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Die Neuentwicklung InduBond X-Press ist ein revolutionäres Konzept der Multilayer-Pressen-Technologie.
Induktion wird verwendet um ihre Edelstahl-Trennbleche mit einer bisher unerreichten Genauigkeit und Präzision
zu erwärmen. Die Heiz- und Kühlsysteme, eingebettet in eine robuste Hydraulikpresse in Vakuumkammerbauweise,
werden über einen Temperaturrückführkreis gesteuert, der eine perfekte Genauigkeit zwischen dem
Soll- und Ist-Zustand gewährleistet. Keine andere Technik kommt der Fähigkeit der X-Press-Technologie nahe,
die Temperatur präzise und kontrolliert zu führen.

Für die hochauflösenden UHD (4K) Video-Mikroskope von Inspectis zur Inspektion bestückter Leiterplatten
ist jetzt auch Focus-Stacking verfügbar. Damit können nun Aufnahmen erzeugt werden, die neben einer hohen
Detailgenauigkeit zusätzlich auch noch eine hohe Schärfentiefe aufweisen. Damit werden auch Bauteile unterschiedlicher
Höhe immer scharf und deutlich abgebildet.

Die Mikroelektronikbranche in Sachsen boomt auf den Kanälen Investitionen, innovative Startups und Technologien:
Das SAP-Beratungshaus Itelligence AG gründet in einem Elfgeschosser einen ‚IT-Campus‘, Heliatek
beginnt mit der Massenfertigung von OPV, das EU-Projekt für eine OLED-Pilotanlage wurde bestätigt, das
Maskenzentrum AMTC erweitert seine 12 nm-Photomaskenfertigung, Forscher des Fraunhofer-CNT erhalten
ein neues Domizil. Auch von Startups und universitären Forschern gibt es Neues zu berichten. Sie entwickeln
Ionentriebwerke für Mini-Satelliten, Mikro-Spektralanalysatoren und Mikroanalytik-Verfahren. Revolutionäre
Aufbau- und Verbindungstechnologien, wie die Herstellung von 3D-Baugruppen, das 3D-Falten, die Herstellung
hochdichter neuromorphischer Computerbaugruppen oder die Flüssigkühlung hochdichter Schaltungen
sind gleichfalls Themen dieses Beitrags.

KSG und KSG Austria hatten gemeinsam zu den Zukunftstagen 2019 ins Tagungshotel nach Chemnitz eingeladen. Zahlreiche Kunden folgten der Einladung und besuchten auch das Leiterplattenwerk in Gornsdorf. An beiden Orten wurde verdeutlicht, was Digitalisierung, Künstliche Intelligenz (KI) und Elektronikfertigung 4.0 bedeuten und wohin diese Entwicklungen führen – ganz klar immer am Beispiel KSG und was sich dort in dieser Hinsicht in letzter Zeit getan hat bzw. gerade tut.

KSG zählt mit einem Jahresumsatz von 132 Mio. € im Jahr 2018 und rund 1000 Mitarbeitern zu den führenden Leiterplattenherstellern Europas. Zur Unternehmensgruppe gehören die KSG GmbH im sächsischen Gornsdorf sowie die KSG Austria GmbH in Gars am Kamp in Niederösterreich. Die KSG- Gruppe fertigt in Europa Leiterplatten für den europäischen Markt. Sie versteht sich als Technologieführer und Vorreiter bei HF- sowie bei Hochstrom- und Wärmemanagement-Lösungen.

Bericht aus Dresden

Mit dem neuen Mobilfunk der 5. Generation 5G, der jetzt schrittweise in Deutschland startet, werden zum ersten Mal die Anforderungen der Fabrikautomatisierung, der Verkehrsvernetzung, des autonomen Fahrens, der Logistik oder der Erweiterten Realität in Echtzeit unterstützt. Das neue Taktile Internet bietet eine höhere Bandbreite, eine geringere Latenzzeit und ist Schlüsseltechnologie für grundlegend neue Anwendungen. Aber dies reicht nicht für die Zukunft der Vernetzung. Ab 2030 rechnet man mit der 6. Generation und dem Übergang zum Ambienten Internet. Damit beschäftigten sich wieder zum zweiten Mal in Dresden die weltweit größte wissenschaftliche Konferenz des IEEE, das 5G World Forum und der vierte 5G Summit Dresden. Eingeladen hatte das an der TU Dresden installierte 5G Lab Germany.

Für ihre Leiterplattenfertigung am Standort Boudry (Schweiz) hat die Cicor Gruppe im Spätsommer 2019 eine neue SMT-Anlage in Betrieb genommen, die für die anspruchsvollen kundenspezifischen Anforderungen von der Galvabau AG in Hergiswil NW maßgeschneidert entwickelt und gebaut wurde. Cicor fertigt in Boudry hochwertige Leiter- platten für Medizintechnik, Luft-/Raumfahrt und Kommunikationstechnologie.

Elektronische Baugruppen und Leiterplatten – Technologische Plattform für die digitale Transformation
Termine 2020
Termine 2022
DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Bericht aus Dresden von Dr. Rolf Biedorf

Zum Tag der Fakultät am 8. November 2019 wurden die Absolventen der Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dresden verabschiedet und hervorragende Abschlussarbeiten von Partnern der Fakultät und Sponsoren aus der Industrie ausgezeichnet. In den begleitenden Veranstaltungen kamen bedeutende Forschungsschwerpunkte zu künstlichen neuronalen Netzen oder Künstlicher Intelligenz zu Wort. Die sächsische Forschungselite, die angewandte Forschung und die sächsische Wirtschaft wollen auf diesen Gebieten ganz vorn mitspielen. Mit einem ‚heißen‘ Thema, der heute für Produkt und Produktion unverzichtbaren Compliance-Analyse, beschäftigte sich das Zentrum für mikrotechnische Produktion der Fakultät gemeinsam mit dem sächsischen Arbeits- kreis Elektronik-Technologie.

Die Qualität von Reflowlötstellen wird von mannigfaltigen Material- und Prozessfaktoren bestimmt, die nicht in jedem Fall vom Baugruppenproduzenten beeinflussbar sind. Besonders deutlich wird es im Fall von neuen Bauelementen, wie Land Grid Arrays (LGA), die sich nicht nur im Anschlussdesign deutlich von Altgewohntem unterscheiden. In einem von Thales Deutschland geführten Industrieprojekt unter Mitwirkung von Rehm Thermal Systems, der TU Dresden, dem Fraunhofer IZM, Koh Young Europe, ATEcare und Omron standen insbesondere LGA im Fokus. Es wurden die verfahrensspezifischen Möglichkeiten zur Reduzierung des Porenanteils in den Lötstellen dieser Bauelemente auf eine Größenordnung < 10 % und einige wichtige Einflussgrößen darauf untersucht.

Die Corona-Pandemie macht nicht nur Schwächen der Gesellschaft allgemein, sondern auch der Industrie sichtbar. Der Autor nahm zehn Leiterplattenhersteller ins Visier – unter der Fragestellung, wie sie die besonderen Bedingungen der Corona-Zeit mit der Fachöffentlichkeit kommunizieren. Dabei sind deutliche Unterschiede herausgekommen, was teilweise auch mit einer mangelhaften Nutzung des Internets für die Öffentlichkeitsarbeit zu tun hat. Um die Folgen der Corona-Pandemie für die Menschen einzudämmen, mussten Regierungen seit März dieses Jahres zahlreiche Maßnahmen beschließen, die für die Bevölkerung und damit auch für die Wirtschaft gravierende Folgen haben. Während des Höhepunktes des Lockdowns im April und Mai begann sich in Deutschland eine Unmutsbewegung gegen die einschränkenden Maßnahmen der Regierung zu entwickeln. Sie warf der Regierung vor, dass der Lockdown für Deutschland zu hart gewesen und die Notwendigkeit der Maßnahmen mit der Bevölkerung zu wenig kommuniziert worden sei.

Mittels Embedding-Technologie haben Forscher des Fraunhofer IAF ihre monolithisch integrierten GaN-Power ICs als Halbbrückenschaltung inklusive Gate- und Zwischenkreiskondensatoren auf PCB-Material integriert. Damit steht für Leistungselektronik-Anwendungen ein äußerst kompakter, effizienter und hochintegrierter Spannungswandler der 600-Volt-Klasse in einer anwendungsfreundlichen Bauform zur Verfügung. Er arbeitet extrem ressourcenschonend und kann modular eingesetzt werden.

Die Erschließung nachhaltiger Konzepte für Elektronik-Produkte und -Recycling gilt es für eine industrielle Umsetzung noch weiter auszubauen. Forscher der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW Dresden) können hierzu ihre im Rahmen des Projektes ‚bioESens‘ gewonnenen Erkenntnisse mit alternativen Biopolymeren für biobasierte und biologisch abbaubaren Träger- und Sensorschichten vorstellen. Eigentlich sollte das Inhalt einer Veranstaltung an der HTW Dresden im Frühjahr 2020 werden, die aber wegen Corona-Einschränkungen ausfallen musste.

Elektro- und Elektronikgeräte oder -baugruppen werden in der Regel aus wertvollen Rohstoffen hergestellt. Ihre Verwendung und Rückgewinnung verdient daher besondere Aufmerksamkeit.

Obwohl die Elektronikindustrie in den USA von der Corona-Pandemie ebenso gebeutelt wird wie in Europa, entwickelt sie sich dort unbeirrt weiter. Dem Branchenverband IPC ist es trotz der massiven Arbeitseinschränkungen bisher gelungen, seine Arbeit zu neuen Standards zielgerichtet weiterzuführen. Doch die fortschreitende Diversifizierung der Elektronikkonstruktionen und -technologien beschert ihm neue Aufgaben, deren Lösung seine jetzige Leistungsfähigkeit übersteigt. Er hat sich darum neue Kooperationspartner gesucht, die vor allem in den USA ihren Sitz haben. Ist das eine Folge der Politik von US-Präsident Trump? Die Corona-Pandemie hat auch in der US-amerikanischen Leiterplattenindustrie ihre Spuren hinterlassen. Seit dem Beginn von Covid-19 im Frühjahr dieses Jahres gleicht sie eher einer Achterbahn.

Impulse für funktionsintegrierten und kosteneffizienten Leichtbau für die Elektromobilität kommen jetzt vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Dank der gewählten Werkstoffkombination können bei Batterie-Packs 40 % Gewicht gespart werden. Zudem wurde dazu auch ein hocheffizientes und günstiges Produktionsverfahren entwickelt.

The Fraunhofer Institute ‘Structural Durability and System Reliability‘ (LBF) is now providing impetus for function-integrated and cost-efficient lightweight construction for electromobility. Thanks to the chosen combination of materials, up to 40% weight can be saved in battery packs. A highly efficient and cost-effective production process has also been developed for this lightweight solution.

Leiterplattenhersteller stecken in schwierigen Zeiten: Auftragseinbrüche, erschwerte Arbeitsbedingungen, chinesische Billigangebote. In zwei Beitragsteilen werden Vorhaben und Probleme von 14 Unternehmen derBranche vorgestellt – Teil 2 befasst sich mit PCB-Produzenten aus den benachbarten EU-Ländern. Die Recherche ergab, dass zahlreiche Board-Produzenten die Zeit nutzen, um die Digitalisierung voranzutreiben und in neue Maschinen und Technologien zu investieren. Nicht nur in Deutschland sind viele Leiterplattenhersteller in diesem Jahr mit Investitionen in ihre Fertigungen beschäftigt, sondern auch in den EU-Nachbarländern. Als Beispiele werden Eurocircuits und Eltos vorgestellt. Von besonderem Interesse ist dabei Eurocircuits, weil sich der mittelständische belgische Dienstleister mit Produktionsstätten in Deutschland öffentlich wiederholt nicht nur über seine eigene Situation im Corona-Jahr und über die fachliche Weiterentwicklung des Unternehmens äußerte, sondern auch sehr kritisch und warnend auf die zunehmende Abhängigkeit europäischer Elektronikhersteller von China hinwies, die Leiterplattenproduzenten eingeschlossen.

Wann immer für Menschheit und Industrie weitreichende Entscheidungen gefällt werden, zeigt sich, wie wenig Entscheider wissenschaftlich vorgearbeitet haben. Das FCKW-Verbot war sicher richtig. Doch hätte man besser auch Auswirkungen der Ersatzstoffe bedacht. Zwar war schon länger klar, dass es eine Korrelation zwischen massiver Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen – unter Freon und anderen Handelsnamen bekannt – und dem Abbau der für das Leben auf unserem Planeten wichtigen Ozonschicht gab. Doch dauerte es lang, bis am 16. September 1987 das Montrealer Protokoll vereinbart wurde. Der internationale Vertrag zum Schutz der Ozonschicht forderte die Einstellung der Produktion zahlreicher Substanzen, die für den Ozonabbau verantwortlich gemacht wurden und werden. Der Vertrag trat am 1. Januar 1989 in Kraft und wurde seither in neun Revisionen verändert und erweitert.

Räumliche Schaltungsträger (3D-MID), seit Markteintritt vor ca. 25 Jahren stetig weiterentwickelt, sind zunehmend im Markt präsent. Gründe sind Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung. Die Möglichkeiten, mechanische, sensorische, optische, fluidische und thermische Funktionalitäten in 3D-Module einzubeziehen sind längst nicht ausgeschöpft. In der Einführung zu Teil 1, der als Kern-thema Printed Electronics (PE) hatte, ging der Autor bereits auf einige grundlegende Dinge zu 3D-MID ein. Der Buchstabem M im Kürzel steht für viele für ‚Mechatronic‘ statt ‚Molded‘. Tatsächlich wurde der ursprüngliche Begriff Molded Interconnect Devices laut [1] schon während des MID-Kongresses 2010 zu Mechatronic Integrated Devices umbenannt.

Wie kann eine Stickstoffatmosphäre in Konvektionslötsystemen Lötfehler vermeiden? Dieser Frage ist Rehm Thermal Systems auf Basis typischer Fehlerbilder nachgegangen. Die gewählte Lötatmosphäre beeinflusst erheblich das Auftreten oder die Vermeidung von Lötfehlern. Typische Fehlerbilder hierzu sind z. B. Lotperlen/Beading, Voiding, Whisker, Graping, Head-in-Pillow, Benetzungsstörungen und Tombstone. Die Tests erfolgten auf den als Luft- oder Stickstoffanlagen konzipierten Konvektionslötsystemen der Vision-Serie von Rehm.
Lotperlen / Beading: Ein häufiger Fehler sind Lotperlen an zweipoligen Bauelementen, was im Amerikanischen Beading genannt wird. Beading entsteht durch unter das Bauelement geratene Lotkörner aus der Lotpaste, die beim Aufschmelzen seitlich aus dem Spalt unter dem Chip herausgequetscht werden. Bei allen untersuchten Lotpasten wurde ein geringeres Beading nach dem Reflowlöten unter Stickstoff nachgewiesen. Der Grund hierfür wird im besseren und schnelleren Zusammenschmelzen der einzelnen Lotkörner der Paste zu einem einheitlichen Lotvolumen gesehen. Da Sauerstoff in der Lotatmosphäre fehlt, kommt es nicht zur Bildung von Oxidhäuten an der Lotkornoberfläche, die ein Zusammenschmelzen behindern würden. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Lotkörner unter den Spalt des Chips gelangen können.

... werden gemacht in der Absicht, einen begangenen Fehler wieder gut zu machen. Zwar hängt die Qualität von Baugruppen davon ab, dass es möglichst keine Fehler gibt, doch ihre Herstellung wird immer schwieriger und die Komplexität der Fehlerfindung nimmt ebenfalls zu. Trotzdem sollte man nicht leichtfertig auf Rework setzen, weil ... siehe Eingangssatz. Selbst bei einer sehr niedrigen Fehlerquote in der Produktion ist es nur in wenigen Fällen kostengünstiger, eine Baugruppe zu entsorgen, statt sie zu reparieren. Moderne Bauteile und Baugruppen sind dafür meist zu teuer. Damit gerät das Fertigungsunternehmen fast automatisch in die Reparaturfalle: Wenn alle wissen, dass sowieso repariert wird, lässt der Druck zur (fast) fehlerfreien Herstellung nach. Reparaturen an Lötstellen großer Bauteile sind schwierig und zeitaufwendig, denn das Bauteil muss abgehoben werden und ein neues (oder nach Reballing auch das alte) aufgesetzt werden.

Basismaterial für Leiterplatten: Der Markt spielt verrückt: Der Boom in China gefährdet die Supply-Chain für Europa: Es ist kaum vorstellbar, aber in China wird so mancher Leiterplattenauftrag nur noch vergeben, wenn dem Auftraggeber gegenüber die Verfügbarkeit von Laminat nachgewiesen werden kann. Kein OEM möchte seine Lieferzeiten deutlich überzogen haben, weil der LP-Hersteller Basismaterial nicht rechtzeitig geordert hat. Während in Europa die Branche Anfang dieses Jahres nur langsam Fahrt aufnimmt, brummt in China der Markt. Das chinesische Neujahrsfest, Mitte Februar zum Jahr des Büffels, sonst Heimaturlaub für viele Millionen chinesischer Arbeitnehmer, fiel größtenteils aus. Die Zentralregierung wollte einerseits Corona-bedingt infektionsverbreitende Reisen mit drastischen Quarantänezeiten unterbinden, andererseits kam die gute Auftragslage vielen Herstellern gelegen. Es wurde durchgearbeitet.

Dreidimensionale Elektronikkonzepte haben in den letzten 10 Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Doch an die korrespondierenden 3D-Fähigkeiten der Design-Werkzeuge müssen viele Fragen gestellt werden. Damit beschäftigte sich der virtuelle EDA-Round Table des FED. Leistungssteigerung, Miniaturisierung, funktionale Integration oder ergonomische Gerätekonzepte sowie eine einfachere Produktion lassen sich mit 3D-Elektronik optimal realisieren. Weiteres Potenzial bieten neue Materialien und Fertigungstechnologien wie der 3D-Druck, Embedding oder Kunststoffelektronik, die inzwischen serientauglich sind. Aber wie steht es um Entwurfswerkzeuge und erforderliche Datenformate? Was bieten aktuell die Elektronik-CAD-Werkzeuge an echter 3D-Entwurfsuntertützung? Ermöglichen sie es, die Vorteile der neuen 3D-Technologien auszuschöpfen?

In einem aktuellen White Paper stellt Unimicron Germany Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten einer FR4-basierten Planarspule im Vergleich zu einem konventionellen Bauteil vor. Betrachtet man heutige innovative Elektronik-Systeme, stellt man fest, dass diese einerseits immer leistungsfähiger und andererseits immer kompakter werden. Das Gehäuse und die Bauteile werden kleiner, die Performanz hingegen steigt. Der Platz auf der Leiterplatte reicht nicht mehr aus, um die geforderte Funktionalität zu gewährleisten. Dieser Spagat stellt so manchen Entwickler vor große Herausforderungen. Eine potentielle Lösung kann das Embedding darstellen. Dabei werden passive oder aktive Komponenten in die Leiterplatte integriert.

Produktbericht: Äußerst robust: Dünnes Flexmaterial in CERN-Anwendung

Aufbauend auf IAVT-Entwicklungen zum ZIM-Förderprojekt PowerBoard entstand das Konzept LogiPow, das Verdrahtungslösungen der Leistungs- und Logikelektronik auf der Basis organischer Leiterplatten hochzuverlässig realisiert. Ein Anwendungsdemonstrator aus dem Bereich Automotive konnte bereits erfolgreich umgesetzt werden.

Based on IAVT developments for the ZIM-funded project PowerBoard, the concept LogiPow was developed, which realizes wiring solutions of power and logic electronics on the basis of organic printed circuit boards in a highly reliable way. An application demonstrator from the automotive sector could already be successfully implemented.

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

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

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

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

Bereits heute werden etwa 40 % der weltweit durch technische Systeme konvertierten Energie in Form von elektrischem Strom bereitgestellt. Es wird erwartet, dass dieser Anteil im Jahr 2040 auf etwa 60 % steigt. Diese gewaltigen Energiemengen müssen nicht nur ressourcen- und umweltschonend erzeugt, sondern auch effizient verteilt und genutzt werden.

Already today, about 40 % of the energy converted worldwide by technical systems is provided in the form of electric power. This share is expected to rise to around 60 % in 2040. These huge amounts of energy must not only be generated in a way that conserves resources and protects the environment, but must also be distributed and used efficiently.

Die Aufregung über Haarkristalle (engl.: whiskers), die sich nach der Einführung der RoHS in der elektronischen Industrie ausbreitete (siehe etwa NASA), scheint sich weitgehend gelegt zu haben. Zwar fehlt nun das Blei, das unter anderem auch die Entstehung von ‚whiskers‘ ausgebremst hatte, aber die vorhergesagte Katastrophe blieb – bis auf Einzelfälle – aus. Prominentester Einzelfall: Ein Herzschrittmacher. Aber auch in diesem Fall lag es am Gehäuse und nicht an einem Bauteil. Auf der zinnbeschichteten Abdeckung des Kristalls formten sich ‚whiskers‘ aus und entwickelten sich zu leitenden Verbindungen zwischen dem Blech und dem Kristall, was wiederum zum totalen Ausfall der Schrittmacher führte.

Hans-Jörg Etter, CEO der Optiprint AG, Berneck/Schweiz, erläutert, wie das mittelständische Unternehmen mit der derzeitigen Situation umgeht und sich für die Zukunft rüstet: Weiteres Wachstum auch bei gestörter Lieferkette heißt die Devise. Optiprint kann seine Position als erfolgreicher Leiterplattenhersteller auch in Corona-Pandemiezeiten trotz deren großer Herausforderungen behaupten. Nicht nur ein funktionierendes Hygienekonzept war gefordert, um den Betrieb aufrecht zu erhalten, sondern inzwischen auch Reaktionen bezüglich der gestörten Lieferkette. Ein zusätzliches Problem ist, dass es für viele Kunden schwer verständlich ist, dass die deutlich längeren Leiterplattenlieferzeiten aufgrund der Störungen in der Lieferkette zu Stande kommen.

Medizintechnik – Ein 450 Mrd. $-Markt: Eine Industriesparte ist Basis des Gesundheitswesens geworden:
Wie wichtig ein funktionierendes Gesundheitswesen auf dem Stand der Technik ist, hat uns allen die Covid19-Pandemie seit Anfang 2020 deutlich gezeigt. Eine wichtige Basis des Gesundheitswesens ist die Medizintechnik-Industrie, die entsprechende Hardware produziert – oft mit viel Elektronik und Software. Mit dieser wollen wir uns zu Jahresbeginn 2022 beschäftigen. EU 99 Mrd. Marktvolumen: Das Marktvolumen der medizintechnischen Industrie in der EU betrug 2019 rund 99 Mrd. € ohne Irland. Hinzu kommen der Umsatzanteil der starken Schweizer Medizintechnik mit 14,7 Mrd. € und des seit dem Brexit ebenfalls extra ausgewiesenen Vereinigten Königreichs mit 6,8 Mrd. €.
 

Spritzgegossene Schaltungsträger (MIDs – Molded Interconnect Devices oder Mechatronic Integrated Devices) ermöglichen komplexe 3D-Funktionsintegration auf minimalem Bauraum und qualifizieren sich dadurch für diverse Anwendungen in Bereichen wie Automotive und Medizintechnik sowie Kommunikations- und Informationstechnik. Mit zunehmendem Einsatz der MID-Technologie bekommt der Aspekt der Prozesssicherheit eine ebenso zunehmende Bedeutung, was die MID-Branche vor Herausforderungen stellt. Der folgende Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, wie höhere Prozesssicherheit bei der Herstellung von laserdirektstrukturierten MID-Bauteilen zu erreichen ist.

Molded interconnect devices (MIDs) enable complex 3D functional integration in a minimum of space, making them suitable for a wide range of applications in areas such as automotive, medical technology, communications and information technology. With the increasing use of the MID technology, the aspect of process reliability is becoming equally important, which presents challenges for the MID industry. The following article addresses the question of how a higher process reliability can be achieved in the production of laser direct structured MID components.

Das Berliner IZM stellt mit seiner neuen Reihe von Experten-Sessions ‚Advanced flexible circuits for novel applications‘ sein Know-how und seine Kapazitäten in diesem Forschungsbereich vor. Die erste Session der englischsprachigen Reihe fand am 25. Januar statt. Die nächste folgt am 15. Februar. Das Fraunhofer IZM deckt mit seiner anwendungsorientierten, industrienahen Forschung im Bereich der Wafer- und Substratprozesstechnik sowie mit seiner hohen Kompetenz in der Simulation und Messtechnik in mehreren Technologieclustern das gesamte Spektrum ab, das für die Realisierung zuverlässiger Elektronik und deren Integration in Anwendungen erforderlich ist. „Mit der nun gestarteten Experten-Session-Reihe wollen wir an unserer Arbeit Interessierte in die Welt der Flexiblen einführen“, so Erik Jung vom IZM-Business Development Team.

Heterogene Chip-Integration auf Basis von Advanded-Packaging-Technologien (AP) gilt als Schlüssel zur Erfüllung künftig geforderter System-Performance. Das bedingt steigende Werthaltigkeit, bedeutet aber auch enormen Bedarf an individueller Kundenspezifizierung. Yole Développement hat dazu eine Studie erstellt: Sie prognostiziert bis 2026 ein AP-Marktvolumen von 47,5 Mrd. $ und Wachstum des ,traditionellen‘ Packaging-Marktes auf 50 Mrd. $. Mit dem Aufkommen anspruchsvoller Anwendungsfelder und Technologietreiber – Big Data, Künstliche Intelligenz, 5G, High-Performance Computing (HPC), AR/VR/MR (Artificial/Virtual/Mixed Reality), Cloud/Edge Computing, IIoT (Industrial Internet of Things), selbstfahrende Fahrzeuge, Industrie 4.0 und Hyperscale-Datenzentren – sieht sich die Hableiterindustrie starken Herausforderungen bei der bedarfsgerechten Auslegung ihrer Komponenten gegenüber.

Einen fehlertoleranten eingebetteten RISC-V-Prozessorkern entwickelte das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS, um den strengen Anforderungen der funktionalen Sicherheit im Automotive-Umfeld gerecht zu werden. Der IP Core namens EMSA5-FS wird durch den Partner CAST Inc. vermarktet. Es handelt sich um einen 32-Bit-/In-Order-/Single-Issue-/5-Stage-Pipeline-Prozessor. Zu den ausfallsicheren Merkmalen des EMSA5-FS gehören Dual- und Triple-Mode Redundancy (mit/ohne Lockstep), ECC-Protection (Error Correction Code) der internen Busse, eine konfigurierbare Memory-Protection-Unit, Priviledged Operation Modes sowie Reset- und Safety-Manager-Module. Er ist als stand-alone Prozessor oder als vorkonfiguriertes Subsystem kombiniert mit typischen Peripheriekomponenten für ASIC- und FPGA-Implementierungen erhältlich.

Wenn der Schwanz mit dem Hund wedelt … 
Sind sie es auch so leid und finden Sie es nicht auch unerträglich: Von ihren gedanklichen Verwirrungen überzeugte Wirrköpfe und Spinner bekommen hundertprozentige Aufmerksamkeit, während die wirklichen Helden des Alltags, die einfach ihren Job – oft auch noch unterbezahlt – erledigen und immer noch mehr aufgebürdet bekommen, vergessen werden? Kann es richtig sein, dass die „Exekutivkräfte“ – egal ob Polizei, Krankenschwester oder Müllmann – immer ihren Kopf für andere hinhalten müssen, während egoistische Individualisten, denen ihre eigene Freiheit weit über das Gemeinwohl hinausgeht, unseren Staat scheinbar ohne Konsequenzen exzessiv ausnutzen? Muss ich mir jetzt schon wieder Gedanken darüber machen, dass ich Müllmann geschrieben habe, oder würde sich hier niemand über unterlassenes Gendern beschweren, weil es kein In-Beruf ist? Alleine, dass ich darüber nachdenke, ist schon unglaublich. Viele von Ihnen werden bis hierhin genickt haben und sind damit anfällig! Anfällig für Populisten, die genau hier einhaken und sagen: „Das ändern wir!“ – Aber wie und um welchen Preis?

Elektronik in der Landwirtschaft: Autonome Traktoren mit LIDAR und Radar: Game-Changer für Landwirte?
Auf die weltweite Landwirtschaft kommt eine große Herausforderung zu: Bis zum Jahr 2050 wird die Weltbevölkerung von derzeit 7,8 Mrd. Menschen auf etwa 10 Mrd. Menschen wachsen. Die Versorgung auf etwa gleicher landwirtschaftlicher Nutzfläche erfordert signifikante Produktivitätssteigerungen, bei sich verändernden klimatischen Verhältnissen. Hinzu kommt der Fachkräftemangel, den es nicht nur in der produzierenden Industrie oder im Handwerk gibt, sondern auch in der Landwirtschaft. Viele von uns kennen die sehr großen Ackerflächen in den norddeutschen und ostdeutschen Bundesländern, die nach einer automatisierten Bearbeitung rufen. Dabei hat sich in diesem oft übersehenen Nischenmarkt in den letzten Jahren viel getan. Der Trend zu nachhaltiger, gleichzeitig aber auch effektiver Landwirtschaft hat viel Sensorik und elektronische Steuerung in den Maschinenpark gebracht.

Die weltweite Nachfrage nach Elektronik hat im vergangenen Jahr einen beispiellosen Aufschwung erlebt. Gleichzeitig hat der Mangel an ICs oder ‚Chips‘, anderen elektronischen Bauteilen und vielen benötigten Materialien tiefgreifende Auswirkungen auf die Elektronik-Lieferkette. Was können Unternehmen tun, um die Situation zu bewältigen? Der Autor besinnt sich auf seine Erfahrungen als Farmerssohn und zeigt Parallelen auf.
2021 erlebte die weltweite Nachfrage nach Elektronik einen beispiellosen Aufschwung, ausgelöst und unterstützt durch die Beschleunigung des digitalen Wandels, die Covid-19-Pandemie und den grundlegenden Trend zu erneuerbaren Energien und Elektrofahrzeugen. Der Mangel an integrierten Schaltkreisen (ICs oder ‚Chips‘) und anderen elektronischen Materialien zur Deckung dieser Nachfrage hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Elektronik-Lieferkette.

In der Leistungselektronik werden die gleichen Technologien wichtig, die in der anspruchsvollen Halbleiterindustrie verwendet werden. Gleichzeitig muss eine sichere elektrische und thermische Verbindung zum DCB-Substrat bestehen. Um dies zu überprüfen, sind neue Testverfahren notwendig. Treiber des Trends in der Leistungselektronik zu ‚neuen‘ Halbleitermaterialien und -verfahren sind besonders die Elektrifizierung der Automobilindustrie und die erneuerbaren Energien bzw. die Energiewende. Aber auch im Transportwesen, in der Unterhaltungselektronik, bei der Telekommunikation und in industriellen Anwendungen setzen sich für die Leistungselektronik Standards und Anforderungen durch, die bisher der Logik-Halbleiterei vorbehalten waren. Ein wichtiger Aspekt sind die Halbleitermaterialen: Nutzten bisher über 90 % der integrierten Schaltkreise Silicium, kommen inzwischen zunehmend ,neue‘ Materialien wie Galliumnitrid/Galliumarsenid oder Siliciumkarbid zum Einsatz. Dieser Trend ermöglicht auch in der Leistungselektronik höhere Schaltfrequenzen und niedrigere Verluste.

Lang erwartete Nachrichten aus Brüssel schüren die Hoffnungen auf einen stabilen Aufschwung in der sächsischen und in der gesamten deutschen Elektronikindustrie: EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen hat dieser Tage den bereits vor Monaten angekündigten Entwurf für ein eigenes europäisches Chipgesetz vorgestellt. Dieser ‚EU Chip Act‘ lehnt sich an seinen Namensvetter aus den USA an. Wie dieser soll er die Wettbewerbsfähigkeit, Marktstärke und Resilienz der heimischen – in diesem Fall also in der EU ansässigen – Halbleiterindustrie deutlich verbessern. Dafür verspricht er milliardenschwere Hilfen. Von der Leyern gibt vor allem ein großes Ziel vor: Bis 2030 soll der Anteil der europäischen Mikroelektronik am Weltmarkt auf 20 % steigen. Schon 2013 hatte die damalige Wettbewerbskommissarin Neelie Kroes genau dasselbe Ziel für 2020 ausgerufen. Tatsächlich aber war nach Ablauf dieser Zeit Europas Anteil nicht gestiegen, sondern laut unabhängigen Marktbeobachtern von 10 % auf 6 bis 7 % gesunken.

Industrial Internet of Things-basierte vorausschauende Instandhaltung erkennt Störungen, bevor der Fehlerfall eintritt. Das hilft zu verhindern, dass die Maschine ungeplant still steht. Die IIoT-Lösung ist für alle Arten von Produktionsmaschinen einsetzbar – also auch für die Elektronikfertigung. Die Digitalisierung von Fertigungsprozessen hat die Vernetzung der damit verbundenen Maschinen, Produktionsanlagen und Werkzeuge zur Folge. Das wirkt sich auch auf die Instandhaltung aus. Während in vielen Bereichen die präventive, vorbeugende Instandhaltung bis heute dominiert, verbreiten sich durch günstiger werdende Technologien zunehmend auch vorausschauende – auch Predictive Maintenance genannte – Konzepte. Maschinenbauer, die ihren Kunden auf Basis der neuen Wartungsansätze einen Mehrwert bieten möchten, müssen dafür jedoch auf datenbasierte Geschäftsmodelle umsteigen. Diese nutzen integrierte IIoT-Plattformen, um die Daten von vernetzten Maschinen und Anlagen zu erfassen und zu analysieren.

Mark Twain soll gesagt haben: „Politiker und Windeln müssen regelmäßig gewechselt werden – und zwar aus demselben Grund.“ Obwohl das Zitat mindestens 112 Jahre alt sein müsste, denn der Autor starb am 21. April 1910, hielt ich es für zeitgemäß und sponn es ein in den Einstieg meines Editorials. Pech nur, dass es in keiner Notiz und keinem Aphorismenbuch Mark Twains auftaucht, nicht zu seiner Art Humor und auch sonst nicht zu ihm passt ... mithin nicht von ihm sein kann. Ein Faktencheck der Agentur Reuters aus dem Sommer 2021 kommt jedenfalls zu diesem Urteil und stützt sich dabei auf mehrere Literaturwissenschaftler mit ausgewiesener Mark-Twain-Expertise. 

• FED sucht die besten Leiterplattendesigner
• Katek: 2021 Umsatzsteigerung 30 % – Ergebnissteigerung rund 46 %
• Klaus Gross geht in den Ruhestand
• Focus on PCB – Fachmesse für Leiterplatten in Vicenza
• 2021 Rekord-Umsätze und -Stückzahlen für Halbleiter
• And the Winner is … ‚Silicon Junction‘ Magdeburg
• LOPEC 2022: Gedruckte Elektronik für immer mehr Anwendungen
• Benchmark-Board in der 9. Generation

Eine neue Lösung zur Verwaltung der Daten von Bauteilen unterstützt Designer, damit sie abgekündigte oder nicht lieferbare Bauteile nicht eindesignen. Die skalierbare Management-Lösung vermittelt zwischen Designtool und PLM-, ERP- oder Bestelldatenbank-Systemen. Bei der Entwicklung von Elektronik müssen die Designer nicht nur die technischen Eigenschaften berücksichtigen. Denn kommerzielle und logistische Parameter von Bauteilen wie Lieferzeit, Freigaben, Lagerbestand und Preis spielen bei der Entwicklung eine immer größere Rolle. In vielen Unternehmen sind für diese Informationen andere Abteilungen verantwortlich und der Entwickler hat keinen direkten Zugriff auf die Informationen.

Das Test-Center der Liebherr-Elektronik GmbH in Lindau ist sogenannten Fake-Components auf der Spur. Aus gutem Grund: Werden diese unbemerkt verbaut, kann das unter Umständen mehr als nur höhere Aufwände und Kosten bedeuten. Auch die Produktsicherheit und Gesetzeskonformität stehen auf dem Spiel. Elektronische Bauteile sind derzeit ein rares Gut. Selbst die unkritischsten Bauteile, die vor einigen Monaten noch gut lieferbar waren, wurden mittlerweile zur Mangelware. Die aktuelle Bauteilkrise setzt sich aus vielen Faktoren zusammen: eine sehr hohe Nachfrage, die Auswirkungen der Corona-Pandemie und weitere Faktoren, wie die Havarie im Suez-Kanal oder extreme Wetterereignisse in Produktionsgebieten. Aufgrund des aktuellen Materialengpasses sahen sich zahlreiche Hersteller elektronischer Bauteile gezwungen, ihre Ware nach dem Zuteilungsverfahren, der sogenannten Allocation, zu verkaufen. Das führt unter anderem dazu, dass Lieferanten Aufträge nur noch teilweise erfüllen und Liefertermine nicht eingehalten werden können.

A llokation stellt sich – je nach Position im Wirtschaftsgeschehen – mitunter schlicht als Problem der Beschaffung oder gar der Nichtbeschaffbarkeit dar. Und in der Elektronikfertigung hat sich diese Problematik in den letzten Jahren zunehmend verschärft: Nicht erst seit dem Ausbruch der Pandemie vor etwas mehr als zwei Jahren kommen Großabnehmer zuerst zum Zuge und müssen Nischenfertiger warten oder nehmen, was übrig bleibt. Nicht erst, seit die Ever Given vor gut einem Jahr für sechs Tage den Suez-Kanal versperrte und die globale Logistik für viele Wochen im Ausnahmezustand war, ist ungewiss, wann Bestellungen beim Empfänger ankommen. Und nicht erst seit dem russischen Angriffskrieg in der Ukraine zeigen Lieferketten Risse und Brüche.

Gemeinsam mit der TU Chemnitz und dem japanischen Partner Shinko Electric Industries Co., Ltd. hat das Fhg ENAS die für Mikrosysteme neue Fügetechnologie induktives Bonden entwickelt. Vorgestellt wurde sie auf der MEMS Sensing & Network Systems 2022 Ende Januar in Tokio. Das Verfahren ist vor allem für die Herstellung von Leistungselektronik-Baugruppen revolutionär.

Together with the TU Chemnitz and the Japanese partner Shinko Electric Industries Co., Ltd. the Fhg ENAS has developed the new joining technology inductive bonding for microsystems. It was presented at the MEMS Sensing & Network System 2022 in Tokyo at the end of January. The process is revolutionary, especially for the production of power electronics units.

Es ist eine Binsenweisheit – im Journalistenjargon kurz ,eine Binse‘: Fehler kommen einen teuer zu stehen. Deswegen sei die Frage erlaubt, warum man sich nicht bemüht, Fehler zu vermeiden – besonders da man in vielen Fällen weiß, was die Fehler in einer elektronischen Produktion verursacht. In Produktionen ist eventuell einer der Hauptgründe für die ignorante Haltung gegenüber Fehlern ein organisatorischer Ansatz, der von vielen ‚Business Schools‘ vertreten wird: Kostenzentren zu etablieren. Damit wird der Zusammenarbeit zwischen einzelnen Abteilungen weitgehend ein Riegel vorgeschoben. Mit ‚competition is good for business‘ und einem damit verknüpften Anreiz der Belohnung für besonders kostengünstige Lösungen, kommt es dazu, dass Mauern gebaut werden statt Kooperation zu erstreben. Ein anderer Grund liegt vielleicht darin, dass bei vielen Herstellern einzelne Produkte nicht separat kalkuliert werden und somit die Kosten, die sich bei Reparaturen anhäufen, auf die Gesamtmenge verteilt werden.

Der US-amerikanische System-in-Package-Spezialist (SiP) Octavo Systems hat eine Hochleistungsprozessor-/System-on-Chip-Kombination auf der Basis der AMD-XiLinx Zynq UltraScale+ MpSoC-Architektur in einem 20,5mm x 40mm-BGA kombiniert. Das OSDZU3 genannte SiP ist etwa 60 % kleiner als ein äquivalentes Systemdesign auf Basis diskreter Komponenten.
Die auf der AMD-SoC-Plattform ZU3 aufsetzende SiP-Lösung bietet vor allem die Vorteile des geringeren Platzbedarfs und bringt gleichzeitig die Leistung und die Flexibilität der Zynq UltraScale+ Architektur zur Geltung. Im OSDZU3 wurden unter Nutzung der einschlägigen IC-Fertigungstechnologie folgende Elemente integriert:

• AMD-Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC ZU3
• Ein vollständiges und flexibles Energiesystem
• LPDDR4
• EEPROM
• QSPI
• MEMS-Oszillatoren
• Über 100 Passives

Ein interdisziplinäres Team der FH Münster forscht an der Schnittstelle zwischen Quantentechnologie und klassischer Elektronik. Im Zusammenhang mit ihrem Jahresmotto Nachhaltigkeit stellte die Hochschule Mitte März 2022 dieses und vielfältige weitere Aktivitäten und Projekte im Themenfeld Zukunftstechnologien vor.

An interdisciplinary team at Münster UAS is conducting research at the interface between quantum technology and classical electronics. In connection with its annual motto of sustainability, the university presented this and a wide range of other activities and projects in the field of future technologies in mid-March 2022.

Das Fraunhofer IAF entwickelt Quantenmagnetometer auf Basis von Diamant. Diese Nano-Diamantstrukturen besitzen entweder Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren) oder sind mit Alkali-Atomen dotiert, deren optische Eigenschaften magnetfeldabhängig sind. Beide Wege ermöglichen, magnetische Felder mit einer räumlichen Auflösung von wenigen Nanometern bis hin zu einzelnen Elektronen- und Kernspins nachzuweisen. Das funktioniert aufgrund der physikalischen Materialeigenschaften bei Raumtemperatur, was ideal für industrielle Anwendungen ist. Fraunhofer IAF develops diamond based quantum magnetometers. These nano-diamond structures have either nitrogen vacancy centers (NV centers) or are doped with alkali atoms whose optical properties react correspondent to magnetic field changes. Both methods allow to detect magnetic fields with a spatial resolution of a few nanometers down to single electron or even nuclear spins. This works at room temperature due to the physical material properties, what makes the technology ideal for industrial applications.

Wenn entsprechend Clausewitz längst überholter Regel, dass der Krieg die Fortsetzung der Politik mit anderen Mitteln sei, doch die Waffen sprechen, gibt es zwischen dem politischen Verhalten des Westens und des Ostens Unterschiede: Kurzfristiger, direkter Gewinn scheint auf der einen, langfristige strategische Wirkung scheint auf der anderen Seite wichtiger zu sein. Die Ökonomie des Krieges und der Kräfte hat – lange vor Clausewitz – bereits Sun Tzu herausgearbeitet. Mit dem erwähnten West-Ost-Unterschied ist nicht gemeint, ob man nun ausreichend Ziele erreicht zu haben glaubt, wenn Saddam Hussein oder Muammar Gaddafi beseitigt sind oder ob man zunächst Landstriche und Städte – etwa Grosny – vollständig dem Erdboden gleich macht. 

Einladung zum 7. MID Day – LDS auf Silikon & intelligente Isolationssysteme
Auf dem 7. MID Day am 10. August 2022 erwarten Sie zwei spannende Vorträge aus der MID-Welt. Die Online-Veranstaltung beginnt um 16 Uhr (CEST) und ist für alle Personen kostenfrei zugänglich. Jeder Vortrag dauert etwa 20 Minuten und wird von einer Diskussion begleitet.
Zunächst wird Dr. David Bowen vom Lehrstuhl Laboratory for Physical Sciences der University of Maryland, USA den Vortrag „Laserdirektstrukturierte Schaltungen auf Silikon“ halten. Silikonkautschuk ist ein bemerkenswertes Material, das für seine hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit, vor allem aber für seine elastomeren Eigenschaften bekannt ist. Zu den Anwendungen von Silikon gehören biokompatible Sensoren, weiche Robotik, empfindliche mechanische Sensoren und mechanisch abstimmbare Geräte.

Der britische Hersteller von Antennen und RF-Modulen für Machine-to-machine- und IoT-Kommunikation Antenova hat ein neues GNSS-Empfängermodul entwickelt, das dank reduziertem Stromverbrauch Tracker mit fünf Mal längerer Laufzeit ermöglicht. Das neu entwickelte M20071-Modul ist für kleine Trackinggeräte gedacht, die aus Li-Ion-Batterien gespeist werden. Ein geringer Strombedarf bedeutet für diese Geräte einen deutlichen Vorteil. Anwendungslösungen umfassen typischerweise mobile Tracker, persönliche Fitnessgeräte und Ortungsgeräte für Fahrräder oder E-Scooter.
Das Modul verfolgt die GPS-, Galileo-, GLONASS und BeiDou-Konstellationen gleichzeitig, was die Ortungsgenauigkeit insbesondere in städtischen Umgebungen verbessert. Basis des Moduls ist ein Chip der jüngsten Generation des taiwanesischen Fabless-Herstellers MediaTek, der 17mW Strom nur beim Empfang von GPS allein und 21 mW beim Empfang aller Konstellationen verbraucht.

AllMeSa hatte Mitte April zu den Allianztagen der Mechatronik 2022 ins Bilderberg Bellevue Hotel Dresden eingeladen. Vorgestellt wurden Technologien und Produkte der Zukunft der High-Performance-Mechatronik. Bei den AllMeSa-Days 2022 der Mechatronik Allianz Sachsen wurden 22 Übersichts- und Fachvorträge geboten, davon 5 Keynotes sowie Besichtigungen bei den Partnern Adenso, i2s, TU Dresden/IAVT und Xenon. Von den knapp 100 Teilnehmern kamen 59 % aus der Industrie und 41 % aus der Forschung. Zu den AllMeSa-Partnern gehören Sitec Industrietechnologie, Chemnitz, Xenon Automatisierungstechnik, Adenso Industrial Services, i2s Intelligente Sensorsysteme Dresden, Kontron AIS, sunfire, alle aus Dresden sowie Vitesco Technologies aus Limbach-Oberfrohna. Außerdem gehören dazu das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden, das Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik der TU Dresden (IAVT), und der ITW e.V. Chemnitz.

Um die elektrische Sicherheit von Flussmitteln in der Löttechnik zu ermitteln, muss der Oberflächen-Isolationswiderstand (Surface Insulation Resistance) gemessen werden. Konkret wird dabei der Isolationswiderstand zwischen benachbarten Leitern auf der Oberfläche einer Leiterplatte bestimmt. Dies geschieht mithilfe so genannter SIR-Tests. Sowohl bei der Produktentwicklung als auch bei der Produktklassifizierung spielen SIR-Tests eine wichtige Rolle. Unter genau festgelegten Testbedingungen werden die SIR-Werte einer bestromten Leiterplatte über einen definierten Zeitraum aufgezeichnet. Das Testergebnis gibt Aufschluss darüber, ob das eingesetzte Flussmittel elektrisch sicher ist. Denn werden bei Lötprozessen unsichere Flussmittel eingesetzt, können diese für Kurzschlüsse auf den Leiterplatten sorgen.

Den für diese Ausgabe meiner Kolumne gewählten Titel möchte ich gerade in Bezug auf neue Materialien eher als Frage mit Ausrufezeichen verstanden wissen. Gerade im Bereich der organischen Schaltungsträger fehlen mir die neuen Materialien und deren Entwicklung. Einige werden zwar sagen: „Moment – da gibt es doch welche“. Das ist zwar richtig, aber es stellen sich Fragen: Wo kommen diese her? Wessen Lied wird dort gesungen? Gibt es noch einen größeren Basismaterialhersteller für polymere Schaltungsträger mit echtem Innovationspotential und mit eigener Forschung- und Entwicklung in Europa oder in Deutschland? Meiner Meinung nach war solches immer – und wäre es auch in Zukunft noch – essentiell für eine eigenständige und gesunde Weiterentwicklung des eigenen Unternehmens und einer gesamten Wertschöpfungskette.

.. was genau kann man sich darunter vorstellen? Der wilde Plan entstand im Frühjahr in unserer Redaktion. Denn während der Fokus der PLUS häufig auf Leiterplattenherstellern und Bestückern liegt, kommen jene, die ihnen diese Arbeit überhaupt erst ermöglichen, sträflich zu kurz. Zwar werden Produktneuheiten – Maschinen, Roboter, Löt- und Testgeräte, Bohrmaschinen, Elektroschutzzubehör, Spezialutensilien für den Reinraum etc. – aufmerksam verfolgt. Doch es scheint eine Selbstverständlichkeit zu sein, dass nur ‚am Rande‘ über diese Neuigkeiten berichtet wird, ohne das Schlaglicht auf sie zu richten. Das wollten wir ändern. Deshalb erscheint die Ausgabe 09/22 erstmalig als Spezialheft Fertigungsequipment. Intern kürze ich es scherzhaft als ‚Special FeEq‘ ab, was an eine chemische Formel erinnert – wobei neben dem für den Maschinenbau unverzichtbaren Eisen (Fe) die äquatoriale Molekülbindung (Eq) sicher in komplexen Prozessen, die jene Maschinen steuern, zu finden ist.

Intel geht neue Wege bei der Kapitalbeschaffung zur Expansion seines Ocotillo Campus in Chandler (Arizona) und unternimmt damit einen neuen Anlauf zur Wahrung seiner technologischen und wirtschaftlichen Führungsposition.
Mit der klangvollen Bezeichnung ‚Semiconductor Co-Investment Program‘ (SCIP) liiert sich Intel dabei mit dem kanadischen Vermögensverwalter und Großinvestor Brookfield Asset Management, in Gestalt von dessen Teilbereich Brookfield Infrastructure. Beide Partner wollen gemeinsam 30 Mrd. $ in Intels aktuelles Fab-Projekt in Chandler investieren, um ausreichendes Kapital für den Ausbau der Fertigung aufzubringen. Im August wurde ein definitives Abkommen auf der Basis eines Memorandum of Understanding vom Februar 2022 unterzeichnet. Es soll bis Ende des Jahres abgeschlossen sein.

Willkommen zur 30. FED-Konferenz in Potsdam: Ein breit gefächertes Programm erwartet uns auf der 30. FED-Konferenz am 29. und 30. September im Kongresshotel Potsdam am Templiner See. 38 Fachvorträge, drei Expertenrunden, ein Workshop am Vortrag, die Verleihung der PCB Design Awards und Bekanntgabe der Gewinner beim Nachwuchswettbewerb PAUL-Award dazu ein buntes Rahmenprogramm mit Schifffahrt und Lounge-Abend garantiert ohne lange Festreden bieten ideale Bedingungen, um Wissen und Ideen zu schöpfen und Kontakte zu knüpfen und zu pflegen. Speziell für Entwickler bieten wir am 28. September den Workshop Quarze und Oszillatoren an – kostenfrei, aber nicht umsonst! Was Entwickler über Taktgeber wissen sollten und wann sich ein Schwingquarz oder ein Oszillator am besten eignet, erklärt Rüdiger Zahn von der Firma Auris in einem dreistündigen Workshop. Entwickler können den Kurs kostenfrei mit der Anmeldung zur Konferenz buchen.

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) bieten eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Nanotechnologie. Die Lageerkennung von Mobiltelefonen oder der Einsatz in Airbags, Digitalkameras oder Herzschrittmachern sind Alltagsbeispiele. Weitere Applikationen sind vor allem im Bereich miniaturisierter medizinischer Diagnostik zu finden. An der TU Chemnitz arbeitet ein Forschungsteam an solchen MEMS-Antrieben und setzt dazu Thermografie ein. Das ermöglicht Einblicke und Optimierungen bei thermischen Mikroantrieben.

Microelectromechanical systems (MEMS) offer a wide range of possible applications in the field of nanotechnology. The position recognition of cell phones or the use in airbags, digital cameras or pacemakers are everyday examples. Further applications can be found especially in the field of miniaturized medical diagnostics. At the TU Chemnitz, a research team is working on such MEMS drives using thermography. This enables insights and optimizations in thermal microdrives.

Bosch vergrößert Chipwerk, Fraunhofer baut Halbleiter- und Quantentech-Forschung aus, Vodafone erforscht im Schlachthof das Metaversum. Neue Industrie-Investitionen und Forschungskapazitäten geben derzeit dem Mikroelektronik-Cluster Dresden einen ordentlichen Schub: Bosch vergrößert seine eben erst fertiggestellte Chipfabrik um ein Drittel, Vodafone richtet ein Entwicklungszentrum für Metaversum-Technologien ein, VW baut seine noch junge Softwareschmiede in der Stadt aus, während Fraunhofer seine Mikroelektronik-Institute zu einem schlagkräftigen neuen Zentrum zusammenlegt, ein Quantentechnologielabor und weitere Forschungseinrichtungen im Herzen von ‚Silicon Saxony‘ etabliert. Daneben stärken viele kleinere Ansiedlungen mit Wachstumspotenzial den Standort. Obgleich sich der sächsische Hochtechnologiesektor wie die gesamte deutsche Industrie derzeit sehr um Energiepreise, Kriege und Fachkräfteengpässe sorgt, macht sich dennoch eine gewisse Aufbruchsstimmung breit. Das liegt unter anderem an den Mikroelektronik-Sonderförderprogrammen von EU und Bund – auch wenn daraus noch immer kein Cent geflossen ist.

Gleich zwei spannende Veranstaltungen warteten zum Monatsende des Septembers auf die PLUS-Redaktion: Am 28. September begann in Dresden das zweitägige Expertenseminar ‚Wir gehen in die Tiefe‘, auf dem aktuelle Trends in der Aufbau- und Verbindungstechnologie vorgestellt wurden. Für mich war es die erste Veranstaltung dieser Art, und neben den vielbeachteten Vorträgen über lötspezifische Problemstellungen und Lösungen, Umweltaspekte und IOT-Perspektiven gab es jede Menge Gelegenheit, die Präsentation zahlreicher Aussteller zu würdigen, mit diesen ins Gespräch zu kommen und insgesamt die angenehme Atmosphäre des Seminars zu genießen. Zwar ging es nicht mehr – wie bei der mythischen Auftaktveranstaltung 2006 – faktisch ‚in die Tiefe‘ eines Bergwerks, um dort Maschinen der PCB-Fertigung zu bewundern, wohl aber inhaltlich.

• Droht ein ‚Kollaps‘ des Speichermarkts?
• Nachwuchsförderung bei Kempener Beschichtungsanbieter
• Rohde & Schwarz und China Mobile Research Institute kooperieren bei 6G
• Stichtag 1. Januar 2023 – Lieferkettengesetz tritt in Kraft
• Modulbaukasten von Eutect jetzt digital
• UV-feuchtehärtender Klebstoff für Medizintechnik
• Gedrucktes E-Papier als kosteneffektive E-Displaylösung
• PCB-Design-Award 2022 in Potsdam verliehen
• Startschuss für das Kompetenzzentrum ‚Green ICT @ FMD‘

Die letzte electronica konnte aufgrund der Corona-Pandemie nicht in gewohnter Form stattfinden. Wie so viele Präsenzveranstaltungen musste auch sie sich den pandemischen Realitäten stellen – und aus der Not eine Tugend machen. Sie wurde deshalb als ‚electronica virtual‘ in verschiedenen Online-Formaten abgehalten. 200 Aussteller aus 25 Ländern präsentierten ihre Produkte und Neuerungen im Elektronikbereich, und immerhin besuchten laut Messeangaben 8000 Teilnehmer aus rund 80 Ländern die virtuellen Messestände sowie die digitalen Konferenzen. Es war eine Herausforderung für Besucher, Aussteller und Organisatoren gleichermaßen, die eines deutlich gezeigt hat: „Das persönliche Messeerlebnis ist durch nichts zu ersetzen.“ Dies betont Katja Stolle, seit 2019 Projektleiterin der electronica, die wir im Vorfeld der diesjährigen Messe befragen konnten (siehe Gespräch des Monats, S. 1456). Nun freut sich die gesamte Branche auf die Rückkehr der electronica als Präsenzveranstaltung.

Der FBDi (Fachverband der Bauelemente Distribution e. V.) blickt auf das stürmisch verlaufene zweite Quartal 2022 zurück und wagt eine optimistische Prognose. Der Auftragseingang von Baulelementedistributoren liege weiterhin über einem gesunden Maß, während der Umsatz seiner Mitglieder ein Rekordjahr erwarten lasse.
Der Umsatz der im FBDi meldenden Distributoren stieg im zweiten Quartal um 43 % auf 1,12 Mrd. €, der Auftragseingang um 21 % auf 1,71 Mrd. €. Das entspricht in etwa dem ersten Quartal. Der Auftragseingang im Form der Book-to-Bill-Rate hat zwar das Rekordniveau des letzten Jahres verlassen, verharrt aber mit 1,52 auf hohem Niveau. Das erste Halbjahr verzeichnete knapp 2,3 Mrd. € Umsatz und Neuaufträge von 3,5 Mrd. €. Während die Halbleiter um 47 % auf 756 Mio. € zulegten, standen die Passiven mit +34,7 % bei 135 Mio. € etwas zurück.

Auf der Test Convention 2022 hat die Göpel electronic GmbH, Jena, über ihr gesamtes Portfolio informiert und dabei eine neue Technologie für die universelle In-System-Programmierung und den Embedded Test sowie einen neuen schnellen Weg zum AOI-Programm vorgestellt.
Erfolgreich unter extremen Bedingungen: Die zweitägige Veranstaltung mit Vorträgen und Workshops startete mit der Keynote ‚Erfolgreich unter extremen Bedingungen‘. Wie dies gelingt, erklärte André Wiersig anhand seiner Biografie. Ihm ist es als Erstem aus dem deutschsprachigen Raum gelungen, die Ocean’s Seven Mission erfolgreich zu absolvieren, d. h. sieben weltweit verteilte Meerengen einschließlich des Ärmelkanals zu durchschwimmen. Zur Einleitung sagte er: „Ich liebe das Meer“.

Vorstellung der Projektskizze: Erzeugung räumlicher Schaltungsträger mittels laser-induzierter Direktmetallisierung von industriell etablierten Keramiken [EdDing]
Beschreibung: Industriell werden mechatronisch integrierte Baugruppen (Mechatronic Integrated Devices – MID) aktuell vornehmlich auf thermoplastischen Substraten hergestellt. Für die etablierten Anwendungen wie Smartphone-Antennen, Sensoren für Industrieanlagen und Automotive-Anwendungen sowie zur Positionierung von Schaltern bietet dieses Vorgehen eine ideale Lösung. Räumliche Schaltungsträger aus Kunststoff können jedoch die erhöhten Anforderungen häufig nicht mehr erfüllen: So fordern neue Mobilfunkstandards für Basisantennen bessere Hochfrequenzeigenschaften und höhere Zuverlässigkeit auch unter harschen Bedingungen, miniaturisierte Fühler im Internet of Things (IoT) insb. für hohe Temperaturen und Drücke können nur über eine räumliche Formgebung umgesetzt werden, Hochleistungs-LED auf 3D-geformten Lampen und RADAR-Sensoren für das autonome Fahren können auf Basis keramischer 3D-Substrate leistungsfähiger, effizienter und kleiner ausgelegt werden.

Derweil wollen sächsische Ingenieure eine strategische Prozessordesign-Lücke in Europa schließen
Angesichts der – auch schon vor Corona – fast stetig steigenden Halbleiternachfrage weltweit tätigt Jenoptik nun die größte Investition seiner Nachwende-Firmengeschichte: Der Chipwerk-Zulieferer baut eine neue Fabrik für Lithografie-Mikrooptiken in Dresden. Unterdessen haben sich sächsische Ingenieure an ehrgeizige Herausforderungen herangewagt. Sie wollen eine zentrale Elektronikdesign-Lücke in Europa schließen, erste hybride Quantenkommunikations-Netze zur Praxisreife führen und Schaltkreise energieautark machen. Als Antwort auf die seit Jahren steigende Nachfrage für Chipfabrik-Ausrüstungen baut Jenoptik nun eine neue Mikrooptik-Fabrik in Dresden. Das Werk in Nachbarschaft zur Bosch-Chipfabrik soll ab Anfang 2025 spezielle Mikro- und Nanooptiken für die Mikroelektronik-Industrie herstellen. Jenoptik will in diesem Zuge seine Dresdner Belegschaft auf rund 120 Beschäftigte verdoppeln. Das Unternehmen investiert voraussichtlich über 70 Mio. € in die Fabrik – und zwar subventionsfrei.

Viele von Ihnen stellen sich die Frage: Wann endet die Spirale der steigenden Vormaterial- und Energiekosten? Wann gibt es wieder positive Nachrichten zu lesen? Die Antwort darauf ist leider schwierig, einen fest kalkulierbaren Zeitpunkt für ‚good news‘ gibt es nicht. Momentan sind die Umfeldbedingungen für den Maschinen- und Anlagenbau jedenfalls sehr herausfordernd bis schwierig:
Die im September durchgeführte Umfrage bei den Maschinen- und Anlagenbauern zeigt, dass 69 % der Unternehmen über gravierende Auswirkungen von steigenden Energie- und Rohstoffpreisen auf das eigene Unternehmen berichten. Als konkrete Vorbereitung für den Fall einer Gasmangellage erwägen 64 % der Unternehmen die Erstellung eines Notfallplans.

Die Firma Vishay Intertechnology will zementbeschichtete, axial bedrahtete Widerstände in Bälde in einer bestückfreundlichen Biegeform anbieten. Die Neuerung ermögliche es, die induktivitätsfreien Bauelemente oberflächenmontierbar zu verwenden.

Auto Teaching Systeme verbessern die Ausbeute:
CyberOptics aus Minneapolis (Minnesota, USA) zeigt auf der Semicon Europa 2022 sein neues WaferSense Auto Teaching System (ATS2), das ReticleSense Auto Teaching System (ATSR) und den Inline Particle Sensor. ATS2 und ATSR sind Multikamera Sensoren mit der CyberSpectrum Software zum Teaching der Wafer- und Maskenübergabe zum exakten Alignment der Fertigungstools. Die Sensoren erfassen dreidimensionale Offset-Daten (x, y und z) in Echtzeit zum schnellen Abgleich der Wafer- und Maskenpositionen, ohne die Tools eigens zu öffnen. Das erlaubt wiederholgenaue und reproduzierbare Setups und Wartungs-Checks, und es eliminiert Variationen bei wechselnden Operatoren.

Nach einer langen Zeit mit Online-Veranstaltungen und Abstinenz an sozialen Kontakten fand die 9. Electronics System-Integration Technology Conference, ESTC, vom 13. bis 16. September 2022 in Sibiu (Hermannstadt) statt, einem kulturellen und zugleich industriellen Zentrum in Siebenbürgen in Rumänien.
Die ESTC ist die führende Konferenz der IEEE-EPS (Electronic Packaging Society) auf dem Gebiet der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik hier in Europa mit mehr als 350 registrierten Teilnehmern aus 28 Ländern Europas, Asiens und Nordamerikas. Die meisten Besucher kamen naturgemäß aus dem Gastgeber-Land Rumänien, danach folgen Deutschland, die USA, Frankreich, Norwegen, Ungarn und Österreich.

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

Ihren ersten Technologietag nach der Corona-bedingten Pause hat die Christian Koenen GmbH aus Ottobrunn erfolgreich veranstaltet und dabei aufgezeigt, wie die erforderliche hohe Präzision im Fine-Pitch-Schablonendruck realisiert werden kann.
Michael Brianda, Managing Director bei Christian Koenen, drückte bei der Begrüßung der Teilnehmer seine Freude darüber aus, dass nun wieder solche Veranstaltungen mit persönlichem Kontakt möglich sind, und betrachtete dann die Marktsituation.
Immer komplexere Schaltungen verbunden mit einem hohen Mix an Bauformen und Größen sowie oft dünneren Leiterplatten erfordern kleinere Druck- und Bestücktoleranzen. Das Prozessfenster wird kleiner. Für zuverlässigen Präzisionsdruck kommt der Material- und Werkzeugauswahl hohe Bedeutung zu. Mit Stufenschablonen kann das Pastenvolumen optimiert werden. Eine Beschichtung der Schablone verbessert das Auslöseverhalten und eine Leiterplattenunterstützung beim Druck sorgt für Stabilität.

Martyn Gaudion sprach in seinem Vortrag auf der EIPC-Sommerkonferenz in Örebro (Schweden) über Auswirkungen des Gleichstromwiderstands auf die Messung der charakteristischen Impedanz von Leiterplatten. Für die PLUS hat er den Vortrag verschriftlicht.
Es ist toll, wieder hier zu sein und alle persönlich zu treffen, nach gefühlt so langer Zeit. Es ist auch sehr gut, viele Materiallieferanten zu sehen. Leiterbahnstrukturen werden ja immer filigraner, und Ihre Kunden, die Leiterplattenhersteller, fangen manchmal an, die Messungen der Dielektrizitätszahl in Frage zu stellen, die Sie als Materiallieferanten so sorgfältig vornehmen. Ich werde Ihnen eine einfache Korrektur zeigen, die Sie bei den Messungen vornehmen können, damit die gemessene Dielektrizitätszahl viel besser mit der geprüften Dielektrizitätszahl in der Leiterplattenindustrie übereinstimmt.

Ingenieure der Universität von Arizona haben eine neue Art von Herzschrittmacher entwickelt, der das Herz wie die Blütenblätter einer Blume umhüllt, keine Schmerzen verursacht, wenn er aufgrund von Unregelmäßigkeiten korrigierend eingreift, und zudem keine Batterie benötigt. Die Stimulation erfolgt mit Hilfe von Licht statt mit Elektroschocks, wobei das Ansprechen spezifischer Areale möglich ist.

At the University of Arizona, engineers have developed a new type of pacemaker. It wraps the heart like the petals of a flower, causes no pain when it takes corrective action due to irregularities, and no battery is needed. Stimulation is by light rather than electric shocks, with the ability to target specific areas.

5-Mrd.-Euro-Chipfabrik in Dresden: Größte Einzelinvestition in der Infineon-Geschichte:
Dresden/Freiberg. Allein schon die Subventionshoffnungen durch das neue europäische Chipgesetz genügen, damit endlich wieder Schwung in die Mikroelektronik hierzulande kommt.
Denn nachdem sich erst kürzlich der US-Halbleiterriese Intel für mehrere Chipwerke und Milliarden-Investitionen in Magdeburg entschieden hatte, folgt nun der nächste Paukenschlag in der ostdeutschen Mikroelektronik: Infineon baut ein weiteres Chipwerk in Dresden und investiert dafür fünf Milliarden Euro. Die neue Megafab soll auf 300 Millimeter (mm) großen Siliziumscheiben (‚Wafer‘) analoge und hybride Schaltkreise sowie Leistungselektronik in großem Maßstab herstellen. Infineon macht die Großinvestition allerdings von ‚angemessenen‘ Subventionen abhängig.

Liebe IMAPS-Mitglieder, dank der Corona-Impfstoffe hat sich die Pandemielage im zurückliegenden Jahr zum Glück etwas entspannt, wodurch auch wieder deutlich mehr Präsenzveranstaltungen möglich waren. Aber da die Pandemie noch nicht zu Ende ist, blieb natürlich ein Schielen auf die Infektionszahlen und Regelungen weiterhin nicht aus. Am wichtigsten ist jedoch, dass es uns gelungen ist, immer wieder Gelegenheiten zu schaffen, um mit Mitstreiterinnen und Mitstreitern auf dem Gebiet des Advanced Packaging in Kontakt zu bleiben. Bevor ich allerdings auf das vergangene Jahr zurückblicke, möchte ich noch eine äußerst erfreuliche Nachricht verkünden. Ich darf im Vorstand von IMAPS Deutschland ein Mitglied nach Elternzeit-bedingter Pause zurück begrüßen. Saskia Lange, Gruppenleiterin am Fraunhofer ISIT, wird uns ab Januar 2023 wieder tatkräftig unterstützen. Herzlich willkommen zurück, liebe Saskia!

Bei der Herstellung von Sensorelementen kann die notwendige Verkapselung durch eine Druckglasdurchführung erfolgen. Dieser Prozess erfolgt derzeit in einem zeitaufwendigen Ofenprozess, bei dem das gesamte Bauteil auf die Schmelztemperatur (> 400 °C) des Glases erwärmt wird. Sind im Sensor temperaturempfindliche Komponenten integriert, so ist der Ofenprozess keine Option. Daher wird vom Fraunhofer Institut für Lasertechnik und von IL Metronic Sensortechnik im Rahmen eines BMWi-Förderprogramms ein laserbasiertes Verfahren untersucht.
In the manufacture of sensor elements, the necessary encapsulation can be achieved by a pressure glass feedthrough. This process is currently carried out in a time-consuming furnace process in which the entire component is heated to the melting temperature (> 400 °C) of the glass. If temperature-sensitive components are integrated in the sensor, the furnace process is not an option. For this reason, Fraunhofer Institute for Laser Technology and IL Metronic Sensortechnik are investigating a laser-based process as part of a BMWi funding program.

An frisch gerösteten Kastanien kann man sich bei winterlichen Temperaturen ganz hübsch die Finger verbrennen. Das ist in der elektronischen Fertigung nicht anders. Kein Wunder, dass der Affe in der Fabel der Katze das riskante Manöver aufschwatzte, die Kastanien aus dem Feuer zu holen [1], obgleich ja diese Räuber eher Mäuse, Vögel und Eidechsen massakrieren und fressen. In der elektronischen Fertigung röstet man zwar äußerst selten Maroni, aber mit hohen Temperaturen hat man es doch zu tun. Denn alleine schon das Schmelzen der Legierung ist gefordert, wenn man die beiden Fügeelemente elektrisch leitend verbinden will. Das sind dann Bauteile und Leiterplatte oder Draht und Buchse. Dass mit der Hitze nicht immer vorsichtig umgegangen wird, erkennt man in vielen Reparaturabteilungen, wo die Lötkolben auf Anschlag geschaltet sind. Je heißer desto schneller – leider aber nicht desto besser, denn auf diese Weise entstehen viele Schäden und Qualitätseinbußen.

können Sie sich daran erinnern, was Sie am 19. Juni 2012 gemacht haben? Wenn an dem Tag kein besonderes Ereignis vorlag, wird es eher schwierig – und das ist auch absolut normal. Ich erinnere mich sehr gerne und deutlich an diesen Tag, weil ich zum ersten Mal in meinem Leben das Innere eines Lötstellenquerschliffes unter einem Mikroskop untersucht habe. Nach mehr als zehn Jahren sowohl wissenschaftlicher als auch industrieller Erfahrung, nach meiner abgeschlossenen Promotion auf dem Gebiet der Lötstellenzuverlässigkeit, habe ich nun die Ehre, in diesem Editorial mich als neues Mitglied des PLUS-Beirates vorzustellen und Ihnen einen kurzen Überblick über die erste Ausgabe dieses Jahres zu geben. Auch wenn wir das Gefühl haben, von einer Krise in die nächste zu geraten, ist das Jahr 2022 für die Elektronikbranche eher als positiv einzustufen.

• Japan: Firmenverbund kooperiert mit Imec bei 2-nm-Chips
• Aufbau einer Mikroelektronik-Akademie
• China überholt in Bezug auf Roboterdichte die USA
• Kooperation bei energiesparender Mikroelektronik
• Tauziehen um neue Chips-Fab in Magdeburg
• Neues Metallbasislaminat für Leistungselektronik

Der US-amerikanische Chiphersteller Wolfspeed wird gemeinsam mit der Zahnradfabrik Friedrichshafen (ZF) eine neue SiC-Waferfab errichten – im Saarland.
Großer Promi-Auftrieb im kleinen Ensdorf bei Saarlouis: Bundeskanzler Scholz, die saarländische Ministerpräsidentin Anke Rehlinger, Bundeswirtschaftsminister Habeck und der Wolfspeed-CEO Gregg Lowe waren am 1. Februar vor Ort, um das Abkommen zwischen dem US-Hersteller von SiC-Chips Wolfspeed und dem deutschen Autozulieferer ZF Friedrichshafen offiziell gebührend zu feiern. Auch der ZF-CEO Holger Klein und Vorstandsmitglied Stephan von Schuckmann waren präsent. Bekannt geworden und weithin kommentiert war das Projekt schon Mitte Januar. Nun gibt es also kein Zurück mehr. Dass die Fördermittel, unter anderem ein Bundeszuschuss von einem Viertel der Investition, wie erhofft anrollen, wird vorausgesetzt. Das Grundstück der Fab auf dem 40 ha großen Gelände eines aufgelassenen Kohlekraftwerks wird vom Saarland beigesteuert.

• Anbieter von Mess- und Prüftechnik eröffnet malaysische Niederlassung
• Nachhaltigkeitspreis für oberpfälzischen Baugruppenexperten
• Übernahme von bayrischem EMS-Dienstleister
• Neue Rechnerplattform für Edge-Designs
• Hightech-Pflaster zur Temperaturmessung
• Höhere Energieeffizienz und Zuverlässigkeit beim Wellenlöten
• Farbreine Micro-LED-Displays in Großserie
• Neue Vertriebsleitung bei Gornsdorfer Leiterplattenfirma
• Forschungskooperative für intelligente Leistungselektronik
• Gigafactory für stationäre Energiespeicher in Wittenberg
• Vertriebspartnerschaft für Inspektionssysteme im polnischen Markt
• IPC vergibt Awards auf der Apex Expo 2023
• Onlinekalkulation für Hoch-TG-Materialien erweitert

Der in Taipeh/Taiwan ansässige Marktanalyst TrendForce prognostiziert für 2023 sinkende Umsätze bei den Auftragsfertigern der Halbleiterindustrie.
Ein Rückgang von mindestens 4 % wird in der Marktanalyse angenommen. Auslöser sind die nachlassende Nachfrage seitens der führenden IC-Häuser und die gestörten Lieferketten durch Exportrestriktionen des US-Handelsministeriums. Die größeren Designhäuser, so TrendForce, haben ihre Waferbestellungen für das erste Quartal 2023 gekürzt, und sie dürften dies im zweiten Quartal in noch größerem Umfang tun. Die Foundries rechnen also mit geringerer Auslastung ihrer Fabs. Erst in der zweiten Jahreshälfte könnten die Bestellmengen einiger Chiptypen wieder zunehmen, die momentan eine Korrektur der Lagerhaltung seitens der Abnehmer durchlaufen. Die konjunkturelle Entwicklung der Weltwirtschaft ist allerdings die größte Variable. Deswegen prognostiziert TrendForce für 2023 den generellen Rückgang. Ähnliches hatte sich 2019 ereignet.

USA, China und Europa drehen emsig an der Subventionsschraube für die Halbleiterindustrie, um sich bei Spitzenchips Wertschöpfung und strategische Positionen zu sichern. Weltweit ist ein neuer Wettlauf um Chipfabriken und andere Halbleiter-Investitionen ausgebrochen, kaum getrübt durch die jüngsten, eher ungünstigen Bilanzberichte mehrerer Tech-Riesen. Denn hier geht es um langfristige Wertschöpfung und Hightech-Jobs, vor allem aber um digitale Souveränität, technologische Überlegenheit in der Schlüsseltechnologie Mikroelektronik und weltwirtschaftliche Dominanz. Ausgefochten wird dieser neuentbrannte Wettstreit mit immer schwindelerregenderen Subventionen, Embargos und verbalem Säbelrasseln. Hauptakteure für diesen Halbleiter-Konflikt sind vor allem die USA und China, während sich die großen Aufsteiger Taiwan und Südkorea dezent aus der Schusslinie herauszuhalten versuchen.

Politische Wünsche und Träumereien gibt es viele, aber die Realität ist oft ernüchternd, weil mangels Sachverstand, Ideologie oder Ignoranz bei der Umsetzung häufig mehr zerstört als gerettet wird. Nachdem wir bereits ausführlich die Batterietechnologie für E-Autos behandelt haben (PLUS 9/22), wenden wir uns dem Thema Batterie-Rohstoffe zu. Das wichtigste Kathodenmaterial neben Nickel und Mangan heißt Kobalt. China beherrschte im letzten Jahr mit 60,5 % den weltweiten Batteriemarkt für BEVs (batterieelektrische Autos) und Plugin Hybride (Abb. 2). Südkorea belegte den zweiten Platz mit 23,1 % Weltmarktanteil und Japan erreichte mit einem deutlichem Abstand (7,7 %) den dritten Platz. Vergleicht man das erste Halbjahr 2022 mit dem Gesamtjahr, so haben CATL, der chinesische Weltmarktführer, und BYD noch einmal kräftig zugelegt. Die koreanische LG Energy Solution und die japanische Panasonic mussten dagegen Marktanteile abgeben.

Die Steinacher Firma Becker & Müller fokussiert sich bei der Fertigung von Leiterplatten auf Sonderanfertigungen, Prototypen und Muster. Dazu gehören kundenspezifische Leiterplatten in Übergröße bis zu 427 x 884 mm. Entgegen dem allgemeinen Trend der Miniaturisierung in der Elektronik gibt es auch Anwendungen, welche explizit große Baugrößen der Leiterplatten fordern. Anwendungsbeispiele solcher ‚Big Size PCB‘ sind neben der Medizintechnik vor allem Energieerzeugung und Telekommunikation. Flexible übergroße Leiterplatten werden u. a. in der Industrieelektronik, der Luft- und Raumfahrt sowie in der Militärtechnik verwendet. Darüber hinaus bieten diese Sondergrößen überall dort Kosten- und Sicherheitsvorteile, wo die Kombination separater starrer Leiterplatten durch eine einzelne Einheit ersetzt werden kann.

Nach der Mikroelektronik kommen Reinräume zunehmend auch in der Board- und Baugruppenproduktion zum Einsatz. Als Hilfe zur erfolgreichen Bewältigung der stetig wachsenden hochkomplexen Einflussfaktoren in Reinräumen baut der VDI mit neuen Richtlinien sein Unterstützungsangebot an Industrie und Wissenschaft aus. Jüngstes Beispiel vom August 2022 ist VDI 2083, Blatt 3 mit detaillierten Vorgaben zur messtechnischen Überwachung von Reinräumen. Reinräume sind Arbeitsplätze, bei denen besonders hohe Anforderungen an die Arbeitsumgebung und an die Mitarbeiter gestellt werden. In einem Reinraum soll die Luft möglichst wenig kontaminierende Teilchen tragen. Insbesondere in der Halbleiterfertigung, aber zunehmend auch in der Fertigung hochempfindlicher Elektronikbaugruppen ist die Arbeit in Reinräumen nötig, um Kontamination und damit Fertigungsschäden bzw. verringerte Zuverlässigkeit der Produkte zu vermeiden.

Roboter arbeiten das ganze Jahr 24 Stunden am Tag, ohne Pause, sie kennen keinen Urlaub, sind nie krank und erledigen ihre Aufgaben in konstanter, reproduzierbarer Qualität. Mit dem Einsatz von KI und immer komplexeren Steuerungen haben sich auch die Arbeitsinhalte vergrößert. Dadurch entstehen neue Geschäftsmodelle wie ‚Roboter as a Service‘, die auch durch den demographischen Wandel beschleunigt werden. Weitere Markttreiber: Wesentliche Markttrends sind das Re- und Nearshoring der Produktion zur Sicherung der Lieferketten. Ziel ist die Erhöhung der Resilienz und Flexibilität. Durch kostengünstige Robotik werden neue Kundensegmente erschlossen und Out-of-the-Box-Lösungen mit einfacher Einrichtung und Installation schaffen neue Anwendungen. High Mix- und Low-Volume-Produktion entsteht durch die wachsende Nachfrage nach hochgradig kundenspezifischen Produkten. Diese ist aber arbeitsintensiv und schafft aufgrund des Fachkräftemangels Bedarf für Robotiklösungen.

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

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

Wenn man etwas möchte, findet man eine Lösung, wenn man etwas nicht möchte, eine Ausrede! Leider ist unsere Politik und damit die Urheber von Gesetzen, Regeln und Verboten mehr denn je ideologisch geprägt. Ingenieurmäßiges und physikalisches Wissen wird häufig ignoriert oder mangels Bildung nicht verstanden oder verdreht. Der Reihe nach. Beschäftigen wir uns heute mit der Frage, warum synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff Sinn machen können, auch wenn der Wirkungsgrad sehr niedrig ist.

Die Langzeitstudie ‚Betriebe und betriebliche Arbeitswelten in Deutschland‘ untersucht Veränderungen der Arbeitswelt. Geleitet wird die Gemeinschaftsstudie der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr in Hamburg und des Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung in Berlin von Prof. Matiaske.

Auf dem größten Automarkt der Welt in China mit 23,5 Mio. Pkw setzten deutsche Marken 2022 rund 4,4 Mio. Fahrzeuge ab, primär Verbrenner. Dies entspricht einem Marktanteil von 19 % am chinesischen Pkw-Markt. Die Elektrifizierung in China wird aber zum Game Changer mit 5,9 Mio. New Electric Vehicle (NEV) (Abb. 1), von denen wieder 1,6 Mio. Plugin Electric Vehicle (PHEV) waren. Deutsche Marken waren mit ganzen 250.000 E-Autos beteiligt, bescheidene 4,2 % Marktanteil. Rund 8 Mio. NEVs lautet die Prognose der China Association of Automobile Manufacturers (CAAM) für 2023. Bis 2030 könnten mehr als 50 % der neu zu gelassenen Pkw New Electric Vehicle sein. VW verliert Marktführerschaft in China: Bei Verbrennern war Volkswagen in China jahrelang der Marktführer bei Verbrennern. Rund 39 % aller Volkswagen wurden 2022 in China abgesetzt. Weltweit verkaufte der Volkswagen Konzern 8,3 Mio. Fahrzeuge. Knapp hinter China mit 38 % Absatzanteil folgt der VW Heimatmarkt Europa und mit 16 % die USA.

Gar nicht so einfach, sich ein konsistentes Bild über den weiteren Verlauf des weltweiten Halbleitermarkts zu verschaffen: Mehrere Prognosen von Analysten und offiziellen Quellen der Industrie kommen zu unterschiedlichen Einschätzungen. Und diese differieren erheblich. Dabei ist die Datenlage eigentlich klar, nicht schwer zu eruieren und seit Jahren in bewährten Händen. Doch die Imponderabilien der kurz- und mittelfristigen Marktentwicklung erlauben offenbar keine quantitative Annäherung der Forecasts. Ein eher optimistisches Bild zeichnet die Analyse der 1986 gegründeten ‚World Semiconductor Trade Statistics Organisation‘ (WSTS), einem halb offiziösen Non-Profit-Gremium mit derzeit 42 Mitgliedsfirmen in den vier industriellen Weltregionen, das regelmäßig über die Lage der Industrie berichtet. Es ist beheimatet im kalifornischen Silicon Valley, hat aber seit Juni 2022 einen deutschen Administrator namens Tobias Pröttel im bayrischen Wörth im Landkreis Erding bei München.

Kennen Sie die Wertschöpfungskette von Nordsee-Krabben, bevor sie auf dem Krabbenbrötchen landen? Nach dem Fangen und Kochen auf dem Fangkutter, gehen unsere Krabben auf eine Flugreise nach Marokko. Dort erfolgt das händische Pulen aus der Schale durch günstige Arbeitskräfte, bevor sie dann den Rückflug nach Deutschland antreten. Warum ich Ihnen das erzähle? Weil bei aller europäischen Chipeuphorie mit dem Bau von mit Multimilliarden Euro subventionierten Chipfabriken, um Deutschland und Europa unabhängiger zu machen, die weiteren Prozesse der Wertschöpfungskette vergessen werden.

Der weltgrößte Automobilmarkt China wächst weiter. Im ersten Halbjahr 2023 wurden nach der Statistik des chinesischen Automobilverbandes ‚China Association of Automobile‘ Manufacturers (CAAM) 13.239.000 Automobile verkauft, ein Wachstum von 9,8 % gegenüber dem Vorjahr. Dabei boomt der Anteil von NEVs (New Electric Vehicles) mit 28,3 % aller verkauften Fahrzeuge. Mit 3.745.000 NEVs bedeutet dies für den NEV-Markt ein Wachstum von + 44,5 % gegenüber dem ersten Halbjahr 2022. Zum Vergleich: im Autoland Deutschland wurden 1.396.870 Pkw zugelassen, davon 299.500 Elektroautos. Zur Definition: Als NEVs werden in China battery electric vehicles (BEV) gezählt, aber auch Hybrid-Fahrzeuge (PHEV). Bei Letzteren muss jedoch eine elektrische Reichweite von mindestens 100 km erreicht werden, womit praktisch fast alle deutschen Hybridmodelle in China unverkäuflich sind.

Ein Workshop zur Leiterplatte und zur Elektronikfertigung für junge Gründerinnen und Gründer weckte unser Interesse. Chefredakteur Markolf Hoffmann meldete sich im Innovationslabor der Universität Tübingen für einen Besuch an – und wurde nicht enttäuscht. Das Start-up-Center der Eberhard-Karl-Universität Tübingen unterstützt Gründerinnen und Gründer mit verschiedenen Informationsveranstaltungen in ihren Geschäftsideen. Dazu gehört auch ein Workshop zur Leiterplattentechnologie und Elektronikfertigung von Prof. Andreas Krauß, der das Innovationslabor des Start-up-Centers verantwortet. Ende Juni konnte ich an dem Workshop teilnehmen. Das Innovationslabor liegt außerhalb der studentisch geprägten Tübinger Innenstadt. Dennoch suchen regelmäßig Interessenten das Universitätsgebäude ‚Ob dem Himmelreich 7‘ auf.

Neben dem Subventionswettlauf sorgen neue Verbünde und Forschungsprojekte für Wachstumsimpulse in Sachsens Hightech-Szene. Die milliardenschweren Subventionen für die Intel-Chipfabriken in Magdeburg sind hochumstritten – doch ebenfalls unbestreitbar sind die Impulse für die deutsche Mikroelektronik, die durch die jüngsten staatlichen Interventionen ausgelöst werden. Das macht sich im ‚Silicon Saxony‘ in und um Dresden bemerkbar, aber auch darüber hinaus. Allerdings weckt der Geldsegen für die Halbleiterindustrie auch Begehrlichkeiten in Nachbarbranchen wie der mitteldeutschen Photovoltaik-Industrie, die sich gerade wieder von der großen Solarkrise aufrappelt. Doch nicht allein Staatshilfen sorgen derzeit für Wachstum in der sächsischen Hochtechnologie-Szene, sondern auch neue Forschungs-Netzwerke.

Diese römische Bemerkung zum Sonnenaufgang (‚Das Licht kommt aus dem Osten.‘) wurde von den frühen Christen vereinnahmt und auf ihren Erlöser umgemünzt. Seiner Popularität wegen unterzog sich diese Redewendung über die Jahrhunderte und -tausende noch einer Reihe anderer Umdeutungen, bis sie endlich sowohl in der Filmindustrie wie auch in der Tourismusbranche als Aufhänger fungieren muss. Jedoch waren und sind nicht nur Religionsgründer, Dichter und Philosophen vom Licht fasziniert – auch Wissenschaftler der verschiedensten Fachkreise beschäftigen sich eindringlich mit diesem Phänomen.

In vielen Industriebereichen gewinnt der Einsatz von Sensoren an Bedeutung. Diese sollen möglichst in bestehende Geräte integriert werden, ohne deren Formfaktor zu beeinflussen. Speziell bei hochminiaturisierten Anwendungen stehen Entwickler vor sehr grossen Herausforderungen, da das vorhandene Volumen bereits effizient genutzt ist und für die Integration von Sensoren mit bekannten Methoden vielfach kein Bauraum zur Verfügung steht.
Additive Fertigungsverfahren bekommen einen immer höheren Stellenwert: Durch sie können Funktionalitäten in kleinstmöglicher Art und Weise integriert werden. Die Cicor Gruppe entwickelt kundenspezifische gedruckte Elektronikanwendungen und Sensoren und setzt hierfür das Aerosol-Jet-Druckverfahren ein. Das von der Firma Optomec entwickelte Verfahren weist verglichen mit Standard-Inkjet Verfahren deutliche Vorteile hinsichtlich der erreichbaren Auflösungen der gedruckten Strukturen auf.