2016 - Vogel Business Media

19.05.2016 - Kleinste. Mikropumpe. Wissenschaftler des Fraun- hofer EMFT wollen Mikro- ..... gann seine berufliche Karriere. Mitte 1986 als Projektingenieur.
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Wissen. Impulse. Kontakte.

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B19126

19. Mai 2016 € 12,00

www.elektronikpraxis.de

Tausch von Ladespulen für das drahtlose Laden

Sende- und Empfangsspulen sind Schlüsselkomponenten induktiver Ladesysteme, bei deren Austausch einiges zu beachten ist.

Röntgen erhöht Prozesssicherheit

Leistungsintegrität in PCB-Designs

Silizium-MEMS als Zeitreferenz

Mit dem Einsatz der 3DRöntgeninspektion lässt sich die Prozesssicherheit deutlich erhöhen. Seite 38

Die PI-Analyse gibt schnell einen genauen Einblick in das Stromversorgungsnetz einer Platine. Seite 42

MEMS-Oszillatoren lösen immer mehr Quarzoszillatoren ab – und das hat gute Gründe. Seite 62

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EDITORIAL

Die besten Konferenzen in Juni und Juli für Elektronikprofis

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ls Chef von ELEKTRONIKPRAXIS möchte ich Sie heute auf unsere neun Seminare und Konferenzen in Juni und Juli hinweisen, in der Hoffnung, dass ein interessantes Weiterbildungsangebot für Sie dabei ist. Unser Themenbogen spannt sich von der Entwicklung über die Elektronikfertigung bis hin zur Software und zum Elektronikmanagement. Aber der Reihe nach: Vom 6. bis 8. Juni laden wir alle Steckverbinderanwender zum 10. Anwenderkongress Steckverbinder nach Würzburg ein. Zum Jubiläum haben wir ein ganz besonderes Programm erstellt. Am 16. Juni findet die Tagung „Zuverlässigkeit in der Leistungselektronik“ in Stuttgart statt. Unser Partner ist hier das ZFW unter Leitung von Prof. Griesinger. In München findet am 22. und 23. Juni das Hands-on-Seminar Industrie 4.0 statt. Unser Partner ist hier der Lehrstuhl von Frau Professor Birgit Vogel-Heuser von der TU München, die das Thema Industrie 4.0 bereits von Beginn an begleitet. Am 23. Juni findet in Würzburg der 14. EMS-Tag statt. Führungskräfte von EMSProvidern, Inhouse-Fertigern und deren Zulieferer treffen sich, um sich über die Trends der Branche zu informieren.

„Was Sie über Stecker, Leistungselektronik, Industrie 4.0, EMS, EMV, Linux, Strategie, LEDs und FPGAs wissen sollten...“

JETZT ANMELDEN!

Johann Wiesböck, Chefredakteur [email protected]

Ins österreichische Gmunden laden wir alle Entwickler und Anwender von Stromversorgungen am 23. und 24. Juni ein zum Seminar „Power meets EMV“. Unser Partner ist hier der Power-Spezialist RECOM. Vom 4. bis 8. Juli findet in Würzburg die 11. Embedded-Linux-Woche statt. Einsteiger und Profis finden hier Angebote. Am 5. Juli laden wir Führungskräfte zum 3. ESE-Management-Summit ein. Zielpersonen sind alle, die die Softwareentwicklung in ihrem Unternehmen strategischer angehen wollen als bisher. Um LED-Beleuchtung in der elektrotechnischen Praxis geht es in einem Seminar am 12. Juli 2016 in Stuttgart. „FPGA-Systeme zeitgemäß entwickeln“ ist das Motto beim FPGA-Kongress vom 12. bis 14. Juli in München. 18 Seminar-Tracks decken alle relevanten Themen ab. Info: www.elektronikpraxis.de/event

10. Anwenderkongress

Steckverbinder 06. – 08. Juni 2016, Vogel Convention Center Würzburg

Europas größter Fachkongress zum Thema ist der Pflichttermin für alle, die Steckverbinder entwickeln oder einsetzen und interessante Kontakte knüpfen möchten.

steckverbinderkongress.de Herzlichst, Ihr VERANSTALTER:

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

3 www.vogel.de

INHALT Nr. 10.2016 STROMVERSORGUNGEN

Tausch von Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung Drahtlose Ladetechniken liegen voll im Trend – vor allem bei mobilen Geräten wie Smartphones, Tablets oder Laptops. Schlüsselkomponenten beim drahtlosen Laden sind die Ladespulen und die zugehörigen Regler-ICs. Dieser Beitrag beschreibt Methoden zum Tausch drahtloser Ladespulen am Beispiel einer Demoschaltung auf Basis der Empfängersteuerung LTC4120 von Linear Technology mit drahtlosen Stromladespulen von Würth Elektronik eiSos.

21 ELEKTRONIKSPIEGEL 6

Zahlen, Daten, Fakten

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Veranstaltung

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Branchen & Märkte

SCHWERPUNKTE Stromversorgungen TITELTHEMA

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Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung

Schlüsselkomponenten eines induktiven Ladesystems für Smartphone & Co. sind die Sende- und Empfangsspulen. Worauf Sie beim Austausch von Ladespulen achten sollten.

Elektronikfertigung 34 Empfindliche Bauteile durch Lackierung schützen

Störungsfrei bei Wind und Wetter: Mit einer neuen SCSLackierlinie werden Leiterplatten, die in sensiblen Bereichen eingesetzt werden, vor Umwelteinflüssen geschützt.

36 Die Elektronikfertigung gezielt weiterentwickeln

Am 23. Juni findet der Würzburger EMS-Tag statt. Erfahrene Experten geben wichtige Impulse für Führungskräfte.

38 Röntgeninspektion für höhere Prozesssicherheit

Leesys hat sein Portfolio um die 3D-Röntgeninspektion erweitert, um eine höhere Prozesssicherheit zu gewährleisten und somit die Kundenzufriedenzeit zu erhöhen.

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Elektronik-Design 42 Leistungsintegrität in PCB-Designs sicherstellen

Bei niedrigen Versorgungsspannungen und hohen Strömen ist der Spannungsabfall nicht vernachlässigbar. Die PI-Analyse gibt schnell einen genauen Einblick in das Stromversorgungsnetz einer Platine.

Verbindungstechnik 46 Der Produktionsstandort muss sich täglich bewähren Seit mehreren Jahrzehnten ist die Diskussion um den Produktionsstandort Deutschland ein Thema. Doch wie kann man den deutschen und europäischen Standort dauerhaft sichern?

48 Verbindungen für den modularen Maschinenbau

Eine neue werkzeuglose Schnellanschlusstechnologie sowie ein Andockrahmen für den passgenauen Modulanschluss erleichtern die Arbeit für den Maschinenbauer. HARTING hat eine Reihe neuer Schnittstellen vorgestellt, mit denen Anwender Zeit und Kosten sparen können.

Wärmemanagement 56 Small-Form-Factor-Elektronik lüfterlos kühlen

Miniaturisierung und höhere Prozessorleistung bedingen eine optimale Kühlung. Die lüfterlose Konduktionskühlung stellt dies durch eine effektive Wärmeabfuhr sicher.

Takterzeugung 62 Silizium-MEMS als Zeitreferenz nutzen

Lange gaben Quarzoszillatoren in elektronischen Systemen den Takt vor. Diese werden aber mehr und mehr von MEMS-Oszillatoren verdrängt – und das hat gute Gründe.

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

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Wie Sie Bauteile durch Lackierung schützen

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Verbindungen für den Modulanschluss

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Small-Form-Factor-Elektronik lüfterlos kühlen

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Silizium-MEMS als Zeitreferenz nutzen

TIPPS & SERIEN Meilensteine der Elektronik 26 Kontron punktet mit agiler Produktstrategie

Dank des umfangreichen Portfolios an Hardware-, Software- und Servicelösungen ist Kontron fit für die Anforderungen globaler und nationaler Märkte sowie individueller Kundenwünsche.

28 Unternehmergeist und Verantwortung für die Region

Die Zollner Elektronik AG, der EMS-Anbieter aus dem Bayerischen Wald, spielt bei den ganz großen Fertigern der Welt mit: den Top 15 der Branche. Den Grundstein legte Firmengründer Manfred Zollner 1965.

The EBV IoT

Smart, Secure, Connected – Everywhere

ZUM SCHLUSS

Seit Jahren betreut EBV Kunden in ganz Europa bei Anwen­

66 Paul Heremans, imec

dungen, die heute unter den Begriff IoT fallen. Die EBV

Vorhersagen bei der flexiblen Elektronik sind schwierig.

Vertriebsteams und unsere Markt­ und Technologiesegmente unterstützen Kunden dabei eigene IoT Anwendungen zu entwickeln und neue Features wie wireless und security zu integrieren. Zusätzlich bieten wir mit EBVchips ganz neue

RUBRIKEN 3

Produkte an, die es so im Markt noch nicht gibt. Für alle Fragen rund ums Thema IoT wenden Sie sich bitte an Ihre lokalen EBV

Editorial

Partner oder besuchen Sie uns unter ebv.com/iot.

60 Impressum

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

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Distribution is today. Tomorrow is EBV! www.ebv.com/de

Bild: Rohde & Schwarz

ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN

AUFGEMERKT

1938: Tragbare Quarzuhr Im Jahr 1933 gründeten Dr. Rohde und Dr. Schwarz das „Physikalisch-Technische Entwicklungslabor (PTE)“ in München. Dort entwickelten sie 1938 die erste tragbare Quarzuhr vom Typ CFQ, welche das PTE weit über die Grenzen Deutschlands bekannt machte. Die Quarzuhr war gleichzeitig ein Normalfrequenzerzeuger und hatte eine Genauigkeit von ±0,004 Sekunden pro Tag. Im Vergleich zu den Quarzuhren der Konkurrenz und der Reichsanstalt wog die Uhr des PTE nur 36 kg. Ein dazugehöriges Gestell kam zusätzlich

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auf 10 kg. Das Gerät wurde als genaues Zeit- und Frequenznormal für vielfältige Anwendungen entwickelt. Es war ebenso geeignet, die Normalfrequenzen für Laboratorium und Prüffelder zu liefern und genaue Zeit und Zeit-Impulse anzugeben. Die Uhr ließ sich universell einsetzen: als astronomische Uhr, Schiffsuhr und als Normaluhr für Fabriken und Kraftwerke. Sie sollte als Synchronisier-Hilfsmittel zur Uhrenkontrolle dienen und als Frequenznormal für Kraftwerke, Prüffelder und Labore. // HEH

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN

AUFGEDREHT: Essemtec Fox Bestückung

Kleinste Mikropumpe Wissenschaftler des Fraunhofer EMFT wollen Mikropumpen so klein machen, dass die Herstellungskosten sinken und eine industrielle Produktion in großen Stückzahlen erlauben. Das Münchner Team hat eine Mikropumpe mit 5 mm x 5 mm x 0,6 mm entwickelt. Auf einem 8''-Wafer fänden mehr als 1000 Mikropumpen Platz. Bei Stückzahlen von mehr als 200 Wafer/ Woche würden die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Chip mit 7 mm x 7 mm x 0,8 mm deutlich sinken. // HEH

AUFGESCHNAPPT

Unter einer Minute. Das schließt die Ladezeit des Programms, die Justierung der Zuführung und die Wiederaufnahme der Produktion ein.

Standfläche

Flexibilität

Funktionalität

Bauteile

Mit Längenabmessungen von 1027 x 1117 Millimetern beträgt die Grundfläche der Maschine wenig mehr als einen Quadratmeter.

Das System verfügt neben dem Bestückkopf über einen Jet-Dispenser, der Klebstoff oder Lotpaste auf die Leiterplatte aufträgt

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

180 Feeder finden an der Maschine Platz. Das System kann Leiterplatten von einer Größe von bis zu 406 x 305 Millimetern bestücken.

Die Maschine kann Komponenten von der 0201-Baugröße (0,6 x 0,3 Millimeter) bis hin zu maximal 80 x 33 Millimetern platzieren.

Auf der diesjährigen SMT Hybrid Packaging hat der Schweizer Hersteller Essemtec das kompakte Bestückungssystem Fox vorgestellt. Die Standfläche der Maschine beträgt nur wenig mehr als einen Quadratmeter, zum Betrieb – einschließlich

aller Feeder – sind nur 2,3 Quadratmeter erforderlich. Mit einer Umrüstzeit von unter einer Minute kommt das System insbesondere Fertigern entgegen, die eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte herstellen. // FG

„Industrie 4.0 ist kein finaler Zustand, den es zu erreichen gilt. Industrie 4.0 ist vielmehr ein Prozess, dessen Entwicklung ständig voranschreitet.“

Auflösung bei der OLED verbessert

Erich Brockard, EBV Elektronik

500

Umrüstzeit

Die maximale Bestückleistung der Fox beträgt 5000 Bauteile pro Stunde bei einer Präzision von 50 Mikrometern bei voller Geschwindigkeit.

Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben einen Ansatz entwickelt, bei dem die Emissionsfläche einer OLED hochauflösend strukturiert werden kann. Die patentierte Technik ermöglicht es, eine OLED erst vorzufertigen und nach der Verkapselung mit dem Elektronenstrahl beliebige Strukturen oder Bilder zu erzeugen. // HEH

AUFGEZÄHLT Die Daimler AG richtet das Mercedes-Benz Werk Hamburg mit einer Investition von 500 Millionen Euro neu aus und erweitert das Produktportfolio um Schlüsselkomponenten der Elektromobilität. Dies ist Bestandteil des Zukunftsbilds, das die Werkleitung gemeinsam mit dem Betriebsrat beschlossen hat.

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ELEKTRONIKSPIEGEL // VERANSTALTUNG

So erlangen Sie die volle Kontrolle über FPGA- und SoC-Entwicklung Vom 12. bis 14. Juli findet in München der FPGA-Kongress statt. Erfahrene Experten vermitteln hier tiefe Einblicke in die rasante Entwicklung der programmierbaren Bausteine: www.fpga-kongress.de

Vortragsreihen, Workshops und Ausstellungen Gemeinsam führen Michael Schwarz, Ansprechpartner für Veranstaltungen und Seminare des FPGA-Schulungsanbieters PLC2, und Sebastian Gerstl, ELEKTRONIKPRAXISRedakteur für Mikroelektronik und Embedded Systeme, durch das Programm der Veranstaltung. Vier Vortragsreihen zu unterschiedlichen Kernthemen sowie zwei parallele Seminar- und Tutorial-Tracks bieten den Kongressteilnehmern ein umfangreiches und reichhaltiges Angebot an allen drei Veranstaltungstagen. So hält bereits der 12. Juli ein besonderes Highlight für den Umgang mit Hardwarebeschreibungssprachen bereit: Jim Lewis, Er-

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Bild: Vogel Business Media

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PGA-Technologien haben einen wahren Evolutionssprung vollbracht, was neue Denkansätze und Lösungen von Hardware- als auch Software-Entwicklern erfordert. Die Bausteine bergen das Potential für höhere Leistung bei gleichzeitig niedrigerem Stromverbrauch, als es Mikroprozessoren alleine bieten könnten. Ihre hohe Konfigurierbarkeit macht sie zu einer hochflexiblen Lösung, sowohl was die Zukunftssicherung von Legacy-Systemen als auch die Anpassbarkeit komplexer SoCs im Embedded Bereich betrifft. Mit dem FPGA-Kongress, der von ELEKTRONIKPRAXIS und dem Schulungscenter PLC2 GmbH veranstaltet wird, greifen wir diesen Fortschritt herstellerübergreifend auf – und fokussieren anwendergerechte Lösungen, die Sie schnell in Ihren eigenen Entwicklungs-Alltag integrieren können. Vom 12. bis zum 14. Juli 2016 versammeln sich daher anerkannte Experten im Gebiet der FPGAs, Schulungsleiter und Hochschuldozenten, aber auch Industrievertreter, Entwickler und Einsteiger in die Thematik im NH Hotel München-Dornach, um sich über aktuelle Entwicklungen im Gebiet der programmierbaren Logik und die wichtigsten Aspekte eines modernen Design-in-Prozesses auszutauschen.

Der FPGA-Kongress: Ein erlebnisnahes Praxisforum für den Erfahrungsaustausch rund um die Welt der Programmierbaren Logikbausteine – für Einsteiger wie für Profis.

finder und Chairman von OSVVM (OpenSource VHDL Verification Methodology) und Experte auf dem Gebiet der VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) reist aus den USA an, um einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung der Programmiersprachen für FPGADesigns zu gewähren. Jeder namhafte Anbieter von FPGA-Architekturen ist vertreten: Xilinx, Lattice oder Microsemi geben Einblicke in den aktuellen Stand der FPGA-Technik, von heterogenen Multicore-Prozessen, zukunftssicheren Safety- und Security-Ansprüchen bis zu den Herausforderungen, die das Internet of Things an moderne FPGA-Designs stellt. In der Keynote am 12. Juli wird darüber hinaus David Thomas von der Intel Programmable Solutions Group (ehemals Altera) einen Überblick über den aktuellen Stand der Technologie wie auch künftige Architekturen, Trends und Herausforderungen verschaffen. Am dritten Veranstaltungstag wird Shigenori Othani, FPGA-Experte aus Japan, über eine FPGA-basierte Lösung für Ultra-HD-Videosysteme referieren.

In diesem Jahr bietet der FPGA-Kongress zudem die Möglichkeit, direkt an Entwicklungsboards den Umgang mit den programmierbaren Bauteilen zu erproben und zu vertiefen. So bietet unter anderem Eugen Krassin von PLC2, einem der führenden FPGA-Schulungszentren Europas, am ersten Veranstaltungstag einen anschaulichen Workshop zum Einstieg in die Entwicklung mit Xilinx-Bausteinen. Am zweiten Veranstaltungstag können Nutzer von Altera-Produkten in den Tutorials von ebv Elektronik ihren Erfahrungsschaft weiter vertiefen. Und (Wieder-)Einsteiger bekommen in den anschaulichen Seminaren von b1 engineering essentielle Grundlagen über den aktuellen Stand der FPGA-Entwicklung vermittelt. Achtung: Die Tutorials sind auf je 30 Plätze begrenzt. Melden Sie sich daher frühzeitig an, bevor Ihr Wunschthema ausgebucht ist! Workshop-Teilnehmer erhalten zudem die Möglichkeit, einige der zur Verfügung stehenden Entwicklungsboards zu einem vergünstigten Preis vor Ort zu erwerben. // SG ELEKTRONIKPRAXIS

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

HANNOVER MESSE

Bild: Deutsche Messe

Zwei gute Freunde beim Messerundgang

Gelöste Stimmung: Beim Messerundgang von US-Präsident Barack Obama und Bundeskanzlerin Angela Merkel gibt es Technik zum Anfassen.

„Ist das eine deutsch-amerikanische Zusammenarbeit?“, fragte US-Präsident Barack Obama fast an jedem Stand beim Messe-Eröffnungsrundgang mit Bundeskanzlerin Angela Merkel, wenn ihm ein neues Produkt vorgestellt wurde. Sowohl die deutschen als auch die amerikanischen Aussteller haben ihre Hausaufgaben gemacht und ernten ein „Das gefällt mir“ samt zustimmendem Kopfnicken vom amerikanischen Staatsoberhaupt. Am Stand des Ausstellers ifm electronic wedeln

die Mitarbeiter mit kleinen Fähnchen von der zweiten Standetage herab, schon lange bevor Obama und Merkel angekommen sind. Das könnten sie sich vom Eröffnungsabend abgeschaut haben, denn auch dort bewegte sich eine lange Reihe Kuka-Roboter rhythmisch gemeinsam mit menschlichen Tänzern, bevor sie zur Verabschiedung mit der deutschen und amerikanischen Flagge winkten. Dieses Bild der heilen Welt wollen wohl auch beide durch gegenseitiges Lob und Anerken-

nung unterstreichen. Denn auf der Sachebene werden die Krisenherde weltweit angesprochen, von Syrien über die Ukraine bis hin zur Entwicklung in Libyen. Mehr als ein Mal fordert Obama Europa zur Geschlossenheit auf. Ebenso verbindet beide das derzeit verhandelte Freihandelsabkommen TTIP, das nicht zuletzt durch Demonstrationen und Querschüsse von der Regierungsbank noch keine ausgemachte Sache ist. // FG Deutsche Messe

VERNETZTE PRODUKTION

VDI und ZVEI schreiben Referenzarchitektur für Industrie 4.0 fort

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Überlegungen gemeinsam mit dem ZVEI und der Plattform Industrie 4.0 weitergeführt. Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0) führt die wesentlichen Elemente von Industrie 4.0 (I4.0) in einem dreidimensionalen Schichtenmodell zusammen. Anhand dieses Gerüsts kann Industrie-4.0-Technologie systematisch eingeordnet und weiterentwickelt werden. Komplexe Zusammenhänge können so in kleinere, überschaubare Pakete aufgegliedert werden. Der Report stellt insbesondere die Struktur der sogenannten

Verwaltungsschale vor. Grob gesagt enthält diese Instanz die Metadaten, die für die datentechnische Verwaltung eines Assets erforderlich sind. Ähnlich einer Website verfügt die Verwaltungsschale über eine eindeutige Identität, einen Header und einen Body. Im Body sind die Informationen zum jeweiligen Gegenstand niedergelegt, der Header enthält die Informationen zur Verwaltung des betreffenden Dinges. Damit eröffnet die Verwaltungsschale die Möglichkeit einer einfachen Einordnung aller Beschreibungen einer Industrie-

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Zur diesjährigen Hannover Messe hat der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) zusammen mit dem Zentralverband Elektrotechnikund Elektronikindustrie (ZVEI) eine überarbeitete Fassung des gemeinsamen Statusreports „Fortentwicklung des Referenzarchitekturmodells für die Industrie 4.0-Komponente“ vorgelegt. Die Aktualisierungen basieren auf einem breiten Konsens der unterschiedlichen Indus -triebranchen sowie der Wissenschaft. Somit sind die im Statusreport vorgestellten Ergebnisse als Grundlage für den wirtschaftlichen Erfolg von Industrie 4.0 in Deutschland zu sehen. Das Referenzarchitekturmodell ist eine der Voraussetzungen, damit die vernetzte Produktion und das Internet der Dinge in die Tat umgesetzt werden können. Den weltweiten Wettlauf werden nach Ansicht der beiden Verbände die Unternehmen desjenigen Landes gewinnen, die die besten Strategien sowie nutz- und gewinnbringende Ideen für Geschäftsmodelle entwickeln. Ausgehend von dem Statusreport der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) zur letztjährigen Hannover Messe wurden die

4.0-Komponente. Ausgehend vom Geschäftsmodell (Business) können die Funktionen und Informationen, die Möglichkeiten der Kommunikation und der Integration sowie das Asset selbst beschrieben werden. In der zweiten Dimension können entsprechend der Automatisierungspyramide diese Beschreibungen der Produkt-, Feld-, Control-, Station-, Enterprise-Ebene bis zum Global Network zugeordnet werden. Die Besonderheit des RAMI4.0 ist, dass diese Zuordnung über den gesamten Lebenszyklus (von der Idee über die Produktion und Nutzung bis zum Recycling) stattfinden kann – und dies unterscheidet RAMI4.0 vom konkurrierenden Referenzarchitekturmodell des Industrial Internet Consortium (IIC). Auf der Basis von RAMI4.0 arbeitet der VDI derzeit an verschiedenen Richtlinien, wie das Modell von Unternehmen genutzt werden kann. Der Statusreport „Fortentwicklung des Referenzarchitekturmodells für die Industrie 4.0-Komponente“ steht kostenfrei zum Download unter der Adresse www.vdi.de/industrie40 bereit. // FG

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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

NACH REKORDJAHR 2015

2015 hat Bosch einen Rekordumsatz in Höhe von 70,6 Milliarden Euro erzielt. Obwohl die Konjunkturaussichten für 2016 verhalten sind und politische Unsicherheiten bestehen, wird ein weiteres Umsatzwachstum zwischen drei und fünf Prozent erwartet. In den ersten drei Monaten stieg der Umsatz von Bosch um knapp drei Prozent – wechselkursbereinigt rund vier Prozent – gegenüber einem nominal starken Vorjahresquartal. // SG

Bild: Bosch

Bosch bleibt auf Wachstumskurs

Die Zukunft im Blick: Dr. Volkmar Denner, Vorstandschef von Robert Bosch bei der diesjährigen Bilanzpressekonferenz in Renningen.

Bosch

FÜHRUNGSWECHSEL

Bild: Cypress

Cypress-CEO Rodgers tritt zurück

T.J. Rodgers: Der 68-Jährige zieht sich als CEO von Cypress zurück. Fortan wird er sich wieder mehr der technischen Seite der Branche widmen.

T.J. Rodgers, CEO des Halbleiterherstellers Cypress, hat kurzfristig seinen Rücktritt angekündigt. Die Nachfolgersuche läuft. Der 68-jährige bleibt dem Unternehmen als Vorstand und Projektmanager erhalten. Ein vierköpfiges Gremium – Hassane ElKhoury (EVP Programmierbare Systeme), Dana Nazarian (EVP Speicherprodukte), Joe Rauschmayer (EVP Produktion) und Thad Trent (CFO) – kümmert sich ums Tagesgeschäft. // SG Cypress

VDE

Das Internet der Dinge (IoT) ist in zehn Jahren da. Das sagen 72 Prozent der VDE-Mitgliedsunternehmen, die der Verband für den „Trendreport 2016 Internet of Things“ anlässlich der Hannover Messe befragte. Acht von zehn Betrieben sind besorgt, dass Deutschland im Innovationswettlauf zurückfällt. 52 Prozent der teilnehmenden VDE-Unternehmen halten die USA für den Vorreiter in Sachen IoT, auf Platz 2 folgt Asien. // FG

Bild: fotohansel/Fotolia

Sorge um Zukunftsfähigkeit

VDE

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

Industrie 4.0: Acht von zehn VDEMitgliedsfirmen fürchten, dass Deutschland gegenüber den USA und Asien zurückfällt.

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ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

EISSENSOREN

Ende März 2016 hat sich die Phoenix Contact Innovation Ventures GmbH an der Eologix Sensor Technology GmbH beteiligt. Das Investment in sechsstelliger Höhe soll der schnelleren Expansion des Unternehmens dienen. Eologix Sensor Technology mit Sitz im österreichischen Graz ist ein technologisch führender Anbieter von Sensorsystemen zur Detektion von Eis auf Oberflächen, insbesondere bei Windkraftanlagen. Die Systeme bestehen aus flexiblen, drahtlosen Sensoren, die auf die Rotor-

blätter aufgeklebt werden und präzise eine Eisbildung erkennen. Die erfassten Messdaten werden per Funk an die Steuerung übertragen, die dann Maßnahmen zur Enteisung einleiten kann. Das minimiert die Stillstandszeiten der Windkraftanlagen. Nachdem die drei Gründer Michael Moser, Thomas Schlegl und Hubert Zangl erste Kunden und Projekte gewonnen haben, möchten sie das Unternehmen mit hoher Dynamik weiter wachsen lassen. Gemeinsam mit Phoenix Contact sollen jetzt

nächste strategische Schritte getan werden. Neben dem Investment bietet auch das Vertriebsnetzwerk der Phoenix ContactGruppe eine operative Unterstützung bei der Erschließung des Marktes. Eologix Sensor Technology wurde von Michael Moser, Thomas Schlegl und Hubert Zangl gegründet und startete 2013 als Projekt im Science Park Graz mit flexiblen, drahtlosen Sensoren zur Eisdetektion. // KR Phoenix Contact

Bild: Phoenix Contact

Phoenix Contact beteiligt sich an Eologix Sensor Technology

Eologix: Michael Moser, Thomas Schlegl und Hubert Zangl mit Sensoren zur Eisdetektion.

VERBINDUNGSTECHNIK

Bild: Harting

Stefan Olding ist neuer Geschäftsführer von HARTING Deutschland

Harting: Stefan Olding ist neuer Geschäftsführer der HARTING Deutschland GmbH & Co. KG in Minden.

Seit Anfang Februar leitet Stefan Olding als Geschäftsführer die größte Vertriebsgesellschaft der HARTING Technologiegruppe. Er folgt damit auf Rüdiger Prill, der nach zehn Jahren Tätigkeit als Geschäftsführer von HARTING Deutschland weiterhin dem Unternehmen als Berater und Verantwortlicher für die Gremienarbeit verbunden bleibt. „Ich freue mich sehr an der Weiterentwicklung unserer erfolgreichen deutschen Vertriebsgesellschaft mitzuarbeiten und gemeinsam mit meinen Kollegen

unser Leistungsportfolio an den sich ändernden Bedürfnissen unserer Kunden auszurichten“, erklärt Olding. „Unser Ziel ist es, mit der Einführung neuer digitaler und effizienter Vertriebstools die Zufriedenheit unserer Kunden signifikant zu erhöhen.“ Der studierte Elektrotechniker (Dipl.-Ing. FH Osnabrück) begann seine berufliche Karriere Mitte 1986 als Projektingenieur MSR Technik und Prozessleittechnik bei der Hartmann & Braun AG, Schoppe & Faeser GmbH in Minden.

Nach mehreren beruflichen Stationen folgte er Anfang 1999 dem Angebot der PILZ GmbH & Co. KG / Ostfildern, einem international aufgestellten Komplettanbieter sicherer Automatisierungstechnik. Hier wurde Olding die Verantwortung für das Key Account Management Automotive übertragen, bevor er im Jahr 2007 die Leitung der gesamten deutschen Vertriebsorganisation übernahm. // KR Harting

VERBINDUNGSTECHNIK

WAGO steigert Umsatz um 9 Prozent auf 720 Millionen Euro

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der Umsatzanteil bei 28,8 Prozent. Das übrige Europa erreichte einen Umsatzanteil von 39,7 %, Asien 17,1 %, Amerika 13,3 %. Im Rest der Welt wurden 1,1 %

des Umsatzes generiert. Das Unternehmen hat im vergangen Jahr rund 100 Mio. Euro investiert. Knapp 80 % flossen dabei in die deutschen Standorte – wie

Bild: Wago

Die WAGO-Gruppe hat im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 720 Mio. Euro erzielt und das Vorjahresergebnis (661 Mio. Euro) um 9% gesteigert. „Wachstumstreiber in diesem Jahr war besonders der europäische Markt. Die BRIC-Staaten haben im Vergleich zu den Vorjahren einen etwas geringeren Teil zur Umsatzsteigerung beigetragen“, erklären die Geschäftsführer Sven Hohorst und Axel Börner. Sie erwarten auch für das aktuelle Geschäftsjahr ein moderates Wachstum. In Deutschland lag

WAGO: Die Geschäftsleitung ist mit dem Umsatzplus von 9 Prozent zufrieden.

das neue Kunden- und Schulungszentrum „Communication Center“, die Stanzerei in Minden sowie in den Ausbau des Logistikzentrums in Sonderhausen. „Darüber hinaus haben wir mit der Beteiligung an der Firma M&M Software einen bisherigen Entwicklungspartner unserer wachsenden Automatisierungssparte übernommen“, so Hohorst. Für das aktuelle Jahr seien Investitionen in ähnlicher Höhe geplant. // KR WAGO

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

ENERGIEKETTEN-ANWENDUNG

Roboter für das Arbeiten auf Bohrinsel gewinnt goldenen vector 2016 Der „Drill-floor Robot DFR-1500“ von Robotic Drilling Systems aus Norwegen ist der zentrale Roboter in einem System für komplett automatisierte Ölbohrungen. Wo derzeit Arbeiter per Hand die Bohrelemente mit hohem Kraftaufwand verschrauben, arbeitet das Unternehmen an der Ölbohr-

plattform der Zukunft, auf der Roboter die Bohrungen vorbereiten und durchführen. Der DFR-1500 greift einzelne Bohrelemente und bringt sie in die Position für den Bohrvorgang. Zum Einsatz kommen hier mehrere RBR-Systeme von igus in den Gelenken des Roboters,

die für die Versorgung von Energie, Daten sowie Medien zuständig sind. RBR steht dabei für „rückwärtigen Biegeradius“, da die Ketten auf der Seite liegend eingesetzt werden und die Kettenglieder sich in beide Richtungen bewegen können, wodurch Rotationsbewegungen möglich

sind. Diese Lösung der Energieführung überzeugte die Jury des vector award 2016. Den Preis, der mit 5.000 Euro dotiert ist, erhielt Jimmy Bostrom, COO bei Robotic Drilling Systems, auf der Hannover Messe am igus-Stand. // KR igus

ZVEI/IKB-STUDIE

Abwertung fördert den Export Änderungen des Wechselkurses zwischen Euro und US-Dollar haben sich in der Vergangenheit auf die Ausfuhrentwicklung der deutschen Elektroindustrie ausgewirkt. Zu diesem Ergebnis kommt eine gemeinsame Studie der IKB Deutsche Industriebank AG und des ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. „Unsere gemeinsame Analyse der letzten anderthalb Jahrzehnte zeigt, dass Euro-Abwertungen regelmäßig mit einem überdurchschnittlichen Anstieg der Elektroexporte einhergehen – und umgekehrt“, so Dr. Andreas Gontermann, Chefvolkswirt des ZVEI. „Allerdings ist der Wechselkurs nur ein Einflussfaktor unter vielen, dessen Gewicht zudem davon abhängt, welche Fachbereiche der Branche man betrachtet.“ Mittelfristig schlagen sich Wechselkurseinflüsse auch in den strategischen Entscheidungen der Unternehmen nieder. Dr. Klaus Bauknecht, Chefvolkswirt der IKB, erläutert: „International agierende Unternehmen benötigen angesichts der hohen Volatilität auf den Devisenmärkten eine passgenau zugeschnittene Risiko- und Absicherungsstrategie. Dies gilt vor allem im aktuellem Umfeld einer möglicherweise nachhaltigen Zinswende in den USA.“ // AI



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ZVEI/IKB

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

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ELEKTRONIKSPIEGEL // VERANSTALTUNG

EMV-konforme Entwicklung und Integration von Stromversorgungen Bild: RECOM

Unter dem Motto ‚Power-Supply meets EMC-Knowhow‘ führt RECOM ein Seminar mit den Schwerpunkten EMV-Messtechnik, Störungsarten sowie kritisches Design im und am Schaltnetzteil durch. com-power.com/emc. Die Teilnehmerzahl ist limitiert auf 25 Personen. Tipp der Redaktion: Da Gmunden – nicht weit von der Deutschen Grenze – in einer wunderschönen Landschaft liegt und das Seminar an einem Freitag endet, könnte man als Teilnehmer auf die Idee kommen, das Wochenende dort zu verbringen.

3-Meter-Semi-AnechoicChamber entspricht CISPR-16

Bild 1: Die von Rohde & Schwarz ausgestattete 3-m-SAC (Semi Anechoic Chamber) in der RECOM-Zentrale entspricht der Norm CISPR-16

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ie Einhaltung der EMV-Richtlinie wird bei der Zertifizierung neuer Elektronik-Produkte nicht selten zum entscheidenden Kriterium. Erfolgen nämlich Positionierung und Leitungsführung rund um die Stromversorgung nicht von Beginn an unter EMV-Aspekten, sind Probleme bei der EMV-Prüfung programmiert. Teure Re-Designs und die Kosten für eine verspätete Markteinführung sind die Folge. Die Firma RECOM widmet diesem wichtigen Thema eine Reihe praxisorientierter Seminare für Elektronik-Entwickler und Gerätebauer. Das nächste dieser Seminare findet am 23. und 24. Juni 2016 in Kooperation mit ELEKTRONIKPRAXIS im Headquarter in Gmunden (Österreich) statt: www.recompower.com/emc.

Ein EMV-Seminare mit besonderer Teilnehmerbetreuen Unter dem Motto ‚Power-Supply meets EMC-Knowhow’ erfahren die Teilnehmer viel

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Wissenswertes über EMV-konformes Design – von Bauteil-Positionierung und Leitungsführung über spezifische Richtlinien und Messtechnik bis hin zu konkreten Problemlösungen. Das Seminar hat folgende Schwerpunkte: „ EMV-Messtechnik: Wie kommt man zu einem Messergebnis? „ Störungsarten: Entstör-Komponenten in der Anwendung „ EMC: kritisches Design im und am Schaltnetzteil „ First time fail: Herangehensweise bei der Suche von Lösungen „ Design-Regeln: Schaltplan- und LayoutEmpfehlungen „ Mess-Workshop: fünf Live-Messungen in der EMC-Chamber Die Seminargebühr beträgt 500 € inkl. Verpflegung, Hotelübernachtung (!) und Seminarunterlagen. Termine sind der 23. und 24. Juni 2016. Die Seminarsprache ist Deutsch. Anmelden können Sie sich unter www.re-

Um sich dem Thema Stromversorgung noch intensiver widmen zu können, hat RECOM in Österreich, seine neue, 3000 m² große Firmenzentrale errichtet. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf dem Labortrakt des Stromversorgungs-Clusters. Neben der Erweiterung der bestehenden R&D-, Versuchs-, Untersuchungs- und Qualitätslabore wurde ein modernes EMV-Labor nach dem aktuellen Stand der Technik eingerichtet, das die Hochfrequenz-Messmöglichkeiten im süddeutschen und österreichischen Raum ergänzt. Die von Rohde & Schwarz ausgestattete, 3-m-SAC (Semi Anechoic Chamber) entspricht der Norm CISPR-16. Es können PreCompliant-Messungen in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 3 GHz durchgeführt werden. Eine Besonderheit stellt dabei der automatisierte Messablauf für Prüflinge mit einem Durchmesser von bis zu 1,5 Meter dar. Darüber hinaus ist das Labor auch für unterschiedliche Messungen nach EN 61000-4-x und EN 61000-3-2 ausgestattet. Ferner kann mit der hauseigenen GTEMZelle auch das Verhalten des Prüflings auf eingestrahlte Störungen (Radiated Immunity) überprüft werden. RECOM-Kunden und Partnerunternehmen können top-ausgestatteten Labore für Versuche an ihren eigenen Prototypen nutzen. Adresse: RECOM, Münzfeld 35, 4810 Gmunden (A). Alle Infos zum Seminar finden Sie unter www.recom-power.com/emc. // JW RECOM POWER

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

HIGHLIGHTS DER SMT HYBRID PACKAGING

Die diesjährige Elektronikfertigungs-Messe SMT Hybrid Packaging fand zeitgleich zur Hannover Messe statt. Ähnlich wie in Hannover war auch in Nürnberg das Thema Industrie 4.0 präsent, allerdings in etwas verkleinertem Maßstab. Als Vorreiter der Vernetzung in der Elektronikproduktion präsentierte sich unter anderem der Softwarehersteller Mentor Graphics, der seine neu entwickelte Prozessmodellierungssprache OML (Open Manufacturing Language) vorstellte. Michael Ford, Senior Marketing Development Manager bei Mentor Graphics, erläutert die Funktionsweise der Sprache: „Jedes Ereignis auf der Werksebene kann in der OML modelliert werden, so dass wir genau verstehen können, was gerade passiert.“ Über diese Sprache sollen Maschinen untereinander kommunizieren können, die Fertigung soll sich aber auch mit unternehmensweiter Software, Manufacturing-Execution-Systemen sowie anderen Prozessen wie etwa der Logistik unterhalten können. Manager Ford erläutert, dass durch die Vernetzung nicht nur Statusmeldungen übermittelt werden, sondern auch Ursachenforschung betrieben werden kann. „Nehmen wir an, eine Maschine einer Fertigungsliniemeldet, dass sie auf den Nachschub

Bild: mesago/Frank Boxler

Industrie 4.0 wird auch in der Elektronikfertigung greifbar

Lückenlose Transparenz: Die optische Inspektion (AOI) dient im Zuge der Prozessintegration zur Optimierung der Fertigungsprozesse insgesamt.

von Leiterplatten wartet. Dann kann sie per OML die Maschinen in der Linie abfragen und stellt fest, dass es an einer vorherigen Instanz einen Pickup-Error gab. Die meisten Systeme würden hier an ihr Ende kommen, aber über OML kann man sich etwa mit der Logistik vernetzen und schauen, wie es zu dem Fehler kam.“ Technisch gesehen basiert OML auf der Notationssprache JSON (JavaScript Object Notation), die für viele Internet-basier-

te Systeme eingesetzt wird. Die OML-Spezifikation steht laut Mentor-Manager Michael Ford kostenlos zum Download zur Verfügung; zudem arbeitet der Softwerker nach eigener Auskunft derzeit mit vielen Maschinenherstellern zusammen, die an dem Einsatz des Sprachstandards interessiert sind. Für die Kommunikation mit existierendem Equipment hat Mentor drahtlose Interface-Boxen entwickelt, mit denen es möglich ist, existierende Maschi-

nen auf den OML-Standard nachzurüsten. Handfester präsentiert sich die Neuerung, mit welcher der Schweizer Maschinenhersteller Essemtec zur Feier seines 25-jährigen Bestehens aufwartete: Die ultrakompakte Bestückungsmaschine Fox (Bild Seite 7), die gerade 2,3 Quadratmeter Fläche zum Betrieb benötigt. Der Automat verfügt über eine maximale Bestückungsleistung von 5000 Bauteilen pro Stunde bei einer Präzision von 50 Mikrometern bei voller Geschwindigkeit. Die Maschine bestückt nicht nur, sondern kann auch Flüssigkeiten wie Klebstoff oder Lotpaste präzise auf das Board auftragen. Das Dispensing und die Bauteilplatzierung erfolgen in ein und demselben Arbeitsgang. Die Maschine verarbeitet Bauteile von der 0201-Baugröße bis hin zu maximal 80 x 33 Millimetern. Das Umrüsten der Maschine von einem Produktionsjob auf den nächsten ist in unter einer Minute möglich. Das schließt die Ladezeit des Programms, die Justierung der Zuführung und die Wiederaufnahme der Produktion ein. Dank der geringen Standfläche lässt sich das System flexibel in Insel- und Linienkonzepte integrieren // FG Mentor Graphics, Essemtec

Standardmäßige und modifizierte Gehäuse aus Aluminium-Druckguss, Metall oder Kunststoff. [email protected]

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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

15

ELEKTRONIKSPIEGEL // BRANCHEN & MÄRKTE

VERBRAUCHERINDEX

INDUSTRIE 4.0

Deutschland

25%

Japan

20% 8%

Frankreich China

6%

Korea

3%

Niederlande

3% 0

Teure Elektrogeräte stehen aktuell auf Platz zwei der Wunschliste der Deutschen bei großen Anschaffungen. 28 Prozent der Bundesbürger wollen in den kommenden drei Monaten einen Fernseher, ein Tablet oder Ähnliches kaufen. Nur Möbel sind begehrter (38 Prozent). Das zeigt der CreditPlus-Verbraucherin-

dex, der seit Herbst 2015 um 2,5 Punkte zugelegt hat und nun bei 100 Punkten steht. Das Budget für die Waschmaschine oder das Smartphone ist im Frühjahr im Vergleich zum Herbst 2015 leicht angestiegen. 70 Prozent der Deutschen planen mehr als 625 Euro auszugeben. im Herbst waren es noch 68 Prozent. // FG

BRANCHENBAROMETER Elektroindustrie wächst moderat Der ZVEI erwartet 2016 ein moderates Wachstum der deutschen Elektroindustrie. Verbandspräsident Michael Ziesemer rechnet mit einem Plus von einem Prozent bei der preisbereinigten Produktion. Der Umsatz dürfte mit zwei Prozent etwas stärker zulegen und die Höchstmarke von 2008 von 182 Milliarden Euro überbieten.

Starker Rückgang bei PCs in Europa In der EMEA-Region (Europa, Mittlerer Osten, Afrika) sind im ersten Quartal des Jahres 19,5 Millionen PCEinheiten abgesetzt worden. Das entspricht einem Rückgang von zehn Prozent im Vergleich zum Vorjahr, meldet das Marktforschungshaus Gartner.

Sensorik und Messtechnik legen zu Die deutsche Sensorik- und Messtechnikbranche hat das Jahr 2015 mit fünf Prozent Umsatzplus und einer gestiegenen Exportquote von 50 Prozent abgeschlossen, meldet der AMA-Verband. Für 2016 rechnet die Branche mit einem kontinuierlichen Personalausbau.

Stetiges Wachstum bei Industrierechnern Der weltweite Markt für Industrie-PCs kommt zwischen den Jahren 2014 und 2019 auf ein durchschnittliches jährliches Wachstum von sechs Prozent, prognostiziert IHS. Demnach soll der weltweite Umsatz mit den Geräten im Jahr 2019 bei 4,3 Milliarden Dollar liegen.

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Quelle: Bitkom

28%

USA

10

30

20

Fast Hand in Hand: Laut der Bitkom-Umfrage führen die USA und Deutschland das Industrie-4.0-Feld an, danach kommt Japan.

Im Vorfeld der Hannover Messe wurden 559 Manager von Industriebetrieben ab 100 Mitarbeitern im Auftrag des Bitkom-Verbandes gefragt, welche Nation beim Wandel zur vernetzten Fabrik den Ton angibt. 28 Prozent nannten die USA. 25 Prozent sehen Deutschland vorne. Japan belegt mit 20 Prozent den dritten Platz. Es folgen Frankreich (8), China (6), Korea und die Niederlande (je 3 Prozent). // FG

FREIHANDELSABKOMMEN

So unbeliebt ist TTIP Ist TTIP eine gute oder schlechte Sache? 17% 15%

Eine gute Sache Eine schlechte Sache

33%

18%

30%

Habe darüber zu wenig gehört Weder gute noch schlechte Sache Weiß nicht/ keine Angabe

46% 7% 4% 13%

Deutschland

17% USA

Meinungsbilder: In Deutschland sprechen sich viel mehr Menschen gegen TTIP aus als dafür. In den USA liegen die Lager enger beisammen.

Das transatlantische Freihandelsabkommen TTIP verliert in der deutschen Bevölkerung immer mehr an Rückhalt. Laut einer repräsentativen Umfrage von YouGov im Auftrag der Bertelsmann Stiftung lehnen 33 Prozent der Deutschen das Abkommen komplett ab, nur 17 Prozent halten TTIP für eine gute Sache. 2014 sprachen sich noch 55 Prozent für TTIP aus, 25 Prozent waren dagegen. // FG

Weitere Marktzahlen finden Sie unter: www.elektronikpraxis.de/Marktzahlen

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

Quelle: Bertelsmann Stiftung

Bild: © Oleksandr Delyk - Fotolia

Elektrogeräte stehen hoch im Kurs USA und Deutschland liegen vorn

ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN

MULTICORE

MicroConsult und Lauterbach vermitteln Debugging-Know-How Das Münchner Schulungs- und Beratungshaus MicroConsult und Lauterbach, Spezialist für hardwareunterstützte Debugging-Werkzeuge, wollen Entwickler, die mit Multicore-Architekturen arbeiten, mit Trainings unterstützen. Durch die Kooperation der beiden Unternehmen

sollen Embedded-Entwickler von einem umfassenden und solide vermittelten Know-how rund um die Fehlersuche und Fehlerdiagnose in Multicore-Systemen profitieren. Denn gerade der Einsatz mehrerer CPUs in einem Mikrocontroller bringt für Entwickler viele neue Möglichkeiten

und Herausforderungen mit sich. Das betrifft das Design der Software-Architektur, die Programmierung und das Debugging. Hier ist neben dem Einsatz geeigneter Werkzeuge auch profundes, umfassendes Wissen über die eingesetzten MulticoreArchitekturen notwendig. Die im

Rahmen der Kooperation angebotenen Trainings umfassen Themen wie den Aufbau eines sicheren Multicore-SoftwareDesigns für AURIX sowie effektive Debugging-Methoden mit dem TRACE32 von Lauterbach. // FG MicroConsult, Lauterbach

VENTILATOREN

CEO verlässt ebm-papst Rainer Hundsdörfer (58), CEO der ebm-papst-Gruppe, hat einvernehmlich zum 30. April 2016 den Technologieführer für Ventilatoren und Antriebe verlassen. Der Grund für die Trennung sind unterschiedliche Auffassungen über die künftige Unternehmensführung. Rainer Hundsdörfer hat während seiner Amtszeit die Position von ebm-papst als globaler Innovationstreiber weiter gestärkt und auf ein Umsatzniveau von rund 1,7 Mrd. Euro gehoben. Unter seiner Führung wurde die Gruppe unter der Leitlinie GreenTech konsequent auf die Balance von Ökologie und Ökonomie entlang der gesamten Wertschöpfungskette ausgerichtet. Für das nachhaltige Wirtschaften wurde das Unternehmen bereits mehrfach ausgezeichnet, etwa mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis, dem Umwelttechnikpreis des Bundeslandes Baden-Württemberg oder dem Materialica Design + Technology Award. Die Gesellschafter und der Beirat von ebm-papst bedanken sich für die Leistungen von Rainer Hundsdörfer. Bis zur Neubesetzung der CEO-Position werden die Geschäftsführer die Verantwortung für ihren Bereich voll übernehmen und direkt an die Gesellschafter und den Beirat berichten. // KR ebm-papst

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

300 A FULL-SiC POWER MODUL n Höhere Spannung n Höhere Ströme n Geringere Schaltverluste

ROHM Semiconductor bietet jetzt das rein SiC-basierte 300 A Power Modul BSM300D12P2E001 an, für leistungsstärkere Anwendungen mit höherer Leistung z. B. Stromversorgungen für Industrieanlagen.

Reduzierte Schaltverluste ermöglichen hohe Frequenzen • Die Schaltverluste sind gegenüber IGBT-Modulen mit vergleichbaren Kenndaten deutlich geringer.

Sichereres Design unterstützt höhere Stromstärken • Die innovative Designtechnologie halbiert die Induktivität und erlaubt die Entwicklung von Produkten für Nennströme von 300 A. • Ein integrierter Thermistor verhindert übermäßige Wärmeentwicklung.

Konfiguration des Bauelements • Das SiC-Halbbrückenmodul integriert eine SiC-SBD und einen SiC-MOSFET in einem gemeinsamen Gehäuse. • Das Gehäuse entspricht dem von standardmäßigen IGBT-Modulen. • Eingebauter Thermistor • Tjmax = 175 °C

Die Full-SiC Power Module im Überblick Typ

VDSS (V)

ID (A)

Tjmax (°C)

Visol (V)

Gehäuse

Konfiguration

BSM080D12P2C008 *

1200

80

175

2500

C-Type

DMOS+SBD

BSM120D12P2C005

1200

120

150

2500

C-Type

DMOS+SBD

BSM180D12P3C007 *

1200

180

175

2500

C-Type

UMOS+SBD

BSM300D12P2E001

1200

300

175

2500

E-Type

DMOS+SBD+Thermistor

*Keine Onlinebestellung von Mustern möglich. Bitte wenden Sie sich an den ROHM-Vertrieb.

Technology for you Sense it

Light it

Power it !

www.rohm.com/eu

Einfacher Feldbusanschluss für PC-basi Quickinfo:

EST Technologie ist ein Systemhaus für modernste Steuerungstechnologie. Zur Prozessanbindung der eigenentwickelten Schraubersteuerungen mit integrierter IPC Master Unit werden PC-Karten cifX von Hilscher verwendet, zuerst im PC/104- und inzwischen im PCI-Express-Format. Die PC-Karten sind ein schneller Weg, PC-basierte Steuerungen mit einer Feldbus- oder Realtime-Ethernet-Schnittstelle auszustatten.

www.est-technologie.de

Die EST Elektronische Schraub- + Steuerungstechnologie GmbH & Co. KG ist ein Unternehmen der Schmid-Gruppe und als

Martin Knoblauch, Leiter Entwicklung, EST Elektronische Schraub- + Steuerungstechnologie GmbH & Co. KG

solches eigenständig im Markt vertreten sowie auch interdisziplinär in den Wissens- und Leistungspool der Unterneh-

messtechnischen Funktion ist eine SPS-

mensgruppe eingebunden. Branchenun-

Funktionalität nach der internationalen

abhängig bedient EST den anspruchsvol-

Norm IEC 61131-3 integriert, außerdem

len Entwicklungs- und Realisierungsbe-

die Windows-basierten Applikationen

darf an zukunftsorientierten steuerungs-

Para zur Parametrierung und

und datentechnischen Lösungen in den

Visualisierung der Schraubprozesse.

-

Visu zur

Bereichen Automatisierungstechnik sowie Vernetzung von Produktions- und Monta-

„Die Schraubprozesse können sehr kom-

geanlagen.

plex sein“, setzt der Entwicklungsleiter fort. „Abhängig von Drehmoment und Drehwinkel sind bestimmte Grenzen zu überprü-

„Von der Festlegung der Sensorik und der Aktorik über die Auswahl der Steuerungstechnologie bis hin zur Projektierung von Leitrechnersystemen inklusive zugehöri-

PROFINET PROFINET

fen – in diesen Verfahren steckt wesentliches Know-how der EST Technologie.“ Für die Prozesssteuerung wurde daher

ger Netzwerktopologie lässt das univer-

men vor allem bei Automobilherstellern

die ARM-Prozessor basierende Technolo-

selle Leistungsangebot keine Wünsche

und -zulieferern, zum Beispiel in Motor-

giebaugruppe MSR/Servo entwickelt, die

offen“, betont Martin Knoblauch, Leiter

montagelinien, zum Einsatz.“ EST bietet

ein oder zwei Schraubkanäle ansteuert

Entwicklung bei EST. „Unsere Schwer-

im eigenen Haus entwickelte, PC-basie-

und direkt mit den Servoreglern gekop-

punkte bilden Montage- und Schraub-

rende Systeme für die Steuerung und

pelt ist. Die Baugruppen dienen der Steu-

technik, elektronisch gesteuerte Füge-

Überwachung der drehmoment- und dreh-

erung und Überwachung von Schraub-,

prozesse, Einpressvorgänge sowie Weg-

winkelgesteuerten Schraub- und Einpress-

Einpress- und Messtechnik sowie

messvorgänge. Die Technologien kom-

vorgänge an. Neben der verfahrens- bzw.

elektronischen Drehmoment- bzw. Dreh-

von

ierte Steuerungen von Montagetechnik tigungslinie. Damit werden zum Beispiel

Software-Schnittstelle war bekannt und

Daten mit der übergeordneten SPS aus-

konnte gut auf die neue Plattform über-

getauscht. Laut dem Entwicklungsleiter

tragen werden.“ Mit der neusten Gene-

hat sich PROFINET gerade im Bereich

ration

Automotive zum Standard entwickelt. Der

auf PROFINET vollzogen. „Bisher waren

E12 wurde dann der Übergang

mit PROFIBUS und Ethernet immer zwei Unit mit.

Leitungen erforderlich“, fügt er an. „PROFINET übernimmt die Übertragung beider

„Die Zusammenarbeit mit dem Hause

Signale – das spart viel Aufwand in der

Hilscher läuft schon über 15 Jahre“, erin-

Montageanlage.“

nert sich der Entwicklungsleiter. Ende der 1990er-Jahre wurde ein neues Schraubsystem entwickelt und man war auf der Suche nach einer PC/104-Karte zur Anbindung der ersten PC-basierten SteueFeldebene sowie an die übergeordnete Steuerungswelt – damals noch auf Basis von PROFIBUS. Im Vordergrund stand eine einfache und offene Software-Integration. „So haben wir die cifX-Karten des Unternehmens Hilscher für uns entdeckt“, berichtet er weiter. „Damals und auch heute waren und sind wir mit den Hilscher-Karten und der Zusammenarbeit mit dem Hersteller sehr zufrieden.“ winkelschlüsseln. Die neuste Generation

EST führte in 2005 eine neue Steuerungs-

trägt den Namen

architektur ein, die anstelle der zentralen

E12. „Eine IPC Mas-

ter Unit steuert wiederum 16 Technologie-

19-Zoll-Racks nun auf dezentrale Lösun-

baugruppen an“, setzt er fort.

gen basierte. „Die Steuerungsgeneration

Basierend auf der jüngsten Generation

E05 wurde ebenfalls über PROFIBUS

E12 wurde eine Kompaktvariante ent-

PC-Kartensinddereinfachsteundschnells-

mithilfe von PC/104- bzw. PC/104+-Bau-

wickelt. Dieses Projekt hat Hilscher unter-

te Weg, ein Gerät der Automatisierung

gruppen angebunden“, erklärt M. Knoblauch

stützt, indem die entsprechende cifX-Kar-

mit einer Feldbus- bzw. Realtime-Ether-

weiter. Und auch auf der Betriebssystem-

te für einen erweiterten Temperaturbereich

net-Schnittstelle auszustatten. Sie ver-

ebene gab es in diesem Zusammenhang

ausgelegt wurde: „Hilscher hat die ent-

fügen über anerkannte, standardisierte

einen Wechsel von der VRTX-Plattform zu

sprechenden Temperaturuntersuchungen

Schnittstellen und sorgen für die Anbin-

Windows mit RT-Kernel.“ Der Übergang

realisiert und die cifX-Karten entsprechend

dung von Industrie-PC oder kompakten

mit den Hilscher-Baugruppen verlief laut

aufgerüstet“, betont M. Knoblauch. „Diese

HMI Terminals an die Steuerungs- und

M. Knoblauch völlig reibungslos: „Die

hohe Flexibilität hat uns sehr geholfen.“

Feldebene. „In der Master Unit setzen wir die cifX-Feldbuskarten von Hilscher ein“, erläutert M. Knoblauch. „In die PCI-Express-Steckplätze unseres IPCs integrieren wir PROFINET Controller und PROFINET Device. Der Controller stellt die Verbindung zu den Technologiebaugruppen her.“ Die Device-Karte dient zur Integration der Schraubersteuerung in die Fer-

Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH Rheinstraße 15 65795 Hattersheim Tel.: +49 6190 9907-0 www.hilscher.com

STROMVERSORGUNGEN // INDUKTIVES LADEN

TITELSTORY Drahtlose Ladetechniken liegen derzeit voll im Trend – vor allem bei aktuellen mobilen Geräten wie Smartphones, Tablets oder Laptops. Angesichts der rasanten Entwicklung ist zu erwarten, dass zukünftig immer mehr elektronische Endgeräte drahtlos aufgeladen oder betrieben werden. Schlüsselkomponenten beim drahtlosen Laden sind die Ladespulen und die zugehörigen Regler-ICs. Dieser Beitrag enthält Empfehlungen und beschreibt Methoden zum Tausch drahtloser Ladespulen am Beispiel einer Demoschaltung auf Basis der Empfängersteuerung LTC4120 von Linear Technology mit drahtlosen Stromladespulen von Würth Elektronik eiSos.

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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

STROMVERSORGUNGEN // INDUKTIVES LADEN

Tausch von Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung Schlüsselkomponenten eines induktiven Ladesystems für Smartphone, Tablet & Co. sind die Sende- und Empfangsspulen. Wir verraten Ihnen, worauf beim Austausch von Ladespulen zu achten ist. RAGHU NARAYYANAN *

Z

Bilder: Würth Elektronik eiSos

ur Übertragung von Energie von einem Sender an einen Empfänger auf drahtlosem Wege wird ein Prinzip eingesetzt, das mehr als ein Jahrhundert alt ist: die Gegeninduktion. Dennoch zeigen neuere Entwicklungen, dass, wenn zwei für minimale Verluste und Absorption (hoher Q-Wert) ausgelegte Schwingkreise, die auf gleicher Frequenz resonieren, in enge Nachbarschaft (d.h. in den Nahfeldbereich) gebracht werden, Energie aufgrund evaneszenter Wellenkopplung mit hoher Effizienz vom Sender an den Empfänger übertragen wird.

Abstimmung der Frequenzen von Sender und Empfänger Damit ein drahtloses Energieladesystem effizient funktionieren kann, müssen die Frequenzen von Sender und Empfänger aufeinander abgestimmt werden. Für unterschiedliche Induktivitätswerte bei Lade- und Koppelspule müssen weitere Bestandteile der Schaltung getauscht werden, um dieselbe Schwingungsfrequenz zu erhalten. Das vorliegende Dokument erläutert ferner den einmaligen Vorteil der Verwendung drahtloser Energieladespulen von Würth Elektronik. Als Mitglied des Wireless Power Consortiums (WPC) und der Alliance for Wireless Power (A4WP), die jetzt unter dem Namen „Rezence“ bekannt ist, hat Würth Elektronik eiSos im Rahmen proprietärer Lösungen verschiedene drahtlose Sende- und Empfängerspulen entwickelt, die mit dem Qi-Standard kompatibel sind (Tabelle auf S. 10). Der drahtlose Laderegler LTC4120 von Linear Technology integriert in einem einzigen Chip einen drahtlosen Energieempfänger und eine Buck-Batterieladeeinheit (400 mA). Der Regler wird für die Demoschal-

* Raghu Narayyanan ... ist Entwicklungsingenieur bei Würth Elektronik eiSos in Boston, USA.

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

Bild 1: DC1968A, Demo-Sendekarte mit WE-Senderspule 760 308 101 302

tung DC1967A verwendet. Die Schwingfrequenz der Empfängerbaugruppe beträgt 127 kHz bei vorhandener und 140 kHz bei fehlender Abstimmung. Bild 2 zeigt die Demoschaltung DC1967A. Die drahtlose DemoSenderschaltung DC1968A in Bild 1 ist ein einfacher Sender, der unter Verwendung einer stromgekoppelten astabilen Kippschaltung entwickelt wurde, deren Schwingungsfrequenz durch einen Schwingkreis festgelegt wird. Die hier festgelegte Schwingungsfrequenz beträgt 130 kHz. Allerdings würde die Betriebsfrequenz abhängig von der Last beim Empfänger und dem Kopplungsfaktor zur Empfängerspule schwanken. Eine andere Version des Senders, gefertigt von Power by Proxy, bietet den zusätzlichen Vorteil der Erkennung fremder Objekte und besitzt eine niedrige Standby-Leistung.

Galvanische Trennung ohne Transformatorkern Mit der DHC-Funktion des LTC4120 wird die Frequenz entsprechend den Leistungsanforderungen des Akkus (Last) entweder nah oder entfernt von der Schwingungsfre-

quenz des Senders festgelegt: Ist der Kopplungsfaktor zwischen Sende- und Empfangsspule hoch, dann wird die Frequenz so festgelegt, dass die Energieübertragung begrenzt wird; ist der Kopplungsfaktor niedrig, dann wird die Frequenz so eingestellt, dass die Energieübertragung verstärkt wird. Das Merkmal des fehlenden Transformatorkerns beim LTC4120 ermöglicht eine galvanische Trennung ohne Transformatorkern.

Wesentliche Parameter des Ladereglers LTC4120 Es ist vor allem wichtig, Betrieb und Merkmale des drahtlosen Ladereglers LTC4120 und die Spezifikationen der Spulen nachzuvollziehen, die in die Demoschaltungen integriert werden sollen. Die Senderspule wird durch eine stromgekoppelte Quelle gespeist, damit vom Sender ein gutes sinusförmiges Signal übertragen wird. Wie sich dem Datenblatt zum LTC4120 entnehmen lässt, sollten Lx (Induktivität der Senderspule) und Lr (Induktivität der Empfängerspule) idealerweise so ausgewählt werden, dass ein Windungsverhältnis von

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STROMVERSORGUNGEN // INDUKTIVES LADEN

1:3 erzielt wird. Die Induktivitätswerte können so ausgewählt werden, dass die erforderliche Spule nicht zu groß ist (falls die Kapazität des Kondensators am sendeseitigen Ende zu niedrig ist) und der Kreisstrom am sendeseitigen Ende nicht zu hoch ist (falls die Induktivität der Primärseite zu niedrig ist).

spule beträgt 1:3. Hier wurden vier verschiedene Bedingungen ausgewählt, bei denen das Erfüllen dieser Anforderung schwierig ist. Nähere Angaben zu den Bedingungen 1 bis 4 finden Sie online, wie am Ende des Beitrags beschrieben. Die Schaltung wurde so modifiziert, dass sie mehr Strom von der Spule bezieht. Dazu wurde die Ausgangsspannung auf 8,23 V festgelegt. Gleichzeitig jedoch stellt die Schaltung den größtmöglichen Strom bereit und behält die maximale Effizienz bei.

Auswahl von Empfänger- und Senderspulen Die Spule auf der Empfängerseite, die gegenwärtig bei dem aus der Empfänger-Demoschaltung DC1967A und der Demo-Senderschaltung DC1968A bestehenden DemoKit DC1969A eingesetzt wird, hat eine Induktivität von 47 µH. Es handelt sich dabei um eine eingebettete 4-Schicht-PCB-Spule mit Ferritbasis. Würth Elektronik eiSos bietet die Spule 760 308 101 303 an, die die PCB-Spezifikation erheblich überschreitet und so eine deutlich höhere Effizienz bietet. Nachdem wir nun die Empfängerspule mit einem Induktivitätswert von 47 µH ausgewählt haben, lässt sich die Senderspule entsprechend auswählen, um der im Datenblatt zum LTC4120 beschriebenen Empfehlung eines Windungsverhältnisses von 1:3 nachzukommen. Dafür bietet Würth Elektronik eiSos das Bauteil 760 308 101 302 an. Die wichtigsten Parameter lauten: 5,3 µH, 6 A, 33 mΩ, Q = 100. Bei Berechnung für die Schwingungsfrequenz des Senders (130 kHz) ergibt sich als erforderlicher Wert für Cx 283 nF. Da es für diesen Wert kein Standardbauteil gibt, wählen wir 180 nF bzw. 100 nF aus, um eine möglichst starke Annäherung an die vorgesehene Betriebsfrequenz zu erzielen. Diese beiden

Oszillogramm-Aufnahmen der vier Testbedingungen Bild 2: DC1967A, Demo-Empfängerkarte mit WEEmpfängerspule 760 308 101 303

Kondensatoren nutzen denselben Kreisstrom. Genauere Werte lassen sich auswählen, um die gewünschte Schwingungsfrequenz exakt zu erzielen. Aus diesem Grund beträgt die tatsächliche Kapazität 280 nF. Die zugehörige Schwingungsfrequenz beläuft sich auf f0 = 130,71 kHz. f0 ist 0,5% höher als die ursprüngliche erforderliche Frequenz. Allerdings beläuft sich der ausgewählte Kapazitätswert beim DC1969A auf 2 × 0,15 µF. Beim obigen Wert beläuft sich die neue Schwingungsfrequenz auf 126,3 kHz (unbelastet).

Die Bedeutung des Windungsverhältnisses n Das für DC1967A empfohlene Windungsverhältnis zwischen Sende- und Empfänger-

Die Oszillogramm-Aufnahmen in Bild 3 beziehen sich auf die oben beschriebenen jeweiligen Testbedingungen. In den Oszillogrammen bezeichnet Ch1 das gleichgerichtete empfangene Signal, Ch2 ist kein Signal, Ch3 ist das Empfängersignal und Ch4 der gleichgerichtete Empfängerstrom. Durch Analyse dieser Signale lässt sich feststellen, dass sich mit Bedingung 1 die beste Leistung erzielen lässt. Die betrachteten Kriterien sind dabei der Wirkungsgrad der Spule und die Fähigkeit zur Unterstützung des maximalen Laststroms bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer möglichst hohen Spannung am empfängerseitigen Ende. Es lässt sich erkennen, dass die Energieübertragungsleistung besser ist, wenn das Windungsverhältnis der Spule Tx zur Spule Rx 1:3 beträgt – ein niedrigeres Windungsverhältnis hat offenbar eine Abschwächung der Signalübertragung auf Empfängerseite zur Folge, weswegen kein ausreichend hoher Ladestrom erzielt werden kann. Dies ist bei den Bedingungen 2 und 3 der Fall,

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STROMVERSORGUNGEN // INDUKTIVES LADEN

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„Innovation ist der Motor des Fortschritts. Als Gateway zu herausragenden Technologien auf der einen und Märkten auf der anderen Seite stehen wir für Innovation ohne Hürden.“ Oliver Glenz, Senior Sales Manager FEEU

Accelerating Global Innovation

Bild 3: Oszillogramme für die vier unterschiedlichen Testbedingungen

wo von den Spulen nicht mehr als 1,895 W bzw. 1,18 W unterstützt werden. Deswegen ist das Windungsverhältnis von 1:3 zwischen Sender und Empfänger wichtig, entbindet aber nicht von der Auswahl einer Ferritbasis geeigneter Größe, Form und Stärke und der Anordnung der Wicklung auf der Ferritbasis.

Kreisstrom im LC-Kreis der Primär- und Sekundärspule Der Kreisstrom im LC-Kreis der Primär- und Sekundärspule muss für einen zuverlässigen Betrieb der Schaltung geschätzt werden. Die geschätzte Spannung in der Primärspule beträgt 15,7 V. Der Blindwiderstand des 0,3-µFKondensators beläuft sich bei einer Frequenz von 126,3 kHz auf Xc = 3,74 Ω. Der oben berechnete Wert Xc hat eine Kreisstromstärke in einer Größenordnung von ca. 4,2 A (Spitze) bzw. ca. 3 A (effektiv) zur Folge. Aus diesem Grund sind 0,15-µFKondensatoren auszuwählen, die bei 126,3 kHz einen zulässigen Effektivstrom von mindestens 1,5 A bieten. Verwendet wurde der Kondensator ECHU1H154GX9 mit einem Effektivstrom von ca. 1,5 A. Ebenso unterscheidet sich der Kreisstrom bei verschiedenen Prüfbedingungen; es ergeben sich folgende Werte: „ Bedingung 1: 2,07 Aeff, „ Bedingung 2: 0,931 Aeff,

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

„ Bedingung 3: 0,459 Aeff, „ Bedingung 4: 2,14 Aeff.

Der Eingangsstrom hängt vom Magnetfeld ab Der Betrag der Eingangsstromaufnahme zur Erzeugung eines ausreichend großen Sekundärstroms ist eine Funktion des Magnetfeldes, das an der Primärspule generiert wird. Die Größenordnung des Magnetfeldes ist direkt proportional zum Strom der Senderspule und ein Produkt von Eingangsstrom und Q-Wert. Aus diesem Grund ist bei der Auswahl der Primärspule deren Q-Wert zu beachten. Diese Spule 760 308 101 302 von Würth Elektronik eiSos hat einen Q-Wert von 100. Dies ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt im Vergleich zu den Mitbewerbern der höchste verfügbare Wert. Der zur Versorgung mit dem Laststrom erforderliche Eingangsstrom kann durch Verwendung einer Senderspule mit einem möglichst hohen Q-Wert und des optimierten Windungsverhältnisses optimiert oder minimiert werden. Bei einem hohen Windungsverhältnis wird durch die DHC-Funktion sichergestellt, dass nicht zu viel Eingangsstrom an die Empfängerseite übertragen wird. Zu betrachten sind in diesem Zusammenhang auch die Prüfbedingungen 1 und 2, wobei das empfangene Signal bei Bedingung 1 stärker ist und die DHC-Funktion aktiv die

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STROMVERSORGUNGEN // INDUKTIVES LADEN

Bild 5: Spulen für die kabellose Energieübertragung

an den DC/DC-Wandler angelegte Spannung begrenzt (das Signal Ch2 verzeichnet in jedem Zyklus einen abrupten Abfall, wenn der DHC-Kontakt an Masse gelegt wird). Im Vergleich dazu wird bei Bedingung 2, bei der das Windungsverhältnis lediglich 1:2 beträgt, die Bedingung VIN > VDHC nicht erfüllt, wenn der DHC-Kontakt an Masse gelegt wird. Aus diesem Grund ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung der höchste bei den vier Testbedingungen.

RDC ist direkt proportional zum Wirkverlust Der RDC der Sende- und Empfangsspulen ist direkt proportional zum Wirkverlust, weswegen ein niedrigerer RDC der Spulen zur Erzielung eines höheren Wirkungsgrads zu bevorzugen ist. Der Widerstand der Sekundärspule wirkt sich auf deren Wirkungsgrad aus. Der RDC der Senderspule 760 308 101 302 von Würth Elektronik eiSos beläuft sich auf 33 mΩ bei einem Effektivstrom von 2,2 A. Es ergibt sich ein Leistungsverlust von 0,16 W. Die Schwingungsfrequenzen der LC-Kreise von Sende- und Empfängerseite ändern sich je nach belastetem oder unbelastetem Zustand. Es ist wichtig zu verstehen, welchen Einflüssen die reflektierte Impedanz in einem Schwingkopplungskreis ausgesetzt ist und welche Wirkung die reflektierte Impedanz ihrerseits auf die Leistungsfähigkeit des Systems ausübt. Die reflektierte Impedanz

TEILE-NR.:

INDUKTIVITÄT

DCR

760 308 111

6,3 μH

760 308 110

24 μH

760 308 104 113 760 308 101 302 760 308 201 760 308 101 303

ist Zr = (ω2 M2)/Z2. Wenn der Sekundärkreis mit der gleichen Frequenz schwingt wie der Primärkreis, wird nur die Resistanz, nicht aber die Induktanz oder Reaktanz am Primärkreis reflektiert. Die Resistanz des Sekundärkreises beträgt Z2 = R2 + RL. Daraus ergibt sich, wenn beide Kreise bei gleicher Frequenz schwingen, die reflektierte Impedanz ReZr = (ω2 M2)/(R2 + RL). Der Wirkungsgrad des Systems ist voraussichtlich höher, wenn der Term ReZr größer ist. Allerdings wirkt sich auch eine erhebliche Abnahme des Lastwiderstands RL auf den Wirkungsgrad des Sekundärkreises aus, denn Rs ist vorherrschend bezogen auf den Spannungsabfall. Der Spannungsabfall am Sekundärkreis wird also bestimmt von RL/(R2 + RL).

Die DHC-Funktion verschiebt die Schwingungsfrequenz Durch die DHC-Funktion des LTC1967A wird die Schwingungsfrequenz auf eine voreingestellte, nicht abgestimmte Frequenz von 140 kHz verschoben, wenn die Spulen einen besseren Kopplungsfaktor aufweisen, d. h. die Spannung bei VIN größer als 14 V ist; ist der Kopplungsfaktor der Spulen hingegen niedrig (VIN < 14 V), dann erfolgt eine Abstimmung auf 127 kHz. Deswegen ist es bei der Auswahl der Spule für einen Sendekreis wichtig, auf eine Schwingungsfrequenz zu achten, die höher ist als die im abgestimmten Zustand einge-

Q

GRÖSSE

NENNSTROM BEI 40 °C

17 mΩ

80

5353

13 A

7 mΩ

180

5353

6A

12 μH

60 mΩ

120

6052

6A

5,3 μH

33 mΩ

100

∅50

6A

10 μH

160 mΩ

50

3737

4,5 A

47 μH

460 mΩ

25

∅26

1,4 A

Sendespulen:

Empfangsspulen:

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stellte Empfängerfrequenz. Hierdurch wird sichergestellt, dass Sender und Empfänger bei gleicher Frequenz schwingen und dieser Kreis als doppelt abgestimmter Schwingkreis fungiert und der Chip folglich die volle Energieübertragung ermöglicht. Das Oszillogramm in Bild 4 zeigt das Signal bei Ch1: einen Rechteckimpuls im Bereich der Senderfrequenz. Jedes Mal, wenn das Empfangssignal bei VIN höher ist als die Spannung am DHC-Kontakt, wird der DHCKontakt an Masse gelegt, damit sichergestellt ist, dass sich VIN (Ch3) nicht noch weiter erhöht. Die Kurve von Ch2 zeigt das Signal in der Empfängerwindung, Ch4 stellt den Strom durch den Sender dar.

Sender mit weitem Betriebsspannungsbereich Eine stärkere Kopplung, ein niedrigerer physischer Abstand zwischen Sender und Empfänger und ein höheres Windungsverhältnis gewährleisten eine höhere Spannung auf der Empfängerseite und damit einen höheren Wert für VIN. Die DHC-Funktion begrenzt den Wert der an den DC/DC-Wandler angelegten VIN und stellt damit sicher, dass der Sender in einem weiten Betriebsspannungsbereich betrieben werden kann. Bedingung 2 zeigt, dass der Wirkungsgrad höher ist, wenn die Sinusförmigkeit des Empfangssignals stärker ausgeprägt ist. Aus diesem Grund sollte, sofern die Anwendung einen weiteren Eingangsspannungsbereich erforderlich macht, ein höheres Windungsverhältnis (ca. 3) ausgewählt werden. Ist hingegen ein besserer Wirkungsgrad notwendig, dann wird das optimale Windungsverhältnis (bei dem das Empfangssignal möglichst sinusförmig ist) empfohlen. Sende- und Empfangsspule müssen unter Beachtung aller genannten Parameter sorgfältig ausgewählt werden, um die drahtlose Energieübertragung wahlweise mit einem höheren Wirkungsgrad oder einem breiteren Eingangsspannungsbereich für den Demoschaltkreis DC1969A erzielen zu können. Die Effizienz der Energieübertragung kann mithilfe verschiedener Sende- und Empfängerspulen mit hohen Q-Werten gesteigert werden, die von Würth Elektronik eiSos gefertigt werden. Aus Platzgründen mussten wir diesen Beitrag leider kürzen. Den vollständigen Beitrag mit allen Formeln, Berechnungen, Bildern und Tabellen erhalten Sie, wenn Sie unter www.elektronikpraxis.de ins Suchfeld die Beitragsnummer 43270464 eingeben. // TK Würth Elektronik eiSos

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

r UnseLLES E m U T K A gram Pro

TECH-WEBINARE

VERANSTALTUNGEN

www.elektronikpraxis.de/webinare

www.elektronikpraxis.de/event

Live-Webinar 01. Juni 2016 Embedded Board Test - Die Zukunft des elektrischen Tests!

10. Anwenderkongress Steckverbinder 6. - 8. Juni 2016, Würzburg www.steckverbinderkongress.de

Die Technologie von Bauelementen und Leiterplatten macht rasante Fortschritte. Im Live-Webinar am 01. Juni 2016 um 10:00 Uhr erfahren Sie, welche Möglichkeiten der Embedded Board Test Ihnen bietet und wie Sie diesen lösen können. Die Fortschritte bringen für die Anwendung moderner Elektronik viele Vorteile, stellen aber auch gehobene Anforderungen an die Produktion und an die Testmöglichkeiten. Im Bereich des Testens findet ein Umdenken statt, ein Testverfahren allein reicht heute für gute Qualität nicht mehr aus. Anhand von zwei Beispielprojekten erfahren Sie: - wie unterschiedlich die Anforderungen aber auch die Probleme sind und wie man diese effizient lösen kann - wie man bei steigenden Datenmengen die Programmierung übernehmen und unterstützen kann. Veranstalter des Webinars: Göpel Electronic Referenten: Enrico Zimmermann, Martin Borowski

Keynote-Mitschnitt: Künstliche Intelligenz Kaum ein Technologieunternehmen bleibt künftig von den Einflüssen der Künstlichen Intelligenz unbehelligt. Für Elektronik-Professionals bedeutet dies: Der Blick über den Tellerrand der eigenen Kerntechnologien hinaus in Richtung KI ist essentiell für die Zukunft des eigenen wirtschaftlichen Erfolgs.

HF-Simulation von Antennen und RF-Komponenten 16. Juni 2016, Stuttgart www.b2bseminare.de/873 Industrie 4.0 - Das Seminar 22. - 23. Juni 2016, München www.b2bseminare.de/926 14. Würzburger EMS-Tag 23. Juni 2016, Würzburg www.ems-tag.de 11. Embedded Linux Woche 04. - 08. Juli 2016, Würzburg www.linux4embedded.de 3. Embedded Software Engineering Management Summit 5. Juli 2016, Würzburg www.ese-summit.de FPGA-Kongress 12. - 14. Juli 2016, München www.fpga-kongress.de

DESIGN CORNER

www.elektronikpraxis.de/design_corner

Treiber wahrt gute SNR-, THD- und Offsetwerte des ADC www.elektronikpraxis.de/dn541

In seiner Keynote auf dem ESE Kongress 2015 gab Prof. Dr. Martin Welsch, Professor für Praktische Informatik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, einen spannenden Einund Ausblick in die KI-Szene aus erster Hand. Was kann KI heute schon leisten und welche Zukunftsszenarien sind denkbar? Welche Auswirkungen und absehbare Folgen sind zu erkennen oder zu erwarten? www.elektronikpraxis.de/videos

Ausgleichsstrom für den Bleibatterie-Balancer berechnen www.elektronikpraxis.de/dn539

Partner und Veranstalter:

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SIDO-Konverter für das Ernten von Energie www.elektronikpraxis.de/adi530043 Günstiger Verstärker mit geringem Energieverbrauch www.elektronikpraxis.de/adi531516

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Kontron punktet mit agiler Produktstrategie für das IoT Dank des umfangreichen Portfolios an Hardware-, Software- und Servicelösungen ist Kontron fit für die Anforderungen globaler und nationaler Märkte sowie individueller Kundenwünsche.

K

sorgen Standardprodukte, wie Embedded Motherboards oder integrierte Module. „Sie sind die heimlichen Helden der Computerindustrie, denn ohne sie würden Computersysteme nicht so funktionieren, wie sie sollen“, bringt es Kontrons CTO Jens Wiegand auf den Punkt. „Sie sind das zentrale „Nervensystem“ von Computern und sorgen für elementare Systemfunktionen wie Datenverarbeitung, Speichermanagement oder Konnektivität und Ferndiagnostik.“ Diese Standardprodukte sorgen auch dafür, dass auf einem Rechner eine Bedienoberfläche zur Verfügung steht, über die ein Anwender arbeiten und mit seinem Rechner kommunizieren kann – sei es per Maus, über die Tastatur oder per Touchscreen.

Neue Herausforderungen für Technologieanbieter ergeben sich aus dem rasanten Aufschwung des Internets der Dinge. So müssen technische Innovationen immer schneller verfügbar sein. Lösungen für das IoT sollen auf Standards basieren, massendatenfähig sowie zeitnah einsetzbar sein. Hinzu kommt eine vollständige Integrierbarkeit – jederzeit und an jedem Punkt der Erde in jeder beliebigen Umgebung. Bei Kontron lautet seit 2015 die Antwort auf diesen Themenkomplex: eine klare Ausrichtung auf Middleware und ein integriertes Produktportfolio. Denn der Schlüssel zum IoT ist die Software. Kunden benötigen Komplettlösungen, die sich flexibel einsetzen lassen und höchste Sicherheitsanforderungen erfüllen. Kontron ver-

Bild: Kontron

ontron zählt zu den führenden Anbietern von Embedded-Computer-Technologie. Darüber hinaus entwickelt das börsennotierte Unternehmen Lösungen für das Internet der Dinge (IoT). Telekommunikation oder Medizintechnik; Infotainment oder industrielle Automation und Luftfahrt, Transportwesen sowie Verteidigung – Kontron engagiert sich bei der Entwicklung von Produkten, Applikationen und Services, die individuell auf globale Kunden und ihre individuellen Anforderungen ausgerichtet sind. So unterschiedlich die Branchen auch sind, haben alle gemeinsam den Wunsch nach zuverlässigen Produkten, die ihre ITInfrastruktur sowie die darin laufenden Komponenten betriebsbereit halten. Dafür

Kontron-Headquarter in Augsburg: Es gibt keine Branche, in der Produkte von Kontron nicht zum Einsatz kommen.

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Steckbrief

fügt über ein breites Spektrum an hochwertigen Controller-, Modul-, Gateway- und Systemlösungen, mit denen sich individuelle IoT-Modelle realisieren lassen. Der Anbieter von Embedded Computing wählt damit einen neuen Weg: weg vom klassischen Hardware-Anbieter und hin zum Dienstleister mit einem Lösungsspektrum, das speziell für das IoT-Umfeld konzipiert wurde. Hierfür bieten die Augsburger hochgradig integrierte Embedded Hardware und spezifische Software-Lösungen, die IoT-fähig sind.

Embedded-Technologien sind ein Erfolgsgarant Embedded Boards und Module spielen in der Firmengeschichte von Kontron seit jeher eine entscheidende Rolle, und sie sind eine wichtige Säule für den Geschäftserfolg. Diese Schlüsseltechnologien beherrscht das Unternehmen aus dem EffEff, die Expertise der Augsburger Entwickler ist weltweit gefragt. So hat Kontron zahlreiche Branchenstandards für Embedded-Lösungen aktiv mitgeprägt, darunter denjenigen, den das Unternehmen bei der Entwicklung seiner erfolgreichen COM-Express- und SMARCModule verwendet. Qualität, Langlebigkeit und standardisierte Formfaktoren (basic, compact und mini) sind wesentliche Eigenschaften des Produktportfolios. Anwender schätzen darüber hinaus die Design-Innovationen, die es ermöglichen, Lösungen zu realisieren, die sich individuell an die Bedürfnisse einer Kundenumgebung anpassen. Customizing wird damit nicht zum kostspieligen Mammutprojekt, vielmehr ist es in wenigen Schritten ohne hohen Arbeits- oder Kostenaufwand umgesetzt. Individuelle Lösungen sind damit zeitnah fit für den produktiven Einsatz. Qualität und Performance gehen bei den Produkten von Kontron Hand in Hand. So werden beispielsweise viele der hauseigenen Standardprodukte und Systemlösungen mit Spezifikationen ausgestattet. Jüngste Beispiele sind der Industrial Panel PC FusionClient, oder das besonders robuste Endurance Tablet. Partnerschaften sind ein wesentlicher Baustein für den geschäftlichen Erfolg von Kontron. Mit zahlreichen OEM-Kunden sind die Augsburger seit Jahren eng verbunden. Das Resultat dieser kreativen Kooperationen sind maßgeschneiderte Lösungen, die weltweit zum Einsatz kommen. Hier reicht das Spektrum von industrietauglichen 3D-Druckern, über den Einsatz in medizinischen Geräten für die Notfallversorgung, bis hin zu Bestückungsmaschinen für die Elektronikfertigung oder robusten Robotern, wie sie im

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„ Anbieter von umfangr eichen Har Software- u dware-, nd Service-L ösungen fü „ Global fü r das IoT hrendes Un ternehmen reich Embed im Beded-Compu ting-Techno „ Globales logie HQ: Augsbu rg, Standort Ländern e in 12 „ Ca. 1280 Mitarbeiter weltweit „ Umsatz: 4 67,7 Mio.€ (2015) „ Globale S ervice- / Su pportorgan „ Kompeten isation z in der Entw icklung, Fert und dem Ve igung rtrieb hochq ualitativer P „ Flexibilität rodukte beim Desig n (Customiz „ Kompeten ing) te Beratung Projekteben auf allen en „ Kontron hat für Em bedded-Lösu Branchenst andards ge ngen setzt und ak geprägt tiv mit-

Katastrophenfall oder bei der Kampfmittelräumung zum Einsatz kommen. Entscheidend ist, dass die Produkte zuverlässig arbeiten, sei es in einer rauen Industrieumgebung oder in extremen Klimazonen. Vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklungen im IoT-Markt haben strategische Partnerschaften eine hohe Bedeutung. Wesentlich ist für Kontron die aktuelle Vereinbarung mit dem langjährigen Partner Ennoconn, einer Tochtergesellschaft der Foxconn Technology Group. Durch diese Kooperation wird Kontron zum führenden Anbieter von kombinierten Hardware- und SoftwareLösungen und manifestiert so seine Position im Markt der IoT-Anbieter. Gleichzeitig erschließt das Ennoconn/FoxconnNetzwerk dem Unternehmen eine starke, dauerhafte Präsenz auf den asiatisch/pazifischen Märkten. Kontron wird aufgrund der Partnerschaft auf die marktgerechten Produktionskapazitäten von Ennoconn sowie auf effiziente Logistikketten und ODM (Original Design Manufacturing)-Fähigkeiten zugreifen können. Auf diese Weise kommen standardisierte oder kundenspezifische Hardware-Bausteine schneller in die Produktion. Die neue Kooperation wird die Zusammenarbeit in den Bereichen Forschung & Entwicklung, Beschaffung, Produktion, globaler Logistik sowie bei Branding, Vertrieb, Marketing und bei der Entwicklung von Vertriebskanälen weiter vertiefen. Auch Ennoconns deutliche Wettbewerbsvorteile in Bezug auf Time-to-Market, Kosteneffizienz und Produktqualität wird Kontron nutzen können. Welche Bedeutung der asiatische Raum für Kontron hat, zeigt die klare Präsenz auf den entscheidenden Märkten. So wurde die indische Niederlassung 2015 vollständig übernommen. Der Standort Peking ist gewachsen; die Fläche dort hat sich verdoppelt. Dadurch entstand mehr Platz für die Produktion sowie für ein Repair- und Service-Center. In Europa hat sich ebenfalls Einiges getan. Der neue Technologie-Campus in Augsburg ist die zentrale Entwicklungsstätte für OEM-Produkte von Kontron. Das Unternehmen baut hier auf eine zukunftsorientierte schlanke Produktion, eine moderne Infrastruktur und neue Arbeitsplätze. Diese moderne Fertigungsstätte erlaubt

es, schnell und gezielt auf die individuellen Wünsche des OEM-Marktes einzugehen.

Umfassender Service garantiert zufriedene Kunden Schon Qualitätsprodukte bedeuten in der Regel zufriedene Kunden. Für eine langjährige Kundentreue und -zufriedenheit ist aber auch ein umfassender Service und Support notwendig. Kontron trägt dem Rechnung und bietet ein breites Service-Portfolio an, das rund um den Globus abgerufen werden kann. Damit stärkt das Unternehmen die Kundenzufriedenheit. Ein globales technisches Supportnetzwerk sorgt dafür, dass Kunden im Problemfall kompetente Hilfe erhalten. „Im Zeitalter des IoT mit seinen vielfältigen Ansprüchen darf die Bedeutung von Support und Professional Services in Bezug auf die Kundenzufriedenheit nicht unterschätzt werden“, unterstreicht Jens Wiegand. Wesentliche Faktoren sind aber auch eine langfristige Garantie für die Produkte sowie schnelle Lieferzeiten. Im industriellen Bereich ist auch die lange Lieferbarkeit von Komponenten ein Entscheidungskriterium für die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten. Produktionsumgebungen haben meist eine sehr lange Lebenszeit, die den Lebenszyklus von Embedded-Komponenten oder Modulen deutlich überflügeln. Kunden verlangen darum eine lange Liefergarantie für Komponenten, um den Betrieb ihrer Anlagen langfristig sicherzustellen und ihre Investitionen zu schützen. // MK Kontron

www.meilensteine-der-elektronik.de 27

High-Tech und Tradition: Gründer und Unternehmer Manfred Zollner hat ein Lebenswerk geschaffen. Der im Hause Zollner entwickelte Further Drache Tradinno ist der größte vierbeinige Schreitroboter der Welt und steht für alles, was die Firma macht.

Unternehmergeist und Verantwortung für die Region Die Zollner Elektronik AG, der EMS-Anbieter aus dem Bayerischen Wald, spielt bei den ganz großen Fertigern der Welt mit: den Top 15 der Branche. Den Grundstein legte Firmengründer Manfred Zollner 1965.

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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

Bilder: Zollner

– vor allem aber überzeugte die Mentalität der Menschen. 50 Jahre später steht Manfred Zollner als Aufsichtsratsvorsitzender einer Unternehmensgruppe vor, die 18 Standorte auf vier Kontinenten unterhält und mehr als 9.600 Mitarbeiter beschäftigt. Entwickelt und gefertigt wird so gut wie alles, wo Elektronik drin ist: Bezahlterminals, Autoanlasser, Ticketautomaten der Bahn, Paketstationen der Post, Auto-Scheinwerfer, Aufzugsteuerungen, Check-in-Terminals der Lufthansa, medizinische Liegen, Antriebe für Elektroautos, Steuerungen in Flugzeugen und in Kernspintomographen oder, wie es Firmengründer Manfred Zollner zusammenfasst: „Es gibt nix, wo wir ned mit drin sind.“ Die ersten Geschäftstätigkeiten vor 50 Jahren waren der Verkauf von Elektrogeräten und Elektroinstallationen in Gebäuden. Nach und nach wurde das Spektrum erweitert um die Reparatur von Elektrogeräten, den Verkauf und Aufbau von Einbauküchen sowie den Verkauf und Service von Unterhaltungselektronik.

Automaten lösen nach und nach die Handarbeit ab

V

or gut 50 Jahren begann eine Unternehmensgeschichte, die für heutige Verhältnisse märchenhaft anmutet: Ein junger Unternehmer vom Dorf macht einen Ein-Mann-Betrieb zum Weltkonzern und eine arme bäuerliche Region zum High-TechIndustriestandort mit Vollbeschäftigung. Im Jahr 1965 gründete der damals erst 25-jährige Manfred Zollner in der kleinen ostbayerischen Gemeinde Zandt ein Elektrofachgeschäft mit Installationsbetrieb. Sein Ziel, 50 Arbeitsplätze zu schaffen, war für die meisten seinerzeit undenkbar in einer landwirtschaftlichen Region, in der die Arbeitslosigkeit in den Wintermonaten über 50 Prozent betrug. Für Ostbayern sprach das im Vergleich zu den Ballungszentren wie München oder Stuttgart niedrigere Lohnniveau

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Nach fünfjähriger Erfahrung mit dem Elektrofachgeschäft gründete Zollner seine „Elektrotechnische Fabrik“ und produzierte Wickelgüter. In den 1970er Jahren wurde noch manuell gearbeitet. Die Handarbeit löste Anfang der 80er Jahre ein Wickelautomat ab, der die Spulen automatisch wickelte. Für die Induktivitäten brauchte man Vorrichtungen für Wickeldorne. Dieser neue Bedarf führte zum eigenen Vorrichtungsbau. Bald kam eine eigene Galvanik hinzu, weil die Anforderungen an den Oberflächenschutz stiegen und mit dem Transport zur nächstgelegenen Galvanik in Regensburg ein großer logistischer Aufwand verbunden war. In den 70er Jahren wurden bereits Einlegebiege-, Einlegeschnitt- und Folgeschnittwerkzeuge gebaut. Um den Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, wurden Prüfmittelplanung und Prüfmittelbau schnell ein Thema. Johann Weber, heute Vorstandsvorsitzender der Zollner Elektronik AG, übernahm seinerzeit diese Aufgabe und bereitete zielgerichtet den Weg für weitere bahnbrechende technologische Schritte in der Elektronik. Der bedeutendste Meilenstein am Ende dieser Periode war der Beginn der Flachbaugruppenfertigung und -prüfung. Das Leistungsspektrum des Elektronikgeschäftes umfasste damals die Bauteilekonfektionierung, manuelle Bestückung auf halbautoma-

tischen Bestückungstischen, Schleppbadlötung, elektronische Prüfung und manuelle Sichtprüfung mit Montage. Eigenbedarf, Kundenanforderungen, eine höhere Wertschöpfung und nicht zuletzt die Entscheidungskriterien Qualität, Zuverlässigkeit und Flexibilität trugen zur Erweiterung des Angebotes bei. Vor allem durch den steigenden Bedarf der Kunden eignete sich die junge Firma zielstrebig verschiedenste Verfahren und Prozesse an und weitete die Geschäftsbeziehungen zu ihren Auftraggebern aus.

Fertigungsaufträge für elektronische Baugruppen Die Firma SEL war im Jahr 1971 einer der ersten Kunden für Induktivitäten. Später produzierte man für SEL Baugruppen für das 30-AX-System. Auch bei Siemens lagen die Anfänge in der Zusammenarbeit in der Lieferung von Wickelgütern, bevor man 1980 mit der Flachbaugruppenfertigung begann. Für das Siemens-Gerätewerk Erlangen bestückte Zollner Leiterplatten vom Typ Modul Pac A1, A2 und A3, die in Werkzeugmaschinen zum Einsatz kamen. Für GOSSEN in Erlangen fertigte man die Flachbaugruppe Profi Six, die in einen Belichtungsmesser für die Fototechnik eingebaut wurde. Und IBM konnte das bayerische Unternehmen mit der Herstellung des Netzfilters 1743110 einschließlich Test-Equipment als Kunde gewinnen. Noch vor dem Fall des Eisernen Vorhangs gründete Zollner das erste Zweigwerk in Osteuropa, in der ungarischen Stadt Vác, nahe Budapest. Für die Wickelgüterfertigung suchte der Firmenchef einen geeigneten Lieferanten für Ferritkerne und besuchte 1982 die Hannover Messe. Über Messekontakte zu den ungarischen Zulieferfirmen EMO und HAGY wurden zunächst Ferritkerne für die Produktion in Deutschland beschafft. Um die Wertschöpfung zu erhöhen, übernahmen die Lieferanten schon bald die Fertigung induktiver Bauelemente. Organisatorische Probleme führten schließlich zur Entscheidung, ein eigenes Werk in Ungarn aufzubauen. Mit der Gründung der Manfred Zollner Kft. in Vác 1988 gehörte Zollner zu den ersten zehn ausländischen Investoren in Ungarn. Die Spulenfertigung begann auf einem gepachteten Gelände der ungarischen Bahn mit 20 Mitarbeitern auf 100 Quadratmetern Produktionsfläche. Heute ist das Werk mit einer Produktionsfläche von über 90.000 Quadratmetern, über 2.200 Mitarbeitern und den Technologieausrichtungen Elektronik, Mechanik und induktive Bauelemente ein strategisch wichtiger Bestandteil der Standortpolitik.

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Bahnbrechend und gleichzeitig zukunftsweisend für die Weiterentwicklung des Elektronikgeschäftes war die Einführung der Oberflächenmontage in der Leiterplattenbestückung (SMD-Technologie). Bereits 1982 konnte man in Zandt komplette Typenspektren inklusive Test übernehmen. Weitere Aufträge über Komplettgeräte mit Montage folgten.

Einer der ersten Investoren in SMD-Bestückautomaten

Erste Bestückaufträge: Baugruppe für ein Belichtungsmessgerät für GOSSEN

Erste Prüfaufträge 1983: Test der Siemens-Modulpac-Baugruppen

1965

Zandt im Landkreis Cham: Manfred Zollner gründet ein Elektrofachgeschäft mit Installationsbetrieb.

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1970

Die „elektrotechnische Fabrik“: Die Fertigung von Wickelgütern beginnt – anfangs noch manuell.

Als Vorreiter in Ostbayern führte Zollner 1985 die SMD-Technik ein und zählte zu den ersten zehn Elektronikfertigern, die in SMDBestückungsautomaten von Siemens investierten. Schon bald folgten die ersten Serienaufträge. Auch die Lötverfahren Hohlwellenlöt- und Stickstofflöttechnologie wurden in der Fertigung eingeführt. Stetige Leistungserweiterung verbunden mit hohen Investitionen in modernste Anlagen und Prozesse waren und sind ein Muss für das Unternehmen. Schon damals galt der Leitspruch „Wir müssen heute schon auf das vorbereitet sein, was unsere Kunden morgen von uns erwarten.“ Damals wie heute ist die homogene Branchenverteilung einer der Erfolgsfaktoren, egal ob Baugruppen für Telekommunikation und Luftfahrt oder komplexe Geräte und Systeme für Medizintechnik und Industrieelektronik. Auch dadurch konnte sich Zollner klar von seinen Mitbewerbern differenzieren. „Die breite Aufstellung in unterschiedlichen Branchen sehen wir als klare Stärke“, betont der Vorstandsvorsitzende Johann Weber. „Dabei“, so Weber weiter, „kommen nicht nur die Kompetenzvielfalt und das technologische Know-how zur Wirkung, sondern auch die individuelle Betreuung unserer Kunden.“

1975

Mechanik/Galvanik: Die Firma prosperiert. Die ersten Kunden sind SEL, Siemens, GOSSEN und IBM.

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Auch der Technologiebereich Mechanik konnte sich gut weiterentwickeln. NC- und CNC-Technik sowie die Anschaffung einer Stanzmaschine für die Blechfertigung waren wichtige Schritte in der Anfangszeit der Firma. Einen großen Antrieb zur Leistungserweiterung gaben vor allem die Kunden. Zum Beispiel wurden für IBM 1981 die ersten Flachbaugruppen mit wasserlöslichen Flussmitteln gefertigt. 1983 begann Zollner mit der Golddrahtbearbeitung. Auch für die Einführung der CNC-Technik war IBM der Impulsgeber. Der Kunde Siemens forcierte maßgeblich die Anschaffung der ersten Ultraschallreinigungsanlage sowie den Kauf eines InCircuit-Testers. Als erster Auftragsfertiger bestückte Zollner Anfang des neuen Jahrtausends die passiven Bauelemente der Bauform 0201. Außerdem entwickelte und produzierte das Unternehmen deutschlandweit führend MultiChip-Module. Die Miniaturisierung der Elektronik und die Steigerung des Qualitätsniveaus forderten immer neue Testverfahren. 2001 wurde die 3D-Röntgen-Inspektion eingeführt, zwei Jahre später kamen leistungsfähige Anlagen für die automatische optische Inspektion (AOI) hinzu.

Prüfung von Leistungsbaugruppen: schon in den 80er Jahren mit PC-Steuerung

Vorreiter in Technologie und Management-Prozessen Parallel wurde ein technischer und logistischer Kraftakt vollbracht: die Umstellung auf RoHS-konforme Baugruppen (RoHS: Beschränkung der Verwendung von bestimmten gefährlichen Stoffen). Für 300 Kunden mussten Änderungen oder Neuanläufe durchgeführt, Bauteilelieferanten qualifiziert und Fertigungsprozesse freigegeben werden. 80.000 Artikelnummern wurden spezifiziert und 200.000 RoHS-Datensätze eingepflegt.

1980

Geschäftsbereich Elektronik: Auf Auftragsfertigung und -prüfung folgen bald Beschaffung und Logistik.

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In-Circuit-Test 1983: Das Testverfahren wurde vom Kunden Siemens gefordert.

1988

Erster Schritt ins Ausland: Das erste ausländische Zweigwerk, Vác in Ungarn, wird gegründet.

1998

Zentralbereich Entwicklung: Der Auftragsfertiger hat sich zum Entwicklungspartner aufgestellt.

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Leiterplattenbestückung 1985: Handbestückung auf halbautomatischen Tischen

Sehr früh erkannte die Unternehmensleitung die Bedeutung der Qualität. Durch zahlreiche Schulungen verinnerlichen alle Mitarbeiter den Qualitätsgedanken. 1993 nahm Manfred Zollner das erste Zertifikat für Qualitätsmanagement in Empfang. Seither hat sich das prozessorientierte Managementsystem kontinuierlich weiterentwickelt. Das jüngste Zertifikat für die ISO 50001 bescheinigt die hohe Qualität des Energiemanagements der Zollner Elektronik AG. Bevor 1998 der Geschäftsbereich Entwicklung entstand, übernahmen die einzelnen Fachbereiche Entwicklungsleistungen für die Kunden. Der erhöhte Bedarf führte schließlich zur Gründung einer zentralen

2003

Firmeneigene Ausbildung: Baustart eines Ausbildungszentrums für die Mitarbeiter von morgen.

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Handbestückung 1994: immer mehr Ergonomie am Handbestückplatz

Entwicklung. Schon in der frühen Produktentstehungsphase mitentwickeln und Kunden vom Beginn des Produktlebenszyklus an zu begleiten, sichert dem EMS-Anbieter langfristige Kundenbindung, Zugang zu den neuesten Technologien und erhöht die Wertschöpfung. Das erste Projekt realisierte man mit dem Kfz-Zulieferer Hella für das Zündgerät ZG4. Heute übernimmt Zollner komplette Entwicklungsaufgaben – Beratung, Entwicklungsunterstützung und die Gesamtverantwortung für Entwicklungsprojekte. Für seine Entwicklungsleistung für ein medizintechnisches Gerät wurde die Zollner Elektronik AG 2013 mit dem E²MS Award ausgezeichnet. Der E²MS-Award gilt als wertvolle Auszeich-

2004

Produzieren, wo Kunden Unterstützung wollen: Nach Taicang/China folgen Tunesien und die USA.

nung für herausragende Leistungen im EMSGeschäft. „Entwicklung ja! – Eigenprodukte nein!“ lautet die eiserne Regel. „Wir entwickeln für unsere Kunden“, betont Johann Weber. Einzige Ausnahme: Tradinno, der Further Drache und Hauptdarsteller im Further Drachenstich, dem ältesten Volksschauspiel Deutschlands. Der von Zollner entwickelte und gebaute funkferngesteuerte Roboter im Fabeltier-Kostüm ist ein elf Tonnen schweres Mechatronik-System und mit 15,5 m Länge der größte vierbeinige Schreitroboter der Welt. Tradinno steht für alles, was die Firma Zollner macht: von der Entwicklung, Mechanik, Elektronik, Pneumatik, Software und

2010

Der Further Drache: Premiere für den größten Schreitroboter bei den Drachenstich-Festspielen

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Komplettgerätefertigung 2005: Endmontage für Shark Server in Vác/Ungarn

Planungssicherheit bis zur Abnahme durch den TÜV. Bereits 1967 schloss Manfred Zollner den ersten Ausbildungsvertrag. Weil schon damals in der Region Fachkräfte fehlten, baute man früh auf eine qualitativ hochwertige Ausbildung. Im Jahr 2003 wurde ein firmeneigenes Ausbildungszentrum gebaut, in dem die Mitarbeiter sowohl spezielle Trainings und Seminare absolvieren als auch an modernen Maschinen und Software angelernt werden. Auch mit dem heute selbstverständlichen dualen Studium begann man in Zandt schon früh und ist stolz auf die Bilanz: Weit über 1.500 junge Menschen hat die Firma bisher ausgebildet und größtenteils übernommen. „Ich habe immer auf die jungen Leute gesetzt und das war richtig so“, sagt Manfred Zollner rückblickend. Nicht nur die Mitarbeiter sind eine wichtige Säule der Firmenkultur. Kontinuierlich investiert Zollner in die Prozesse und Stand-

2012

Sauberraum in Zandt: Staubempfindliche Komponenten werden im kontrollierten Bereich gefertigt.

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orte. Sieben Werke befinden sich im Umkreis von 30 km vom Hauptwerk in Zandt. Die Verbundenheit zum Landkreis Cham und der Wunsch, Arbeitsplätze in der Region zu sichern, waren Beweggründe für die nahe Ansiedlung. Vorteil: Die kurze Entfernung ermöglicht schnelles und flexibles Handeln. Eine große Bedeutung hat die Risikominimierung, die durch das gleiche moderne Equipment und die gleiche technologische Ausrichtung gewährleistet ist. Nach der Umwandlung in eine Aktiengesellschaft im Jahr 2001 sind der Unternehmergeist und die Verantwortung ungebrochen, Arbeitsplätze in der Region zu sichern und zu schaffen. Zollner ist der größte Arbeitgeber im Landkreis Cham und spielt in der Weltrangliste der 15 größten EMS-Firmen

Wickelgüterfertigung: Mehrfachwickelautomat 12-Spindler

mit. Manfred Zollner wurde für sein Engagement mit zahlreichen Auszeichnungen geehrt. Seine Firma ist weltweit vertreten: in Ungarn, Rumänien, der Schweiz, Tunesien, den USA, Costa Rica, China und Hongkong. „Wir verfolgen das Ziel, die jeweiligen Standortvorteile so zu nutzen und auszubauen, dass wir eine große und nachhaltige Unternehmenswertsteigerung realisieren – egal ob es sich um High-Volume-Low-Mix-Produkte mit geringer Automatisierung oder hochkomplexe Low-Volume-High-Mix-Produkte handelt“, erklärt Johann Weber. Die Schaltstelle und das Hauptwerk befindet sich noch immer in Zandt – dort, wo vor 50 Jahren alles begann. //CM Zollner Elektronik

www.meilensteine-der-elektronik.de

2013

Expansionskurs: In Hombrechtikon/Schweiz und Cartago/Costa Rica entstehen weitere Zweigwerke.

2015

Erweiterung in Rumänien: Auch in Europa geht das Wachstum weiter.

33

ELEKTRONIKFERTIGUNG // BAUTEILSCHUTZ

Empfindliche Bauteile durch Lackierung schützen Störungsfrei bei Wind und Wetter: Mit einer neuen SCS-Lackierlinie werden Leiterplatten, die in sensiblen Bereichen eingesetzt werden, vor Umwelteinflüssen geschützt und so deren Lebensdauer erhöht.

Bilder: Lacon

JULIA STADTER *

SCS-Lackierlinie: Mit ihr werden Leiterplatten vor Umwelteinflüssen geschützt, wodurch sich die Lebensdauer empfindlicher Bauteile erhöht.

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inter, volle Bahnsteige, frierende Menschen. „Wegen einer technischen Störung hat der Zug aus…“, tönt es aus dem Lautsprecher. Ein Raunen geht durch die wartende Menschenmenge: Verspätung. Schuld daran kann ein winziges elektronisches Bauteil sein, das im tiefsten Inneren des Zuges verbaut ist. Kälte und Nässe haben ihm zugesetzt. Es streikt. Weil der Personentransport höchsten Sicherheitsanforderungen gerecht werden muss, die kleinste technische Störung schlimme Folgen haben kann, steht der Zug erst einmal. Die Firma Lacon Electronic kämpft dagegen an: Mit einer neuen SCS-Lackierlinie

* Julia Stadter ... leitet den Bereich Marketing und Kommunikation bei SmartRep.

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werden Leiterplatten, die in sensiblen Bereichen, wie der Medizintechnik, dem Transportwesen, der Automobilindustrie oder der Armeeausstattung, eingesetzt werden, vor Umwelteinflüssen geschützt und so ihre Lebensdauer erhöht.

Schutz der Bauteile ist in vielen Bereichen relevant „Viel zu lange ist der Schutz von elektronischen und elektromechanischen Bauteilen vernachlässigt worden. Viel zu lange konnte der letzte Cent an Kosten beim Kauf und der Bestückung von Leiterplatten herausgepresst werden – Lacon setzt dieser Entwicklung nun mit unserem Life-Cycle-Management ein Bekenntnis zur Langzeitstabilität entgegen“, erklärt Slaheddine Laroui, COO der Lacon Unternehmensgruppe, die Investition in eine Lackierlinie der Firma SmartRep.

Züge sind mehrere Jahrzehnte auf den Gleisen unterwegs und fahren täglich Hunderte von Kilometern auf ihren Tacho – da darf ein Bauteil, von denen tausende in wichtigen Bereichen, wie der Brems- und Regelungstechnik, verbaut sind, nicht nach wenigen Jahren aussteigen. „Beim Beschichten sensibler Bauteile muss man aber beispielsweise auch an die engagierte Reinigungskraft im Krankenhaus denken, die eine Maschine putzt, an der ein Menschenleben hängt. Kommt da Flüssigkeit rein, können die Anschlüsse erodieren, schlimmstenfalls gibt es einen Kurzschluss“, erklärt SmartRep-Vertriebsmanager Hans Jürgen Sauter einen weiteren Bereich, in dem Lackierlinien sinnvoll sind. Durch globalen Handel werden in Deutschland entwickelte Produkte täglich in Regionen verkauft, in denen eine wesentlich höhere Luftfeuchtigkeit herrscht – auch diese

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ELEKTRONIKFERTIGUNG // BAUTEILSCHUTZ

hat Einfluss auf die Langzeitfunktionalität einer Platine.

Was kostet eine Lackierung, was kostet der Ausfall? „Was kostet eine Lackierung, was kostet der Ausfall?“, fragt Mark Hempelmann, Marketingleiter der Lacon Elektronik GmbH. Immer mehr Kunden des Karlsfelder SMTund THT-Dienstleisters können davon überzeugt werden, dass durch Schutzlacke die Lebensdauer und Funktionssicherheit ihrer Produkte erhöht werden kann. „Die Lackierung von Leiterplatten ist ein junges Feld, aber es ist ein deutlicher Trend zu spüren“, sagt er. Das liege auch daran, dass Elektronik vermehrt im Außenbereich eingesetzt wird, wo die Witterungsverhältnisse auf die Bauteile und Lötstellen einwirken. Selbst im Bereich der Consumer-Produkte gebe es erste Anfragen.

SCS Precisioncoat punktet mit Flexibilität und Präzision Fast ein Jahr lang qualifizierte Lacon Elektronik Lackierlinienangebote und entschied sich schließlich für eine SCS Precisioncoat, die die Firma SmartRep vertreibt. „Wer neu in die Thematik Lackieren einsteigt, wird schnell feststellen: Eine Beschichtungsanlage ist nicht einfach eine maschinelle Spraydose. Es gibt viele Einflussfaktoren, damit am Ende ein optimales Resultat erzielt wird: Oberflächenbeschaffenheit und -spannung; Reinheitsgrad der Leiterplatte und der Bauteile, der Aushärtungsprozess, die Geschwindigkeit, die Durchflussmenge, der Druck und die Temperatur des Lacks gilt es unter anderem zu

Nahaufnahme: Durch die Umspritzung ist die Leiterplatte nun geschützt.

SCS-Precisioncoat: Der Sprühkopf arbeitet dank fünf Achsen, Prozessüberwachung sowie einem ausgefeilten Sprüh- und Dispenskopfsystem sehr präzise. Eine Maskierung von Bauteilen beim Beschichten wird meist überflüssig.

beachten“, erklärt Hans Jürgen Sauter von SmartRep. Weil die SCS Precisioncoat dank fünf Achsen, Prozessüberwachung sowie einem ausgefeilten Sprüh- und Dispenskopfsystem sehr präzise arbeitet, ist meist sogar eine Maskierung von Bauteilen beim Beschichten nicht nötig. SmartRep vertreibt den Beschichter exklusiv im deutschsprachigen Raum und steht beim Aufbau einer kompletten Lackierlinie mit Know-how, passenden Handlingsystemen und Applikationsexperten zur Seite. Die Lösungen zur Lackaushärtung (thermisch oder über UV-Licht) kom-

Leiterplattenwerk Niedernhall produziert wieder! www.we-online.de/open

men dabei vom Partner-Unternehmen SMTWertheim. Lacons neue Beschichtungslinie ist zu rund 70 Prozent ausgelastet. Das Unternehmen produziert elektronische und elektromechanische Baugruppen und besitzt drei SMT-Fertigungslinien sowie THT-Bestückung. Der Dienstleister fertigt für die Bereiche Maschinenbau, Bahntechnik, Automotive, Medizintechnik und Robotik. „Wir setzen nicht auf hohe Stückzahlen, sondern brauchen Flexibilität und Präzision – genau das bietet die SCS Precisioncoat. In einem umfangreichen Benchmark mit unterschiedlichen Herstellern hat uns das Ergebnis der SCS Precisioncoat überzeugt“, sagt Lacon-Fertigungsbereichsleiter Ralf Gadow. Auch die Programmierung sei, selbst bei komplexen Produkten, kein großer Aufwand. Fazit: Die SCS Precisioncoat ist eine Investition, die mit etwas Manpower und nur geringer Produktionskostensteigerung einen großen Nutzen entfaltet. // AI Lacon Electronic

ELEKTRONIKSPIEGEL // VERANSTALTUNG

Johann Wiesböck, ELEKTRONIKPRAXIS: „Das sind unsere Themen auf dem kommenden EMS-Tag: Leiterplattenfertigung in Europa, erfolgreiches Krisenmanagement, Spend- und Kostenoptimierung, Kapitalbindung in der Elektronikfertigung, Cost Engineering, Bargeldloser Zahlungsverkehr, Prozessführung und Qualität, Produktentwicklung als Teamwork und Diskussion aktueller EMS-Themen.“

Wie Sie Ihre Elektronikfertigung gezielt weiterentwickeln Am 23. Juni findet der 14. Würzburger EMS-Tag statt. Erfahrene Experten geben wichtige Impulse für Führungskräfte in den Bereichen Elektronikfertigung und EMS: www.ems-tag.de

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er EMS-Tag gilt als eine der wichtigsten Veranstaltungen der ElectronicsManufacturing-Services-Branche. Geschäftsführer und Führungskräfte von EMS-Providern (Electronics Manufacturing Services-Provider), Inhouse-Fertigern und deren Zulieferer treffen sich in Würzburg, um sich über Themen zu informieren, die die Fertiger-Branche bewegen. Neben einem hochwertigen Vortragsprogramm sind die Kommunikation zwischen Referenten und Teilnehmern sowie der Austausch der teilnehmenden Führungskräfte untereinander – quasi auf neutralem Boden – elementare Bestandteile des EMS-Tags. Aus diesem Grund reisen die meisten Sprecher und Seminarteilnehmer bereits am Vortag (22. Juni) zum gemeinsamen Abend bei edlem Frankenwein an. Am 23. Juni stehen in Würzburg dann folgende Themen auf der Agenda: „ Leiterplattenfertigung in Europa „ Erfolgreiches Krisenmanagement „ Spend- und Kostenoptimierung „ Kapitalbindung der Elektronikfertigung „ Cost Engineering „ Bargeldloser Zahlungsverkehr

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„ Prozessführung und Qualitätssteigerung „ Produktentwicklung als Teamwork „ Diskussion aktueller EMS-Themen

Keynote befasst sich mit Leiterplattenfertigung in Europa Die Teilnehmer des 14. Würzburger EMSTags werden in gewohnt persönlicher Form von Moderatorin Claudia Mallok, Fachjournalistin und Expertin für Unternehmenskommunikation, und dem Gastgeber Johann Wiesböck, Chefredakteur ELEKTRONIKPRAXIS bei Vogel Business Media, durch das Programm geführt. Der Tag startet um 9 Uhr mit der Keynote „Leiterplattenfertigung in Europa – woher kommt sie, wohin geht sie, wie wichtig ist sie für die hiesige Elektronikproduktion? “ von Michael Gasch, dem CEO des Beratungsunternehmens Data4PCB. Um Krisenmanagement geht es im zweiten Vortrag um 9:40 Uhr. „Nach der Krise ist vor der (nächsten) Krise: Was man aus dem VWSkandal als EMS-Unternehmen wenigstens lernen sollte“ ist das Thema von H. Peter J. Bleif, ING QC Ingenieurgesellschaft für Qualität und Consulting. Der Experte für Fehler-

kultur geht in seinem Vortrag darauf ein, dass der Abgasskandal von VW ein gutes Lehrbeispiel für mangelhaftes Krisenmanagement sei. Allerdings, so Bleif, machen Unternehmen im Krisenfall ganz ähnliche und zum Teil noch weit schlimmere Fehler. Wichtig ist es aus seiner Sicht, aus solchen Situationen zu lernen. Anschließend stellen sich die teilnehmenden Firmen der begleitenden Ausstellung in einer Spotlight-Session kurz vor: AT&S AG, Flatfield Multi Print International B.V., Kurtz Ersa GmbH, NCAB GROUP GERMANY, Perzeptron GmbH, SCS Werkzeug- und Vorrichtungsbau GmbH, SEHO Systems GmbH und Würth Elektronik GmbH + Co. KG. Nach einer Kaffee- und Networkingpause geht es um 11:00 Uhr weiter mit dem Vortrag „Spend- und Kostenoptimierung bei der Beschaffung von Leiterplatten im High-MixLow-Volume-Segment“ von Marc Nikutowski, NCAB Group. Um 11:30 Uhr folgt „Fluch und Segen – Kapitalbindung in der Elektronikfertigung“ von Markus Renner, Perzeptron GmbH. Renner beschäftigt sich mit dem Problem, dass es Elektronikfertiger gibt, die trotz hoher Lager-

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ELEKTRONIKSPIEGEL // VERANSTALTUNG

bestände eine schlechte Liefer-Performance haben. Häufig stellt sich heraus, dass die Materialwirtschaft der Grund für die schlechte Liefer-Performance ist. Lieferverzögerungen auf Grund von Materialengpässen, zu langen Liege- und Lieferzeiten und zu hohen Lagerbeständen können durch leistungsfähigere Prozesse reduziert werden, wodurch der Kunde flexibler und schneller beliefert werden kann. Der Perzeptron-Mitbegründer stellt hierfür Lösungsansätze vor. Der letzte Vortrag am Vormittag trägt den Titel „Cost Engineering - kooperative und nachhaltige Kostenreduzierungen mit Lerneffekt“. Referent ist Dr. Wolfgang Schruttke von der MBtech Group GmbH & KGaA. Unter Cost Engineering versteht der Referent die interdisziplinäre Zusammenführung von Entwicklungs-, Fertigungs- und Einkaufsaspekten einer Produktentwicklung zum Ziel der Transparenz der die Kosten verursachenden Faktoren.

Zweite Keynote: „Kein Bargeld mehr – keine Freiheit mehr?“ Nach der Mittagessen und Gespräche mit den Themenexperten und Ausstellern folgt um 13:40 Uhr mit der zweiten Keynote ein weiteres Highlight des 14. EMS-Tags. Es geht um das kontroverse Thema der Bargeldabschaffung: „Kein Bargeld mehr – keine Freiheit mehr?“ von Prof. Dr. Gerald Mann, FOM Hochschulzentrum München. Professor Mann stellt sich auf den liberalen Standpunkt „Bargeld ist ein Bürgerrecht“ und verweist darauf, dass sich der bargeldlose Zahlungsverkehr preiswert, unauffällig und geräuschlos kontrollieren lässt. Der mündige Bürger mutiert zu einem gläsernen Zahler, der für die Obrigkeit durchsichtiger wird. Zudem können sich Haushalte ohne Bargeld den drohenden Negativzinsen nicht entziehen. Für eine freie Gesellschaft ist Bargeld daher mehr als ein Zahlungsmittel, es ist auch ein Schutz vor totalitären Strukturen.

Ab 14:40 Uhr geht es um „Gewinnbringende Optimierungen in der Fertigung bei Steigerung von Quantität und Qualität“. Referent ist Thomas Kempf von der Juki Automation Systems GmbH. Sein Vortrag geht von der Problemstellung aus, warum die vorhandenen Fertigungskapazitäten in einem Betrieb oftmals nicht ausgeschöpft werden – trotz leistungsstarker Maschinenparks und optimierter Prozesse. Kempf gibt daher Anregungen, welche Änderungen notwendig sind, um Stillstandszeiten der Linie zu vermeiden, Rüstwechsel ohne Verzögerungen vorzunehmen sowie von vornherein zu verhindern, dass abgelaufenes Material an die Produktionslinie kommt. Um 15:10 Uhr beginnt die zweite Kaffeepause mit der weiteren Möglichkeit zu Gesprächen mit den Themenexperten und Ausstellern. Um 15:50 Uhr startet der letzte Teil des Programms beginnend mit „Entwicklungsdienstleistungen – Produktentwicklung ist Teamwork“ von Helmut Bechtold von der PROFECTUS GmbH, der die Ergebnisse einer entsprechenden Arbeitsgruppe im ZVEI präsentiert. Bechtold beantwortet unter anderem die Frage, welches Kompetenznetzwerk notwendig ist, um maßgeschneiderte Lösungen zu erarbeiten. Von 16:20 Uhr bis 17 Uhr beschließt eine Diskussionsrunde zu aktuellen EMS-Themen mit Referenten und Teilnehmern den 14. Würzburger EMS-Tag. Alle Informationen zum Programm und zu den erfahrenen Referenten sowie zum kommunikativen Rahmenprogramm und den Kosten finden Sie unter www.ems-tag.de. Für Fragen wenden Sie sich bitte via E-Mail oder per Telefon an Johann Wiesböck, Chefredakteur und Publisher von ELEKTRONIKPRAXIS: [email protected] oder Tel. +49 931 418-3081. // JW ELEKTRONIKPRAXIS

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ELEKTRONIKFERTIGUNG // RÖNTGENINSPEKTION

Röntgeninspektion für einen kontinuierlichen Produktionsablauf Leesys hat sein Portfolio um die 3D-Röntgeninspektion erweitert, um eine höhere Prozesssicherheit zu gewährleisten und somit die Kundenzufriedenzeit zu erhöhen.

Bilder: Leesys

LOTHAR GEPPERT *

Programmerstellung nötig „ Nutzung einer einheitlichen Bibliothek „ Durch offline Optimierung keine Störungen des Fertigungsprozesses

Hohe Inspektionsgeschwindigkeit für die 3D-Rekonstruktion

3D-Röntgeninspektion: Mit dem X-Line 3D von Göpel möchte Leesys den stetig wachsenden Qualitätsansprüchen seiner Kunden gerecht werden und eine bestmögliche Fertigungsqualität garantieren.

U

m einen kontinuierlichen Produktionsablauf zu sichern, war es nötig, ein zweites Inline-Röntgen-System anzuschaffen. Da Leesys schon mehrere AOISysteme von Göpel electronic im Einsatz hat, fiel die Wahl auf ein weiteres System des Herstellers, nämlich auf das Röntgeninspektionssystem X-Line 3D. Grund hierfür war unter anderem das zukunftsweisende Softwarepaket von Göpel, das die Vernetzung der verschiedenen bereits vorhandenen Inspektionssysteme (Lotpasten- bzw. Bauelementeinspektion) mit dem neuen Röntgensystem

* Lothar Geppert ... ist Mitarbeiter im Bereich Produktionstechnologie bei Leesys und betreut das 3D-Röntgeninspektionssystem.

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ermöglicht. Diese Verkettung der einzelnen Prozessschritte ermöglicht kurze QualitätsRegelkreise in der SMD-Bestückung.

Welche Vorteile bringt die dritte Dimension? Gerade im Bereich Automotive sind die Anforderungen hoch. Die Kunden verlangen eine 100 Prozent Kontrolle der Lötstellen, was mit 2D-Röntgeninspektion nicht immer möglich ist, da Überlagerungen von Bauteilen oder eventuelle Lufteinschlüssen nicht eindeutig erkennbar sind. Bei 3D-Röntgen ist die Trennung der Bestückebenen möglich und somit wird das Bauteil prüfbar. Das bringt folgende Vorteile: „ SchnelleundkomfortablePrüfprogrammerstellung „ Keine präparierten Baugruppen für die

Nur wenige 3D-Röntgen-Systeme sind derzeit schnell genug, um im heutigen Linientakt eine vollständige Inspektion zu ermöglichen. Für die 3D-Rekonstruktion einer Leiterplatte werden viele Schrägdurchstrahlungen benötigt. Die damit einhergehende hohe Anzahl an Bildaufnahmen und die dadurch entstehende Datenflut, schränken die Inspektionsgeschwindigkeit in der Regel dramatisch ein. Nicht so beim Röntgeninspektionssystem X-Line 3D. Hier ermöglicht die GigaPixel-Technologie eine vollständige 3D-Röntgeninspektion auf der gesamten Baugruppe mit bis zu 40 cm²/s. Kernstück dieser Technologie ist ein schnelles und hochsensitives Detektormodul, welches eine simultane Erfassung von Bildaufnahmen aus verschiedenen Richtungen ermöglicht. Dieser 3D-Röntgendetektor ermöglicht die Erfassung von Bildern aus minimal neun verschiedenen Richtungen bei 12 Bit Grauwertumfang und einer Objektauflösung von maximal 6 µm pro Pixel. Die Detektor-Hardware erreicht dabei eine kontinuierliche Datenrate von bis zu 40 Gigapixeln pro Sekunde. Eine zeitneutrale Bildintegration und Vorverarbeitung wird durch die integrierte Rechenhardware realisiert. Nach der hardwarebasierenden Bildintegration und Vorverarbeitung stehen, verteilt auf die neun Betrachtungsrichtungen, 360 Megapixel pro Sekunde zur weiteren Verarbeitung im PC zur Verfügung. Diese Bilddaten werden in einem Rekonstruktionsverfahren in eine theoretische 3D-Flächenleistung von bis zu 48 Megapixeln pro Sekunde überführt.

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ELEKTRONIKFERTIGUNG // RÖNTGENINSPEKTION

Es besteht die Möglichkeit, verschiedene Schichten für die Lötstellenbegutachtung zu durchfahren.

Qualitative Inspektion aller Lötstellen Das 3D-Röntgeninspektionssystem ermöglicht eine sichere Qualitätskontrolle von BGA-Lötstellen im Inline-Fertigungsprozess für alle Bauteile innerhalb eines Testdurchlaufs. Die BGA-Lötverbindungen werden lokalisiert und geprüft. Es werden relevante Parameter jeder einzelnen Lötstelle in drei Ebenen bestimmt. Anschließend können aufgrund der Messwerte fehlerhafte Lötstellen sowie Voids erkannt werden. Mit dem neuen System ist Leesys in der Lage, Lötverbindungen an IC-Pins und 2-poligen Bauelementen festzustellen. Dank der Realtime-Multi-Angle-Bildaufnahme liegt die Prüfgeschwindigkeit bei 40 Quadratzentimeter pro Sekunde, bei vollständiger Erfassung der Baugruppen. Mittels integrierter Rekonstruktionsverfahren können nun einzelne Schichten der Leiterplatten ausgewertet und so eine sichere Detektion aller Fertigungsfehler gewährleistet werden. Herkömmliche AOI-Systeme kommen selbstverständlich auch weiterhin zum Einsatz, sind jedoch bei der Prüfung verdeckter Lötstellen überfordert. Gerade in der Automotive-Branche hat sich die Röntgeninspektion zu einem Standard entwickelt, auf den Kunden Wert legen. Im Wesentlichen geht es um die qualitative Inspektion aller Lötstellen. Lothar Geppert, Mitarbeiter der Leesys GmbH im Bereich Produktionstechnologie,

Qualitätskontrolle: Das Inspektionssystem ermöglicht die Kontrolle von BGA-Löstellen im Inline-Fertigungsprozess.

erklärt: „Wir prüfen alle Leiterplatten nach der IPC-610 (Institute for Printed Circuit Boards). Dieser Standard wird für die meisten Baugruppen verwendet. Er beschreibt die bevorzugten und nicht-konformen Zustände, die auf Leiterplatten extern sowie intern beobachtet werden können.“ Dank der 3D-Röntgeninspektion kann Leesys eine noch größere Prozesssicherheit gewährleisten und gezielt Fehler eliminieren. Die logische Konsequenz, die daraus resultiert: kurze Regelkreise zur Qualitätsverbesserung und eine höhere Kundenzufriedenheit. Jörg Friedrich, COO bei Leesys, sagt: „Würden einzelne Fehler nicht erkannt werden, kann dies im schlimmsten Fall zu einem Totalausfall führen. Dank der neuen Technik können wir das vermeiden. Wir haben uns daher ganz bewusst für die 3D-Röntgeninspektion entschieden.“ Um alle Arbeitsschritte ordnungsgemäß ausführen zu können, werden nicht nur die

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Produktionsmitarbeiter geschult, sondern auch die Programmierer und das Servicepersonal. Sie nehmen jährlich an mindestens einem Lehrgang teil, um so immer auf dem neusten Stand zu bleiben. Denn die Anwendung und Bedienung der Maschine erfordert grundlegende Fachkenntnisse. Bei Leesys sind rund 20 Mitarbeiter beschäftigt, die über dieses Wissen verfügen und mit dem Ablauf vertraut sind. Die Maschine, welche Leesys zur Röntgeninspektion einsetzen, verfügt über zahlreiche Funktionen. Dank eines integrierten Mehrkammersystems mit Doppelschleusen ist nun ein schnelles Leiterplattenhandling möglich. Mit der 3D-Röntgenbildberechnung lassen sich die Baugruppen schichtweise untersuchen. Zusätzlich ist eine optionale AOI-Integration möglich, damit ein Höchstmaß an optimaler Prüfabdeckung gewährleistet ist. // AI Leesys – Leipzig Electronic Systems

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Flex-Protot ypen & kleine Serien

SECURITY

Code-Meter für Leiterplatten Wibu-Systems, Technologieführer im Bereich Schutz und Lizenzierung von Software und Dokumenten, ergänzt seine Produktpalette an Schutzhardware und stellt erstmals zur Hannover Messe das neue CodeMeter ASIC, die kleinste Bauform der Schutztechnologie CodeMeter, vor. CodeMeter ASIC ist das Herzstück des CodeMeter Digital Rights Management-Systems. Hersteller können dieses ASIC, welches Softwareschutz, Lizenzierung und Security liefert, als Bauteil auf ihre Leiterplatte auflöten und einbauen. Vor allem für kleine Geräte oder für Embedded-Boards ist diese Hardware geeignet. Beispielsweise können Medizinund Messgeräte damit platzsparend ausgestattet werden. Das CodeMeter ASIC unterstützt sowohl die USB- als auch die SPI-Kommunikation und funktioniert bei extremen Tem-

peraturen zwischen -40 °C und +105 °C. Die Schutzhardware wird im 5x5 mm großen VQFN32-Gehäuse geliefert. Das CodeMeter ASCI für Leiterplatten ist in verschiedene Ausführungen erhältlich. Hersteller können so die für ihre Anwendung passende Schutzhardware flexibel auswählen und sofort einsetzen. Wibu-Systems

MULTI-CORE-ICT

Boundary Scan Integration Die Boundary Scan Integration in den Multi-Core-ICT (In-CircuitTest) von SPEA wird auf analoge Instrumente im Testsystem erweitert. Bisher konnten Anwender eines SPEA3030 ICT mit rein analogen Instrumenten nicht von den Vorteilen des interaktiven Tests zwischen dem GÖPEL electronic Boundary Scan und dem SPEA ICT profitieren, da zunächst nur die digitalen Kanä-

ler Flexible Leiterplatten: Schnel Jetzt in 10 Arbeitstagen! Günstige Preise dank Pool-Produktion Online kalkulierbar • Made in Germany

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PCB-POOL® ist eine eingetragene Marke der

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le für den Zugriff auf den Prüfling zur Verfügung standen. Diese Lücke wurde nun geschlossen und eröffnet dem Anwender neue Testoptionen zur Erhöhung der Testabdeckung und zur optimalen Kombination beider TestSysteme. Die Testgenerierung erfolgt voll automatisch anhand der von SPEA exportierten Testpunktliste und mit Hilfe eines frei konfigurierbaren Netzfilters innerhalb der Boundary Scan Software SYSTEM CASCON. Die Anbindung an die SPEA LeonardoSoftware entspricht der bestehenden Integrationslösung. Im Produktivbetrieb wird der gesamte Testplan über Leonardo definiert und ausgeführt. Alle Testergebnisse werden dort zusammengefasst, während CASCON im Hintergrund bleibt.

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AKTUELLE PRODUKTE // ELEKTRONIKFERTIGUNG

BAUTEILPRÜFUNG

Flying-Probe mit Bluetooth Die Pilot 4D V8 repräsentiert die neueste Spitze in der Flying Probe Testtechnologie von Seica. Die Pilot 4D V8 besitzt die höchste Testgeschwindigkeit, für low bis medium Volume, Testabdeckung und Flexibilität, für Prototyping, Fertigung oder Reparatur aller Typen von Baugruppen der Pilot-Serie. Geeignet ist die 4D V8 für Vectorlose und InCircuit sowie Boundary Scan Tests. Mit acht Flying Probe Testeinheiten (vier auf jeder Seite) und einer vertikalen Architektur ist sie die optimale Lösung für das Antasten des Prüflings von beiden Seiten gleichzeitig. Beide Seiten sind mit Power Probe, Kapazitive Probe und Kamera ausgestattet. Die Pilot 4D V8 ist in einer vollautomatischen Batch-Konfiguration erhältlich. Mit drei MagazinGestellen kann eine "Geisterschicht" dargestellt werden, was

vor allem für Kunden interessant ist, die Baugruppen in kleinen Losen testen wollen, ohne dafür Personal vorhalten zu müssen. Über Bluetooth können mobile Geräte mit dem V8 verbunden werden. Über diese Geräte können wertvolle Statistik-Auswertungen und Status-Informationen über das aktive Equipment in Echtzeit abgerufen werden. Seica

VERBINDUNGSTECHNIK

Modulare Lötautomation Die modulare Lötautomation von Eutect basiert auf dem Eutect Modulbaukasten, der mit seiner intelligenten Regelungstechnik und den Softwaremodulen die produktspezifischen Lötanlagen adaptiv und höchst effizient gestalten lässt. Aus Prozessmodulen der selektiven Löt- und Schweißtechnik werden die für die Aufgabenstellung prozesstechnisch und wirtschaftlich

optimalen Module gewählt und zu bewährten Stand-Alone-, Rundtakt- oder Inline-Fertigungskonzepten für Gesamtlösungen kombiniert. Beispielsweise werden Roboter in entsprechenden Anlagenkombinationen über Kopf eingebaut, um die schon sehr kompakte Fläche der Anlage maximal zu nutzen. Dank dieser Konfigurationsmöglichkeiten können auch Bandrückläufe ohne weiteres integriert werden. Mithilfe des Eutect EuRoC Softwaremoduls werden bei solchen Konfigurationen Roboter von Mitsubishi auf einfachste Weise verfahren und programmiert, wenn neue Produkte übers Band laufen oder über ergonomisch und taktzeitoptimierte sowie frei auslegbare Eingabebereiche eingelegt werden. Eutect

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ELEKTRONIK-DESIGN // LEITERPLATTEN-LAYOUT

Wie Sie die Leistungsintegrität in PCB-Designs sicherstellen Bei niedrigen Versorgungsspannungen und hohen Strömen ist der Spannungsabfall nicht vernachlässigbar. Die PI-Analyse gibt schnell einen genauen Einblick in das Stromversorgungsnetz einer Platine. JOHN CARNEY *

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ufgrund der inzwischen sehr niedrigen Versorgungsspannungen in PCBSystemen hat die Entwicklung keinen Spielraum mehr, unzulässige DC-Spannungsabfälle im Stromversorgungsnetz zu tolerieren. Um die nötige Leistungsintegrität (kurz PI oder Power Integrity) sicherzustellen, stößt der Entwickler aufgrund der hohen Komplexität sehr schnell an seine Grenzen. Dennoch braucht er den sicheren Einblick in das Energieversorgungssystem der Platine (als PDN oder Power Delivery Network bezeichnet). Für jeden Vcc-Pin muss die Versorgung im Betrieb auch bei hohen Taktraten gewährleistet sein. Per Software Tool lässt sich der statische DC-Spannungsabfall (IRDrop) und das dynamische Verhalten des Stromversorgungssystems analysieren. An-

doch bei heutigen Designs zu einer gewissen Herausforderung entwickelt. Aufgrund der Forderung nach einem geringeren Leistungsverlust der Designs wurden die Versorgungsspannungen immer weiter gesenkt; inzwischen sind 1,5 V oder weniger üblich (Bild 1). Mit reduzierter Versorgungsspannung steigt allerdings, trotz insgesamt gesenkter Leistungsaufnahme, die Stromaufnahme. Gleichzeitig bedeutet Miniaturisierung der Elektronik weniger Board-Lagen und höhere Bauteiledichte. Mit anderen Worten, er gibt immer weniger verfügbare Fläche für die Stromversorgungsnetze. Die Baugruppen-Entwickler benötigen daher einen schnelleren und zuverlässigen Weg, um sichere Ergebnisse der IR-DropAnalyse zu erhalten. Nur dann haben sie die Möglichkeit, die Energieverteilung über das Versorgungsnetz in ihren Entwurf schnell und optimal zu steuern.

PDN-Herausforderungen im Board Design Bilder: Cadence

* John Carney ... ist Staff Application Engineer bei Cadence Design Systems, San Jose/Kalifornien.

hand dieser Ergebnisse werden Abblockkondensatoren dimensioniert. Für Leiterplatten-Entwickler gibt es die gleichen Möglichkeiten, sich bewährte und präzise IR-Drop-Analysefunktionen zu nutzen zu machen, wie sie den Analyse-Experten zur Verfügung stehen. Wenn es dem Design-Team gelingt, derartige IR-Drop-Analysefunktionen in den Leiterplatten-DesignProzess zu integrieren, dann lassen sich neue Produkte schneller auf den Markt bringen. Es ist sehr wichtig sicherzustellen, dass alle Baugruppen auf einer Leiterplatte ausreichend mit Strom versorgt werden, ohne dass zusätzliche Lagen oder eine größere Fläche auf der Leiterplatte nötig sind. Das Design-Team muss sicher sein können, dass die Leiterplatte überall genügend Kupfer zwischen der Stromquelle und allen Lasten aufweist, um eine ausreichende Energieversorgung für alle Lastfälle gewährleisten zu können. Eine IR-Drop-Analyse hat sich je-

Bild 1: Niedrige Spannungen mit geringen Toleranzen geben der Entwicklung keinen Spielraum mehr, unzulässige DC-Spannungsabfälle im Stromversorgungsnetz zu tolerieren.

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Da die IR-Drop-Analyse eine recht spezielle Aufgabe ist, steht der Leiterplatten-Entwickler oftmals frustrierenden PDN-Herausforderungen gegenüber, wie Bild 2 zeigt. Er hat Anweisungen und Regeln des PI-Ingenieurs auf mehrere Versorgungsnetze und ICs anwenden. Zugleich sind weitere unterschiedliche Systemanforderungen erfüllen. Beispielsweise soll das Design um 20% verkleinert und einige Leiterplatten-Lagen sowie Kondensatoren entfernt werden. Auch sorgt die Kommunikation per Telefon und E-Mail zwischen den Leiterplatten-Entwicklern und den PI-Ingenieuren nicht wirklich für eine rasche Klärung. In den Unternehmen gibt es üblicherweise mehrere Leiterplatten-Entwickler pro PI-Ingenieur. Da meist auch noch mehrere Projekte parallel laufen, muss der PI-Ingenieur zeitgleich verschiedene aufwändige IR-Drop-Analysen durchführen. In Anbetracht dieser Vielfalt von Anfragen erhalten die Leiterplatten-

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ELEKTRONIK-DESIGN // LEITERPLATTEN-LAYOUT

Bild 2: Typische PDN-Herausforderungen im LeiterplattenDesign-Prozess.

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Pioniere der Elektronik und ihre Meilensteine In der frühen EDA-Industrie spielte die heutige Branchengröße Cadence Design Systems eine interessante Rolle: Aus der Startup Company von 1988 ist ein Unternehmen erwachsen, das heute einen Jahresumsatz von 1,7 Mrd. $ bilanziert. Ein bemerkenswerter Teil dieser Entwicklung liegt in der Akquisition von kleinen Firmen begründet, die sich innerhalb Cadence weiter entwickeln konnten. Mehr als 75 Unternehmen mit ihren

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wegweisenden Software-Tools wurden integriert. ELEKTRONIKPRAXIS berichtet seit 50 Jahren über Innovationen und Gründerszenen der Elektronikbranchen. Begleiten Sie uns auf der Website www.meilensteine-der-elektronik.de und lernen Sie dort die Pioniere der Elektronikindustrie und ihre Meilensteine kennen. Erfahren Sie, wie beispielsweise Cadence die Chancen des „schwarzen Montag“ geschickt nutzte.

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• Fachbeiträge, • Expertentipps, • Termine Jetzt u.v.m. en

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Analyse detailliertes Wissen im Bereich der Schaltungstheorie sowie andere Spezialkenntnisse. Praktisch gesehen haben die Leiterplatten-Entwickler normalerweise nur wenig Zeit, um die komplexen Einstellungen für die Durchführung einer derartigen Analyse vorzunehmen. Was ist erforderlich, um die Lücke zwischen der Arbeit der Leiterplatten-Entwickler und der PI-Ingenieure zu schließen? Die Antwort ist eine Software, die die Fähigkeiten beider Seiten am besten nutzt und einen schnelleren Einblick in die Leistungsversorgung ermöglicht. Eine ideale Lösung würde zuerst den PI-Ingenieur bei den komplexen Einstellungen der Analyse-Technologie unterstützen; diese Anstrengungen liegen in dessen Erfahrungsbereich. Zudem würde diese Lösung dem Layouter eine Wiederverwendung dieser Einstellungsparameter erlauben. Mit diesem Ansatz könnte der Layouter die Analyse ausführen und wiederho-

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BEILAGENHINWEIS

Entwickler nicht immer sofort die notwendigen Ergebnisse. Damit steckt der Leiterplatten-Entwickler quasi in einer Warteschlange. Das gilt auch für jede weitere Analyse vom PI-Ingenieur nach einer Design-Änderung. Wie kann ein PI-Ingenieur den LeiterplattenEntwicklern am besten die Probleme und Richtlinien mitteilen? Wie kann der Leiterplatten-Entwickler seine Lösungsvorschläge dem PI-Ingenieur übermitteln? Und wie kann der Leiterplatten-Entwickler feststellen, ob eine Lösung brauchbar ist? Es gibt keinen formellen Prozess, um dem Layouter mitzuteilen, welche Kupfermenge aufgrund der IR-Drop-Analyse auf der Leiterplatte hinzugefügt werden soll. Ebenso gibt es keine Möglichkeit zu zeigen, ob ausreichend Kupfer für alle Versorgungsleitungen auf der Leiterplatte hinzugefügt wurde. Deshalb sind zeitnahe Analysen und Hinweise zu den durchzuführenden Anpassungen notwendig. Jedoch erfordert die IR-Drop-

Dieser Ausgabe liegt ein EM-Planer der Codico GmbH bei. Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.

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Bild 3: Die integrierte Lösung ermöglicht einen schnelleren Zugriff auf die Ergebnisse der IR-Drop-Analyse während des Leiterplatten-Design-Prozesses.

len, um Daten für die Behebung der vorrangigen Probleme zu sammeln. Anschließend könnte der Layouter das Design an den PIIngenieur übergeben, wobei dieser dieselben Modelle, Simulationsergebnisse und Reports nutzen würde. Dadurch ließe sich die Anzahl der Iterationen reduziert und die Zeit bis zur Serienproduktion verkürzen. Weitere nützliche Fähigkeiten einer derartigen Lösung: „ Cross-Probing zwischen Layout und Analyse-Ergebnissen, somit kann der Layouter die Analyse-Ergebnisse nutzen und sofort feststellen, ob er die Stromversorgungsflächen vergrößern, Vias oder Masseflächen hinzufügen oder andere Änderungen an der Leiterplatte vornehmen muss. „ Es ist dem PI-Ingenieur möglich, per Analyse die idealen Entkoppelkondensatoren für jeden IC zu bestimmen; er kann dann PI-Vorgaben und -Regeln erstellen, um den Layouter bei der Platzierung der Entkopplungskondensatoren zu unterstützen. „ Batch-Analysen und HTML-formatierte Berichte sind weitere Möglichkeiten. „ DRC-Marker aus der Analyse erscheinen als Anmerkungen im Layout und helfen

dem Layouter, die vom PI-Ingenieur entdeckten Probleme zu verstehen und zu beheben.

Präzise PI-Analyse auf Signoff-Ebene Von Cadence gibt es präzise beschreibende PI-Analyse-Tools für den Signoff-Prozess, die auf den Allegro- und Sigrity-Technologien basieren und alle zuvor skizzierten Fähigkeiten besitzen. Allegro Sigrity PI Base ist eine integrierte Layout- und Analyse-Umgebung, die ein Constraint-gesteuertes Design unterstützt. Das Tool ist sowohl für Layout-Entwickler als auch für PI-Ingenieure ideal und kann genutzt werden für: „ Auswahl und Platzierung von Entkopplungskondensatoren, „ einfache Identifizierung und Behebung von IR-Drop-Problemen im physischen Layout über die automatisierte Cross-ProbingFunktion nach der DC-Analyse, „ Durchführung einer detaillierten Analyse, Konformität und Bewertung über Zusatzoptionen. Das Tool ist in die Allegro-PCB- und ICPackage-Design-, Editier- und Routing-Technologien integriert und erlaubt eine umfas-

Bild 4: Vergleich eines schlechten (links) mit einem guten PCB-Layout. Je geringer der IR-Drop im DC-Spannungsversorgungssystem ist (rechts), desto mehr Marge bleibt für die wesentlich komplexeren AC-Störungen.

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sende PI-Analyse während und nach dem Layout. Es werden DRC Marker gesetzt, mit denen sich Positionen identifizieren lassen, die eine Layout-Änderung erfordern, um einen zu hohen IR-Drop zu korrigieren. Im Zuge der Analyse-Einstellungen kann der PI-Ingenieur Pass-/Fail-Kriterien für verschiedene Messungen im Leiterplatten-Design definieren und somit dem LeiterplattenEntwickler aufzeigen, an welcher Stelle im Stromversorgungsnetz die Probleme liegen. Bild 3 zeigt die Möglichkeiten dieser integrierten IR-Drop-Methode. Für PI-Ingenieure, die eine AC- und DCAnalyse durchführen müssen, stellt die Allegro Sigrity Power Integrity Solution bewährte Werkzeuge zur Verfügung: „ Sigrity PowerDC ist eine DC-SignoffLösung, die eine elektrisch/thermische Co-Simulation mit hoher Genauigkeit ermöglicht und schnell IR-Drop- und Stromdichte-Hotspots aufzeigen kann. Zudem lassen sich bevorzugte Positionen für die Sense-Leitungen von Spannungsreglermodulen (VRM) automatisch identifizieren. „ Sigrity OptimizePI erlaubt eine hoch automatisierte AC-Frequenzbereichsanalyse für Leiterplatten und IC-Gehäuse, um Impedanz-Probleme zu erkennen und die Platzierung von EMI-Decaps vorschlagen zu können. Das Tool unterstützt dabei, ein Optimum zwischen Decap-Kosten und -Leistung zu finden, wodurch sich typischerweise Decap-Kosteneinsparungen in Höhe von 15% bis 50% erreichen lassen. „ Sigrity PowerSI ist eine Signalintegritäts- (SI), PI- und EMI-Lösung für den Design- und Sign-Off-Prozess mit hoher Genauigkeit, hohem Durchsatz, robuster Frequenzbereichs-Simulation und Unterstützung für die S-Parameter-Modellextraktion (zur späteren Verwendung in einer Zeitbereichs-Analyse). „ Die Sigrity-PowerSI-3DEM-Option schließlich ermöglicht eine 3D-Full-WaveAnalyse und Extraktion des Stromversorgungsnetzwerks. Diese Tool-Fähigkeiten unterstützen sowohl den PCB-Designer als auch den PI-Ingenieur. Letzterer kann mit dem Allegro PCB Layout Tool auch experimentieren und Lösungen implementieren oder dem Layouter Vorschläge unterbreiten. Der Anwender bleibt dabei in der Allegro-Umgebung und nutzt die Sigrity Tools im Hintergrund. Mit dem richtigen IR-Drop-Analyse-Tool erhalten Leiterplatten-Entwickler also schnell einen genauen Einblick in das Stromversorgungsnetz ihres Designs. // KU Cadence/FlowCAD

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VERBINDUNGSTECHNIK // FERTIGUNG

Produktionsstandort Deutschland muss sich täglich bewähren Seit mehreren Jahrzehnten ist die Diskussion um den Produktionsstandort Deutschland ein Thema. Wie kann man den deutschen und europäischen Standort dauerhaft sichern? GERHARD BRÜSER *

W

aren es nach dem Ende des kalten Krieges zuerst die osteuropäischen Länder, in die die Produktion – insbesondere die lohnintensive Produktion – verlagert wurde, so sind es heute darüber hinaus asiatische Länder. Neben China, Vietnam, Bangladesch u.a. wird als nächstes der afrikanische Kontinent auf ähnliche Weise vorbreitet. Hieran beteiligt sich mittlerweile auch die Volksrepublik China. Nicht immer brachte die Verlagerung der Produktionsstandorte den erhofften wirt-

Bilder: Fischer Elektronik

* Gerhard Brüser ... ist als leitender Entwicklungsingenieur für Steckverbinder bei Fischer Elektronik in Lüdenscheid tätig.

schaftlichen Erfolg und man zog sich wieder zurück. Auch die Möglichkeiten zur Herstellung von Plagiaten wurde auf diese Art und Weise deutlich vereinfacht. Sie zu bekämpfen ist für die betroffenen Unternehmen sehr zeit- und kostenaufwändig. Aus ethischer Sicht ist es darüber hinaus höchst zweifelhaft, in diesen Ländern Produkte zu fertigen, die fast ausschließlich für den europäischen und nordamerikanischen Markt gedacht sind. Oft kann sich die dortige Bevölkerung die Fabrikate überhaupt nicht leisten. Wie lässt es sich nun erreichen, den deutschen und europäischen Produktionsstandort dauerhaft zu sichern? Eine einfache Lösung ist hier nicht gegeben. Vielmehr ist es die Summe von vielen Faktoren.

Für die Standorte Deutschland und Europa ist es äußerst wichtig, Marktführerschaften mit hochwertigen Produkten zu erreichen. Sind diese erzielt, muss eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Produkte entsprechend den Markanforderungen gewährleistet werden. Energiesparende und umweltschonende Anforderungen sind gerade in den letzten Jahren zur treibenden Kraft für Innovationen geworden. Hier gilt es durch entsprechende Entwicklungskapazitäten in den Bereichen Forschung und Entwicklung immer eine „Nasenlänge Vorsprung“ zu haben. Eine eigene Abteilung Entwicklung und Konstruktion mit entsprechendem Forschungslabor ist hierbei unerlässlich. Eine direkte Verbindung zur Produktion ist oft sehr hilfreich, um eine kontinuierliche Produktverbesserung zu erreichen. Auch um eine permanente und qualitative Produktionsverbesserung zu erreichen, sind kurze Weg zwischen diesen Abteilungen von Vorteil. Die andere Seite, einen guten und direkten Kontakt zur Kundenseite, ist gerade für frühzeitige Weiter- und Neuentwicklungen hilfreich und oft für den Markterfolg entscheidend.

Wann die Verlagerung sinnvoll ist und wann nicht

Produktionsverlagerung: Eine Verlagerung in Länder mit niedrigen Löhnen wird heute wesentlich differenzierter betrachtet. In Europa hängt die Marktführerschaft von hochwertigen Produkten ab. Im Bild ist eine Sondermaschine zum Sägen auf Polzahl zu sehen.

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Je aufwändiger und komplizierter die Produkte und deren Produktion sind, desto risikoreicher ist eine Verlagerung in ein Billiglohnland. Dagegen lassen sich Großserienproduktionen mit geringer Fertigungstiefe oft eher für eine Verlagerung vorsehen. Bei vielseitigen und flexiblen Produktionen ist es ratsam, eine gewünschte Verlagerung genau abzuwägen. Kurze Wege zu den Produktionsnebenbereichen wie Werkzeugbau, Vorrichtungsbau und Sondermaschinenbau sind auf Dauer effektiver und wirtschaftlicher, wenn diese Einheiten sich nahe am Produktionsstandort befinden.

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VERBINDUNGSTECHNIK // FERTIGUNG

Viele Probleme summieren sich erst mit der Zeit nach einer Verlagerung. Oft sind sie aus der Ferne kaum zu beheben, so dass eine rege Reisetätigkeit entsteht. Die Reaktionszeiten durch die Entfernungen, bedingt zum Teil auch durch deutlich unterschiedliche Tages- und Nachtzeiten, summieren sich schnell von Stunden zu Tagen und zu nicht unerheblichen Kosten. Die Kundenzufriedenheit wird hier zum nicht unerheblichen Entscheidungsfaktor (Bild 1). Für mittelständische Familienunternehmen ist es oft selbstverständlich, die Unternehmensgewinne in die Weiterentwicklung des Unternehmens zu investieren. Hier wird vorwiegend in langfristigen Zeitspannen gedacht und entsprechend gehandelt, in Jahren und Jahrzehnten, ja teilweise bis zu Generationen. Bei Aktiengesellschaften ist es üblich, zu jedem Quartalsabschluss eine positive Bilanz darzustellen. Hier steht der Vorstand unter permanentem Erfolgsdruck. Für eine langfristige Investitions- und Firmenentwicklung ist eine vom Aufsichtsrat genehmigte Zielplanung notwendig. Aber auch dann wird das Quartalsdenken immer noch im Vordergrund stehen. Bei Familienunternehmen werden kostenintensive Führungsebenen oft klein gehalten oder entfallen ganz. Darüber hinaus sind die Wege und Zeiten bei Investitionsentscheidungen kurz und die Entscheidungszeiten gering. Dies begünstigt eine marktnahe Umsetzung von neuen Entwicklungen nicht unerheblich.

Die Automatisierung von Produktionsschritten Die hieraus entstehenden Möglichkeiten, die Produktionsmaschinen und -anlagen immer auf dem neuesten technologischen Stand zu halten, erlaubt eine optimale wirtschaftliche Produktion Generationen übergreifend. Der sich daraus ergebende Endpreis der Produkte ist daher oft auch gegenüber Preisen aus Billiglohnländern konkurrenzfähig. Hierbei sind der hohe Qualitätsstand und die flexible Lieferfähigkeit nicht zu unterschätzen. Grundsätzlich wird bei der Investition in Produktionsmaschinen eine wirtschaftliche Betrachtung der geplanten Anlage durchgeführt. Ist es eine reine Ersatzinvestitionen,

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Bild 1: Hochleistungskontaktstanzwerkzeug

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bedingt durch Überalterung und Verschleiß der vorhandenen, so ist es in der Regel eine reine Abschreibungsbetrachtung. Besteht die Möglichkeit, mit einer neuen Maschinenanlage den Prozess weiter zu automatisieren und damit rationeller zu fertigen, so können in der Regel schnell weitere Investitionskosten in nicht unerheblichem Maße hinzukommen. Hier muss dann eine fundierte Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erstellt werden, die auch mögliche Verfahrensvergleiche beinhalten kann. Bei Standardartikeln wird üblicherweise hierfür eine längere Amortisationszeit angesetzt als bei möglichen kundenspezifischen Ausführungen. Schwierig zu bewerten sind bei Investitionsbetrachtungen sogenannte weiche Faktoren wie Qualitätsverbesserung, Prozessstabilität, Durchlaufzeiten, Fehlerminimierung, Kundenzufriedenheit etc.. Diese Faktoren sind jedoch oft die entscheidenden Kriterien für eine Automatisierung. Wird die Investition dann freigegeben und realisiert, ist eine Verlagerung in ein Billiglohnland dann selten noch wirtschaftlich, geschweige denn sinnvoll. Eine Verlagerung von Produktionsanlagen in Länder mit niedrigen Löhnen wird – anders als vor zwanzig bis fünfundzwanzig Jahren – heute wesentlich differenzierter betrachtet. Zum einen ist der geistige Diebstahl wesentlich einfacher, während die Verfolgung eines solchen Deliktes ein Vielfaches aufwändiger ist als im eigenen Land; ganz zu schweigen vom gesamtwirtschaftlichen Schaden. Zum anderen ist der wirtschaftliche Nutzen oft nur im ersten Moment vermeintlich gegeben. Über einen längere Zeit betrachtet sind jedoch durch die verschiedenen Randbedingungen wie Kundenzufriedenheit, Reisekosten, aufwändigere Wartung und Instandhaltung, Schäden an der Anlage durch unerfahrenere Mitarbeiter und schnelle Verfügbarkeit die wirtschaftlichen Vorteile einer Produktion im Lande deutlich vorteilhafter. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist eine hohe und dauerhafte Investitionsbereitschaft. //KR

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VERBINDUNGSTECHNIK // SCHNELLANSCHLUSSSYSTEME

Leistungsfähige Verbindungen für den modularen Maschinenbau Bild: Harting

Eine neue werkzeuglose Schnellanschlusstechnologie sowie ein Andockrahmen für den passgenauen Modulanschluss erleichtern die Arbeit für den Maschinenbauer.

Schnellanschlusstechnik: Kontakteinsatz mit der neuen Schnellanschlusstechnologie Han ES Press. Durch leichten Druck auf den Betätiger (blau) wird der Leiter sicher kontaktiert.

H

ARTING hat zur Hannover Messe eine Reihe neuer Schnittstellen für den modularen Maschinenbau vorgestellt, mit denen Anwender Zeit und Kosten sparen können. Der Steckverbinder Han ES Press basiert auf einer Käfigzugfeder und ermöglicht eine schnelle werkzeuglose Montage und Kontaktbrückung mittels vorgefertigter Steckbrücken. Außerdem erweitert der Hersteller den Spielraum für den Einsatz modularer Steckverbinder: Der Han Docking Frame gestattet den massenhaften passgenauen Anschluss von Komponenten im modularen Maschinenbau. Das PE-Modul aus der Serie Han-Modular dient der Erdung beim Verwenden von Kabeln mit Leiterquerschnitten zwischen 10 und 35 mm².

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Anders als bei anderen Umsetzungen dieser Anschlusstechnik ist die Käfigzugfeder beim Han ES Press im Auslieferzustand vorgespannt. Der Anwender muss nur noch einen Betätiger in die Kontaktkammer bewegen, um die Käfigzugfeder um den Leiter wieder zu schließen. So entsteht ein zugfester, vibrationssicherer und zuverlässiger Anschluss. Aufgrund der Vorspannung der Käfigzugfeder benötigt man keine Kraft für das Einführen des Leiters in die Kontaktkammer. Der Steckverbinder eignet sich deshalb gleichermaßen für den Anschluss von Leitern mit und ohne Aderendhülsen. Zusätzlich bietet der Kontakteinsatz dem Anwender Optionen zur Potenzialvervielfachung und

zur Realisierung von Stern- oder Dreiecksschaltungen für die Motoransteuerung. Diese wird ermöglicht durch Steckbrücken (im Längs- und Querformat), die sich auf den Isolierkörper aufstecken lassen. Den Steckverbinder gibt es in Ausführungen für die Gehäusegrößen Han 6 B, 10 B, 16 B und 24 B. Alle Varianten sind steckkompatibel mit den anderen Einsätzen der Baureihen Han E, Han ES und Han ESS. Der Han Docking Frame ist ein schwimmend gelagerter Kunststoffrahmen, in den sich die rund 50 verschiedenen Schnittstellen des Han-Modular Programms integrieren lassen. Der Andockrahmen bietet Platz für 2 bis 6 Module, die sich entsprechend den Anforderungen des Anwenders anordnen lassen. Han-Modular wird in Kombination mit dem Andockrahmen zur Schnittstelle für viele modulare Maschinen und Anlagen: Die Serie umfasst Leistungsmodule bis 200 A, hochpolige Signalmodule, alle bekannten Ethernet-Schnittstellen sowie weitere robuste Kommunikationsschnittstellen. Ein Anwendungsbeispiel ist ein Batteriespeicherschrank der Firma Rittal, bei dem der Han Docking Frame die zuverlässige und prozesssichere Einschubkontaktierung von Speichereinheiten ermöglicht. Die Serie Han-Modular wurde um ein Modul für den steckbaren Anschluss von großen PE-Querschnitten (10 bis 35 mm²) erweitert. Der Gelenkrahmen für Han-Modular weist bereits zwei integrierte PE-Anschlüsse für den Querschnittsbereich von 0,5 bis 10 mm² auf. Querschnitte von 10 bis 35 mm² können nun mit dem neuen PE-Modul steckbar ausgeführt werden. Sonderkabel mit reduzierten PE sind nicht mehr erforderlich. Das PE-Modul wird einfach in dem Gelenkrahmen montiert und stellt eine sichere elektrisch leitende Verbindung zwischen PE-Kontakt, Gelenkrahmen und Gehäuse her. Der Schutzleiter ist dabei voreilend und normkonform nach IEC 61984. // KR Harting

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Für SMT und THR: alle Polbilder, ein Design Gerätesteckverbinder für Reflow-Lötprozesse Optimieren Sie Ihre Wertschöpfungskette mit Geräteports für das THR- oder SMT-Löten. Je vielseitiger die Anschlusslösungen, desto flexibler können Sie Ihre Geräte entwickeln. Phoenix Contact bietet Ihnen ein einzigartiges Programm an M8- und M12-Gerätesteckverbindern für automatisierte Produktionsprozesse. Mehr Informationen unter Telefon (0 52 35) 3-1 20 00 oder phoenixcontact.de/reflow

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

SMC-STECKVERBINDER

Präziser Steckvorgang und sichere Verriegelung für WtB-Verbindungen ERNI Electronics erweitert seine erfolgreiche SMC-Steckverbinderfamilie im 1,27-mm-Raster um Versionen mit Secure Lock-Verriegelung. Die elektrisch hochzuverlässige Kontaktgabe bei den Secure Lock-Ausführungen erfolgt im gesteckten Zustand durch den bewährten doppelschenkligen Federkontakt. Zur sicheren, mechanischen Verbindung zweier Baugruppen wurde die Wire-to-Board-Lösung (Stecksystem mit IDC-Federleiste und SMT-Messerleiste) entsprechend modifiziert und optimiert,

um unter anderem die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie, aber auch der modernen Automatisierungstechnik zu erfüllen. Damit lassen sich auch hoch anspruchsvolle Applikationen

wie in Invertern von Elektro/ Hybrid-Fahrzeugen adressieren. Die Sicherheit im verriegelten Zustand (zum Beispiel bei Vibrations- und Schockbelastungen) steht hierbei genauso im Vordergrund wie der präzise und fehlerfreie Steckvorgang. Die neue Geometrie der abgewinkelten IDC-Federleiste und der geraden SMT-Messerleiste erfordert eine definierte Kraft zum Verriegeln der Wire-toBoard-Verbindung. Der Anwender erfährt so eine deutliche Rückmeldung (sowohl

hörbar als auch taktil) der sicheren Verbindung. Mit zusätzlichen Führungen und verbreiterten Rasthebeln sind Kontaktbeschädigungen beim Stecken ausgeschlossen. Das Lösen der Verbindung erfolgt durch ein kostengünstiges Entriegelungswerkzeug. Mit den 50-poligen SMC Secure LockSteckverbindern lassen sich kompakte und zuverlässige Flachbandkabel-Konfektionierungen realisieren. ERNI Electronics

BTB-STIFTLEISTEN

Häufiges Stecken und gleichzeitig sicher kontaktieren W+P stellt ein umfassendes Stiftleistenspektrum für hochwertige Verbindungen im Board-toBoard-Bereich vor. Gestaltet sind die Stiftleisten mit thermisch gerissenen Kontakten, deren Oberflächengestaltung und Kontaktart häufiges Stecken und gleichzeitig sicheres Kontaktieren gewährleisten. Das Besondere der Stiftkontakte erschließt sich bei genauerem Hinschauen. Mit dem bloßen Auge erkennbar ist eine konvexe Formgestaltung der Spitze mit einer übergangslosen

Verjüngung. Dieses Kontaktdesign stellt sicher, dass beim Kontaktieren die Feder-Kontakte der entsprechenden Buchsenleiste gleichmäßig aufgedehnt und die Stifte weich und ohne Kanten eingeführt werden können. Daraus resultieren erheblich geringere Steckkräfte als z.B. mit gestanzten Kontakten, die Materialabnutzung beim Stecken ist sehr gering und durch die glatte Oberfläche findet eine großflächige und somit sichere Kontaktierung statt. Interessant ist dies für alle Anwendungen, in denen

hohe Steckzyklenzahlen bei gleichzeitig hoher Kontaktsicherheit gefordert sind wie Industriesteuerungen, elektronischen Baugruppen der Medizintechnik, in der Automatisierungstechnik und im Bereich

Automotive. Das StiftleistenSpektrum mit thermisch gerissenen Stiftkontakten umfasst ein-, zwei- und dreireihige Stiftleisten im Rastermaß 2,54 mm. Erhältlich sind die Serien in den Polzahlen 1 bis 120 bei einer maximalen Stiftlänge von 100mm. Das Kontaktmaterial besteht aus einer Kupferlegierung mit verschiedenen Oberflächenoptionen (verzinnt, vergoldet, selektiv vergoldet) über einer Nickelsperrschicht. W+P

KUNSTSTOFFKABELVERSCHRAUBUNG

Heute schon gerüstet für die Anforderungen von morgen im Ex-Bereich Komponenten, die in explosionsgeschützten Bereichen verbaut werden, unterliegen einer strengen Kontrolle. Ständig werden Normen und Richtlinien weiterentwickelt und angepasst. Deshalb präsentiert HUMMEL nun die neu überarbeitete Kunststoffkabelverschraubung HSK-K-ExActive. Die Kabelverschraubung wurde nach aktuellem Normenstand zertifiziert und erfüllt ebenfalls alle Voraussetzungen für eine Zulassung entsprechend der kommenden Novellierung. Für Anwender bedeutet das: Sie

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erfüllen heute schon künftige Anforderungen. Die aktuelle Norm EN 600790:2012 (ein Teil der VDE 0170, die die allgemeinen Anforderungen an die Konstruktion, Prüfung und Kennzeichnung von elektri-

schen Geräten und Ex-Bauteilen beschreibt) legt besonders viel Wert auf die Schlagfestigkeit. Die Schlagfestigkeit muss nach der neuen Norm nach einem vierwöchigen thermischen Alterungsprozess unter Beweis gestellt werden. Die Kabelverschraubung HSKK-Ex-Active erfüllt diese verschärften Vorschriften ohne die Installation zusätzlicher mechanischer Schutzvorrichtungen. In Kombination mit den bekannten und bewährten Vorzügen der HSK-K-Ex-Serie ist diese Ver-

schraubung ideal für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Für Dichtigkeit sorgen die gekammert sitzende Formdichtung und der serienmäßig installierte O-Ring zum Gehäuse hin. Die notwendige Zugentlastung garantieren übergreifende Klemmlamellen. Dieses bekannte Klemmfingersystem hat sich seit vielen Jahren in zahlreichen Anwendungen mit höchsten Anforderungen bewährt. Hummel

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

KABELBINDERWERKZEUG

Mehr Produktivität und Sicherheit

Panduit hat zwei Kabelbinderhandwerkzeuge auf den Markt gebracht. Das Werkzeug GTS-E ist für schmalere Kabelbinder bis 3,6 kg Spannkraft bis zu Kabelbindern mit 22,7 kg Spannkraft und Standardquerschnitte geeignet. Das Werkzeug GTH-E ist für den Bereich von 22,7 kg bis zu Schwerlastbindern mit 79,4 kg ausgelegt. Die Werkzeuge überzeugen laut Hersteller durch einen reduzierten Kraftaufwand,

der 15% unter dem vergleichbarer Industriewerkzeuge liegen soll.. Die ergonomische Form garantiert Komfort und Griffigkeit und reduziert so die Gefahr der Bedienerermüdung bei wiederholtem Werkzeugeinsatz und die der Handverletzung, bei häufig wiederkehrenden Vorgängen wie dem Abschneiden der Kabelbinder. Durch den verbesserten Kabelbinderschneidmechanismus wird auch die Stoßbelastung für die Hand des Bedieners um mehr als 40% reduziert. Anwendungsgebiete finden sich in der Luft- und Raumfahrt, im Schienenverkehr, in der Vertragsfertigung, und bei der Kabelbaumherstellung. Panduit

ODU HIGH-SPEED STECKVERBINDUNGEN

GLASFASERMODULE UND ADAPTER

Module für harte Anwendungen

Molex hat Glasfasermodule und Buchsen für den industriellen Einsatz vorgestellt. Die Module sind nach NEMA 6P ausgelegt und entsprechen der Schutzart IP67. Neben dem Metallgehäuse für Anwendungen im Außenbereich werden die Module auch mit einem Kunststoffgehäuse für einen Einsatz im Innenbereich oder gewichtskritische Anwendungen angeboten. Die dem Industriestandard entsprechenden

(ODVA-konformen) Stecker-/ Buchsen-Verbindungen gewährleisten hohe Leistungsfähigkeit und Kompatibilität mit anderen konformen Steckersystemen und lassen sich über eine 3-axiale interne schwimmende Verbindung direkt in Bauteile im SFPFormat (Small Form Factor Pluggable) beliebiger Hersteller einstecken. Aufgrund der in X-, Y- und ZAchse schwimmenden Montage des internen LC-Steckers eignet sich das System für zahlreiche Geräteoptionen und gewährleistet gleichzeitig die Integrität der Verbindung. Darüber hinaus bieten die industriellen Glasfasermodule und Adapter mit Metallgehäuse eine gute Dichtung. Molex

WELTWEIT VERNETZT – SCHNELL UND ZUVERLÄSSIG ODU bietet weltweit funktionssichere und innovative Lösungen für die Anforderungen in der modernen High-Speed Datenübertragung. Ob analoge oder digitale Signale – die ODU Steckverbinder sorgen für ideale Schnittstellen, wenn es um Qualität und Zuverlässigkeit bei hochfrequentem Datentransfer geht.

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

STIFT- UND FEDERLEISTEN

STECKVERBINDERGEHÄUSE

Dauerhaft verfügbare Leisten

Die Varpol Stift- und Federleisten von ept sind ein- oder zweireihig sowie in variabler Polzahl von 2 bis 108 Kontakten erhältlich. Alle Leisten können nahtlos aneinandergereiht werden. Anschlusslängen bis zu 25 mm ermöglichen das Stapeln von Leiterplatten mit Leiterplattenabständen von 11,45 bis 35,45 mm. Die Stiftleisten sind außerdem 90°-gewinkelt verfügbar. Zusätzlich hat man bei allen Pro-

Schutz und optimale Entlastung

dukten die Auswahl zwischen zwei Gütestufen, die entweder eine Lebensdauer von 50 oder 250 Steckzyklen garantieren. Ein weiterer Vorteil ist die einfache und kostengünstige Verarbeitung in Einpresstechnik. Die Stift- und Federleisten sind mit der Tcom press-Einpresszone ausgestattet und können somit lötfrei verpresst werden. Durch das Einpressen entsteht eine gasdichte und vibrationsbeständige Verbindung, welche die VarpolProdukte auch in rauer Umgebung zum optimalen Leiterplattenverbinder für zuverlässige mechanische und elektrische Verbindungen macht. Angeboten werden die passenden Verarbeitungswerkzeuge. ept

Mit dem ODU-MAC Docking Gehäuse hat das Technologie-Unternehmen ODU aus Mühldorf eine Add-on Lösung für die Anforderungen der firmeneigenen ODU-MAC Schnittstellen entwickelt. Das Gehäuse schützt den Anschlussbereich gegen raue Umgebungsbedingungen, wie Schläge, Schmutz und Flüssigkeiten (Schutzgrad mindestens IP50). Entscheidend ist zudem die optimale Zugentlastung der

Kabel, die das Docking Gehäuse gewährleistet. Die fachgerechte Montage wird mit dem Add-on Produkt laut Hersteller noch einfacher. Das Aluminiumgehäuse ermöglicht die individuelle Gestaltung der Zugentlastung sowie die Fixierung von zusätzlichen Leiterplatten und Bauteilen im Innenraum. Auch ein Erdungsanschluss ist vorgesehen. Nach Herstelleraussagen ist das Unternehmen auf dem Steckverbindermarkt das Erste, das ein passendes Gehäuse für Zugentlastung der Andockrahmen als Standardprodukt vertreiben. Das Gehäuse ist für alle sechs Rahmen des automatischen Andockens verfügbar. ODU

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KABELTECHNIK

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

ENERGIEKETTEN

Neuer Maschinenbau-Standard

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‚Bremse‘ am Anschlag der Kettenglieder. Diese sorgt für einen sehr ruhigen Kettenlauf mit weniger Vibrationen und Geräuschen. Im Vergleich zur Vorgängergeneration ist die E2.1 dadurch rund 50% leiser. Die Serie hat einen leitungsschonenden Innenraum, der im Vergleich zur E2/000 mehr Platz bei gleichen Außenabmessungen bietet.

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Igus hat mit der E2.1 eine neue Generation seiner zweiteiligen Energiekette vorgestellt. Basierend auf kontinuierlichen Tests und Kundenwünschen wurde die Vorgängerserie entscheidend weiterentwickelt. Die Energiekette besteht aus zwei Teilen: einem Kettenglied und einem Öffnungssteg. Dieser lässt sich im Außenradius beidseitig mit einem Schraubendreher oder dem neuen Kettenöffner, der jeder Erstbestellung kostenlos beiliegen wird, öffnen und aufschwenken und im Anschluss auch komplett entnehmen. Per Hand lassen sich die Öffnungsstege einfach wieder verschließen. Mit einem Schraubendreher ist es nun ebenfalls möglich, die Öffnungsstege von der Seite der Kettenglieder aufzuhebeln, was bei montierten Ketten und eingeschränkter Zugänglichkeit vorteilhaft ist. Eine weitere konstruktive Weiterentwicklung ist die

igus

KABELDURCHFÜHRUNG

Minimale Montagezeit Die Kabeldurchführung KEL-DPZ 24 von icotek zeichnet sich laut Anbieter durch eine hohe Packungsdichte aus. So können mit nur einem Bauteil bis zu 121 Leitungen eingeführt werden. Dabei entspricht die Kabeldurchführung in Ausbruchgröße und Bohrbild den Normausbrüchen von 24-poligen schweren Steckverbindern. Leitungen, Lichtwellenleiter, Schläuche oder Kabel-

litzen im Durchmesserbereich von 1,5 bis 22 mm können eingeführt, abgedichtet und gleichzeitig gegen Zug entlastet werden. Mit acht unterschiedlichen Ausführungen lassen sich beliebige Kombinationen und Durchmesservarianten darstellen. Verschiedene Klemmbereiche für die Leitungen machen die Durchführung zu einer flexibel einsetzbaren Lösung. Konisch zulaufende Tüllen an der Rückseite der Kabeldurchführung sorgen für eine 2-fache Abdichtung der Leitung. Öffnungen, die nicht mehr benötigt werden, können mit ST-B Stopfen sicher verschlossen werden, die Schutzart IP65 / IP66 bleibt erhalten. Der robuste und stabile Polyamidkorpus ist vollständig mit einer Membran aus Elastomer umspritzt.

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Einreihige Micro-Fit* TPA Buchsen von Molex Micro-Fit TPA in einreihiger Ausführung verfügt über ein “onepiece” Design mit integrierter Sekundärverriegelung. Die TPA (Terminal Position Assurance) verhindert ein Herausdrücken der Kontakte aus dem Gehäuse und gewährleistet eine zuverlässige Steckverbindung.

Applikationen: • Consumer / Haushaltsgeräte • Data / Computersysteme • Telekommunikation / Netzwerke • Automotive / Nutzfahrzeuge

*MicroFit is a trademark of Molex, LLC in the United States and may be registered in certain jurisdictions.

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

D-SUB STECKVERBINDER

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Kompakte Ausführung in IP67

etherCON CAT5e und CAT6A PoE+ konform

RJ45 Durchgangsbuchse

IDC-Anschlüsse

benötigt und es ist eine Umrüstung von Standard IP20 Systemen auf das IP67 System der Serie SlimCon möglich. Die Serien D-SUB High Density und D-SUB Combination sind in den Gehäusegrößen 1 bis 3 in Stift und Buchse erhältlich. Alle Ausführungen haben ein 4-40 UNC Innengewinde und sind für die Hinterwandmontage ausgelegt. Die Abdichtung zum Gehäuse wird über eine blaue Dichtung erzielt. Durch die 4 Anlageflächen liegt immer der gleiche Anpressdruck an der Dichtung an. Eine Überpressung der Dichtung wird dadurch verhindert und somit ist eine sichere Montage beim Kunden gewährleistet. Conec

Für Anwendungen der Schutzklasse II hat Schurter (Vertrieb: Rutronik) sein Sortiment an Gerätesteckern mit Filter erweitert: Das Kombielement KMF bietet wie die Ausführung für Schutzklasse I hohe Funktionalität in einem kompakten Gehäuse. Die Versionen eignen sich für Medizingeräte in der Heimanwendung. Die Varianten sind mit einem zweipoligen IEC C18-Gerätestecker ohne Erdleiter ausge-

rüstet. Dieser eignet sich für Anwendungen der Schutzklasse II. Bezeichnet wird diese Kategorie als schutzisoliert, sie weist eine verstärkte Isolation der spannungsführenden Teile gegenüber berührbaren Flächen auf. Das Kombielement KMF verfügt über eine doppelte Isolation zwischen spannungsführenden Komponenten und berührbaren Teilen. Diese verstärkte Isolation wird mit einer Spannung von 4000 V DC zwischen spannungsführendem Leiter (L) und Neutralleiter (N) gegenüber dem Filtermantel geprüft. Erhältlich ist das Kombielement mit 2-poligem Netzschalter und 1- oder 2-poligem Sicherungshalter. Schurter

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SlimCon IP67 D-SUB High Density/Combination Steckverbinder von Conec sind eine Erweiterung der IP67 D-SUB Steckverbinderfamilie. Die Serie ist eine sehr kompakte Ausführung von IP67 dichten D-SUB Steckverbindern mit einem einteiligen Zinkdruckgussgehäuse. Der Gehäuseausschnitt entspricht dem anderer Standard D-SUB Steckverbinder, damit werden keine neuen Ausschnitte

Anwednungen der Schutzklasse II

für alle, die sich beruflich mit Elektronikkühlung und Wärmemanagement beschäftigen.

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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK

KABELDURCHFÜHRUNGSLEISTE

Bei Wind und Wetter überleben Die Kabeldurchführungsleiste KDL/H 24 von Murrplastik erfüllt die Schutzart IP69K. Der pulverbeschichtete Rahmen ist im Zinkdruckgussverfahren gefertigt und erreicht dadurch eine sehr hohe Stabilität, Steifheit und Widerstandsfähigkeit. Die Durchführung ist resistent gegenüber Hochdruck- und Dampfstrahlreinigern, ist zu 100% UVund Ozonbeständig und kann in Temperaturbereichen von –40 bis 100°C eingesetzt werden. Die Kabeldurchführungsleiste eignet sich für den Außeneinsatz, wie z.B. für Baumaschinen und in der Gebäudetechnik wo viele Leitungen mit oder ohne Stecker in ein Gehäuse eingeführt werden. Die Leiste plus Zubehör erfüllen die Flammklasse UL94–V0. Sie ist zusätzlich mit einem Tüllenblock aus TPE ausgerüstet, der als Fixierung der Tüllen hinter dem Metallrahmen jedes durchgeführte Kabel fixiert und

kühlen

schützen

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Steckverbinder • RoHS konforme Steckverbinder • Hochtemperaturbeständige Isolierkörper • Gedrehte Präzisionskontakte mit vergoldeter Innenfeder • Spezielle Verpackungsformen • Kundenspezifische Ausführungen

zugentlastet. Ein Ausreißen der Tüllen, selbst bei extrem hohen mechanischen Belastungen, ist somit nahezu ausgeschlossen. Auch extreme Witterungsbedingungen und Umgebungsbedingungen mit Feuchtigkeit, Säuren, Laugen, Alkoholen, Mineralölen, Reinigungsmitteln, Fetten und Staub können der Leiste nichts anhaben. Murrplastik Systemtechnik

66 KV KABELSYSTEM

Weniger Kosten für Windparks Als Teil des „Offshore Wind Accelerator“-Programms (OWA) des Carbon Trusts hat Prysmian die Typenprüfung ihres 66-kVKabelsystems gemäß CIGRE- und IEC-Standards erhalten. Durch Steigerung der Inter-Array-Spannungsebene von 33 auf 66 kV ist eine Reduzierung der gesamten Kapitalausgaben eines OffshoreWindparks um bis zu 15% möglich. Ein Wechsel auf 66 kV wür-

de folglich die Lebenszykluskosten deutlich reduzieren, ein Vorteil, der nicht zuletzt angesichts immer größer werdender Windturbinen besonders relevant ist. Um eine raschere Entwicklung wettbewerbsfähiger 66-kV-Kabelsysteme voranzutreiben, unterstützte das OWA ausgesuchte Kabelhersteller in der Testphase und der Zertifizierung ihrer 66 kV Kabelsystementwicklungen. Das Unternehmen hat die Typenprüfung eines dreiadrigen 66 kV EPR-isolierten Kabelsystems (im sogenannten Feuchtdesign) mit Aluminiumleiter und integriertem optischem Element durchgeführt. Leiter aus Kupfer sind ebenfalls verfügbar. Die Qualifizierung erfolgte in den Forschungszentren in Großbritannien und Italien.

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Prysmian

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

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WÄRMEMANAGEMENT // ELEKTRONIKKÜHLUNG

Small-Form-Factor-Elektronik lüfterlos kühlen Miniaturisierung und höhere Prozessorleistung bedingen eine optimale Kühlung der Elektronik. Die lüfterlose Konduktionskühlung stellt dies durch eine effektive Wärmeabfuhr sicher.

Bilder: Pentair

ADAM PAWLOWSKI, MICHAEL JOIST UND AMY ESCOBIO *

Elektronikkühlung: Eine optimale Kühlung der Elektronik stellt die lüfterlose Konduktionskühlung von Pentair durch eine besonders effektive Wärmeabfuhr sicher.

D

ie Prozessorleistung in Rechnersystemen und die damit verbundene Wärmeentwicklung steigen stetig. Gleichzeitig werden solche Systeme immer kleiner. Um die störungsfreie Funktion solcher Einheiten sicherzustellen, ist eine optimale Kühlung der Elektronik notwendig. Die lüfterlo* Dr.-Ing. Adam Pawlowski ... arbeitet als Principal Engineer Kühlung bei Pentair Technical Solutions in Straubenhardt. * Michael Joist ... ist Entwicklungsingenieur bei Pentair Technical Solutions in Straubenhardt. * Amy Escobio ... arbeitet als Produktmanager EMCA bei Pentair Technical Products in Anoka / USA.

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se Konduktionskühlung von Pentair stellt dies durch eine besonders effektive Wärmeabfuhr sicher. Der Einsatz einer lüfterlosen Kühlung kann verschiedene Gründe haben, beispielsweise wenn ein höherer IP-Schutz, ein leiserer Betrieb und eine höhere Zuverlässigkeit gefordert werden. Die dann eingesetzte Konduktionskühlung funktioniert durch Erzeugen einer direkten Wärmestrecke vom Prozessor über einen Kühlkörper an die äußere Umgebung. Dies geschieht entweder über Leitermaterialien wie etwa einen festen Aluminiumblock, eine Heatpipe oder eine Flüssigkeit. Die Minimierung des Wärmewiderstands ist dabei für die Optimierung der Wärmeabfuhr

entscheidend. Alle Komponenten, inklusive Maßtoleranzen, entlang des Wärmeflusses müssen betrachtet werden. Um solche Toleranzen auszugleichen, werden gewöhnlich Wärmeleitpads zwischen dem äußeren Wärmetauscher und dem Kühlkörper integriert.

Typische Nachteile von Wärmeleitpads Wärmeleitpads bringen allerdings auch Nachteile mit sich: keine optimale Konduktionskühlung durch den Wärmewiderstand des Materials und die Gefahr der nicht gleichbleibenden Kühlleistung im Laufe der Produktlebensdauer durch bleibende Verformungen des Materials.

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WÄRMEMANAGEMENT // ELEKTRONIKKÜHLUNG

Bild 1: Der flexible Wärmeleitkörper ist in den Standardgrößen 20 mm und 70 mm erhältlich.

Verwendet man ein zu dickes oder zu hartes Wärmeleitpad kann dies außerdem eine zu große Kompressionskraft zur Folge haben, durch die der Prozessor beschädigt werden kann.

Wärmetransport durch Konduktion Um die Leistung bisheriger Konduktionskühlungen zu verbessern, hat Pentair ein neues Produkt entwickelt: einen flexiblen Wärmeleitkörper (Flexible Heat Conductor, FHC). Unterschiedlich hohe Prozessoren können mit dem FHC durchgehend kontaktiert werden, da der FHC den Toleranzausgleich schafft und somit das Wärmeleitpad zum Deckel entfallen kann, was zu einer erheblich besseren Wärmeableitung führt. Der flexible Wärmeleitkörper ist in zwei Standardgrößen erhältlich, die nach ihrer

Kompetenz in Technik.

jeweiligen Größe als 20-mm- bzw. 70-mmFHC bezeichnet werden. Der flexible 20-mmFHC (Bild 1) ist mit verschiedenen Prozessoren kompatibel, die über einen BGA-Sockel verfügen. Er kann eine variable Länge von ±1,5 mm wirkungsvoll ausgleichen und einer Kraft von maximal 60 N für den Einbau standhalten. Der FHC wird mit einem doppelseitigen wärmeleitenden Klebeband direkt auf dem Prozessor befestigt, da keine standardisierten Befestigungspunkte vorhanden sind. Aufgrund der geringen Größe und des Gewichts hat dies keine negative Auswirkung auf den Prozessor. Der flexible 70-mm-FHC eignet sich besonders gut für ATX-/ITX-/Mini-ITX- und COMSysteme mit Intel Core i-Prozessoren und AMD-Prozessoren mit Sockel (Intel: LGA775, LGA1150, LGA1155, LGA1156, LGA1366, LGA2011; AMD: AM2, AM2(+), AM3, AM3(+), FM1, FM2, FM2(+)). Er kann eine variable Länge von ±2,5 mm wirkungsvoll ausgleichen und einer Kraft von maximal 120 N für den Einbau standhalten. Die Einbaukraft liegt innerhalb des für verschiedene Prozessoren definierten Bereichs, sodass bei ordnungsgemäßem Einbau keine Gefahr der Beschädigung besteht. Der flexible 70-mm-FHC wird per Befestigungswinkel und Einbaurahmen fixiert. Angeboten werden derzeit Befestigungswinkel der Marke Schroff für ATX-/ITX-/Mini-ITXund COM-Systeme (Intel- und AMD-Chips). Sowohl Intel- als auch AMD-Winkel verfügen über standardisierte Befestigungspunkte, um andere Bauelemente auf der Leiterplatte nicht zu behindern (Bild 2).

kundenspezifische Lösungen Hohe Kühlleistung durch eingearbeitete Kupfer- oder Edelstahl Innenrohre.

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Bild 2: Der flexible 70-mm-FHC wird per Befestigungswinkel und Einbaurahmen fixiert.

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FLÜSSIGKEITSKÜHLUNG

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WÄRMEMANAGEMENT // ELEKTRONIKKÜHLUNG

Um die Leistung der lüfterlosen Kühlung des flexiblen Wärmeleitkörpers und des Schroff Interscale-Gehäuses gegenüber bisher verfügbaren Lösungen zu bewerten, haben die Entwickler des Unternehmens eine spezielle Vorrichtung für thermische Tests entwickelt. Sie besteht aus einem konduktiven Wärmeleitkörper (Aluminiumblock oder flexibler Wärmeleitkörper (FHC)), einem Schroff Interscale-Gehäuse mit integrierten Aluminium-Kühlrippen, einer Wärmequelle (Intel i7-Prozessor), mehreren Thermoelementen und einem Datenlogger für die Datenaufzeichnung. Um die Leistungen exakt zu vergleichen, wurden Prozessor- und Umgebungstemperatur in allen Prüfabläufen konstant gehalten. Jeder Test dauerte jeweils ca. 1,5 Stunden und wurde mehrmals wiederholt. Trotz all dieser Vorkehrungen sind die Ergebnisse dieser Tests relativ zu betrachten, da die tatsächliche Wärmeabfuhr noch von anwendungsspezifischen Faktoren beeinflusst wird. Der flexible 20-mm-FHC wurde mit einer Prozessortemperatur von 70°C und einer Umgebungstemperatur von 20°C in einem Interscale-Gehäuse mit 5 mm hohen Kühlrippen getestet. Die Prüfung wurde in verschiedenen Szenarien wiederholt. Gegenüber der bisher üblichen Konduktionskühlmethode mit einem festen Aluminiumblock konnte mit dem flexiblen 20-mm-FHC eine Verbesserung der Kühlleistung um 10 bis 20% erzielt werden. Der flexible 70-mm-FHC wurde mit einer Prozessortemperatur von 75°C, bei einer Umgebungstemperatur von 20°C in einem Interscale-Gehäuse mit 20-mm-Kühlrippen getestet. Auch dieser Prüfung wurde in verschie-

Bild 3: FHC eingebaut im Schroff Interscale-Gehäuse von Pentair

denen Szenarien wiederholt. Durch den Einsatz eines 70-mm-FHC konnte eine Verbesserung der Konduktionskühlleistung um bis zu 72% erreicht werden. Sowohl der flexible 20-mm- als auch der flexible 70-mm-FHC sind für den Einsatz mit den Schroff Interscale-Gehäusen von Pentair ausgelegt. Diese Gehäuse wiederum wurden speziell für Elektronik mit kleinem Formfaktor entwickelt und können mit den flexiblen Wärmeleitkörpern (FHC) für die Konduktionskühlung ausgestattet werden (Bild 3). Die aus drei Teilen bestehenden Gehäuse werden mit zwei Schrauben fixiert und gewährleisten eine Schutzart bis IP30. Die spezielle Verriegelungskonstruktion der InterscaleGehäuse sorgt für einen integrierten EMVSchutz von 20 dB bei 2 GHz. Für gängige Embedded-Computing-Module wie ATX, Micro ATX, Mini-ITX, embeddedNUC, Pico ITX sowie Arduino usw. sind Standardgehäuse erhältlich. // KR Pentair Technical Solutions

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PRAXIS WERT FHC auf den Punkt gebracht Der flexible Wärmeleitkörper (Flexible Heat Conductor, FHC) bietet durch seine innovative Konstruktion branchenweit eine bisher einmalige Leistung in Bezug auf die Konduktionskühlung. Die integrierten Federn lassen einen vertikalen Längenausgleich des Aluminiumblocks zu, sodass kein Wärmeleitpad erforderlich ist. Zudem erzeugen die Federn eine vertikale Kraft entlang des Wärmepfads, so dass ein besserer Oberflächenkontakt zwischen Passflächen erzeugt wird und somit ein geringerer Wärmewiderstand entsteht. Die flexiblen Wärmeleitkörper leiten Wärme rein mechanisch und verfügen daher über keine Verschleißteile. Damit wird eine gleichbleibende Leistung während der gesamten Lebensdauer des Systems gewährleistet. Verglichen mit den bisherigen Konduktionskühlmethoden bieten die FHCs, je nach Größe und Befestigung, eine Verbesserung der Wärmeabfuhr um ca. 10 bis 20% beim 20-mm-FHC bzw. mehr als 70% beim Einsatz eines 70-mm-FHCs.

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AKTUELLE PRODUKTE // WÄRMEMANAGEMENT

SCHALTSCHRANK-KÜHLUNG

Kühlgeräte werden Teil von Industrie 4.0 Schaltschrank-Kühlgeräte der Serie Blue e+ von Rittal können zukünftig Geräteinformationen und -parameter in übergeordnete Systeme übertragen. Damit eröffnen sie neue Möglichkeiten wie Asset Management, Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Was jetzt möglich ist, zeigte ein Umsetzungsbeispiel von Rittal auf der Hannover Messe zusammen mit AXOOM. Die Kühlgeräte senden hierfür Daten über ein Kommunikationsmodul in die Cloud, von wo die Informationen in ein Visua-

lisierungs-Tool beim Anwender übertragen werden. Beide Unternehmen haben eine App für die Vernetzung und Fernüberwachung von Kühlgeräten entwickelt. Ein wesentlicher Aspekt bei der Vernetzung ist die Stand-

MINIATURLÜFTER

Kleiner Lüfter mit hoher Leistung

Für die Ableitung großer Wärmemengen auf kleinem Raum sind Miniaturlüfter sinnvoll und effizient. Um den Anforderungen nach kleinvolumigen Lüfteraggregaten zu entsprechen, erweitert Fischer Elektronik das bestehende Produktprogramm der Serie LAM… und LAM K… um die Ausführung LAM D… Die Alumi-

niumprofile bieten eine doppelt so große Bauteilmontagefläche und werden in den Abmessungen (B x H) 60,5 x 30 mm, 80,8 x 40 mm und 100,5 x 50 mm angeboten. Die aktuellen Miniaturlüfter sind sowohl für den Einbau in ein Gehäuse als auch für eine Montage auf der Leiterkarte geeignet. Der kompakte Aufbau mit innenliegenden Kühlrippen als Wärmetauscherstruktur ermöglichen eine homogene Wärmeableitung. Die Axiallüfter mit 5, 12 und 24 V DC haben einen hohen Luftdurchsatz bei großem Druck, wodurch sich auch längere Kühlstrecken überbrücken lassen. Fischer Elektronik

ortinformation. Gerade bei einer großen Zahl von Kühlgeräten ist es wichtig, diese genau lokalisieren und organisieren zu können (Asset Management). Dadurch kann der Betreiber mobiles Condition Monitoring nutzen und zu jedem Zeitpunkt den Zustand von Systemkühlung und Geräten abfragen. Dabei ist der Gang an das Gerätedisplay nicht mehr notwendig, denn Temperaturen, Auslastung und Systemmeldung lassen sich von jedem Ort aus abrufen. Auch die industrielle Instandhaltung wird durch die

vernetzten Kühlgeräte deutlich verbessert. Geräte melden nötige Reparaturen oder Serviceeinsätze präventiv an. Das spart Zeit bei der Überwachung und erhöht die Betriebssicherheit. Rittal stattet die Blue e+ Kühlgeräte mit einem neuartigen, sicheren Kommunikationsmodul aus. Darüber werden Daten wie Temperatur oder der aktuelle Gerätezustand in gängigen Protokollen wie OPC UA oder SNMP in eine Cloud übertragen. Rittal

SOFTWARE

Wärmeanalyse für jedermann

LÜTZE ermöglicht mit der kostenlosen Onlineanwendung AirTEMP die Analyse der Wärmeentwicklung und -verteilung in Schaltschränken. Das Tool gestattet eine differenzierte thermodynamische Analyse eines Schaltschranks mit Montageplatte oder AirSTREAM-Verdrahtungsrahmen. Ermitteln lässt

sich, welche unterschiedlichen Temperaturen und Temperaturschichtungen in einem Schaltschrank entstehen können. AirTEMP teilt hierzu einen Schaltschrank in drei Zonen auf. Für jede Zone wird jeweils sehr präzise die Temperatur berechnet. Zudem lässt sich simulieren, wie sich Kühlmöglichkeiten wie AirBLOWER, AirBLADES oder auch ein Klimagerät auswirken. Außerdem wird dargestellt, wie durch das Verdrahtungssystem eine freie Luftzirkulation ohne blockierende Kabelkanäle zu einer Homogenisierung des Schaltschrankklimas führt. Lütze

Optimierte Kühlung    

Extrudierte, Druckguss- und Flüssigkeitskühlkörper Riesige Profilauswahl, mit und ohne Clipbefestigung Komplette CNC-Bearbeitung und Oberflächenveredelung Thermische Simulationen und individuelles Kühlkörperdesign

CTX Thermal Solutions GmbH · Lötscher Weg 104 · 41334 Nettetal · Tel: +49 2153 7374-0 · Fax: +49 2153 7374-10 · www.ctx.eu · [email protected]

Impressum REDAKTION

Chefredakteur: Johann Wiesböck (jw), V.i.S.d.P. für die redaktionellen Inhalte, Ressorts: Zukunftstechnologien, Kongresse, Kooperationen, Tel. (09 31) 4 18-30 81 Chef vom Dienst: David Franz, Ressorts: Beruf, Karriere, Management, Tel. - 30 97 Redaktion München: Tel. (09 31) 4 18Sebastian Gerstl (sg), ASIC, Entwicklungs-Tools, Mikrocontroller, Prozessoren, Programmierbare Logik, SOC, Tel. -30 98; Franz Graser (fg), Prozessor- und Softwarearchitekturen, Embedded Plattformen, Tel. -30 96; Martina Hafner (mh), Produktmanagerin Online, Tel. -30 82; Hendrik Härter (heh), Messtechnik, Testen, EMV, Medizintechnik, Laborarbeitsplätze, Displays, Optoelektronik, Embedded Software Engineering, Tel. -30 92; Gerd Kucera (ku), Automatisierung, Bildverarbeitung, Industrial Wireless, EDA, Leistungselektronik, Tel. -30 84; Thomas Kuther (tk), Kfz-Elektronik, E-Mobility, Stromversorgungen, Quarze & Oszillatoren, Passive Bauelemente, Tel. -30 85; Kristin Rinortner (kr), Analogtechnik, Mixed-Signal-ICs, Elektromechanik, Relais, Tel. -30 86; Margit Kuther (mk), Bauteilebeschaffung, Distribution, E-Mobility, Embedded Computing, Tel. -30 99; Freie Mitarbeiter: Prof. Dr. Christian Siemers, FH Nordhausen und TU Clausthal; Peter Siwon, MicroConsult; Sanjay Sauldie, EIMIA; Hubertus Andreae, dreiplus Verantwortlich für die FED-News: Jörg Meyer, FED e.V., Alte Jakobstr. 85/86, D-10179 Berlin, Tel. (0 30) 8 34 90 59, Fax (0 30) 8 34 18 31, www.fed.de Redaktionsassistenz: Eilyn Dommel, Tel. -30 87 Redaktionsanschrift: München: Grafinger Str. 26, 81671 München, Tel. (09 31) 4 18-30 87, Fax (09 31) 4 18-30 93 Würzburg: Max-Planck-Str. 7/9, 97082 Würzburg, Tel. (09 31) 4 18-24 77, Fax (09 31) 4 18-27 40 Layout: Agentur Print/Online

Präsentieren Sie Ihr Unternehmen

Seit 24 Jahren ist die FED-Konferenz der Branchentreff in der Elektronikindustrie und gilt als wichtige Wissensplattform auf dem Gebiet der Entwicklung und Fertigung von elektronischen Baugruppen.

24. FED-Konferenz 15.09. – 16.09.2016 im Maritim Hotel Bonn

ELEKTRONIKPRAXIS ist Organ des Fachverbandes Elektronik-Design e.V. (FED). FED-Mitglieder erhalten ELEKTRONIKPRAXIS im Rahmen ihrer Mitgliedschaft.

Bild: Daniel Löb

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SCHALTSCHRANK-KÜHLUNG

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Hohe Kühlleistung und weniger Energieverbrauch Als Ergänzung zu den Peltier-Kühlgeräten hat ELMEKO die Slim-Fit-Kompressorkühlgeräte neu im Programm. Verfügbar sind 17 verschiedene Typen mit Kühlleistungen von 370 bis 4 000 W – getestet vom TÜV Süd. Alle Geräte sind UL-gelistet und verfügen über weitere Zulassungen wie z.B. EAC und CE. Die Slim-Fit-Klimageräte sind konzipiert für die Anforderungen der Industrie weltweit und überzeugen mit leichter Handhabung, wartungsarmen, filterlosem Betrieb, globalen Zertifizierungen und einem neuen Fernüberwachungssystem. Damit erleichtern sie den Systemkonstrukteuren und Wartungstechnikern rund um den Globus die Arbeit. Verfügbar mit den drei platzsparenden Montageoptionen Komplett- und Teileinbau sowie Anbau sind die Slim-Fit-Geräte für niedrige Betriebskosten und einer hohen Energieeffizienz optimiert. Die Kühlleistungen reichen von 370 bis 4000 W. Sie arbeiten an 230 V [50/60 Hz], 115 V [50/60 Hz] und 400/460 V 3-phasig [50/60 Hz] für Betriebstemperaturen von 10 bis 55 °C. Der effiziente Rollkolbenkompressor senkt Betriebskosten, und das aktive Kondenswasser-Management verhindert die Bildung von Tropfwasser im Schaltschrank. Ein staubabweisendes, speziell beschichtetes Register ermöglicht in vielen Einsatzfällen einen filterlosen Betrieb. In staubigen Umgebungen lassen sich Filter nachrüsten, die durch die leicht abnehmbare Front einfach zu wechseln sind. Das Slim-Fit-Design setzt nicht nur optische Akzente an einem Schaltschrank, sondern

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Luftkühler

sorgt auch für optimalen Luftströme. Der interne Kreislauf bringt die hohe Schutzart IP 54/ UL-Typ 12. Mit dem Fernüberwachungssystem CommBoard lassen sich die Slim-Fit-Geräte per Web über PC, Laptop und Tablett überwachen und steuern. Alle Programmvariablen und Temperaturen sind per Knopfdruck veränderbar. Funktionen wie Kühlung, Heizung, Alarm, Kompressor, Umgebungslüfter und Steuersystem lassen sich ebenso aktivieren. Die kostenlose PC-Software weist jedem Slim-Fit-Kühlgerät nach Einbindung in einem Netzwerk eine eindeutige IP-Adresse zu und ermöglicht so die systemweite Verwaltung mehrerer Geräte weltweit. Die USB- und Ethernet-Kommunikation läuft mit Standardprotokollen wie SNMP, EtherNet/IP, Modbus-TCP oder Profinet.

Flüssigkeitskühler

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VENTILATOR

EC-Trommelläufer mit hoher Leistungsdichte

Zu den typischen Einsatzbereichen moderner EC-Ventilatoren zählten bisher vor allem Anwendungen mit Dauerbetrieb, z.B. in der Luft- und Klimatechnik. Für diese Anwendungsbereiche hat

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ebm-papst Mulfingen eine ECTrommelläuferbaureihe in den Baugrößen 160 bis 250 entwickelt. Im Vergleich zu den gewohnten AC-Ausführungen sind die Ventilatoren energieeffizienter und verfügen über eine höhere Leistungsdichte, sie erreichen mit ihrer kompakten Bauweise Volumenströme bis ca. 3300 m³/h bei lediglich 3 bis 4 s Hochlaufzeit. Das „Herz“ der flinken Hochläufer besteht aus einem GreenTech EC-Motor mit einer Leistung von 0,75 kW. Die Motorelektronik

ist nicht direkt am Motor, sondern außen am Spiralgehäuse angebracht. Noppen an der Unterseite des Elektronik-Gehäuses erhöhen die Leistungsdichte der Steuerelektronik und verhindern zuverlässig eine Überhitzung. Die Elektronik ist gegen Umgebungseinflüsse wie Feuchtigkeit oder Staub geschützt. Ihr Gehäuse besteht aus widerstandsfähigem Aluminium-Druckguss und erfüllt die Anforderungen der Schutzart IP54. ebm-papst

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TAKTERZEUGUNG // OSZILLATOREN

Warum Sie Silizium-MEMS als Zeitreferenz nutzen sollten Lange gaben Quarzoszillatoren in elektronischen Systemen den Takt vor. Diese werden aber mehr und mehr von MEMSOszillatoren verdrängt – und das hat gute Gründe. AXEL GENSLER, DR. AARON PARTRIDGE*

MEMS-Oszillatoren sind leistungsfähiger Die Genauigkeit von Quarzoszillatoren, ist in der Regel auf ca. ±20 ppm beschränkt. Zudem erstreckt sich der Frequenzbereich speziell in kleinen Gehäusen auf einen Bereich von 10 bis 60 MHz. Der Jitter liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 2 ps, integriert über 12 kHz bis 20 MHz. Diese Einschränkungen gelten aufgrund der mechanischen

* Axel Gensler ... ist Produktmanager bei der Endrich Bauelemente GmbH,

Dr. Aaron Partridge ... ist Gründer und Chief Scientist von SiTime.

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Bilder: Endrich

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uarzkristalle für Taktgeber werden von Unternehmen hergestellt, die auf die Produktion der Kristalle und deren Bearbeitung spezialisiert sind, was sicherstellt, dass die Kristalle mit der richtigen Frequenz und temperaturstabil arbeiten. Quarzhersteller können heute aber in Bezug auf Leistungsverbesserung und Funktionsmöglichkeiten nicht mehr mit der Halbleiterindustrie Schritt halten. Die Entwicklung von Silizium MEMS (mikroelektromechanische Systeme) hat die Tür für radikale Verbesserungen der einst biederen Timing-Industrie geöffnet. MEMS-Timing-Lösungen ersetzen aufgrund der vielen Vorteile zunehmend die Quarzprodukte. Die wichtigsten sechs Vorteile, die sich durch die Verwendung von MEMS Timing-Lösungen ergeben, sind: „ Höhere Leistungsfähigkeit, „ bessere Funktionalität, „ höhere Zuverlässigkeit, „ bessere Verfügbarkeit, „ günstigere Preise, „ SoC-Integration.

Ein MEMS-Oszillator im Chip-Scale-Package: leistungsfähig, funktional, zuverlässig, hoch vervügbar, kostengünstig und es lassen sich MEMS-Resonatoren integrieren.

Grenzwerte der Quarze. Die Limitierung kann zwar in besonderen Fällen überschritten werden, was aber die Kosten deutlich erhöht. MEMS-Oszillatoren unterliegen nicht diesen Grenzen, da sie eine programmierbare analoge Architektur verwenden. Zum Beispiel unterstützt eine Schaltung mit MEMSOszillator-Architektur Frequenzen von 1 bis 625 MHz. Es gibt auch subtile Probleme in Quarz, die in Silizium-MEMS nicht auftauchen, z.B das Phänomen der Activity Dips: Quarze, die bei 25 °C einwandfrei arbeiten, können bei Änderung der Temperatur einen erhöhten Resonanzwiderstand und stärkere Frequenzsprünge aufweisen, und zwar um zehntel ppb (parts per billion). In Low-Cost-Kristallen ist dieses Verhalten eher noch gravierender, dort können Sprünge von 1 ppm auftre-

ten. Activity Dips lassen sich nur schwer detektieren und noch schwerer vorhersagen oder beseitigen. Dass Activity Dips entstehen, liegt daran, wie sich die Wellen seitwärts durch Quarz ausbreiten. In der Praxis muss man davon ausgehen, dass alle Quarzresonatoren Activity Dips aufweisen. Activity Dips definieren in der Regel die Untergrenze für Kristallstabilität bei etwa 0,1 ppm (100 ppb). In Silizium-MEMS guter Qualität sind dies Activity Dips nicht vorhanden und bieten daher eine bessere Performance.

MEMS-Oszillatoren bieten mehr Funktionalitäten Quarz-Unternehmen beziehen in der Regel ihre Oszillatorschaltung, was deren Entwicklung und Produktion angeht, von Halbleiterunternehmen und konzentrieren ihre eige-

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 10 19.5.2016

TAKTERZEUGUNG // OSZILLATOREN

nen Ressourcen auf die Herstellung der Quarzkristalle. Im Gegensatz dazu folgen Silizium-MEMS-Timing-Unternehmen dem Halbleitermodell und haben umfangreiches Knowhow sowohl in der Gestaltung von MEMS-Resonatoren als auch im analogen Oszillatorschaltungsdesign. Dieses In-House-Wissen an beiden Komponenten ermöglicht Funktionen, die von Quarzoszillatoren nicht geboten werden. Zu den MEMS-Timing-Funktionen gehören: „ Anpassbare Frequenz von 1 Hz bis 625 MHz mit bis zu sechs Dezimalstellen Genauigkeit, „ Spread-Spectrum-EMI-Reduktion, „ programmierbares Treiber-Signal (Ausgangssignalform) zur besseren Signalintegrität und ebenfalls zur EMI-Reduktion, „ Betriebsspannung 1,8 bis 3,3 V und 1,2 bis 4,5 V für batteriebetriebene Anwendungen, „ programmierbarer Frequenzziehbereich von ±25 bis ±1600 ppm bei VCXOs, VCTCXOs und DCXOs. Diese Funktionen sind auch über einen großen Betriebstemperaturbereich verfügbar. Zudem können die MEMS-Oszillatoren in einer Vielzahl von IndustriestandardSMD-Gehäusen geliefert werden, als Dropin-Ersatz für Quarz-Oszillatoren. Darüber hinaus sind spezielle Gehäuse, ultra-kleine Chip-Scale Packages mit den Maßen 1,5 mm x 0,8 mm oder SOT23-5 für höhere BoardLevel-Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen verfügbar.

Die höhere Zuverlässigkeit bieten MEMS-Oszillatoren Silizium-MEMS-Timing-Lösungen weisen eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer im Vergleich zu Quarzlösungen auf. MEMS-basierte Oszillatoren haben eine FIT-Rate (Failure in Time) von