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Kolumne: Anders gesehen

Dieser Löwe zeigt sich sehr mistrauisch mit seinem scheelen Blick auf das Stacheltier und hat natürlich einen guten Grund dafür. Auch der schiefe Blick von Sophia Loren ist durch die Weltpresse gewandert, aber reicht solches kurzes Hinschauen heutzutage in der elektronischen Industrie noch aus, um Fehler zu orten? Die gesamte Industrie leidet an einem Mangel an Fachkräften, was ja wohl auch der Hintergrund der neuerlichen Immigrationswellen sein dürfte. Speziell in der elektronischen Industrie jagen sich die einzelnen Firmen versierte Kräfte ab, so dass ein dauernder Wechsel selbst an den Linien für zunehmende Probleme sorgt.

Die Auftragsbücher im Maschinen- und Anlagenbau haben sich im März kräftig gefüllt. Die Bestellungen legten um real 29 % im Vergleich zum Vorjahr zu. Dabei verzeichnete nicht nur das Ausland ein deutliches Plus von 34 %, auch das Inland wies eine erfreuliche Bilanz (+20 %) auf. „Zum einen hinterließ die Corona-Pandemie im März des vergangenen Jahres bereits erste Spuren in den Orderbüchern, daher ist die Vergleichsbasis entsprechend niedrig. Zum anderen profitieren die Unternehmen nun davon, dass sich der Auftragseingang eindeutig beschleunigt“, erläuterte VDMA-Chefvolkswirt Dr. Ralph Wiechers. Besonders kräftig legten im März die Bestellungen aus dem Euro-Raum (+43 %) zu, aus den Nicht-Euro-Ländern kamen 30 % mehr Aufträge.

Am Ende von Teil 1 dieses Beitrags wurde die dreigliedrige Struktur der Elektronikindustrie Russlands samt deren Anteil am Branchenumsatz bereits angesprochen.
Die Organisationen mit staatlicher Beteiligung bestehen vorwiegend aus Großunternehmen (teils Nachfolger der sowjetischen Großbetriebe), während die Organisationen mit privatem russischem Kapital meist nach 1992 gegründete KMU sind. In der Mikroelektronik sind 10 Organisationen tätig, die die Massenproduktion von Mikroelektronik betreiben (Abb. 5). Hinzu kommen etwa 65 Designzentren für den Entwurf der Schaltkreise. Daneben gibt es ca. 90 Hersteller passiver Bauteile. Tabelle 3 enthält einige ausgewählte Informationen, die den ökonomischen Zustand der Elektronikindustrie im Jahr 2018 verdeutlichen. Führt man die fragmentarischen Angaben von Tabelle 2 und 3 zusammen, kann angenommen werden, dass der Gesamtmarkt für Elektronik (Eigenproduktion und Importe) gegenwärtig eine Größe um 50 Mrd. $ oder mehr hat und dass der Importwert von Elektronik bei ca. 25 Mrd. $ liegt. Der staatliche Teil (der militärisch-industrielle Komplex eingeschlossen) könnte dann Elektronik im Wert von etwa 10 Mrd. $ produziert haben.

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• DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Im jüngst gestarteten Verbundprojekt T-KOS der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland soll die Terahertz-Technologie erstmals synergetisch in den Bereichen Kommunikation und Sensorik für die Industrie erschlossen werden. Innovative Systemlösungen in beiden Bereichen können entscheidend dazu beitragen, Zukunftsthemen, wie Digitalisierung, Industrie 4.0 oder Ressourceneffizienz, erfolgreich umzusetzen und somit den Wirtschaftsstandort Deutschland langfristig zu stärken. In der digitalisierten, hochtechnisierten Lebens- und Arbeitswelt ist die Verfügbarkeit von Kommunikations- und Datenverbindungen eine Grundvoraussetzung.

Im Rahmen des IGF-Vorhabens ETRACE wurde eine Vielzahl von Merkmalen als Prüfkriterien zur Originalitätsprüfung (Authentifikation) von elektronischer Hardware identifiziert und den vier relevanten Integrationsebenen der Elektronik zugeordnet.

As part of the IGF project ETRACE, a large number of features were identified as test criteria for the originality verification (authentication) of electronic hardware and assigned to the four relevant integration levels of electronics.

Einladung zum 3. MID Day am 11. August 2021: Beim 3. MID Day am 11. August warten zwei spannende Vorträge aus der Industrie und Forschung auf Sie. Das Online-Event beginnt um 16 Uhr und ist für alle kostenfrei zugänglich. Unser Industriepartner Neotech AMT GmbH wird Ihnen Einblicke in dessen EU-Projekt Penta ‚AMPERE‘ geben. Im Rahmen dieses Projekts werden zuverlässige und skalierbare hybride Additive Manufacturing-Verfahren zur Herstellung multifunktionaler mechatronischer Systeme entwickelt. In dem am 1. April 2021 gestarteten Projekt werden zehn führende Forschungs- und Industriepartner aus Deutschland und den Niederlanden wesentliche AM-Technologien entwickeln, die für die robuste und skalierbare Herstellung von smarten mechatronischen Produkten erforderlich sind.

Seit 2018 müssen nach dem neuen Strahlenschutzgesetz die Anwender von Ultrakurzpuls-Lasermaschinen (UKPL) ihre Maschinen von den Landesbehörden genehmigen lassen. Ultrakurzpuls-Laser können bei der Materialbearbeitung eine weiche Röntgenstrahlung erzeugen, die so stark ist, dass bei einer offenen Maschinenumhausung nach wenigen Minuten der Grenzwert der gesamten Jahresdosis überschritten wird. Eine mögliche Folge der Bestrahlung mit dieser weichen Röntgenstrahlung ist Hautkrebs. Die Sensoren direkt messender und sofort anzeigender Dosimeter für UKPL-Maschinen müssen die extrem kurz gepulste Röntgenstrahlung (Pulsdauer <1 ps) und mehr als 10 000 Röntgenpulse pro Sekunde zuverlässig nachweisen können.

Digitaltest stellt mit ‚ECO on the Fly‘ ein neuartiges Konzept vor, mit dem Obsoleszenz und Störungen in der Lieferkette von elektronischen Komponenten beim Testen abgefangen werden können. Lieferkettenunterbrechungen, -stopps und Obsoleszenz verursachen Elektronikherstellern und EMS-Dienstleistern große Probleme. Seit der anhaltenden Covid-19-Pandemie ist die weltweite Versorgungskette stark betroffen. Laut einer kürzlich durchgeführten Umfrage von ‚Dimensional Research and Supplyframe‘ wurden 53 % der Produkteinführungen aufgrund von Covid-19 verzögert oder abgebrochen, 35 % mussten Produkte neu entwerfen, um nicht mehr verfügbare Komponenten zu ersetzen und 37 % gaben an, dass die Komponentenkosten gestiegen sind. Veränderung ist die einzige Konstante – daher braucht es eine Strategie, um flexibel auf diesen Wandel reagieren zu können.

From Nano to Macro Power Electronics and Packaging – ein europäischer Workshop, 25. November 2021 in Tours, Frankreich: Nach dem Erfolg des Power Electronics Workshops, der in den letzten 11 Jahren zusammen mit der Universität und der polytechnischen Hochschule von Tours organisiert wurde, freut sich die IMAPS Frankreich, den nächsten Workshop ankündigen zu können. Der 12. Europäische ‚Power Electronics and Packaging Technical‘ Workshop wird nach langer Coronabedingter Verzögerung nun am 25. November 2021 in Tours stattfinden. Als Sponsoren konnten in den zurückliegenden Jahren wie auch in diesem Jahr ST-Microelectronics, CERTeM und die Polytechnische Hochschule von Tours gewonnen werden.

Das 11. Berliner Technologieforum hatte die Digitalisierung in der Elektronikfertigung im Blick. Pandemiebedingt konnte die von mehreren Firmen getragene Veranstaltung am 20. Mai 2021 nur als halbtägiges Webinar durchgeführt werden. Trotzdem war das Interesse angesichts des aktuellen Themas groß. Digitalisierung und Webinar passen schließlich auch gut zusammen. Die Digitalisierung ist ein bedeutender und sich schnell ausbreitender Megatrend, der sowohl für jede einzelne Person als auch für alle Teile der Gesellschaft grundlegende und langfristige Veränderungen mit sich bringt. Früher wurde mit dem Begriff Digitalisierung die Umwandlung analoger Werte in digitale Formate bezeichnet.

Mit dem SMD-Schablonendrucker 2000XQ von ESE bietet Multi Components ein Druckmodul für Bauteile bis 0,4 x 0,2 mm und 0,25 mm Durchmesser für BGA-Balls an. Als besondere Merkmale für hochwertige Druckergebnisse gelten darüber hinaus:

• die Aufnahme sämtlicher marktgängiger Schablonen-Schnellspannsysteme,
• das moderne ESE-Bildverarbeitungssystem. Es vergleicht die Position der frei programmierbaren Referenzmarkten der Druckschablone mit der Leiterplatte und sichert damit den wichtigen gleichbleibenden Pastendruck,
• die Closed-Loop-Regelschleife verbindet die 2000 XQ mit dem SPI-Lotpasten-Inspektionsmodul der gängigen Hersteller
• alle Prozessparameter werden aufgezeichnet, gespeichert und stehen für die Rückverfolgung/Tracebility zur Verfügung

Die Kluft zwischen Wunsch und Wirklichkeit in der Praxis könnte nicht größer sein: Der Designabschluss ist geschafft und anschließend soll es in die Serienfertigung gehen. Nicht selten ist der Druck des Marktes groß, so dass es bei der Leiterplattenbestückung zu Problemen kommt. Die Folgen: spät detektierte Fehlerquellen, unvermeidliche Korrekturschleifen und eine zeitliche Verzögerung. Forecast-Check der Layout-Daten: „Nicht immer ist es möglich, vom Kunden frühzeitig in den NPI-Prozess eingebunden zu werden, um gemeinsam die Designphase möglichst fehlerfrei in die Serienfertigung zu überführen“, meint Peter Sommer, Leiter für Marketing und Vertrieb bei der Lacroix Electronics GmbH.

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.