IMAPS-Frühjahrsseminar 2024 in Ingolstadt

In diesem Jahr fand das Frühjahrsseminar der IMAPS Deutschland in Ingolstadt statt. Es stand unter dem Thema „Elektronik für das Auto von morgen“. Welch passenderen Ort hätten wir finden können als die Räumlichkeiten der Technischen Hochschule Ingolstadt. Hier beschäftigt man sich schon länger im Fraunhofer Anwendungszentrums „Vernetzte Mobilität und Infrastruktur“ unter der Leitung von Prof. Dr. Gordon Elger mit dieser Thematik.

Nach dem gut besuchten Vorabendtreffen im Augustiner Bräu Theresienhof trafen sich am 20. Februar Experten und Interessenten aus Industrie und Forschung zu einem intensiven Erfahrungs- und Ergebnisaustausch rund um die Themenvielfalt für die Mobilität von morgen – von der Leistungselektronik bis zur KI-gestützten Qualitätskontrolle.

Bildunterschrift: Veranstaltungsort TH Ingolstadt (euroluftbild.de/Robert Grahn)

Insgesamt 61 Teilnehmer diskutierten in den Pausen zwischen den 12 Vorträgen von wissenschaftlichen Aspekten über technologische Teilprozesse bis zur Anwendung in der Vorhalle des Hörsaals. Insbesondere galt dies Zeit auch der Präsentation der Industriepartner. UniTemp GmbH, CyberTechnologies GmbH, ROARTIS, PacTech-Packaging Technologies GmbH, nanotec international GmbH, F&K Delvotec Bondtechnik GmbH, ATV Technologie GmbH nutzten die Gelegenheit als Aussteller ihre Produkte und Dienstleistungen in den Pausen zwischen den Vorträgen zu präsentieren.

Die wissenschaftlichen und technologischen Beiträge wurden in diesem Frühjahrsseminar auf drei Blöcke verteilt.

Im ersten Block wurden die vielfältigen Aspekte der Fertigung in den Vordergrund gerückt. Marko Scherf von der TU Ilmenau eröffnete die Vortragsreihe mit dem Thema „Leistungselektronische Systemintegration unter Berücksichtigung der optimalen Schaltfrequenz“. Er konnte zeigen, dass

Magnetbauelemente im fortschreitenden Wunsch nach Volumenverkleinerung real an eine Grenze stoßen. Es gilt hier ein geeignetes, optimales Verhältnis zwischen AC- und DC-Anteil zu finden. Im zweiten Vortrag wurden wir dann mit der KI-gestützten Elektronikfertigung konfrontiert. Thomas Kleinert von der Continental Automotive Technologies GmbH führte unter dem Titel „Künstliche Intelligenz in der Elektronikfertigung“ zu diesem Thema ein. Am Beispiel der optischen Qualitätskontrolle zeigte er den Weg vom Einsatz eines Operators über die Verwendung einer AOI bis zum Anlernen der KI. Aktuell wird ein neuronales Netz aufgebaut für eine SMT-Baugruppe. Aber das Ziel ist selbstverständlich eine globalere Fehlererkennung. Dies erfordert im Konzept eine deutlich stärkere Abstrahierung. Klaus Müller von der Osram GmbH setzte den Vortragsblock mit dem Thema „Challenges of interconnect technology for future automotive and mobility applications“ fort. Er stellte die Basistechnologieschritte in der Displayfertigung der nächsten Generation zur Diskussion, denn der Einsatz von µ-LED-Chips erfordert nicht nur neue Handlingsmethoden sondern auch extrem hohe Platziergenauigkeiten. Dazu gehört die Entwicklung neuer Schichtsysteme mit niedrigen Rauhigkeitswerten aber gleichzeitig extrem kurzen Lotbenetzungszeiten. Als Zielvorgabe formulierte er die Reduzierung der Liquiduszeit von 60 sec auf 1sec. Als vierten Vortragenden konnten wir kurzfristig Sri Krishna Bhogaraju von der CuNex GmbH gewinnen. Er ist den meisten bereits von unserer Herbsttagung 2021 bekannt. Er begeistert immer wieder durch seine engagierte Vortragsweise. Sein Vortrag unter dem Titel „Copper sintering for first and second level interconnects – opportunities, challenges and solutions“ konzentrierte sich auf die anstehenden Probleme bei der Einführung der Cu-Sinterpasten in Konkurrenz zu den bereits etablierten Silbersinterpasten.

Nach einer ersten Kaffeepause, in der die Stände der Aussteller besucht werden konnten und über Gehörtes diskutiert wurde, folgte der zweite Vortragsblock zum Thema Leistungselektronik.

      
Tilo Welker stellte Auszüge der gesammelten Erfahrungen der Firma Rogers Germany GmbH mit der Laserflash-Methode zur Bestimmung des thermischen Widerstandes vor. Er fasste die bisherigen Ergebnisse unter dem allgemeinen Titel „Basismaterialien für die Leistungselektronik“ zusammen. Man versucht sich aktuell dem Problem der Übergangswiderstände im Simulationsmodell des thermischen Widerstandes zu nähern, denn nach wie vor existiert in allen Modellen noch eine Diskrepanz zwischen real gemessenem thermischem Widerstand und dem zuvor berechneten. Die Überleitung zu konkreten „Oberflächenanforderungen in der Leistungselektronik“ fällt danach nicht schwer. Markus Meier von der Firma Zestron Europe fasste essentielle Anforderungen der Reinheit von Oberflächen für elektronische Bauelemente zusammen. Im anschließenden Vortrag von Hans-Jürgen Albrecht (budatec GmbH) wurde wieder der Bogen zur Cu-Sintertechnologie geschlagen. Unter dem Titel „Copper sintering for first and second level interconnects – opportunities, challenges and solutions“ stellte er die Ergebnisse einer intensiven Literaturrecherche und wichtige Ergebnisse aus der Zusammenarbeit mit der CuNex GmbH. Kupfer kann zukünftig eine angepasste Lösung sein, da es nicht wie Silber zu Dendritenwachstum neigt. Der Weg ist allerdings noch ein steiniger. Lars Helmich von der Hesse GmbH schloss diesen Vortragsblock mit dem Thema „Laserschweißen für Leistungselektronik: Qualitäts- und Prozessanforderungen“. Er stellte die neuen Herausforderungen der Drahtbondtechnologie vor, denn die immer höhere, geforderte Stromtragfähigkeit fordert neue und gut kontrollierte Drahtbondtechnologien. Eine intensive Prozesskontrolle während des Schweißens ist die Voraussetzung für eine gute Kontaktierung.

Bildunterschrift: die wohlverdiente Mittagspause

Nach der wohlverdienten Mittagspause wurde der letzte Vortragsblock eingeläutet. Er stand unter der allgemeinen Thematik der Sensorik. Eröffnet wurde diese Reihe von Peter Aberl mit einem Vortrag zum Thema „Challenges and Opportunities of Centralized Radar Processing on the way to Autonomous Driving“. Er stellte Beispiele für mögliche „Sensorfusionen“ (z.B. Kamera und Radar) und Schnittstellenverlagerungen vor, wodurch mehr als 1,34 Gbps möglich werden. Allerdings verlangt dies auch nach einer Schnittstellenstandardisierung. Christian Geißler von Infineon Technologies AG führte uns dann zu den Hardware-Komponenten zurück. Unter dem Titel „Wafer Level HF System in Package for automotive radars“ zeigte er Möglichkeiten auf für neue Packageentwicklungen ohne Funktionsverlust. Danach kam unser Gastgeber Gordon Elger zu Wort. Die Komplexität von Kamerasystemen mit einer ausreichenden Abbildungsschärfe bis zu 30 m wurde unter dem Titel „Packaging und Zuverlässigkeit von optischen ADAS Sensoren“ zusammengefasst. Er präsentierte einen neuen Ansatz zur Packageminimierung des aufwendigen Linsenpakets und dem Imagerchip, der durch einen gewölbten Imagerchip realisiert werden soll. Den Abschluss des Frühjahrsseminar bildete der Vortrag von Thomas Northemann von der Robert Bosch GmbH – „Automated Driving – Chances and Challenges for Automotive MEMS“. Hier arbeitet man an redundanten Systemen des Fahrassistenten zur Überbrückung von sogenannten Todzonen wie z.B. in Tunneln.

Die Abschlussworte fand Martin Schneider-Ramelow, indem er sowohl den Organisatoren insbesondere Prof. Gordon Elger und seinem Team, den Vortragenden und selbstverständlich auch den Ausstellern dankte. Gleichzeitig gab er einen Ausblick auf die nächsten Veranstaltungen des Jahres 2024 (s. u. Veranstaltungskalender). Es bleibt nur noch zu sagen (schreiben): „Das nächste Frühjahrseminar der IMAPS Deutschland kommt bestimmt und wir – die Vorstandsmitglieder der IMAPS – freuen uns auf interessante Diskussionen und Ideenaustausche und selbstverständlich auch über eine weiterhin rege Teilnahme“.