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Ein Silizium-Dehnungsmessstreifen (Si-DMS) kommt in der Kraftsensor-Plattform von Turck duotec erstmals zum Einsatz. Der miniaturisierte Sensor zur Gewichts- und Kraftmessung ist für raue Einsatzbedingungen prädestiniert. Der Si-DMS unterscheidet sich grundlegend von einem Folien-DMS: Aufgrund der geringen Größe erfolgt die Kraftermittlung punktspezifisch. Der Sensor nutzt die Piezoresistivität, woraus seine hohe Empfindlichkeit resultiert. Diese Eigenschaften prädestinieren die neue Plattform in Kombination mit der hoch automatisierten und hochqualitativen Fertigung des Herstellers für neuartige Anwendungen etwa in der Endoskopie oder der nicht-invasiven Druckmessung.

Arbeitskreis 3D-Elektronik: 7. Netzwerktreffen und erfolgreicher Abschluss des ZIM Netzwerks: Am 30. November 2021 traf sich das vom FED initiierte ZIM-Netzwerk 3D-Elektronik zum 7. Mal. Nach drei Jahren der geförderten Laufzeit wurde aufgrund des Erfolges beschlossen, das Netzwerk jetzt offen weiter zu führen. Die ursprünglich an der Ruhr Uni Bochum geplante Präsenzveranstaltung wurde kurzfristig digital durchgeführt. Die Mitglieder präsentierten zum Abschluss die Ergebnisse der aus dem Netzwerk heraus initiierten FuE-Projekte. Die mit öffentlichen Mitteln unterstützten ZIM-Projekte (Zentrales Innovations Programm Mittelstand) verfolgen das Ziel elektronische Baugruppen komplexer, hochintegrierter, kosten- und energieeffizienter sowie zugleich platzsparender umzusetzen. Beispielsweise entwickelt die Firma metak innerhalb des ZIM-Projekts ‚BauteilBett‘ ein neues Verfahren zur Fertigung von elektronischen Freiformbauteilen, wodurch elektronische Bauteile erstmalig gezielt in Spritzgussteile integriert werden können.

Prognosen sagen, dass 2030 schon etwa 48 % aller verkauften Pkw Elektroautos sein werden. Geht man von den Zielen der UN-Klimakonferenz in Glasgow im November 2021 aus, lässt sich durchaus spekulieren, dass der bereits 2021 deutlich in Fahrt gekommene Übergang zu EV sich im laufenden Jahrzehnt noch beschleunigen wird. Wie die weltweite Leiterplattenindustrie von diesem Prozess profitieren kann und wer die wichtigsten ‚Player‘ in diesem Markt sind, behandelt der vorliegende Beitrag.
Gegenwärtig vergeht kein einziger Tag, ohne dass man über Elektrofahrzeuge (EV) hören oder lesen kann. Hierbei umfasst das Kürzel EV das batteriebetriebene Fahrzeug (BEV), wie die Europäer es gerne unterscheiden, das Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), das Hybridfahrzeug (HEV) und das Brennstoffzellenfahrzeug (FCV, Hydrogen Fuel Cell). Die Chinesen nennen all das einfach New Energy Vehicle (NEV).

Bekannt ist die Geschichte mit dem Ei des Kolumbus, wobei der sicherlich aufpassen musste, dass es nicht ausläuft. Aber vielleicht war es ja auch hart gekocht. Zauberkünstler leben davon, dass es leichter ist, den Menschen etwas Magisches vorzugaukeln, als sie nach dem einfachen und natürlichen Vorgang suchen zu lassen. Verschwindet die knapp beschürzte Dame aus dem Käfig, so vermuten unbescholtene Menschen also nicht gleich eine Falltür. Immerhin gibt es noch Wissenschaftler, die sich nicht verblüffen lassen – wie etwa Conrad Röntgen [2], der nicht an ein Gespenst glaubte, als er die Knochen der Hand seiner Frau sah. Hingegen vermuten jedoch Prozessingenieure nicht selten die Hand des Schicksals hinter dem Verschwinden von Metallbeschichtungen beim Löten, schließlich glänzte es doch recht hübsch vor dem Prozess.

Da hat mal wieder Ihre sorgfältig ausgebildete Reparaturperson einige Kugeln des großen BGAs beim Abheben auf der Leiterplatte zurück gelassen – oder war es jemand schnell Angelerntes, weil Sie einen akuten Mangel an Personal verzeichneten? Aber Sie hatten Glück im Unglück: Das teure Bauteil funktioniert noch. Das Bauteil muss also gerettet werden, damit die Kosten in der Produktion nicht zu stark steigen. Zudem sind neue schwer zu beschaffen. Sollte das Ding auch noch mit ‚underfill‘ versehen gewesen sein, was bei mobilen Anwendungen meist zutrifft, verwendet Ihre Fachkraft zunächst ein beheiztes Werkzeug, um das Epoxidharz zu ritzen und zu entfernen. Um sicherzustellen, dass die Platine während dieses Prozesses unbeschädigt bleibt verlangt dieser Vorgang jedoch hohes Fachwissen und eine sehr sorgfältige Ausbildung.

Bericht vom 15. Technical Snapshop Webinar am 23. Februar: Die ursprünglich in Frankfurt vorgesehene eintägige EIPC-Konferenz war wegen der geltenden Reisebeschränkungen in Deutschland nicht möglich. Doch das erfolgreiche Webinar-Format ‚Technical Snapshot‘ konnte als erweiterte Version erfolgreich einspringen – in Form von zwei Sitzungen mit jeweils drei Präsentationen – beide am 23. Februar. Mithin einen Tag vor dem Anlass für neuerliche Verwerfungen – was manche, aber nicht alle hier aufgeführten Prognosen unter Vorbehalt stellt. Die Neubewertung kann aber erst zu einem späteren Zeitpunkt sinnvoll erfolgen.

EIPC 15th Technical Snapshot. 23rd February 2022: Although it was originally proposed to hold a one-day face-to-face EIPC conference in Frankfurt, travel restrictions in Germany had made this impractical. But the Technical Snapshot webinar format had proved so successful that it was decided to run an extended version as an alternative – two sessions, each of three presentations. It worked extremely well! A carefully selected programme, excellent speakers and seamless organisation added up to an outstanding event.

Für das thermisch richtige Design einer Leiterplatte oder Baugruppe gibt es kein Patentrezept. Wie das Fachbuch ,Elektronikkühlung‘ zeigt, ist aufgrund der individuellen Gegebenheiten und spezifischen Anforderungen beinahe jede Kühlungsaufgabe einzigartig. Das bei Vogel erschienene Fachbuch zeigt für diese komplexe Herausforderung sowohl die theoretischen Grundlagen der Elektronikkühlung als auch den Weg zu praktischen Lösungsansätzen auf. Es vermittelt das entscheidende Know-how, um eigene Projekte unter Berücksichtigung eines effizienten Wärmemanagements zu planen und zeigt, wie Designkonzepte und Konstruktionen zur Elektronikkühlung kritisch hinterfragt und objektiv bewertet werden können. Die Autoren Johannes Adam und Wolf-Dieter Schmidt haben das 262 Seiten starke Buch klar in zwei grundlegende Themenblöcke aufgeteilt: Im ersten Teil werden die physikalischen Zusammenhänge der Wärmeübertragung erklärt und durch Ergebnisbilder aus Simulationsmodellen veranschaulicht.

In der Luftfahrttechnik werden Komponenten und auch ganze Systeme traditionell hierarchisch nach dem Grundsatz ,eine Funktion = ein Bauteil‘ konzipiert. Insbesondere zur Erhöhung des Passagierkomforts in der Kabine muss heute jedoch ein stetig steigender Funktionsumfang realisiert werden, ohne gleichzeitig das Volumen und vor allem die Masse der Bauteile überproportional zu erhöhen. Das verlangt neue Konzepte. Im Rahmen des Forschungsprojektes ,Bauteil 4.0‘ wurde ein Aufbaukonzept für eine hochintegrierte und funktionalisierte Leichtbaukomponente für die Flugzeugkabine entwickelt. Für dieses Konzept wurde ein Testvehikel einer solchen Leichtbaukomponente entworfen, wobei zunächst eine einfache Energie- und Datenversorgung betrachtet wurde. Die Aufbau- und Verbindungstechnik für die Elektronik wurde nah an industriellen Standards entwickelt – unter Berücksichtigung, dass dieses Elektronikmodul in die Leichtbaugruppe integriert werden muss.

Milliardeninvestitionen von Intel heben Mikroelektronik im Herzen Europas auf eine neue Stufe: Mit einem lachenden und einem weinenden Auge haben die Sachsen am 15. März nach Santa Clara geschaut. An dem Tag verkündete Intel-Konzernchef Pat Gelsinger per Online-Pressekonferenz aller Welt, dass er seine zwei nächsten Mega-Chipfabriken in Magdeburg bauen werde – und nicht in Dresden, wie man im Freistaat Sachsen lange gehofft hatte. Sachsen-Anhalts Ministerpräsident Reiner Haseloff sprach zurecht von einem ,Quantensprung‘ für sein Land. Darüber hinaus wird diese Großinvestition den Stellenwert der Mikroelektronik-Industrie in Deutschland deutlich hochstufen. Dass die rund 17 Mrd. €-Investition des US-Halbleiter-Riesen in Sachsen-Anhalt eine Riesenchance für die Wirtschaft in viel größerem Zusammenhang ist, darüber sind sich alle Branchenkenner einig.

• Schweizer Gruppe: 25 % Umsatz-Plus
• SmartRep wird Vertriebs-partner für Europlacer
• Kapazitätserhöhung wegen Nachfrage nach Leistungsmodul-Substraten
• Terminverschiebung SGO-Leiterplattenseminar
• Industrial Internet of Things-Enabler
• Bauteil-Engpass mit Ersatzschaltung überwinden
• Wechsel im Service-Team von Viscom
• Mit SEK die Lieferfähigkeit sichern
• Altix: Größerer Auftrag von chinesischem FPC- und PCB-Hersteller
• Zehn neue Fabs – 8,7 % mehr Waferkapazität
• Katek will SigmaPoint übernehmen
• ASML kämpft gegen Engpässe in der Produktion

In der Elektronikfertigung ist das Löten nach wie vor eine der am häufigsten verwendeten Verbindungstechnologien. Vor vielen Jahren hat man begonnen, dort das Blei zu verbannen, und damit aus der Elektronik insgesamt. Ist es dort ganz verschwunden? Nein. Ist das ein Problem? – Nun, problematisch ist bei diesem Thema vielleicht etwas ganz anderes. man stößt bei näherer Betrachtung auf ein Dilemma. Bisher war das Recycling in der Elektronik eher ein ungeliebtes bzw. kritisch zu bewertendes Thema. Viele kennen noch die Bilder und Videos, wo zu sehen war, wie man in Asien und Afrika über offenem Feuer Bauelemente entlötete. … kein schönes Thema – bei dem Gedanken an all die Flammschutzmittel und die anderen kritischen Stoffe. Blei war/ist da nur ein Element von vielen. In Deutschland wurde sehr zeitig über die Wiederverwendung und Wiederverwertung nachgedacht. Anfang der 90er Jahre gab es einige Lösungsansätze und Vorschläge.

Selten war die zukünftige wirtschaftliche Entwicklung so unübersichtlich wie derzeit. Ukraine-Krieg, berechtigte Sanktionen, die uns aber auch selbst erheblich schaden, zunehmende Verschuldung, galoppierende Inflation, unterbrochene Lieferketten, Lockdown in Teilen Chinas und – on top – der mit harten Bandagen ausgetragene China-USA Konflikt. Der Blick auf den Pkw-Weltmarkt in Millionen Fahrzeugen (Abb. 1) zeigt das ganze Desaster. Die Absatzzahlen werden seit dem Peak-Jahr 2017 von 84,4 Mio. Einheiten auf voraussichtlich 67,6 Mio. Einheiten signifikant sinken. Dies sind -19 % und bedeuten ein Zehnjahres-Tief (s. 2012). Trösten kann man sich allenfalls damit, dass der Automobilmarkt nicht nur in Deutschland leergefegt ist, die Nachfrage nicht befriedigt werden kann und die Lieferzeiten z. T. 1 Jahr betragen. Demzufolge zeigen die Hersteller ihre Preissetzungsmacht, auch begründet mit höheren Energie-, Material- und Beschaffungskosten. Parallel dazu haben sich die Gebrauchtwagenpreise vor allem für jüngere Neue deutlich erhöht.

Powerlyze GmbH – neues Mitglied in der Forschungsvereinigung: Die Powerlyze GmbH bietet ihren Kund:innen sowohl normgerechte Zuverlässigkeitstests aus allen Bereichen der Umweltsimulation als auch individuell auf spezifische Bedürfnisse entwickelte Prüfmethoden. Bedarfsgerechte Qualifikationsroutinen sind insbesondere für MIDs mit erheblichen Unterschieden des thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Multimaterialaufbau von besonderer Bedeutung. Gerade im Hinblick auf starkbeschleunigte Verfahren werden Prüftechniken angeboten, die nicht nur nachhaltig ressourceneffizient sind, sondern auch eine erhebliche Verkürzung von Entwicklungs- und Qualifikationszeiten ermöglichen. Ebenso sind Materialcharakterisierung und -analyse im Leistungsportfolio. Im Bereich der Leistungselektronik ist das Unternehmen spezialisiert auf integrierte Prüfungen von Invertern aus dem Bereich der erneuerbaren Energien und der E-Mobility mit einer Kombination aus Belastungsroutinen und aussagekräftigen Charakterisierungsintervallen.

Rund 15 Jahre ist es her, dass etwas völlig Unerwartetes in unser Leben trat und einige zuvor als sicher geltende Geschäftsmodelle in kurzer Zeit auf den Kopf stellte (ganz zu schweigen von den Auswirkungen auf unser privates und berufliches Leben): Apple stattete einen internetfähigen MP3-Player mit den Funktionen eines Mobiltelefons aus. Der Leiter des Verlages, für den ich damals arbeitete, verordnete seinen Chefredakteuren dennoch Blackberry-Geräte und hielt mit seiner Meinung nicht hinter dem Berg: Das iPhone sei Kinderspielzeug.
Tja. Das Phänomen, dass schlagartige, disruptive Veränderungen nicht von einer offensichtlichen Wow-Innovation, sondern ,nur‘ von der cleveren Rekombination bereits bekannter Technologien ausgehen, war auch damals nicht neu. Da ist die Frage erlaubt, ob das batterieelektrische Automobil vielleicht das Blackberry unserer Zeit ist.

• Europäisches F&E-Zentrum im belgischen ‚GanValley‘ eröffnet
• IATF 16949-Rezertifizierung erhöht Digitalisierungsgrad für Automotive-Kunden
• Leiterplattenproduzent EPC Elreha im Insolvenzverfahren
• Design for Manufacturing – ein Fallbeispiel
• Texas Instruments bleibt Marktführer bei Analog ICs
• 38 angehende Techniker zu FED-zertifizierten Layoutern qualifiziert
• Halbleitermarkt: Sinkende Nachfrage – nur ein zyklischer Einbruch?
• Drei MCU-Anbieter halten 82 % Marktanteil
• 47,6 %: Die effizienteste Solarzelle der Welt
• ADAS auf der Automotive Testing Expo Europe 2022

Ab 2035 werden 96 % aller Neuzulassungen in Deutschland einen batterieelektrischen Antrieb haben, prognostiziert eine Boston Consulting-Studie (Abb. 1). Plug-in-Hybride werden als Brücken-Technologie daran zwischen 2021 und 2030 noch etwa 15 % Anteil haben, um dann vom Neufahrzeug-Markt zu verschwinden. Das deckt sich mit den Plänen auch der EU, die Mitte Juni diesen Jahres ein ,Aus‘ für Verbrenner ab 2035 beschlossen hat.
Aber das Gefühl beschleicht uns, dass alles ein wenig nach den Kindern von Bullerbü oder dem sprichwörtlichen Ponyhof aussieht: Alles nur ein bunter Traum naiver Politiker, die nicht verstehen wollen, dass die Geopolitik und damit die globale Rohstoffversorgung nicht nach ihren Wünschen läuft, sondern anderen Gesetzen folgt?

EIPC-Sommerkonferenz, Örebro, Schweden, Tag 1 – 14. Juni 22: Die Zukunft bleibt ungewiss
Trotz verhaltener Prognosen ließen es sich die Teilnehmer der EIPC-Sommerkonferenz nicht nehmen, über neue Entwicklungen und Trends der Leiterplattenindustrie zu konferieren. Behandelt wurden Themen wie 6G, die Bedeutung der Kupfer-Balance, die Mikrovia-Technik, Prüfmethoden der Einfügedämpfung auf Leiterplatten sowie Tücken bei der Impedanzmessung.

EIPC Summer Conference, Örebro, Sweden, Day 1 – 14th June 2022: The future remains uncertain
Despite cautious forecasts, the participants of the EIPC summer conference did not miss the opportunity to discuss new developments and trends in the PCB industry. Topics covered included 6G, the importance of copper balance, microvia technology, insertion loss test methods on PCBs, and pitfalls in impedance measurement.

Stetig wachsende Nachfrage nach elektronischen Baugruppen sorgt seit Jahrzehnten für stabile Auslastung der Elektronikproduktionskapazitäten. Das führt allerdings dazu, dass immer mehr Rückstände im Produktionsprozess entstehen und sich in den Lötanlagen ablagern. Diese Kondensatrückstände beeinträchtigen nicht nur den Lötprozess selbst, weshalb hier die Ursachen und Mechanismen der Kondensatentstehung näher erörtert werden.
Kondensatrückstände beeinflussen die Wärmeverteilung, weil sie Stellen in der Lötanlage isolieren, die beheizt oder gekühlt werden sollen. Auch können sie Absaugleitungen zusetzen und damit auch die Wärmemenge beeinflussen, was für einen optimalen Lötprozess kritisch ist. Sie sind zudem korrosiv und schädigen auf Dauer die Maschinenbauteile.

„Die Schweizer Uhrenmanufaktur Rolex genießt Weltruf für ihr Know-how und die Qualität ihrer Erzeugnisse. Alle von Rolex gefertigten Oyster Perpetual und Cellini Armbanduhren sind für ihre Präzision, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit als Chronometer der Superlative zertifiziert und bestechen durch ihre Exzellenz, ihre Eleganz und ihr einzigartiges Renommee“ heißt es im offiziellen Firmenportrait des Uhrenherstellers. Wer heute eine Rolex kaufen möchte, muss gute Beziehungen zu einem Rolex Konzessionär haben und viel Geduld auf einer Warteliste mitbringen. Der Marktführer bei Luxusuhren verzeichnet einen Umsatz von über 8 Mrd. CHF und teilt seine Erzeugnisse zu.
Das war nicht immer so. Ab 2010 avancierten Hongkong und China mit einem Umsatzvolumen von rund 5 Mrd. CHF zum Exportland Nr. 1 für Schweizer Luxusuhren.

Aufbau- und Verbindungsstrategien von optischen Glasfasern mit photonischen integrierten Schaltkreisen (PICs) werden üblicherweise mit Klebstoffen realisiert. Doch das kann langfristig zu optischer Degradation und dadurch zu hohen optischen Übertragungsverlusten führen. Für kritische Anwendungen, etwa in der Medizintechnik und Life Science, wäre das fatal. Zusammen mit Industriepartnern entwickelten Forschende am Fraunhofer IZM im Rahmen des Eurostars-Projekts ‚PICWeld‘ ein klebstofffreies, platzsparendes und robustes Laserschweißverfahren zur Fixierung von Glasfasern an PICs.

Design and interconnection strategies of optical fibers on photonic integrated circuits (PICs) are usually realized with adhesives. But this can lead to optical degradation and thus to high optical transmission losses. For critical applications, such as in medical technology and life science, this would be fatal. Teaming up with industry partners, researchers at Fraunhofer IZM developed an adhesive-free, space-saving and robust laser welding process for fixing optical fibers to PICs as part of the Eurostars project ‘PICWeld’.

Maschinenhersteller warten immer wieder mit interessanten Neuerungen auf, die gerade auf der Messe ‚productronica‘ vorgestellt werden. Doch bis zur nächsten ‚productronica‘ wird einige Zeit verstreichen (November 2023). Die PLUS erkundigt sich unterdessen, wie diese Innovationen bei EMS-Anbietern ankommen – und welche sie sich von kommenden Maschinen erhoffen. Und ein Gebrauchtmaschinenhändler plaudert aus dem Nähkästchen.
„Der Chef lässt sich entschuldigen – ein neuer Container ist gekommen.“ Es ist gar nicht so leicht, Thorsten Düvel von TWD ‚an die Strippe‘ zu bekommen. Die in Leimberg bei Aachen sitzende Firma handelt mit Gebrauchtmaschinen rund um die Leiterplattenbestückung und besitzt mehr als 28 Jahre Erfahrung im An- und Verkauf dieser Systeme. Damit bot sich TWD-Geschäftsführer Thorsten Düvel als Gesprächspartner für unser Spezialheft an.

Deutsche IMAPS-Konferenz 20. bis 21. Oktober 2022 Hochschule München:
IMAPS Deutschland veranstaltet jeweils im Herbst die Jahreskonferenz zu aktuellen Themen der Aufbau- und Verbindungstechnik in vielen verschiedenen Anwendungsfeldern. Für die Sicherung, Stärkung und Weiterentwicklung des Wirtschaftsstandorts Deutschlands möchte IMAPS Deutschland die Jahreskonferenz als eine wichtige Plattform zur dafür erforderlichen engmaschigen fachlichen Diskussion zwischen Industrie und Hochschulen sowie Produktion und Forschung verstanden wissen. Wir laden Sie deshalb auch in diesem Jahr wieder herzlich ein, zu unserer Tagung mit den nachfolgend genannten mikroelektronischen Packaging-Themen nach München zu kommen. Die bewährt offene Atmosphäre zwischen Vortragenden, Ausstellern und Teilnehmern bietet gute Voraussetzungen für Fachinformation, Kontaktaufnahme, Netzwerkpflege, Austausch zu aktuellen Themen oder Anbahnung neuer Projektideen.

Ultra Librarian bietet einen kostenlosen Download von CAD-Daten für elektronische Bauteile an. Anwender müssen sich nur registrieren und können die Daten für alle gängigen PCB-Layoutsysteme herunterladen. Wie der Download aus der weltweit größten kostenlosen Bauteilbibliothek in der Praxis funktioniert und was zusätzlich angeboten wird, wird nachfolgend basierend auf Informationen von FlowCAD beschrieben.
Wenn Elektronikentwickler eine Schaltung konstruieren, werden häufig neue Bauteile gesucht und in die neue Schaltung integriert. Bei der Auswahl, welches Bauteil verwendet werden soll, müssen über die elektrischen Eigenschaften hinaus auch andere Kriterien beachtet werden. Neben Preis und Verfügbarkeit spielt der Aufwand, ein neues Bauteil im PCB-Tool anzulegen, ebenfalls eine Rolle. Hier bietet Ultra Librarian jetzt den direkten Zugriff auf die erforderlichen CAD-Modelle.

• Besuchen Sie den Stand des 3-D MID e. V. auf der electronica 2022
• ECPE e. V.: Neues Mitglied bei 3-D MID e. V.
• Rückblick auf den MID Summit & MID Workshop 2022

• Nemera und Zollner geben Partnerschaft bekannt
• Obsoleszenzmanagement fängt im Design an
• Technologiekonzern übernimmt belgischen Elektronikzulieferer
• Tarifabschluss für baden-württembergische Elektroindustrie
• Signifikanter Ausbau von Automatisierungslösungen
• Neues Halbleiterwerk in Dresden geplant
• Verbände fordern Stärkung der Halbleiter-industrie in Europa
• Spektakuläre Ransomware-Attacke
• Optische Qualitätskontrolle über größere Entfernungen
• Großinvestor übernimmt Christian Koenen Gruppe

Wie agieren Unternehmen und Dienstleister der Leiterplattenindustrie in der anhaltenden Energiekrise, die sie in unterschiedlichem Maße betrifft? Die PLUS hat einige Stimmen und Meldungen aus der Branche gesammelt.
Die Hiobsbotschaften in der Industrie reißen nicht ab. Die extreme Preissteigerung bei Strom und Gas setzt Betriebe stark unter Druck – und die Endverbraucher, gebeutelt von der höchsten Inflationsrate seit 1951, reagieren mit Kaufzurückhaltung. Die Prognosen für 2023 fallen entsprechend mau aus. Denn wesentliche Ursachen – der Krieg in der Ukraine und die Energieknappheit im Zuge der Wirtschaftssanktionen gegen Russland – werden in absehbarer Zeit nicht verschwinden. Oder ist das Schlimmste bereits ausgestanden? Hatte die Inflationsrate im Euroraum im Oktober noch bei 10,6 % gestanden, verzeichnete das europäische Statistik Eurostat für den November einen leichten Rückgang auf 10,0 %.

• Kapillarfüllung für Silizium-knoten-Flip-Chip Anwendungen
• Neue Investition in Beschichtungstechnologie
• Neue FRAM-Speicher für Automotive- und Industriesysteme
• Spatenstich für Institutsgebäude bei München
• 4D-Radar als Sensormodul für selbstfahrende Automobile
• Elektromagnetische Simulationssoftware für Leiterplattendesign
• Culpa Nostra!
• Strategische Partnerschaft für Sensoriksysteme in der Medizintechnik
• Lieferkooperation bei SiC-Halbleitern unterzeichnet
• EMS-Dienstleister übernimmt Backplane-Equipment
• Optische Qualitätskontrolle über größere Entfernungen
• Umfrage: Investitionen in digitale Technologie bis 2025
• Übernahme im Bereich Sensorik, Konnektivität und Elektrifizierung der Automobilindustrie

 

In diesem Beitrag wird gezeigt, unter welch unterschiedlichen Bedingungen und Voraussetzungen zwei eher unbekannte Anbieter von PCB-EDA-Software, die russische Firma Eremex und die japanische Firma Quadcept, ihre Tools entwickeln und vermarkten. Beide Firmen erarbeiteten unabhängig voneinander leistungsfähige Designsoftware für die Elektronikindustrien ihrer Länder. Die beiden Hauptprodukte von Quadcept, Circuit Designer und PCB Designer, werden genauer betrachtet.
Das Angebot zu PCB-CAD-Software im Internet ist breit gefächert. Recherchiert man aber danach, welche EDA-Software in diesem speziellen Sektor favorisiert wird, werden für 2022 nicht nur auf den Internetseiten von eTechnophiles, sondern auch anderswo vor allem die in Tabelle 1 aufgelisteten Softwareprogramme genannt. Daraus ist aber keine Rangfolge der Nutzung bei den Anwendern abzuleiten, sondern es geht nur um Zitierungen.

Ein österreichisches Forschungsteam untersucht das Wachstum und die Verarbeitung von Pilzmyzelhäuten als biologisch abbaubares Substratmaterial für nachhaltige Elektronik. Im Mittelpunkt ihrer Arbeit steht ein Pilz aus der Familie der Lackporling – Ganoderma lucidum.

An Austrian research team is studying the growth and processing of fungal mycelial skins as a biodegradable substrate material for sustainable electronics. The focus of their work is a fungus from the Ganodermataceae family.

Ob nun die Redewendung ‚auf den Nägeln brennen‘ aus dem mönchischen Bereich stammt oder aber aus der Folterkammer, wird wohl nicht mehr zu klären sein. Auch Sagen und Märchen werden zur Herkunft herangezogen. Unangenehm muss es auf alle Fälle gewesen sein, wenn man zu eifrig bei der Andacht war oder unaufmerksam. Heiß wird es auch im Reflowofen: die Temperaturen müssen über den Schmelzpunkt der Legierung gebracht werden, damit Benetzung und eine Lötstelle entsteht. Andererseits muss man aufpassen, dass es nicht zu warm wird, denn dann leiden Bauteile und Leiterplatten.

Temperaturabhängige Verformungen von Substraten und Bauelementen als Fügepartner elektrischer Baugruppen können die Ursache von ungewünschten Feldausfällen darstellen. Eine frühzeitige Analysemöglichkeit ist die dynamische Topografiemessung, bei der die Topografien von Komponenten und Baugruppen unter Temperaturlast im spannungsfreien und montierten Zustand gemessen werden können. Der Artikel diskutiert die grundlegenden Ursachen und typische Fehlerbilder für ausgewählte Beispiele. Am Beispiel eines Antennenmoduls wird zudem das Potential für begleitende Messungen im Rahmen der Produktentwicklung demonstriert.

Temperature-dependent deformations of substrates and components as joining partners of electrical assemblies can be the cause of undesired field failures. An early analysis option is provided by dynamic deformation measurement, which can be used to measure the topographies of components and assemblies under temperature load in a stress-free and assembled state. The article discusses the basic causes and typical failure patterns for selected examples. An example of an antenna module is used to demonstrate the potential for accompanying measurements as part of product development.

Ich wurde von der PLUS-Redaktion gebeten, das Editorial dieser Ausgabe zu übernehmen. Das tue ich an dieser Stelle sehr gerne. Zum einen begleitet mich das Thema der Leiterplatte bereits seit 30 Jahren in meinem beruflichen Leben. Zum anderen ist diese Ausgabe einem Jubiläum gewidmet: 2023 wurde die moderne Leiterplatte 80 Jahre alt.
Betrachtet wird die moderne Leiterplatte, wie sie heute nahezu unverändert in der Masse hergestellt wird. Weiterhin freue ich mich besonders, dass in dieser Ausgabe alte Weggefährten zu Wort kommen. Prof. Wolfgang Scheel als Mitgründer des Fraunhofer IZM und Verfechter der Baugruppen- und vor allem Leiterplattentechnologie wird in einem Interview Einblicke und Rückblicke zu seinem Schaffen mit der Leiterplatte erlauben. Manfred Hummel wird uns in einem langen Beitrag die Historie der Leiterplatte näherbringen.

• Galliumacetylacetonat von weiterem Anbieter verfügbar
• Kooperation bei der Beschleunigung von Leiterplattendesigns
• Berichterstattung nach dem Deutschen Nachhaltigkeitskodex
• 20 Jahre Umweltmanagementsystem
• Freudenstädter Unternehmen plant NYSE-Listing
• Neue horizontale OSP-Linie für organische Oberflächen im Einsatz
• Forschung an 6G-ICs bei der Universität Stuttgart
• Neuer Geschäftsführer der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE

SSL HD-Matrix-Scheinwerfer auf Basis von Mikro-LEDs: Porsche und der Automobilzulieferer Hella haben in enger Zusammenarbeit gemeinsam mit weiteren Partnern den weltweit ersten hochauflösenden Schein- werfer auf Basis von Matrix-LED-Technologie auf den Markt gebracht. Der mit über 32.000 einzeln ansteuerbaren Pixeln pro Scheinwerfer ist das digitale Scheinwerfersystem nun erstmals im neuen Porsche Cayenne als optionale Ausstattung verfügbar. Herzstücke der neuen HD-Matrix-Technologie sind die beiden unteren Lichteinheiten. In ihnen erzeugt jeweils ein identisches LED-Array mit integriertem LED-Treiber (ASIC) auf einer Fläche von nur 12,8 mm mal 3,2 mm einen bisher nicht erreichten, hochaufgelösten Lichtstrom. Jede der 16.384 einzelnen Leuchtdioden pro LED-Array wird von der
Systemsteuerung – vergleichbar mit einer leistungsstarken Grafikkarte – nicht nur aktiviert, sondern auch in ihrer Helligkeit in 1.024 Stufen angepasst. Unterschiedliche Objektive mit jeweils spezifisch geschliffenen optischen Gläsern komplettieren die beiden HD-Module.

In Vietnam wird die Suppe ‚Pho‘ mit Stäbchen gegessen. Man fragt sich natürlich, ob man die chinesisch-vietnamesischen Nudeln ‚einbrocken‘ kann, wie sich das für einen guten Deutschen so gehört, denn die Kunst mit Stäbchen zu essen, ist hierzulande nicht weit verbreitet. In der elektronischen Fertigung geht es weniger um Stäbchen oder dem Auslöffeln als eher ums Ausschöpfen. Dies ist nämlich eines der Probleme beim Pastendrucken in der Produktionslinie für oberflächig bestückte Platinen

Manfred Hummel (Hummel Leiterplatten) arbeitet an einem Standardwerk zur Geschichte der Leiterplatte. Es wird 2024 im Leuze-Verlag erscheinen.

Seit wann verfolgen Sie die Idee eines Buchs zur Historie der Leiterplatte?

Als 2017 meine ‚Einführung in die Leiterplatten- und Baugruppentechnologie‘ erschien, entwickelte ich mit Herrn Thomas Reichert die Idee, die faszinierende Geschichte der Leiterplattentechnologie aufzuschreiben. Sie vereint Mechanik, Physik und Chemie, hat die ganze Elektronikbranche geprägt. Für jeden Ingenieur eine Herausforderung!

Macht es Sinn, wenn als einziges Land oder Staatenverbund weltweit nur die EU den Verbrennungsmotor ab 2035 verbietet? Ist die E-Mobilität die einzige Alternative ohne ausreichend Rohstoffe, ohne eine nennenswerte eigene Batterieproduktion? Nun steigen wir auch noch aus LIDAR, der Königklasse des ADAS (Advanced Driver Assistance System) aus. Das Zukunftsthema ‚Hochautomatisiertes, vollautomatisches und autonomes Fahren (ab Klasse 3)‘ erfordert in der Regel eine Kombination aus Kamera, Radar und LIDAR zur vollständigen Umfelderfassung. LIDAR (Light Detecting and Ranging) ist eine Form des dreidimensionalen Laserscannings mit hoher Auflösung und ist der komplexeste und teuerste Sensor im Auto.

Die immer höheren Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit in der Halbleiterindustrie bei gleichzeitig kurzen Entwicklungszeiten bis zur Marktreife erhöhen den Bedarf an sehr schnellen Testmethoden. Deshalb wurde vor kurzem der BAMFIT–Tester als äußerst schnelle und effiziente Methode zur Bestimmung der Lebensdauer und Screening von Drahtbonds eingeführt. In diesem Beitrag wird eine praktische Methode für den direkten Vergleich der Drahtbonddegradation durch den mechanischen BAMFIT-Test und das beschleunigte Power Cycling präsentiert. Dabei werden Vergleichskurven erstellt, die eine äußerst schnelle Bestimmung der Restlebensdauer und eine realistische und zuverlässige Lebensdauerprognose für Halbleitermodule durch den BAMFIT-Test ermöglichen.

Goethes Wort wird effektvoll durch Blitze illustriert, die zwar viel Licht erzeugen, aber beim Einschlag auch gewaltigen Schaden anrichten können. Also ist die Beschreibung eines Charakters bildlich transponiert und rückt alles in die Nähe der Schattenspiele [2], wie sie noch immer – oder wieder – in Asien popularisiert und genossen werden. Populär ist das Licht auch beim Löten und wird in vielerlei Hinsicht verwendet.
Unsichtbar dient Licht im Infrarotbereich zur Erwärmung der Baugruppen z. B. vor dem Schwalllöten. Aber nachdem Laser industriell erhältlich wurden, hat man auch die im Kampf um die gute Lötstelle zwangsrekrutiert. Diese Energiequelle wird jedoch häufig in Hände überstellt, die das Verfahren und die Technologie leider nicht verstehen.

AT&S, österreichischer Hersteller von IC-Substraten und Leiterplatten, sieht sich in einem anhaltend volatilen Marktumfeld für die Geschäftsjahre 2023/24 und 2026/27 in den Kerngeschäften IC-Substrate, mobile Endgeräte, Automotive und Aerospace, Industrial und Medical auf Erholungskurs. „Obwohl sich das wirtschaftliche Umfeld fundamental verändert hat, konnten wir die zu Beginn des Geschäftsjahres erkennbare Erholung weiter fortsetzen“, sagt CEO Andreas Gerstenmayer. Gegenüber der Vergleichsperiode reduzierte sich der Konzernumsatz des ersten Halbjahres 2023/24 um 24 % (währungsbereinigt: 21 %) auf 814 Mio. €.

Nach einer kleinen Wackelpartie im Zuge der Ampel-Haushaltskrise in Berlin sind die Subventionszusagen für TSMC & Co. für die Ansiedlung und Ausbauten in der ostdeutschen Mikroelektronik anscheinend nun wieder gesichert. Das sorgt gerade im Mikroelektronik-Cluster in und um Dresden für Erleichterung. Nun dreht sich auch das Personalkarussell wieder – und die nächsten Investitionen sind in der Pipeline. Parallel zu Infineon, TSMC und Bosch baut auch die ‚X-Fab‘ angesichts der starken Nachfrage für Auto- und Industrieelektronik aus Sachsen ihre Dresdner Chipfabrik aus. Der europäische Halbleiter-Auftragsfertiger (Foundry) investiert dafür bis Anfang 2025 rund rund 43,5 Mio. $ (40,3 Mio. €) in neue Fertigungsanlagen und einen Erweiterungsbau, kündigte Frank-Michael Schulze vom Projektstab an.

Laserverfahren sind in den vergangenen Jahren im Zusammenhang mit der Erzeugung elektrischer Leiterstrukturen auf thermoplastischen Substra- ten für die MID-Technik intensiv untersucht wor- den. Als besonders viel versprechend erwies sich aufgrund der hohen Flexibilität, der guten erziel- baren Strukturauflösung und der einfachen Prozessführung die Laserstrahl-Aktivierung. Die Leiterstruktur entsteht dabei durch additive chemi- sche Metallisierung der laserstrahl-aktivierten Substratbereiche. In diesem Beitrag wird mit der ADDIMID-Technologie erstmals ein Verfahren zur Laserstrahl-Aktivierung und haftfesten Metallisierung von Polyphenylensulfid (PPS) vorgestellt, das als Substratmaterial für die MID-Technik ein besonders großes Anwendungspotenzial aufweist. // 

Laser-based processes have, in recent years, been extensively researched as a means of producing electrically-conductive structures on thermoplas- tic substrates used in MID technology. Laser acti- vation scored especially well, on account of its inherent flexibility, the high degree of structural resolution and the simplicity of processing invol- ved. The electrically conductive tracks are then formed by chemical metallization using the addi- tive approach. This report describes, for the first time, the use of ADDIMID technology where laser activation is used to form an adherent metallizing on polyphenylene sulphide (PPS), this being a polymer with significant potential use in MID techno- logy.

Es wird die Anwendung der Lotbenetzungswaage für bleifreie Lote gezeigt. Ergebnisse für chemisch Zinn, chemisch Silber und chemisch Nickel/Tauchgold werden vorgestellt, sowohl für unbehandelte frische Oberflächen und nach dem Durchlaufen eines Reflowofens mit einem typischen „bleifrei" Temperaturprofil. Dabei nimmt die Benetzungskraft nur geringfügig ab. Die Behauptung, dass chemisch Zinn wegen der Bildung der intermetallischen Kupfer-Zinn-Phasen für bleifreie Löttechnik nicht ge- eignet sei, konnte eindeutig widerlegt werden. // 

The application of the solder wetting balance with lead free solder is demonstrated. Results are shown for immersion tin, immersion silver and electroless nickel/immersion gold. Testing is done for both, untreated surfaces and after the samples are passed through a reflow solder oven using a typical “lead free” temperature profile. In the latter case the wetting force is only slightly decreasing. Statements saying immersion tin might not be compatible with lead free solders because of the formation of intermetallic tin-copper-phases are clearly disproved.

Vor dem Hintergrund der Beschreibung der Zuverlässigkeit von Aluminium-Dickdrahtbondkontakten auf Leistungshalbleitern bei Belastung im Betrieb durch ein Lebensdauermodell stellt sich die Frage nach der Rissausbreitung in derart typischerweise Temperaturwechselbelastungen ausgesetzten Bondstellen, die aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Drahtwerkstoffes (meist Reinst- aluminium) und des Halbleiters (meist Silizium) durch Materialermüdung versagen. Durch die Einwirkung der Bondparameter während des Bondprozesses und die nachfolgende Temperaturbehandlung kommt es im Bonddraht und in der Substratmetallisierung zu Gefügeveränderungen, die sich durch FIB (Focused Ion Beam)-Untersuchungen darstellen lassen. Es gelang nun, das Gefüge der Verbindungszone mit dem Pfad der Rissausbreitung in temperaturwechselbelasteten Al-Wedges in Verbindung zu bringen. Die FIB-Untersuchungen zeigen, dass das Interface zwischen Aluminiumdraht und der AlSi1Cu0,5-Metallisierung des Leistungshalbleiters auch nach 500 000 Temperaturwechseln überwiegend geschlossen ist. Die Riss- ausbreitung verläuft nicht entlang der verschweißten Grenzfläche der Kontaktpartner, sondern in einer darüber liegenden Ebene im Wedge. Unterhalb dieser Ebene liegt ein feinkörniges Gefüge über einer noch feinkörnigeren Chipmetallisierung vor, während das Gefüge oberhalb der Ebene gröber erscheint.// 

Investigations on the reliability of heavy aluminium bond wires on power semiconductors lead to the question of the influence of the wire material’s micro structure in the bonding zone onto the crack propagation path in temperature cycled bond sites. Cracks grow because the differences in the CTE of the wire material (typically pure aluminium) and the Semiconductor (mostly silicon) lead to fatigue. As a result of bond force and ultrasonic energy during the bonding process and during the subsequent temperature treatment there are changes in the microstructure of the wire and the chip metallization which can be visualized by FIB (Focused Ion Beam) imaging. Using FIB imaging it was possible to correlate the micro structure of the interconnection zone with the crack propagation path in temperature cycled aluminium bonds. The FIB preparations show that the interface between the heavy aluminium wire and the AlSi1Cu0.5 metallization of the power semiconductor is mostly closed even after 500 000 temperature cycles. The crack propagates not along the welded interface but in the wire material at a layer above the interface. This layer lies between a fine grained zone below and a zone with bigger grains above.

Die Leiterplatte wird zum dreidimensionalen Bauelement: Durch Falten flexibler Folienstrukturen lassen sich miniaturisierte Spulen mit nahezu beliebig vielen Lagen erzeugen. Hierzu kommen neu entwickelte Entwurfs- und Herstellungsverfahren zum Einsatz. Im Ergebnis entstehen präzise Spulenbauelemente, die eine hohe Strombelastbarkeit, einen kleinen ohmschen Widerstand sowie geringe kapazitive Beläge aufweisen. Sie sind sogar direkt in konventionelle Leiterplatten integrierbar. // 

Printed circuit boards are evolving into three- dimensional assemblies. By folding flexible film structures, miniature coils can be formed with almost unlimited numbers of layers. This involves completely new designs and production techniques. This allows manufacture of precision coil components, with high current-carrying capacity, low ohmic resistance and small capacitative value. They can even be directly integrated into conventional PCBs

Bei jeder Leiterplatte mit integrierter Leistungselektronik besteht das Problem der Abführung der Wärme, die von Halbleiterbausteinen, Spulen etc. ausgeht. Aus Gründen der Zuverlässigkeit und Lebensdauer muss die Temperatur im Innern der Halbleiter niedrig gehalten werden. In der Regel fuhrt dies zu recht komplizierten Montagebedingungen, zu Heatsinks, mica flex-Unterlegscheiben, zu Verbindungen und mechanischen Montagehilfen. Oft wird viel Handarbeit erforderlich, die mit relativ hohen Bestückungskosten und Qualitätsrisiken verbunden ist. Insulated Metal Substrates (IMS) - ein spezieller Leiterplattentyp - lösen diese Probleme auf einfache Weise.

 

Die Miniaturisierung der Mikroelektronik wird durch den Wunsch der Kunden nach immer kleine- ren Baugruppen und Geräten vorangetrieben. Gleichzeitig drängt die Umstellung von bleihal- tiger Standardlotpaste mit SnPb-Legierung auf bleifreie Alternativen, wie zum Beispiel SnAgCu. Dieser Artikel soll die Verarbeitung bleifreier und bleihaltiger Ultra-Fine-Pitch Lotpasten mittels verschiedener Lötverfahren untersuchen, wobei mögliche Alternativen für bleifreie Substratober- flächen mit berücksichtigt werden. //

The miniaturization of micro-electronics is driven by customer‘s demand for smaller and lighter devices. Additionally the use of lead-free solder based on SnAgCu alloys is one of the most urging topics in the near future. The article reviews the behaviour of Ultra-Fine-Pitch solder paste of lead-containing and lead-free alloys when applied in different reflow processes. New lead-free substrate surfaces are compared in their performance to standard nickel-gold finish.

Beim Verfüllen von Mikrovias und Durchsteigern mittels elektrolytischer Kupferabscheidung ändert sich die Streuung im Verlauf der Abscheidungs- zeit bzw. in Abhängigkeit von den sich ändernden Lochdimensionen. In der Praxis wird dem durch Änderung des Stromdichteprofils begegnet. Die Technologie wird gegenwärtig ausschließlich in Vertikaltechnik eingesetzt. Mit der Bauteilmontage direkt auf der Via öffnung wird dabei wertvolle Fläche für das Fan-out gewonnen. Mit zunehmender Verkleinerung der Lochdurchmesser wird Via-Filling auch für den Erhalt der Prozesssicherheit eine Notwendigkeit.//

During the process of blind and through microvia filling with electrolytic Copper one observes a throwingpower change with the deposition time and  depending on the via dimensions, respectively. A change ofthe current densityprofile can be benefi- cial to meet viafilling requirements in production. The technology is currently being used in vertical applications only. With chip mounting directly on vias precious area on the PCB surface can be gained. With decreasing hole dimensions viafilling becomes a necessity to maintain sufficient process security.

Die verschiedenen Verbindungstechniken im Bereich der Elektronik beinhalten teilweise sehr unterschiedliche Anforderungsprofile an die in Fra- ge kommenden Oberflächenbeschichtungen. Gerade bei den hierbei im Vordergrund stehenden Edelmetallschichten spielt neben einer sehr genauen Kenntnis und Definition der funktionellen Eigenschaften der Systeme und einer qualitätskonstanten und abgestimmten Prozesstechnik vor allem auch der Wirtschaftlichkeitsfaktor eine besondere Rolle, um den gestellten Anforderungen gerecht werden zu können. //

The various interconnection technologies used in electronics have very different requirements in terms of the coatings involved. This is very much the case for the precious metal coatings considered here, which demand a detailed control of their functional properties, and thus very careful monitoring of these parameters and the processes used in their deposition. In this, cost-effectiveness is a key factor, while ensuring that the requirements of the coating in question are met.

Innovative technologische Weiterentwicklungen unter der Prämisse steigender Anforderungen an Funktionssicherheit und Wirtschaftlichkeit elektronischer Baugruppen setzen eine entsprechende Sachkenntnis in Bezug auf Belastungsgrenzen der Oberflächensysteme und deren Verhalten bei den Verarbeitungstechniken voraus. Der Begriff der Multifunktionalität in Verbindung mit unterschiedlichen Verbindungstechniken rückt dabei mehr und mehr in den Vordergrund. Nur in enger Abstimmung zwischen Bauteilhersteller, Bestücker und Endabnehmer auf Basis allgemein akzeptierter Festlegungen, ausgeglichenem Informationsstand und gegenseitigem Verständnis innerhalb der Fertigungskette führen zu den erforderlichen Ergebnissen. Qualitätsdenken, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit werden dabei verbunden und helfen, zukunftsorientierte Wege zu finden.

Einleitung

Der anhaltende Trend zur Miniaturisierung, komplexer werdende technische Aufgabenstellungen, sowie das Thema bleifreies Löten als Konsequenz der RoHS und steigende Anforderungen generell, führen zu neuen Herausforderungen an die Verbindungstechniken in der Elektronik und damit auch an die hierfür in Frage kommenden Oberflächen. Um hier zu optimalen Ergebnissen zu gelangen, müssen sowohl die Anforderungen an die Oberflächen wie auch deren Leistungsgrenzen exakt definiert werden. Hinzu kommen der Aspekt der Verknüpfung verschiedener Verbindungstechniken mit teilweise unterschiedlichen Anforderungsprofilen und schließlich auch veränderte Bedingungen bei der Bestückungstechnik und die Berücksichtigung peripherer Einflüsse (Abb. 1).

Das deutsche DVS-Merkblatt 2811 zur qualitativen und auch quantitativen Überprüfung von DrahtBondverbindungen in Labor und Praxis (Fertigung) – ,Prüfverfahren für Drahtbondverbindungen' – entstand vor über 20 Jahren als Folge intensiver Diskussionen im Industriearbeitskreis AG A2.4 ,Bonden' des DVS [1]. Dieses DVS-Merkblatt 2811 hob sich bereits bei seiner Veröffentlichung im Jahr 1996 deutlich von internationalen Standards (MIL-Std-883, ASTM International [2, 3] durch schärfe Beurteilungskriterien (z.?B. minimal zulässige Pullkräfte) ab, kam dadurch auch über die Landesgrenzen hinweg zur industriellen Anwendung und wurde gar eine Art Vorlage für industriespezifische Qualifikationsmaßnahmen. Nun haben sich aber über die Jahre hinweg nicht nur die zu verarbeitenden Drahtmaterialien (neu: Au-Legierungen, Cu, Ag) verändert, sondern auch die vollautomatisch bondbaren Drahtdurchmesser wurden immer kleiner (? 17,5 µm). Ferner war der Test von Dickdraht- oder Bändchen-Bondverbindungen bisher nicht Bestandteil. // 

The German standard DVS 2811 for qualitative and quantitative inspection of wire bonds in labs and manufacturing ‘Testing methods for wire bonds’ resulted from intensive discussion in the German Welding Society’s industry working group AG A2.4 ‘Bonding’ over 20 years ago [1]. The DVS standard’s strict classification criteria (e.g. minimal allowable pull forces) set it apart from international standards (MIL-Std-883, ASTM International [2, 3]) from the very beginning and the standard came to be applied by industry in Germany and abroad, even becoming a sort of template for industry-specific qualification measures. However, over the subsequent years the wire materials changed (new: Au alloys, Cu, Ag) and the wire diameter that can be processed using fully automated bonding has steadily shrunk (? 17.5 µm). Moreover, the standard did not cover heavy wire and heavy ribbon bonding.

Für die Endoberfläche von Leiterplatten hat der Wechsel auf bleifreie Lote entscheidende Auswir- kungen. Nicht nur die um ca. 30 – 40 K höhere Löttemperatur, sondern auch die längeren Benetzungszeiten haben Konsequenzen für das eingesetzte Finish [1, 2]. Die Ausführungen beschreiben neueste Untersuchungen über die Eigenschaften und Anwendungsbereiche der Endoberflächen chemisch Nickel/Gold, chemisch Silber, chemisch Zinn, Hot Air Leveling und organischer Cu-Passivierung im Zusammenhang mit bleifreien Loten. // 

Adoption of lead-free solders has significant implications for the outer surface of printed circuit boards. Not only is the soldering temperature some 30 - 40 K higher, but also the longer wetting times affect the outer finish and make increased demands on it. The results of the most recent studies on the properties and application conditions for a range of final surface finishes are presented. These include electroless nickel/gold (sometimes known as ENIG), electroless silver, electroless tin, Hot Air Levelling (HAL) and organic copper passivation, all in terms of their interaction with lead-free solders.

Zur Untersuchung des Einflusses von Material- und Prozesseinflüssen auf die Reflowqualität wurden drei statistisch geplante Versuchsreihen durchgeführt. Ausgewertet wurden die Benetzungsqualität, die Anzahl von Grabsteinen und Lotperlen, der Standoff sowie der Voidanteil. Es ergibt sich kein einheitliches Bild, da z.B. das Verhalten von BGAs und Siliziumchips sehr unterschiedlich ist. Somit sind individuelle Qualifizierungen zwingend notwendig. // 

In order to study the effects of materials and process parameters on solder reflow quality, three sets of statistically-planned experiments were carried out. These included wetting quality, the number of tomb- stones and solder pearls and stand-off and void fraction. No simple picture emerges and thus, for example, the behaviour of BGA’s and silicon chips is very different. It follows that there is an urgent requirement for specific qualification procedures.

Das elektrolytische Befüllen von Blind Microvias mit Kupfer stellt ein effektives und zuverlässiges Verfahren zur Steigerung der Packungsdichte von HDI-Leiterplatten dar. Mit dem Elektrolyten SLOTOCOUPBV110 wurde ein Elektrolyt entwickelt, der gleichzeitig zum Befüllen von Blind Micro- vias, zum Verkupfern von Durchgangsbohrungen und zum Leiterbildaufbau von HDI-Leiterplatten verwendet werden kann. Sein Einsatz in der Produktion sowie das erreichte Ergebnis werden beschrieben. // 

Filling blind microvias by copper electrodeposition is an effective and reliable means for increasing packing density on HDI printed circuit boards. A new electrolyte has now been developed, SLOTOCOUP?BV?110 which is equally effective for filling blind microvias, for copper plating the bores of through-holes and for forming the circuit pattern on the surface of HDI PCB’s. The introduction of the new bath in a production setting, as well as the results obtained, are reported.

Am Forschungsinstitut Edelmetalle & Metallchemie (fem) in Schwäbisch Gmünd wurde am 18. Oktober 2012 das Seminar ‚Bond- und lötfähige Edelmetallschichten auf Leiterplatten und Keramiksubstraten - stromlos abgeschieden‘ veranstaltet. Es ist im Rahmen des Zentrums für Oberflächentechnik Schwäbisch Gmünd e. V. (Z.O.G.) von der Umicore Galvanotechnik GmbH organisiert worden. Neben einem Überblick über die funktionellen Endoberflächen und Technologien wurden Hinweise zur Herstellung und Charakterisierung von Bond- und Lötoberflächen gegeben.

Eine Serie von drei Artikeln will einige Grundbegriffe und physikalische Konzepte der Elektronikkühlung zusammenstellen. Die Grenzen von bekannten Thermik-Faustformeln werden anhand von 3D-Simulationen ausgelotet. Da die Simulationen detailgenau sind und ohne große Vorkenntnisse durchgeführt werden können, spricht nichts dagegen, sie routinemäßig in den Entscheidungsprozess für ein intelligentes Wärmemanagement einzubinden. Im ersten Artikel geht es um Grundlagen und Bauteilhotspots, im zweiten um Strombelastbarkeit und im dritten um Leistungspulse.

Im ersten Teil dieser kleinen Serie (PLUS 3/2013, S. 471-479) wurden einige Grundbegriffe und physikalische Konzepte der Elektronikkühlung zusammengestellt und Hotspots mit 3D-Simulationen und physikalischen Faustformeln untersucht. Im folgenden zweiten Teil geht es um den Stromfluss und die Stromheizung in Leiterbahnen.

Fortschreitende Entwicklungen im Bereich implantierbarer aktiver Medizinprodukte erfordern neue Einhausungtechnologien der Elektronik, speziell flexible Verkapslungen sind von besonderem Interesse. Biokompatible Polymere scheinen für solche Anwendungen geeignet, auch wenn deren Schutzfunktion durch Umgebungseinflüsse beeinträchtig werden kann und die Parameterabhängigkeit genauer unter- sucht werden sollte. Die Wechselwirkungen, die zwischen biologischer Umgebung, polymerer Einhausung und aktiver Elektronikbaugruppe stattfinden, sind bisher nur wenig erforscht. Im Beitrag werden die Untersuchungen der Eigenschaften der Oberflächen, der Ionenpermeabilität, der Wasseraufnahme sowie Wasserlöslichkeit von ausgewählten, biokompatiblen Polymeren dargestellt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Als einer der führenden deutschen und internationalen Breitband-Distributoren bietet die Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH vor allem Halbleiter, passive und elektromechanische Bauelemente, Speicher- und Anzeigeeinheiten, Boards und drahtlose Produkte. Zielmärkte sind vorrangig die Segmente Automotive, Medical, Industrial, Home Appliance, Energy und Lighting. Mit gezielten Programm-Ergänzungen von Amphenol, CEP, Everlight, Renesas, Samsung und Vishay werden aktuelle Anforderungen von Groß- und Mittelstandkunden in diversen Segmenten bedient.

Mit Hilfe der neuartigen Drucktechnologien und moderner Leiterplattentechnik lassen sich miniaturisierte ferritkernbasierte Ringkernspulen herstellen. Diese in eine Leiterplatte eingebetteten, auf der Basis organisch gebundener Ferritkerne realisierten Sensorspulen, können beispielsweise Einsatz als induktive Magnetfeldsensoren in regelungstechnischen Anwendungen finden.

Using the latest developments in printing of electronic components and modern printed circuit board technology, miniaturised annular coils with ferrite cores can be produced. By embedding these in a printed circuit board with sensing coils based on organic encapsulated ferrite cores, a promising application for use as inductive magnetic field sensors in control technology is possible.

 

Erste Ergebnisse einer Grundlagenuntersuchungen der bdtronic gemeinsam mit BASF und der Professur für Kunststoffe an der TU Chemnitz zum Thema Heißnieten führten zu einer neuen Konstruktionsrichtlinie. Was sind die Vorteile?

Durch die hochgenaue Temperaturmessung und -regelung (± 5 °C) im Millisekundenbereich und die kontinuierliche Prozessüberwachung war es mit den bdtronic-Heißniettechnologien BHS Hot Stamp (Kontaktnietverfahren zum Warmumformen und Heizstempelnieten) und BHS Hot Jet (Heißluftverfahren) erstmals möglich, exakte Untersuchungen für dieses Fügeverfahren durchzuführen.

Die Lackwerke Peters in Kempten bieten eine breite, auf die Anforderungen der Leiterplattenbestückung abgestimmte Palette von Schutzlacken und Beschichtungen für diverse Umweltbelastungen von Produkten im Hinblick auf Temperatur und Feuchte. Mit thixotropen, UV-härtenden Gelen lassen sich z. B. isolierende Dammstrukturen um Bauelemente und Steckerleisten auftragen.

Nahezu jedes elektronische Gerät enthält eine oder mehrere Leiterplatten. Sie leisten Schwerstarbeit, indem sie elektronische und elektromechanische Bauteile wie Sicherungen oder Relais tragen und für elektrische Verbindungen sorgen. Für die Verbindung zwischen Leiterplatte und Bauteil gibt es unterschiedliche Technologien. Vor allem die Löttechnologien (SMD, THT) und die Einpresstechnik haben sich breit etabliert.

Die RoHS hat in der Weisheit normaler Politik eine Menge Änderungen verursacht, wie etwa mehr Energieverbrauch oder Verwendung rarer Ressourcen. Auch die Kosten in der elektronischen Herstellung sind gestiegen. Als Beispiel mag Lot herangezogen werden, das als PbSn (60/40 oder 63/37) beinahe billig war – vor ein paar Jahren noch unter US$10 pro US-Pfund Barren, heute bereits darüber – SAC 305 das wohl populärste bleifreie Lot wird hingegen für etwa US$ 40 pro Pfund angeboten. In Deutschland findet man die nämlichen Preise, jedoch 1:1 in Euro umgerechnet. Damit wird nicht nur die Füllung eines Tiegels teurer, sondern Firmen sehen ihre Krätze, die oft im Karton neben der Schwallanlage gesammelt wird, mit ganz anderen Augen und fordern, dass da etwas geschehen muss, um gutes Geld zu sparen.

Das scheint einigen Deutschen und der Deutschen Bundesbank langsam auch klar zu werden, denn man verdächtigt die FED (eine Privatbank) die ca. 3300 Tonnen deutschen Goldes, die dort lagern sollen, anderweitig verwendet zu haben, denn nur 37 Tonnen konnten anscheinend bisher heim ins Reich geführt werden[2]. Wenn das so weiter geht, dauert es noch etwa 100 Jahre. Aber auch beim Löten macht Gold oft Ärger. Überhaupt sind die Informationen über geringe metallische Verunreinigungen in Loten sehr spärlich.

Die Metallisierung von MID-Bauteilen wie auch das Aufbringen der funktionellen Schichten stellt für die Oberflächentechnik – gerade bei kleiner dimensionierten Teilen – eine besondere Herausforderung dar. Hinzu kommt, dass die Forderung der Endabnehmer der Bauteile nach einer möglichst kurzen Zuliefererkette bei künftigen Planungen eine immer größere Bedeutung gewinnt.

Für eine der nächsten Generationen an hochfrequenten Phased-Array-Ultraschallsensoren mit Frequenzen oberhalb von 100 MHz kommen nicht mehr die konventionellen PZT-Keramiken, sondern Aluminiumnitridkeramiken zum Einsatz. Aluminiumnitrid besitzt zwar einen zehnfach geringeren piezoelektrischen Koeffizienten, ist aber aufgrund seiner CMOS-Kompatibilität und dem bei höheren Frequenzen geringeren Verlustfaktor ein vielversprechender Werkstoff. Dazu wird die Keramik in einer Dicke von etwa 10 bis 20 ?m auf einem Siliziumsubstrat beziehungsweise Aluminiumoxidsubstrat durch Magnetron-Sputtern hergestellt. Zur Erzielung guter piezoelektrischer Eigenschaften muss das Aluminiumnitrid eine bevorzugte Orientierung und geringe Porosität aufweisen. Dazu wurde das Herstellverfahren durch Variation der Abscheideparameter optimiert.

Thomas Schreier-Alt, Daniel Heimerle, Karl Ring, Angelika Möhler, Christian Baar, Frank Ansorge, Fraunhofer IZM, Oberpfaffenhofen, Michael Schwab, ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen

Leiterplatten anstelle von DCB-/Keramiksubstraten in rauen Umgebungen einzusetzen eröffnet erweiterte Designmöglichkeiten, insbesondere in Kombination mit thermoplastischen Gehäusen. So kann durch Umspritzen von Stanzgittern (Leadframes) die elektrische Kontaktierung mittels Einpresskontakten realisiert werden. Die Möglichkeiten der beschleunigten Alterung sind jedoch in komplexen Systemen stark eingeschränkt, insbesondere wenn sich Ausfallmechanismen überlagern oder gegenseitig beeinflussen. Dieser Artikel beinhaltet die Erstellung eines Raffungsmodells für ein thermisch belastetes System aus einer Leiterplatte, die über Einpress-Verbindungen an einen umspritzten Stanzgitterrahmen kontaktiert ist. Es konnte gezeigt werden, dass die temperaturabhängigen Materialparameter der Einzelkomponenten zu einer komplexen Wechselwirkung der Belastungsgrößen am Einpress-Kontakt führen. Der zu analysierende Ausfallmechanismus beschleunigt sich bei verschärften Prüfbedingungen nicht unbedingt, sondern kann sich verlangsamen oder von Ausfallmechanismen überlagert werden, die nicht direkt auf den Kontakt zurückzuführen sind.

Using printed circuit boards under rough environmental conditions instead of ceramic DCB substrates opens up expanded design possibilities, especially when combined with thermo-plastic packages. By overmolding the leadframes the electrical interconnect can be realized through press-fit contacts. Yet with complex systems the feasibility of accelerated aging procedures is severely limited, especially when certain failure mechanisms are superimposing or affecting each other. This article describes the creation of an abbreviated model for a system under thermic load, consisting of a printed circuit board, which is interconnected via overmolded lead frames. Investigations have shown that the temperature-dependent material parameters of single components will induce a complex interaction of load properties at the press-fit contact. The failure mechanism analyzed here does not necessarily accelerate due to harder test condi¬tions but can slow down as well or be superimposed by other failure mechanisms, which are not directly traceable to the press-fit contact.

Ein wiederholtes Mal widmet die PLUS ein Heft dem Schwerpunkt ,Löten' – nicht weil uns die Themen ausgegangen sind, sondern weil diese AVT stets neue technologische Facetten aufzeigt, die Fertigungsaspekte und Qualitätsmerkmale gleichwohl betreffen. Sehr deutlich ist dies in den Vorträgen und Diskussionen des Berliner Technologieforums 2014 geworden, das sich mit der stetigen Miniaturisierung der Komponenten befasste.

In vielen Einsatzgebieten von elektronischen Baugruppen wie in der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt, in militärischen Bereichen, in der Energieversorgung und im Automotiv-Sektor muss auf flussmittelhaltige Lote verzichtet werden, da diese zu Qualitätseinbußen und zusätzlichen Reinigungsprozessen führen. Das flussmittelfreie Löten zieht aber eine Reihe von Problemen mit sich. Generell ist hier ein schwieriges Verbindungsverhalten vorhanden. Beim Benetzen ist der Kontaktwinkel größer, es müssen häufiger höhere Löttemperaturen gefahren werden und es gibt keine Oxidbeseitigung durch das Lot selbst. Ein Ausweg ist hier das Vakuumlöten.

In many areas of heavy use of electronic components such as medical electronics, aerospace, military fields, in energy supply applications and in the automotive sector soldering has to be carried out using fluxless solder because fluxes would lead to losses in quality and require additional cleaning procedure. But fluxless soldering induces a number of problems of its own. Generally it shows a difficult to predict interconnect behavior. Wetting creates a larger contact angle and more often higher soldering temperatures must be used. Also there is no oxide removal by the solder itself. A way out is using vacuum soldering.

Als Lot werden vorzugsweise fertige Lote als Preform verwendet. Durch dieses Verfahren können die Schmelztemperaturen erniedrigt werden und es besteht Oxidationsfreiheit während des gesamten Prozesses. Weiterhin können Reduktionsmittel in Form von Gasen, wie Formiergas oder Ameisensäure, zur Konditionierung der Lote und der Oberflächen eingesetzt werden. Bei problematischen Materialien wie dem Nickel genügt dies häufig nicht. Ein weiteres Hindernis sind die strengen Aufheiz- und Abkühlphasen bei den Prozessprofilen. Für kritische Lötprozesse (Gehäuselötungen, Flächenlötungen für Heatsink etc.) gelten strikte Anforderungen an die Verbindungstechnik, hier stößt die reine Vakuumlöttechnik oft an ihre Grenzen.

Eine Möglichkeit bietet die Vorkonditionierung mittels einer vorgelagerten Plasmareinigung – idealerweise in einer kombinierten Plasma-Vakuumlötanlage (Abb. 1).

In diesem Jahr feiert die APL Oberflächentechnik GmbH mit einer zweitägigen Veranstaltung ihr 25-jähriges Jubiläum. Nachfolgend wird ein kurzer Rückblick auf die bewegten Jahre, ein kleiner Einblick auf das Be-stehende sowie ein Ausblick auf die Zukunft gegeben.

Historie
Im Jahr 1989 wurde die APL Clarexi Deutschland GmbH als Lötstoppmasken-Service gegründet, da ein enormer Bedarf an dem damals neuen fotostrukturierbaren Lötstopplack Probimer 52 bestand. Bereits früh beschäftigte man sich mit Alternativen zur bestehenden HAL-Lötoberfläche, 1992 begann man mit der verfahrenstechnischen Entwicklung von Chemisch Zinn und nahm bereits im Jahr 1993 Chemisch Zinn in das vorhandene Dienstleistungsspektrum auf.
1995 ist es APL als weltweit erstem Unternehmen gelungen, den Chemisch Zinn-Prozess auf einer hori¬zontalen Produktionsanlage zu betreiben. Namhafte Elektronikhersteller aus Europa wurden aus dem Stand heraus mit der Lötoberfläche beliefert. Im Zuge der Entwicklungsarbeit erhielt APL 1996 für die Fortschritte mehrere Auszeichnungen auf Landes- wie auch auf Bundesebene.

Ausgehend von den physikalischen Grundlagen und Prinzipien der Röntgeninspektion werden Beispiele aus der Praxis eines EMS-Unternehmens gezeigt, die die heutigen Herausforderungen und Möglichkeiten der Röntgenanalyse elektronischer Baugruppen verdeutlichen. Dabei werden auch die spezifischen Vorteile der 2D-, 2½D-und 3D-Röntgeninspektionstechniken aufgezeigt.
Die Kraus Hardware GmbH, Großostheim, bietet als kompetenter und innovativer Partner Dienstleistungen rund um die Baugruppenfertigung an – von der Entwicklung über Bauteillogistik, Produktion, Baugruppenprüfung und Röntgenanalyse bis zur Reparatur. Das Unternehmen nutzt dazu modernste technische Ausrüstungen und hat ein gut geschultes und hoch motiviertes Team.

Für die Automobilindustrie wurden Untersuchungen an Testleiterplatten in Dicken von 0,8 und 1,5 mm mit chemisch abgeschiedenen Zinnschichten, Nickel/Gold und chemisch abgeschiedenem Silber im Hinblick auf die Zuverlässigkeit durchgeführt. Es zeigte sich unter anderem, dass zwischen den Leiterplattendicken keine wesentlichen Unterschiede auftreten. Silberleitkleber zeigten bei angepassten Kombinationen Vorteile, ebenso wie das Lotmaterial SAC305 gegenüber SAC405. Insgesamt wurden in den Untersuchungen mehr als 750 Leiter- platten, 220 Aluminiumsubstrate sowie nahezu 240 Bauelemente den Prüfungen unterzogen, wobei unterschiedliche Temperaturlagerungen, Temperaturschockbelastungen und Lagerung bei Feuchte zu den Prüfbedingungen gehörten. Die erhaltenen Daten bilden die Grundlage für eine gezielte Aufbaukombination.

Bereits heute werden von der Elektronik- und Smart-Systems-Industrie zusätzliche Anstrengungen zur Sicherung der Zuverlässigkeit unternommen, damit sie ihre etablierten Technologien auch für Produkte in raueren Betriebsbedingungen bzw. in sicherheitsrelevanten Applikationen nutzen können. Daneben werden kontinuierlich neue Technologien und Produkte speziell für solche Betriebsfälle entwickelt. Dazu gehören insbesondere auch die Smart Systems der zweiten und der zukünftigen dritten Generation.

Der hohe Innovationsgrad in der Elektronik, verbunden mit steigenden Anforderungen an die Funktionalität und an die Wirtschaftlichkeit, stellt auch an die Beschichtung von Kontaktoberflächen für die lösbare Kontaktgabe neue Herausforderungen. Edelmetallschichten spielen hier eine herausragende Rolle. Um zu optimalen Lösungen zu gelangen, ist eine detaillierte Kenntnis der Anforderungsprofile ebenso erforderlich wie die der Leistungsgrenzen der entsprechenden Schichtsysteme. Nachfolgend werden die wichtigsten Eigenschaften der Schichtsysteme für Kontakte im Hinblick auf die Anwendungserfordernisse erläutert.

Man hat sicher schon einmal die Rangordnung der EMS-Industrie in irgendeiner Form gesehen, die wenigsten haben jedoch auf die genaue Formulierung geachtet. Die TOP 10 der Europäischen EMS-Hersteller ist aber nicht vergleichbar mit den TOP 10 der EMS-Hersteller in Europa. Nachfolgend finden Sie den Ansatz, diese beiden Formulierungen miteinander zu vergleichen.

Die Packungsdichte auf Leiterplatten und Leistungselektronik mit steigenden Stromdichten wird immer ausgeprägter. Wärmemanagement bei gedruckten Schaltungen ist daher wichtig – insbesondere weil sich ein Temperaturanstieg in der Leiterplatte möglicherweise negativ auf Baugruppen auswirkt. Um Schädigung an Leiterplatten und/oder Baugruppen zu verhindern, werden zwischenzeitlich unterschiedliche Lösungsansätze zur Wärmeabfuhr realisiert.

Der dritte Teil der Untersuchung des Desmaer-Prozesses mit alkalischer KMn04-Lösung betrachtet die Entfernung der Behandlungsreste. Die Abnahme der Prüfköpermasse sowie die Änderungen in der Schichtstärke des chemisch abgeschiedenen Kupferüberzugs wurden für drei verschiedene Systeme ermittelt: H2O2/H2SO4, H2C2O4/H2SO4 und H2C2O4/ HBF4. Aus den erzielten Versuchsergebnissen geht hervor, dass die größte Abnahme der Prüßörpermasse beim Einsatz von Schwefel- und Oxalsäure vorliegt, während der stärkste Kupferüberzug beim Einsatz von H2O2 und H2SO4 abgeschieden wird. //
The third stage in this study of the desmear process using alkaline permanganate solution relates to the removal of treatment solution residues. The weight loss ofthe testprobe as well as changes in thickness of the electroless copper deposit were studiedfor three different systems: H2O2/H2SO4, H2C2O4/ H2SO4 and H2C2O4/HBF4. From the results, it can be seen that the largest weight loss occurs using sulhphuric and oxalic acids, whereas the largest copper thickness is found using hydrogen peroxide and sulphuric acid.

 

Der Effekt der themischen Vias auf die Wärmeleitfähigkeit von LTCC-Substraten wurde experimentell untersucht. Ziel der Untersuchung war, die Wärmeleitfähigkeit der LTCC-Substrate in Abhängigkeit der vorhandenen Lagen, der Via-Durchmesser und der Rastermaße der thermischen Vias zu ermitteln. Die Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert. //
The effect of thermal vias on the thermal conductivity of LTCC substrates was experimentally investigated. The target of the study was to establish a relationship between the thermal conductivity and the number of LTCC layers, diameter and the array structure of the thermal vias, their pitch. The results are reported and interpreted.

 

Leiterplatten mit chemisch Ni/Sud-Au-Oberßächen aus der laufenden Fertigung verschiedener Hersteller werden auf ihre Bondbarkeit mit Golddraht getestet. Auf die Leiterplatten im Anlieferungs- zustand konnte nicht oder nur unzureichend mit Golddraht gebondet werden. Durch die Anwendung einer beschriebenen kombinierten Naß- und Plasmareinigung werden die Oberflächen in allen Fällen serientauglich Golddrahtbondbar. // Printed circuit boards metallised with electroless nickel and immersion gold were selectedfrom current production output of several manufacturers and their bondability with gold wires was tested. In their "as-delivered" condition, gold wire-bonding was either not possible or unsatisfactory. After using a prescribed combination of aqueous and plasma cleaning cycles, the surfaces were readily gold wire-bondable on a serial basis.

 

Teil 3 (Ende): Die Kosten

Der vorliegende Artikel ist der letzte Beitrag einer dreiteiligen Serie, die im Zeitraum zwischen September und November an dieser Stelle erschien. Da sich die Lieferketten inzwischen über mehrere Kontinente erstrecken, ist eine kurzfristige Rückkopplung sehr erschwert – wenn nicht unmöglich. Deshalb soll mit diesem Beitrag ein besseres Verständnis für die Zusammenhänge und Einflussfaktoren der Kosten in der Leiterplattenfertigung geweckt werden.

In Teil 1 wurden die Leiterplattentypen, die Abnehmer und deren Lieferanten besprochen. Teil 2 behandelte die Kostenblöcke der erforderlichen Laminate sowie das Design als den wichtigsten, kostenbestimmenden Faktor. Der vorliegende, letzte Beitrag bespricht nun die Leiterplattenproduktion und ihre Kosten.

 

In den letzten Jahren war eine Stagnation der Leiterplattenproduktion zu beobachten. Dafür gibt es viele Gründe. Die Verkaufspreise für PCBs sind wegen des Druckes der Kunden und des Wettbewerbs weiter erodiert. Ein teilweise hoher Jahresabschlussbestand an Trägern bei den Kunden senkte die Bestellmengen für die Folgemonate ab. Die fortschreitende Funktionsintegration in die Chips führt zu einem geringeren spezifischen Bedarf an Leiterplattenflächen bzw. zu kleineren Boards. Die flüchtigen Wechselkurse taten ein Übriges. In einigen Ländern mag sich der Wert der gefertigten Leiterplatten, gemessen an der lokalen Währung, vergrößert haben. Doch rechnet man zum Vergleich den lokalen Wert auf Dollar-Basis um, entsteht ein anderes Bild. Alle diese und weitere Faktoren beeinflussten die Welt-Leiterplattenproduktion in 2016 nachhaltig.

 

... oder eher nicht? Aus der bleihaltigen Zeit hatte es sich herumgesprochen, dass zu viel Gold in einer Lötstelle nicht gerade wünschenswert sei. Daher legte z. B. die werte IPC [J-STD-001 Rev. F] in der Lötstelle einen Grenzwert von 3 Gewichtsprozent fest, unterhalb dessen man ‚keine‘ Probleme zu erwarten hätte. Aber inzwischen regen sich ernsthafte Zweifel, ob so etwas ungeprüft in die ‚bleifreie Zeit‘ übernommen werden kann.

Aktuelle Themen der Aufbau- und Verbindungstechnik wurden auf der IMAPS-Konferenz erörtert, die seit Jahren Plattform für die fachliche Diskussion zwischen Industrie und Hochschule bzw. zwischen Produktion und Forschung ist. Wie in den Vorjahren standen neben Entwurf, Modellierung und Simulation vor allem Materialien, Prozesse und Technologien der Systemintegration sowie Qualität und Zuverlässigkeit im Fokus. Auch Kühlkonzepte waren ein Thema, da diese bei der Leistungselektronik immer wichtiger werden.

 

Der Anblick des fließenden Lots erfreut Löter, wobei er oder sie vielleicht den Eindruck erhält, dass es diese flüssige Legierung ist, die das Entstehen einer funktionierenden Lötstelle ausmacht. Obgleich natürlich ihr Schmelzen eine der Grundbedingungen ist, wird häufig übersehen, dass für die chemische Reaktion zwischen dem Zinn des Lots und den beiden Basismetallen, die man verbinden möchte, die Temperatur der Basismetalle eine ebenso wichtige Rolle spielt. Bei den Anweisungen zum Handlöten mit dem heißen Lötkolben wird das meist betont. Nachdem eine thermische Brücke mittels geschmolzenen Lots erstellt wurde, um den Wärmetransport zu begünstigen, wird der Lotdraht an das Basismetall gehalten. Dadurch ermittelt man, ob dieses die nötige Löttemperatur erreicht hat. Schmilzt der Draht ist alles im grünen Bereich. //
Soldering is quite an intricate process that in most cases relies heavily on guesswork and trial-and-error. However a good many aspects are known from physics and chemistry and a little knowledge can be very helpful when trying to understand what is going on during the formation of a solder joint. In order to establish a good connection it is not sufficient to melt the solder as many ‘cold solder joints’ have de- monstrated. Heating the base metals correctly is also required and in many instances a rather difficult task to accomplish. Throughout industry several methods are employed. Most prominent are conduction, con- vection and radiation. These three have been studied extensively in physics as they not only have many practical applications but are also encountered in nature all around us and they do apply to soldering. The article delves a little into the background of each, without becoming too scientific. Two other methods occasionally used for soldering are also highlighted briefly: induction and resistance heating.

 

Im Jahr 2017 hat der weltweite Markt für Halbleiterprodukte um 21,6 % auf 412 Mrd. $ zugelegt. Das ist ein deutlich positiver Ausreißer im Langfristtrend des Wachstums, der sich seit 2010, mit Ausnahme Nordamerikas und Chinas, im einstelligen Bereich eingependelt hat.

Zumindest bei den Halbleiterchips ist der Einbruch des Weltmarkts 2009 längst Geschichte. 2012 wurden 292 Mrd. $ erreicht. Bis 2022 peilen die Halbleiterstrategen einen Anstieg des Weltmarktvolumens auf mehr als 500 Mrd. $ an. Diese aktuellen Zahlen wurden vom Marktexperten für Mikroelektronik des ZVEI, Dr. Ulrich Schaefer im 12. April in München präsentiert.

Feinere und komplexere Strukturen, Bauteile und flexible Materialen der Platinenherstellung benötigen eine schnelle und geeignete Umsetzung auf qualitativ hochwertigen Geräten und Anlagen. Das umso mehr, wenn Durchkontaktierung von Leiterplatten, kombiniert mit unterschiedlichen Endoberflächen, angesagt ist.

Agilität wird derzeit häufig als notwendige Eigenschaft für die Sicherung der Zukunftsfähigkeit eines Unternehmens genannt. Vor allem eine agile Produktentwicklung ist gefragt. Die TQU Business GmbH, Ulm, genauer ihr Geschäftsführer Helmut Bayer, informierte die Redaktion über die Methoden der agilen Entwicklung und welchen Support die TQU hierzu anbietet.

 

Smarte Materialien und embedded electronics schaffen die Voraussetzung für innovatives Design und neue Anwendungen im Bereich intelligenter Textilien, Elektronikverbindungen, Bedienelementen und Displays. Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) arbeitet an Materialien und Produktionstechnologien, um die Einsatzpotenziale von dehnbaren Sensoren und Leitern nutzbar zu machen und Produktideen zu beschleunigen. //
Smart materials and embedded electronics create the preconditions for innovative designs and new applications in the realm of intelligent textiles, electronic connectivity, operational controls and displays. The Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) focuses its research on materials and production tech- nologies, to better utilize the application potential of stretchable sensors and conductors and to accelerate novel product ideas.

 

HDI steht für High Density Interconnection, eine Leiterplatte, die im Vergleich zu herkömmlichen PCBs eine höhere Verdrahtungsdichte pro Flächeneinheit aufweist. Worin sich HDI im Detail von anderen Leiterplatten unterscheiden und was bei HDI-Leiterplatten alles zu berücksichtigen ist, wird nachfolgend erläutert.

 

Die ersten heute noch bekannten Leiterplatten (PCBs) stammen aus den frühen 40er Jahren. Damals wurden in den USA PCBs für militärische Anwendungen benötigt. Seitdem hat sich die Leiterplattentechnologie ständig weiterentwickelt: Von einseitigen zu doppelseitigen, mehrlagigen, flexiblen und starrflexiblen Leiterplatten und weiteren.

Schon äußerlich bestechen Smartphones mit durchdachten Oberflächen, kaum wahrnehmbaren Materialübergängen von Glas, Metall oder Kunststoff, und durch die Selbstverständlichkeit, mit der sie in der Hand liegen. Werden sie eingeschaltet, zeigen sie brillante Farben und beeindruckende Funktionen. In Haptik und Performance stecken die Hersteller viel Entwicklungsarbeit und stellen höchste Anforderung an die Fertigungsumgebung – sei es bei der Bearbeitung der dünnen Glasdisplays oder der Montage einzelner Komponenten und Baugruppen, oder ihrer Assemblierung zum fertigen Produkt. Schmalz unterstützt diese Produktionsschritte mit Vakuum-Greiftechnik.

 

Weder der rötlich scheinende Planet noch Gott selbst haben sich den Namen Mars gegeben, sondern das war irgendein Menschenwesen. Der Mensch hat wohl das Bedürfnis, benennen zu wollen, ohne das Benannte zu fragen, ob es nun so genannt werden möchte oder nicht. Und manchmal läuft ein Benennungswahn aus dem Ruder, etwa beim Donaudampfschiffartsgesellschaftkapitänbewerbungsfragebogen. Dann wird die Notbremse gezogen und alles reduziert: DDSGKAFB. Fraglich ist, ob das fürs Verständnis hilfreich ist – was in der elektronischen Industrie jedoch niemand davon abhält, so vorzugehen.

 

Das Laser Induced Deep Etching (LIDE) für Dünnglas erlaubt der Mikrosystemtechnik, das ganze Potenzial von Glas noch besser zu nutzen. Einsatzbeispiele reichen von Through Glass Vias über Glass Embedding bis hin zu Glass Capping-Lösungen mit nahezu senkrechten Wänden. Das Garbsener Unternehmen LPKF berichtete darüber während des 3D Systems Summit 2019 in Dresden.

 

Heraeus Electronics bietet speziell für Leistungselektronik-Anwendungen
das Metall-Keramik-Substrat Condura.prime (AMB-
Si3N4) sowie die
zugehörige Substratfamilie Condura. Condura.prime ist ein AMB- Siliziumnitrid-Substrat,
das im Vergleich zu anderen Metall-Keramik-Substraten
eine Vielzahl von Vorteilen
bietet.

 

Bei der diesjährigen Rundreise des FED zu den Regionalgruppen stehen mit ‚Embedded JTAG Solution‘ sowie ‚Leistungselektronik und Entwärmungslösungen mit Leiterplattentechnologien umsetzen‘ zwei neue Themen auf dem Programm, die technologisch hochinteressant sind und zunehmend aktueller werden.
Am Beispiel der Veranstaltung der FED-Regionalgruppe Stuttgart bei Eltroplan wird nachfolgend über die Präsentationen zu diesen neuen Elektronikthemen berichtet.

 

Das traditionelle Leiterplattenseminar der Schweizerischen Gesellschaft für Oberflächentechnik (SGO) fand wie in den Vorjahren im Tagungszentrum Uediker-Huus, Uitikon ZH, Schweiz, statt. Trotz großer Hitze verzeichnete die Veranstaltung mit fast 70 Teilnehmern einen Rekord. Ein Fazit ist: Die Schweizer Leiterplattenhersteller gehen nun noch deutlich kleinere Strukturen als bisher an.

 

Review EIPC Summer Conference 2019
Rückblick EIPC-Sommerkonferenz 2019

Bei flüchtigem Hinsehen wartete die JPCA Show 2019 im Leiterplattensektor und bei den dazugehörigen Fertigungsmaschinen als auch Materalien mit keinen nennenswerten Besonderheiten auf. Schaut man jedoch im Detail hin, gibt es bei Ausrüstungen und Materialien schleichende Vorwärtsentwicklungen, bedingt durch den Übergang auf 5G Elektronik mit ihren sehr hohen Arbeitsfrequenzen im GHz-Bereich und die zunehmende Elektronifizierung der Automobilbranche. Es ist zu vermuten, dass sich so für die nächsten Jahre ein deutlicher Qualitätssprung herausbildet. Das gilt auch für die Umweltfreundlichkeit der Maschinen und Prozesse.