterlassen damit ein gewisses Vakuum, welches es zu füllen gilt. Als Gründe werden gerne Basel II, die strengen Vorschriften des Rating oder andere Argumente genannt. Ob diese Entwicklungen nun wirklich an Basel II liegen, oder ob die Probleme letztendlich hausgemachte Bankprobleme sind, sei dahingestellt.

Die Integration von Komponenten in die Leiter- platte bzw. die Integration von Funktionen auf und in die Leiterplatte durch leiterplattenkompatible Prozesse und Materialien gewinnt zunehmende Bedeutung. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Thematik, die auch unter dem Begriff „Embedded Components" in Literatur und Praxis Einzug hält. Anhand von Funktionsmustern und Schaltungen aus der laufenden Fertigung wird aufgezeigt, welche Möglichkeiten bereits im Serienmaßstab realisierbar sind. // 

The integration of components into the printed circuit board as well as the integration of functions on and in the board by using board-compatible processes and materials, is gaining in importance. An overview is provided under the general heading “Embedded components” as found in the litera- ture and in practice. Drawing on function pat- terns and circuits in current production, it is shown what possibilities are open for mass-production manufacture.

Die Bedeutung von gestapelten 3D-Packages in Leiterplattentechnologie hat die letzten Jahre immer stärker zugenommen. Gerade wenn man Anwendungen realisieren will, die hoch integriert sind und bei denen der Platzbedarf sehr begrenzt ist, reicht es nicht mehr aus, auf die COB (Chip on Board), CSP (Chip Sized Packages) oder Flip-Chip Technologien zurückzugreifen. Mithilfe gestapelter 3D- Packages ist es möglich, Aufbauten mit den genannten Technologien übereinander zu stapeln und so die 3. Dimension der Leiterplatte voll auszunutzen. Nutzt man die Möglichkeiten der Modularisierung von 3D-Packages (Match-X) voll aus, können gerade für kleine und mittelständische Unterneh- men echte Wettbewerbsvorteile entstehen. // 

The impact of stacked 3D-packages in PCB-tech- nology has considerably increased over the past few years. COB (Chip on Board), CSP (Chip Sized Packages) or flip-chip technologies may not meet all the demands of highly integrated or space-limi- ted applications. The 3D-packaging technology makes it possible to stack the PCBs on top of each other and thus make full use of the third dimen- sion. Taking full advantage of the modularisation possibilities of 3D-packages (Match-X) can give the competitive edge particularly to small and medium-sized companies.

Termine

DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Mit fortschreitender Miniaturisierung der Bauelemente in der Elektronik und daraus abgeleitet der Strukturen von Schaltungsträgern, rückt eine neue Form der Systemintegration stärker in den Vordergrund: die Integration von Komponenten in die Leiterplatte. Diese neue Aufbautechnik ist eine sog. „enabling technology" zur Steigerung der Packungsdichte. Sie besitzt ein klares Potential zur Erhöhung der Funktionsdichte, Reduzierung der Bestückkosten, Verbesserung der Zuverlässigkeit (durch Reduzierung der Lötstellenanzahl) und Optimierung des Signalverhaltens bei High Speed-Applikationen. Eingebettete Widerstände – gefolgt von Kondensatoren – finden sich bereits in der industriellen Anwendung. Die Fertigungsverfahren dafür sind weitgehend kompatibel mit denen der Leiterplattenproduktion. So kann technologieabhängig mit grundsätzlich bekannten Verfahren wie z.B. Siebdrucken bei der Polymer-/Keramikdickschichttechnologie oder Ätzen bei der Metalldünnfilmtech- nologie gearbeitet werden. Die Einführung in der Leiterplattenproduktion wird durch die artverwandten Prozesse erleichtert und ist daher weniger kapitalintensiv. Zahlreiche Leiterplattenhersteller sehen darin eine Chance auf Vergrößerung der Wertschöpfungstiefe ihres Produktes und engagieren sich aus diesem Grund aktiv an der Weiterentwicklung dieser Integrationstechnologien.

MID-lndustriepreis 2005

15. Workshop Mikrotechnische Produktion

Herstellung flexibler Leiterplatten aus Polyetheretherketon (PEEK) durch galvanische Verstärkung einer PVD-Metallisierung

MID-Kalender

Ansprechpartner und Adressen