Im ersten Teil unserer Serie Elektronikentwicklung widmen wir uns dem Thema Konzeptionierung. Die in sämtlichen Sparten geforderte Modularität von leistungselektronischen Komponenten und die Standardisierung von Kommunikationsbussen stellt hohe Ansprüche an die Hersteller. Vor diesem Hintergrund erfordern vor allem der rasante Fortschritt in der Entwicklung sowie das schnell wachsende Angebot an Bauteilen eine sehr gute Kenntnis der aktuellen Innovationen. Die damit einhergehende Gefahr von Abkündigungen bestehender Komponenten bedingt in der Elektronikentwicklung von Anfang an ein hohes Maß an Weitsicht.

Elektronikentwicklung und Sicherheitsanforderungen

Um schon beim Projektstart der Elektronikentwicklung potentielle Zertifizierungsprobleme oder fehlende Sicherheitsanforderungen zu erkennen, müssen der geplante Verwendungszweck sowie der jeweilige Markt bestens bekannt sein. Die daraus resultierenden und für das Produkt anzuwendenden Normen haben unter anderem Einfluss auf Bauteilwahl, Layout, Gehäusedesign und Filterauslegung zur Unterdrückung der elektromagnetischen Störaussendung.
Werden diese anwendungsspezifischen Richtlinien nicht frühzeitig berücksichtigt steigt das Risiko von Projektverzögerungen sowie steigenden Kosten und kann im schlimmsten Fall ein komplettes Redesign erforderlich machen.

Bauteilwahl in der Elektronikentwicklung

Die ausgewählten elektronischen Bauteile beeinflussen sowohl die technischen Möglichkeiten des Produkts als auch das aus dem Wirkungsgrad resultierende notwendige Thermomanagement. Insbesondere die Wahl des Materials der Leitungshalbleiter hat in der Elektronikentwicklung neben den Kosten große Auswirkungen auf den technologischen Aufwand und das Leiterplattendesign.
Dies begrenzt die Auswahl an geeigneten Komponenten und erfordert eine frühzeitige Bauteilrecherche in Bezug auf Performance, Verfügbarkeit und Lieferzeiten um Verzögerungen beim Prototypenbau und der anschließenden Serienfertigung zu vermeiden.

Konstruktion als Schutz für die Elektronik

Um die Elektronik vor Überhitzung oder Schäden durch Umwelteinflüsse wie Temperaturwechsel, Stoß und Vibration zu schützen, können in der Elektronikentwicklung verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Neben der Möglichkeit eines Vergusses bzw. eines Teil-Vergusses können bereits im Layout Stütz- und Befestigungskonstruktionen vorgesehen werden, um die thermischen und mechanischen Belastungen zu kompensieren.
Neben der Elektronik muss aber auch die Umgebung vor Schäden bzw. Personen vor Verletzungen geschützt werden, was durch die Wahl eines geeigneten Gehäusekonzeptes realisiert werden kann. Die Konstruktion des Gehäuses hat ebenfalls Einfluss auf die elektromagnetische Verträglichkeit sowie das thermische Verhalten des Produktes.

Fazit

In der Elektronikentwicklung verkürzt eine umfangreiche und frühzeitige Analyse der Produktanforderungen den Entwicklungsaufwand und somit die Entwicklungskosten wesentlich. Um mit den technologischen Trends Schritt halten zu können ist eine interdisziplinäre Betrachtung verschiedenster Bereiche notwendig.