Bauelemente Mehr als nur Commodities

Das passive Bauelement wird vorrangig über das C-Teilemanagement beschafft und fristet bei einer Vielzahl von Kunden ein eher bescheidenes Dasein. Antrieb zur Weiterentwicklung war über viele Jahre hinweg der Wunsch nach Miniaturisierung. Doch ist eine weitere Miniaturisierung, kleiner als die Bauform 01005, technisch und kommerziell noch sinnvoll? Wohin also geht die technologische Entwicklung bei den passiven Bauelementen, was sind die Trends? Heute kommen die Impulse für die technologische Entwicklung bei passiven Bauelementen in erster Linie aus der Automobilindustrie und von deren Zulieferern. Die Kunden verlangen nach Bauelementen, die den strengen Vorgaben des Automotive Electronics Council (AEC) entsprechen, wenn es um die Entwicklung sicherheitsrelevanter Anwendungen, wie zum Beispiel elektronischer Bremssysteme, Airbags, Reifeninformationssysteme und Getriebesteuerungen geht. Die Anforderungen an diese passiven Bauelemente sind hoch. Sie müssen eine Temperaturfestigkeit bis 125 °C oder gar nach Automotive Grade II bis 155°C, hohe Vibrations- und Schockfestigkeit sowie Kurzschlusssicherheit nachweisen. Die Regularien schreiben unter anderem vor, dass die Qualifizierung der passiven Bauelemente in den PPAP (Production Part Approval Process) dokumentiert sind sowie die detaillierten Materialdaten in der IMDS(International Material Data System)-Datenbank gelistet und gepflegt werden müssen. Darüber hinaus muss eine Chargenrückverfolgbarkeit durch die gesamte Lieferkette (Supply Chain) gewährleistet sein. Dies stellt neben den technischen Spezifikationen an die Bauelemente selbst auch sämtliche Beteiligten in der Lieferkette vor große Herausforderungen, um die lückenlose Chargenrückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Geregelt sind diese Vorgaben für passive Bauelemente in der AEC-Q200, der „Stress Test Qualification for Passive Components“. So schreibt die AEC-Q200 je nach Produkt umfangreiche Tests zu mechanischen Belastungen (Bending Test, Vibrationen und Schock), Langzeitstabilität, Stabilität bei Temperaturwechsel, Impulsfestigkeit, Schadgasfestigkeit, Salzsprühtests, Scherfestigkeit und vieles mehr vor. Jedoch sind nicht alle Tests für sämtliche Bauelemente gleichermaßen vorgeschrieben. So sind bestimmte Prüfungen nur für hermetisch geschlossene Bauelemente notwendig, wieder andere nur für große SMD-Bauteile relevant. Qualifizierungen und Freigaben von passiven Bauelementen sind durch diese Regularien langwierig, aufwändig und führen dadurch auch zu höheren Kosten. Nach AEC-Q200 qualifizierte Bauelemente sind somit in der Regel teurer als herkömmliche passive Bauelemente, die in Applikationen der Industrieelektronik, Unterhaltungselektronik oder Telekommunikation Anwendung finden. Während Bauelemente für Kfz-Anwendungen sehr spezifische Anforderungen erfüllen müssen und die Hersteller diese Komponenten hinsichtlich der vielfältigen Kundenanforderungen stetig modifizieren und weiterentwickeln, geht die Entwicklung auch abseits der Automotive-Anwendungen voran. Als Beispiel seien hier die Integration von passiven Bauelementen in der Leiterplatte genannt oder aber integrierte passive Bauelemente wie Widerstands-Kondensator-Netzwerke in Silizium-Dünnschichttechnologie. Die treibenden Kräfte sind hier Steigerung der Zuverlässigkeit, Verbrauchsreduzierung und Energieeffizienz, Vorgaben der Gesetzgeber, Verwendung preiswerterer oder besser verfügbarer Rohstoffe (Seltene-Erden-Problematik), Umweltschutz und natürlich der Wunsch nach weiteren Kosteneinsparungen. Seien wir also gespannt, mit welchen Herausforderungen wir in den nächsten Monaten konfrontiert werden und welche neuen Entwicklungen auf uns zukommen.