@inproceedings{IvanovTippmannKrayerBrandletal.2018, author = {Ivanov, Artem and Tippmann-Krayer, Petra and Brandl, Markus and Kollmannsberger, Markus and Str{\"o}ber, Carmen}, title = {Smart Foil Display - gedruckte Anzeige in einer praktischen Anwendung}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-999}, pages = {107 -- 120}, year = {2018}, abstract = {Flexible Elektrolumineszenz-Displays mit einer Pixelmatrix von 32 x 5 Punkten und mit 5 bis 11 Piktogramm-Elementen wurden im Druckverfahren hergestellt und in einer Anwendung zur Erh{\"o}hung der Verkehrssicherheit eingesetzt. Dabei kann ein Fahrradfahrer oder ein Skater seine Abbiege- und Bremsman{\"o}ver anderen Verkehrsteilnehmern mit Hilfe des in einen Rucksack bzw. eine Jacke integrierten Displays auch in Dunkelheit anzeigen. Die Signal{\"u}bertragung erfolgt {\"u}ber eine Bluetooth-Verbindung von einer „Control Unit" oder einem Smartphone an das Display. Zus{\"a}tzlich erlaubt das System eine M{\"o}glichkeit beliebige Botschaften auf das Display vom Smartphone aus zu {\"u}bertragen und anzuzeigen. Dieser „Fun Mode" kann z.B. auf Events als „live post" eingesetzt werden. Im Artikel sind technische Details zur Implementierung beschrieben, gewonnene Erfahrungen bei der Herstellung der Displays und Ergebnisse der Tests von Demonstratoren werden aufgezeigt.}, language = {de} } @inproceedings{HuesgenSharmaSchnuretal.2018, author = {Huesgen, Till and Sharma, Ankit and Schnur, Johann and Kuwan, Thomas and Haag, Niko and Hadersbeck, Franz and Hohmann, Maik}, title = {Leiterplattenembedding von Halbleiterbauelementen f{\"u}r die Leistungselektronik - vom Modul zum System}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1606}, pages = {44 -- 52}, year = {2018}, abstract = {Das Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalit{\"a}t von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavit{\"a}ten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule wird systematisch an Hand eines 1200 V / 50 A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herk{\"o}mmlichen, kommerziell verf{\"u}gbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasit{\"a}ren Widerst{\"a}nde und Induktivit{\"a}ten des Embedded-Moduls sind gegen{\"u}ber der Referenz um 86 \% bzw. 65 \% verringert. Der thermische Widerstand f{\"a}llt um 29 \% niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgef{\"u}hrt, wobei ein 23 kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5 \% m{\"o}glich. Eingriffe in die Schaltungstechnik sind dazu nicht notwendig.}, language = {de} } @inproceedings{LiangFaber2018, author = {Liang, Hanning and Faber, Christian}, title = {Phasenmessende Deflektometrie f{\"u}r bewegte Messobjekte}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1008}, pages = {68 -- 76}, year = {2018}, abstract = {Die dreidimensionale Vermessung spiegelnder Freiformfl{\"a}chen, wie etwa von Kfz-Karosserien, Brillengl{\"a}sern oder Teleskopspiegeln, ist ein wichtiges Thema im Bereich der optischen Messtechnik. Aktuell existiert eine Reihe etablierter Verfahren zur Vermessung spiegelnder Oberfl{\"a}chen im industriellen Umfeld, wie z.B. Interferometrie, Deflektometrie, Weißlichtinterferometrie oder Shape from Specular Flow. Allerdings gibt es noch kein Verfahren, welches in der Lage w{\"a}re, beliebige bewegte Objekte mit spiegelnder Oberfl{\"a}che gleichzeitig schnell, robust, vollfl{\"a}chig und hochgenau zu vermessen. Phasenmessende Deflektometrie (PMD) hat grunds{\"a}tzlich das Potenzial, die erw{\"a}hnten Anforderungen zu erf{\"u}llen. PMD ist seit mehr als 20 Jahren ein etabliertes Verfahren zur vollfl{\"a}chigen ber{\"u}hrungslosen optischen Vermessung der Topographie blanker Oberfl{\"a}chen und zeichnet sich durch ihre Robustheit, Flexibilit{\"a}t und hohe Messdynamik aus. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass an jeder zu vermessenden Position mehrere Bilder eines sinusf{\"o}rmigen Streifenmusters in unterschiedlichen Phasenlagen aufzunehmen sind. Aus diesem Grund darf sich das zu pr{\"u}fende Objekt w{\"a}hrend der Messung nicht bewegen. F{\"u}r viele industrielle Anwendungen - etwa bei der Serienfertigung mit kurzen Taktzeiten oder bei der Produktion von Endlos-Material wie Folien oder Blechen - ist das Anhalten des Objekts f{\"u}r die Pr{\"u}fung von großem Nachteil und stellt oftmals den gr{\"o}ßten Hinderungsgrund bei der Einf{\"u}hrung dieser Pr{\"u}ftechnologie dar. In diesem Beitrag wird aufgezeigt, wie die phasenmessende Deflektometrie erweitert werden kann, so dass eine Vermessung beliebig bewegter Objekte mit blanken Oberfl{\"a}chen ohne vorheriges Anhalten und Fixieren m{\"o}glich wird.}, language = {de} } @inproceedings{BerbuerFelslRuemmler2018, author = {Berbuer, Lukas and Felsl, Dominik and R{\"u}mmler, Norbert}, title = {Selbstlernende Sensornetzwerke zur zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fung von CFK-Strukturen}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1587}, pages = {27 -- 36}, year = {2018}, abstract = {Im Rahmen des gef{\"o}rderten Forschungsprojektes moZat wurde in Kooperation mit der Hochschule Landshut ein Messsystem entwickelt, das Struktursch{\"a}digungen in CFK-Felgen detektiert und klassifiziert. Dazu werden die Eigenschaften von Lamb-Wellen genutzt, die durch reversibel angekoppelten Piezoelemente in die CFK-Struktur eingeleitet und gemessen werden. Lamb-Wellen breiten sich in plattenf{\"o}rmigen Strukturen aus und interagieren mit Fehlstellen, z.B. Delaminationen, in Form von Modenkonversionen. Durch Auswertung der Signale im Sensornetzwerk ist es m{\"o}glich, auf Modenkonversionen bzw. Sch{\"a}digungen zur{\"u}ckzuschließen und diese genauer zu spezifizieren. Hierzu werden aus den gefilterten und transformierten Sensorsignalen schadensrelevante Merkmale extrahiert und kombiniert mittels Neuronaler Netze klassifiziert.}, language = {de} } @inproceedings{GottwaldHofmeister2018, author = {Gottwald, Stefan and Hofmeister, Andreas}, title = {PCB 4.0 - Baugruppen mit eingebetteten Mikrosensorsystemen zur intelligenten Fertigung von Industrieelektronik}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1621}, pages = {59 -- 66}, year = {2018}, abstract = {Miniaturisierte Funksensorik bietet ein enormes Potenzial zur Optimierung von Produktionsprozessen. Dabei ist f{\"u}r die Zukunft zu erwarten, dass insbesondere drahtlose Mikrosensorsysteme in verschiedenste Baugruppen eingebettet werden, um sich miteinander sowie mit der Produktions- und Anwendungsumgebung zu vernetzen. Mittlerweile existieren zahlreiche Technologien der 3D-Integration, die einen hohen Miniaturisierungsgrad von drahtloser Mikrosensorik erm{\"o}glichen. Das Projekt PCB 4.0 erschließt die M{\"o}glichkeiten der Einbetttechnologien f{\"u}r in Leiterplatten integrierte Funksensorschichten und macht neue Entwurfsmethoden f{\"u}r die gesteigerte Designkomplexit{\"a}t in der sicheren Vernetzung mit der peripheren Infrastruktur handhabbar. Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens besteht darin, eine hochintegrierte Funksensorik f{\"u}r die sichere Vernetzung zuk{\"u}nftiger Baugruppen zu entwickeln. Mit Hilfe der Einbetttechnik wird ein bisher noch nicht erreichter Miniaturisierungsgrad der Funksensorik erm{\"o}glicht. Durch Festlegung geeigneter Schnittstellen f{\"u}r eingebettete Funktionsschichten sollen Teilkomponenten bereits implementiert und vorgetestet werden, wodurch die Realisierung eingebetteter Funksensorik stark vereinfacht wird. Mit Hilfe eines neuen Entwurfswerkzeugs soll die Auslegung von Industrie 4.0-Baugruppen und der entsprechenden Infrastruktur f{\"u}r die Fertigungsplanung massiv beschleunigt werden. Die neuen M{\"o}glichkeiten von Funksensorknoten (FSK) werden anhand exemplarischer Baugruppen in der Produktion und im sp{\"a}teren Einsatz demonstriert.}, language = {de} } @inproceedings{StrohmeierFaber2018, author = {Strohmeier, Michael and Faber, Christian}, title = {Inverse Streifenprojektion zur optischen Defekterkennung an metallischen Freiformfl{\"a}chen in harter Produktionsumgebung}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1638}, pages = {77 -- 85}, year = {2018}, abstract = {In der industriellen (Serien-)Fertigung ist der Einsatz optischer Sensoren durch ihre ber{\"u}hrungslose, schnelle und flexible Messf{\"a}higkeit weit verbreitet. Besonders in harten Produktionsumgebungen, wie der Pressumformung, ist jedoch die Auswahl an geeigneten Messmethoden f{\"u}r eine Inline-Bauteilkontrolle stark begrenzt. Produktionsbedingte St{\"o}rgr{\"o}ßen aus Sicht des Messsystems wie Schwingungen, Lagetoleranzen und Be{\"o}lung der zu pr{\"u}fenden Bauteile nehmen Einfluss auf die erreichbare Genauigkeit der Messung und schließen bestimmte (z.B. vibrationsempfindliche) Verfahren grunds{\"a}tzlich aus. Am Anwendungsfall des Presswerks der BMW Group in Dingolfing sollen im Rahmen des Automobilbaus blechumgeformte Außenhautteile auf Oberfl{\"a}chen- und Geometrieabweichungen, wie beispielsweise Einschn{\"u}rungen, inline im Serientakt gepr{\"u}ft werden. Die implementierte Messmethodik basiert dabei auf sog. inverser Streifenprojektion in Kombination mit Einseitenbanddemodulation als Auswertemethode. Dabei gen{\"u}gt eine einzelne Kameraaufnahme zur Auswertung, wodurch der Einfluss von Schwingungen deutlich reduziert wird. Neben der Entwicklung des Messverfahrens sind auch die Systemintegration in die Produktion bzw. Presse sowie die prozesstechnische Integration in die {\"u}bergeordnete Qualit{\"a}tsstrategie von zentraler Bedeutung. Erste Inline-Messungen zeigen die prinzipielle Funktionalit{\"a}t der Messmethodik im Fertigungs-Einsatz.}, language = {de} } @inproceedings{Steiger2018, author = {Steiger, Erwin}, title = {New connecting and micro material processing techniques with ultra-short pulse lasers and high speed optical manufacturing tools}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1572}, pages = {17 -- 25}, year = {2018}, abstract = {We present new micro processing and connecting processes with state-of-the-art ultrashort pulse laser systems with pulse durations in the femtosecond to picosecond timescale. Laser processes like shock-wave induced thin-film delamination (SWIFD), laser patterning of conductive thin films, fabrication of interconnection lines and laser-induced forward transfer (LIFT) of functional materials for the fabrication of microelectronic elements such as interconnects and embedded circuits are discussed in detail. These laser-induced processes and fabrication methods offer new possibilities for the packaging of semiconductor, surface mounted and/or hybrid systems and subsystems. Additionally, processing methods with these laser systems for innovative applications in the microelectronics field like the laser-lift-off for flexible displays and printed circuits, welding of brittle glass materials like sapphire and gorilla glass used in the communication area and micro machining of ceramic substrates with compact workstations equipped with high speed manufacturing tools are also presented.}, language = {en} } @inproceedings{ZiescheLenzKuipersetal.2018, author = {Ziesche, Steffen and Lenz, Christian and Kuipers, Winfred and Foerster, Jan and Koch, Christian}, title = {Flammenionisationsdetektor mit interner Gasversorgung in Mehrlagenkeramiktechnologie}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1351}, pages = {9 -- 16}, year = {2018}, abstract = {Flammenionisationsdetektoren (FID) sind etablierte gassensorische L{\"o}sungen f{\"u}r die Bestimmung von Kohlenwasserstoffkonzentrationen, die sich insbesondere durch geringe Nachweisgrenzen und geringe Querempfindlichkeiten auszeichnen. Ihr Einsatz erfolgt {\"u}berwiegend in der Industrie (Analyse), im Explosionsschutz und im Umweltschutz. Die konventionelle Herstellung von FIDs erfolgt {\"u}ber feinwerktechnische Verfahren, die Bereitstellung der Betriebsgase (H2, Luft) {\"u}ber Druckgasflaschen. Die aufw{\"a}ndige Einzelfertigung bzw. die umst{\"a}ndliche Bereitstellung der Betriebsgase limitieren den Einsatz der Sensorik hinsichtlich Kosten, Mobilit{\"a}t und Betriebszeit. Die {\"U}berwindung dieser Limitierungen durch den Einsatz mehrlagenkeramischer Fertigungstechnologien war Ziel der aufgef{\"u}hrten Entwicklungsaktivit{\"a}ten.}, language = {de} } @inproceedings{BrunnerBoese2018, author = {Brunner, Bernhard and B{\"o}se, Holger}, title = {Sensorik mit haptischer R{\"u}ckmeldung - smart und f{\"u}hlbar}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1595}, pages = {37 -- 42}, year = {2018}, abstract = {Glatte, geschlossene Schaltoberfl{\"a}chen, flexibel und frei verformbar, werden in modernen Bedienoberfl{\"a}chen in Fahrzeugen, aber auch in Maschinenbedienelementen mit hohen Hygieneanspr{\"u}chen gefordert. Touchpads erf{\"u}llen nur einen Teil dieser Anforderungen, insbesondere da sie kaum haptisches Feedback bieten k{\"o}nnen. Multifunktionale Sensoren auf Basis von neuartigen intelligenten Materialien erlauben es, „unsichtbare" Schalter und Drucksensoren, die auf N{\"a}herung und Ber{\"u}hrung reagieren, zu kombinieren. Je nach Oberfl{\"a}chenanforderung gibt es zwei m{\"o}gliche Arten der Realisierung. Dielektrische Elastomersensoren (DES) sind kapazitive Sensoren auf Basis von Silikon. Sie bestehen aus stark dehnbaren Sensorfolien, die als kombinierte Druck-, Dehnungs- und N{\"a}herungssensoren zur Integration in flexible, gedehnte und weiche Strukturen (z.B. Sitzfl{\"a}chen, Roboterbez{\"u}ge) eingesetzt werden k{\"o}nnen. Schaltfl{\"a}chen, die hohen mechanischen und chemischen Einfl{\"u}ssen ausgesetzt sind, k{\"o}nnen durch piezoelektrische D{\"u}nnschichten auf Edelstahlsubstraten als N{\"a}herungsund hochempfindliche Drucksensoren realisiert werden. Sie sind extrem flexibel, d{\"u}nn (0,02 - 0,2 mm), korrosionsstabil und lassen sich direkt als Edelstahlblenden (z.B. Maschinenbedienelemente) mit Sensorfunktion verwenden. Durch die Erg{\"a}nzung der sensorischen Funktionen mit einer integrierbaren Aktorik kann ein haptisches Feedback erreicht werden. Magnetorheologische Elastomere bestehen aus mit ferromagnetischen Partikeln gef{\"u}llten Silikonen, die auf ein {\"a}ußeres Magnetfeld durch Form{\"a}nderung oder {\"A}nderung der Steifigkeit reagieren. Durch Kombination von kapazitiver N{\"a}herungssensorik mit Druckschaltern und krafterzeugenden Elementen lassen sich mit intelligenten Materialien neuartige multifunktionale Schaltelemente sehr d{\"u}nn, flexibel, elastisch, weitgehend frei formbar und kosteng{\"u}nstig herstellen.}, language = {de} } @inproceedings{Lehnberger2018, author = {Lehnberger, Christoph}, title = {Unkonventionelle Sensor- und Aktorsysteme auf Basis von Leiterplatten}, series = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplin{\"a}rer Anwendung"}, editor = {Ivanov, Artem and Bicker, Marc and Patzelt, Peter}, address = {Landshut}, isbn = {978-3-9818439-1-0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1617}, pages = {53 -- 58}, year = {2018}, abstract = {Der Beitrag erl{\"a}utert Ergebnisse aus laufenden Forschungsprojekten, die sich mit Sensorik und Aktorik besch{\"a}ftigen. Die M{\"o}glichkeiten f{\"u}r Sensoren und Aktoren gehen dabei {\"u}ber eine einfache kapazitive oder resistive Messung weit hinaus. So dienen Hohlr{\"a}ume und Kan{\"a}le in der Leiterplatte zur Leitung von Fluiden und Schaltung von pneumatischen Systemen. Es werden aktuelle und potenzielle Anwendungen pr{\"a}sentiert. F{\"u}r den Kontakt mit korrosiven Medien werden Strukturen aus reinem Gold auf Leiterplatten erzeugt. Dabei kommen auch medienbest{\"a}ndige Basismaterialien zum Einsatz, die z.B. hohen S{\"a}urekonzentrationen widerstehen. Der aktuelle Stand der Forschung wird vorgestellt. Schließlich werden neuartige Aktoren vorgestellt, die nach dem Prinzip der Elektrothermik arbeiten. Diese weisen im mikromechanischen Bereich Vorteile gegen{\"u}ber anderen Aktorprinzipien auf.}, language = {de} }