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Wenn THT, SMT und THR nicht den Anforderungen des Einsatzbereiches genügen, kann die Einpresstechnik die Lösung sein. Und zwar dann, wenn z. B. eine starke Vibrationsfestigkeit, hohe Leistung bzw. eine extreme technische Belastungssicherheit gefordert ist. Das gilt in unterschiedlicher Weise zunehmend in den Bereichen Automotive, Bahntechnik, Luft- und Raumfahrt und E-Mobilität. Ein aktuelles Kundenprojekt stellte jetzt die Kraus Hardware GmbH vor außergewöhnliche Herausforderungen: ein zweiteiliger Hochstromanschluss sollte per Einpresstechnik mit der Leiterplatte verbunden werden. Dazu war die Mechanik so aufzubauen, dass die hohen Bauteile (bis 65 mm) nicht beschädigt werden. Da Kraus-HW seit Jahren mit seinem ganzheitlichen Inhouse-Ansatz die Möglichkeiten der Einpresstechnik anbietet, konnte die Aufgabe unverzüglich bearbeitet werden. So wurde im hauseigenen Vorrichtungsbau ein maßgeschneiderter Gegenhalter und Stempel konstruiert und gefertigt, um den weit überdurchschnittlichen Höhenunterschied zur Leiterplatte auszugleichen.

Im November 2019 nahm der EMS-Dienstleister elektron systeme eine neue Bestückungslinie in Betrieb. Nach einer Nutzung der Gesamtlinie von etwas mehr als eineinhalb Jahren, zieht Harald Weiß, technischer Geschäftsführer der elektron systeme, eine positive Bilanz. „Als Nutzer einer bestehenden Fertigungslinie von ASM Siplace lag es für uns nahe, unsere Produktionskapazitäten durch eine weitere ASM-Linie zu erweitern“, blickt Weiß zurück. So entschied sich das Management für eine 3-modulige SX-Linie, inkl. eines DEK-Schablonendruckers des Typs NeoHorizon03iX sowie für ein Reflow-Lötsystem VisionXP+ nitro von Rehm. Der Baugruppentransport sowie das Be- und Entladen der Linie erfolgt mit Modulen von Asys. „Für uns als mittelständischer EMS-Dienstleister ist dies eine hohe Investition.

Nachhaltigkeit ist in der EMS-Branche ein immer wichtigeres Thema und dieses umfasst weit mehr als nur Umweltschutz. Auch die Förderung des Nachwuchses, die Unterstützung des gesellschaftlichen Umfeldes und Beiträge zur Gesundheitsvorsorge gehören dazu. Ein Musterbeispiel für gelebte Nachhaltigkeit ist die CO₂-Ampel.
Kommerzielle Geräte zur Raumluftüberwachung sind seit Jahren auf dem Markt. Sie sind relativ teuer und für manche Anwendungen nicht genau genug. Schüler der Abiturklasse des Technischen Gymnasiums in Breisach haben deshalb für sich ein Messgerät entwickelt, das den Kohlendioxidanteil in der Raumluft mittels Gassensor misst und automatisch darauf hinweist, wenn der Raum gelüftet werden sollte.

Klimaziele sind ambitioniert – All-Electric-Society der Schlüssel: Mit der geänderten Fassung des deutschen Klimagesetzes hat die Bundesregierung die bereits ambitionierten Klimaziele nochmals nach oben geschraubt. Allerdings fehlt aus Sicht der Elektroindustrie weiterhin ein klarer Fahrplan, wie die ehrgeizigen Klimaziele erreicht werden sollen. „Den Klimazielen muss jetzt dringend die Festlegung entsprechender Umsetzungsmaßnahmen folgen“, sagt ZVEI-Präsident Dr. Gunther Kegel anlässlich des ZVEI-Jahreskongresses in Berlin. „Die Technologien haben wir, jetzt muss das Tempo angezogen werden. Die dringend nötigen Reformen müssen schnell beschlossen und umgesetzt werden, sonst bleiben die Beschlüsse nichts weiter als leere Klimaversprechen.“ Dieser Aufgabenstellung sei die Politik bisher zumeist ausgewichen. Das jetzt angekündigte Sofortprogramm ist allenfalls ein erster Schritt in die richtige Richtung, wird aber nicht ausreichen, um wesentliche Veränderungen herbeizuführen.

Der Laser als berührungslos arbeitendes Werkzeug hat enormes Potential für verschiedenste Anwendungen der Automobilindustrie. Beim Leiterplatten-Nutzentrennen für die Branche verspricht der Einsatz von Lasertechnik hohe Qualität, Flexibilität und Kosten-Effizienz. Leiterplatten kommen in Fahrzeugen fast überall zum Einsatz: In der Bordelektronik und Sensorik, bei der Beleuchtung und bei vielen weiteren Anwendungen im Auto. Gerade bei sicherheitsrelevanten Einsatzbereichen muss eine Leiterplatte sehr hohe Qualitätsanforderungen erfüllen. Damit dies gewährleistet ist, kommt es in der PCB-Produktion auf jedes Detail an. Beim Nutzentrennen als letztem Schritt in der Leiterplattenherstellung werden die Boards aus einem Nutzen vereinzelt. Im Gegensatz zu mechanischen Trennverfahren wie dem Fräsen oder Stanzen lagert sich beim Laser-Prozess auf den bestückten Leiterplatten kein Staub ab, der bei der späteren Nutzung zu Fehlfunktionen führen könnte.

Eine ,Operation am offenen Herzen‘ nennt PCB-Hersteller Piu-Printex die Umstellung seiner Beschichtungsprozesse. Das gelang an zwei aufeinanderfolgenden Wochenenden unter Pandemiebedingungen. Piu-Printex aus Wien stellt hochwertige Leiterplatten her und verarbeitet diese teils auch zu Baugruppen weiter – im Rahmen von Prototypen- und Kleinserienfertigung und insbesondere für Aufträge mit anspruchsvollen Anforderungen. Zu den Kunden zählen bekannte Größen der Halbleiterindustrie und Fertiger aus der EMS- und PCB-Branche.

Microvia Reliability Issues: Since the mid-1990s, when they were developed for mass production in the mobile phone industry, microvias have become principal enablers for high-density designs, and have evolved from single-level to complex stacked and staggered structures. They are fundamentally robust interconnects, although some aspects of their reliability are still under investigation.

Zuverlässigkeitsprobleme bei Microvias: Seit Mitte der 1990er Jahre, als sie für die Massenproduktion in der Mobiltelefonindustrie entwickelt wurden, haben sich Microvias zu den wichtigsten Bausteinen für High-Density-Designs entwickelt, und zwar von einstufigen bis hin zu komplexen gestapelten und gestaffelten Strukturen. Sie sind grundsätzlich robuste Verbindungen, obwohl einige Aspekte ihrer Zuverlässigkeit noch untersucht werden.

Akkus  –  vom Stiefkind zum Hype: Die Abhängigkeit von asiatischen Herstellern ist noch groß: Der Markt für E-Autos boomt. 2020 wurden rund 200 000 E-Autos in D abgesetzt. Weltweit schätzt IHS Markit für 2021 den Absatz von E-Autos auf 4 Millionen, ein Plus von 70 %. Bis 2025 soll der weltweite Absatz auf 12,2 Millionen wachsen. Volkswagen hat 2020 weltweit rund 230.000 E-Autos abgesetzt: 2,5 % der gesamten Produktion. In diesem Jahr sind bereits 800 000 Einheiten geplant. Auch die weiteren Wachstumsraten sind beträchtlich. Folgt man einer Studie der Boston Consulting Group so werden die weltweiten Marktanteile für E-Autos von derzeit 3 % über 7 % im Jahr 2025 bis auf 18 % in 2030 ansteigen

FED aktuell: Jetzt anmelden: 29. FED-Konferenz in Bamberg zum Thema Nachhaltigkeit: Vom 16. bis 17. September 2021 lädt der FED e.V. Fachleute aus der Elektronikindustrie und angewandten Forschung zur 29. FED-Konferenz nach Bamberg ein. Unter dem Motto ‚Nachhaltig & erfolgreich: Fertigungs- und Managementprozesse in einer neuen Arbeitswelt‘ können sich die Teilnehmer in 52 Vorträgen über Prozesse, Lösungen, Erkenntnisse und aktuelle Entwicklungen im Elektronikdesign sowie in der Leiterplatten- und Elektronikfertigung informieren. Endlich wieder haben Branchenvertreter die Möglichkeit zum Networking und zum persönlichen Austausch – natürlich im Rahmen eines Hygienekonzeptes, das die Einhaltung aller Regeln sicherstellt.

Die Entwicklung moderner Fahrzeuge ist mit immer komplexeren elektrischen und elektronischen Systemen konfrontiert. Der wachsende Umfang der datentechnischen Vernetzung erhöht signifikant die Kosten, vor allem wegen der zusätzlichen Komponenten und deren Anordnung im Fahrzeug und ihrer Verdrahtung (Harness).
Diese wachsende Komplexität bedingt außerdem erhebliche Probleme bei Revisionen und Re-Designs. Denn dabei sind neue Routings und Schaltungs-Layouts zu berücksichtigen, was die Wahrscheinlichkeit von Fehlern mit sich bringt. Fehler in elektrischen Systemen oder Kabelbäumen können bei deren späteren Einsatz im Fahrzeug zu inkorrekten Funktionalitäten oder sogar Gefahren für die Kunden führen. Also wird die möglichst enge Integration der Entwurfssoftware in Gestalt von ECAD (Electronic CAD) und MCAD (Mechanical CAD) immer kritischer, da moderne Fahrzeuge zugleich elektronische und elektromechanische Produkte sind.

Deutsche Bauelemente-Distribution erlebt massiven Nachfrageschub: Noch ist der Umsatz im europäischen und deutschen Bauelemente-Distributionsmarkt im Vergleich zum Vor-Corona-Quartal Q1/20 rückläufig, doch wie bereits im letzten Quartal 2020 ging der Auftragseingang in Q1/21 durch die Decke. Nach 23 % im Vorquartal gingen die Buchungen der Kunden um 48,8 % nach oben und bescherten mit einem Volumen von 1,24 Mrd. € ein neues Allzeithoch. Der Umsatz blieb mit 771 Mio. € etwas hinter den Erwartungen (-6,1 %), gebremst von mangelnder Verfügbarkeit von Bauteilen. Mit 1,61 zeigte Q1 die höchste je beim FBDi registrierte Book-to-Bill-Rate. Auf Produktebene legten die 2020 am stärksten betroffenen Passiven Bauelemente deutlich zu, mit 6 % auf 101 Mio. €. Halbleiter sahen in einigen Produktbereichen einen überproportionalen Rückgang, was zu einem Gesamtminus von -11 % und einem Umsatz von 501 Mio. € führte.

Was passiert, wenn aufgrund von wirtschaftlichen Krisen die benötigten Bauteile für die Bestückung nicht rechtzeitig verfügbar sind? Neben den Terminen sind die Kosten ein entscheidender Faktor. So kann sich die Herstellung einer Platine wegen der Verwendung einer speziellen Legierung unverhältnismäßig verteuern. Damit auf dem Weg von der Bauteilbeschaffung bis hin zur Montage des Endprodukts keine Zeit verloren geht, setzt die wtronic – electronic production GmbH auf einen Ansatz mit abgestimmten Lieferketten und einem engmaschigen Netz aus Materialzulieferern im mitteleuropäischen Raum. Dabei begleitet der Elektronik-Experte den Kunden von der Materialbeschaffung über die Bestückung bis hin zur Endmontage.

• Future Work Talks-Reihe von IAO und IPA
• Dampfphasenlöten – die Lösungen von Rehm
• Dispensing- und Coating-Lösungen
• Präsenzevents verschoben
• CfP zur 11. EBL in Fellbach
• WGIDT 2021: Aktuelle Trends in der AVT
• SGO Leiterplattenseminar

Umfassender Service für den Produktlebenszyklus: Viele der als Bestücker oder Auftragsfertiger gestarteten Unternehmen haben sich zu modernen, zukunftsorientierten EMS-Unternehmen (Electronic Manufacturing Service) entwickelt. Sie bieten nun ein umfangreiches Service-Portfolio entlang der kompletten Wertschöpfungskette und für den gesamten Produktlebenszyklus. Im Zuge der Digitalisierung wird das Dienstleistungsangebot weiter ausgebaut und mit Online- bzw. Portallösungen ergänzt.

• Limtronik und Luminovo vereinfachen Prozesse
• Omron präsentiert effizientere PWM-steuerbare Leistungsrelais
• Panacol bezieht Neubau
• 700-V-Abwärtswandler für Haushaltsgeräte und Industriesteuerungen
• productronica 2021 als Präsenzmesse?
• In Hamburg ist das EMS-Team an Bord
• SEHO und ANS answer elektronik starten strategische Zusammenarbeit
• Flexibilität: 1200 V Leistungsmodule von Infineon
• Schaffner hat neues EMC-Filter für regenerative Antriebe
• Fortführungslösung für traditionsreichen Leiterplattenproduzenten gefunden
• Inkjet-Lötstopplack: Peters kooperiert mit Atotech
• Weniger Platzbedarf auf der Leiterplatte: SMT-Leistungsdrosseln von TDK
• Die TQ-Group ist Konsortialpartner der Leuchturm-Initiative KI.Fabrik Bayern
• Selektivlöten – zwei Technologien bringen Zeitgewinn

Aus den ursprünglich als Lohnbestücker, als Fotoplott- bzw. CAD-Dienstleister oder auch als Ausgründung von größeren Geräteherstellern gestarteten Unternehmen haben sich in den letzten Jahrzehnten sogenannte EMS-Unternehmen (Electronic Manufacturing Service) entwickelt. Sie bieten inzwischen ein umfangreiches Dienstleistungsangebot entlang der kompletten Elektronik-Wertschöpfungskette und für den gesamten Produktlebenszyklus und bauen dieses kontinuierlich weiter aus.
Dies ist Anlass für das Schwerpunktthema EMS in diesem Heft: Was die EMS-Branche alles bietet, soll aufgezeigt und an Beispielen verdeutlicht werden. Die entsprechenden Beiträge sind mit dem EMS Special-Logo markiert. Mit der Corona-Pandemie und globalen Logistikproblemen hat sich die Bedeutung und Bewertung der Elektronik-Supply Chain deutlich gewandelt.

Die Erfindung der Rakel geht schon einige Jahre zurück. In der Seefahrt war sie, mit Leder bespannt, zum Reinigen der Deckplanken bereits so bekannt, dass sie sogar in Richard Henry Danas 1840 Memoiren ‚Two Years Before the Mast‘ Erwähnung fand. Seither machte sie eine steile Karriere: Nicht nur als Auto-Scheibenwischer, sondern auch beim Lötpastendruck hat sie sich bewährt. Bei all den bezüglich Rakel für Lötpastendruck erteilten oder angemeldeten Patenten – die doch eine gewisse Erfindungshöhe aufweisen (sollten!) – wundert es nicht, dass man die Übersicht verliert. Viele Firmen haben sich auf dieses Element als einen wichtigen Beitrag im Reflowlöten gestürzt und nicht nur Neues auf den Markt gebracht, sondern über ihre innovativen Produkte auch beinahe unglaubliche Versprechungen verbreitet.

Russland unternimmt – wie die USA, Japan und Deutschland – Anstrengungen, seine Elektronikindustrie deutlich zu stärken. Die neue Elektronikstrategie soll das Land bis 2030 vor allem in der Mikroelektronik unabhängiger vom Weltmarkt und von Sanktionen machen. Vergleiche zeigen, dass die Bemühungen Russlands um mehr nationale Sicherheit inhaltlich dem sehr ähnlich sind, was in den anderen genannten Ländern passiert. Für deutsche Firmen hält die russische Elektronikstrategie zahlreiche Geschäftsmöglichkeiten bereit. Trotz allenthalben spürbarer und leider zunehmender Anti-Russland-Politik seitens USA und anderer NATO-Mitgliedsstaaten sind deutsche Firmen immer noch oder bereits wieder im russischen Elektronikmarkt tätig. Russland seinerseits setzt seit vielen Jahren auf Technologien und Ausrüstungen aus den westlichen Ländern, insbesondere aus Deutschland.

Die von Mechatronik getriebenen Schlüsseltechnologien für Komponenten der Sensorik, Aktorik und Elektronik sowie für Baugruppen und Verfahren treiben einen Wachstumsmarkt. Technologieführende Unternehmen gründeten die Mechatronics Alliance Saxony (AllMeSa), um durchgängige High-Performannce-Fertigungstechnologien weltweit in Anlagen und Produkten zu realisieren. Ende Februar präsentierte sie sich in einem Allianztag. Mechatronische Bauteile, Komponenten und Module sind für die Digitalisierung industrieller Prozesse, Produkte und Abläufe von entscheidender Bedeutung. Mechatronik findet sich zu nahezu 100 % in den Produkten des Maschinenbaus. Hochleistung ist nur durch Mechatronik erreichbar. Technologien für mechatronische Komponenten und Baugruppen sowie Herstellungsverfahren werden somit zur Schlüsseltechnologie.

Termine 2021
14.-17. Sep.: DVS CONGRESS 2021, GST – Große Schweißtechnische Tagung, DVS Campus, Essen

Termine 2022
2./3. März: 11. DVS/GMM-Tagung ‚Elektronische Baugruppen und Leiterplatten – EBL 2022‘

DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik