Unter Moderation von Prof. Dr.-Ing. habil. Mathias Nowottnick, Lehrstuhl Zuverlässigkeit und Sicherheit elektronischer Systeme am Institut für Gerätesysteme und Schaltungstechnik der Universität Rostock, startete das Vortragsprogramm mit der Keynote „Wie überlebt der Mittelstand im Dschungel der Nachhaltigkeitsanforderungen?“ durch Marco Dörr, Geschäftsführer der Stannol GmbH & Co. KG. In Zusammenarbeit mit der Assistentin der Geschäftsführung Susanne Schlüter wurde die Bedeutung von Nachhaltigkeit hervorgehoben. Ohne den Planeten kann die Menschheit nicht überleben, daher ist es sehr wichtig, nachhaltig und vorausschauend mit den verfügbaren Ressourcen umzugehen. Insofern berufen sich die Ziele der Nachhaltigkeit besonders auf die erfolgreiche Verwirklichung einer nachhaltigen und somit gesicherten Zukunft – Greenwashing ist keine Lösung. Durch Vorstellung einiger Initiativen und Netzwerke wie B.A.U.M e.V. wurde aufgezeigt, wie das zentrale Thema einer lebenswerten Zukunft durch nachhaltiges Wirtschaften vorangebracht werden kann.
Die zweite Keynote von Prof. Dominik Bösl der Hochschule der Bayerischen Wirtschaft GmbH München hatte den Titel „Smart Robotics – vorhersehbare Disruption oder vages Phantasma?“. Der Robotik-Vordenker war Innovationsmanager bei Kuka und anschließend Head of Robotics bei Festo. Nun ist er beim Berliner Start-up Micropsi Industries als zweiter Geschäftsführer eingestiegen und zeichnet sich für die Zukunft der Produkte und Lösungen des Unternehmens verantwortlich. Hierbei geht es darum, die Grenzen des Machbaren in der künstlichen Intelligenz abzustecken sowie neue Märkte inklusive Evaluierung konkreter Machbarkeitsstudien zu analysieren. Denn durch den Einsatz von KI soll nicht nur die Robotik für mehr Anwendungen zugänglich gemacht, sondern auch solche Aufgaben durch Roboter automatisiert werden, die bisher nicht möglich waren. In diesen Zeiten ist es relevant, dass Menschen verantwortungsbewusst nachhaltige Innovationen vorantreiben, mit ganzheitlicher Sicht auf den technologischen Fortschritt blicken und Maschinen entwickeln, die menschliche Fähigkeiten ermöglichen, verbessern sowie erweitern.
Der erste EBL-Preis für den wissenschaftlichen Nachwuchs I wurde an Lukas Wolz (Doktorand Elektro-Ingenieurwesen bei Robert Bosch Automotive Electronics) mit seinem Thema Hochstrombelastbarkeit einer Multilagenkeramik (LTCC) für den Einsatz in leistungselektronischen Anwendungen, verliehen. Um erste Grundlagen für die Beurteilung einer LTCC als kombiniertes Logik-Leistungs-Substrat zu schaffen, wurden 50 bis 60µm dicke Leiterbahnen aus Silber auf LTCC-Test-Substrate gedruckt und mit Strompulsen unterschiedlicher Amplituden und Pulsdauern in µs bis s Bereich belastet. Durch Querschliff und Rasterelektronenmikroskopie konnten drei verschiedene Fehlermechanismen bestimmt werden. Durch die Auswertung der Versuche können erste Erkenntnisse über die Grenzen der Belastbarkeit von Ag-Leiterbahnen in einer Multilagenkeramik unter Pulsbelastung ermittelt werden. Die daraus resultierende Stromtragfähigkeit sowie die beobachteten Fehlerbilder zeigen eindeutige Potenziale für die Anwendung einer LTCC im Bereich der Leistungselektronik, sind Grundlage für weiterführende Untersuchungen und die zukünftige Erarbeitung eines passenden Lebensdauer-Modells.
Der Preis für den wissenschaftlichen Nachwuchs II ging an Dominik Grosskurth von der TU Darmstadt mit der flexiblen Sensorelektronik zur Zustandsüberwachung von Zahnriemen. Hierbei wurden bestehende Partikelparameter Messsysteme hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit für den APS-Beschichtungsprozess analysiert. Basierend auf den so gewonnenen Erkenntnissen und Grenzen der Systeme wird ein neuartiger Auswertealgorithmus zur Detektion der In-Flight-Partikelparameter (Partikelgeschwindigkeit, -intensität, Flugwinkel) mittels optischer Messtechnik entwickelt. Die so gewonnenen Daten sollen später zur Regelung der Prozessgrößen verwendet werden. So sollen zukünftig gleichbleibende Schichteigenschaften bei wechselnden Prozessbedingungen erreicht werden.
Nach der Preisverleihung ging es zu den verschiedenen Vortragsslots in drei parallelen Sessions. So behandelte Session „Intelligente Systemkonzepte und Designtools“ Themen wie 3D Luft- und Kriechstreckenanalysen für Multi-Board-Systeme, HF-Charakterisierung der Embedding-PCB-Technologie-Toleranzen für Radar-Anwendungen oder automatisierte Datenaufbereitung für AOI/AXI-Systeme, während die Session „Trends, Roadmaps, Sustainability“ Vorträge über Handlungsoptionen für die Baugruppen- und Leiterplattenfertigung mit Herausforderung Klimaneutralität, additive Herstellungsprinzipien in der Elektronikfertigung mit Herausforderungen und Möglichkeiten, Umsetzung der technischen Sauberkeit in der Leistungselektronik oder Traceability beim Handlötprozess präsentierte. Zur Zuverlässigkeit und Analytik gab es gleich drei Sessions mit einer Vielzahl an Vorträgen wie beispielsweise zur Verbesserung der Qualität von Schutzlacken, den Ursachen, Entstehung und Polymerisation von Kondensat, einer Vergleichsstudie zur Untersuchung partikulärer Verunreinigungen auf Oberflächen mithilfe von trockenen und nassen Extraktionsverfahren, Lebensdaueranalyse und -vorhersage von Leistungs-MOSFETs, Bewertung des thermo-mechanischen und dielektrischen Werkstoffverhaltens von Leiterplattenmaterialien unter Anwendung von beschleunigten Alterungstest oder akustische Mikroskopie und ihre Anwendung zur Fehleranalyse in der Elektronikindustrie. Industrie 4.0 mit Machine Learning behandelte in zwei Sessions u.a. Vorträge zur Echtzeitkontrolle 4.0 – Wie KI bei der Prozessregelung unterstützt, Erzeugung von Bilddaten defekter THT-Lötstellen mittels Generative Adversarial oder Machine Learning für robuste Modellierung in der Material- und Prozessoptimierung von Leiterplattenbeschichtungen. Weitere Sessions wie intelligente Systemkonzepte und Simulation, Traceability und Compliance, neue Materialien und innovative Bauweisen, AVT – Silbersintern, AVT – Weichlöten, Funktions- und Schaltungsträger sowie Korrosion und Migration boten eine weitere Anzahl an informativen Vorträgen für die zahlreichen Teilnehmer. So stellte der Beitrag neuartige thermische Analyse beim Layout von Leistungselektronik unter der Session Intelligente Systemkonzepte und Simulation einen neuartigen thermischen Analyseansatz vor, der auf einer Abschätzung der Stromdichte, der Verlustleistung sowie der Temperaturverteilung einer Leiterplatte basiert. Die implementierten Algorithmen sind in einem Entwurfswerkzeug integriert, das über Schnittstellen zu kommerziellen EDA-Tools als Add-on-Tool genutzt werden kann. Die Berechnungen gründen auf den importierten Layoutdaten aus den EDA-Tools und nicht auf Gerberdaten. Die Stromdichte wird mit einem separaten PEEC-Solver berechnet. Das entwickelte Entwurfswerkzeug generiert automatisch das notwendige 3D-Modell, aktiviert den PEEC-Solver und extrahiert dessen Berechnungsergebnisse. Anschließend berechnet der implementierte Thermal-Solver des Entwurfstools die Verlustleistung sowie die Temperaturverteilung für einen zuvor zugewiesenen Strom. So wird der Leiterplatten-Designer bereits während des Layout-Prozesses effizient unterstützt. Die Methode wird anhand von Simulationen und Messungen an typischen Baugruppen validiert.
Im Rahmen einer Tabletop-Ausstellung präsentierten Unternehmen aus der Elektronikbranche ihr Produkt- und Dienstleistungsangebot und boten genug Raum und Zeit für einen informativen Austausch während der zwei Veranstaltungstage zum intelligenten Design und Fertigung, Prüfung und Applikation elektronischer Baugruppen und Leiterplatten. (dj)
