iMaps Mitteilungen 07/2023

Das 4. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI wird am 17. April 2024 an der Hochschule Landshut stattfinden. Experten/innen sind herzlich eingeladen, innovative Lösungen, Dienstleistungen oder Forschungserkenntnisse einem interessierten Fachpublikum in Fachvorträgen sowie in einer Fachausstellung zu präsentieren. Die ausgearbeiteten Beiträge können zusätzlich im begleitenden digitalen Tagungsband online (mit Vergabe einer DOI Kennung) veröffentlicht werden. Weiterhin können Unternehmen, Start-ups, Absolventen/innen und Studenten/innen innovative Produkte, Neuentwicklungen und Ergebnisse von Forschungs- und Entwicklungsprojekten in einer Postersession vorstellen. Die in Präsenz geplante Veranstaltung bietet so wieder vielfältige Einblicke in aktuelle Entwicklungen und Trends sowie beste Gelegenheit zum Networken.

Das Symposium ESI bietet eine technologien- und branchenübergreifende Plattform, es richtet sich an Entscheidungsträger/innen und Mitarbeiter/innen von Unternehmen und Dienstleistern (Fertigung, Forschung & Entwicklung, technisches Marketing, etc), Hochschulen, Universitäten, Forschungseinrichtungen, Verbände und alle Interessierten. Es wird um Vortragsangebote insbesondere aus folgenden Gebieten gebeten:

• Sensor- und Aktorsysteme
• Aufbau- und Verbindungstechnik
• Systemkomponenten und Systemintegration
• Eingebettete Systeme
• Robotik, Autonome Systeme und industrielle Lösungen
• Gedruckte Elektronik
• Künstliche Intelligenz
• Nachhaltigkeit im Elektronikumfeld

Für die Qualität der Vorträge bzw. Beiträge sorgt der Auswahlprozess durch das Fachkomitee, das über die Annahme entscheidet, Änderungsvorschläge erarbeitet und abschließend die Veröffentlichung im Tagungsband freigibt (Review). Anmeldeschluss für Vortragsangebote ist der 23. Oktober 2023.

Das Symposium ESI wird vom Cluster Mikrosystemtechnik zusammen mit dem Forschungsschwerpunkt Elektronik und Systemintegration der Hochschule Landshut organisiert, die wissenschaftliche Leitung liegt bei Prof. Dr. Artem Ivanov. Weitere Informationen zum Symposium ESI 2024, Details zur Vortragsanmeldung etc. unter: www.symposium-esi.de.

Weltkleinstes Impedanzspektroskopie-System in Form einer Pille findet Schwachstellen in Maschinen und Menschen

© Micro Systems Technologies (MST)Zur Fehleridentifikation einfach eine Pille einwerfen – das haben Forschende am Fraunhofer IZM in Kooperation mit Micro Systems Technologies (MST) und der Sensry GmbH Realität werden lassen. So klein wie ein Bonbon kann der wasserdichte IoT-Sensor die Eigenschaften von Flüssigkeiten auch an schwer zugänglichen Orten zuverlässig messen. Das kann die Wartung von Industriemaschinen deutlich erleichtern und sogar bei der Identifikation von Krankheiten helfen.

Je größer eine Industriemaschine, desto schwieriger ist es im Störfall, von außen eine ungewollte Abweichung im Öldruck oder gar ein Leck in einer Leitung festzustellen. Bis durch Fachpersonal die Nadel im Heuhaufen gefunden ist, verstreicht oft viel Zeit. Daraus resultieren Produktionsausfälle und hohe Kosten. Ähnlich verhält es sich mit der Erkennung von Krankheitsursachen beim Menschen. Klagen Patient*innen über Schmerzen im Bauchraum, führt meist kein Weg an einer aufwendigen Magen- oder Darmspiegelung vorbei. In solchen Fällen kann die elektrochemische Impedanzspektroskopie Abhilfe schaffen.

Bei diesem Verfahren wird ein Frequenzspektrum von einer Elektrode durch ein Medium zu einer zweiten Elektrode geschickt: Daraus lässt sich ein Spektrum, also ein bestimmter Fingerabdruck dieses Mediums, ableiten. Werden dabei Veränderungen von Material- oder Flüssigkeitseigenschaften deutlich, kann dies sowohl ein Indiz für die fortschreitende Korrosion eines Bauteils oder auch für das Vorliegen eines bestimmten Krankheitsbilds sein. Bis jetzt waren Impedanzanalysatoren nicht klein und mobil genug, um sie für diese Zwecke einsetzen zu können. Forschende am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin haben daher mit Unterstützung von MST und Sensry einen kompakten und modularen IoT-Sensor für diese Anwendungen entwickelt, der Impedanzen messen und drahtlos übertragen kann. Folglich ist er nicht nur wasserdicht, sondern auch biomedizinisch kompatibel.

Der Sensor besteht aus einem bioverträglichen Polymer und vereint auf gerade mal 11 x 16 Quadratmillimetern die zwei notwendigen Elektroden mit zahlreichen Komponenten für die Analyse von Umgebungseigenschaften, darunter sechs Sensoren für die Messung unterschiedlichster Daten. So kann das kleine Multitalent neben Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit und Sound in der Umgebung auch das eigene Beschleunigungsverhalten, die Rotation oder Umgebungsgeräusche erfassen. Licht und Farben können von einem integrierten Lichtsensor bestimmt werden.© Fraunhofer IZM

Konkret gibt man den Sensor bei einem Störfall einer Maschine beispielsweise in eine Ölleitung ein und diese durchfließt dann das ganze System. Drahtlos werden in Echtzeit genaue Daten über die Eigenschaften der Umgebung an eine eigens entwickelte Software mit Webinterface für PC und Smartphone übertragen.

Ist eine Stelle erreicht, an welcher der Druck oder das Flüssigkeitsspektrum von der Norm abweichen, ist das ein Indiz für die erfolgreiche Lokalisation der Problemursache. Zur erleichterten Einordnung der erhobenen Daten sind die Spektren einiger Flüssigkeiten, wie Öl oder Wasser, bereits in der Software gespeichert.

Bei der Fertigung des Sensors stellte vor allem die starke Miniaturisierung der Bauteile eine große Herausforderung dar. Insbesondere die Verkleinerung des Spulendurchmessers auf 10 Millimeter für das drahtlose Laden war dabei eine Hürde. Durch ein ausgeklügeltes Systemdesign war es jedoch möglich, diese Herausforderung zu meistern. Zu Beginn des Projekts stellte die Sensry GmbH ihre Schaltpläne und die Firmware Kalisto als Grundlage für die Entwicklung des Sensors zur Verfügung.

Damit insgesamt über 70 passive und aktive Komponenten auf einer flexiblen und biokompatiblen Leiterplatte Platz finden, wurde diese aus einem Flüssigkristallpolymer konzipiert und von DYCONEX, einem Unternehmen der MST, vierlagig gefertigt. Dennoch ist sie gerade einmal 175 Mikrometer dünn und damit kaum dicker als ein menschliches Haar.

Ein System-in-Package wurde auf einem sechslagigen Interposer hergestellt und bildet das Kernstück des Sensors, da dort das IoT-System vereint ist. Für den drahtlosen Ladevorgang muss die Kapsel dank einer verbauten Induktionsspule nicht einmal geöffnet werden und kann drahtlos über Qi-Technologie geladen werden. Über eine Dockingstation für die Kalibrierung und Programmierung des Sensors ist aber auch ein klassischer DC-Ladeprozess möglich. Damit die sehr kleinen Komponenten beim Betrieb nicht zu heiß werden, ist der Sensor außerdem mit einem Epoxidharz gefüllt, das die Komponenten voneinander isoliert und die Wärme nach außen abführt. Am unteren Ende schließt sie mit einer 0,5 Millimeter dünnen vierlagigen Keramikplatte ab, welche von der Micro Systems Engineering GmbH, einem Unternehmen der MST, hergestellt wurde und auf welcher neben dem Drucksensor die Elektroden für die Impedanzspektroskopie montiert sind. Als Messedemonstrator zeigt der IoT-Sensor auf, wie durch intelligentes Systemdesign und Halbleiterpackaging Elektronik stark miniaturisiert werden kann, ohne Funktionalität zu verlieren.

© Fraunhofer IZMDie Forschung zur elektrochemischen Impedanzspektroskopie ist in vollem Gange und die Möglichkeiten für die Medizintechnik sind bei Weitem noch nicht ausgereizt. Das Projekt läuft seit 01.04.2021.

Quelle: Fraunhofer IZM-Tech News

Ankündigung für Konferenz European Microelectronics & Packaging Conference (EMPC 2023) in Hinxton/Cambridge

Im September veranstaltet IMAPS Europa wieder die gesamteuropäische Konferenz European Microelectronics and Packaging Conference EMPC. Die Veranstaltung ist die wichtigste Konferenz für Mikroelektronik, Integrations- und Verbindungstechnologien in Europa. Seit einigen Jahren wechseln sich in jeweils die ESTC des IEEE-CPMT und die EMPC der IMAPS ab. Beide Verbände treten beim jeweils anderen Event als Co-Sponsor auf und bekennen sich damit zur starken fachlichen Verwandtschaft der Arbeitsfelder. Die EMPC, damit im Zwei-Jahres-Rhythmus, fand in den letzten Jahren in Friedrichshafen, Warschau, Pisa und unter schwierigen Bedingungen in Göteborg statt. Die Konferenzen bieten hervorragende Möglichkeiten zum fachlichen Austausch, Knüpfen neuer Geschäftskontakte und Kooperation auf dem Bereich interdisziplinärer Projekte. Vom 11. bis 14. September 2023 organisiert IMAPS UK die diesjährige Konferenz auf dem Wellcome Genome Campus in Hinxton bei Cambridge, wozu wir Sie herzlich einladen dürfen. Sie werden Präsentationen und Poster von führenden Unternehmen und akademischen Institutionen zu neuen Trends bei elektronischen Geräten und der damit verbundenen Technologie besuchen. Die Veranstaltung stellt neue Materialien und Möglichkeiten bei dem Packaging sowie mögliche Anwendungen von Systemen vor. EMPC 2023 ist als Präsenzveranstaltung geplant, wodurch die Teilnehmer und Aussteller wieder die Möglichkeit haben, sich im großzügigen Umfeld des Wellcome Genome Campus persönlich zu vernetzen. Das detaillierte Programm entsteht gerade und ist nach Fertigstellung unter empc2023.com abrufbar.

Wellcome Genome Campus in HinxtonNehmen Sie gern bereits am Montag, 11. September 2023, an ausführlichen Professional Development Courses (PDC) mit anerkannten Experten teil, um einen detaillierten Einblick in spezifische Aspekte der Aufbau- und Verbindungstechnik zu erhalten.

Veranstaltungskalender

Dieser Kalender gilt unter Vorbehalt. Bitte beachten Sie die Informationen und Hinweise der Veranstalter auf den entsprechenden Webseiten!

IMAPS Deutschland – Ihre Vereinigung für Aufbau- und Verbindungstechnik

IMAPS Deutschland, Teil der ‚International Microelectronics and Packaging Society' (IMAPS), stellt seit 1973 in Deutschland das Forum für alle dar, die sich mit Mikroelektronik und Aufbau- und Verbindungstechnik beschäftigen. Mit fast 300 Mitgliedern verfolgen wir im Wesentlichen drei wichtige Ziele:

1. wir verbinden Wissenschaft und Praxis
2. wir sorgen für den Informationsaustausch unter unseren Mitgliedern und
3. wir vertreten den Standpunkt unserer Mitglieder in internationalen Gremien.

Impressum

IMAPS Deutschland e. V.
Kleingrötzing 1, D-84494 Neumarkt-St. Veit

1. Vorsitzender: Prof. Dr.-Ing. Martin Schneider-Ramelow, Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM),
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Schatzmeister
(bei Fragen zu Mitgliedschaft und Beitrag):
Ernst G. M. Eggelaar, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Ausführliche Kontaktinformationen zu den Vorstandsmitgliedern finden Sie unter www.imaps.de
(Vorstand)