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Die Weiterentwicklung elektronischer Komponenten im Allgemeinen, aber auch passiver Bauelemente ist heute durch die stetig wachsenden technischen sowie kommerziellen Anforderungen der Anwender getrieben – es gilt kleiner, effizienter, schneller, robuster und natürlich auch kostengünstiger zu werden. Sei es, dass die Bauelemente für höhere Betriebstemperaturen ausgelegt werden müssen, dass die Energieeffizienz gesteigert werden muss, die Leistung erhöht oder die Langzeitstabilität verbessert wird. Hier scheuen Hersteller keine Anstrengungen, um Entwicklungen voranzubringen und im wahrsten Sinne des Wortes am laufenden Band innovative Produkte zu entwickeln und schnellstmöglich zur Marktreife zu treiben. Dies ist allein schon deshalb zwingend notwendig, um mittel- und langfristig im globalen Wettbewerb bestehen zu können. Erfindergeist, Ingenieurskunst und intensive Forschung unter Einsatz hoher Investitionen in Materialforschung, aber auch neue Produktionsverfahren führen zur Verbesserung einzelner Bauteile, zu einer höheren Prozessstabilität in der Produktion, steigender Qualität der Fertigungslose und damit einer besseren Ausbeute von Gutteilen. Für jeden Hersteller ist es heute wichtiger denn je und faktisch eine Frage des Überlebens, dass ein Bauelement niemals für den Stillstand eines modernen Hightech-Systems verantwortlich sein darf. Nicht nur ist der gute Ruf in Gefahr, sondern es drohen empfindliche, ja ruinöse finanzielle Risiken bei Qualitätsmängeln oder gar Ausfällen im Feld.

Wachsendes Umweltbewusstsein als Innovationsträger

Geforderte Betriebstemperaturen von 150 °C und mehr sind zum Beispiel für klassische Widerstände unkritisch.

Geforderte Betriebstemperaturen von 150 °C und mehr sind zum Beispiel für klassische Widerstände unkritisch. WDI

Auch die kontinuierlich strenger werdenden Umweltauflagen in vielen Ländern zwingen Hersteller, Fertigungsprozesse zu optimieren und den jeweiligen Umweltstandards anzupassen. Der Verzicht auf Blei und andere gesundheitsgefährdende Substanzen und damit die Einhaltung von zum Beispiel RoHS und REACh kommt der Umwelt über die gesamte Produktlebenszeit bis hin zur Entsorgung beziehungsweise dem Recycling zugute. Heute allgegenwärtige Themen wie Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und die wachsende Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlichen und zukunftsfähigen Produkten sind ein erheblicher Motor für kontinuierliche Innovation.

Vielfalt der Anwendungen fordert hohe Spezialisierung der Komponenten

In der Automobilindustrie steigen die Anforderungen hin zu immer kleineren Bauformen mit möglichst geringem Gewicht, die schockbeständig und vibrationsfest sein müssen. Galten vor wenigen Jahren noch Betriebstemperaturen bis 125 °C als durchweg ausreichend, gehen die Forderungen der Industrie heute bereits über die 150 °C hinaus. Für viele passive Bauelemente wie zum Beispiel klassische Widerstände sind diese Forderungen unkritisch. Bei Induktivitäten und Kondensatoren sind diese Anforderungen jedoch höchst anspruchsvoll und stellen eine große technische Herausforderung für die Hersteller dieser Komponenten dar. Beispielsweise lässt sich die Funktion von Induktivitäten bei derart hohen Betriebstemperaturen nur durch die Entwicklung geeigneter Ferritmaterialien sicherstellen.

Eine weitere Herausforderung in der Automobilelektronik stellt die Vielzahl elektrischer Antriebe in einem Fahrzeug dar. Neben Motoren für Öl-, Wasser- und Scheibenwaschpumpe kommen Antriebe für Fensterheber, Sitzverstellung, Spiegelverstellung, Schiebedach, Klimagebläse, ABS, Leuchtweitenregulierung und viele weitere hinzu. Nicht selten versammeln sich in einem Fahrzeug der gehobenen Mittelklasse mehr als 100 elektrische Antriebe. Dies führt zu besonderen Anforderungen an elektromagnetische Bauteile wie Spulen und Drosseln sowie an das Design der elektrischen Schaltung. Die magnetische Abschirmung der Bauteile muss sowohl wirkungsvoll gegen Abstrahlung als auch gegen Einstrahlung schützen, sodass die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) gewährleistet und eine störungsfreie Signalgewinnung, -übertragung und -verarbeitung sichergestellt ist. Eine Störung anderer Baugruppen kann fatale Folgen haben. Man stelle sich nur einmal vor, der Motor eines Klimagebläses würde den Ausfall eines Sicherheitssystems wie zum Beispiel ABS verursachen.

Eine Auswahl der bei WDI erhältlichen Elektromechanik-Komponenten.

Eine Auswahl der bei WDI erhältlichen Elektromechanik-Komponenten. WDI

Andere Anwendung, andere Anforderung

Bei den Consumer-Produkten ist die Bauhöhe eines Bauteils vielfach ausschlaggebend. Für ein optimales Design von Smartphones, Digitalkameras, Navigationsgeräten, aber auch Tablets und Notebooks sollten Widerstände, Kondensatoren und Spulen nicht höher sein als die verwendeten Speicherbausteine und Mikrocontroller. Neben der Bauhöhe spielt auch die Energieeffizienz für solche, meist vom Netzbetrieb unabhängig eingesetzter Produkte, eine wichtige Rolle. Damit die Batterieladung für mobile Geräte möglichst lange hält, sind Bauteile notwendig, die den Energieverbrauch positiv beeinflussen.

Zunehmende Produkt- und Anbieterdiversifikation

Bei der Auswahl von magntischen Bauelementen ist die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu berücksichtigen.

Bei der Auswahl von magntischen Bauelementen ist die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu berücksichtigen. WDI

Ein ganz anderes Szenario ist es, wenn beispielsweise Patente auslaufen und Technologien, die in der Vergangenheit nur einem Hersteller vorbehalten waren, nun von anderen Herstellern genutzt werden können. Hier sei exemplarisch das Beispiel der Shunt-Widerstände erwähnt, die aus elektronenstrahlverschweißtem Verbundmaterial (Kupfer sowie verschiedene Widerstandslegierungen bestehend aus Kupfer, Mangan, Nickel, Zinn, Aluminium, Chrom und so weiter) hergestellt werden. Mittlerweile fertigt eine ganze Reihe von Herstellern hochpräzise Shunt-Widerstände und Kunden sind somit nicht mehr von einem einzelnen Anbieter (Single Source) abhängig, sondern haben verschiedene Bezugsmöglichkeiten. Der Wettbewerb unter den Herstellern führt – neben einer besseren Verfügbarkeit – zu zunehmend marktgerechten und kleineren Preisen. Diese günstigen Preise rechtfertigen es in vielen Fällen sogar, für bestehende Designs zusätzliche Produktfreigaben anzustrengen. Und für neue Designs haben Entwickler natürlich von vornherein mehrere Möglichkeiten bei der Produkt- beziehungsweise Herstellerwahl.

Anforderung an die Distribution

Abgesehen von der Beschaffung, der Bevorratung und der Lieferung von Bauteilen, also dem logistischen Vorgang an sich, hat die Bauelemente-Distribution heute weitere wichtige Aufgaben zu leisten: Der fachkundige und kompetente Bauteildistributor ist heute mehr denn je Bindeglied zwischen Hersteller und Kunde. Forderungen der Kunden, die nicht mit vorhandenen Produkten und Technologien zu erfüllen sind, müssen an die Hersteller weitergegeben werden. Daraus können kundenspezifische Lösungen resultieren, aber auch allgemeine Produktverbesserungen, die dann sehr schnell zur Markreife gelangen. Andersherum müssen Hersteller das Wissen über neue Produkte, Technologien und Weiterentwicklungen an die Kunden weitergeben. Diese immer komplexer werdende technologische Vielfalt sowie deren optimale applikationsspezifische Anwendung stellen wachsende Anforderungen an Distributoren und die handelnden Personen, die einen sachverständigen technologischen und auch kommerziellen Produkt- und Designsupport gewährleisten müssen.

Eckdaten

Welchen Forderungen, Veränderungen und Weiterentwicklungen unterliegt der oftmals als langweilig und zweitrangig wahrgenommene Markt der passiven elektronischen Bauelemente? Exemplarisch wird erläutert, wie Hersteller, Distributoren und auch Kunden mit einem wachsenden und allgegenwärtigen technologischen und kommerziellen Innovationsdruck umgehen.