Artikelarchiv

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

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

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

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

Im Rahmen unserer Recherche zum Thema ‚Fachkräftemangel in der Elektronikindustrie und -forschung‘ führen wir unter anderem Interviews mit Auszubildenden, Ausbildern und Studierenden, um ein Stimmungsbild über die aktuelle Lage zu erhalten.

PLUS: Sie haben Ihren Master für Lehramt mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik abgeschlossen. Herzlichen Glückwunsch.

Britta Kruse: Vielen Dank. Das Lehramt befähigt mich nun an allen beruflichen Schulen zu arbeiten. Ich arbeite derzeit seit anderthalb Jahren an der BS Technik in Rostock und fange mein Referendariat an. Ich würde gerne dort bleiben und im Bereich aller Ausbildungen den theoretischen Teil unterrichten.

Das bewegte Leben des Erfinders der modernen Leiterplatte wäre eigentlich einen Roman wert. Anlässlich des 80-jährigen Jubiläums seines wegweisenden Patents sollen zumindest einige Stationen seiner Geschichte genannt werden.
Geboren wurde Eisler 1907 in Wien als Sohn der slowakisch-tschechischen Eheleute Wilhelm und Caecilie Eisler. Er ergriff früh die Ingenieurslaufbahn und erwarb 1930 im Alter von 23 Jahren sein Diplom an der Technischen Universität Wien – in einer Zeit, die von den Vorwehen des Nationalsozialismus geprägt war. Als Jude hatte der talentierte Eisler keine Perspektive:  Berufsangebote für junge Ingenieure gingen ausschließlich an Mitglieder der strikt antisemitischen deutschen NS-Studentenorganisationen. Eisler verstand sich zwar nicht als religiöser, aber stolzer Jude. Das Jobangebot des Plattenlabels HMV führte zu einer ersten kurzen Anstellung in Belgrad.

Mit der Ausgabe 9/2023 zum Thema ‚80 Jahre Leiterplatte‘ beginnt eine Artikelserie, in der wir ‚Veteranen‘ der Branche zu ihrem Lebenswerk und zu der Geschichte der Leiterplatte befragen. Auftakt ist ein Interview mit Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Scheel, einem der Mitgründer des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin. Er leitetet lange Jahre die Abteilung für Baugruppentechnologie und gilt als ‚Vater der elektrooptischen Leiterplatte‘ (EOCB).

Vor 80 Jahren begann mit der Einreichung des Patents US2441960A von Paul Eisler das Zeitalter der modernen Leiterplatte. Sie ist heute aus der Elektronik nicht mehr wegzudenken. Eislers Erfindung zählt zu den Technologien, die die Menschheitsgeschichte verändert haben. Dipl. Ing. Manfred Hummel gibt mit diesem Artikel einen Überblick über die komplexe Historie.
Mit dem 19. Jahrhundert begann ein Zeitalter unglaublicher Erfindungen. Um nur einige wenige Beispiele zu nennen: Die Erfindung der Telegrafie ermöglichte es, Informationen schnell über die ganze Welt zu verbreiten. Elektromotoren ersetzten Dampfmaschinen. Ganze Regionen wurden mit Strom versorgt. Die Unterhaltung wurde bereichert durch Radiogeräte, Filme und Kino. Auch entstanden Nähmaschinen, der Verbrennungsmotor und die ersten Autos. 1880 wurde die Glühbirne von Tomas Alva Edison populär, und Städte und Dörfer wurden erleuchtet.

So modern wie eh und je oder wie nie zuvor. Sie ist nicht mehr aus unserer Technikwelt wegzudenken. Die grundlegenden Herstellungsverfahren wurden 1943 im Patent von Paul Eisler beschrieben. Damit war der Grundstein für die wirtschaftliche Fertigung gelegt.
Nach Eislers Patent kamen viele evolutionäre, technologische und funktionelle Weiterentwicklungen hinzu. USA und BRD waren die Innovationsschmieden. Der Blütezeit in den 1980ern mit vielen Inhouse-Fertigungen folgte eine grundlegende Umstrukturierung. Dieser Umbau der Wertschöpfung und der Wertschöpfungskette läutete ein unhaltbares Sterben von Leiterplattenstandorten in Europa ein.

• Termine 2024
  05.-06.03. EBL Elektronische Baugruppen und Leiterplatten – Nachhaltigkeit und Energieeffizienz mit smarter Elektronik
  12. GMM/ DVS-Fachtagung, Schwabenlandhalle Fellbach, Tainerstr. 7, 70734 Fellbach
• Verbände präsentieren sich im Verbund
• DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Der weltweite Fokus auf die Digitalisierung und den ‚Green deal‘ stellen den Elektroniksektor vor große Herausforderungen wie nachhaltige Produktion, den Einsatz innovativer Materialien und die Vermeidung von Engpassrohstoffen. Da ‚time to market‘ ein Schlüsselerfolgsfaktor ist, sind kürzere Entwicklungszeiten und parallel dazu qualitätssichernde Maßnahmen von F&E, Produktion und Marktperformance notwendig. Zu diesem Zweck wurde an der TU Wien eine hocheffiziente Methode zur beschleunigten Lebensdauerbewertung von Lötstellen in einer Vielzahl von mehrschichtigen elektronischen Bauteilen entwickelt. Mit diesem hochfrequenten, zyklischen Biegeprüfsystem können die Prüfzeiten herkömmlicher Testverfahren von mehreren Monaten auf nur wenige Stunden reduziert werden.

With the global focus on digitalization and the green deal, the electronics sector is facing major challenges, such as sustainable production, the use of innovative materials and the avoidance of bottleneck resources. With ‚time to market‘ being a key success factor, shorter development times and concurrent quality assurance measures of R&D, production and market performance are necessary. To this end, a highly efficient method for accelerated lifetime evaluation of solder joints in a variety of multilayer electronic components has been developed at TU Wien. With this high-frequency cyclic bending test-system, the testing time can be reduced from several months required by conventional methods to just a few hours.

Besuchen Sie unseren Messestand auf der FED-Konferenz 2023!
Die Forschungsvereinigung 3-D MID e.V. präsentiert sich vom 20. bis 21. September 2023 mit einem Messestand auf der FED-Konferenz (Kongress am Park, Gögginger Straße 10, 86159 Augsburg). Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt räumlicher elektronischer Baugruppen und entdecken Sie deren vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Die FED-Konferenz bringt führende Praktiker:innen, Entscheider:innen und angewandte Forschung zusammen, um Wissen und Erfahrungen auszutauschen. Mit 350 Teilnehmenden und einer begleitenden Ausstellung ist diese zweitägige Konferenz eine beliebte Plattform, um praxiserprobte Methoden und Herangehensweisen für Elektronik-Hardware zu diskutieren und sich über Prozesse, Lösungen und Trends zu informieren. Besucher:innen des Messestands haben die Möglichkeit, sich über aktuelle Forschungsprojekte im Bereich gedruckter Elektronik zu informieren und einen Einblick in die Innovationen und Entwicklungen der Forschungsvereinigung und ihrer Mitglieder zu erhalten.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) nutzt optische Mikrosysteme, um Licht schnell und hochauflösend zu steuern. Durch die Verwendung kleiner, beweglicher Spiegel können die photonischen Systeme Licht modulieren und präzise Bilder und Strukturen erzeugen. Die Forscherinnen und Forscher implementieren 1-Achsen- und 2-Achsen-Kippspiegel sowie Senkspiegel, monolithisch integriert auf sogenannte CMOS-Backplanes.
Die am Institut entwickelten Flächenlichtmodulatoren bestehen aus Arrays von Mikrospiegeln auf Halbleiterchips, wobei die Anzahl der Spiegel je nach Anwendung von einigen hundert bis zu mehreren Millionen variiert. Dies erfordert in den meisten Fällen eine hochintegrierte anwendungsspezifische elektronische Schaltung als Basis für die Bauteilarchitektur, um eine individuelle analoge Auslenkung jedes Mikrospiegels zu ermöglichen.

Vorwort: Sehr geehrte iMAPS Mitglieder, sehr geehrte Leser, in der Ausgabe 08/23 der Zeitschrift PLUS, Produktion von Leiterplatten und Systemen, hatten Sie bereits die Möglichkeit einen über uns publizierten Artikel des Solderpunks e.V. zu lesen, welcher das Thema „Nachhaltigkeit in der Elektronik“ zum Titel hatte. Ein Thema, was uns alle betrifft und welches in Zukunft einen viel prominenteren Stellenwert bei der Produktentwicklung (Lebensdauer), in der Nutzung (Energieeffizienz) und in der Entsorgung (sortenreine Trennbarkeit von Rohstoffen) bekommen wird. Umso wichtiger ist es uns als Verein gewesen, Ihnen diesen Artikel zur Kenntnis zu bringen. Doch um es vorweg zu sagen – wir waren da als Presseteam zu voreilig. IMAPS bündelt Meinungen, unterstützt die Willensbildung innerhalb des Berufsstands und verleiht Verantwortlichen Gewicht, für Entscheidungsfindungen auf objektiver Grundlage.

Unter diesem Motto wurde das 8. Elektronik-Technologieforum Nord (ETFN) von 13 Unternehmen der Branche in Hamburg veranstaltet. Geboten wurde Expertenwissen aus allen Bereichen der Supply Chain.
Referenten aus Wissenschaft und Industrie stellten neue Prozesstechnologien vor, beleuchteten theoretische Aspekte und präsentierten aktuelle Forschungsergebnisse. Parallel zum Vortragsprogramm konnte man sich bei den Ausstellern über innovatives Equipment und Fertigungslösungen informieren. Und auch zum Netzwerken gab es reichlich Gelegenheit.
Nachhaltige Fertigungsprozesse, technologische Kompetenz und kontinuierliche Optimierung der Produktionskosten sind Schlüsselfaktoren, um international wettbewerbsfähig zu sein, und Herausforderungen, mit denen die Elektronikhersteller Tag für Tag konfrontiert sind.

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.

Pauschales PFAS-Verbot gefährdet die Klimaziele des European Green Deal
Kein Windrad, kein Energiespeicher, kein E-Auto, keine Halbleiter. Ohne per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) lassen sich die Schlüsseltechnologien der Transformation zur Klimaneutralität nicht produzieren und damit die Energie- und Mobilitätswende nicht umsetzen, warnen die drei großen Industrieverbände VDA, VDMA und ZVEI. Gemeinsam wenden sie sich gegen das aktuell von der EU geplante pauschale PFAS-Verbot und plädieren für eine differenzierte Betrachtung der Gruppe mit über 10.000 Stoffen. Sie fordern: Die Stoffe, für die es aktuell noch keinen Ersatz gibt und solche, von denen kein Risiko für Mensch und Umwelt ausgeht, sollen der Industrie weiterhin zur Verfügung stehen. Es darf nicht zu unverhältnismäßigen Verboten kommen. PFAS, von denen Risiken für Mensch und Umwelt ausgehen, sollen demgegenüber kontinuierlich substituiert werden, wie es bereits heute gängige Praxis ist.
Für die von den Verbänden vertretenen Branchen – Automobilindustrie (VDA), Elektro- und Digitalindustrie (ZVEI) sowie Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) – sind viele PFAS aus der Stoffgruppe aktuell unverzichtbar.

Der Autor besucht seit über 40 Jahren PCB-Hersteller in Südostasien, wobei er diese Tätigkeit während der Covid-Pandemie einstellen musste. Zuletzt reiste er im Januar 2020 nach Singapur und Vietnam. Er besuchte die meisten großen Leiterplattenhersteller in Singapur, Malaysia, Thailand, Vietnam, den Philippinen und Indonesien, einige häufiger als zehnmal im Laufe der Jahre. Er nahm zahlreiche Fotos von den besuchten Werken auf, die dem besseren Verständnis der Leiterplattenindustrie in der Region dienen. Zwei davon zeigt diese Kolumne.

Im vergangenen Jahr belief sich die weltweite Leiterplattenproduktion auf etwa 97 Mrd. $. Davon wurden in Asien 94 % hergestellt, während sich der europäische Anteil auf 2,2 % belief.
Nach dem Tiefpunkt im Corona-Jahr 2020 mit einem Produktionsvolumen in Europa von nur 1,4 Mrd. € hat sich die europäische Leiterplattenindustrie in den letzten beiden Jahren auf nunmehr knapp 1,7 Mrd. € erneut erholt und liegt damit 11,5 % unter dem Stand von 2010. Die Zahl der Firmen ging allerdings im gleichen Zeitraum um 43 % auf nur noch 172 Unternehmen zurück.
Vor dem geopolitischen Hintergrund des Handelskrieges der USA mit China, des Krieges zwischen Russland und der Ukraine sowie des wirtschaftlichen Rückgangs Chinas nach den überzogenen Corona-Maßnahmen wurden die Prognosen 2023 für das globale wirtschaftliche Wachstum auf nur + 2,1 % (nach + 3,1 % im Vorjahr) revidiert.

EIPC-Sommerkonferenz 2023 (Teil 3): Wir setzen unseren Bericht über die EIPC-Sommerkonferenz in München am 15. Juni fort. Das Thema der Nachmittagssitzung von Tag 1 lautete ‚Spezielle Materiallösungen‘ und wurde von der EIPC-Schatzmeisterin Emma Hudson moderiert.

EIPC-Summer Conference 2023 (Part 3): We continue the report of EIPC Summer Conference in Munich on 15 June. The theme of the afternoon session of Day 1 was ‚Special Material Solutions‘. It was moderated by EIPC Treasurer Emma Hudson.

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

Operation Fachkräfte der Zukunft: So macht sich der FED für den technischen Nachwuchs stark: In Schülern das Interesse für Elektronik wecken, sie mit den Möglichkeiten begeistern und Perspektiven bei der Berufswahl aufzeigen, aber auch die Mitgliedsunternehmen bei Nachwuchsprojekten unterstützen, hat sich der FED-Arbeitskreis Nachwuchsgewinnung auf die Fahnen geschrieben. Schließlich sind die Schüler von heute unsere Leiterplattendesigner, Fertigungsexperten und Branchenakteure von morgen.
Im Jahr 2020 startete der Nachwuchswettbewerb PAUL Award. Damit ehrt der FED clevere Ideen für ein Hardwareprojekt, das Azubis, Schüler und Studenten selbst entwickelt und gefertigt haben. Paul Eisler (1907–1992), Erfinder der Leiterplatte und verkanntes Genie seiner Zeit ist der Namensgeber der Initiative des FED.