Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte am Fraunhofer EMFT

Das Forschungsprojekt »Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) schafft eine Vernetzungsplattform für vertrauenswürdige Elektronik als Schnittstelle zwischen Forschung und Unternehmen.

Halbleiterindustrie und Hersteller von elektronischen Komponenten und Systemen testen ihre Produkte sorgfältig, um eine fehlerfreie Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ein wichtiger Aspekt ist die Toleranz gegenüber ESD (Elektrostatische Ladung) der Chips. Die Fraunhofer EMFT und High Power Pulse Instruments GmbH (HPPI) haben gemeinsam ein 2-Pin Testsystem entwickelt, das der Halbleiterindustrie viele Vorteile bietet.

Mit einem Raffungsmodell analysieren EMFT-Forschende Mikrorelativbewegungen zwischen Press-Fit-Kontakt und Kupferhülse in der Platine, die zu vorzeitigem Materialversagen führen können.

Die Einpresstechnik stellt eine innovative Verbindungsmethode dar, die aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit und Robustheit insbesondere für sicherheitsrelevante Fügestellen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil: Die Methode ist wesentlich umweltfreundlicher als die bisher meist eingesetzte Löttechnik. Ein Forschungsteam des Fraunhofer EMFT arbeitet an einem Vorhersagemodell, das einen Zusammenhang zwischen leicht zugänglichen Material-/Prozessdaten und der Zuverlässigkeit von Einpresskontakten herstellt.

Steckverbinder und elektrische Anschlusstechnologien spielen eine zentrale Rolle für die digitale Vernetzung: Sie sind die Hauptschnittstelle zwischen Maschinen, Steuerungen und Datenverarbeitungsanlagen. Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten im gleichnamigen Projekt an so genannten Cyber Physical Connectors, einer neuen Generation aktiver, »intelligenter« Steckverbinder.

Mit dem Mobile Learning Hub bietet das Zentrum für Verbindungstechnik in der Elektronik ZVE der Fraunhofer EMFT seinen Kundinnen und Kunden ab sofort eine attraktive Alternative zu Präsenzschulungen im Schulungszentrum Oberpfaffenhofen an. Die Lötstation auf Rädern lässt sich direkt beim Kunden per Plug & Play in Betrieb nehmen.

Im Forschungsprojekt Direktkontaktierung PCB (T-1753) untersuchte das Fraunhofer EMFT PCB-Direktkontaktierungssysteme für hochzuverlässige mechatronische und antriebstechnische Anwendungen. Ziel war die Bewertung industriell verfügbarer Systeme hinsichtlich technischer Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und wirtschaftlicher Eignung unter praxisnahen Umwelt- und Belastungsbedingungen.

Vor allem in Bereichen, in denen personenbezogene oder sicherheitskritische Daten verarbeitet werden – etwa in der Medizintechnik, beim autonomen Fahren oder bei kritischen Infrastrukturen – werden im Zuge der Digitalisierung vertrauenswürdige elektronische IKT-Komponenten und -Systeme immer wichtiger. Forschende der Fraunhofer EMFT haben bei diesem Thema vor allem die Hardware-Ebene im Blick.

Im Projekt CFP entwickeln das Fraunhofer EMFT, das Fraunhofer IZM und die Yamagata University neuartige Chip-Foliengehäuse für flexible Elektronik. Gemeinsam erarbeiten sie Materialien, Verbindungstechniken und eine durchgängige Prozesskette, um elektronische Funktionen zuverlässig in weiche, gekrümmte oder flexible Oberflächen zu integrieren. Ziel sind weniger als 150 Mikrometer dünne Chip Foil Packages, die sich ressourceneffizient in großen Stückzahlen fertigen und in Medizin, Industrie, Mobilität und weiteren Anwendungsfeldern einsetzen lassen.

Jährlich erkranken weltweit über 3 Millionen immobile Menschen an schwerwiegenden, meist vermeidbaren Druckgeschwüren. Davon rund 0,6 Millionen in Deutschland. Dekubitus verursacht nicht nur persönliches Leid, sondern ist auch zeit- und kostenaufwendig zu behandeln. Aktuelle Prophylaxe Methoden erfordern viel Engagement des Pflegepersonals und bieten keine kontinuierliche Sicherheit. Daher besteht ein dringender Bedarf an individueller und kontinuierlicher Überwachung für eine wirksame Dekubitusprophylaxe. Sorala (ehem.) SoreAlert, eine geplante Ausgründung des Fraunhofer EMFT, adressiert diesen Bedarf mit einem intelligenten Pflaster, das eine automatisierte Überwachung gefährdeter Körperbereiche ermöglicht und frühzeitig vor Druckgeschwüren warnt.