Artikelarchiv

Den Aufwand für Hardware-Entwicklungsprojekte zu schätzen, ist schwer. Im Prinzip geht es darum, Aufwände für Tätigkeiten vorherzusagen, deren Art, Umfang und Anzahl einem größtenteils noch nicht klar ist. Sicher, die einzelnen Bestandteile der zu entwickelnden Hardware sind ungefähr klar, von Spannungsversorgung bis Datenspeicherung. Auch der übliche Aufwand um die einzelnen Bestandteile zu entwickeln, lässt sich aus Erfahrungswerten ableiten.

Große Rechenzentren und Supercomputer könnten bald kosten- und energieeffizienter und zugleich noch leistungsfähiger werden. Dieses ehrgeizige Ziel haben sich Fraunhofer-Wissenschaftler und 17 Partner (siehe Tabelle) aus Wirtschaft und Forschung in dem EU-Projekt ‚PhoxTroT‘ gesetzt. Der Schlu?ssel dazu ist die optische Datenu?bertragung. In den nächsten vier Jahren erforschen die Projektpartner neue Synergien zwischen bestehenden Ansätzen, entwickeln neue Technologien und Strategien.

Mechanische Spannungen können die Funktion elektronischer Bauteile beeinträchtigen oder gar zu deren Ausfall führen. Neben Umweltlasten wie Temperatur und Feuchte kann bereits der Produktionsprozess selbst zu kritischen Stresseinträgen führen. Innerhalb des BMBF-Verbundprojektes iForceSens [1] wurde unter der Koordination der Robert Bosch GmbH ein Stressmess­system zur Erfassung der mechanischen Belastung von Mikrosystemen entwickelt. Damit steht den Kunden des Fraunhofer IZM ein Sensor für die Aufbau- und Verbindungstechnik zur Verfügung, mit dem sich kritische Belastungen erkennen und quantifizieren lassen. In diesem Artikel werden die Stresseinträge in zwei wichtigen Prozessschritten der Elektronikfertigung besprochen: Stresseintrag durch den Lötprozess am Beispiel verschiedener QFN Bauteile und die Verkapselung kompletter Baugruppen. Es wird gezeigt, dass der Stress-Mess-Chip als ‚Fahrtenschreiber für die Elektronikverarbeitung‘ auch Belastungen detektiert, die in numerischen Simulationen nur schwer erkannt werden können – wie Stress durch Polymerisationsschrumpf, beim Auswerfen aus der Werkzeugform oder zur Detektion von Delaminationen.

This article investigates stress measurement within electronic systems during fabrication and reliability testing. Results of an on-chip MOS stress measurement technology are investigated with a special focus on soldering and encapsulation of systems. Experimental results are compared with numerical simulations. The stress sensor is based on a MOS chip, subdivided into 60 measurement cells (300 µm grid) and needs only four electrical connections. We are able to measure the shear and both main stresses in-plane of the chip surface. The stress value of the measurement cell can be interrogated subsequently within 50 ms time steps. The main potential of this stress measurement chip is to replace selected electronic parts and to investigate all production and lifetime related loads acting on the system. The presented measurement technique enables a more accurate characterization of manufacturing processes and polymer behavior. Finally the sensor enables the choice of optimized materials minimizing production related stresses and leading to more reliable products.

Dieser Artikel, befasst sich mit dem Aufbau von System-in-Package (SiP) Modulen, die mit Hilfe eines Generativen Fertigungsverfahrens, der Stereolithografie, hergestellt werden. Dabei werden während des Herstellungsprozesses des Trägersubstrates elektrische Komponenten integriert. Ein elektrisch leitender Klebstoff, kontaktiert anschließend diese Komponenten. Diese Machbarkeitsstudie soll eine neuartige dreidimensionale Aufbau-und Verbindungstechnik für Mikrosysteme demonstrieren.

The present article deals with the development of System-in-Package (SiP) modules, which are produced by stereolithography, an additive fabrication process. During the production process of the SIP module the necessary electrical components will be integrated into the carrier substrate. Afterwards the components will be interconnected of an electrically conductive adhesive. This method is intended to demonstrate a novel three-dimensional construction and connection technology for microsystems.

Individualisierung und Personalisierung sind die Schlagworte der intuitiv und angepasst nutzbaren Mikroelektronik in der Mensch-Technik-Kooperation. Aus diesem Grund ist zukünftig ein großer Bedarf an dreidimensional integrierten ‚Smart Systems‘ in vielen Bereichen des täglichen Lebens abzusehen. Solch kleine und komplexe Systeme erfordern neben den individualisierten Formen, Funktionalitäten die Integration von Nanostrukturen. In dieser Veröffentlichung wird die Generative Fertigung dreidimensional aufgebauter Systeme aus einer neuen Sicht beleuchtet. Es wird auf Generative Technologien (früher Rapid Prototyping), wie 3D-Printing, Ink-Jet- und Aerosol-Printing, Laserstrukturierung, 3D-Montagetechnik eingegangen.

Individualisation and personalisation are the buzzwords in the realm of intuitive and customised microelectronics for cooperative man-machine operation. Because of this, we are likely to see in future a growing demand for three-dimensional ‘Smart Systems’ in a wide range of applications of everyday life. Such small and complex systems demand not only individualised configurations but also functionality from integrated nanostructures. In this paper, we examine the generative manufacture of three-dimensional assemblies from a novel point of view. We review a range of generative technologies (previously known as Rapid Prototyping), such as 3D printing, Ink-Jet- and Aerosol Printing, Laser Patterning and 3D assembly techniques.

Die Viscom AG hat in ihren Räumlichkeiten in Hannover ihr Technologie-Forum und Anwendertreffen 2013 veranstaltet. Neben Workshops, Fachvorträgen, Anwenderberichten und Produktvorstellungen wurde ein besonderer Keynote-Vortrag und ein Rahmenprogramm geboten. Bei der offiziellen Begrüßung brachte Volker Pape, Viscom AG, seine Freude über die noch höhere Teilnehmerzahl als in den Vorjahren, die ein Beleg für die Qualität der Veranstaltung ist, zum Ausdruck. Danach übernahm Michael Mügge, Viscom AG, die Moderation und der Keynote-Vortrag startete mit dem Anpfiff durch Bundesligaschiedsrichter und Ex-FIFA-Referee Knut Kircher, der Entwicklungsingenieur bei der Daimler AG ist.

Interview mit Josef Harrer, Vertriebsleiter der Hilpert Electronics GmbH in Unterschleißheim, über Fehlerlokalisierung und Optimierung von SMD-Prozessen. PLUS: Herr Harrer, wie ist die aktuelle wettbewerbliche Position von Parmi auf dem europäischen und speziell dem deutschen Markt? Josef Harrer: Parmi ist seit drei Jahren auf dem deutschen Markt aktiv, mit sehr großem Erfolg. Im deutschsprachigen Raum wurden seitdem mehr als 100 Systeme von Parmi installiert. Weltweit hat Parmi eine installierte Basis von etwa 2000 Maschinen.

Letztes Jahr hat National Instruments 20 neue Schaltmodule für PXI und PXI Express für mehrere Leistungsbereiche herausgebracht. Nun sind weitere verfügbar. Sie setzen unterschiedliche Relaistypen ein und ermög- lichen einfaches Signal-Routing in Testsystemen mit hoher Kanaldichte.

PXI- und PXI-Express-Schaltmodule

„Als einer der führenden Anbieter des PXI-Standards widmet sich National Instruments (NI) der Erweiterung des Schaltmodulangebots, um seinen Anwendern höchste Flexibilität für die mit der PXI-Plattform durchgeführten anspruchsvollen Anwendungen zu bieten“, sagt Charles Schroeder, Director of Test Marketing bei NI.  

Elektronikbaugruppen können nicht fehlerfrei gefertigt werden, da der Mensch Fehler erzeugt und defekte bzw. falsche Bauteile montiert werden, was zu Fehlerraten von 2 % bis 30 % führt. Daher ist es ein Muss, die Baugruppen zu testen. Das Adapterkonzept hat entscheidenden Einfluss auf den Aufwand und die Sicherheit des Tests. Die nachfolgend vorgestellten Lösungen bieten viele Vorteile.

Überall dort, wo es auf darauf ankommt, negative Einflüsse von elektromagnetischen Strahlungen zu verhindern, kommen sogenannte Abschirmbleche zum Einsatz. Hierzu werden zumeist einteilige Schirmbleche, aber auch zweiteilige Gehäuse, bestehend aus einem lötbaren Gitterrahmen und einem Abschirmdeckel, auf Leiterplatten montiert. Die Abschirmdeckel bestehen häufig aus einem mit Zinn überzogenen Weißblech und werden in der Regel in einem Bestückvorgang mit allen weiteren SMT-Komponenten auf den Flachbaugruppen platziert. Nach dem anschließenden Reflow-Löten gilt es, die Qualität der Lötverbindungen zu beurteilen. Dabei stellen die unter dem Schirmblech verborgenen Lötverbindungen eine besondere Herausforderung für die Prüftechnologie dar.

Die Baugruppenträgerserie KM6 von Verotec ist mit den vier verschiedenen Systemen KM6-II, KM6-RF, KM6-EC und KM6-HD die vielfältigste Serie, die auf dem Markt erhältlich ist, da jedes der Systeme optimiert ist, um eine ganze Reihe von An- und Verwendungen zu ermöglichen. Die Frontplatten sind wichtige Bauteile für alle Systeme. Drei Arten sind verfügbar: nicht abgeschirmt gemäß IEC 60297, abgeschirmt gemäß IEEE 1101.10 und eine weitere Ausführung, die auf die VXI-Architektur abgestimmt ist.

Für den Einsatz in Labor, Entwicklung und Prüfsystemen wurde eine neue, modulare Last mit integriertem Messsystem von NH-Research vorgestellt. Das neue Produkt wird von der Syntel Testsysteme GmbH vertrieben. Mit ihm kann eine parallele Tester-per-Last-Architektur realisiert werden, was Vorteile bei Prüflingen mit vielen Ausgängen oder der parallelen Prüfung einzelner Geräte hat.

Mit zunehmenden Anforderungen an Funktionalität, Integrationsdichte und Miniaturisierung bei höchster Zuverlässigkeit und geringen Kosten sieht sich die Entwicklung mechatronischer als auch optotronischer Produkte konfrontiert. Räumliche elektronische Schaltungsträger bieten umfassende Möglichkeiten zur Realisierung miniaturisierter und hochintegrierter Systeme, beispielsweise auch der Integration optischer Bauelemente. Optische Bearbeitungstechnologien ermöglichen die produktive Strukturierung dreidimensionaler Schaltungsträger. Auf diesem Gebiet trafen sich die beiden Fachgruppen 3-D MID und Optik - Gemeinschaftsstände der Netzwerke des 3D MID e.V. und des Fraunhofer IZM (Optics meets Electronics) auf der diesjährigen SMT Hybrid Packaging 2013. Für die Verknüpfung der räumlich angeordneten Elektronik mit einer OLED-Flächenleuchte vergab die Forschungsvereinigung 3D MID e.V. ihren diesjährigen Industriepreis.

Die Ranking-Studie des BFE zur Ermüdungsfestigkeit bleifreier Lote unter Temperaturwechsel war der Schwerpunkt der Tagung des Fachverbunds BFE – Blei-Freie Elektronik e.V. Ende Februar 2013 an der TU Berlin. Nach der offiziellen Begrüßung des Auditoriums durch den BFE-Vorsitzenden Dr.-Ing. Gundolf Reichelt hat vorab Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang H. Müller, Lehrstuhl für Kontinuumsmechanik und Materialtheorie (LKM) am Institut für Mechanik der TUB, als Gastgeber der Veranstaltung das Institut und den Lehrstuhl vorgestellt.

Beinahe unbegrenzte Möglichkeiten bei Engineering-Projekten durch reichhaltige Anschlussmöglichkeiten und Schnittstellen verspricht RS Components (RS). Der weltweit führende Distributor für Produkte aus der Elektronik, Automation und Instandhaltung will eine neue mbed-Anwendungsplatine liefern. Basierend auf der mbed-Entwicklungsplattform, bietet die neue mbed-Anwendungsplatine viele Anschlüsse und externe Schnittstellen.

Im März trafen sich Technologen und Experten der Elektronikproduktion in Colonia de Sant Jordi, Mallorca, Spanien, zum 16. Europäisches Elektroniktechnologie-Kolleg. Entsprechend dem Motto ‚Fehler in und auf der elektronischen Baugruppe…es gibt immer etwas zu verbessern‘ wurden Ursachen und Auswirkungen von Prozessfehlern sowie deren Vermeidung und Strategien zur Steigerung der Prozess- und Produktqualität diskutiert.

Dass dem (Allerwelts-) Thema Leiterplatte immer noch neue Facetten abzugewinnen sind, hat das BMK Elektronikforum Ende April 2013 auf dem Augsburger Hightech Campus den 75 Teilnehmern deutlich vor Augen geführt. Dies gilt wegen der steigenden Anforderungen der Systemhersteller an die Qualität und Flexibilität in Bezug auf die schnelle Entwicklung und vielseitige Prozessführung für kleine Stückzahlen ebenso wie für die Volumenfertigung. Natürlich spielt auch der Preis eine ausschlaggebende Rolle.

Interessanter als die auf der Jahrespressekonferenz der AT&S Austria Technologie & Systemtechnik AG am 8. Mai 2013 veröffentlichten Zahlen der Geschäftsentwicklung im Geschäftsjahr 2012/2013 waren der beabsichtigte Einstieg des Unternehmens in die Produktion von Halbleitersubstraten und der Fortschritt des im Aufbau befindlichen neuen Werkes in Chongqing.

Das Extreme Rugged Core Module 920 von Adlink bietet ein mechanisches, thermisches und leistungsmäßiges Design. Deswegen kann es die Rechenleistung eines Intel Core i7 mit einer geringen Leistungsaufnahme und dem kompakten Formfaktor PC/104 verbinden. Das Modul soll laut Adlink eine ideale Wahl für einsatzkritische Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen sowie für schnelle und zuverlässige Datenübertragung sein – wie in Transportwesen, Luftfahrt und Verteidigung gefordert. Es verfügt über einen Prozessor der dritten Generation des Typs Dual-Core Intel Core i7.

Es sind nicht immer nur die großen Konzerne, die sinnvolle Neuerungen kreieren. Auch Mittelstandsfirmen tragen eine Menge dazu bei, ihren Ruf als wahre Innovatoren immer wieder zu bestätigen. Die Müller Industrie-Elektronik GmbH mit ihrer modularen SIM-Karten-Elektronik gehört dazu. Die 1996 gegründete Müller Industrie-Elektronik GmbH (Neustadt am Rübenberge) beschäftigt zwar nur 42 Mitarbeiter, ist jedoch ein recht agiles und innovatives Dienstleistungsunternehmen. Geschäftsführer ist Matthias Müller. Im Jahr 2010 wechselte die Firma in die mmc AG.

Das europäische Institut für Leiterplatten (EIPC) hat sich zum Ziel gesetzt, die europäischen Leiterplattenhersteller mit Informationen über neueste Technik und Marktentwicklungen zu informieren. Unter dieser Prämisse wurde auch die Konferenz 2013 in Berlin ausgerichtet. Teilnehmer aus 16 Nationen waren auf der Konferenz vertreten. Die Begrüßung der Teilnehmer wurde von Alun Morgan, in seiner Funktion als Präsident des EIPCs, übernommen. Er erklärte, wie sich die Elektronikmärkte in den letzten Jahren verändert haben, welche Bedeutung Europa im globalen Zusammenspiel hat und was die europäische Elektronikindustrie von den asiatischen Märkten wissen sollte. Die Elektronikindustrie wird heute nicht mehr als nationale bzw. europäische Industrie angesehen, sondern als ein global ausgerichteter Industriezweig. Neben zwei global ausgerichteten Keynote-Vorträgen (Dr. Nakahara mit Schwerpunkt Technologie und Walt Custer mit Schwerpunkt Markttrends in Zahlen) wurden international tätige Referenten für Vorträge über technologische Entwicklungen gewonnen.