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Erweitertes Netzwerk mit verbesserter Technologie

Techday bei ASPro in Großbettlingen
Erweitertes Netzwerk mit verbesserter Technologie

Unter dem Motto „Advance your network – Advance your technology“ hatten die Besucher bei ASPro die Gelegenheit, neueste Logistik-, Bestückungs- und Inspektionstechnologie zu erleben. Ergänzt wurde die Veranstaltung durch Fachvorträge von ausgewählten Technologieführern sowie einer Führung durch die Produktionsfläche des Unternehmens für Dienstleistung in allen Bereichen der Elektronik und Halbleitertechnologie.

Der Dienstleister mit Standort in Großbettlingen bei Nürtingen verfolgt konsequent sein Unternehmensziel mit Blick auf den Erfolg und die Zufriedenheit seiner Kunden. So wird gemeinsam mit dem Kunden die optimale Strategie erarbeitet und umfassende Rationalisierungspotentiale ermöglicht. Übernommen werden dabei Teile oder auch der gesamte Prozess von der Produktionsplanung bis zur Auslieferung des fertigen Produkts an den Endkunden, ohne Idee oder Konzept des Kunden aus den Augen zu verlieren. Das neue SMT-Center mit Verdopplung der Bestückleistung sowie Realisierung eines automatischen Lagersystems waren ein guter Grund, um zum ersten Mal einen Techday zu veranstalten.

Nach der Begrüßung durch den Geschäftsführer Harald Bohnert ging der erste Vortrag von Kemet der Frage nach, ob sich Polymer Kondensatoren als Ersatz für MLCC-Kondensatoren eignen. Grundsätzlich sind Kondensatoren Energiespeicher, welche eine elektrische Ladung über ihre Platten speichern können. Als passives elektrisches Bauelement haben sie die Fähigkeit, in einem Gleichstromkreis elektrische Ladung und die damit zusammenhängende Energie statisch in einem elektrischen Feld zu speichern. Durch den Trend der Miniaturisierung in der Elektronik müssen auch die passiven Bauelemente immer kleiner werden, was zu höherer Leistungsdichte und somit zur Gefahr der Erhitzung führt. Der MLCC (Multilayer Ceramic Chip Capacitor) ist ein mehrlagiger Keramik-Kondensator in Chip-Bauweise. Die keramische Vielschicht-Kondensatoren bieten zwar einige Vorteile wie zum Beispiel eine günstige und einfache Herstellung, sind jedoch materialbedingt empfindlich und nicht so stabil, so dass bei mechanischer Beanspruchung durch Vibration Risse entstehen können. Auch hängt der Kapazitätswert stark von der angelegten Spannung und Temperatur ab. Die Temperatureigenschaften von MLCCs unterscheiden sich und sind vom Dielektrikum abhängig, doch alle sind anfällig für temperaturabhängige Alterungsfehler und erfordern geringere elektrische Feldstärken. Nachteile, die bei einem Polymer-Kondensator nicht zu finden sind, da diese sehr robust in puncto elektrische und thermische Belastung sind. Der MLCC kann bei gleicher Grundfläche und Volumen nicht dieselbe hohe Kapazität wie ein Polymerkondensator erlangen. Beim Vergleich verschiedener Lösungen zeigte sich, dass sechs MLCCs durch einen Polymer-Kondensator ersetzbar sind, in Abhängigkeit der Anwendungen. Weiterhin erwähnenswert ist die Tatsache, dass Polymer nicht brennt und einen niedrigen Reihenersatzwiderstand ESR (Equivalent Series Resistance)-Wert aufweist. Nachdem fortschrittliche Applikationen steigende Anforderungen an die Komponenten stellen – sie sollen immer kleiner sein mit langer Lebensdauer sowie hoher Zuverlässigkeit und extremen Temperaturen standhalten – bieten sich Polymer-Kondensatoren bei vielen Anwendungen als Lösung an.

Der nächste Vortrag von FM Siebdruck konzentrierte sich auf das funktionelle Drucken mit der Verknüpfung von Drucktechnologie und Elektronikfertigung mittels Bedruckung von Folien zur Verwendung als Leiterplatte. Das Unternehmen beschäftigt sich über den dekorativen Siebdruck hinaus intensiv mit dem Drucken von Funktionsschichten: Gedruckte Batterien, Löten auf gedruckten Funktionsschichten im Mitteltemperaturbereich oder LED-Panels in additiver Fertigung u.a. für den Einsatz in der Luftfahrt, wobei hier Material nur dort aufgetragen wird, wo es wirklich benötigt wird. Die resultierenden Vorteile hierbei liegen u.a. in der individuellen Produktgestaltung, einer kostengünstigen Variantenvielfalt oder der Einsparung von Fertigungsprozessen. Die Kombination von Design und Funktion wurde am Beispiel des mit Heraeus realisierten Touch-Schiffchens aufgezeigt, beim Thema gedruckte Antennen besteht beispielsweise eine Zusammenarbeit im Prototyping oder der Prozessentwicklung mit einem namhaften Antennenhersteller. Die dünnen und flexiblen Energiespeicher sind insbesondere für den Einsatz in smarten Objekten wie RFID-Tags, medizinische Patches oder autonomen Sensorsystemen von großer Bedeutung und fungieren als Bindeglied zwischen Drucktechnik und Elektrochemie. Das Unternehmen entwickelt druckfähige Elektrodenmaterialien, übernimmt das Prototyping gedruckter Batterien, passt die Batterieperformance an die Applikationsanforderung an, trifft die anforderungsspezifische Materialauswahl und übernimmt die Prozessentwicklung. Löten auf gedruckten Funktionsschichten ist auf einer Vielzahl von Substraten realisierbar, so dass teures Leiterplattenmaterial unnötig wird. Es ist dabei kein nasschemischer Prozess erforderlich, sondern die Bestückung und das Löten erfolgt im konventionellen Reflow-Verfahren bei Prozesstemperaturen 200 °C, die Qualitätskontrolle ist durch optische Systeme möglich. Des Weiteren wurde die Hybrid Technik mit Printintegration am Beispiel eines autarken Sensorsystems zur Temperaturüberwachung vorgestellt. Der NFC-Data Logger intellilog sorgt für ein lückenloses Kühlketten-Monitoring von Einzelprodukten, Packungseinheiten und Paletten über die gesamte Lieferkette hinweg. Die Hardware besteht aus einer gedruckten Primärbatterie zur Energieversorgung der Sensorik, auch die Antennentechnik ist gedruckt. Das flache und biegsame Design realisiert ein Anbringen des Loggers an nahezu jede Waren- oder Verpackungsform. Die QFN-Bestückung der Lösung wird im Übrigen durch den Veranstalter ASPro umgesetzt. Hier liegen die Pluspunkte in der Substitution von mechanischen Bearbeitungsprozessen, der Einsparung von Einzelkomponenten sowie Fertigungsprozessen, es entstehen neue Designmöglichkeiten durch die Bauraumoptimierung und wegen dem Wegfall von Kontaktierungen ergeben sich elektrische Vorteile.

Der letzte Vortrag „NPI bei 2,5D und 3D Baugruppen – Herausforderung bei der Einführung neuer Technologien“ wurde durch Wittenstein abgedeckt. Das Unternehmen entwickelt kundenspezifische Produkte, Systeme und Lösungen für hochdynamische Bewegung, präzise Positionierung und intelligente Vernetzung in der mechatronischen Antriebstechnik und ist Experte in der Einführung neuer Produkte. Dabei sollte bereits in der Konzeptions- und Designphase, speziell bei komplexen Produkten, frühzeitig mit dem Leiterplattenhersteller, dem EMS und ggf. sogar mit den Anlagenherstellern eine sehr enge Zusammenarbeit bestehen, um das optimale Ergebnis zu erzielen. Gerade durch die anhaltende Miniaturisierung und die kleiner werdenden Bauteile kommen mehr unerwartete Effekte aus der kompletten Wertschöpfungskette hinzu, welche dringend berücksichtigt werden müssen. Der Redner ging näher auf Bauteile mit kleinen Pitches sowie Baugruppen mit Mischbestückung auf einer planaren Leiterplatte ein, um die Problematiken beim EMS darzustellen. Hier empfiehlt sich bei starren Leiterplatten durch schlechte Koplanarität des Endstufenmoduls eine Handbestückung, was jedoch die Produktionskosten erhöht. Durch die finepitchigen und kleinen Bauteile kann eine max. 130 µm dicke Schablone eingesetzt werden, was am Stecker den Einsatz von Zinnpreforms erforderlich macht. Alternativ wäre eine Stufenschablone, Jetprinten oder Dispensen möglich. Sehr gute Wärmeleitung im Leistungsbereich lässt sich durch den Einsatz von Aluminium- oder Kupferkernleiterplatten erreichen, wodurch beim Einsatz keramischer Komponenten ein sehr starker Missmatch besteht, der zur Zerstörung von Bauteilen führen kann. Zum Thema Cavity Board wurde Fitbone, das intramedulläre Verlängerungssystem vorgestellt, ein komplett implantierbares System zur Extremitätenverlängerung beispielsweise bei Beinlängendifferenzen oder einseitigen Über- oder Minderwuchs. Der Wachstumsprozess kann mittels einem handlichen Sender, der den Fitbone-Motor aktiviert und den Verlängerungsmarknagel vorsichtig auseinanderfährt, selbst gesteuert werden. Hierzu wurde der der gesamte Entwicklungsprozess detailliert erklärt. Ebenfalls zur Sprache kamen Embedded Components, gedruckte Leiterplatten, dehnbare Schaltungsträger sowie 3D-MID mit Pastenapplikation, Bestückung sowie Inspektion. Festgestellt wurde, dass je nach den für das Produkt erforderlichen Schaltungsträgergeometrien und Materialien unterschiedliche Applikationsverfahren, eventuell auch in Kombination, nötig werden können, um im anschließenden Prozess Komponenten mittels des Verbindungsmediums (Lotpaste, Leitkleber, Silbertinte..) mit den Leiterstrukturen auf den Schaltungsträgern zu verbinden.

Die Vorträge wurden durch den Rundgang im neuen SMT-Center des Unternehmens perfekt ergänzt, so dass sich die Teilnehmer direkt vor Ort einen Eindruck verschaffen konnten. (dj)

www.aspro-gmbh.de

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