20 JAHRE - Bayerische Forschungsstiftung
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ProZess- unD ProDuKtionstechniK neue ProJeKte ProJeKtLeitung rohde & schwarz gmbh & co. Kg werk teisnach Kaikenriederstr. 27 94244 teisnach Dipl.-ing. (Fh) Johann hollrotter tel. 09923 / 85-71121 Fax 09923 / 85-76121 www.teisnach.rohde-schwarz.com johann.hollrotter@rohde-schwarz.com ProJeKtPartner Friedrich-alexander-universität erlangen-nürnberg Professur für rechnergestützten schaltungsentwurf www.univis.uni-erlangen.de hochschule Deggendorf technologie campus teisnach www.tc-teisnach.fh-deggendorf.de 92 PHERES: Printed Circuit Board for Higher Frequency Systems Links: messung an tiefpassfilter im zweistelligen gigahertz-bereich; rechts: messdiagramm mit Durchlass- und sperrbereich Für spätere messtechnische anwendungen werden bei diesem Projekt zuverlässige schaltungsträger mit signifikant erweiterter signalfrequenz im hohen zweistelligen gigahertz-bereich erforscht. Leiterplatten als schaltungsträger, sogenannte multilayer, sind zentrale Komponenten für die elektronische schaltungstechnik. sie fungieren nicht nur als mechanisches trägermedium für die schaltung, sondern vor allem in der hochfrequenztechnik auch als funktionales elektrisches schaltungselement. messund Prüfgeräte erfordern außerordentlich zuverlässige schaltungsträger, die handels- übliche anforderungen von consumerpro- dukten um ein Vielfaches übertreffen. im bereich Kommunikations- und informations- technologie werden dabei extrem hohe Frequenzbereiche mit großer bandbreite abgedeckt. allerdings kann dies von derzeit verfügbaren schaltungsträgern nur durch einsatz sehr kostenintensiver technologien mit langen Produktionszeiten erreicht werden. Projektziel ist es, eine neue technologie mit signifikant erweitertem Frequenzbereich im hohen zweistelligen gigahertz-bereich zu entwickeln. Durch einsatz neuer materialien, einer geeigneten entwurfsmethodik sowie mit hilfe innovativer Fertigungsprozesse soll die basis für die kostengünstige Volumenfertigung geschaffen werden. um eine gleich bleibende Qualität der multilayer sicherzu- trc3 mem5 [trc3] s12 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 ch1 s12 db mag 10db / ref 0 db invisible s21 db mag 10db / ref 0 db 3 of 4 (max) start 40mhz Pwr -5dbm stop 40ghz stellen, untersuchen die Projektbeteiligten neue messtechnische Verfahren zu deren elektrischer charakterisierung und entwickeln eine wesentlich verbesserte Verbindungstechnologie zur Peripherie der schaltungen bis hin zu höchsten Frequenzen im millimeterwellenbereich. weiterhin werden entwurf, simulation und messtechnische charakterisierung von elektrischen strukturen und deren modellbildung vorangetrieben. Zusammen mit den neuen messmethoden sollen die neuen Fertigungstechnologien eine weit wirtschaftlichere Fertigung von hochfrequenzbaugruppen unter industriebedingungen ermöglichen.
PhySiOS Links: Vibrationswendelförderer zur bereitstellung von Kleinteilen; rechts: simulative auslegung einer ordnungsstrecke auf der basis von Physikmodellen Die entwicklung von ordnungsstrecken in Vibrationswendelförderern ist aktuell ein zeit- und kostenintensiver iterationsprozess. Durch eine virtuelle absicherung der ordnungsaufgabe mit hilfe eines physikbasierten simulationsmodells soll der entwicklungsprozess effizienter gestaltet werden. Kleinteile werden heute aus Kostengründen in der regel ungeordnet im haufwerk transportiert. Zur automatischen montage müssen diese aus dem haufwerk vereinzelt und lagerichtig am montageort bereitgestellt werden. in den meisten Fällen wird diese aufgabe durch Vibrationswendelförderer gelöst. Durch oszillation des Fördertopfes wird das stückgut durch massenkräfte entlang einer wendel bewegt. während des Fördervorgangs erfolgt eine orientierung der Kleinteile durch eine ordnungsstrecke. Die auslegung dieser strecken erfolgt aktuell in einem erfahrungsbasierten und iterativen optimierungsprozess. in der regel müssen dabei die im caD entwi- ckelten Lösungen nach ihrer umsetzung zeit- und kostenaufwendig an die jeweilige geo- metrie des Fördergutes angepasst werden. im Forschungsprojekt Physios soll dieser entwicklungsprozess durch den einsatz von simulationsmethoden deutlich verbessert werden. hierfür wird das dynamische Verhalten von stückgut und Fördertopf im rahmen einer Physiksimulation abgebildet. Dazu werden die geometriemodelle um physikalische Parameter erweitert, wodurch das Ver- halten der objekte auf basis physikalischer gesetzmäßigkeiten simuliert werden kann. Zum einsatz der Physiksimulation für die auslegung einer ordnungsstrecke werden zunächst bestehende simulationsverfahren um Vibrationsbewegungen und kleine bauteile erweitert. nach Qualifikation dieser Verfahren wird eine neue Vorgehensweise zur entwicklung von ordnungsstrecken erarbeitet. Ziel ist eine optimale streckenauswahl, -anordnung und -dimensionierung. um die Vorteile dieser Vorgehensweise auf seiten der anlagenhersteller wie auch -betreiber zu belegen, wird diese mit der klassischen entwicklungsmethodik anhand ausgewählter referenzbauteile verglichen. ProZess- unD ProDuKtionstechniK neue ProJeKte ProJeKtLeitung technische universität münchen institut für werkzeugmaschinen und betriebswissenschaften iwb boltzmannstraße 15 85748 garching Prof. Dr.-ing. gunther reinhart tel. 089 / 289-15504 Fax 089 / 289-15444 www.iwb.tum.de gunther.reinhart@iwb.tum.de ProJeKtPartner inKa system gmbh www.inkasystem.de machineering gmbh & co. Kg www.machineering.de ssF-Verbindungsteile gmbh www.ssf-nuernberg.de 93
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rohde & schwarz gmbh & co. Kg<br />
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Kaikenriederstr. 27<br />
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Friedrich-alexander-universität<br />
erlangen-nürnberg<br />
Professur für rechnergestützten<br />
schaltungsentwurf<br />
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hochschule Deggendorf<br />
technologie campus teisnach<br />
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92<br />
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Higher Frequency Systems<br />
Links: messung an tiefpassfilter im zweistelligen gigahertz-bereich; rechts: messdiagramm mit<br />
Durchlass- und sperrbereich<br />
Für spätere messtechnische anwendungen werden bei diesem Projekt zuverlässige<br />
schaltungsträger mit signifikant erweiterter signalfrequenz im hohen zweistelligen<br />
gigahertz-bereich erforscht.<br />
Leiterplatten als schaltungsträger, sogenannte<br />
multilayer, sind zentrale Komponenten für<br />
die elektronische schaltungstechnik. sie fungieren<br />
nicht nur als mechanisches trägermedium<br />
für die schaltung, sondern vor allem<br />
in der hochfrequenztechnik auch als funktionales<br />
elektrisches schaltungselement. messund<br />
Prüfgeräte erfordern außerordentlich<br />
zuverlässige schaltungsträger, die handels-<br />
übliche anforderungen von consumerpro-<br />
dukten um ein Vielfaches übertreffen. im<br />
bereich Kommunikations- und informations-<br />
technologie werden dabei extrem hohe Frequenzbereiche<br />
mit großer bandbreite abgedeckt.<br />
allerdings kann dies von derzeit<br />
verfügbaren schaltungsträgern nur durch einsatz<br />
sehr kostenintensiver technologien mit<br />
langen Produktionszeiten erreicht werden.<br />
Projektziel ist es, eine neue technologie mit<br />
signifikant erweitertem Frequenzbereich im<br />
hohen zweistelligen gigahertz-bereich zu<br />
entwickeln. Durch einsatz neuer materialien,<br />
einer geeigneten entwurfsmethodik sowie<br />
mit hilfe innovativer Fertigungsprozesse soll<br />
die basis für die kostengünstige Volumenfertigung<br />
geschaffen werden. um eine gleich<br />
bleibende Qualität der multilayer sicherzu-<br />
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s21 db mag 10db / ref 0 db 3 of 4 (max)<br />
start 40mhz<br />
Pwr -5dbm<br />
stop 40ghz<br />
stellen, untersuchen die Projektbeteiligten<br />
neue messtechnische Verfahren zu deren<br />
elektrischer charakterisierung und entwickeln<br />
eine wesentlich verbesserte Verbindungstechnologie<br />
zur Peripherie der schaltungen<br />
bis hin zu höchsten Frequenzen im<br />
millimeterwellenbereich. weiterhin werden<br />
entwurf, simulation und messtechnische<br />
charakterisierung von elektrischen strukturen<br />
und deren modellbildung vorangetrieben.<br />
Zusammen mit den neuen messmethoden<br />
sollen die neuen Fertigungstechnologien<br />
eine weit wirtschaftlichere Fertigung von<br />
hochfrequenzbaugruppen unter industriebedingungen<br />
ermöglichen.
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