Artikelarchiv

Die Miniaturisierung der Mikroelektronik schreitet rasant voran. Dies bedingt bereits heute den Ein- satz von Bauelementen mit Rastermaßen kleiner 400 µm. Auch der steigende Einsatz von 0201-Bauformen verlangt feinste Strukturen im Lotpastendruck. Gleichzeitig drängt die Umstellung auf bleifreie Lotlegierungen und Substratoberflächen. In diesem Artikel werden die Einflüsse von Legierung, Druckparameter, Druckgeometrien sowie Löt- stopplack und Metallisierung hinsichtlich Robustheit und übertragenem Lotpastenvolumens aufgezeigt und gegenübergestellt. // 

The miniaturisation trend in microelectronics con- tinues unabated. As a result, components in use today have a grid-size less than 400 ?m. Another factor is the increasing use of 0201-type assembly formats, which calls for the use of the very finest detail patterning in solder screenprinting. Over and above these trends comes the demand that lead- free solder alloys and solderable surfaces be used. The article explores the effects of solder alloy composition, printing parameters and print geometries, as well as solder mask materials and metallisation procedures, in terms of the robustness and the amount of solder-paste carried over. Options and interactions are discussed.

Zur Stabilisierung von Chemisch Nickel-Bädern werden in der Regel Blei und organische Schwefelverbindungen eingesetzt, die teilweise mit in die Nickelschicht eingebaut werden und die Ursache für Black Pads sein können. Moderne japanische Elektrolyte für feinste Strukturen arbeiten mit niedrigerem Gehalt an anorganischen und organischen Stabilisatoren, weisen aber auch eine geringere Abscheidungsgeschwindigkeit auf. Ihr Einsatz wird durch die erforderliche Neuqualifizierung der End- oberfläche erschwert. // 

Electroless nickel baths are frequently stabilised with lead ions and organo-sulphur compounds, and both species can be incorporated into the deposi- ted coating. As such, they can be the cause of black pad formation. Modern Japanese bath formulations for high-definition structures are based on lower concentrations of organic and inorganic stabilisers but also produce a lower deposition rate. Their use is made more difficult because of modern qualifi- cation requirements for outer surfaces.

Teil 1: Porenbildung in bleifreien Lötverbindungen auf LDS-MID

Seit der Umstellung auf bleifreie Lote hat die Porenproblematik in Lötstellen rasant an Bedeutung gewonnen. Poren in Lötverbindungen können insbesondere in der Leistungselektronik die Zuverlässigkeit der Lötstellen negativ durch eine schlechtere Wärmeableitung oder einer spürbaren Reduktion des tragenden Querschnittes beeinflussen. Während die Porenbildung in der klassischen Leiterplattentechnik im Fokus vieler Forschungsprojekte steht, verlangt die zunehmende Anwendung der MID-Technologie (Molded Interconnect Devices) eine tiefere Betrachtung der Porenbildung und deren Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit. Anhand der hier vorgestellten Ergebnisse wird zuerst gezeigt, dass die MID-spezifischen Einflussfaktoren auf die Porenbildung in SAC305- Lotdepots keinen signifikanten Einfluss haben. Eine chem.Sn-Oberflächenbeschichtung dagegen führt zu einer stärkeren Porenbildung als NiP-Au. Die ermittelten Porenflächenanteile der SMD-Lötstellen (Surface-Mounted Devices) weisen nur auf eine geringfügig stärkere Porenbildung auf MID-Substraten im Vergleich zur Leiterplatte hin. Mit der Anwendung von drei Lötverfahren: Konvektion, Kondensation und Kondensation mit Vakuum, konnte die Porenbildung in den SAC305-Lötstellen auf den untersuchten Substrattypen deutlich verringert werden.

Since the introduction of solder-free interconnects, the impact of voids in solder-joints has rapidly gained importance. Particularly in power electronics, voids in solder joints can reduce their reliability due to less heat dissipation and a significant reduction of the load bearing cross sectional area. While void formation in the classical pcb (printed circuit board) technology has been the focus of many research projects, the increasing application of the MID (Molded Interconnect Device) technology demands a vivid understanding of void formation and its impact on the reliability. In this report, it will be shown that those processes specific to the MID technology do not significantly influence the void formation in SAC305 sol¬der joints. It will also be shown that a chemical-Sn surface finish is inclined to having more voids compared to a NiP/Au surface finish. Furthermore, the measured fractional void volume of the SMD (surface mount device)-solder joint on MID substrates shows only a slight increase in comparison to pcb substrates. Three solder processes were investigated: convection, condensation and vacuum condensation soldering. The vacuum condensation processes greatly reduced the voids in SAC305 solder joints on all investigated substrates.

1 Einführung
Molded Interconnect Devices (MID) haben in den letzten Jahren immer weiter an Bedeutung gewonnen. Durch die Integration mechanischer und elektronischer Funktionen auf einem räumlichen Schaltungsträger lassen sich Baugruppen mit hoher Funktionsdichte und erheblichem Miniaturisierungsgrad realisieren. Darüber hinaus ermöglicht die MID-Technologie die Gestaltung neuartiger Bauteilkonzepte, die in dieser Form mit konventionellen Technologien nicht realisierbar sind.

In der Elektronikfertigung ist beim Wellen- beziehungsweise Selektivlötprozess auf Grund der steigenden Metallpreisentwicklung ein verstärkter Trend zur Substitution von hoch silberhaltigen SAC305- und SAC387-Loten zu niedrig silberlegierten bis hin zu silberfreien Loten zu verzeichnen.

RoHS – diese Richtlinie der Europäischen Union beschränkt seit dem Jahr 2006 die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in der Herstellung von Elektronik- und Elektrogeräten. Zu Gunsten des Umweltschutzes wird deshalb auf das Löten mit Blei verzichtet. Aber welche bleifreie Legierung kann den hohen thermischen Anforderungen der Lötprozesse in der lackdrahtverarbeitenden Industrie (z. B. Relais- und Trafoherstellung) entsprechen? Die gängigen, lötbaren Kupferlackdrähte nach IEC 60317 sind die Typen der Klassen 155 und 180. Die Lackierungen unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer thermischen Stabilität und der erforderlichen Mindestverzinnungstemperaturen. Feinste Drahtquerschnitte ab 0,01 mm und Löttemperaturen von über 450 °C stellen den Anwender von bleifreien Loten vor größte Herausforderungen. Bei konventionellen Loten steigt mit zunehmender Temperatur auch die Ablegierungsrate von Kupfer. Dieses Problem kann durch Nickeldotierungen (30-60 ppm) des Lotes bedingt gelöst werden. Bei sehr hohen Lottemperaturen nimmt der positive Effekt des Nickels jedoch deutlich ab. Im Zuge der Entwicklung von verlässlicheren Legierungen fu?r bleifreie industrielle Lötverbindungen hat die Felder GmbH nun eine umfassende Untersuchung durchgeführt. Gegenstand dieser ist die Wirkung von Nickeldotierungen auf die Ablegierungseigenschaften von Kupfer in schmelzflüssigen Sn-Ag-Cu-Ni-Ge-Legierungen. Einzelheiten über die Versuchsmethode und das Ergebnis finden Sie in der folgenden Beschreibung. In Zusammenarbeit mit den Partnern der FELDER GMBH wurde der Einfluss von Ni-Dotierungen auf die Ablegierung von Kupfer in schmelzflüssigen Sn-Ag-Cu-Ni-Ge-Legierungen detailliert untersucht.

Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen wurde der Einfluss von Kupfer in ionischer und metallischer Form auf die Beschichtung von Leiterplatten in Nickel-Gold-Prozessen untersucht. Die Beschichtung von Kupfersubstraten auf Leiterplattenmaterial mit dem Schichtsystem Nickel(P)/ Gold ist ein bereits seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetztes Verfahren. Die Schichten werden dabei chemisch, d.?h. stromlos abgeschieden, wobei die Abscheidung im Nickelprozess durch eine reduktive Abscheidung und im Goldprozess durch eine Immersionsabscheidung erfolgt. Die abgeschiedene Nickelschicht dient dabei als Diffusionsbarriere zwischen dem Kupfersubstrat und dem später aufgebrachten Lot, welches die Bauteile mit der Leiterplatte verbindet. // 

In the framework of the investigations presented here the impact of ionic and metallic copper on the coating of printed circuit boards in nickel-gold processes was examined. The coating of copper substrates on PCB material by means of the nickel(P)/gold layer system is a process, which has been utilized successfully for decades. The layers are deposited chemically, i.e. electroless, whereby in the nickel process the deposition is carried out by reduction, and in the gold process by immersion. The deposited nickel layer serves as a diffusion barrier between copper substrate and solder, which is applied later to connect the components with the PCB.

Jeder elektrische Leiter hat eine Kapazität, eine Induktivität und einen frequenzabhängigen ohmschen Widerstand. Mit steigenden Frequenzen können diese elektrischen Eigenschaften nicht mehr vernachlässigt werden, da sie anfangen das Signal sichtbar zu beeinflussen. Eine Leiterbahn ist dann nicht mehr einfach eine ideale Verbindung, sondern sie wird quasi zu einem elektrischen Bauteil das beschrieben/modelliert und berücksichtigt werden muss. Diese parasitären Eigenschaften erzeugen zusätzlich eine Verzögerung der Signale und durch die Impedanz dieser Leitung kommt es zu Veränderungen in der Form des Signals und somit zu einem anderen Schaltverhalten.

Bleifreie und bleihaltige Baugruppen wurden ge- fertigt und optischen, radioskopischen und elek- trischen Tests unterzogen. Die Ergebnisse und die Zuverlässigkeit der Tests wurden bezüglich systematischer Unterschiede zwischen bleifreiem und bleihaltigem Lot analysiert. In Teil 1 wird über die Untersuchungen und in Teil 2 über die Ergebnisse berichtet.// 

Electronic assemblies, both lead-free and con- taining lead are tested, after production using optical, radioscopic and electrical methods. Test results, and the reliability of the test methods have been analysed with emphasis on systematic diffe- rences between lead-free and lead-containing assemblies. Part 1 describes the study and Part 2 details its findings.

Bleifreie und bleihaltige Baugruppen wurden ge- fertigt und optischen, radioskopischen und elek- trischen Tests unterzogen. Die Ergebnisse und die Zuverlässigkeit der Tests wurden bezüglich systematischer Unterschiede zwischen bleifreiem und bleihaltigem Lot analysiert. In Teil 1 wird über die Untersuchungen und in Teil 2 über die Ergebnisse berichtet.// 

Electronic assemblies, both lead-free and con- taining lead are tested, after production using optical, radioscopic and electrical methods. Test results, and the reliability of the test methods have been analysed with emphasis on systematic diffe- rences between lead-free and lead-containing assemblies. Part 1 describes the study and Part 2 details its findings.

Einleitung

Alle Komponenten zur Herstellung elektronischer Baugruppen sind bisher – basierend auf jahrzehntelangen Erfahrungen – auf die bleihaltigen Lötprozesse abgestimmt, seien es Leiterplatten, Bauelement(anschlüss)e oder die für die Prozesse notwendigen Hilfsstoffe. Auch die Prüfmethoden wie Automatische Optische Inspektion (AOI) oder Röntgeninspektion (X-Ray) haben ihre Auswerte- algorithmen auf bleihaltige Lötstellen über Jahre hinweg optimiert.

Der Ausdehnungskoeffizient oder Wärmeausdehnungskoeffizient ist ein Kennwert, der das Verhalten eines Stoffes bezüglich Veränderungen seiner Abmessungen bei Temperaturveränderungen beschreibt – deswegen oft auch thermischer Ausdehnungskoeffizient genannt. Der hierfür verantwortliche Effekt hat einen großen Einfluss auf die Temperaturwechselfestigkeit von Transformatoren und Modulen. Die Temperaturwechselfestigkeit ist abhängig von der verwendeten Chemie, der Glasübergangstemperatur und der Geometrie des Bauteils. Der Vortrag erörtert die wichtigsten Punkte, die vor dem Vergießen zu beachten sind, um optimale Temperaturfestigkeit zu erzielen.

The coefficient of thermal expansion is a parameter which describes the dimensional changes of material as a function of temperature change.  Such dimensional changes have a significant influence on the performance of transformers and other modules when exposed to thermal cycling. The resilience of such components depends largely on the materials used, their glass transition temperatures and component geometry. Discussed here are the most important  factors to be noted, prior to  potting, to ensure the best possible resilience to temperature changes.

Moderne Leistungselektronik ist der Schlüssel zur Energieeffizienz. Vor dem Hintergrund explodierender Rohstoff- und Energiepreise und der Endlichkeit unserer fossilen Energieträger, ist unsere Gesellschaft gezwungen mit den Ressourcen unseres Planeten sorgfältiger umzugehen, als dies in der Vergangenheit der Fall war. Speziell für Länder die nur über beschränkte Quellen von Rohstoffen und fossilen Energieträgern verfügen, wird der nachhaltige Umgang mit diesen kostbaren Gütern immer wichtiger. Die Entwicklung alternativer Energieerzeugung aus regenerativen Quellen, der effiziente Umgang mit elektrischer Energie, so wie die Schaffung völlig neuer Mobilitätskonzepte sind nur mit einem hohen Anteil modernster Leistungselektronik realisierbar. Genau aus diesen Gründen erfährt die Leistungselektronik seit geraumer Zeit einen unheimlichen Aufschwung. Die Möglichkeiten die sich durch neue leistungsstarke Bauteile eröffnen, erlauben heute sehr energieeffiziente Steuerungen und Systeme. Gleichzeitig sehen sich die Entwickler, aber auch das Personal in den Elektronikfertigungen, mit derartigen Baugruppen ganz speziellen Herausforderungen ausgesetzt
Modern power electronics is the key for energy efficiency. Against the background of exploding commodity and energy prices as well as finite availability of fossil energy carriers our society is forced to deal more carefully with the natural resources of our planet than in previous times. Specifically for countries that have only limited sources of raw materials and fossil energy carriers the sustainable use of these precious goods is becoming more important than ever. The development of an alternative energy generation from renewable sources, the efficient use of electrical energy as well as the development of absolutely new mobility concepts are feasible only by deploying a high content of state-of-the-art power electronics. It is exactly for these reasons that power electronics lately is experiencing an astounding upswing. The possibilities opened up by new powerful components enable control mechanisms and systems that deliver very high energy efficiency. At the same time system designers as well as the electronics manufacturing operators are confronted here with very special challenges
Auf Baugruppen der Leistungselektronik müssen hohe Ströme gehandhabt werden, die physikalisch bedingt, größere Querschnitte der Leiterbahnen benötigen als üblich. Gleiches gilt für die Anschlussquerschnitte der Pins von Leistungsbauteilen wie Halbleiter, Drosseln, Elektrolytkondensatoren, etc.
Im Bereich der Leiterplatten sind die üblicherweise genutzten Kupferdicken von 35 bis 70 µm für die Leiterbahnen nicht mehr ausreichend. Die Leiterplatten- Technologie für die Leistungselektronik stellt heute Multilayer mit bis zu 4 x 400 µm Innenlagen und z. B. 2 x 100 µm Außenlagen zur Verfügung, bei einer Gesamtstärke von bis zu 4 bis 5 mm. Reicht die Stärke der Kupferlagen für das Handling der Ströme nicht aus, kommen sehr massive Stromschienen zum Einsatz, die dann mit den LPs verlötet werden müssen.
Ein Fehler, der nun immer wieder häufig begangen wird, ist der, dass beim Design der Leiterplatten für die massereichen Lötstellen der Leistungsbauteile dieselben Grundlagen angewendet werden wie für einfache Bauteile geringer Masse.

Thermische Interface-Materialien (TIM) sind wärmeleitende Werkstoffe, die man bei der Montage von verlustleistungsbehafteten Bauteilen wie etwa Mikroprozessoren verwendet, um den Wärmeübergang vom Bauteil zum Kühlkörper zu verbessern. Neben der wichtigen Eigenschaft der hohen Wärmeleitfähigkeit haben sie auch verbindungstechnische Aufgaben zu erfüllen. Dieser Beitrag berichtet über eine Studie von Kohlenstoff-Nanoröhrchen-gefüllten polymeren TIMs. Zur Charakterisierung des in unserem Labor angewandtem Herstellprozesses wurden fünf Faktoren spezifiziert: Mischungsverhältnis von Füllstoff und Harz, Mischmethode, Dispergiermethode, Mischzeit und Harztype. Mit Hilfe einer geeigneten Versuchsplanung und einer Ergebnis-Varianzanalyse wurde der Einfluss der Herstellparameter an Hand der resultierenden Wärmeleitfähigkeit bewertet. 

Zunehmende Übertragungsgeschwindigkeiten digitaler Signale erfordern, dass die Impedanz der Leiterzüge bei der Konstruktion eines Multilayers berücksichtigt werden muss. Die Impedanz wird u.a. von der Flankenneigung der Leiterzüge beeinflusst. ln dem Artikel wirdder Einfluss für den Fall einer symmetrischen und asymmetrischen Stripline sowie verkoppelter Leitungen untersucht. Zur Berechnung der Impedanzen wurden Fieldsolver der Firmen Polar, Zuken und Avant! verwendet.// High Speed Digital Siganl transmission required the impedance of tracks has to be considered defining a multilayer construction. The impedance is determined, among other factors, by the angle ofthe track wall. This effect is examinedfor the cases of both symmetrical and asymmetric strip- lines as well as for coupled tracks. Impedances can be calculated using computer programs such as Field.solver, availablefrom manufactures Polar, Zuken and Avant!.

Durch die Miniaturisierung der Baugruppen wird immer stärker die Forderung nach kleineren Pulverklassen in den Lotpasten gestellt. Heutige Standards mit Typ 3 und 4 können gerade für Fine-Pitch-Bauelemente nicht mehr verwendet werden. Kleinere Pulvergrößen führen jedoch zu teilweise völlig veränderten Eigenschaften hinsichtlich der Oxidation des Pulvers und der Oberflächenspannung der Lot- paste. Ein umfangreiches Untersuchungsprogramm der Oberflächenspannung des Lotes zu den Benetzungseigenschaften von Lotpasten, z.B. Ausbrei- tungsfläche auf verschiedenen Oberflächen, Benetzungskraftmessungen in Abhängigkeit der Lötprofilkurve oder auch die Nassklebkraft, mit unterschiedlichen Pulvergrößen und auch hinsichtlich des Alterungszustandes des Pulvers – gleichzusetzen mit einer höheren Oxidation – wurden kombiniert mit Prüfungen an Testboards. Hier wurden vor allem auch die Porenneigung kleinerer und gealterter Pulver sowie die mechanischen Eigenschaften der Lötverbindungen analysiert. Auch hierfür wurden begleitende Untersuchungen realisiert. Der vorgestellte Beitrag gibt einen Überblick über die durchgeführten Untersuchungen und zeigt den Einfluss der Lotpulverqualität hinsichtlich Korngröße und Alterung auf die mögliche Zuverlässigkeit der Lötverbindungen. // 

The miniaturization of electronic devices requires solder powder with smaller diameter. Today‘s standard powder – type 3 or 4 – are difficult to apply for fine pitch components. Concerning the application and also reliability, smaller powder types can lead to changing characteristics, for example regarding oxidation or surface tension of powder . Therefore about 15 solder pastes were investigated with respect to solder spreading on different surfaces, wetting behaviour depending on the soldering profile and atmosphere, tackiness and viscosity. Special test boards were used to test mechanical strength and influence of powder type on void formation. The article will give an overview of some results of nearly identical solder pastes, only differing in powder type and aging state of the powder, with respect to the application and reliability of these solder pastes and resulting joints.

Am 06. Dezember 2012 hat der Fachverbund BFE Blei-Freie Elektronik e.V. bei der W. C. Heraeus GmbH, Hanau, sein 15. Spezialseminar veranstaltet. Ziel dieses Seminars war, die Wirkung von Legierungselementen auf die Eigenschaften von Elektronikloten auf Sn-Basis aufzuzeigen. Den insgesamt 33 Teilnehmern wurden von den Experten neben Basisinformationen die neuesten Erkenntnisse vermittelt.

Das Wedge/Wedge-Drahtbondverfahren kommt nach wie vor in der industriellen Fertigung mikroelektronischer Baugruppen – auch insbesondere in Mitteleuropa – häufig zum Einsatz, und zwar unter anderem wegen seiner hohen Flexibilität und Automatisierbarkeit und ferner, weil die Drahtbonds sehr geringe geometrische Abmessungen und eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Ultraschallenergie unterstützt im Übergangsbereich von Draht und Substrat eine Volumendiffusion der Fügepartner. Dabei entsteht eine stoffschlüssige, mechanisch stabile und elektrisch gut leitfähige Verbindung. Speziell das AlSi1-Wedge/Wedge-Dünndrahtbonden als eine klassische Bondvariante für Chip-on-Board-Anwendungen wird bei Raumtemperatur realisiert und zeichnet sich auch durch vergleichsweise geringe Materialkosten gegenüber anderen Bondverfahren aus. Mit einer Vielzahl einstellbarer Parameter werden qualitätsgerechte Verbindungen sowie die Loop-Geometrie und die Deformation der Wedges optimiert. Die Loop-Geometrie und die Deformation nehmen jedoch Einfluss auf die Lebensdauer einer Drahtbondverbindung. Das Ziel der diesem Fachartikel zugrunde liegenden Bachelor-Arbeit war es, mit Hilfe von FEM-Simulationsmodellen für verschiedene 25µm-AlSi1-Wedge/Wedge-Dünndrahtbondgeo­metrien signifikante Einflüsse der Deformation (DEF) und der Loop-Höhe (LH) auf die plastischen Dehnungen im Bonddraht bei mechanischer Wechselbeanspruchung herauszuarbeiten.

Effect of Wire-bond Geometry on Plastic Deformation in the Heel Region of ALSi1-Standard Wire-bonds.The wedge/wedge wire-bonding process continues to be widely used in the manufacture of microelectronic components, especially in Central Europe. Among the reasons for this, are included its high degree of flexibility and ease of automation as well as the fact that these wire-bonds have very small geometric dimensions and good electrical conductivity. At the interface between wire and the substrate, ultrasonic energy serves to enhance volume diffusion within the joining material. The result is a more homogenous, mechanically stable joint with good electrical conductivity. In particular, the ALSi1 wedge/wedge wire bond, a classical form of this type of joint for Chip-on-Board applications can be formed at room temperature at very much lower material cost than with other types of bonding process. Using numerous variable parameters, joints of satisfactory quality as well as loop geometry and wedge deformation, can be optimised. Loop geometry and deformation exert an influence on the life of the wire bonded joint. The aim of this technical article based on a university degree project, was to calculate, using an FEM simulation model for various 25 µm AISI wedge/wedge thin wire bonding geometries, significant effects on deformation (DEF) and the loop height (LH) on the plastic deformation of the bond wire under various interactive conditions.

 Abgeschirmte Anoden besitzen eine vor der Anode angeordnete Gitterstruktur, die die Aktivschicht auf der Anode abschirmt. Dadurch reduzieren sich bei der Galvanisierung sowohl Additivverbrauch als auch Abbauprodukte sowie – bei vertikaler Anordnung – der Bläschenschleier. // 

Shielded anodes posses a grid structure in front of the anode, because of which the active surface of the anode is screened. During plating, this results in reduced rates of additive consumption, decompo- sition products, and – with a vertical arrangement – the bubble haze.

Einleitung

An unlöslichen Anoden finden Oxidationsprozesse statt; es werden zum Beispiel Sauerstoff und Chlor entwickelt, Metallionen in eine höhere Wertigkeits- stufe gebracht und organische Elektrolytinhalts- stoffe oxidiert. Bei der galvanischen Abscheidung von Metallen ist die Oxidation organischer Bestandteile des Elektrolyten, die als Glanzbildner, Kornverfeinerer etc. die kathodische Schicht positiv beeinflussen sollen, unerwünscht. Die organischen Additive können im oxidierten Zustand diese Eigenschaft verlieren und die entstandenen Abbauprodukte die Schichtqualität vermindern sowie die Abscheidungsparameter negativ beeinflussen (zum Beispiel die Streufähigkeit). Der hohe Additivverbrauch bei der Durchkontak- tierung von Leiterplatten, der vor allem bei der Betriebsweise mit Stromumkehrpuls auftritt, gab Anlass, nach Abhilfe zu suchen. Folgender Weg wurde gewählt: Wird den Additiven der Weg zur Anode erschwert, muss sich die Additivoxidation vermindern lassen. Viele Additive sind positiv gela- den und kommen nur durch Elektrolytrührung zur Anode. Mit einer Gitterstruktur vor der Anoden- oberfläche wird die Wirkung der Elektrolytrührung vor der Anodenschicht vermindert. Es wird eine mechanische Barriere für den Austausch des Elektrolyten gebildet. Wird als Material für die Gitterstruktur ein beständiges, inaktives Metall gewählt, das keine Anodenreaktion zulässt, wenn es leitend mit der Anode verbunden ist, werden positiv geladene Ionen vor Erreichen der aktiven Anodenoberfläche abgebremst und abgelenkt. Es entsteht zusätzlich eine Potentialbarriere.

Webench LED Architect nennt National Semiconductor sein Tool das nicht nur das Design von Beleuchtungs-Lösungen vereinfachen und beschleunigen, sondern in Minutenschnelle komplette Systeme mit bis zu 100.000 Lumen hervorbringen soll. Das Softwaretool Webench von National Semiconductor hat mit dem LED-Architect eine Erweiterung erfahren: Als erstes Werkzeug seiner Art soll es Entwickler mit unterschiedlichem Erfahrungshintergrund – vom Anfänger bis zum Experten – in die Lage versetzen, in Echtzeit Vergleiche anzustellen und komplexe Beleuchtungssysteme binnen Minuten auf Performance, Platzaufwand und Kosten hin zu optimieren.

Mit der neu entwickelten Hot-Print-Prebumping-Technologie hat die Martin GmbH ihr Lösungsangebot für das Rework weiter ausgebaut, so dass nun neben dem Transfer-Prebumping ein weiteres Verfahren zum Prebumping von QFN verfügbar ist. Das Hot-Print-Prebumping erfolgt mit dem ursprünglich für das Reballing konzipierten Hot-Reball-03 Gerät, so dass nur eine neue Zusatzausstattung benötigt wird.

Sensorsysteme werden immer kompakter, dürfen immer weniger Strom aufnehmen und müssen immer höheren Zuverlässigkeitsansprüchen genügen. Mit den konfigurierbaren Analog-ICs LMP91000 und LMP90100 zur einfachen Sensoransteuerung ist National Semiconductor ein Coup gelungen: Die AFE-Serie soll das Design vereinfachen. Schließlich ermöglichen die Bausteine und zugehörigen Tools das Design von Signalpfaden für eine breite Auswahl von Sensoren.

Um das Design von Schrittmotor-Antrieben zu vereinfachen, hat STMicroelectronics einen Single-Chip- Motorregler vorgestellt. Der als digital SPIN bzw. kurz als dSPIN bezeichnete Baustein basiert auf dem hoch entwickelten BCD-Prozess von ST und vereint in sich alle digitalen Steuerungsfunktionen und analogen Messschaltungen sowie die nötige Leistungselektronik für die Ansteuerung von Schrittmotoren.

Ucamco ermöglicht es Leiterplattenherstellern, ihr Können, Zeit und den effektiven Einsatz wertvoller Ressourcen dort zu konzentrieren, wo es am effektivsten ist. Gleichzeitig versucht das Unternehmen, die Präzision und Geschwindigkeit in der Angebotserstellung sicher zu stellen. Das geschieht nun mit Integr8tor der Version 2016.06, der umfassendsten CAM-Software für die Starr-, Flex-, Starrflex- und HDI-Leiterplattenherstellung.

Integr8tor ist Ucamco's leistungsstarke Vertriebs- und Engineering-Software zum automatischen Einlesen und Analysieren der Kundendaten. Integr8tor v2016.06 ist jetzt aber noch einfacher in der Anwendung und bietet noch detailliertere Analysen der Leiterplattendaten. Leiterplattenhersteller sollen hiermit besser in der Lage sein, Kosten wie Preise zu beurteilen und Angebote schneller und verlässlicher zu erstellen als jemals zuvor. Sie können sich darauf verlassen, dass alle herstellungsrelevanten Faktoren berücksichtigt und in das Angebot aufgenommen werden – ganz ohne CAM-Bearbeitung.

MEMS-Sensoren und Aktuatoren für breite Anwendungsfelder der Elektronik, vom Consumer-Segment bis zur Automobilfertigung, sind ein sehr aktuelles Thema der Industrie. Und das nicht nur für die Anbieter hochvolumiger Systeme, sondern zunehmend auch für mittelständische Betriebe, seien sie Zulieferer oder Anbieter von Spezial- und Nischenprodukten.

Um Fehldrucke beim SMD-Schablonendruck zu vermeiden, müssen die anhaftenden Reste der Lotpaste auf der Schablonenunterseite umgehend entfernt werden. Andernfalls würde Ausschuss produziert, der unnötige Kosten verursacht. SMD-Schablonen-Hersteller Photocad hat daher jetzt die Reinigungsprodukte der Kissel + Wolf GmbH aus Wiesloch, die speziell auf derartige Schablonen abgestimmt sind, in sein Portfolio mit aufgenommen. Dieser Schritt bot sich für Photocad insbesondere deshalb an, da viele Abnehmer der SMD-Schablonen bereits mit den KIWO-Reinigungsprodukten arbeiten und so beim Ordern der individuell angefertigten Schablonen den Schritt der Elektronikreinigung gleich mit bedenken können. „Moderne Schablonendrucker verfügen oft über eine Unterseitenreinigung, die die SMD-Schablone nach einer bestimmten Anzahl von Druckzyklen automatisch reinigt", erklärt Axel Meyer, Vertriebs- und Marketingleiter der Photocad GmbH & Co. KG.

Mit seinem Portfolio an MEMS-Sensoren konzentriert sich Würth Elektronik auf IoT-Anwendungen. Zephyr OS, das Mikrocontroller-Betriebssystem der Linux-Foundation, hat jetzt entsprechende Treiber bekommen.
Mit der Application Note ANR034 stellt Würth Elektronik eine Anleitung bereit, wie sich ein Sensor mit wenigen Schritten softwareseitig in ein Endgerät einbinden lässt. Würth verfügt über ein umfangreiches Produktportfolio an kompakten Sensoren, zu denen Feuchtigkeits- und Temperatursensoren, ein Sechs-Achsen-Gyroskop und Beschleunigungssensor, Absolutdruck- und Differenzdrucksensoren (unter anderem der WSEN-TIDS Temperatur-Sensor IC, der WSEN-ITDS 3-Achsen-Beschleunigungssensor und der neue WSEN-HIDS Feuchtigkeitssensor mit integriertem Temperatursensor) gehören.

Mit Entwicklungs-Kits für Sensoren senkt Infineon den Design-Aufwand beträchtlich – und verringert damit Entwicklungszeit und Systemkosten. Für die verlässliche und schnelle Messung von Geschwindigkeiten bietet die Infineon zum neuen Hall-Sensor TLE4922 nun auch das zugehörige Design-Kit ,Speed Sensor 2Go‘.

Die Reinhardt System- und Messelectronic GmbH zeigt am Beispiel der von ihr angebotenen Lösungen auf, dass Prüfadapter einfach erstellt werden können. Baugruppen nach der Fertigung elektrisch zu prüfen, ist ein Muss und in der Regel nur mittels Prüfadapter möglich. Früher wurden Baugruppen im Europaformat oder im Doppeleuropaformat und bei Großfirmen auch in einem eigenen Format mit einem oder mehreren Steckerverbindern entwickelt. Zu Zeiten des reinen Funktionstests konnte man die Kontaktierung des Prüflings über diese vornehmen. Der Incircuit-Test erfordert, jedes Leiternetz mindestens einmal zu kontaktieren. Inzwischen werden über 90 % der Baugruppen kaum mehr mit Steckerleisten, sondern eher mit einzelnen Verdrahtungen, d. h. Kleinsteckern kontaktiert. Deshalb muss man die Kontaktierung nun mithilfe von gefederten Kontaktstiften herstellen.

Dunkle Wolken ziehen sich immer dichter über der Automobilindustrie zusammen: Die Produktionszahlen in Deutschland werden am Ende des Jahres voraussichtlich mit 4,7 Mio. auf einen Wert gefallen sein, den sie zuletzt 1998 hatten. Und ganz klar ist, dass es sich weder um ein Problem allein der deutschen oder europäischen Automobilindustrie noch um einen regionalen Einbruch handelt: Die Produktions- und Absatzzahlen sind ebenso in Nordamerika und China deutlich gefallen – teilweise sogar noch drastischer, was unter anderem dem Handelskrieg USA-China geschuldet ist.

National Semiconductor will mit drei neuartigen Bauelementen aus der Familie der Power-Module Simple Switcher und dem Online-Tool Webench Power Architect den Entwurf von DC-Stromversorgungen beschleunigen: Während sich die Bauelemente besonders durch ihr thermisches Verhalten und eine geringe elektro- magnetische Abstrahlung auszeichnen, erzeugt das Webench-Tool komplette Stromversorgungsarchitekturen mit mehreren Ausgängen.

Mit der neuen PSoC 4100S Max CPU-Familie verspricht Infineon das erleichterte Design von HMI- (human machine interface) Applikationen. Sie besteht aus Mikrocontrollern auf Basis der Arm Cortex-M0+ CPU und ist gut geeignet für die industrielle Automation, aber auch für Consumer-Anwendungen im Bereich Smart Home mit Touch-Screens bis zu 10 Zoll, für Haushaltgeräte wie Waschmaschinen, Kühl- und Klimaanlagen, Smart Locks, Thermostate und Drucker. PSoC 4100S Max bietet in Verbindung mit der CAPSENSE Touch-Sensing Technologie eine Reihe von praxisgünstigen Lösungen.
Das 32-bit MCU-Subsystem besteht aus einer 48-MHz Arm Cortex-M0+ CPU mit DMA-Controller, 384-KB Flash und 32 KB SRAM, externem MHz-Oszillator und Crypto-Block.

Nach Vorbemerkungen zur allgemeinen Situation vor der Umstellung auf die Bleifreitechnologie in der Elektronik wird auf die Zuverlässigkeit der bleifreien Lötverbindungen eingegangen.  Es wird versucht, Ergebnisse zu den Temperaturzyklenfestigkeiten aus mehreren Quellen, die jeweils mehrere Lotlegierungen untersuchten, miteinander abzugleichen. Es ergeben sich teilweise (qualitative) Übereinstimmungen, teilweise Differenzen. Insbesondere die Relationen zwischen SnAgCu und SnCu werden unterschiedlich berichtet. Es bleiben vorerst ungeklärte Inkongruenzen. // 

After some preliminary comments on the overall situation prior to conversion to lead-free in electronics, the issue of reliability of lead-free solder joints is considered. An attempt is made to reconcile data from several sources, from temperature cycling tests with several lead-free alloys, to form an overall assessment. These results provide, in part a (qualitative) agreement, but also reveal differences. In particular, there are conflicting reports as to the relationship between SnAgCu and SnCu.  For the present, unsolved incongruities remain.

Nach Vorbemerkungen zur allgemeinen Situation vor der Umstellung auf die Bleifreitechnologie in der Elektronik wird auf die Zuverlässigkeit der bleifreien Lötverbindungen eingegangen. Es wird versucht, Ergebnisse zu den Temperatur- zyklenfestigkeiten aus mehreren Quellen, die jeweils mehrere Lotlegierungen untersuchten, miteinander abzugleichen. Es ergeben sich teilweise (qualitative) Übereinstimmungen, teilweise Differenzen. Insbesondere die Relationen zwischen SnAgCu und SnCu werden unterschiedlich berichtet. Es bleiben vorerst ungeklärte Inkongruenzen. // 

After some preliminary comments on the overall situation prior to conversion to lead-free in electro- nics, the issue of reliability of lead-free solder joints is considered. An attempt is made to reconcile data from several sources, from temperature cycling tests with several lead-free alloys, to form an overall assessment. These results provide, in part a (qualitative) agreement, but also reveal differences. In particular, there are conflicting reports as to the relationship between SnAgCu and SnCu.  For the present, unsolved incongruities remain.

Im Mai 1970 begann die Zusammenarbeit zwischen der heutigen KSG Leiterplatten GmbH und DuPont, eine Partnerschaft, die ununterbrochen nun schon über vierzig Jahre anhält – 20 Jahre DDR-Zeit sowie 20 Jahre Bundesrepublik. Dabei hatte DuPont erst ein Jahr zuvor im Jahr 1969 den Trockenresist patentierten lassen [1]. Die Geschichte der KSG Leiterplatten GmbH begann aber schon lange vor der Entwicklung der Leiterplattentechnik: im Jahre 1878 wurde die C. A. Uhlmann KG als Strumpffabrik im sächsischen Gornsdorf gegründet. Nach dem Zweiten Weltkrieg und nach der Gründung der DDR wurde das Unternehmen ab 1956 schrittweise mit dem VEB Elektrogerätewerk Gornsdorf (EGG) zusammengeführt. Seit 1959 produzierte das Werk auch Leiterplatten.

Doppelpack-Lösungen scheinen zu einem Charakteristikum der rehm Anlagenbau GmbH + Co. KG, Blaubeuren-Seissen, zu werden. Denn diese Firma bietet nicht nur entsprechende Reflowlötanlagen an, sondern führte am 13. Oktober 2000 auch eine Veranstaltung im Doppelpack durch. Tagsüber fand das Symposium „Surface Mount Technology“ statt. Abends wurde das 10-jährige Firmenjubiläum gefeiert.

Für das Kooperationsprojekt COMPASS, in dem alle Systemkomponenten einer offenen Telemetrieplattform für die Anwendung im medizinischen Remote Monitoring entwickelt wurden, wurde eine Reihe entscheidender Hardwarekomponenten bei MSE Berg zur Fertigung gebracht. Dafür mussten Serienprozesse für die Aufbau- und Verbindungstechnik eines stark miniaturisierten, implantierbaren Drucksensors eingeführt werden. Zudem wurde das Elektronikmodul eines RF-Telemetrie-fähigen Forschungsimplantats gefertigt, sowie die Elektronikbaugruppe eines mobilen Patientengeräts inkl. komplexer EM-Abschirmung.
Im Forschungskonsortium aus deutschen Firmen und Instituten[1] entstand darüber hinaus eine erweiterte IT/Mobilfunk-Infrastruktur zur Anbindung anderer Medizinprodukte. Das Projekt COMPASS legt damit die Grundlagen, dass Fremdhersteller ihre Daten getrennt und gesichert durch das Mobilfunk/ITBackend des BIOTRONIK HomeMonitoring Systems leiten können. In vielen Fällen erwartet man, dass insbesondere die Zusammenführung der verschiedenen Daten eines Patienten in einem System eine verbesserte Therapie ermöglicht.

In the cooperation project COMPASS all components of an open telemetric platform were developed for the application in medical remote monitoring. For several hardware components fabrication processes were implemented at MSE Berg. The packaging of integrated circuits was introduced for a miniaturised, implantable pressure sensor. Furthermore the electronic module of a research implant with RF-telemetric interface was fabricated, as well as a miniaturised mobile patient device meeting the requirements of complex EM shielding.
In addition an extended infrastructure for IT/mobile communication with connection to medical devices emerged from the research syndicate of German companies and institutes. The COMPASS project laid the foundations for other manufacturers to transfer their data separately and safe through the backend of the HomeMonitoring system. In many cases the combination of different datasets from one patient will enhance the success of a therapy.

Aufgrund der weltweit zunehmenden Menge an Elektronikschrott (e-Schrott) ist die Entsorgung von Leiterplattenabfällen (WPCB) zu einer großen ökologischen Herausforderung geworden. In diesem Beitrag wird ein neuer Verbundwerkstoff für die Herstellung von Leiterplatten präsentiert, der sich leicht in seine ursprünglichen Bestandteile zurückverwandeln lässt und diese wiederverwendbar macht.

Due to the ever-increasing amount of electronic waste (e-waste) worldwide, the disposal of printed circuit boards waste (WPCB) has become a major environmental challenge. This paper presents a new composite material for the manufacture of printed circuit boards (PCB) that can be easily recycled into their original components and reused.

In der Baugruppenfertigung werden in immer größerem Umfang Area Array Packaging - Technologien wie BGA, Flip Chip u.v.a. eingesetzt. Zusätzlich wird auch die Struktur von Leiterplatten immer komplexer, es wird insbesondere immer stärker 3- dimensional strukturiert. Volumeninspektion und 3D-Analyse werden daher in Zukunft wichtiger werden.
Die Weiterentwicklung der 2D Mikrofokus-Röntgentechnologie, die neue p-3D Visualiser- Röntgentechnologie erlaubt Volumeninspektion und 3D- Analyse und überwindet außerdem Schwächen der herkömmlichen Röntgen-Laminografte. Der vorliegende Beitrag möchte die These stützen, daß Mikro- fokus-Röntgentechnologie im Vergleich zu optischen Inspektionsmethoden oder auch zur Ultra- schall-Inspektion an Bedeutung zunehmen wird.

Über Jahrzehnte waren sie langweilig! Es gab sie rund oder eckig, einzeln oder als paar, manchmal auch als Klappversion; aber mehr als Abblend- und Fernlicht leisteten sie nicht – die Rede ist von Automobil Scheinwerfern. Anfang der Siebziger wurden die H4 Halogenscheinwerfer von Mercedes eingeführt, Anfang der Neunziger folgten die Xenonscheinwerfer durch BMW. Wiederum knapp 20 Jahre später in 2008 kamen die ersten Voll LED Scheinwerfer im AUDI R8 zum Einsatz. Kombiniert mit einem Laser Fernlicht im Audi R8 LMX wurde dann in diesem Jahr das Frontlicht für die nächste Dekade definiert.

Es war im September 2002 als der unvergessene und leider viel zu früh verstorbene Verleger Kurt Reichert mich wieder einmal ansprach. „Sie schreiben Beiträge für die amerikanische PC Fab und pcb007, für die französische Electronique International, für Markt & Technik und andere Magazine! Wann schreiben Sie einmal einen Beitrag für die PLUS?“ Kurt Reichert hatte eine so charmante Art, dass man ihm schwer etwas abschlagen konnte. Und nach mehreren Absagen hatte ich auch ein bisschen ein schlechtes Gewissen. „Probieren wir doch zwei bis drei Beiträge“, war dann mein Versprechen. Was ist daraus geworden? Im November 2012 jährt sich diese Kolumne 10 Jahre!

Das Symposium „Innovationen der Verbindungstechnik - Technologien, Qualitätssicherung, Kostenmanagement“, das von der Electronic Forum GmbH, Backnang, vom 25. - 26. Oktober 2001 in Waiblingen veranstaltet wurde, gab einen guten Überblick über die Neuerungen in der Verbindungstechnik sowie die damit verbundenen Chancen. Die Veranstaltung umfasste 13 Vorträge, einen gemeinsamen Abend und eine kleine Fachausstellung.

Auch in diesem Jahr haben die Geschäftsführer der Design Agentur Corpus-C Alexander Müller und Sebastian Maier die neuesten Produkte der Medizintechnikbranche unter die Lupe genommen...

Vor etwa 2 Jahren beschloss der Eugen G. Leuze Verlag, Ausrichtung und Inhalte der DVS-Zeit-
schrift VTE in die PLUS zu integrieren. Damit trafen sich vom Inhalt her im Wesentlichen die Leiterplattenfertigung mit den Aufbau- und Verbindungstechniken im Halbleiter-, Mikrosystem- und Baugruppenbereich. Auch die Ausrichtungen beider Zeitschriften – PLUS mehr an den Praktiker gerichtet; VTE maßgeblich den Forschungs- und Entwicklungsbereich im Fokus – unterschieden sich grundsätzlich. Trotzdem stellt das Zusammenführen dieser Schwerpunkte für zukünftige, innovative Elektronikprodukte den einzig sinnvollen Weg dar. Dem wird die PLUS damit auch auf publizistischem Gebiet gerecht.

Die Rehm Thermal Systems GmbH, Blaubeuren, feiert in diesem Jahr ihr 20-jähriges Bestehen. Seit ihrer Gründung hat sich die Firma Rehm stetig weiterentwickelt und viele Innovationen hervorgebracht. Inzwischen operiert sie weltweit und gehört zu den führenden Anbietern von Reflowlötanlagen für die Elektronikindustrie. Das Jubiläum ist Anlass zurückzublicken und der Firma Rehm für ihre herausragenden Leistungen zu gratulieren.

Im Jahr 2016 feiert die Emil Otto Flux- u. Oberflächentechnik GmbH ihr 115. Jubiläum. Der Rheingauer Flussmittelhersteller kann dabei auf eine bewegte Firmengeschichte zurückblicken, die die deutsche Geschichte in all ihre Facetten widerspiegelt.

„Es wird wahrscheinlich nur wenige mittelständische Unternehmen geben, die eine Geschichte haben die so eng mit den politischen Veränderungen der letzten 100 Jahre in Deutschland verbunden ist, wie die der Emil Otto GmbH“, resümiert Markus Geßner, Prokurist der Emil Otto GmbH beim Durchblättern der Unternehmenschronik. In der Tat kann das Unternehmen auf eine bewegte Vergangenheit zurückblicken.

Nach erfolgreicher Entwicklungstätigkeit mit namhaften Partnern bietet EKRA eine ganzheitliche Closed-Loop-Lösung an, die den Druckprozess erheblich sicherer und effizienter macht. Dank eines geschlossenen Regelkreises findet zwischen Drucksystem, Lotpasten-Inspektionssystem (SPI) und einem speziellen SPI-Puffer eine kontinuierliche Kommunikation, Kontrolle und Reaktion statt. Das bietet Vorteile hinsichtlich der Prozessqualität und in punkto Durchsatz.

Anfang 2011 machte Warren Buffett, der legendäre Anlageguru, folgendes Statement: The single most important decision in evaluating a business is pricing power – Die wichtigste Einzelentscheidung bei der Bewertung eines Unternehmens ist seine Fähigkeit am Markt Preiserhöhungen durchzusetzen.

Inbetriebnahme eines neuen LUDY®Pulse Plating-Galvanoautomaten bei Würth Elektronik, Niedernhall

Der ungebrochene Trend zu dichteren Schaltungen mit Durchgangsbohrungen mit hohem Aspekt Ratio und blind vias in den Außenlagen stellt an die Leiterplattengalvanik große Anforderungen. Um Schichtdickenunterschiede in der Bohrung und auf der Ober- fläche in Problemfällen in Grenzen zu halten, mußte die Stromdichte bisher stark heruntergefahren wer- den. Stundenlange Expositionszeiten und unweigerliche Kapazitätsverluste waren keine Seltenheit,

5. November, Messestadt München, zehn Uhr morgens: Mit Bangen beobachten wir beim Auftakt der ‚electronica 2022‘, wie unser Anzeigenredakteur Rolf Nagl auf einen überdimensionierten Roboter trifft. Eine Begegnung der dritten Art – aber wer hat hier mehr Angst: Herr Nagl vor dem Maschinenwesen oder dieses vor ihm? (S. 1614). Denn noch sind nicht alle Weihnachtsgeschenke besorgt. Und ein Blick in Rolf Nagls Augen verrät, dass er Überlegungen anstellt, wie er das Monstrum auf der Rückfahrt mitnehmen kann.
Was uns ansonsten auf der Messe widerfahren ist, berichten wir in dieser letzten Ausgabe des Jahres – und auch im Januarheft 2023 werden ‚electronica‘ und ‚SEMICON‘ ein Thema sein, wenn unsere Redakteure Gustl Keller und Werner Schulz ihre Erlebnisse schildern.

Über 3100 Aussteller aus mehr als 50 Ländern gaben vom 13. bis zum 16. November auf dem Münchner Messegelände mit ihren Lösungen und Produkten einen Ausblick auf die Elektronik der Zukunft. Themen rund um die Fertigung von Elektronik spielten naturgemäß nicht die Hauptrolle, boten aber Informationen in Hülle und Fülle. Die bislang größte electronica aller Zeiten war möglich durch die Nutzung aller Hallen des Münchner Messegeländes. Das bedeutete allerdings auch eine Messe der langen Wege – was die vorhandene Infrastruktur nur bedingt auffangen konnte. Will die Messe noch weiter wachsen, braucht sie auch hier einen Technologiesprung: Eine Art 5G für Besuchertransport.

Unter dem Motto „ Growing with you!“ veranstaltete der taiwanesische Leiterplattenverband Taiwan Printed Circuit Association (TPCA) vom 25. bis 25. November 2000 seine erste „Show“ in der Halle II des Taipei World Trade Center und dem angrenzenden Taipei International Convention Center. Die TPCA hat in der Vergangenheit bereits viele gut besuchte Konferenzen organisiert, die Kombination von technischer Konferenz mit einer Ausstellung nach dem bewährten Muster der lPC Expo und EPC war jedoch ein Novum für Taiwan.