... aber im täglichen Leben braucht man auch Kupfer. So meinte recht profan Ninon de Lenclos (Gastgeberin literarischer Salons im Paris des 17. Jahrhunderts). Aber auch Wirtschaftskoryphäen wie Milton Friedman (Wirtschaftswissenschafter, Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften 1976, USA) wissen zu berichten: Bei sehr hohen Inflationsraten greift der Mensch nach einer Ersatzwährung; im Verlauf der Geschichte war es in den meisten Fällen Münzgeld aus Gold, Silber oder auch Kupfer.

Die Verlagerung ganzer Betriebe oder Fertigungen aus den führenden westlichen Industrieländern nach Fernost, insbesondere nach China, ist weiterhin im Gange. Doch auch ein Rückstrom zurück aus China hat eingesetzt. Was sind die Gründe dafür? Sind die beim Outsourcing avisierten Kosteneinsparungen durch die billigen chinesischen Arbeitskräfte doch nicht das „allein selig machende"? Nachfolgend kommen mit PCB Solutions Inc. und Universal Instruments zwei Unternehmen aus den USA zu Wort, die sich mit ihrer Fertigung wieder aus China zurückgezogen haben.

Termine

DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Es werden ausgewählte Ergebnisse aus dem BMBF-Verbundprojekt „Materialmodifikation für geometrisch und stofflich limitierte Verbindungskonstruktionen hochintegrierter Elektronikbaugruppen" (Kurztitel „LiVe") vorgestellt. Im Wesentlichen werden Beiträge eines Tutorials im Rahmen der „SMT/Hybrid?&?Packaging?2008" in leicht gekürzter Form zusammengefasst dargestellt. Aufgrund der komprimierten Darstellung sind die Beiträge in vier Schwerpunkte unterteilt:

Teil 1 – Zielstellung und Vorgehensweise 

Teil 2 – Untersuchungsergebnisse verschiedener Messmethoden 

Teil 3 – Metallurgische Wechselwirkungen und deren Auswirkungen

Teil 4 – Ableitung von Lebensdauervorhersagen aus Experiment und Simulation

Teil?1 befasst sich zum einen mit der Zielstellung und der daraus abzuleitenden Lösungsmatrix des Verbundprojektes LiVe und zum anderen mit der Vorgehensweise bei der Erarbeitung der Projektergebnisse, speziell was die Untersuchungen der Lote und Lötverbindungen, die Variation der Prüfverfahren und die Auswahl der Testboards betrifft.// 

The following articles describe results of a national research project, founded by BMBF, with the official title “Modification of materials for geometrical and substantial limited joint design in high integrated electronic devices”, and short called “LiVe”. The content of the articles consist of different lectures, which were introduced in a tutorial during the international exhibition “SMT/Hybrid and Packaging 2008”, in a compendious form. Regarding to the great amount of results the article is dividing into four parts:

Part 1: Topics and Approaching

Part 2: Investigation Results of different Measurement Methods

Part 3: Metallurgic Interaction and their Effects

Part 4: Life Time Predictions from Experiment and Simulation

The first part comprehends the topics and their solution matrix in the research project “LiVe”. On the other side the approaching during the project for the different investigations, especially for the solders and solder joints, the variation of diverse testing methods and the selection of summarized six test boards will be described.

Moderne Aufbau- und Verbindungstechniken erschließen den LEDs immer neue Anwendungen. In diesem Beitrag werden die LED-Anwendungen im Automobil ausführlich dargestellt und auf die Besonderheiten der anwendungsspezifischen Aufbaukonzepte eingegangen. Neben dem Hauptproblem der Entwärmung sind vor allem optische Anforderungen zu beachten. Entsprechende Lösungen werden kurz vorgestellt. // 

Modern assembly and interconnection technologies continue to widen the range of possible applications for LED. In this report, their use in the automotive industry is reviewed in depth, including special aspects of this particular application. While heat-sinking remains the main problem, there are a range of optical issues which have to be considered. Some solutions to these problems are briefly noted.

Seit der Herstellung der ersten roten Gallium-Arse- nid-Phosphid-LED (GaAsP-LED) im Jahre 1962 wurden sehr viel Zeit, Geld und Anstrengungen investiert, um effizientere LEDs zu entwickeln, die auch mit anderen Lichtquellen konkurrieren können. Etwa ab dem Jahr 2000 konnten „Power-Chips" bzw. „Hochstrom-Chips" in die serielle Produktion überführt werden. Diese Chips ermöglichten, dass LEDs neue Märkte für unterschiedliche Anwendungen mit weißem oder farbigem Licht erobern konnten. // 

Since 1962, when the first red Gallium-Arsenide-Phosphide (GaAsP) light-emitting diode (LED) was produced, a great deal of time, money and effort has been spent on developing more efficient LED’s to compete with other light sources. By 2000, “power chips,” or “high-current chips” were developed for serial production. These chips enabled LED’s to effectively penetrate a variety of markets for different white and colour lighting applications.

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

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

Fertigungsgerechte Konstruktion dreidimensionaler Schaltungsträger

An Akzeptanz der MID-Technologie bei Fachleuten mangelt es nicht. Auch Anwender berichten durchweg von positiven Erfahrungen. Schließlich profitiert man vor allem von reduziertem Raumbedarf, niedrigerem Gewicht und hoher Design-Flexibilität (Abb. 1). Auch die Kosten reduzieren sich durch Einsparungen von Leiterplatten und Steckverbindern, sowie durch vereinfachte Montage, Test und Service. Trotzdem sind die ganz großen Umsatzzahlen bei der Mengenfertigung noch eher Einzelfälle. Grund hierfür ist vor allem, dass vielen Entwicklern zu wenig über die Parameter der verschiedenen Prozessschritte bekannt ist. Dass die erfolgreiche Realisierung von MIDs längst keine große Hürde mehr darstellt, zeigt dieser Artikel mit einem Einblick in Konstruktionsregeln und -anforderungen.

Der 8. ESD-Workshop in Dresden, organisiert vom B.E.STAT European ESD competence centre in Kesselsdorf, vereinte wieder Experten aus allen Bereichen der Industrie, der Wissenschaft und Technik, die mit elektrostatische Aufladungen und Entladungen konfrontiert werden. Schwerpunkte bildeten dabei die Kontrolle der Entstehung elektrostatischer Aufladungen, die Messung der vorhandenen elektrostatischen Aufladungen, sowie Maßnahmen zur Vermeidung dieser elektrostatischen Aufladungen, Kontrolle der eingeführten ESD-Kontrollmaßnahmen, Messung und Überprüfung der ESD-Materialien und -Ausrüstungen und die Anforderungen an die Materialien, die innerhalb der EPA (ESD protected area – ESD-Schutzbereich) eingesetzt werden. Der Workshop umfasste auch die Ausbildung und Prüfung von ESD-Koordinatoren.

Am Beispiel eines 800 MHz-Tiefpassfilters werden Entwurf und Optimierung eines kompakten HF-Bauteils für die Oberflächenmontage gezeigt. Dabei werden auch die Vorteile der LTCC-Mehrlagentechnik für diese Anwendung beleuchtet. Eine wichtige Rolle spielt der Einsatz von aktueller Simulationssoftware zur Synthese und Analyse des Frequenzganges. Für die exakte Modellierung der Filterkomponenten und deren Zusammenwirken wurde eine echte dreidimensionale Simulation des elektromagnetischen Feldes basierend auf der leistungsfähigen Finite Differenzen Zeitbereichs-Methode (FDTD) durchgeführt. Ausgangspunkt für die Entwicklung sind die Erfordernisse der Applikation und die daraus abgeleiteten Filterspezifikationen. // 

The design flow for a lowpass filter in SMD technology demonstrating the advantages of multilayer LTCC technology will be presented. State-of-the-art simulation software was utilized to design and opti- mize the filter response. True 3-dimensional EM analysis, based on Finite Differences Time Domain (FDTD) method was applied to achieve accurate modelling of the filter’s components and their inter- action. An 800?MHz lowpass filter was selected for realization. The development started with the application’s requirements and the derived filter specifications.

CICMT 2008 – eine Nachlese 

Die Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies-Tagung (CICMT) fand in diesem Jahr erstmalig außerhalb der USA statt. Tagungsort war das Holiday Inn Munich City Centre in München. In der Zeit vom 21. bis 24. April konnten die 245 Teilnehmer ein sehr anspruchsvolles wissenschaftliches Programm mit 66 Vorträgen und eine hoch interessante Ausstellung erleben. Die Teilnehmerzahl war die bisher höchste bei dieser Konferenz. Die CICMT wurde in diesem Jahr gemeinsam von IMAPS North America, AcerS, IMAPS Deutschland und der Deutschen Keramischen Gesellschaft veranstaltet. Takashi Harada, NEC Corp. („Chip-Package-Board Co-design in High-density and High-speed Circuit Packaging“) und Paul Clem, Sandia National Laboratories („Direct Write of Electronic Materials for Three-Dimensional Polymer Integration“) eröffneten die Tagung mit den Keynote-Präsentationen.

Eröffnung eines neuen Demonstrations- und Schulungszentrums in Hameln

Die Bedeutung des deutschen Marktes für die Automatische Optische Inspektion (AOI) von bestückten Leiterplatten unterstrich die europäische Orbotech-Tochter in Brüssel mit der Eröffnung ihres Demon- strations- und Schulungszentrums am 6. Mai 2008 in Hameln. Nachdem die Kunden aus dem süddeutschen Raum, Österreich und der Schweiz schon seit mehr als 5 Jahren in der Firma Farr electronic & optic in Neuenbürg/Schwarzwald einen kompetenten Ansprechpartner für Demonstrations- und Schulungszwecke sowie alle weiteren mit der Geschäftsanbahnung, Inbetriebnahme und Betrieb von AOI-Systemen für die bestückte Leiterplatte im Zusammenhang stehenden Fragen haben, wurde nun auch ein entsprechendes Pendant für die Kunden aus dem Norden Deutschlands geschaffen.

Die ERNI Electronics GmbH hat auf dem ERNI-Kongress in Stuttgart erneut ein Bekenntnis zum Fertigungsstandort Deutschland abgegeben; mit innovativen Produkten, hoher Produktivität und kundenspezifischen Lösungen wird die Wettbewerbsfähigkeit im globalen Markt gesichert.

Dies ist bemerkenswert in einer Zeit, die durch Fertigungsverlagerungen nach Osteuropa und Asien gekennzeichnet ist, um dem Kostendruck im globalisierten Markt zu begegnen. Die Situation Deutschlands bzw. Europas im Spannungsfeld der Globalisierung war das übergreifende Thema auf dem Kongress, zu dem auch Dr. Heiner Geißler als Keynote-Sprecher Stellung bezog. Dr. Heiner Geißler stellte dabei heraus, dass die Politik gefordert ist, die Rahmenbedingungen zu schaffen, damit Unternehmen in einem globalen Markt bestehen können. Dass das möglich ist, zeigt die ERNI Electronics GmbH, die von Dr. Heiner Geißler als „Prototyp eines erfolgreichen deutschen Mittelstands-Unternehmen“ gewürdigt wurde.

Neuer Hochgeschwindigkeits-Chip Shooter und neuer Matrix Tray Changer von JUKI

01005 – kein Problem für die Siplace D-Serie

Die GÖPEL electronic GmbH, Jena, hat am 8. und 9. April 2008 ihre diesjährigen Boundary Scan Days veranstaltet. Sie standen unter dem Motto „Höhere Testqualität in Labor und Produktion durch erweiterte JTAG/Boundary Scan-Anwendungen" und zeigten neben aktuellen Problemen, Trends und Innovationen v.a. auf, wie sich das Testen mit JTAG/Boundary Scan erfolgreich in der Praxis einsetzen lässt.

Informationen für die Praxis sind immer gefragt, insbesondere auch im Bereich Test. Nun kommt der BST immer mehr zum Einsatz. Dementsprechend groß war mit deutlich über 100?Teilnehmern die Resonanz. Die sehr informative Veranstaltung, die eine Serie von Fachvorträgen und Workshops sowie ein Rahmenprogramm umfasste, ist von Mario Berger, GÖPEL electronic GmbH, Jena, moderiert worden.

National Instruments Germany veranstaltete zusammen mit GÖPEL electronics am 12.März 2008 in Jena einen Technologietag zum Baugruppentest, bei dem ausgehend von den Grundlagen und heutigen Anforderungen über aktuelle Lösungsmöglichkeiten und Anwendungsbeispiele informiert wurde.

Zu der Veranstaltung, die Fachvorträge, eine begleitende Ausstellung und eine Podiumsdiskussion umfasste, fanden sich über 150?Teilnehmer ein, was zeigt, dass der Baugruppentest nach wie vor von großem Interesse ist.

Im April fand der Technologietag bei DEK in Bad Vilbel statt. Es ging um die Thematik, wie sich Prozesse und Fehlerquellen optimieren lassen. Eine Kunden-Veranstaltung zum Wissens- und Erfahrungsaustausch und somit eine geeignete Plattform zur Erwerbung von mehr Know-how.

Nicht nur optimaler Durchsatz, sondern auch niedrige Fehlerraten sind Schlüssel für ein erfolgreiches Handeln. Ein Ziel, das bei den immer komplexeren Mix und modernen Bauteilen eine Herausforderung darstellt. DEK hatte sich an diesem Technologietag darauf konzentriert, moderne Bauteile wie OFNs und µBGAs oder kleine Chip-Komponenten unter die Lupe zu nehmen, und dabei das Zusammenspiel zwischen Schablone und Paste sowie dem nachfolgenden Lötprozess näher zu beleuchten.

Ein Serienprodukt, das bisher mit bleihaltigen Loten hergestellt wird, wurde versuchsweise unter Verwendung einer bleifreien Lotpaste sowie von drei unterschiedlichen bleifreien Wellenlotlegierungen hergestellt und einer umfassenden Qualitäts- und Lebensdaueranalyse unterzogen. Die Untersuchung und deren Ergebnisse werden nachfolgend beschrieben. // 

An off-the-shelf product, which up till now has incorporated lead-containing solders, has been reformulated, on a trial basis, using a lead-free solder paste as well as three different lead-free wave-soldering alloys. A wide-ranging quality and life-time test of the new formulation has been carried out. These studies and their findings are described.

Vom 16. bis 20. April 2008 trafen sich knapp 200 Personen aus dem Bereich Elektronikbaugruppenfertigung und dessen Umfeld in Colonia de Sant Jordi, Mallorca, Spanien, zum 11. Europäischen Elektroniktechnologie-Kolleg, das von den Firmen Christian Koenen, Cobar, EKRA, Koenen, Kolb, Rehm Thermal Systems, Siemens, TBB und ZEVAC veranstaltet wurde. Neben 11 Fachvorträgen wurden dort mehrere Workshops und zudem reichlich Gelegenheit für Fachgespräche im Teilnehmerkreis sowie mit den Referenten und den Repräsentanten der veranstaltenden Firmen geboten.

Die WEIDINGER GmbH, Planegg-Martinsried, organisierte für ihre Kunden und Interessenten am 11. März 2008 beim ZVE in Oberpfaffenhofen-Wessling eine Informationsveranstaltung mit Praxis- demonstration. Neben dem Bleifrei-Löten wurde dort auch über den Schablonendruck, die Lotpasten und das Reinigen informiert.

Gerhard Quinger, Leiter Marketing und Vertrieb der WEIDINGER GmbH, Planegg-Martinsried, informierte im Rahmen der Eröffnung über die seit Ende 2006 zur Hilpert electronics?AG, Baden-Dättwil, Schweiz, gehörende Firma WEIDINGER. Diese vertritt zahlreiche namhafte Hersteller und bietet ein breites Spektrum an Geräten, Werkzeugen und Verbrauchsmaterialien für die Löttechnik und die Elektronikfertigung sowie Bauelemente (Widerstände und Kondensatoren) und Komponenten für die Starkstromtechnik an. Seit 2007 erfolgt auch der Vertrieb der alpha metals-Produkte in Österreich durch die Firma WEIDINGER.