(openPR) Als interdisziplinäres Fachgebiet steht die elektronische und optische Verbindungstechnik heute stärken denn je im Fokus diverser Schlüsseltechnologien. Dies wurde auf der von der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik (GMM) in Zusammenarbeit mit der Hochschule Ostwestfalen-Lippe und dem VDI Ostwestfalen-Lippe Bezirksverein e.V. organisierten Fachtagung „Elektronische und optische Verbindungstechnik 2009“ deutlich, auf der über vierzig Autoren aus Großunternehmen, mittelständischen Betrieben sowie Hochschulen und Universitäten praktische Beispiele aus diversen Technologiebereichen vorstellten und diskutierten.
In den vergangenen Jahren hat sich die elektronische und optische Verbindungstechnik zu einer Basistechnologie in einem rasant wachsenden Umfeld der Elektronik und Informationstechnik gemausert. „Das horizontale und vertikale Wachstum dieses Umfeldes führt zu neuen Herausforderungen für die elektronische und optische Verbindungstechnik, die große Anstrengungen in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet verlangen“, erläuterte der Chairman der Veranstaltung Professor Dr. Jian Song Labor für Feinsystemtechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo. Die große Anzahl der Tagungsbeiträge reflektiere die intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf diesem lang vernachlässigten Gebiet.
In seinem Vortrag verwies Song auf jüngste Untersuchungen zum Verschleiß elektrischer Kontakte. Um deren Lebensdauer zu erhöhen sei es erforderlich, nicht allein die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen, sondern auch günstige Verschleißarten zu erzielen. Die Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass trotz der Verwendung von Hartgold der Verschleiß in der Kontaktzone sehr stark ist. Ziel künftiger Entwicklungsarbeiten sei es daher, die Kontaktoberfläche dahingehend zu modifizieren, dass die Lebensdauer von elektrischen Kontakten mit Edelmetalloberflächen gesteigert wird.
Beschichtung mechatronischer Bauteile
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Bauteilen steigen auch die Anforderungen an Beschichtungsmaterialien für mechatronische Bauteile permanent. „Herkömmliche Schichtsysteme sind auch durch erhöhten Temperatureinsatz und Vibrationsanforderungen und Einsatz von neuen Materialien wie zum Beispiel Aluminiumkabeln an die Grenzen ihrer Funktionalität gestoßen“, verdeutlichte Udo Adler von der Stolberger KME Germany AG & Co. KG. Zur Erhaltung der notwendigen Mindestkontaktzeit über den gesamten Lebenszyklus seien höherfeste Werkstoffe mit guten Umformeigenschaften und geringerer Spannungsrelaxation nötig.
Auch gestiegene Umweltauflagen verlangen nach Innovationen. „Die Forderung nach Reduzierung des Kohlendioxid-Ausstoßes zwingt die Autohersteller zur Gewichtseinsparung“, führte Adler weiter aus. Dies bedeute für die mechatronischen Komponenten, dass das schwere Kupfer durch Leichtmetalle oder metallisierte Kunststoffe substituiert werden muss. Zu diesem Zweck seien im Rahmen eines BMBF Gemeinschaftsprojektes der Firmen Tyco, Harting, Multitest und KME elektrisch leitende Kontaktschichten mittels Gasphasenabscheidung (PVD) erstmals untersucht worden. Es seien aber weitere Versuche zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der erzielten Ergebnisse erforderlich.
Hoch auflösende Computertomografie als Instrument in der Fehleranalyse
Ein typischer Nachteil der Verbindungstechnik besteht darin, dass Gehäuse, Isolationsmaterialien und vergossene Bauteile die Qualitätskontrolle der Kontaktierungen „von außen“ stark erschweren oder gar unmöglich machen. „Bei diesen Anforderungen verfügt die hoch auflösende Computertomographie über klare Vorteile“, erläutert Frank Sieker von der in Wunstorf ansässigen GE Sensing & Inspection Technologies GmbH. Ohne das Bauteil zu berühren liefere das Verfahren zeitgleich schnelle und präzise Informationen über die äußere und innere Struktur selbst komplexester Bauteile.
Im Gegensatz zu mechanischen Schliffen, die lediglich den Blick in eine einzige Schnittebene ermöglichen und das Objekt dabei zerstören, können mit Hilfe der Computertomografie per Mausklick hundert Schnitte in beliebige Richtungen erzeugt werden. Die Vorteile dieses Verfahrens sind überzeugend. „Es lassen sich rascher denn je Abweichungen von der Norm entdecken“, verdeutlicht Frank. Dadurch könnten Produktionsprozesse zeitnah optimiert werden.
Über eine neuartige Steckverbinderlösung für alle Glasfasernetze berichtete Dr. Jürgen Nehler von der Euromicron Werkzeuge GmbH in Mittenaar. Das auf Lichtwellenleiter (LWL)-Verbindungstechnik spezialisierte Unternehmen hat mit der optischen Steckverbinder-Reihe EM-RJ eine sehr platzsparende neue Generation für den LAN-Bereich und den Einsatz in Industrieanwendungen entwickelt. Unternehmensangaben zufolge eröffnet die Innovation LWL-Steckern neue Marktchancen, da es in der Netzwerk-Installation deutlich Platz spart und für mehr Übersichtlichkeit sorgt.
Drum prüfe, wer sich ewig bindet. Das gilt sinngemäß auch für Verbindungstechnik. In diesem Zusammenhang ergibt sich auch die Frage nach der Zuverlässigkeit optischer Steckverbindungen. Einziges Manko: „Es existieren noch keine anerkannten Zuverlässigkeitsmodelle“, räumt Aleksandar Opacic von der Huber + Suhner AG in Herisau (Schweiz) ein. Aus diesem Grund müssten Lösungsansätze vorgeschlagen werden, die auf Umwegen zu einer groben Zuverlässigkeitsaussage führen. Auf der Basis von standardisierten Typen seien Zuverlässigkeitsaussagen im Hinblick auf Plausibilität bzw. Kongruenz mit den bekanntesten Ausfallmechanismen geprüft worden.
